JPH0772491A - 単純マトリクス型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】表示の均一性が高く、視角特性が良好な単純マ
トリクス型液晶表示装置の提供にある。 【構成】少なくとも一方が透明な一対の基板間に、誘電
異方性を有する液晶組成物層、ｎ×ｍ個のマトリクス状
の画素を形成する電極群、液晶分子の配向を制御する配
向制御膜、基板間隔を一定にするスペーサを挾持して成
る液晶素子、前記液晶分子の配向状態に応じて光学特性
を変える手段、所定の電圧波形を発生させるＬＳＩ駆動
回路を有し、各画素内の前記液晶組成物層に電界を印加
する電極が走査電極群と信号電極群で構成されている単
純マトリクス型液晶表示装置であって、前記両電極群が
前記液晶組成物層に対し前記基板面に実質的に平行な電
界を印加するよう構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表示の均一性が高く、
視角特性の優れた単純マトリクス型液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示装置では、一般に液晶層
に印加する電界は、２枚の基板面上に対向して配置した
一対の透明電極により基板面対し垂直に電界を印加して
いた。そして、単純マトリクス型液晶表示装置において
は、下側基板に線状のＹ電極（信号電極）を、上側基板
に線状のＸ電極（走査電極）を形成し、文字等の表示は
Ｘ，Ｙ両電極の交点部にある液晶を点灯あるいは非点灯
することにより行っていた。

【０００３】ｎ本の走査電極をＸ₁、Ｘ₂、………Ｘnと
１ラインずつ線順次走査を繰り返す時分割駆動により、
あるいは複数の走査電極を同時に走査する複数線同時選
択駆動を行うことにより表示されていた。今、ある走査
電極が選択されたとき、そのＸ電極上のすべての画素に
信号電極であるＹ₁、Ｙ₂、………Ｙｎより、表示信号に
基づき、選択または非選択の信号を同時に加える。この
ように走査電極と信号電極に加える電圧パルスの組合せ
で両者の交点（画素）の液晶が点灯または非点灯とな
る。なお、上記において、走査電極Ｘの数が時分割数に
相当する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の従来技
術においては、ＩＴＯ（Ｉndium Ｔin Ｏxide）に代表
される透明電極は、比抵抗が（１.５〜２.５）×１０~⁴
Ω・ｃｍと高く、そのために駆動ＬＳＩで発生した信号
を、前記透明電極を介して液晶層へ印加する際、印加信
号波形が歪み、かつ、液晶層に実際に印加される電界が
低下する。また、液晶表示素子素子面の左端と右端と
で、印加される電界の大きさに差が生じる現象も起こっ
た。これらによりコントラスト比（白表示透過率と黒表
示透過率の比）の低下、表示むら、クロストーク現象が
発生して表示画質が低下すると云う問題があった。

【０００５】クロストークとは、時分割駆動を行った場
合、表示したくない非表示点（非選択点）が完全に非表
示状態にならずに半表示（半点灯）状態となり、表示画
面全体のコントラスト比を低下させる現象を云う。これ
は液晶表示装置の弱点であり、ある駆動電圧を設定した
場合、非選択点にもバイアス電圧が印加されているた
め、当該部分の液晶が僅かに応答して透過率が上昇す
る。この状態の透過率と完全な非選択状態の透過率の差
がクロストークと呼ばれる。

【０００６】また、液晶表示素子を正面から見たとき斜
めから見たときの輝度が大きく変化する視角特性の低下
が生じ、表示品質の低下を招くと云う問題もあった。

【０００７】本発明の目的は、表示の均一性が高く、視
角特性が良好な単純マトリクス型液晶表示装置を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の要旨は次のとおりである。

