JPH0535411B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の目的 産業上の利用分野 本発明は、多数の画素を有するＸ−Ｙマトリク
ス型液晶表示パネルに関し、文字あるいは映像表
示に用いるものである。

従来の技術 従来のＸ−Ｙマトリクス型液晶表示パネルは、
第５図に示すように（例えば「液晶エレクトロニ
クスの基礎と応用」オーム社（昭和54年発行）第
90頁）、細帯状の透明電極であるＸ電極（行側電
極）１と、同じく細帯状の透明電極であるＹ電極
（列側電極）２が互いに相対向し、Ｘ−Ｙ電極が
互いに90度の角度で交差しており、Ｘ−Ｙ電極間
に液晶が満たされた構成である。

また、他の構成として、アクテイブマトリクス
がある。この構成では、MOS−FET、アモルフ
アスSi、ポリSi、テルル、セレン化カドミウム等
の半導体材料を用いた薄膜トランジスタ、あるい
はバリスタや、金属−絶縁体−金属より成る積層
の電気抵抗の非直線特性を用いたMIM素子など
の機能素子を画素と直列に導入することによつて
クロストークの防止あるいは軽減を計ることが広
く行なわれている（前記引用文献第97頁）。この
アクテイブマトリクスは原理的に好ましい方式で
あり、既に液晶テレビ等に実用化されている。

発明が解決しようとする問題点 一般に、多数の文字を表示したり、高品位の映
像を表示するためには、ＸおよびＹ電極の本数が
多く、これらの交点で構成される画素の数が多い
方が望ましい。しかし、Ｘ−Ｙマトリクス型パネ
ルの構成ではクロストークの問題が生じるので、
画素の数を増やし時分割数が増えれば増える程コ
ントラストが悪化するという問題があり、映像の
みばえがよくないという欠点がある。従つて時分
割数にはこの面からの節約がある。通常のツイス
テツドネマチツク液晶では時分割数が128あたり
が限界である。この場合、公知の電圧平均化法に
基づくマトリクス駆動を行なえばオン画素とオフ
画素に印加できる電圧の実行値比は1.093となる
が、現状の液晶材料の閾値特性を考慮すれば、コ
ントラストが明瞭でない表示になつてしまう。

また一方、アクテイブマトリクスを形成するに
は、半導体層や絶縁層、金属層を形成し、かつこ
れらをフオトリゾグラフイー技術によつて微細に
パタン化する工程が必要なので手間がかかり、製
作コストがかさむと共に、歩留りが悪かつた。

本発明はこれらの問題点を解決しようとするも
ので、簡単な構成のマトリクスで工程が容易で、
かつ歩留りがよく、映像もコントラストが明瞭で
鮮明な画質を有するＸ−Ｙマトリクス型液晶表示
パネルを提供することを目的とする。

(2) 発明の構成 問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するため、細帯状
の複数の透明電極であつて、一対の相対向するＸ
電極とＹ電極と、このＸ電極とＹ電極との間には
さまれた液晶とを備え、前記Ｘ電極あるいはＹ電
極の少なくともいずれか一方は、バスバー電極
と、このバスバー電極とは前記液晶で充填された
微細間隙を隔てて設けられたフローテイング状の
画素電極とから、バスバー電極−液晶−画素電極
による非線形抵抗素子部を構成したＸ−Ｙマトリ
クス型液晶表示パネルとした。

作 用 本発明ではバスバー電極と、これと対応する一
対のうちの他方の電極との間に電圧が印加される
と、バスバー電極と微細間隙を隔てて設けられた
フローテイング状の画素電極と、他方の電極との
間はさまれた液晶領域が一つの画素としての作用
をする。そして、バスバー電極とＹ電極とがＸ−
Ｙマトリクスを構成している。

バスバー電極と画素電極との間の微細間隙はバ
スバー電極−液晶−画素電極による非線形抵抗素
子部として作用し、電圧に応じた可変容量と可変
抵抗の役割を果し、Ｙ電極と画素電極とによる画
素部等価容量と画素部等価抵抗に対して直列に配
列されている。従つて、この微細間隙によつて電
圧制御作用を行なうことができる。Ｘ−Ｙマトリ
クスを構成するバスバー電極とＹ電極間に、より
高い選択電圧が印加された時、画素部の液晶によ
り高い電圧が配分され、またより低い非選択電圧
が印加された時は液晶画素に印加される電圧の配
分も減少し、隣接する画素同士のクロストークは
ほとんど生じず、コントラストの明瞭な映像を作
ることができる。

