JPH0719000B2 - マトリクス表示装置 - Google Patents
マトリクス表示装置Info
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- JPH0719000B2 JPH0719000B2 JP61209887A JP20988786A JPH0719000B2 JP H0719000 B2 JPH0719000 B2 JP H0719000B2 JP 61209887 A JP61209887 A JP 61209887A JP 20988786 A JP20988786 A JP 20988786A JP H0719000 B2 JPH0719000 B2 JP H0719000B2
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- liquid crystal
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、平板状のＸ−Ｙマトリクス表示装置に係るも
のであり、２値表示のオフィス用表示装置、或は中間調
を有する壁掛型カラーTV等に利用でき、特に低コスト、
高画質という点に特徴を有するものである。
のであり、２値表示のオフィス用表示装置、或は中間調
を有する壁掛型カラーTV等に利用でき、特に低コスト、
高画質という点に特徴を有するものである。
従来の技術 従来、平板型表示装置としては、プラズマディスプレ
イ、フラットCRT、螢光表示管、液晶等が代表的であ
る。前三者は発光型であり、現状では発光効率が低いこ
と、駆動電圧が比較的高いこと、大型化が困難等の問題
をかかえている。一方、液晶表示装置は、低電圧、低電
力、大型化の容易さ等より益々、フルカラー大型化へ向
けての開発が活発に進められている。液晶でフルカラー
表示を実現するには、通常液晶は単にライトバルブとし
て用いられ、赤，青，緑の色フィルターを細帯状ないし
点状に設けることにより２次元面上での加法混色により
カラー像が表示される。第４図はツイステッドネマチッ
ク型（以下TNと略す）液晶表示モードを用いた従来のＸ
−Ｙマトリクス型パネルの構成と動作について述べる。
第５図は第４図の正面図で行電極３、列電極14の配置を
示している。TN型マトリクスパネル15は、一対のガラス
基板1,2に、各々設けられた酸化イソジウム等よりなる
透明行電極３と透明列電極14に、誘電率異方性が正のネ
マチック液晶18がはさまれており、ガラス基板1,2の外
側に一対の偏光板10,11が設けられて構成されている。
カラーパネルを構成する場合には赤，青，緑のカラーフ
ィルター層が、それぞれ行ないし列電極上に規則的に設
けられる。パネル15は簡略化して図示してあるが、通
常、行ないし列電極上或は色フィルター層がある場合は
色フィルター層上に、液晶分子の配向を規定する為の配
向処理層が設けられおり、液晶分子は各基板表面では、
ほぼ基板と平行に配列しており、分子の配列方向は一方
の基板と他方の基板では、通常のTNモードの場合ほぼ90
゜向きが異なり、一方の基板から他方の基板に向かって
分子の配列方向は徐々にねじれており、結局、両基板間
でほぼ90°のねじれを生じるように、両基板表面にあら
かじめ配向処理がなされている。通常のTNモード以外の
たとえばSBE（Super Birefringence Effectの略）モー
ドでは上記分子のねじれ角は180°〜360°にして使用す
る場合もある。透過型表示装置では背面光源12が設けら
れている。光源12として蛍光灯のように、線状光源を用
いる時は、２次元の表示面に対してムラのない均一な明
るさを得る為に、光拡散板が光源と液晶パネルの間に設
けられる。光源がエレクトロルミネッセンスのごとき面
状光源であれば、光拡散板は不要である。以上の従来の
液晶マトリクスパネルの１例であるが、従来の技術での
最大の難点は、 （１）一般に単純Ｘ−Ｙマトリクス表示パネルに於て、
Ｎ本の走査線（ここではたとえば行電極３）を有するパ
ネルを線順次信号によって駆動した場合、オンすべき画
素とオフとなるべき画素をはさむ電極間に印加される実
効値電圧の比率Ｒは、いわゆる電圧平均化法と称する駆
動法を採用して、Ｒが最大となる様に最適化した場合 Ｒ＝｛（N1/2＋1/（N1/2−１）｝1/2となる。すなわち
単純マトリクス構成のパネルではオフ画素にもクロスト
ーク電圧が印加されてしまうためコントラストの低下を
きたす。たとえばＮ＝100本の場合、Ｒ＝1.1となりオン
画素にはオフ画素に対応する電極間に印加される実効値
電圧の10％した余計に印加されずこの10％の電圧差で表
示のコントラストをつけなければならない。すなわち単
純マトリクスパネルに使用する表示媒体は輝度−電圧特
性がシャープで明確なしきい値特性を有していなければ
コントラストに優れた表示にはならない。従来のTNセル
では、このシャープさが不十分なため、Ｎ＝64（Ｒ＝1.
