JPH07294955A - 多層液晶表示パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表示が微細化しても、電極からのリード引出
しピッチを十分に確保することができる液晶表示パネル
を提供する。 【構成】 この液晶表示パネル１は、上面ガラス１０、
中層ガラス２０、そして下面ガラスの３面のガラスを有
する。これらのガラスにより、上、下２層の液晶層を形
成する。上側の液晶層は、セグメント電極１０ａとコモ
ン電極２０ａとにより電圧を印加され、ドットマトリク
ス表示がされる。一方下側の液晶層は、セグメント電極
３０ａとコモン電極２０ｂとにより電圧を印加される。
ここで上側液晶層を駆動するセグメント電極には全表示
セグメントのうち奇数電極が割り当てられ、下側液晶層
を駆動するセグメント電極には全表示セグメントのうち
偶数電極が割り当てられている。従ってそれぞれの液晶
層では、セグメント電極は表示セグメントの１つおきに
設けられていることとなり、電極の引出しピッチが確保
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶表示装置に用い
られる液晶表示パネルに関するものであり、より詳しく
は多層構造の液晶表示パネルに関する。また、多層液晶
表示パネルの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネルは、電力消費量が少な
い、薄型である、等の特徴があるため、小型テレビジョ
ンやノートタイプ・パソコン等のための表示モジュール
として普及している。ノートタイプ・パソコンに用いら
れている一般的な液晶表示パネルは、横方向に６４０ド
ット、縦方向に４００ないし４８０ドットの表示素子を
配列して構成されている。そしてそれぞれの表示素子の
オン・オフのために、画面の垂直方向に延在する６４０
列のセグメント電極と、画面の水平方向に延在する４０
０ないし４８０列のコモン電極が形成されている。

【０００３】セグメント電極はセグメントドライバに接
続されており、コモン電極はコモンドライバに接続され
ている。これら、セグメントドライバおよびコモンドラ
イバにより、それぞれ所望の電極に電圧を印加すること
で、これらの交点にある表示素子のオン・オフ制御を行
い、表示を実現するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、液晶表示パネル
はより高精細のものが要求されるようになり、そのよう
な要求に応えるために表示素子数は増大する方向にあ
る。これにともない接続端子数も増大することとなる
が、逆に接続端子ピッチはこれにともなって微細とな
る。これに加えて、ディスプレイの表示にはカラー表示
が要求されるようになってきている。たとえばＲＧＢカ
ラー表示を行う場合、セグメント電極にＲ、Ｇ、Ｂの素
子が必要となるため、白黒２値画像に比較して３倍の端
子が必要となり、これによっても接続端子ピッチが微細
となる。

【０００５】液晶表示パネルでは、内部における素子形
成では薄膜技術を用いたパターン形成を行っているた
め、接続端子ピッチが少々微細化しても比較的問題とな
る場合は少ない。しかし、セグメント電極、コモン電極
からドライバＩＣへのリード引き出しが、接続端子ピッ
チの微細化にともなって困難となる。また、各表示素子
間には絶縁のためにギャップを形成することが必要であ
るため、このギャップの分だけ表示品質が低下する。

【０００６】よってこの発明は、リードの引き出しピッ
チを大きく取ることによってピッチの微細化に対応し、
表示品質に優れた液晶表示パネルを提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】従ってこの発明は、Ｍ列
×Ｎ列（Ｍ、Ｎはいずれも正の整数）のドットマトリク
ス表示を行う液晶表示パネルにおいて、この液晶表示パ
ネルは複数の液晶層を積層して構成され、これら複数の
液晶層はそれぞれが、一方の面に形成される第１群の電
極列と、他方の面に形成され、前記第１群の電極列とと
もにマトリクスを構成する第２群の電極列とを有し、ド
ットマトリクスを構成するＭ列ないしＮ列のいずれか一
方のドット列が、順次、前記複数の液晶層各々の第１群
の電極列に割り当てられていることを特徴とする多層液
晶表示パネルである。

