JPH04240612A - マトリクス型表示装置の多階調表示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マトリクス型表示装置
の多階調表示方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】中間調表現の可能な液晶マトリクス型表
示装置として、特開平１−２６７５１９号公報には、交
差した走査電極と信号電極とで複数の交点を形成したマ
トリクス電極及び走査電極と信号電極との間に配置した
強誘電性液晶を有する表示装置において、複数の交点か
ら複数のグループに細分化した複数の交点を１つの画素
とした表示装置が示されている。そして、具体的には、
電極の線幅を１：１／２：１／４：・・・の比率に狭く
することによって、上記交点の交差面積が１：１／２：
１／４：・・・の比率になるようにし、これらの複数の
交点への電力のＯＮ／ＯＦＦを制御することによって、
中間調表現を可能にする態様が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開平１−２６７５１
９号公報に記載の表示装置により電力のＯＮ／ＯＦＦと
いう容易で確実な方法によりある程度の多階調の表示は
可能であるけれども、階調の程度を非常に高くしようと
すると、表示装置の製造が極めて困難になる。特開平１
−２６７５１９号公報に記載の表示装置に於いて、例え
ば、電極の線幅が１：１／２：１／４：１／８の比率で
ある４個のセグメント電極群と１個のコモン電極群とか
ら一つの画素を構成すると、計算上は１６階調の表現が
可能であり、セグメント電極の線幅が更に細い電極を加
えることによって、階調の程度を更に増加することが計
算上可能であるが、階調の程度を増加させるためには電
極の線幅を一層細くしなくてはならない。しかしながら
、電極の線幅を基準電極の１／８又はそれ以上に細くす
ることはパターニングが極めて困難であり、工業的にこ
のような細い電極を安定して製造することは極めて困難
である。更に、階調の程度を増加させるためには信号電
極の数を増加させなくてはならず、表示装置が複雑にな
るという問題点もある。因に、上記公報には、コモン電
極を分割することと組み合せて１６階調レベルが可能で
あると記載されているに過ぎない。

【０００４】液晶テレビジョンパネルとしての応用など
液晶表示素子に対する要求性能が高度化しており、工業
的に容易に製造することができ、一個の表示ドット当た
り少数の表示画素を有するマトリクス型表示装置を使用
して、高程度の多階調の表示ができるようにすることが
望まれている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、走査電極と信
号電極とで複数個の表示画素が形成され、発光面積の異
なる二個以上の隣接する表示画素で一個の表示ドットが
構成された液晶マトリクス型表示装置の、一個の表示ド
ットを構成する表示画素の少なくとも一個に時分割され
た表示信号電力を供給することを特徴とするマトリクス
型表示装置の多階調表示方法である。

【０００６】本発明の好適な態様は下記の通りである。 （１）上記液晶マトリクス型表示装置の、発光面積のよ
り小さい表示画素が、その電極交差面積よりも小さい発
光面積を有することを特徴とする上記の多階調表示方法
。

【０００７】（２）上記マトリクス型表示装置が、一個
の表示ドットを構成する表示画素のうち少なくとも一個
の表示画素の発光面積が、その電極交差面積の８０％以
下である表示装置であることを特徴とする上記の多階調
表示方法。

【０００８】（３）上記マトリクス型表示装置が、一個
の表示ドットを構成する走査電極及び信号電極の少なく
とも一方が、線幅の異なる複数個の電極からなる表示装
置であることを特徴とする上記の上記の多階調表示方法
。

【０００９】（４）上記マトリクス型表示装置が、上記
一個の表示ドットを構成する複数個の表示画素の発光面
積が、１：１／ｍ：１／ｍ２　：・・・１／ｍ（ｎ−１
）　（但し、ｍは最大発光面積の表示画素に供給する電
力の時分割の階調度であり、ｎは一個の表示ドットを構
成する表示画素の数である）の比率を有する表示装置で
あることを特徴とする上記の多階調表示方法。