134）でもアクティブマトリクスパネルに匹敵するコン
トラストにはならないのが実状である。一方TNセルは前
記引用例にも示されている通り一般にセルの光透過特性
が光波長に依存しいわゆる旋光分散を生じ輝度−電圧特
性が波長によって相当異カラーフィルタという誘電体層
が透明電極の上に設けられているときは、フィルタ層が
液晶と直列に挿入されることになる為、電極間に印加さ
れたこのオンとオフの電圧比が液晶層ではさらに低下し
カラーパネルのコントラストはモノクロパネルより相当
悪化するという欠点であった。
イ、フラットCRT、螢光表示管、液晶等が代表的であ
る。前三者は発光型であり、現状では発光効率が低いこ
と、駆動電圧が比較的高いこと、大型化が困難等の問題
をかかえている。一方、液晶表示装置は、低電圧、低電
力、大型化の容易さ等より益々、フルカラー大型化へ向
けての開発が活発に進められている。液晶でフルカラー
表示を実現するには、通常液晶は単にライトバルブとし
て用いられ、赤，青，緑の色フィルターを細帯状ないし
点状に設けることにより２次元面上での加法混色により
カラー像が表示される。第４図はツイステッドネマチッ
ク型（以下TNと略す）液晶表示モードを用いた従来のＸ
−Ｙマトリクス型パネルの構成と動作について述べる。
第５図は第４図の正面図で行電極３、列電極14の配置を
示している。TN型マトリクスパネル15は、一対のガラス
基板1,2に、各々設けられた酸化イソジウム等よりなる
透明行電極３と透明列電極14に、誘電率異方性が正のネ
マチック液晶18がはさまれており、ガラス基板1,2の外
側に一対の偏光板10,11が設けられて構成されている。
カラーパネルを構成する場合には赤，青，緑のカラーフ
ィルター層が、それぞれ行ないし列電極上に規則的に設
けられる。パネル15は簡略化して図示してあるが、通
常、行ないし列電極上或は色フィルター層がある場合は
色フィルター層上に、液晶分子の配向を規定する為の配
向処理層が設けられおり、液晶分子は各基板表面では、
ほぼ基板と平行に配列しており、分子の配列方向は一方
の基板と他方の基板では、通常のTNモードの場合ほぼ90
゜向きが異なり、一方の基板から他方の基板に向かって
分子の配列方向は徐々にねじれており、結局、両基板間
でほぼ90°のねじれを生じるように、両基板表面にあら
かじめ配向処理がなされている。通常のTNモード以外の
たとえばSBE（Super Birefringence Effectの略）モー
ドでは上記分子のねじれ角は180°〜360°にして使用す
る場合もある。透過型表示装置では背面光源12が設けら
れている。光源12として蛍光灯のように、線状光源を用
いる時は、２次元の表示面に対してムラのない均一な明
るさを得る為に、光拡散板が光源と液晶パネルの間に設
けられる。光源がエレクトロルミネッセンスのごとき面
状光源であれば、光拡散板は不要である。以上の従来の
液晶マトリクスパネルの１例であるが、従来の技術での
最大の難点は、 （１）一般に単純Ｘ−Ｙマトリクス表示パネルに於て、
Ｎ本の走査線（ここではたとえば行電極３）を有するパ
ネルを線順次信号によって駆動した場合、オンすべき画
素とオフとなるべき画素をはさむ電極間に印加される実
効値電圧の比率Ｒは、いわゆる電圧平均化法と称する駆
動法を採用して、Ｒが最大となる様に最適化した場合 Ｒ＝｛（N1/2＋1/（N1/2−１）｝1/2となる。すなわち
単純マトリクス構成のパネルではオフ画素にもクロスト
ーク電圧が印加されてしまうためコントラストの低下を
きたす。たとえばＮ＝100本の場合、Ｒ＝1.1となりオン
画素にはオフ画素に対応する電極間に印加される実効値
電圧の10％した余計に印加されずこの10％の電圧差で表
示のコントラストをつけなければならない。すなわち単
純マトリクスパネルに使用する表示媒体は輝度−電圧特
性がシャープで明確なしきい値特性を有していなければ
コントラストに優れた表示にはならない。従来のTNセル
では、このシャープさが不十分なため、Ｎ＝64（Ｒ＝1.