【０００８】

【作用】複数の液晶層はそれぞれが、一方の面に第１群
の電極列が形成され、他方の面に第２群の電極列が形成
されている。これら第１群、第２群の電極列によって表
示マトリクスが構成される。たとえば、Ｍ列×Ｎ列のマ
トリクスのうちＭ列が第１の電極列に、Ｎ列が第２の電
極列に割り当てられているとすれば、第２群の電極列は
いずれの液晶層にもＮ列が形成されている。そして第１
群の電極列は、Ｍ列の電極列が複数の液晶層に割り当て
られており、個々の液晶層に形成される第１の電極列の
電極数はＭ列よりも少なくなっている。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図１は、この発明の液晶表示パネルを示す
斜視図であり、図２はこの発明の液晶表示パネルの構造
を示す断面図である。ここで、図２(a)は全体断面図、
図２(b)が要部拡大断面図である。

【００１０】液晶表示パネル１は、図１に示すように上
面ガラス１０、中層ガラス２０、そして下面ガラス３０
を積層して構成されている。図１に示す斜視図、および
図２(a)に示す断面図とから理解されるように、上面ガ
ラス１０の内側にはセグメント電極１０ａが形成されて
いる。次に中層ガラス２０には、両面にコモン電極２０
ａ、２０ｂが、それぞれ形成されている。そして下面ガ
ラス３０の内側には、セグメント電極３０ａが形成され
ている。これらセグメント電極、コモン電極とも、透明
電極によって形成する。

【００１１】ここで、コモン電極の数は画面の縦方向の
表示素子数に対応する。この表示素子の数は、要求され
る表示品質によって４００、４８０、７６８等様々な種
類があるが、以下、説明の簡単のために４８０に統一し
て説明する。従って、コモン電極の数も４８０となる。

【００１２】電極１０ａにはヒートシール１０ｂが接続
され、このヒートシール１０ｂ上には図示しない配線パ
ターンが形成され、この配線パターンの他端は図示しな
いセグメントドライバのドライバＩＣに接続される。コ
モン電極２０ａにはヒートシール２０ｃが、コモン電極
２０ｂにはヒートシール２０ｄが接続されており、それ
ぞれのヒートシール上に図示しない配線パターンが形成
されている。これらの配線パターンの一端はそれぞれコ
モン電極２０ａ、２０ｂに接続され、それぞれの他端は
図示しないコモンドライバのドライバＩＣに接続されて
いる。さらに、セグメント電極３０ａにはヒートシール
３０ｂが接続されている。ヒートシール３０ｂ上には図
示しない配線パターンが形成されており、この配線パタ
ーンの一端はセグメント電極３０ａに接続されており、
他端は図示しないセグメントドライバのドライバＩＣに
接続されている。

【００１３】これらのガラスを積層し、接着剤４０によ
って封止する。こうして各ガラスによって形成される空
間によって、上側液晶層１１および下側液晶層１２が形
成される。

【００１４】セグメント電極１０ａ、３０ａとコモン電
極２０ａ、２０ｂとは、互いに直交して形成されてい
る。セグメント電極１０ａとしては全６４０ドットのう
ち奇数番号ドットの電極を形成し、セグメント電極３０
ａには偶数番号ドットの電極を形成する。すなわちセグ
メント電極１０ａには３２０ドット分の電極が形成さ
れ、セグメント電極３０ａにも３２０ドット分の電極が
形成されることとなる。これにより、これらの奇数番号
電極と偶数番号電極とは、画面の上下で交互に引き出さ
れることとなる。

【００１５】これにより、画面の水平方向に隣接して配
列されるセグメント電極に関しては、各電極からのリー
ド引き出しピッチが２倍となる。従って、セグメント素
子ピッチが細かくなったとしても接続性が大きく低下す
ることがなく、セグメント素子ピッチの微細化に対応す
ることができる。ここでコモン電極２０ａ、２０ｂの場
合は、セグメント電極と異なりいずれにも全ドット分の
電極が形成されているが、コモン電極はセグメント電極
に比較してピッチが大きく、全ドット分の電極を形成し
たとしても問題は少ない。

