液晶特許と歴史 1/3 ページ ●液晶 特 許と 歴史(2) (3)Ｓ (3)ＳＴＮ 液晶 特 許（J.J.Scheffer他 J.J.Scheffer他 ， Brown Boveri Research） Research） １９８ ３年 Barremanは液晶 の電気 光学 応答関数が、捻れネマチック ディスプレイ における捻れ角を変 えることにより大きく変化 す ることを発見した。 この発見を知 ったSchefferたちは非常に急峻な 電気 光学 応答を示す いろいろな ネマティック 構造を考案 し、液晶 分子の捻れ角をＴＮ 液晶 の９０ 度から２ ７０ 度にす るとヒステリシスが消え良好 な 応答がえ られることを発見した。これがＳＴＮ 液晶 の基本的特許と言 われている。 彼らは１９８ ５年 にＳＴＮ 液晶 の試作パネルを発表しているが、当時は配向膜の形成に斜 方蒸着法 が使われ たが、現 在で はラビング 法 が使われている。 ＳＴＮ −ＬＣＤの量産が開始されたのは１９８ ７年 で 、カラ−ＳＴＮ は１９９１年 に量産スタ−ト している。多くのノ −トパソコン等に採用され生産数も飛躍的に伸び ていた。 ところが１９９１年 ＴＦＴカラ−液晶 が台頭してＳＴＮ 存続の危機 がきた。価格は高かったが高精細で 高 速応答で あったためＴＦＴ液晶 が急速に伸び た。そ のため高速応答を可能にす る駆動法 がいろいろ考案され た。 そ れまで のＳＴＮ 液晶 の駆動法 は日立の川上英明 等が発明 した任 意バイ アス法 の電圧平均化 法 が使 われていた。（１９７３年 ， 特許１２ １０ ９８ ８ 号） この原理は、液晶 の光学 応答の定常状態 で は透過率が印加電圧の実効値に依存す るというもので す 。液 晶 の駆動は交流駆動が一般的で あるが、画素への印加電圧を作り出す 走査電圧と信 号電圧の基準にな る電 圧を同じにす る必要がな いことに着目した。 画素への印加電圧は走査電圧と信 号電圧の差 で あるため基 準電圧が相殺されて消える。 そ れまで のＳＴＮ 液晶 パネルの応答速度は約２ ５０ msと長 く動画表示には向かな かった。そ こで 転 送速度が６ Ｍビット／秒程度が扱えるよう１０ ０ ms程度の応答速度を実現 す る駆動法 が開発された。 電圧平均化 法 に代わる新しい駆動法 として１９９２ 年 にアク ティブアドレッシング 法 やマルチライ ン駆動法 が発表され、応答スピ−ドがかな り改善されていく。そ の後ＴＦＴ液晶 に比べて約半分の価格を武 器にノ −トパソコン等への搭載が再び 活気 づく。 ＳＴＮ 液晶 は当初は着色が起 き、イ エ ロ−モ−ドやブル−モ−ドで あった。そ の後液晶 セルを２ 枚重ね て白色化 され、さらに位相差 フィルムを使うフィルムＳＴＮ 液晶 が開発された。液晶 セルの２ 層 化 もフィ ルム液晶 ともにセイ コ−エ プソンの特許で ある。 またＳＴＮ 液晶 のカラ−化 は１９８ １年 東北大学 の内田龍男よりカラ−フィルタを使う方法 が提案され、 現 在も基本的にこの方法 で ある。ＳＴＮ カラ−液晶 ディスプレイ は、先ほ ども書きましたように低価格を武 器にＴＦＴにせまる高精細、高速応答を実現 して、今後ともＴＦＴとともに用途を住み別けな がら各種 ディスプレイ に使われるで しょう。 (4)Ｔ (4)ＴＦＴ基本特 許（P.K.Wiemer.， P.K.Wiemer.， ＲＣＡ社） 薄膜のトランジ スタで あるＴＦＴは１９６ １年 にＲＣＡ社のP.K.Wiemer達によって発明 された。これ がＴＦＴの基本特許で ある。実際にＴＦＴ液晶 ディスプレ−として開発されたのは１２ 年 経った１９７ ３年 にウエ スティング ハウスのT.P.BrodyたちによりＣｄＳｅ−ＴＦＴ液晶 が開発された。