134）でもアクティブマトリクスパネルに匹敵するコン
トラストにはならないのが実状である。一方TNセルは前
記引用例にも示されている通り一般にセルの光透過特性
が光波長に依存しいわゆる旋光分散を生じ輝度−電圧特
性が波長によって相当異カラーフィルタという誘電体層
が透明電極の上に設けられているときは、フィルタ層が
液晶と直列に挿入されることになる為、電極間に印加さ
れたこのオンとオフの電圧比が液晶層ではさらに低下し
カラーパネルのコントラストはモノクロパネルより相当
悪化するという欠点であった。
（２）上記単純Ｘ−Ｙマトリクス型表示パネルに於ける
コントラスト、視野角、色再現性等の悪さを克服する為
にアクティブマトリクスと称するパネル構成が採用され
ている。アクティブマトリクス型表示パネルでは、マト
リクスを構成する各画素点に薄膜トランジスタ（以下TF
Tと略す）等の３端子スイッチ素子やＰ−Ｎジャンクシ
ョンや金属−絶縁体−金属（以下MIMと略す）等の２端
子非直線抵抗素子を設けることにより液晶自体のしきい
値特性の悪さを克服し、高コントラストと優れた色再現
性を実現している。しかるにアクティブマトリクスパネ
ルでは、アクティブマトリクスアレーを低コスト、高歩
留りで製造することが困難な為、アクティブマトリクス
パネルはパネルコトスが高価になることが最大の難点で
ある。
コントラスト、視野角、色再現性等の悪さを克服する為
にアクティブマトリクスと称するパネル構成が採用され
ている。アクティブマトリクス型表示パネルでは、マト
リクスを構成する各画素点に薄膜トランジスタ（以下TF
Tと略す）等の３端子スイッチ素子やＰ−Ｎジャンクシ
ョンや金属−絶縁体−金属（以下MIMと略す）等の２端
子非直線抵抗素子を設けることにより液晶自体のしきい
値特性の悪さを克服し、高コントラストと優れた色再現
性を実現している。しかるにアクティブマトリクスパネ
ルでは、アクティブマトリクスアレーを低コスト、高歩
留りで製造することが困難な為、アクティブマトリクス
パネルはパネルコトスが高価になることが最大の難点で
ある。
発明が解決しようとする問題点 本発明は以上述べた従来の液晶単純マトリクス表示装置
のコントラストの悪さないしは液晶アクティブマトリク
ス表示装置の高コストという問題点を解決せんとするも
のである。
のコントラストの悪さないしは液晶アクティブマトリク
ス表示装置の高コストという問題点を解決せんとするも
のである。
問題点を解決するための手段 本発明では、電圧印加で光透過率が増大するゲストホス
ト液晶層が第一の透明帯状電極と透明画素電極間に挟ま
れており上記画素電極側には上記第一の帯状電極と直交
する方向に第二の帯状電極を有し第二の帯状電極と画素
電極間に光導電素子が設けられており、前記第一及び第
二の電極に電圧印加手段を設けた構成のマトリクス表示
装置によって従来の問題点を解決せんとするものであ
る。
ト液晶層が第一の透明帯状電極と透明画素電極間に挟ま
れており上記画素電極側には上記第一の帯状電極と直交
する方向に第二の帯状電極を有し第二の帯状電極と画素
電極間に光導電素子が設けられており、前記第一及び第
二の電極に電圧印加手段を設けた構成のマトリクス表示
装置によって従来の問題点を解決せんとするものであ
る。
作用 上記手段によって従来の液晶単純マトリクス表示装置の
コントラストの悪さないしは液晶アクティブマトリクス
表示装置の高コストという問題点を解決し、低コストの
パネルで大容量で高画質の表示を実現できるものであ
る。
コントラストの悪さないしは液晶アクティブマトリクス
表示装置の高コストという問題点を解決し、低コストの
パネルで大容量で高画質の表示を実現できるものであ
る。
実施例 以下に本発明のマトリクス表示装置の一実施例につい
て、図面を用いて説明する。
て、図面を用いて説明する。
本発明のマトリクス表示装置は、基本的に透過型であ
る。まず第１図に従ってパネル構成について説明する。
細帯状の透明電極３を有する第一の透明基板１の電極面
側と細帯状の電極４と透明画素電極5,6の間に光導電素
子７を介在させた第二の透明基板２の電極面が相対向し
ており、前記第一及び第二の基板の細帯状の電極群3,4
が互いに直交するごとく配置されＸ−Ｙマトリクス型の
電極を構成しており、両電極間にGH液晶８がはさまれて
いる。GH液晶の一例として正の誘電率異方性を有しかつ
二色性色素を溶解したネマチック液晶が両基板にほぼ水
平に初期配向処理されている。前記第一の基板１の外側
には偏光軸を液晶分子軸に一致させるようにして偏光板
に設けられている。光源は第一の基板の外側に設けられ
ており表示は光導電素子の設けられた第二の基板を通し
て観察する。上記第一、第二基板上の細帯状の電極群に
は第１図では図示は省略してあるが、電圧を印加する手
段が備えられている。以上の如き構成によりＸ−Ｙマト
リクス電極間にGH液晶層と光導電素子が直列に挿入され
ることになる。本発明で重要な第二の基板側の光導電素
子アレーの詳細を第２図に示す。透明基板２上に細帯状
の透明ないし不透明のバスバー電極４、この両側に透明
電極よりなる画素電極5,6が設けられており、バスバー
電極４と透明画素電極5,6をまたがる如く光導電素子層
７が設けられている。光導電素子層７をバスバー電極４
と透明画素電極5,6との間に挿入する方法には表面型と