【００１６】さらに、図２(b)に示す要部拡大断面図を
参照して、セグメント電極１０ａとセグメント電極３０
ａとの位置関係について説明する。前述したように、セ
グメント電極１０ａには奇数番号ドットの電極が形成さ
れており、セグメント電極３０ａには偶数番号ドットの
電極が形成されている。すなわち、奇数番号ドットのセ
グメント電極と偶数番号ドットのセグメント電極とは、
互いに別の液晶層に形成されている。この結果、相互に
隣接する表示素子を形成するドットのセグメント電極が
相互に完全に絶縁されることになる。従って各電極間に
絶縁のためのギャップを設ける必要がなく、奇数、偶数
ドット分の電極を互いに上下に所定量重ね合わせること
が可能となる。

【００１７】この構造を、より具体的に説明する。すな
わち図２(b)から明らかなように、上面ガラス１０に形
成されているセグメント電極１０ａと、下面ガラス３０
に形成されているセグメント電極３０ａとは、表示パネ
ルの上面から見た場合に、その形成されている位置に寸
法Ａのオーバーラップが設定されている。このため見か
け上は、表示素子の横方向素子ギャップが発生しない。
従って、より高い表示品質が実現可能となる。

【００１８】図３は、この発明の液晶表示パネルのより
詳細な構造を説明するための断面図である。以下、この
発明の多層液晶表示パネルのより詳細な構造、および製
造方法について、図１、図２に加えて図３を用いて説明
する。

【００１９】上面ガラス１０、中層ガラス２０、下面ガ
ラス３０には、それぞれ厚さが0.7mm、0.3mm、0.7mmの
ものを用いる。中層ガラス２０は、上面ガラス１０、下
面ガラス３０に比較して薄いものが適している。しか
し、この寸法関係はこの発明の特徴部分ではなく、設計
者が適宜定めるべき事項である。

【００２０】まず、各ガラスに ITO の膜付けを行い、
続いてフォトリソ、エッチングによりセグメント電極１
０ａ、３０ａ、コモン電極２０ａ、２０ｂをそれぞれ形
成する。ITO 膜厚は通常の液晶パネルと同様、要求され
る抵抗値にあわせて 400 ないし1000オングストローム
程度に設定する。次いで、セグメント電極１０ａ、３０
ａ、およびコモン電極２０ａ、２０ｂにヒートシールを
接続する。この時、コモン電極２０ａ、２０ｂは前述し
た通り中層ガラス２０の両面に形成されるが、双方の電
極が同電位となるように、ヒートシール２０ｃと２０ｄ
とをショートさせる。

【００２１】次に、各ガラスの電極形成面に、ポリイミ
ド等で配向板を形成する。この時、上面ガラス１０の内
面に配向板２６を、中層ガラス２０の上面に配向板２７
を形成する。また中層ガラス２０の下面に配向板２８
を、下面ガラス３０の内面に配向板２９を形成する。そ
れぞれの配向板には、液晶分子の向きを規定するための
微細な溝を多数形成してある。それぞれの配向板によっ
て規定される液晶分子の向きは、配向板２６によってが
縦、配向板２７によってが横、配向板２８によってが
横、配向板２９によってが縦となる。すなわち上、下両
液晶層における液晶分子の配列は、液晶層内部にて９０
度、ないし２７０度、ツイストされることになる。

【００２２】こうして電極の形成されたガラスを積層
し、接着剤４０によって封止する。接着剤はガラス層を
封止する。ガラス間の間隔は、この実施例においては約
１０μ程度に設定してある。次いで接着剤に一部開口部
を形成し、この開口部から液晶を注入した後、再封止す
ることによって上、下、両液晶層が形成される。さら
に、偏光板２４、偏光板２５、および反射板３５を形成
して表示パネルを完成する。ここで偏光板２４、２５
は、いずれも縦方向の偏波を通過させる。

【００２３】次に、この発明の液晶表示パネルのオン・
オフ動作について図４を用いて説明する。図４はこの発
明の液晶表示パネルの断面拡大図であり、電極間電圧な
しの場合を図４(a)に、電圧を印加した場合を図４(b)
に、それぞれ示したものである。以下の説明では、簡単
のために液晶分子のツイスト状態は９０度であるものと
する。