【０００９】（１） 少なくとも一方が透明な一対の基
板間に、誘電異方性を有する液晶組成物層、ｎ×ｍ個の
マトリクス状の画素を形成する電極群、液晶分子の配向
を制御する配向制御膜、基板間隔を一定にするスペーサ
を挾持して成る液晶素子、前記液晶分子の配向状態に応
じて光学特性を変える手段、所定の電圧波形を発生させ
るＬＳＩ駆動回路を有し、各画素内の前記液晶組成物層
に電界を印加する電極が走査電極群と信号電極群で構成
されている単純マトリクス型液晶表示装置であって、前
記両電極群が前記液晶組成物層に対し前記基板面に実質
的に平行な電界を印加するよう構成されている。

【００１０】（２） 前記両電極群は、互いに交差する
ｎ本のＹ電極とｍ本のＸ電極とで構成されたマトリクス
電極であり、前記Ｙ（またはＸ）電極はストライプ状電
極であり、Ｘ（またはＹ）電極がストライプ状の部分Ｉ
と、隣接するＹ（またはＸ）電極間に在って、かつ、Ｙ
（またはＸ）電極と実質的に平行な部分IIとを有する電
極で構成されている。

【００１１】望ましくは、前記Ｘ（またはＹ）電極のＹ
（またはＸ）電極と実質的に平行な部分IIが、１画素中
に複数個形成されている。

【００１２】更に望ましくは、前記Ｘ（またはＹ）電極
ののＹ（またはＸ）電極と実質的に平行な部分IIにより
複数個に分割された各分割画素が長方形或いは細長い形
をしており、かつ、電界の印加方向がその短辺方向に実
質的に平行である。

【００１３】（３） 前記ＸおよびＹのマトリクス電極
群のいずれもが、前記一対の基板の一方に配置されてい
ると共に、ＸおよびＹの電極群の間に電気的絶縁層（Ｓ
ｉＯ₂、好ましくは透明な有機ポリマ）が形成されてい
る。

【００１４】（４） 前記駆動回路は走査回路と信号回
路とからなり、前記信号回路が少なくとも二系統に分け
て構成されている。

【００１５】（５） 前記走査回路の走査線数を４０本
以下とする。

【００１６】（６） 前記基板の少なくとも一方が、液
晶組成物層と接していない面に駆動信号を伝達するため
の電極を有し、前記電極は液晶組成物層に電界を印加す
る電極と基板に設けられたスルーホールを介して接続さ
れている。

【００１７】（７） 前記電極がいずれも低電気抵抗の
金属電極からなる。

【００１８】（８） 前記電極群が遮光層または反射膜
を兼ねている。

【００１９】（９） 前記Ｘ電極および／またはＹ電極
が前記スペーサを兼ねている。

【００２０】（１０） 前記液晶組成物層の厚さｄが３
μｍ以上、屈折率異方性Δｎが０.２以下で、かつ、そ
れらの積ｄ・Δｎが０.２〜１.２μｍである。

【００２１】（１１） 前記配向制御膜の配向方向と印
加電界の方向とのなす角が１〜４度好ましくは２度以下
とする。

【００２２】

【作用】図１（ａ）、（ｂ）は本発明の液晶素子内での
液晶の動作を示す模式側断面、図１（ｃ）、（ｄ）はそ
の模式平面図である。通常はマトリクス状の電極により
複数の画素を有するが、図１はその一画素の部分を示し
た。なお、電界無印加時を図１（ａ）、（ｃ）に、ま
た、電界印加時を図１（ｃ）、（ｄ）示す。

【００２３】透明な一対の基板３，３の内側に線状の電
極１，２が形成され、その上に配向制御膜４が形成され
ている。基板３，３間に挟持されている棒状の液晶分子
５は、電界無印加時には線状電極１，２の長手方向に対
して若干の角度を持つように配向されている。なお、こ
の場合の液晶の誘電異方性は正を想定している。

【００２４】次に、電界７を印加すると図１（ｂ）、
（ｄ）に示すように電界方向に液晶分子５はその向きを
変える。偏光板６を所定角度９に配置することで光透過
率を変えることが可能となる。このように本発明では透
明電極を用いなくともコントラストを与える表示が可能
となる。