バルク型があるが、第２図の例は表面型を示す。第２図
では、光導電素子層７は短冊状にパタン化されて設けら
れている光導電素子層が透明性の場合は表示領域全面に
渡って設けてあってもかまわない。第３図に光導電素子
をバルク型に設けた例の１画素部を示す。ここでは画素
電極間をつなぐ電極９も画素電極5,6と同じく透明であ
り、バスバー電極４とこの透明電極９で光導電層７をは
さむ構成になっている。これによって光導電層は膜厚方
向の光導電性が利用されることになる。この場合も光導
電素子層が透明性の場合は表示領域全面に渡って設けて
あってもかまわない。以上透過型のパネル構成に関して
表面型とバルク型のものについて述べたが、要は本発明
では光導電素子とGH液晶が電極間に直列に挿入されるこ
とになるから容量性カップリングによる液晶への電圧配
分を極力抑える為に光導電素子の電気容量は液晶素子の
それに較べて出来るだけ小さいことが望ましく、表面型
では電極幅を小さく、バルク型では両電極の重なり面積
（第３図に於ける領域10）を小さくすることが重要であ
る。第２図ないし第３図では１つの画素電極を２分割し
た構成について示した勿論画素電極は１画素当り１つに
してもかまわない。また光導電素子とバスバー電極や画
素電極を設ける順序で上に述べたものに限定されるもの
ではない。本発明に用いる透明電極としては、酸化イン
ジウム、酸化スズ、金属薄膜などが利用でき第二の基板
側の細帯状の電極群には前記透明電極膜を用いてもよい
しまたアルミ、クロム、金、タンタル、ニクロム等の不
透明金属膜を用いてもよい。ここでは液晶分子を特定方
向にかつ電極面に対して適当なチルト角（ディスクリネ
イション欠陥を防ぐ為）を有するように配向させる為の
配向膜の図示は省略してある。分子配向処理はポリイミ
ドなどの有機薄膜を電極面に塗布、乾燥後、布などで一
方向にラビング処理したり、電極面にSiO等を斜方蒸着
したり、ディッピングなどによって分子配向剤を基板に
吸着させる等の公知の方法によって行われる。
る。まず第１図に従ってパネル構成について説明する。
細帯状の透明電極３を有する第一の透明基板１の電極面
側と細帯状の電極４と透明画素電極5,6の間に光導電素
子７を介在させた第二の透明基板２の電極面が相対向し
ており、前記第一及び第二の基板の細帯状の電極群3,4
が互いに直交するごとく配置されＸ−Ｙマトリクス型の
電極を構成しており、両電極間にGH液晶８がはさまれて
いる。GH液晶の一例として正の誘電率異方性を有しかつ
二色性色素を溶解したネマチック液晶が両基板にほぼ水
平に初期配向処理されている。前記第一の基板１の外側
には偏光軸を液晶分子軸に一致させるようにして偏光板
に設けられている。光源は第一の基板の外側に設けられ
ており表示は光導電素子の設けられた第二の基板を通し
て観察する。上記第一、第二基板上の細帯状の電極群に
は第１図では図示は省略してあるが、電圧を印加する手
段が備えられている。以上の如き構成によりＸ−Ｙマト
リクス電極間にGH液晶層と光導電素子が直列に挿入され
ることになる。本発明で重要な第二の基板側の光導電素
子アレーの詳細を第２図に示す。透明基板２上に細帯状
の透明ないし不透明のバスバー電極４、この両側に透明
電極よりなる画素電極5,6が設けられており、バスバー
電極４と透明画素電極5,6をまたがる如く光導電素子層
７が設けられている。光導電素子層７をバスバー電極４
と透明画素電極5,6との間に挿入する方法には表面型と
バルク型があるが、第２図の例は表面型を示す。第２図
では、光導電素子層７は短冊状にパタン化されて設けら
れている光導電素子層が透明性の場合は表示領域全面に
渡って設けてあってもかまわない。第３図に光導電素子
をバルク型に設けた例の１画素部を示す。ここでは画素
電極間をつなぐ電極９も画素電極5,6と同じく透明であ
り、バスバー電極４とこの透明電極９で光導電層７をは
さむ構成になっている。これによって光導電層は膜厚方
向の光導電性が利用されることになる。この場合も光導
電素子層が透明性の場合は表示領域全面に渡って設けて
あってもかまわない。以上透過型のパネル構成に関して
表面型とバルク型のものについて述べたが、要は本発明
では光導電素子とGH液晶が電極間に直列に挿入されるこ
とになるから容量性カップリングによる液晶への電圧配
分を極力抑える為に光導電素子の電気容量は液晶素子の
それに較べて出来るだけ小さいことが望ましく、表面型
では電極幅を小さく、バルク型では両電極の重なり面積
（第３図に於ける領域10）を小さくすることが重要であ
る。第２図ないし第３図では１つの画素電極を２分割し
た構成について示した勿論画素電極は１画素当り１つに
してもかまわない。また光導電素子とバスバー電極や画
素電極を設ける順序で上に述べたものに限定されるもの
ではない。本発明に用いる透明電極としては、酸化イン
ジウム、酸化スズ、金属薄膜などが利用でき第二の基板
側の細帯状の電極群には前記透明電極膜を用いてもよい
しまたアルミ、クロム、金、タンタル、ニクロム等の不
透明金属膜を用いてもよい。ここでは液晶分子を特定方
向にかつ電極面に対して適当なチルト角（ディスクリネ
イション欠陥を防ぐ為）を有するように配向させる為の
配向膜の図示は省略してある。分子配向処理はポリイミ
ドなどの有機薄膜を電極面に塗布、乾燥後、布などで一