【００２４】まず、電極間電圧なしの状態を説明する。
図４(a)に示す表示素子Ａは、電圧を印加されておら
ず、そのため上側、下側両液晶層とも、液晶分子は９０
度ツイストしている。

【００２５】表示パネルに入射した入射光は、まず偏光
板２４を通過することによって縦方向の偏波成分のみが
上面ガラス１０に入射する。この縦方向の偏波成分は上
面ガラス１０を通過し、上側液晶層１１に入射する。そ
して上側液晶層１１を通過する間に偏波が縦方向から９
０度ツイストされ、横方向の偏波成分に変換されて、中
層ガラス２０に到達する。

【００２６】中層ガラス２０に到達した横方向の偏波成
分は、これを通過して次に下側液晶層１２に入射する。
ここでは液晶分子によって偏波が横方向から９０度ツイ
ストされ、縦方向の偏波成分に変換されて偏光板２５に
到達する。偏光板２５は、前述した通り縦方向の偏波を
通過させるように配置されているため、入射光はこれを
通過し、反射板３５に到達する。

【００２７】反射板３５によって反射された入射光、正
確には入射光の縦方向の偏波成分は、これまでと逆の経
路をたどって表示パネル外部に出射する。すなわち、電
極間に電圧が印加されていない状態では、その表示素子
は明状態となる。

【００２８】次に、電極間に電圧が印加されている状態
について説明する。図４(b)に示す表示素子Ｂは、セグ
メント電極１０ａ、コモン電極２０ａとにより電圧を印
加されている。このため上側液晶層１１において、これ
らの電極間の液晶分子のツイスト状態が解除されてい
る。

【００２９】表示パネルに入射した入射光のうち、縦方
向の偏波成分のみが偏光板２４、そして上面ガラス１０
を通過して上側液晶層１１に入射されるところまでは、
電極間電圧なしの場合について説明したと同様である。
しかし、上側液晶層１１に入射した縦方向の偏波成分
は、液晶分子のツイスト状態が解除されているために偏
波方向を変換されることなく、縦方向の偏波のまま中層
ガラス２０に到達する。

【００３０】中層ガラス２０に到達した縦方向の偏波成
分は、これを通過して次に下側液晶層１２に入射する。
ここで下側液晶層には電圧が印加されておらず、従って
液晶分子のツイスト状態は維持されている。前述した通
り、下層液晶層における液晶分子の方向は配向板２８に
よって横方向に規定されている。すなわち、入射した光
は、偏波方向が液晶分子の向きと直交しているため、こ
れ以上進行することができない。

【００３１】この結果、この光は液晶表示パネル外部に
出射することはない。すなわち、電極間に電圧を印加し
た状態では、その表示素子は暗状態となる。

【００３２】このようにして、各表示素子におけるオン
・オフ制御が実現される。なお上記は、液晶分子のツイ
スト状態を９０度として説明したが、ツイスト状態が２
７０度であっても、入射光の偏波が縦・横変換される点
では等価であり、これもこの発明の技術的範囲に含まれ
る。また反射板３５を設けて、光が液晶表示パネルの外
部から供給されるものとして説明したが、反射板３５の
替わりに適当な照明手段（いわゆるバックライト等）に
よって光を得るようにしても良い。この場合であって
も、電極間に電圧が印加されていない時には表示素子が
明状態となり、電極間に電圧が印加されていない場合に
は、表示素子は暗状態となる。

【００３３】近年では特に、１画面を上下に２分割し、
それぞれの領域にコモン電極を２４０列配置する構成が
採用されることが多い。これは、１領域あたり２４０列
のコモン電極を制御することとなるので、1/240デュー
ティー制御と呼ばれる。これに対し、画面全体を１領域
として制御する場合は1/480デューティー制御と呼ばれ
る。

【００３４】1/240デューティー制御は、画面を２領域
に分割したことにより、１領域あたりコモン電極の数を
半分にすることができ、表示スピード、コントラストに
優れている。一方このような構成では、２分割したそれ
ぞれの領域について６４０ドット分のセグメント電極が
必要となる。すなわち、画面全体を１領域として制御す
る構成に比較して、２倍のセグメント電極端子が必要と
なり、端子間ピッチが微細となる。