実施例 以下、図面に従つて、本発明の実施例について
説明する。

第１図は本発明のＸ−Ｙマトリクス型液晶表示
パネルに使用されるＸ電極（行側電極）１、第２
図はＹ電極（列側電極）２を示しており細帯状の
複数の透明電極である。Ｘ−Ｙマトリクス型液晶
表示パネルとしては、これら両電極間に液晶がは
さまれる構成になつている。Ｘ電極を構成するの
はバスバー電極３と透明な画素電極４であり、バ
スバー電極３は、金属や、酸化インジウム、酸化
スズより成る。また、透明な画素電極４はバスバ
ー電極３より微細間隙を隔てて設けられている。
本発明による液晶表示パネルの製造方法の一例と
して、バスバー電極３が画素電極４と同一材質、
たとえば酸化インジウムで構成される場合につ
き、以下説明する。

ガラス基板上にスパツタリング等により酸化イ
ンジウム膜を全面に被着させて後、フオトエツチ
ング法により、第１図のように酸化インジウム膜
をパタン化すれば、本発明のパネルに使用できる
行側電極１を有する基板を形成しうる。同様に、
全面に酸化インジウム透明導電膜を有する他の基
板をフオトエツチングにより、第２図のように細
帯状にパタン化することによつて、本発明のパネ
ルに使用する列側電極２を有する基板となる。両
基板の電極側表面にポリイミド等の液晶分子配向
膜を形成し、公知のラビング法により、配向膜表
面をレーヨン等の布で一方向にこすり、分子配向
処理をほどこして後、スペーサとなるビーズ等を
散布して、両電極基板間を約２〜10μmの間隔に
保ち、この間隔に液晶を充填すれば液晶表示パネ
ルが構成される。この構成は、従来のＸ−Ｙマト
リクス電極の構成と異なり画素電極４がバスバー
電極３とは切り離されて、フローテイング状態に
なつており、バスバー電極−液晶−画素電極によ
る非線形抵抗素子部を構成している点に特徴があ
る。なお、本実施例では、バスバー電極と画素電
極との間隙の大きさを役1μm、画素電極の大きさ
を0.3mm×0.3mm、液晶材料をツイステツドネマテ
イツク液晶としたが、本願発明はこれに限定され
るものではない。さらに、本実施例ではＸ電極の
みをバスバー電極と画素電極という構成とした
が、少なくとも一方をこのような構成にすればよ
いのであり、Ｘ電極およびＹ電極の両方ともこの
構成としてもよい。

本発明の表示パネルの断面図は、第３図に示さ
れる通りであり、バスバー電極３と、画素電極４
から成るＸ電極１とＹ電極２との間に液晶が充填
されている。従つて、Ｙ電極２と画素電極４との
間にはさまれた液晶５の領域が１つの画素を構成
することになる。また、Ｘ電極１を構成するバス
バー電極３とＹ電極２とがＸ−Ｙマトリクスを構
成している。６は非線形抵抗素子部で、バスバー
電極３と画素電極４間に形成された微細間隙であ
る。７は基板である。

第４図にＸ電極、Ｙ電極の各１つずつを選んだ
ときの一画素の電気的等価回路を示す。すなわ
ち、バスバー電極３と画素電極４との間の微細間
隙には液晶５が介在し、非線形抵抗素子部を構成
している。この非線形抵抗素子部６は電圧によつ
て分子の方向が制御されるが、電圧に依存する可
変容量８と可変抵抗９で示すことができる。画素
電極４とＹ列電極２の間にはさまれる画素部を構
成する液晶領域は、等価容量１０と、等価抵抗１
１として示されている。