方向にラビング処理したり、電極面にSiO等を斜方蒸着
したり、ディッピングなどによって分子配向剤を基板に
吸着させる等の公知の方法によって行われる。
本発明では偏光板を用いないかないしは１枚のみを用い
て電圧によって光透過率を増大するネガ型のGH液晶が用
いられる。何故ならTNやSBE液晶モードのように偏光板
を２枚必要とするものでは、光線は２枚の偏光板を通過
してはじめて強度変調される。偏光板は通常基板の外側
に設けざるを得ないから、光導電素子は偏光板の外側に
設けられることになり、画素が小さい時は、画素に丁度
対応した光導電素子にその画素を通過した光を照射させ
ることは、困難になり、基板の厚み分だけ解像度が悪化
せざるを得ない。この点GH液晶モードでは光導電素子を
基板の内面に形成できるから解像度の優れた表示が得ら
れる。
て電圧によって光透過率を増大するネガ型のGH液晶が用
いられる。何故ならTNやSBE液晶モードのように偏光板
を２枚必要とするものでは、光線は２枚の偏光板を通過
してはじめて強度変調される。偏光板は通常基板の外側
に設けざるを得ないから、光導電素子は偏光板の外側に
設けられることになり、画素が小さい時は、画素に丁度
対応した光導電素子にその画素を通過した光を照射させ
ることは、困難になり、基板の厚み分だけ解像度が悪化
せざるを得ない。この点GH液晶モードでは光導電素子を
基板の内面に形成できるから解像度の優れた表示が得ら
れる。
本発明に於けるGH液晶には各種のものが使用できる。す
なわち（１）誘電率異方性（以下Δεと略す）が正のネ
マチック液晶を基板に平行な初期配向させておき電圧印
加で基板に垂直方向を向かせるもの（２）Δεが正のネ
マチック液晶を両基板に平行でかつ90°ねじれるような
初期配向させておき電圧印加で基板に垂直方向を向かせ
るもの（３）Δεが負のネマチック液晶を基板に垂直に
初期配向させておき電圧印加で基板に水平方向を向かせ
るもの、（４）カイラルスメクチック液晶を基板に水平
に初期配向させておき印加電圧の極性で基板に水平では
あるが異った方向を向かせるもの、以上では偏光板を少
なくとも１枚使用する、（５）Δε正のネマチック−コ
レステリック混合液晶を電圧無印加でフォーカルコニッ
クないしグランジャン配向状態のものを電圧印加で基板
に垂直方向を向かせるもの、（６）Δεが負のネマチッ
ク−コレステリック混合液晶を電圧無印加でフォーカル
コニックないしグランジャン配向状態のものを電圧印加
で基板に水平方向を向かせるもの、（７）（１）の状態
の液晶層を２層重ね各層の液晶分子軸が互いに直交する
ように配置し電圧印加で各層の液晶分子が基板に垂直な
方向を向くようにするもの、以上（５）〜（７）では偏
光板を使用する必要はない。勿論GH液晶モードであるか
ら上記（１）〜（７）のいずれのモードに於いても、分
子の長軸方向と短軸方向で可視光の吸収に異方性を有す
る正または負の２色性染料が液晶中に添加されている。
なわち（１）誘電率異方性（以下Δεと略す）が正のネ
マチック液晶を基板に平行な初期配向させておき電圧印
加で基板に垂直方向を向かせるもの（２）Δεが正のネ
マチック液晶を両基板に平行でかつ90°ねじれるような
初期配向させておき電圧印加で基板に垂直方向を向かせ
るもの（３）Δεが負のネマチック液晶を基板に垂直に
初期配向させておき電圧印加で基板に水平方向を向かせ
るもの、（４）カイラルスメクチック液晶を基板に水平
に初期配向させておき印加電圧の極性で基板に水平では
あるが異った方向を向かせるもの、以上では偏光板を少
なくとも１枚使用する、（５）Δε正のネマチック−コ
レステリック混合液晶を電圧無印加でフォーカルコニッ
クないしグランジャン配向状態のものを電圧印加で基板
に垂直方向を向かせるもの、（６）Δεが負のネマチッ
ク−コレステリック混合液晶を電圧無印加でフォーカル
コニックないしグランジャン配向状態のものを電圧印加
で基板に水平方向を向かせるもの、（７）（１）の状態
の液晶層を２層重ね各層の液晶分子軸が互いに直交する
ように配置し電圧印加で各層の液晶分子が基板に垂直な
方向を向くようにするもの、以上（５）〜（７）では偏
光板を使用する必要はない。勿論GH液晶モードであるか
ら上記（１）〜（７）のいずれのモードに於いても、分
子の長軸方向と短軸方向で可視光の吸収に異方性を有す
る正または負の２色性染料が液晶中に添加されている。
上記光導電素子としてはポリビニルカルバゾール系、フ
タロシアニン系等の有機光導電体ないしはカドミウムセ
レナイド（CdSe）、硫化カドミウム（CdS）、シリコン
（Si）、セレン（Se）等の無機光導電体が利用出来る。
タロシアニン系等の有機光導電体ないしはカドミウムセ
レナイド（CdSe）、硫化カドミウム（CdS）、シリコン
（Si）、セレン（Se）等の無機光導電体が利用出来る。
本発明のマトリクスパネルによって高コントラストが得
られる理由について説明する。
られる理由について説明する。
本発明のマトリクスパネルの電極（たとえば第一の細帯
状電極を走査電極、第二の基板上のバスバー電極を信号
電極として）に例えば公知の電圧平均化法による電圧を
印加すると光導電素子とGH液晶層の直列系に電圧が印加
される。
状電極を走査電極、第二の基板上のバスバー電極を信号
電極として）に例えば公知の電圧平均化法による電圧を
印加すると光導電素子とGH液晶層の直列系に電圧が印加