【００１０】本発明を添付する図面を参照して詳細に説
明する。図１は、本発明の多階調表示方法に使用する、
マトリクス型表示装置の一例の一部拡大断面図であり、
図２は、図１に示す装置例の一部拡大平面図である。図
１及び図２において、マトリクス型表示装置１は、ガラ
ス基板２の上に走査電極３が設けられ、走査電極３に対
面するように、ガラス基板４にフィルタ５を介して設け
られた信号電極６が設けられて、走査電極３と信号電極
６とが直交してマトリクスを構成し、走査電極３の上に
は配向膜７が設けられ、信号電極６の上（図１において
は下側）には配向膜８が設けられ、配向膜７と配向膜８
との間の空洞に強誘電液晶９が充填されて構成されてい
る。信号電極６ａ及び６ｂは、１：１／２の比率の線幅
を有しており、信号電極６ａ及び６ｂが走査電極３と交
差してそれぞれ表示画素１０ａ及び１０ｂを構成してい
る。従って、表示画素１０ａ及び１０ｂの電極交差面積
の比率は、１：１／２である。更に、信号電極６ａ及び
６ｂに信号電圧を印加するための回路１１ａ及び１１ｂ
、並びに走査電極３に走査電圧を印加するための回路１
２が設けられている。

【００１１】フィルタ５には、表示画素に対応する位置
にウインドウが設けられている。表示画素１０ａに対応
する位置にはウインドウ５ａが設けられ、ウインドウ５
ａのサイズは表示画素１０ａの電極交差面積と実質的に
同じである。図２においては、ウインドウ５ａと表示画
素１０ａとを区別して示すためにウインドウ５ａを表示
画素１０ａよりも若干小さく示しているが、両者は実質
的に同じサイズを有している。図２及び図５における他
のウインドウの記載についても同様である。表示画素１
０ｂに対応する位置にはウインドウ５ｂが設けられ、ウ
インドウ５ｂのサイズは表示画素１０ｂの電極交差面積
の１／２の大きさである。従って、表示画素１０ｂの発
光面積はその電極交差面積の１／２の大きさである。マ
トリクス型表示装置１は上記のように構成されているの
で、表示画素１０ａ及び１０ｂの発光面積の比率は、１
：１／４である。

【００１２】表示画素１０ａ及び１０ｂが一組となって
一個の表示ドットＤを構成している。各表示画素１０ａ
及び１０ｂには、時分割された表示信号電力が供給され
る。表示画素への時分割された表示信号電力の供給は、
例えば、信号電極６ａ及び６ｂへの時分割された信号電
圧の印加並びに走査電極への時分割された（又は、時分
割されない）走査電圧の印加によって行なう。時分割さ
れた表示信号電力の供給自体は公知であり、例えば、岡
野光治、小林駿介共編「液晶」（１９８５年７月培風館
発行）に記載されている。例えば、図３に示すように、
（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の時分割された３種の電力を
表示画素に印加することと、電力を印加しない（ｄ）と
を組合せて、４種の階調を得ることができる。この場合
、時分割の階調度は４である。

【００１３】いま、表示画素１０ａと表示画素１０ｂと
に、それぞれ独立に階調度が４の時分割された表示信号
電力（電力が０の場合も含む）を印加すると、表示画素
１０ａと表示画素１０ｂとの発光面積の比率が１：１／
４であるので、一個の表示ドットＤにより１６（＝４×
４）階調の表示が可能である。線幅の比率が１：１／２
である僅か二本の信号電極によって、上記のように多階
調を達成できることは、本発明の顕著に優れた作用効果
である。しかも、本発明の多階調表示方法によれば、表
示画素への表示信号電力のＯＮ／ＯＦＦによって多階調
が可能になるので、制御が容易であり精度の高い多階調
表示が可能である。

【００１４】図４は、本発明の多階調表示方法に使用す
る、マトリクス型表示装置の他の例の一部拡大断面図で
あり、図５は、図４に示す装置例の一部拡大平面図であ
る。図４及び図５において、マトリクス型表示装置２１
は、ガラス基板２２の上に走査電極２３が設けられ、走
査電極２３に対面するように、ガラス基板２４にフィル
タ２５を介して設けられた信号電極２６が設けられて、
走査電極２３と信号電極２６とが直交してマトリクスを
構成し、走査電極２３の上には配向膜２７が設けられ、
信号電極２６の上（図４においては下側）には配向膜２
８が設けられ、配向膜２７と配向膜２８との間の空洞に
強誘電液晶２９が充填されて構成されている。信号電極
２６ａ及び２６ｂは、１：１／４の比率の線幅を有して
おり、信号電極２６ａ及び２６ｂが走査電極２３と交差
してそれぞれ表示画素３０ａ及び３０ｂを構成している
。従って、表示画素３０ａ及び３０ｂの電極交差面積の
比率は、１：１／４である。更に、信号電極２６ａ及び
２６ｂに信号電圧を印加するための回路３１ａ及び３１
ｂ、並びに走査電極２３に走査電圧を印加するための回
路３２が設けられている。