【００３５】図５は、一般に用いられている液晶表示パ
ネルの電極端子の引き出し方について示した図である。
図５(a)は1/480デューティー制御の場合の端子構造を示
したものであり、図５(b)は1/240デューティー制御の場
合の端子構造を示したものである。いずれも、液晶表示
パネルを横方向から見た場合の端子の引き出し方につい
て示したものである。

【００３６】図５(a)では、表示パネル上面にセグメン
ト電極を、表示パネル下面にコモン電極を配置してい
る。ここで、セグメント電極は６４０ドット分を同一方
向（図面右方向）に、コモン電極は４８０ドット分を同
一方向（図面と垂直方向）に引き出している。次に図５
(b)では、画面を領域１と領域２との２領域に分割して
いるため、それぞれの領域ではコモン電極の数は通常の
半分、すなわち２４０ドットで足りる。一方、セグメン
ト電極はそれぞれの領域で全ドット分が必要となるた
め、全体としては1/480デューティー制御の場合と比較
して２倍の端子数が必要となる。

【００３７】しかしながらこの発明を適用すれば、1/24
0デューティー制御の場合であってもセグメント電極の
端子間ピッチを広く取ることが可能である。以下、図６
を用いてこの発明の電極の引き出し方について説明す
る。

【００３８】表示パネルは、これまで説明したように
上、下液晶層を有する。そして表示素子の制御上、領域
１と領域２との２領域に分割されている。それぞれの領
域には、上面にセグメント電極６１ａおよびセグメント
電極６１ｂが形成されている。それぞれの領域の下面に
は、セグメント電極６２ａおよびセグメント電極６２ｂ
が形成されている。これらのセグメント電極は、それぞ
れが図面と水平方向に引き出されており、セグメント電
極６１ａおよび６２ａは図面左方向に、セグメント電極
６１ｂおよび６２ｂは図面右方向に引き出されている。

【００３９】これらのセグメント電極は、これまで説明
したと同様、表示パネルの上面には奇数ドット分の電極
が形成され、表示パネルの下面には偶数ドット分の電極
が形成され、全体として領域１、領域２ともに６４０ド
ット分の電極が形成されている。すなわち、セグメント
電極６１ａ、６１ｂは奇数ドット分の電極であり、セグ
メント電極６２ａ、６２ｂは偶数ドット分の電極であ
る。

【００４０】表示パネルにはさらに、コモン電極６３
ａ、６３ｂ、６４ａ、６４ｂが形成されている。このう
ちコモン電極６３ａおよび６４ａは領域１に、コモン電
極６３ａおよび６４ｂは領域２に形成されている。これ
らのコモン電極は、それぞれがセグメント電極と直角
に、すなわち図面と垂直方向に引き出される。

【００４１】セグメント電極６１ａとコモン電極６３ａ
とが一対となり、領域１の上側液晶層に電圧を印加す
る。同様にして、セグメント電極６２ａとコモン電極６
４ａとが一対となり、領域１の下側液晶層に電圧を印加
する。領域２についても同様である。

【００４２】このように構成すると、各々のセグメント
電極の端子数はそれぞれ３２０となる。すなわち、各セ
グメント電極のリード引き出しピッチを大きくとること
が可能であり、1/240デューティー制御の場合であって
も表示素子の高精細化に対応することができる。なお、
この場合コモン電極は全４８０ドット分が形成される
が、コモン電極は前述した通りセグメント電極に比較し
てピッチが大きく、全ドット分の電極を形成したとして
も問題は少ない。

【００４３】以上の実施例では、中層ガラスを１枚と
し、その両面にコモン電極を形成した場合について説明
したが、上、下それぞれ別体の表示パネルとして製造し
た後、それらを貼り合わせて構成することも勿論可能で
ある。