【００２５】なお、基板３の表面に対する電界方向７の
なす角は実際は２０度以下で、実質的に平行であること
が望ましい。以下、本発明では２０度以下のものを総称
して平行電界と表現する。また、図１では電極１，２を
上下基板に分けて形成した場合を示すが、一方の基板に
のみ電極１，２を形成してもその効果は変わらない。む
しろ電極のパターンが微細化し、熱、外力等による影響
を考慮すると、一方の基板に形成した方が高精度なアラ
イメントが可能で好ましい。

【００２６】（１）表示むらの低減 本発明では電極に低電気抵抗の金属電極が使用できるた
め、駆動信号の波形歪を防ぎクロストークが起こりにく
い。また、低電気抵抗の電極は液晶表示素子の左端と右
端とでの電界強度の差を小さくできるので、表示品質の
均一化にも優れている。

【００２７】また、電界を基板面に平行に加えて表示す
るため、液晶分子が基板面から立ち上がらないので、液
晶分子のチルト角（液晶分子長軸と基板とのなす角）を
従来のように大きくする必要がない。電界を基板面に対
して垂直に印加される方式では、チルト角が不足すると
液晶分子が立ち上がった場合の傾く方向が異なる２状態
間およびその境界部にドメインが生じる。

【００２８】本発明では、むしろチルト角よりもラビン
グ方向を電界方向に対して０度（あるいは９０度）から
ずらして設定すればよい。例えば、誘電率異方性が正の
液晶組成物を用いた場合、電界方向とラビング方向とが
なす角を１〜４度、好ましくは２度以下になるように設
定する。もし０度とすると、電界を印加したとき方向の
異なる２種の変形が生じ、異なる２状態間およびそれら
の境界部にドメインが生じる。

【００２９】本発明では、チルト角が小さくともドメイ
ンが生じないので低チルト角に設定することが可能であ
る。液晶分子の配向の均一性は、低チルト角に設定する
ほど良好である。従って、本発明では製造プロセスに変
動があっても、従来のものよりも表示むらを少なくする
ことができる。

【００３０】また、基板面とほぼ平行に電界を印加する
本発明においては、液晶分子の配向方向を基板界面に対
して概略垂直とすることも可能であるが、この場合には
ラビングが不要となる。しかし、ドメイン発生を抑える
にはチルト角は必要で、７０〜９０度未満に設定すると
よい。

【００３１】（２）視角特性の向上 コントラストを付与する具体的構成としては、上下基板
界面上の液晶分子の長軸方向の配向がほぼ平行な状態を
利用したモード（複屈折モードと呼ぶ）と、上下基板界
面上の液晶分子の長軸方向が交差し、セル内での分子配
列が基板の上側から下側にねじれた状態を利用したモー
ド（旋光性モードと呼ぶ）と、液晶分子配列をランダム
にした状態を利用したモード（散乱モードと呼ぶ）があ
る。

【００３２】上記複屈折モードでは、電界印加により液
晶分子長軸の方向が基板界面にほぼ平行なまゝで方位を
変え、所定角度に設定された偏光板の軸とのなす角によ
り光透過率を変える。旋光性モードも同様に電界印加に
より液晶分子長軸方向の方位が変わるが、この場合はね
じれ構造が解けることによる旋光性の変化を利用し、透
過光量や表示色の色調を制御する。また、散乱モードで
は、電界無印加時に液晶分子は基板界面に平行あるいは
垂直に一様に配向しているものが、電界印加により液晶
分子がランダム配向となり光を散乱させることで光透過
率を変える。

【００３３】従来の表示方式では電界の印加により液晶
分子の長軸方向を基板面に対して平行から垂直、あるい
は垂直から平行に変化させたが、本発明の複屈折モード
および旋光性モードでは、いずれも液晶分子の長軸は基
板と常にほゞ平行で立ち上がることがなく、液晶分子長
軸と偏光板の軸（吸収軸または透過軸）とのなす角を変
えることで表示するため、視角方向を変えても明るさの
変化が小さく視角特性の上で優れている。また、散乱モ
ードを適用した場合は、分子配向がランダムなため視角
方向による透過率の変化はない。

