JP2692685B2 - 液晶パネル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 階調表示が行える液晶パネルに関し、 簡単な構成で表示品質の良好な階調表示を行えるよう
にすることを目的とし、 液晶を挟んで走査電極と信号電極とが対向し、その対
向した電極の交差部分で画素を構成する液晶パネルにお
いて、一画素内を複数の信号電極が通るように構成する
と共に、この信号電極各個の一画素内における面積を異
ならせるように構成して構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は液晶パネルに関し、特に、階調表示が行える
ように信号電極数を増やした液晶パネルに関する。

従来、直交する透明な帯状電極（走査電極及び信号電
極）の間に液晶を挟み、各帯状電極の交点に微小液晶セ
ルを形成してそれらを画素（絵素）として各画素を走査
電極及び信号電極を通じて外部からの電気信号により直
接に時分割で駆動する方式の単純マトリクス型液晶パネ
ルが知られている。このような液晶パネルは年々改良が
なされ、液晶表示モードも小容量表示が適したTN（ツイ
ステッド・ネマティック）モードから大容量表示に適し
たSTN（スーパーツイステッド・ネマティック）モード
に移行してきている。

更に、このSTN液晶パネルにおいても種々の改良がな
されており、見やすさの上でもコントラスト、視野角、
明るさ等の性能は近年飛躍的に向上し、大型の液晶表示
パネルを備えたワードプロセッサやパーソナルコンピュ
ータが出現してきている。ところが、このような液晶パ
ネルに対する要求はまだまだ多く、改良が進んだSTN液
晶に対しても休む間もなく次の要求が行われる。この要
求の主たるものは、前述の視野角や、液晶パネルの薄さ
及び応答速度等であるが、現在最も要求が強いものは液
晶パネルに階調表示機能を持たせることであり、価格の
安い単純マトリクス型の液晶パネルにおける階調表示が
要望されている。

〔従来の技術〕

第６図は従来の液晶パネルにおいて階調表示を行う場
合の液晶パネルの構成を示すものである。従来はこの図
に示すように一画素Ｐを３×３個のような小さな複数画
素に分割し、一画素Ｐ内を通る３本の信号電極Ｄと３本
の走査電極Ｓに印加する電圧によって個々の画素をオン
オフして階調表示を行っている。そして、特に階調表示
品質を向上させるために、第４図（ａ）、（ｂ）に示す
ように時分割で一画素Ｐ内の各画素のオンオフのタイミ
ングを変えて画面のちらつきをなくしている。

また、液晶パネルに階調表示機能を持たせる別の方法
としては、STN液晶の電気光学特性を利用するものがあ
る。第７図はSTN液晶のブルーモードにおける印加電圧
−透過率特性を示すものであり、STN液晶は電圧がV_OFF
以下でオフ状態となって青色を示し、電圧がV_ON以上で
オン状態となって無色となることをこの図は示してい
る。このような特性のSTN液晶に対して、この方法では
電圧値がV_OFFとV_OFの中間値V_Mを印加することによりSTN
液晶を半濁させ、この半濁状態を中間調として画面に階
調を持たせている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、階調を出すためにSTN液晶の一画素を
細分割する方法は、複数画素が使用されるため、画素密
度が同じであれば一画素分の面積が大きくなるので、表
示が粗くなるという問題があり、また、画面のちらつき
を抑えるために一画素内の各画素のオンオフを変えると
周辺回路が複雑になるという問題がある。更に、階調を
出すためにSTN液晶の電気光学特性を使用する方法で
は、一画素内での階調表示は可能になるが、液晶の特性
の立ち上がりの急峻な部分に電圧を印加しなければなら
ず、更に近年この立ち上がり特性の急峻性が鋭くなって
きているので、周囲環境等に起因する変動に対して正確
に電圧V_Mを維持するための電圧制御が非常に困難であ
り、表示品質を保持できないという問題がある。

本発明の目的は前記従来の液晶パネルの有する課題を
解消し、簡単な構成で階調表示がたやすく行うことがで
きる液晶パネルを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成する本発明の液晶パネルは、第１図に
代表して示すように、液晶を挟んで走査電極３と信号電
極とが対向し、その対向した電極の交差部分で画素を構
成する液晶パネルにおいて、一画素10内を複数の信号電
極1,2が通るように構成すると共に、この信号電極各個
の一画素10内における面積を異ならせ、かつ、各信号電
極全長の面積を全て同じになるようにしている。

〔作 用〕

本発明の液晶パネルによれば、一画素内に複数ある信
号電極に選択的に電圧を印加することにより、電圧が印
加された信号電極の部分のみの液晶をオンにすることが
できるので、信号電極の一画素内の占有面積に応じて各
液晶の画素の階調が変化する。

〔実施例〕

以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明の液晶パネルの一実施例の構成を示す
ものであり、この図には液晶パネルの一画素10の部分の
みが拡大して示されている。

この実施例では、画素10を構成する液晶の裏面にある
ガラス基板に帯状の走査電極３が設けられており、液晶
を挟んで対向するもう一方のガラス基板には、一つの画
素10に対して２本の信号電極1,2が走査電極３に直交す
る方向に設けられている。この信号電極1,2は画素10の
両端部付近に平行して設けられており、この信号電極1,
2からは画素10の内部方向に支極11,21が互い違いに膨出
されて設けられている。

即ち、支極11及び支極12は交互に信号電極1,2から櫛
歯状に突出しており、この実施例では支極11の面積は全
て支極21の面積の半分になっている。そして、前述の画
素10はこれら支極11,21をそれぞれ一つずつ含んでい
る。