される。
ここに電圧平均化法による信号とは、電極選択時には、
オンすべき画素には、±V0、オフすべき画素には±（１
−2/a）×V0、非選択時には｜V0/a|（但し なる実数、Ｎは走査電極の数）の電圧が印加される如く
行、列電極に電圧を印加するものである。
オンすべき画素には、±V0、オフすべき画素には±（１
−2/a）×V0、非選択時には｜V0/a|（但し なる実数、Ｎは走査電極の数）の電圧が印加される如く
行、列電極に電圧を印加するものである。
オン画素（ここではより大きい電圧が印加される方の画
素をオン画素と呼ぶ）とオフ画素の各電極間に印加され
る実効値電圧の比率（Ｒ）は電圧平均化法の場合は先に
述べた通りＲ＝｛（N1/2＋１）／（N1/2−１）｝1/2と
なるが、実際の液晶層に印加される電圧は光導電素子に
印加される分だけ低下する。
素をオン画素と呼ぶ）とオフ画素の各電極間に印加され
る実効値電圧の比率（Ｒ）は電圧平均化法の場合は先に
述べた通りＲ＝｛（N1/2＋１）／（N1/2−１）｝1/2と
なるが、実際の液晶層に印加される電圧は光導電素子に
印加される分だけ低下する。
しかし何等かの電圧差がオン画素とオフ画素に印加でき
る。液晶がネガ型（電圧印加と共に透過率が大となるモ
ード：偏光板を用いるGH液晶では偏光板の偏光軸を液晶
分子軸にたいして適切な配置にすればネガ型モードに設
定出来る）に構成れている場合、より大きな電圧の印加
されたオン画素では光透過率が良くなる。その結果光導
電素子により強い光が当り光導電素子の電気抵抗はより
低下し、その結果オン画素には益々強い電圧が印加され
透過率は更に向上し光導電素子の抵抗は更に低下する。
すなわちオン画素にはフィードバックがかかり光導電素
子に配分されていた電圧分が益々液晶層側に印加される
ことになる。ところがオフ画素では例えば液晶層に印加
されている電圧がしきい値以下の電圧であればここでは
光透過率は変化せず従って光導電素子の抵抗も変化せず
フィードバックがかからず光透過率は低いままである。
すなわちGH液晶をライトバルブとして用いることにより
光導電素子への光照射光量を変え、光導電素子の電気抵
抗を非直線的に変えることによりオン画素とオフ画素に
印加される電圧の比率を増幅することができる訳であ
る。この結果電圧平均化法からくる制約から解放され走
査線数（Ｎ）が大きい大容量表示に於ても高コントラス
ト、高視野角を得ることができ、カラーフィルタを設け
たカラーパネルの場合は広色再現等の高画質化が実現出
来る。
る。液晶がネガ型（電圧印加と共に透過率が大となるモ
ード：偏光板を用いるGH液晶では偏光板の偏光軸を液晶
分子軸にたいして適切な配置にすればネガ型モードに設
定出来る）に構成れている場合、より大きな電圧の印加
されたオン画素では光透過率が良くなる。その結果光導
電素子により強い光が当り光導電素子の電気抵抗はより
低下し、その結果オン画素には益々強い電圧が印加され
透過率は更に向上し光導電素子の抵抗は更に低下する。
すなわちオン画素にはフィードバックがかかり光導電素
子に配分されていた電圧分が益々液晶層側に印加される
ことになる。ところがオフ画素では例えば液晶層に印加
されている電圧がしきい値以下の電圧であればここでは
光透過率は変化せず従って光導電素子の抵抗も変化せず
フィードバックがかからず光透過率は低いままである。
すなわちGH液晶をライトバルブとして用いることにより
光導電素子への光照射光量を変え、光導電素子の電気抵
抗を非直線的に変えることによりオン画素とオフ画素に
印加される電圧の比率を増幅することができる訳であ
る。この結果電圧平均化法からくる制約から解放され走
査線数（Ｎ）が大きい大容量表示に於ても高コントラス
ト、高視野角を得ることができ、カラーフィルタを設け
たカラーパネルの場合は広色再現等の高画質化が実現出
来る。
上に述べた原理から光導電素子には液晶層を通過してき
た光のみが照射されることが望ましい。第１図の構成で
は、表示を見る側すなわち基板２側から直接入射する光
が光導電素子を照射することは避けねばならない。この
様な場合電極４は不透明が望ましく、これでもまだ遮光
性が不十分な時はあらかじめ基板に遮光層を設けておく
必要がある。
た光のみが照射されることが望ましい。第１図の構成で
は、表示を見る側すなわち基板２側から直接入射する光
が光導電素子を照射することは避けねばならない。この
様な場合電極４は不透明が望ましく、これでもまだ遮光
性が不十分な時はあらかじめ基板に遮光層を設けておく
必要がある。
発明の効果 従来単純マトリクス液晶表示装置では、パネル構成がシ
ンプルな為低コストではあるが走査線数（Ｎ）が大きく
なるとオン画素とオフ画素に印加される電圧の比率が１
に近ずく為、コントラストの低下、視野角の狭さが大き
な問題であった。またTNモードやSBEモードではしきい
値特性が比較的急峻なためある程度までマトリクス駆動
できるがGH液晶モードは視野角依存性の点でTNやSBEよ
り有利ではあるにも拘らずしきい値特性が不十分なため
マトリクス駆動には適さなかった。
ンプルな為低コストではあるが走査線数（Ｎ）が大きく
なるとオン画素とオフ画素に印加される電圧の比率が１
に近ずく為、コントラストの低下、視野角の狭さが大き
な問題であった。またTNモードやSBEモードではしきい