【００３４】

【実施例】本発明を実施例により具体的に説明する。

【００３５】先ず初めに、電界方向に対する偏光板の偏
光透過軸のなす角φ_P、界面近傍での液晶分子長軸（光
学軸）方向のなす角φ_LC、一対の偏光板間に挿入した位
相差板の進相軸のなす角φ_Rの関係を図２に示す。な
お、偏光板および液晶界面はそれぞれ上下で一対あるの
で、必要に応じてφ_P1、φ_P2、φ_LC1、φ_LC2と表記す
る。

【００３６】〔実施例１〕基板３としては表面を研磨し
た厚さ１.１ｍｍのガラス基板を２枚用いる。この基板
間に誘電率異方性Δεが正でその値が４.５、複屈折率
Δｎが０.０７２（５８９ｎｍ，２０℃）のネマチック
液晶組成物を挟む。なお、基板表面にはポリイミド系の
配向制御膜４を塗布形成し、ラビング処理して３.５度
のプレチルト角とする。また、配向制御膜の上下のラビ
ング方向は互いにほゞ平行で、かつ、印加電界方向との
なす角度を８５度（φ_LC1＝φ_LC2＝８５°）とした。ギ
ャップｄは球形のポリマビーズを基板間に分散，挾持し
て、液晶封入状態で４.５μｍとした。これによりΔｎ
・ｄは０.３２４μｍである。

【００３７】次に、上記素子を２枚の偏光板〔日東電工
社製Ｇ１２２０ＤＵ〕で挾み、一方の偏光板の偏光透過
軸をラビング方向とほゞ平行、即ち、φ_P1＝８５°と
し、他方をこれと直交、即ち、φ_P2＝−５°とした。こ
れによりノーマリクローズ特性の液晶表示素子を得た。

【００３８】図１に示すように、下側基板３上に信号電
極１を形成し、上側基板３上に走査電極２を形成し、両
基板の電極間で液晶に電界を印加できるようにした。両
基板上の電極２，３は、いずれも従来のアクティブマト
リクス型液晶表示装置と同様の手法で形成した幅１６μ
ｍのアルミニウムからなるが、電気抵抗の低いものであ
れば特に材料には制約はなく、クロム、銅等でもよい。
このように低電気抵抗の金属電極を形成することにより
駆動ＬＳＩの負荷が低減され、消費電力を低減すること
ができる。さらに散乱モード等の採用により、消費電力
の大きなバックライト等を用いずにペーパーホワイトに
近い白色表示が可能であり、液晶表示装置の低消費電力
化を可能とする。

【００３９】本実施例では透明電極を用いる必要がない
ため、電極のパターニング等の製造プロセスの簡略化と
歩留まりを向上することができる。特に、透明電極を形
成するための真空炉を有する極めて高価な設備が不要で
ある。

【００４０】本実施例における画素への印加電圧実効値
と明るさの関係を示す電気光学特性を図３（ａ）に示
す。視角を左右、上下に変えた場合のカーブの差は従来
方式（比較例１）に比べ極めて小さく、視角を変えても
表示特性にはほとんど変化がない。また、液晶の配向性
も良好で、配向不良に基づくドメインの発生もなかっ
た。

【００４１】〔比較例１〕従来方式であるツイステッド
ネマチック（ＴＮ）型の素子の場合、ＩＴＯ透明電極が
必要なため、実施例１に比べて構造が複雑でその製造工
程も多い。液晶組成物としては、ネマチック液晶の誘電
異方性Δεが正でその値が４.５、屈折率異方性Δｎが
０.０７２（５８９ｎｍ，２０℃）のものを用い、ギャ
ップ７.３μｍ、ツイスト角９０度とした。これにより
Δｎ・ｄは０.５２６μｍである。