【００１５】フィルタ２５には、表示画素に対応する位
置にウインドウが設けられている。表示画素３０ａに対
応する位置にはウインドウ２５ａが設けられ、ウインド
ウ２５ａのサイズは表示画素３０ａの電極交差面積と実
質的に同じである。図５においては、ウインドウ２５ａ
と表示画素３０ａとを区別して示すためにウインドウ２
５ａを表示画素３０ａよりも若干小さく示しているが、
両者は実質的に同じサイズを有している。表示画素３０
ｂに対応する位置にはウインドウ２５ｂが設けられ、ウ
インドウ２５ｂのサイズは表示画素３０ｂの電極交差面
積の１／４の大きさである。従って、表示画素３０ｂの
発光面積はその電極交差面積の１／４の大きさである。 マトリクス型表示装置１は上記のように構成されている
ので、表示画素３０ａ及び３０ｂの発光面積の比率は、
１：１／１６である。

【００１６】表示画素３０ａ及び３０ｂが一組となって
一個の表示ドットＤを構成している。各表示画素３０ａ
及び３０ｂには、図２について説明したのと同様にして
、１６階調の時分割された表示信号電力が供給される。

【００１７】いま、表示画素３０ａと表示画素３０ｂと
に、それぞれ独立に階調度が１６の時分割された表示信
号電力を印加すると、表示画素３０ａと表示画素３０ｂ
との発光面積の比率が１：１／１６であるので、一個の
表示ドットＤにより２５６（＝１６×１６）階調の表示
が可能である。線幅の比率が１：１／４である僅か二本
の信号電極によって、上記のように極めて高程度の多階
調を達成できることは、本発明の顕著に優れた作用効果
である。

【００１８】上記のように信号電極２６ｂの線幅は、信
号電極２６ａ（基準電極）の線幅の１／４であるに過ぎ
ず、工業的に安定して正確に製造するために十分な大き
さである。勿論、工業的生産技術上可能であれば、更に
細い線幅を有する最少線幅の信号電極を追加して設けて
もよく、それにより階調の程度を更に高くすることがで
きる。

【００１９】フィルタ５及び２５のウインドウサイズを
上記の例示以外の大きさに変えてもよく、全てのウイン
ドウサイズを表示画素の電極交差面積と実質的に同じと
し、信号電極の線幅を変えることによって表示画素の発
光面積を変えてもよく、また、信号電極の線幅を同じと
しウインドウサイズを変えることによって表示画素の発
光面積を変えてもよく、上記の装置例のように両者を変
えてもよい。フィルタ５及び２５のウインドウサイズに
よって表示画素の発光面積を小さくする場合は、ウイン
ドウサイズを電極交差面積の８０％以下である範囲にお
いて任意に変えることができる。ウインドウサイズを電
極交差面積の８０％より大きくすると、広範囲の階調を
表現するために多数の表示画素が必要となり効率が低下
する。フィルタ５及び２５のウインドウサイズを小さく
すると表示ドットＤの明るさが低下するので、信号電極
の最少線幅、表示ドットの明るさ、階調の程度などを総
合的に考慮してフィルタ５のウインドウサイズを決定す
ることが必要である。

【００２０】上記の例においては、液晶マトリクス型表
示装置の、発光面積のより小さい表示画素の発光面積を
、フィルタを使用することによりその電極交差面積より
も小さくなるようにしたが、フィルタの代わりにブラッ
クマスクその他のものを使用して、表示画素の発光面積
を電極交差面積よりも小さくすることもできる。

【００２１】本発明で使用する表示装置において、一個
の表示ドットＤを構成する信号電極６及び２６の数（二
個以上）及び各信号電極の線幅の比率は、上記以外の任
意の値であってよい。また、フィルタ５及び２５のウイ
ンドウの位置も所望の発光面積が得られる限り表示画素
に対応するどの位置であってもよい。

【００２２】上記の装置例には、二個の信号電極と一個
の走査電極とを組み合せて、発光面積の異なる二個の隣
接する表示画素を設けた態様を示したが、本発明で使用
する表示装置においては、信号電極を三個以上にしても
よく、また、一個の信号電極と複数個の走査電極とを組
み合せて、発光面積の異なる二個以上の隣接する表示画
素を設けてもよく、また信号電極と走査電極の両方を複
数個にして、発光面積の異なる二個以上の隣接する表示
画素を設けてもよい。