値特性が比較的急峻なためある程度までマトリクス駆動
できるがGH液晶モードは視野角依存性の点でTNやSBEよ
り有利ではあるにも拘らずしきい値特性が不十分なため
マトリクス駆動には適さなかった。
しかるに本発明ではGH液晶がTNやSBEとは異なって偏光
板が不要かないしは１枚でも光透過率を変化させ得るこ
とから光導電素子と組み合わすのに最適であり本発明に
よってGH液晶をマトリクス表示に有効に利用できるよう
になった。走査線数Ｎが大の大容量表示に於てもコント
ラストの低下を来たさない方法として従来アクティブマ
トリクスが用いられている。液晶アクティブマトリクス
表示装置では、高コントラスト、広色再現性が実証され
る液晶カラーTVが実用化されている。しかるにアクティ
ブマトリクスではアクティブマトリクスアレーを製造す
るのに半導体、絶縁体、金属等の薄膜を数回形成しまた
それらの薄膜を高精度でパタン化するフォト工程を何回
も必要として製造コストの上昇、歩留りの悪化という問
題点を有しており特にA4版以上の大型パネルをアクティ
ブマトリクスで製造するにはコストの上昇もさることな
がら満足出来る装置自体が未開発なのが実状である。
板が不要かないしは１枚でも光透過率を変化させ得るこ
とから光導電素子と組み合わすのに最適であり本発明に
よってGH液晶をマトリクス表示に有効に利用できるよう
になった。走査線数Ｎが大の大容量表示に於てもコント
ラストの低下を来たさない方法として従来アクティブマ
トリクスが用いられている。液晶アクティブマトリクス
表示装置では、高コントラスト、広色再現性が実証され
る液晶カラーTVが実用化されている。しかるにアクティ
ブマトリクスではアクティブマトリクスアレーを製造す
るのに半導体、絶縁体、金属等の薄膜を数回形成しまた
それらの薄膜を高精度でパタン化するフォト工程を何回
も必要として製造コストの上昇、歩留りの悪化という問
題点を有しており特にA4版以上の大型パネルをアクティ
ブマトリクスで製造するにはコストの上昇もさることな
がら満足出来る装置自体が未開発なのが実状である。
本発明では光導電素子アレーを有する基板側でさえ１〜
３回程度のパタン化工程でよく従来のアクティブマトリ
クス形成技術に較べてはるかに簡易かつ高歩留り、低コ
ストで尚かつ高画質を提供するマトリクスパネルを構成
出来る。
３回程度のパタン化工程でよく従来のアクティブマトリ
クス形成技術に較べてはるかに簡易かつ高歩留り、低コ
ストで尚かつ高画質を提供するマトリクスパネルを構成
出来る。
第１図は本発明のマトリクス液晶表示装置の斜視図、第
２図は第１図のマトリクスパネルに用いる光導電素子ア
レーの一部拡大正面図、第３図は同じく第１図のマトリ
クスパネルに用いる他の構成の光導電素子アレーの１画
素部の拡大正面図、第４図は従来の透過型液晶表示装置
の斜視図、第５図は第４図の電極部の正面図である。 1,2……透明基板、3,14……透明電極、４……バスバー
電極、5,6……画素電極、７……光導電素子層、８……G
H液晶層、10,11……偏光板、12……光源、15……従来の
液晶Ｘ−Ｙマトリクスパネル、18……TN液晶層。
２図は第１図のマトリクスパネルに用いる光導電素子ア
レーの一部拡大正面図、第３図は同じく第１図のマトリ
クスパネルに用いる他の構成の光導電素子アレーの１画
素部の拡大正面図、第４図は従来の透過型液晶表示装置
の斜視図、第５図は第４図の電極部の正面図である。 1,2……透明基板、3,14……透明電極、４……バスバー
電極、5,6……画素電極、７……光導電素子層、８……G
H液晶層、10,11……偏光板、12……光源、15……従来の
液晶Ｘ−Ｙマトリクスパネル、18……TN液晶層。
フロントページの続き (72)発明者 山添 博司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−129892（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−290422（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−127720（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−235984（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−50078（ＪＰ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】電圧印加で光透過率が増大するゲストホス
ト液晶層が第一の透明帯状電極と透明画素電極間に挟ま
れており上記画素電極側には上記第一の帯状電極と直交
する方向に第二の帯状電極を有し第二の帯状電極と画素
電極間に光導電素子が設けられており、前記第一及び第
二の電極に電圧印加手段を設けてなることを特徴とする
マトリクス表示装置。 - 【請求項２】光導電素子は第一の帯状電極と画素電極と
で構成される画素点の各々に設けられていることを特徴
とする特許請求の範囲第（１）項記載のマトリクス表示
装置。 - 【請求項３】光導電素子はポリビニルカルバゾール系有
機光導電体、フタロシアニン系有機光導電体ないしはカ
ドミウムセレナイド（CdSe）、硫化カドミウム（Cd