【００４２】また、液晶分子は電圧無印加時には基板面
に平行に配向しているが、電界印加時には電界に平行、
即ち、基板面に垂直に配向するため視角特性が悪い。電
気光学特性を図３（ｂ）に示すが、視角方向の違いによ
りカーブが大きく変化した。

【００４３】〔実施例２〕実施例１と同様の方法で、信
号電極１と走査電極２を同一の基板上に形成した。図４
（ａ）に素子構造の模式断面図を、図４（ｂ）に１画素
の電極構造の平面図を示す。なお、図４（ｂ）に示すよ
うに信号電極１をストライプ状とし、走査電極２に信号
電極１とほゞ平行な部分IIを設けて配置し、１画素の大
きさは８０×２４０μｍ、信号電極１と走査電極２の間
隔を４８μｍとした。

【００４４】図４（ａ）において電極が形成されていい
ない上側基板３にピッチ１１０μｍのストライプ状の
Ｒ，Ｇ，Ｂの３色からなる染色系カラーフィルタ１１を
電着法により形成し、１ドットの大きさを９０×３１０
μｍとした。カラーフィルタ１１の上には透明エポキシ
樹脂からなる平坦化膜１２をスピンコートし表面を平坦
化した。更に、平坦化膜１２の上にはポリイミド系の配
向制御膜４を塗布した。なお、液晶表示素子には駆動Ｌ
ＳＩ（図示省略）が接続されている。

【００４５】本実施例では、配向膜４としてＰＩＱ（日
立化成社製）の４％溶液を用い、スピンコート後、１８
０℃で１時間焼成し、ラビング処理を行った。チルト角
を回転結晶法で測定したところ２度を得た。なお、従来
方式の液晶表示装置ではチルト角５度以上が必要であ
り、そのためには、例えば、日産化学社製のＲＮ４２２
を使用した場合２５０℃で１時間の焼成が必要であっ
た。このような２００℃以上の高温プロセスでは、染色
系のカラーフィルタでは退色するため用いることができ
なかった。本実施例では焼成温度が１８０℃と低く染色
系カラーフィルタでも退色の問題はなかった。

【００４６】また、基板３を透明ガラスの代わりにポリ
カーボネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）、ポリアクリルスルホン（ＰＥＳ）、アクリル樹脂
などのプラスチック基板が使用できるので、表示装置の
重量を著しく軽減することができる。さらに電極を形成
しない方の基板には、プラスチック製のファイバープレ
ートやレンズアレイなど視差解消のための部材を取付け
て視角特性を向上することが可能である。

【００４７】〔実施例３〕図５は、本実施例の走査電極
と信号電極の電極パターンの平面図である。１画素の領
域１７内に複数の電極を配置し、電界が印加される電極
間の距離を狭くした。

【００４８】図５（ａ）では、信号電極１と走査電極２
の間隔を２４μｍ、同（ｂ）では１画素の大きさ２４０
×２４０μｍ、電極幅１２μｍ、信号電極１と走査電極
２の間隔は２４μｍ、同（ｃ）では１画素の大きさ１２
０×２４０μｍ、電極幅５μｍ、信号電極１と走査電極
２の間隔を１９μｍとした。

【００４９】上記電極１，２の間隔を１／２にすると液
晶に印加される電界は２倍になり、その結果しきい値電
圧と応答時間がいずれも短縮される。なお、明るさが総
変化量の１０％変化する電圧（Ｖ₁₀）をしきい値電圧と
定義すると、実施例１では２.５Ｖであったものが本実
施例では１.７Ｖになった。

【００５０】また、応答時間は、電圧０ボルトと明るさ
が総変化量の９０％変化する電圧（Ｖ₉₀）間でオン／オ
フ（スイッチング）したところ、実施例１が６５０ｍｓ
であったものが、本実施例では１４０ｍｓに短縮され
た。