【００２３】更に、時分割による階調度も２以上の任意
の数であってよく、それ自体公知の技術により２〜６４
の階調度にした時分割された表示信号電力を供給するこ
とが可能であるが、精度の高さ及び制御の容易性の面か
ら一般に２〜１６の階調度にすることが好ましい。

【００２４】本発明で使用する表示装置において、一個
の表示ドットを構成する二個以上の隣接する表示画素の
発光面積は、任意の比率であってよいが、少数の表示画
素でできるだけ多数の階調を得るためには、上記の隣接
する複数個の表示画素の発光面積が、１：１／ｍ：１／
ｍ２　：・・・１／ｍ（ｎ−１）　（但し、ｍは最大発
光面積の表示画素に供給する電力の時分割の階調度であ
り、ｎは一個の表示ドットを構成する表示画素の数であ
る）の比率を有することが好ましい。この際、各表示画
素の発光面積の誤差範囲は、−４０〜＋４０％、特に−
３０〜＋３０％、更に特に−２０〜＋２０％であること
が好ましい。表示画素の発光面積の絶対値が小さいほど
エッジでの発光量減少の影響が大きくなるので、表示画
素の発光面積の絶対値が小さいほど上記発光面積を上記
の比率よりも大きくすることが好ましい。また、ｎは８
以下、特に４以下、更に特に３以下であることが好まし
い。このように、本発明で使用する表示装置は、一個の
表示ドットを構成する二個以上の隣接する表示画素の数
を少なくしても、著しく高い階調度の表示が可能である
ので、構造が簡単であり、その製造及び制御が容易であ
る。

【００２５】また、本発明で使用する表示装置は黒白又
はカラーの何れであってもよく、フィルタとしてＲＧＢ
カラーフィルタを隣接する表示ドットに設けることによ
って、液晶カラーテレビジョンパネルのようなフルカラ
ーのマトリクス型表示装置にすることができる。

【００２６】本発明で使用する表示装置において、液晶
はどのようなものであってもよいが特に強誘電性液晶で
あることが好ましく、電極、配向膜その他の構成部品、
表示装置のその他の構造などについては、それ自体公知
のものを使用することができる。また、本発明における
時分割された表示信号電力の供給方法、表示装置の駆動
方法なども、それ自体公知のものを使用することができ
る。

【００２７】また、時分割された表示信号電力により多
階調を得る方法においては、従来ちらつきが生じ易いと
言われているが、フレーム周波数を増大させることによ
ってちらつきを減少させることが可能であり、特に液晶
として強誘電性液晶を使用することによって、ちらつき
の問題は実用上解消できる。

【００２８】

【発明の効果】本発明のマトリクス型表示装置の多階調
表示方法は、少数の電極数で、且つ電極の線幅が特に細
くなく、しかも工業的に容易に製造することができるマ
トリクス型表示装置を使用して、極めて高程度の多階調
の表示が可能であるという顕著に優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多階調表示方法に使用する、マトリク
ス型表示装置の一例の一部拡大断面図である。

【図２】図１に示す装置例の一部拡大平面図である。

【図３】時分割された表示信号電力の態様を示す図であ
る。

【図４】本発明の多階調表示方法に使用する、マトリク
ス型表示装置の他の例の一部拡大断面図である。

【図５】図４に示す装置例の一部拡大平面図である。

【符号の説明】

１、２１　　マトリクス型表示装置、 ２、２２　　ガラス基板、 ３、２３　　走査電極、 ４、２４　　ガラス基板、 ５、２５　　フィルタ、 ５ａ、５ｂ、２５ａ、２５ｂ、　　ウインドウ６、２６
　　信号電極、 ７、２７　　配向膜、 ８、２８　　配向膜、 ９、２９　　強誘電液晶、 １０ａ、１０ｂ、３０ａ、３０ｂ　　表示画素１１ａ、
１１ｂ、３１ａ、３１ｂ　　回路１２、３２　　回路 Ｄ　　表示ドット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　走査電極と信号電極とで複数個の表示
   画素が形成され、発光面積の異なる二個以上の隣接する
   表示画素で一個の表示ドットが構成された液晶マトリク
   ス型表示装置の、一個の表示ドットを構成する表示画素
   の少なくとも一個に時分割された表示信号電力を供給す
   ることを特徴とするマトリクス型表示装置の多階調表示
   方法。
2. 【請求項２】　　該液晶マトリクス型表示装置の、発光
   面積のより小さい表示画素が、その電極交差面積よりも
   小さい発光面積を有することを特徴とする請求項１に記
   載のマトリクス型表示装置の多階調表示方法。