このように、一つの画素10の中に２本の信号電極1,2
を設け、この信号電極1,2の画素10内における占有面積
に差を設けると、信号電極1,2の両方に電圧を印加する
状態、画素10内の占有面積の多い方の信号電極に電圧を
印加する状態、画素10内の占有面積の少ない方の信号電
極に電圧を印加する状態、及び両方に電圧を印加しない
状態の４階調の表示を行うことができる。この状態を第
２図に示す。

即ち、第１図の構成において、信号電極1,2の両方に
電圧を印加すると画素10は第２図の（ａ）の状態にな
り、画素10内の占有面積の多い信号電極２にのみ電圧を
印加すると第２図の（ｂ）の状態になり、画素10内の占
有面積の少ない信号電極１にのみ電圧を印加すると第２
図の（ｃ）の状態になり、信号電極1,2の両方に電圧を
印加しないと画素10は第２図の（ｄ）の状態になって画
素10内の階調が４段階に変化するのである。

なお、信号電極1,2に設ける支極11,21の幅を細くし、
支極11と支極21の占有面積比は変えずに櫛歯の数を多く
すれば、中間調の表示品質は更に向上する。

次に本発明の他の形態の液晶パネルの構成について説
明する。本発明の他の形態では、一つの画素10内を複数
の信号電極が通るように構成すると共に、この信号電極
各個の各画素10内における面積が異なるように構成し、
更に、各信号電極全長の面積が全て同じになるように構
成している。以下第３図から第５図を用いて本発明の他
の形態について説明する。

第３図は本発明の液晶パネルの他の形態の第１の実施
例の構成を示すものであり、この図には液晶パネルの
２、３の画素10の部分のみが拡大して示されている。こ
の実施例においても、一つの画素10の中には２本の信号
電極1,2が設けられており、各信号電極1,2には前述の実
施例同様に信号電極1,2から支極12,22が櫛歯状に互い違
いに噛み合うように突出している。そして、各支極12,2
2の面積は等しいが、各画素10の中にある支極12,22の数
が異なっているために、各画素10内の各信号電極1,2の
占有面積が異なり、この実施例でも階調表示は４段階と
なる。

更に、この形態の液晶パネルでは、各信号電極の全長
に渡る面積を等しくするために、隣接する画素10におけ
る信号電極1,2の占有面積が異なっている。即ち、支極1
2と支極22の個数が或る画素10の中で1:2であったとする
と、この画素10に隣接する画素10の中ではこの比率が2:
1と逆転しており、隣接する画素10における支極12と支
極22の占有面積が等しくない。

このように、隣接する画素10の面積比が異なると、明
に対して2/3の明るさとする場合、或る画素10において
信号電極１にオン電圧を印加し、信号電極２にオフ電圧
を印加したとすると、これに隣接する画素10においては
信号電極１にオフ電圧を印加し、信号電極２にオン電圧
を印加しなければならない。ところが、この形態の液晶
パネルでは信号電極1,2の全長の面積が等しいので、電
源に対する負荷を同一にすることができる。

なお、１電極毎の電極負荷が異なると、駆動用のICの
容量を負荷の大きい方に合わせることになり、駆動用の
ICを大型にする必要があり、周辺回路に占める駆動用IC
の領域が大きくなって装置全体が大型になるので、電源
に対する負荷を同一にすることは重要なことである。ま
た、電極毎に駆動ICの容量を変えることも技術的には可
能であるが、製品コストを上がるという問題があるの
で、前述の実施例のように、電源に対する負荷を同一に
することは好ましいことである。

第４図は本発明の他の形態の第２の実施例を示すもの
である。この実施例が第３図の実施例と異なるのは、信
号電極1,2から櫛歯状に突出する支極13,23の面積が一つ
置きに２倍になっている点である。即ち、この実施例で
は或る画素10に各一つずつある支極13と支極23の面積比
が1:2になっていると、その隣合う画素10では支極13と
支極23の面積比が逆に2:1になっている。この第２の実
施例の動作は第３図の第１の実施例の動作と同じであ
り、階調表示は４段階、電源に対する負荷も同一とな
る。

第５図は本発明の他の形態の第３の実施例を示すもの
である。この実施例では一つの画素10に対して３本の信
号電極4,5,6が設けられており、各信号電極の一つの画
素10内における面積比は交互に3:2:1または1:2:3となっ
ている。よって、この実施例の液晶パネルは７段階の階
調表示が可能であり、しかも、信号電極4,5,6の全長に
渡る面積は全て等しく電源に対する負荷も同一である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の液晶パネルによれば、
簡単な構成で良好な多段階の階調表示をたやすく行うこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶パネルの一実施例の構成を示す、
液晶パネルの一画素のみの拡大平面図、第２図は第１図
の液晶パネルの階調表示の段階を示す説明図、第３図は
本発明の他の形態の第１の実施例の構成を示す図、第４
図は本発明の他の形態の第２の実施例の構成を示す図、
第５図は本発明の他の形態の第３の実施例の構成を示す
図、第６図は従来の液晶パネルにおいて階調表示を行う
場合の液晶パネルの構成を示す図、第７図はSTN液晶の
ブルーモードにおける印加電圧−透過率特性を示す特性
図である。 1,2,4,5,6……信号電極、 ３……走査電極、10……画素、 11,12,13,21,22,23……支極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠山 嘉一 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−229430（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−73226（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶を挟んで走査電極（３）と信号電極と
   が対向し、その対向した電極の交差部分で画素を構成す
   る液晶パネルにおいて、一画素（10）内を複数の信号電
   極（１），（２）が通るように構成すると共に、この信
   号電極各個の一画素（10）内における面積を異ならせ、
   かつ、前記各信号電極全長の面積を全て同じになるよう
   に構成したことを特徴とする液晶パネル。