【００５１】〔実施例４〕一般に時分割駆動の場合、走
査線数が増えるとコントラスト比が低下すると云う問題
がある。

【００５２】図６は、走査線数とコントラスト比の関係
を示すグラフであるが、走査線数が５０本を超えるとコ
ントラスト比が急激に低下する。図３（ａ）に示す電気
光学特性の場合、走査線数４０本ではコントラスト比１
０：１のものが得られたが、走査線数２００本ではコン
トラスト比は２：１程度に低下した。

【００５３】本実施例では走査線数を増さずに表示画素
数を増す方法として、図７に示すように信号回路１８，
１９の二系統にした多重マトリクス化（但し、一つの走
査回路の走査線数は４０本）して、表示画素数を２倍に
することができる。

【００５４】さらにまた、信号電極を上下２分割し、信
号回路を４系統、走査回路を４系統とすることにより、
６４０×４０画素を６４０×１６０画素に拡大すること
ができ、そのコントラスト比も１０：１を得た。

【００５５】〔実施例５〕本実施例では、さらに高コン
トラスト比を維持し、表示ライン数を上げるために、基
板３の一方をセラミック（グリーンシートより作製）基
板とし、直径１５μｍのスルーホール２１を設け、駆動
回路と駆動用ＬＳＩ２０を液晶層と接しない裏面に直接
配置した。図８にスルーホールを設けた基板３の斜視図
を、図９に液晶セルの断面図を示す。

【００５６】図９において、液晶層と接する基板面の電
極１は液晶層に電界を印加するために配置されており、
駆動用ＬＳＩ２０とはスルーホール２１によって接続さ
れている。二重マトリクスとスルーホールにより１０系
統の走査回路を設け、６４０×４００画素の表示で、コ
ントラスト比１０：１を達成した。

【００５７】本実施例では電極としてアルミニウムを用
い該電極を反射膜の一部と兼ねている液晶表示装置を作
製した。

【００５８】従来の反射型液晶表示装置は、液晶層を挾
持する基板の外側に酸化アルミ等の反射板６（図１参
照）を配置していたが、本発明では高反射率を有する金
属電極を用いることができ反射膜の一部を兼ねさせるこ
とができる。また、当該電極は基板の内側に配置される
ために下側偏光板を省略することができる。

【００５９】また、電極幅が一定の場合、画素数が多い
高精細型液晶表示装置では、一画素に占める電極の割合
が増えるため、反射膜を兼ねさせることは有効である。
さらにまた、視角が広いと云う特性から屋外の表示塔や
看板として有効である。

【００６０】〔実施例６〕本実施例では、実施例２の電
極１、２間に形成した電気絶縁膜１３として透明ポリマ
であるエポキシ樹脂に変えた。該絶縁膜１３を無機膜か
ら透明ポリマに変えたことで、成膜方法も真空製造設備
によらずにスピンコート法、印刷法等の量産性の高い成
膜方法を用いることができ、大型基板として量産性に優
れている。

【００６１】本実施例による液晶表示装置の電気光学特
性を測定したところ、図３（ａ）とと同様に、視角を左
右、上下に変えた場合のカーブの差が極めて小さく、表
示特性はほとんど変化がない。

【００６２】〔実施例７〕従来方式では、図１０に示す
ようにカラーフィルタの各色間にブラックマトリクスと
呼ばれる遮光領域層を印刷や蒸着で形成していた。

【００６３】本実施例では図１１に示すように電極１，
２をブラックマトリクスと兼ねさせることができ、これ
により遮光領域層の形成工程を省略することができる。

【００６４】〔実施例８〕従来方式では図１２の液晶セ
ルの模式断面図に示すように、二枚の基板３間に球状の
スペーサ（ＳｉＯ₂粒子）を分散させて一定のセルギャ
ップを得ていた。

【００６５】本発明では図１３に示すように電極１，２
がスペーサを兼ねることができる。特に電極１、２を一
方の基板に配置した時有効であり、図１３（ａ）のよう
に走査電極２と信号電極１との交差部はエッチングした
後、絶縁膜１３をスピンコートで塗布して平坦した。ま
た、図１３（ｂ）に示すように電極１、２をそれぞれの
基板に配置したものでは、上記の電極のエッチングは必
要ない。なお、本実施例では基板間ギャップは５μｍの
ものを形成したが、従来の球状スペーサを用いたものに
比べ、均一なセルギャップのものが得られた。