本実施例における液晶材料は、ツイステツドネ
マチツク型液晶セルでは、△ε＞０、△δ＞０の
ネマチツク液晶を用いた。ここに、△ε＝ε₁₁−
ε ⊥△δ＝δ₁₁−δ ⊥である。ε₁₁，δ₁₁は液晶分子
が電界方向に揃つた時の誘電率と導電率、ε ⊥，
δ ⊥は液晶分子が電界方向と直交している時の誘
電率と導電率を示す。従つて、第４図の等価回路
よりみて明らかな通り、Ｘ−Ｙマトリクスを構成
するバスバー電極３とＹ電極２の間により高い選
択電圧が印加された場合、画素部の液晶にはより
高い電圧が配分される。反対に、より低い非選択
電圧が両電極間に印加された場合は、液晶画素に
印加される電圧の配分も減少し、クロストークが
軽減されることになる。すなわち、液晶層（本発
明における非直線素子部）が直列に挿入されてい
ない従来のマトリクスセルでは、電極間に印加さ
れるオン電圧とオフ電圧の比率は、 √Ｎ＋１／√Ｎ−
１ （但しＮは時分割数）で与えられてしまい、時分
割数Ｎ＝128の場合には、この比率は前述の通り
1.093という小さな値になつてしまう。しかし、
第４図に示すようなパネル構成では、非直線抵抗
素子および非直線容量素子が画素と直列に挿入さ
れていることになるために、上記値より大きな実
行値電圧比を画素部の液晶に印加することがで
き、その分、コントラストの向上に寄与すること
ができる。また、この寄与度は、使用する液晶材
料（△ε、△δ値）、バスバー電極と画素電極間
の距離、画素の大きさ、液晶の初期配向状態等に
も依存する。

この効果を大きくするには、液晶の初期配向は
バスバー電極３とほぼ平行にすることが望まし
い。第１図の電極構成の場合では、選択電圧の印
加によつてバスバー電極と画素電極間にある液晶
分子は、バスバー電極と直交する方向へトルクを
受け、これによつて誘電率と導電率の増加をきた
し、液晶画素に電圧がより配分され易くなる。

本実施例のパネル構成では、簡単に第４図に等
価回路を示したが、光学的特性に関しては、基板
近傍の分子が再配列する結果、副次的な影響を及
ぼし、単に電圧配分比が高まる以上に、光学特性
上の効果も期待できる。

尚、第１図、第２図、第３図では、通常の液晶
セルで一般に行なわれている分子配向膜等の図示
は省略しているが、使用する液晶のモードに応じ
て初期配向の実現のために必要に応じて設けるべ
きことは言うまでもない。

(3) 発明の効果 本発明は対向する電極の少なくともいずれか一
方は、バスバー電極と、このバスバー電極とは液
晶で充填された微細間隙を隔てて設けられたフロ
ーテイング状の画素電極とから、バスバー電極−
液晶−画素電極による非線形抵抗素子部を構成し
ているので、マトリクス駆動に基づくオン画素と
オフ画素に印加される電圧の比率を単純マトリク
スのときよりも向上することができる。従つて、
隣接する画素間でクロストークも生じず、コント
ラストの明瞭な映像を得ることができる。また、
本発明のパネル構成では微細間隙のフオトエツチ
ング工程が増加するだけで済むので歩留まりが向
上し、低コストで従来に比べて視認性に優れた多
交点表示、あるいは映像表示用のマトリクスパネ
ルを実現できる等、その利用価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ本発明のＸ行電極、
Ｙ列電極の一部平面図、第３図はＸ−Ｙマトリク
スパネルの拡大断面図、第４図はＸ−Ｙマトリク
スパネルの一画素部の電気的等価回路、第５図は
従来のＸ−Ｙマトリクスパネルの電極構成図であ
る。 １……Ｘ電極、２……Ｙ電極、３……バスバー
電極、４……画素電極、５……液晶、６……非直
線素子部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 細帯状の複数の透明電極であつて、一対の相
   対向するＸ電極とＹ電極と、このＸ電極とＹ電極
   との間にはさまれた液晶とを備え、前記Ｘ電極あ
   るいはＹ電極の少なくともいずれか一方は、バス
   バー電極と、このバスバー電極とは前記液晶で充
   填された微細間隙を隔てて設けられたフローテイ
   ング状の画素電極とから、バスバー電極−液晶−
   画素電極による非線形抵抗素子部を構成したこと
   を特徴とするＸ−Ｙマトリクス型液晶表示パネ
   ル。