そ の２ 年 前 の１９７１年 にはＲＣＡ社のB.J.Lechnerらによりアク ティブマトリック ス液晶 ディスプレイ が発明 され ている。 現 在のＴＦＴには２ 種類ある。１つは非晶 質シリコン（ａ−ｓｉ：Ｈ）を用いたもの、もう一つが多結 晶 シリコンを用いたもので ある。 非晶 質シリコンを用いたデバイ スとしては、太 陽電池が広く普及しているがＴＦＴへの応用は１９７９ 年 に発表されている。実際に試作品が発表されたのは１９８ ２ 年 で ある。非晶 質シリコンはエ ピタキ シャル成長 の成膜システムがな いので 、基板の種類を問わずにトランジ スタが作れるため量産に向いてい る。この材料の特徴は、 １． 大面積にわたり均一に再現 性のある膜が可能で ある。 ２ ． 固 い膜で あり、しかも微細加工 が容易 。 file://C:¥Takei_Homepage¥www¥dokusou¥tokukyo9.html 98/05/29 液晶特許と歴史 2/3 ページ ３． ３０ ０ （摂氏温 度）程度の低温 堆積で ある。 ４． アンド−プ膜の比抵抗が高い。 ５． 毒 性がな い。 多結晶 シリコンＴＦＴは基板温 度６ ０ ０ 度（摂氏温 度）の熱 ＣＶＤで 形成し、１０ ０ ０ 度（摂氏温 度）で 良質のゲ −ト酸化 膜を作る。このＴＦＴはキャリアのモビリティ（移動度）が非晶 質シリコンより高 いため高速動作が可能で 、動画表示に向く。最 近は低温 多結晶 プロセスの開発も活発で ある。多結晶 ＴＦ Ｔ液晶 の製 品化 は１９８ ３年 のポケットＴＶが最 初で ある。 ＴＦＴは各画素にスイ ッチング 素子を設けて画素ごとに制御電圧を印加す る。そ のため微細化 されてく ると隣接配線間 のカップリング 容量や電極間 の静電容量により近接した画素に、関係 な い電圧が印加さ れコントラストが悪化 す る。 この雑 音をキャンセルす る方法 として、ある画素にプラスの電圧を印加した場合隣の画素にはマイ ナスの 電圧を印加して雑 音干渉成分を打 ち消す というアイ デアが出された。この反転電圧の印加方法 として フレ−ム反転からライ ン反転へ移行し、現 在はドット反転法 が主流で ある。ライ ン反転、ドット反転法 と もにセイ コ−エ プソンの特許で ある。（特公昭６ ３−４６ ６ ３６ ， 特公平１−３１３４６ ） この技術を発明 したのはセイ コ−エ プソン社の細川稔、池田勝幸そ して矢沢悟で ある。この技術によ りＴＦＴで １６ ７０ 万色（２ ５６ 階調）が可能にな った。この技術を使って実際にＴＦＴ液晶 パネルで １６ ７０ 万色（２ ５６ 階調）を実現 したのは１９７８ 年 で ある。 彼らは１９７８ 年 ∼１９８ ２ 年 まで に関連特許も含め９件出願している。この技術以 外 で 高精細を実 現 す る駆動法 は現 在存在しな い。 彼らはＴＦＴアク ティブマトリック ス方式の液晶 ディスプレイ 用駆動回路 特許を系統的に出願している。一 部紹介す ると 特許第１５９４２ ０ ６ 号 ------ 特許第１５６ ０ ９５０ 号 ------ 特許第１５９０ ０ ３１号 ------ 特許第１５６ ２ １２ １号 ------ 特許第１６ ０ ６ １１１号 ------- 同期分離回路 Ｘ シフトレジ スタ関連 Ｙシフトレジ スタ関連 Ｙシフトレジ スタ関連 ＴＦＴ部関連 またこれら９件以 外 に、この中から平成元年 に分割出願した特許（特願平１−２ ９４６ ３８ ）も有 力特許で ある。これらの特許は１９９２ 年 と１９９７年 の２ 回、（社）発明 協会主催の全国発明 表彰 を受賞している。 (5)ス (5)ス −パ−ＴＦＴ液晶 特 許（Ohta.M他 Ohta.M 他 ， 日立 ） ス−パ−ＴＦＴ液晶 はＴＦＴ液晶 の欠点で あった視野角の狭 さを解消す る新しい液晶 技術で ある。（ス −パ−ＴＦＴ液晶 特許， ＵＳＰ−５５９８ ２ ８ ５） ＴＮ 液晶 やＳＴＮ 液晶 は縦電界で 液晶 分子を動かす 。ＴＮ 液晶 モ−ドは液晶 分子が斜 めに立ち上がった状 態 だ と、見る角度によって光学 特性が異 な っている。これはネマチック 液晶 分子が長 軸と短軸で 光の屈 折率異 方性が違うためで ある。そ のため視野角は狭 くな る。 ス−パ−ＴＦＴ液晶 は横電界方式で ＴＦＴを駆動している。また液晶 モ−ドとしてはＩＰＳ液晶 モ−ドを 使っている。この方式はネマチック 液晶 分子の短軸方向だ け使うため光学 特性の違いが発生しな い。 もともと横電界で 液晶 分子を動作させる概念 は、１９７３年 に米スペリ−研究所のR.A.Sorefたちに よってInter-Digital-Electrodeという呼び 名で 提案されている。日本語で は「くし歯電極方式液晶 」と呼ば れている。 １９７９年 にシチズン時計から「アク ティブ素子と横電界方式液晶 の組み合わせ」という特許が出願され ているが、この時も横電界による方法 は注目されな かった。そ の後１９９２ 年 に独フラウンホ−ファ −研 究所が視野角を拡大す る液晶 モ−ドとしてＩＰＳ（In-Plane-Switching）液晶 を提案し注目された。 日立はこの技術の応用を研究し、横電界方式の超広視野角液晶 をＴＦＴ駆動す るためのＴＦＴの電極、 画素構造に関す る特許を取得 した。これがス−パ−ＴＦＴ液晶 特許で ある。 他社がこの技術に着手しな かったのは、横電界で 動かす と画素内に電極が必要にな り開口率が落ちて 低消費電力化 に反す ると考えたからで ある。最 近の携帯 機 器やノ −トパソコンで は確 かに低消費電力化 は重要で あるが、ＣＲＴの置き換 えを狙うな らそ んな に低消費電力にこだ わることはな い。とにかく高 精細で 広視野角が絶対 条件だ からで ある。他社は液晶 ディスプレ−は低消費電力で な いとダメという考え が頭にこび りついていたので あろう。 Sumiaki Takei 署名は検証され ていません。 file://C:¥Takei_Homepage¥www¥dokusou¥tokukyo9.html 電子署名者 : Sumiaki Takei DN: cn=Sumiaki Takei, c=JP 日付 : 2001.05.12 19:44:36 +09'00' 理由 : この文書の著者 98/05/29 アンケート 読んだ感想をお寄せ下さい 名 前（省略可） メールアドレス（できれば記入願います） ホームページURL（省略可） http:// ●使用ブラウザ Netscape Navigator Internet Explorer その他 年 齢 １０代 性 別 女 職 業 会社員 ●特許私考−ホームページにて全文公開中(参照用) (1)特許全般並びに私の経験 ●感想、御意見また、内容の誤記・訂正の御指摘などをどうぞ ■インターネットに接続後、送信して下さい 送る 取り消し 特許私考の最新情報は下記アドレスで確認して下さい。 http://village.infoweb.ne.jp/‾s1takei/dokusou/dokusou2.html http://village.infoweb.ne.jp/~s1takei/dokusou/enquete1.html (1/2) [01/05/11 20:49:32]
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