【００４４】なお、この実施例では液晶層の数を２とし
て説明したが、これは発明の技術的範囲を限定するもの
ではない。たとえばＲＧＢカラー表示を行うディスプレ
イのためには、ＲＧＢ各色に対して１層を形成した３層
構造が考えられる等、液晶層の数は適宜選定されるもの
である。この場合、形成される液晶層が偶数の場合は、
表示パネル表裏の偏光板はいずれも同方向の偏波を通過
させるようにし、形成される液晶層が奇数の場合は、表
裏の偏光板はそれぞれ直交する偏波を通過させるように
しておけばよい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、複数の液晶層を形
成し、各々の液晶層にセグメント電極を分割配置したた
め、セグメント電極の電極間ピッチ、および電極に接続
されるリードの引き出しピッチを大きくとることが可能
となる。

【００４６】また、相互に隣接するセグメント電極をそ
れぞれ異なる液晶層に形成するため、画面横方向の素子
間ギャップを削除することができる。これにより表示品
質の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の液晶表示パネルを示す斜視図であ
る。

【図２】この発明の液晶表示パネルを示す断面図であ
る。

【図３】この発明の液晶表示パネルのより詳細な構造を
示す断面図である。

【図４】この発明の液晶表示パネルのオン・オフ動作を
説明する図である。

【図５】一般的な液晶表示パネルの電極端子の引き出し
方を示す図である。

【図６】この発明の液晶表示パネルの電極端子の引き出
し方を示す図である。

【符号の説明】

１・・・液晶表示パネル １０・・・上面ガラス １０ａ・・・セグメント電極 １１・・・上側液晶層 １２・・・下側液晶層 ２０・・・中層ガラス ２０ａ、２０ｂ・・・コモン電極 ２４、２５・・・偏光板 ２６、２７、２８、２９・・・配向板 ３０・・・下面ガラス ３０ａ・・・セグメント電極 ３５・・・反射板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｍ列×Ｎ列（Ｍ、Ｎはいずれも正の整
   数）のドットマトリクス表示を行う液晶表示パネルにお
   いて、 前記液晶表示パネルは、複数の液晶層を積層して構成さ
   れ、 前記複数の液晶層はそれぞれが、一方の面に形成される
   第１群の電極列と、他方の面に形成され、前記第１群の
   電極列とともにマトリクスを構成する第２群の電極列と
   を有し、 前記Ｍ列ないしＮ列のいずれか一方のドット列が、順
   次、前記複数の液晶層各々の第１群の電極列に割り当て
   られていることを特徴とする、多層液晶表示パネル。
2. 【請求項２】 前記液晶表示パネルは、偶数個の液晶層
   を積層して構成され、 前記液晶表示パネルの表面に形成され、入射光の任意の
   方向の偏波を通過させる偏光フィルタと、 前記液晶表示パネルの裏面に形成され、前記表面の偏光
   フィルタと同方向の偏波を通過させる偏光フィルタを有
   することを特徴とする、請求項１記載の多層液晶表示パ
   ネル。
3. 【請求項３】 前記液晶表示パネルは、奇数個の液晶層
   を積層して構成され、 前記液晶表示パネルの表面に形成され、入射光の任意の
   方向の偏波を通過させる偏光フィルタと、 前記液晶表示パネルの裏面に形成され、前記表面の偏光
   フィルタと直交する方向の偏波を通過させる偏光フィル
   タを有することを特徴とする、請求項１記載の多層液晶
   表示パネル。
4. 【請求項４】 前記複数の液晶層各々の第１群の電極列
   は、 見かけ上任意量重ねあわせて配置されていることを特徴
   とする、請求項２ないし３記載の多層液晶表示パネル。
5. 【請求項５】 Ｍ列×Ｎ列（Ｍ、Ｎはいずれも正の整
   数）のドットマトリクス表示を行う液晶表示パネルにお
   いて、 前記液晶表示パネルは、第１および第２の表示領域に区
   分されている液晶層を複数積層して構成され、 前記複数の液晶層はそれぞれが、一方の面に形成される
   第１群の電極列と、他方の面に形成され、前記第１群の
   電極列とともにマトリクスを構成する第２群の電極列と
   を有し、 前記第１群の電極列は、第１の表示領域に対応する第１
   の電極列と、第２の表示領域に対応する第２の電極列に
   よって構成され、 前記Ｍ列ないしＮ列のいずれか一方のドット列が、順次
   前記複数の液晶層各々の第１群の電極列に割り当てられ
   ていることを特徴とする、多層液晶表示パネル。