【００６６】次に、液晶の表示モードについて説明をす
る。

【００６７】図１４は、液晶素子の電界無印加時の液晶
分子の配向状態を示す模式断面図である。図１４（ａ）
は液晶分子は基板面と平行配向、（ｂ）は垂直配向、
（ｃ）では基板面に平行で、かつ、液晶層がねじれ構造
を有する場合を示す。

【００６８】図１５は、液晶素子の電界印加時の液晶分
子の配向状態を示す模式断面図である。電界の印加によ
り図１１（ａ）は液晶分子は一方の基板面で平行配向、
もう一方の基板面で垂直配向、（ｂ）は基板間中央部で
垂直配向、（ｃ）はランダム配向、（ｄ）は基板間中央
部で平行配向、（ｅ）はねじれ構造がなく基板面に平行
に配向した場合を示す。

【００６９】前記実施例１〜５は、図１４と図１５のい
ずれの配向状態の組合せでも表示できる。また液晶組成
物としての誘電率異方性は正、負のいずれでもよい。

【００７０】

【発明の効果】本発明によれば、表示の均一性が高く、
視角特性が良好な単純マトリクス型液晶表示装置が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の図である。

【図２】液晶表示装置の光学的軸の説明図である。

【図３】本発明と従来の液晶表示装置の電気光学特性を
示す図である。

【図４】本発明における別の実施例における素子構造を
示す図である。

【図５】本発明における別の実施例における電極パター
ンを示す平面図である。

【図６】本発明における走査線数とコントラスト比の関
係を示す図である。

【図７】本発明における液晶表示装置の駆動回路の配置
を示す図である。

【図８】本発明における別の実施例におけるスルーホー
ルを有する基板の斜視図である。

【図９】本発明における別の実施例におけるスルーホー
ルを有する基板からなる液晶表示装置の断面図である。

【図１０】従来の液晶表示装置のカラーフィルタとブラ
ックマトリクスの構造を示す図である。

【図１１】本発明におけるカラーフィルタとブラックマ
トリクスの構造を示す図である。

【図１２】従来の液晶表示装置のスペーサの構造を示す
図である。

【図１３】本発明におけるスペーサと電極構造を示す図
である。

【図１４】本発明における液晶表示装置の表示モードの
電界無印加時の液晶分子配向状態を示す断面図である。

【図１５】本発明における液晶表示装置の表示モードの
電界印加時の液晶分子配向状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１…信号電極、２…走査電極、３…基板、４…配向制御
膜、５…液晶分子、６…偏光板、７…電界方向、８…ラ
ビング方向、９…偏光板吸収軸方向、１０…位相差板の
進相軸方向、１１…カラーフィルタ、１２…平坦化膜、
１３…絶縁膜、１４…ブラックマトリクス、１５…ＩＴ
Ｏ電極、１６…球状スペーサ、１７…１画素の領域、１
８…第一の信号回路、１９…第二の信号回路、２０…駆
動用ＬＳＩ、２１…スルーホール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大和田 淳一 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 菊地 直樹 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一方が透明な一対の基板間
   に、誘電異方性を有する液晶組成物層、ｎ×ｍ個のマト
   リクス状の画素を形成する電極群、液晶分子の配向を制
   御する配向制御膜、基板間隔を一定にするスペーサを挾
   持して成る液晶素子、前記液晶分子の配向状態に応じて
   光学特性を変える手段、所定の電圧波形を発生させるＬ
   ＳＩ駆動回路を有し、各画素内の前記液晶組成物層に電
   界を印加する電極が走査電極群と信号電極群で構成され
   ている単純マトリクス型液晶表示装置であって、 前記両電極群が前記液晶組成物層に対し前記基板面に実