S）、シリコン（Si）、セレン（Se）の無機光導電体の
内の一つから成ることを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項記載のマトリクス表示装置。 - 【請求項４】ゲストホスト液晶は誘電率異方性が正のネ
マチック液晶、誘電率異方性が負のネマチック液晶、ネ
マチック・コレステリック混合液晶、カイラルスメクチ
ック液晶より選ばれたものに２色性染料を添加したもの
よりなることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
載のマトリクス表示装置。 - 【請求項５】第一の帯状電極ないしは画素電極には赤，
青，緑の色フィルターが設けられていることを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項記載のマトリクス表示装
置。 - 【請求項６】第一の帯状電極を有する基板側には少なく
とも偏光板を設けることを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項記載のマトリクス表示装置。 - 【請求項７】第一の帯状電極と第二の帯状電極の間に
は、電極選択時には、オンすべき画素には、±V0、オフ
すべき画素には±（１−2/a）×V0、非選択時には｜V0/
a|（但し なる実数、Ｎは第一ないし第二帯状電極の数）の電圧が
印加される如く構成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項記載のマトリクス表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61209887A JPH0719000B2 (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | マトリクス表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61209887A JPH0719000B2 (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | マトリクス表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6364031A JPS6364031A (ja) | 1988-03-22 |
| JPH0719000B2 true JPH0719000B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=16580292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61209887A Expired - Fee Related JPH0719000B2 (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | マトリクス表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0719000B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3537878A1 (de) * | 1985-10-24 | 1987-04-30 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Verfahren zur herstellung einer einseitig gequetschten metallhalogenidhochdruckentladungslampe und eine nach diesem verfahren hergestellte lampe |
| JPH02204732A (ja) * | 1989-02-02 | 1990-08-14 | Minolta Camera Co Ltd | 閃光発光装置を備えたカメラ |
| CA2055123C (en) * | 1990-11-09 | 1996-06-11 | Naofumi Kimura | Display apparatus |
| HUP0104625A2 (hu) * | 2001-10-31 | 2003-06-28 | Zoltán Németh | Kombinált elektronikus és optikai címzés, és e címzést alkalmazó kijelző, kamera |
| JP2006352001A (ja) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 処理ガス供給装置および基板処理装置 |
| CN103487974A (zh) * | 2012-06-13 | 2014-01-01 | 蔡熊光 | 视觉界面装置 |
-
1986
- 1986-09-05 JP JP61209887A patent/JPH0719000B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6364031A (ja) | 1988-03-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |