DE2844572C2

DE2844572C2 - Mehrlagige Flüssigkristallanzeige in Matrixanordnung

Info

Publication number: DE2844572C2
Application number: DE2844572A
Authority: DE
Inventors: Keisaku Nara Nonomura; Toshiaki Nara Takamatsu; Hisashi Yamatokoriyama Nara Uede; Tomio Wada
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1977-10-14
Filing date: 1978-10-12
Publication date: 1983-10-20
Also published as: US4335936A; CH643964A5; DE2844572A1

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Flüssigkristallanzeigen und bezieht sich auf eine Matrix-Flüssigkristallanzeige der im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Art Eine derartige Anzeige ist Gegenstand der älteren Anmeldung nach der DE-OS 28 40 772.

Die konventionelle Aussteuertechnik für Matrix-Flüssigkristallanzeigen kennt seit langem die zeilensequentielle Ansteuerung (vgl. hierzu F i g. 1 der Zeichnung). Ein Hauptspeicher 1 speichert Zeichen, Symbole, Muster oder dergleichen, und ein Nachrichtensignalwandler 2 verwandelt die im Speicher 1 enthaltenen Daten in ihnen zugeordnete Anzeigendster. Nachdem diese Muster Zeile für Zeile in einem Pufferspeicher eines Spaltentreibers 3 gespeichert sind, werden die einzelnen Spaltenelektroden Y\, V₂ ... Y_n mit diesen Mustern versorgt. Andererseits werden diese Spaltenelektroden kreuzenden Zeilenelektroden X\, X₂... X_n, sequentiell durch e'nen Zeilentreiber aktiviert und dadurch wird die im Pufferspeicher enthaltene Information Zeile für Zeile dargestellt. Mittels einer Steuerschaltung 5 werden die Zeilen- und Spalten-Treiberschaltungen bei Betrieb gesteuert. Eine Flüssigkristall-Anzeige mit matrixartig angeordneten Elektroden trägt das Bezugszeichen 6.

Bei der zuvor beschriebenen bekannten Matrix-Typ-Flüssigkristallanzeige ist die Anzeigedichte um so höher, je größer die Anzahl der Zeilen ist. Dadurch ergibt sich zwar ein höherer Grad der Anzeigequantität, jedoch vermindert sich mit steigender Anzahl von Zeilen das Zeitintervall, in welchem ein Signal zugeführt werden kann. Das heißt, das Nutzverhältnis sinkt, und es entstehen Übersprech-Probleme. Genauer gesagt, ist bei der Anwendung von Flüssigkristallen für Anzeigezwecke ein ausreichender Kontrast deshalb nicht erzielbar, weil die Schwellwerteigenschaften unscharf sind und ein langsames Ansprechverhalten vorliegt. Zur Oberwindung dieser Probleme sind mehrere Versuche unternommen worden:

(1) die Entwicklung von Flüssigkristallmaterial mit ausgeprägteren Schwellwerteigenschaften;

(2) ein Matrix-Adressierschema mit optimalen Bedingungen mit verlängertem Nutzverhältnis

(3) die Entwicklung einer Elektrodenstruktur mit scheinbar höherer Auflösung.

ίο Fig.2 enthält ein im Querschnitt und zerlegt dargestelltes Ausführungsbeispiel für eine zum Stand der Technik gehörige Flüssigkristallanzeige der eingangs genannten Art gemäß Versuch (3). Bei der Ausführung von Fig.2 wird durch eine frontseitige Glasunterlage 13 und eine Zwischen-Glasunterlage 15 eine frontseitige Flüssigkristallzelle (Lage) 11 gebildet, in der Spaltenelektroden 14 auf der inneren Oberfläche der frontseitigen Glasunterlage 13 und Zeilenelektroden 16 auf der Frontoberfläche der Zwischen-Glasunterlage 15 angeordnet sind. Falls es sich um Anzeigemuster in Form von je einer Fünf-mal-Sieben-Matrix handelt, dann sind die sieben Zeilenelektroden 16a bis 16g- pro Anzeigemuster jeweils als einzige Familie e.uf der Frontseite der Zwischen-Glasunterlage 15 angebracht

Ferner wird durch die Zwischen-Glasunterlage 15 und eine rückseitige Glasunterlage 18 eine rückseitige Flüssigkristallzelle (Lage) 12 gebildet, in der sich Spaltenelektroden 17 auf der Rückseite der Zwischen-Glasunterlage 15 in Deckungsgleichheit mit den zuvor erwähnten Spaltenelektroden 14 befinden. Auf der rückseitigen Glasunterlage 18 sind Zeilenelektroden 19 untergebracht, und zwar sind sieben Zeilenelektroden 19Λ—19/7 pro Anzeigemustereinheit notwendig und nebeneinanderliegend als Familie in gleicher Weise wie zuvor beschrieben angeordnet. Somit sind die Zeilenelektroden Familie für Familie und bezüglich der frontseitigen Flüssigkristallzelle 11 und der rückseitigen Flüssigkristallzelle 12 abwechselnd angeordnet.

Fig.3 zeigt in schematischer Darstellung einen vergrößerten Ausschnitt der zweilagigen Flüssigkristallanzeige nach Fig.2, an die ein elektrisches Feld gelegt ist. Der Ein/Aus-Schaltzustand der Flüssigkristallzelle 11 wird bewirkt zwischen der Spaltenelektrode 14 und den Zeilenelektroden 16a, 166. Da die rückseitige Zelle zu diesem Zeitpunkt ständig eine verdreht nematische Molekülausrichtung aufweist, nimmt die Anzeigequalität ab, wenn die molekularen Ausrichtungen in beiden Flüssigkristallzellen 11 und 12

so im wesentlichen übereinstimmen.

Gegenüber dem Stand der Technik aus der DE-OS 28 40 772 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Matrix-Flüssigkristallanzeige zu schaffen, bei der die Elektrodenanordnung und Ansteuerung aller Flüssigkristallzellen so ausgestaltet sind, daß die Anzeigequalität des Musters in einer einzelnen Zelle durch die übrigen Zellen des mehrlagigen Aufbaus nicht nachteilig beeinflußt wird. Die Lösung dieser Aufgabe ist für eine Matrix-Flüssigkristallanzeige der eingangs genannten Art im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs wiedergegeben. Nachstehend wird ein die Merkmale der Erfindung enthaltendes Ausführungsbeispiel in Verbindung mit einer Zeichnung, die außerdem den Stand der Technik enthält, näher erläutert. Es zeigt

F i g. t ein schematisches Blockschaltbild einer Treiberschaltung für eine Matrix-Typ-Flüssigkristallanzeige, Fig.2 eine Querschnittsdarstellung einer zerlegten Flüssigkristallanzeige nach dem Stand der Technik.

Fig.3 eine schematische Darstellung zu einer Zweilagentyp-Flüssigkristallanzeige nach F i g. 2, wenn ein elektrisches Feld angelegt ist,

Fig.4 eine scheniatische Darstellung ein^r Zweilagentyp-Flüssigkristallanzeige in Form eines Ausführungsbeispiels dieser Erfindung,

F i g. 5 Einzelheiten der Ausführung von F i g. 4 und

F i g. 6 ein Diagramm zu den Zeitrelationen zwischen verschiedenen Signalen, wie sie an der Ausführung von F i g. 4 und 5 auftreten. ι ο

Auf der Rückseite der rückseitigen Flüssigkristallzelle 12 bei einem in Fig.4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine dritte Elektrode 21 angeordnet, und dieser wird ständig eine bestimmte Spannung zugeführt, obwohl sich die frontseitige Lage 11 in einem visuellen Anzeigezustand, befindet Dies bewirkt die Aufrichtung der Flüssigkristallmoleküle. Dies führt dazu, daß die verdreht-nematische Ausrichtung verschwindet und die zweilagige Zelle sich wie eine einlagige Zellenstruktur verhält, mit im wesentlichen 2C der gleichen Anzeigequalität und gleichem Kontrast.

Das in Fig.5 detailliert dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung wird durch in F i g. 6 dargestellte, zeitlich abgestimmte Impulse aktiviert. Die in F i g. 6 (a), (b) und (c) dargestellten Spannungswellenformen entsprechen einer bekannten Mn-Vorspannmethode, wobei n=3 ist Die Signale der Reihe der F i g. 6 (a) werden den Zeilenelektroden 16 und 19 und die Spaltensignale von Fig.6 (b)und (c) den Spaltenelektroden 14 bzw. 17 zugeführt Bei der Ausführungsform ändert sich das den dritten Elektroden 20,21 zugeführte Signal in der Phase von Halbbild zu Halbbild, wie in F i g. 6 (I) dargestellt ist Die Folge ist, daß die in den Bereichen A und A 'anwesenden Flüssigkristallmoleküle den Einflüssen der Signale (g) und (h) entsprechend den Potentialunterschieden zwischen (b% (c) und (I) von Fig.6 unterworfen werden. Zwar ändern sich die Signale (g) und (h) in ihrem effektiven Spannungswert gemäß den Inhalten der Anzeigen, dsnnoch ist die Summe der effektiven Spannungswerte immer konstant in bezug auf beide Halbbildperioden ohne Rücksicht auf die Anzeigeninhalte. Die Bereiche A und A'werden mit einer Spannung beliefert, die wesentlich höher ist als die einem einzuschaltenden Segment zugeführte Effektivspannung, wie aus F i g. 6 (e) bis 6 (h) ersichtlich, so daß die dort liegenden Flüssigkristallmolekijle senkrecht zur Elektrodenoberfläche stehen. Es gelingt den Bereichen B und ß'die Einflüsse der gegenüberliegenden Bereiche A und A' wettzumachen und so ein Absinken des Kontrastverhältnisses zu verhindern, wie es bei zum Stand der Technik gehörigen zweitägigen Anzeigen üblich war.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Matrix-Flüssigkristallanzeige mit mehrlagig angeordneten, matrixartig angeordnete Spalten- und Zeilenelektroden aufweisenden Flüssigkristallzellen, deren Spaltenelektroden überlappend und deren Zeilenelektroden jeweils innerhalb einer Lage als Familie gruppiert sind, wobei die Familien ohne gegenseitige Überlappung ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Lage (11, 12) benachbart zu den gruppierten Zeiienelektroden (16 bzw. 19) einer Familie jeweils eine den Bereich der gruppierten Zeilenelektroden (19 bzw. 16) in der jeweils anderen Lage (12 bzw. 11) abdeckende flächenhaft ausgebildete dritte Elektrode (20 bzw. 21) angeordnet ist, die als Gegenelektrode zu den Spaltenelektroden (14 bzw. 17) derselben Lage (11 bzw. 12) dient una an die eine für das Aufrichten der verdreht nematischen Flüssigkristallmoleküle ausreichende Spannung ((f) in Fig.6) angelegt ist.