   質的に平行な電界を印加するよう構成されていることを
   特徴とする単純マトリクス型液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記両電極群は、互いに交差するｎ本の
   Ｙ電極とｍ本のＸ電極とで構成されたマトリクス電極で
   あり、前記Ｙ（またはＸ）電極はストライプ状電極であ
   り、Ｘ（またはＹ）電極がストライプ状の部分Ｉと、隣
   接するＹ（またはＸ）電極間に在って、かつ、Ｙ（また
   はＸ）電極と実質的に平行な部分IIとを有する電極で構
   成されている請求項１に記載の単純マトリクス型液晶表
   示装置。
3. 【請求項３】 前記Ｘ（またはＹ）電極のＹ（または
   Ｘ）電極と実質的に平行な部分IIが、１画素中に複数個
   形成されている請求項２に記載の単純マトリクス型液晶
   表示装置。
4. 【請求項４】 前記Ｘ（またはＹ）電極のＹ（または
   Ｘ）電極と実質的に平行な部分IIにより複数個に分割さ
   れた各分割画素が長方形或いは細長い形をしており、か
   つ、電界の印加方向がその短辺方向に実質的に平行であ
   る請求項２または３に記載の単純マトリクス型液晶表示
   装置。
5. 【請求項５】 前記駆動回路は走査回路と信号回路とか
   らなり、前記走査回路の走査線数が４０本以下である請
   求項１〜４のいずれかに記載の単純マトリクス型液晶表
   示装置。
6. 【請求項６】 前記駆動回路は走査回路と信号回路とか
   らなり、前記信号回路が少なくとも二系統に分けられて
   いる請求項１〜５のいずれかに記載の単純マトリクス型
   液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記基板の少なくとも一方が、液晶組成
   物層と接していない面に駆動信号を伝達するための電極
   を有し、前記電極は液晶組成物層に電界を印加する電極
   と基板に設けられたスルーホールを介して接続されてい
   る請求項１〜６のいずれかに記載の単純マトリクス型液
   晶表示装置。
8. 【請求項８】 前記Ｘ電極と前記Ｙ電極が前記基板の一
   方に配置され、Ｘ電極とＹ電極間は電気的に絶縁されて
   いる請求項１〜７のいずれかに記載の単純マトリクス型
   液晶表示装置。
9. 【請求項９】 前記Ｘ電極およびＹ電極がいずれも低電
   気抵抗の金属で構成されている請求項１〜８のいずれか
   に記載の単純マトリクス型液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 前記Ｘ電極およびＹ電極が遮光領域層
    を兼ねている請求項１〜９のいずれかに記載の単純マト
    リクス型液晶表示装置。
11. 【請求項１１】 前記Ｘ電極およびＹ電極が反射膜の一
    部を兼ねている請求項１〜１０のいずれかに記載の単純
    マトリクス型液晶表示装置。
12. 【請求項１２】 前記Ｘ電極および／またはＹ電極が前
    記スペーサを兼ねている請求項１〜１１のいずれかに記
    載の単純マトリクス型液晶表示装置。
13. 【請求項１３】 前記基板の一方に各画素毎にカラーフ
    ィルタが設けられている請求項１〜１２のいずれかに記
    載の単純マトリクス型液晶表示装置。
14. 【請求項１４】 前記カラーフィルタがＲ，Ｇ，Ｂから
    なる請求項１３に記載の単純マトリクス型液晶表示装
    置。
15. 【請求項１５】 前記液晶組成物層の厚さｄが３μｍ以
    上、屈折率異方性Δｎが０.２以下で、かつ、それらの
    積ｄ・Δｎが０.２〜１.２μｍである請求項１〜１４の
    いずれかに記載の単純マトリクス型液晶表示装置。
16. 【請求項１６】 前記配向制御膜の配向方向と印加電界
    の方向とのなす角が１〜４度である請求項１〜１５のい
    ずれかに記載の単純マトリクス型液晶表示装置。