JPS59103B2 - マトリツクス型液晶表示装置 - Google Patents

マトリツクス型液晶表示装置

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JPS59103B2
JPS59103B2 JP52081794A JP8179477A JPS59103B2 JP S59103 B2 JPS59103 B2 JP S59103B2 JP 52081794 A JP52081794 A JP 52081794A JP 8179477 A JP8179477 A JP 8179477A JP S59103 B2 JPS59103 B2 JP S59103B2
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JP
Japan
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electrode
liquid crystal
electrodes
electrode group
display device
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JP52081794A
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JPS5417049A (en
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文明 船田
啓作 野々村
久 上出
富夫 和田
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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Priority to CH737178A priority patent/CH634162A5/de
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Publication of JPS59103B2 publication Critical patent/JPS59103B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマトリックス表示する液晶表示装置に係り、特
に分解能を上げ且つマトリックス電極数を増加させるた
めの液晶表示装置の構造に関する。
マトリックス表示とは、互いに直交する帯状の電極を形
成し、電極が交差する領域部分を−絵素としてX電極と
Y電極の各電極に選択的に電圧を印加し文字、記号、数
字、或いは模様を表示するものである。この表示装置の
最大の欠点は表示を行いたいX電極とY電極の交差点(
選択点という)に電圧を印加する際に、他の表示を希望
しない点(非選択点)にもある程度の電圧が印加される
ことである。これが原因となつてクロストーク現象が現
われる。この現象は液晶の電気光学効果、例えばツイス
テッドネマチツク型電界効果(TNという。
)、動的散乱効果(DSMという。)、電界誘起複屈折
効果(TBという。)やゲストホスト効果(GHという
。)等を利用して、XYマトリックスアドレス駆動を行
う際、液晶の電気光学効果のように電気的に双方向性を
有し、かつ明確なスレッショルド効果を有しない場合に
非選択点も表示されてしまうという現象になり、希望す
る表示を得ることができないことを意味している。この
問題を解決する方法として、良く知られた電圧振幅選択
法がある。その例としてX電極に選択時にVo、非選択
時に−Voなる電圧を加え、Y電極には選択時に0、非
選択時に −VOなる電圧を加え、XY電極の選択点には0、非選
択点には−VOの電圧を平均的にクロストークさせるい
わゆる1:3電圧法がある。
この場合に選択点と非選択点の実効値電圧の比は、とな
る。
ここでNはいわゆるマルチフレックスの度数と呼ばれる
数字で、XYマトリツクスの走査電極数に対応する。上
記(1)式より明らかなように、走査電極数Nが増加す
るに従つてVs/uの値は減少する。ところで、一般に
Vuは、液晶の電気光学効果のスレツシヨルド電圧(V
th)以下に設定し、Vsは逆にスレツシヨルド電圧以
上となる様に設定する。さて、電界効果の電圧依存性を
考えてみると、例えば、TN型では、コントラスト特性
は第1図の様になる。
第1図の横軸は電圧、縦軸はコントラストを示し、スレ
ツシヨルド電圧Vt應上でコントラストが大きくなつて
いる。
測定条件は25℃、1KHZ1サイ波を用い法線方向か
ら測定したものであり、液晶にはBDH社製E−8を用
い、偏光子にはポラロイド社HN42を用いた。
また応答特性の特に立上り時間(τr)は、電圧の二乗
に反比例するために、Vsの値が低いと、表示のコント
ラストも悪く、応答時間も長くなるという表示装置にと
つて致命的な欠陥となる。
すなわち式(1)により、Nは一定以上増加できないこ
とを意味する。以上は1:3電圧法における説明であつ
たが、それを一般化した方法で、Xラインに選択時。を
、また非選択時に(−)VOを加aえ、一方Yラインに
選択時にO、非選択時に(一)VOを加えると、その場
合のVs/Vuは、次a式となる。
ここで 式−(2)は、式−(1)と同様にNが増加するとVs
/Vuは減少する傾向を示している。
この様に、良いコントラストと速い応答時間を得るため
には、Nの数は少い方が良いということになる。
しかしながら、もし一定の表示面積で表示を行うには、
分解能の高い方が表示品位は向上することは明らかであ
る。そのためには、Nを増加させることが必要である。
この矛盾を解決するものが、本発明である。本発明の要
旨は、表示の分解能を上げ、且つ走査電極数を増加させ
る新しい液晶表示装置に関する。
本発明の第1の特徴はマトリツクス電極の電極パターン
を改良するものである。
また第2の特徴はマトリツクス液晶表示装置を多層化す
るものである。すなわち独立なXYマトリツクス電極を
平面内で組合せる事を、多層にして組合せる事を同時に
行うものである。例えば平面内で2組の独立な走査電極
数Nのマトリツクス電極を組合せ、これを2層にすれば
実効的に合計の走査電極数が4Nのマトリツクス電極を
形成するものである。しかも電気的にはそれぞれの4つ
のマトリツクスは独立であるため液晶層への実効値はN
本の場合の実効値が印加できることになる。一般的に平
面内でP組の走査電極数Nのマトリツクスを組合し、Q
組のマトリツクスを多層にすれば、走査電極数がPXQ
XNのマトリツクスの表示が、電気的にはN本の効果と
同等なものが得られる。
この方式を用いれば、矛盾なくNの数を少くし、一方で
分解能の高い表示が可能となる。
次に多重マトリツクス電極を有する液晶表示セルの一般
的な構造について説明する。
先づ電極パターンは第2図に示すような構造に構成され
る。
即ち本発明では単なる帯状電極ではなく、区画された複
数の領域を連結した形状の電極としたもので、第2図は
同一面上に連結させた場合である。つまり、Al.Au
,.Cr.Ni等よりなる連結導電部1に、In2O3
、SnO2等の透明導電材料又はAl.Au.Cr.N
i等の反射導電材料を電極材料として正方形の電極2を
作り、その一辺を連結導電部1に接触させる。この電極
2をY方向Y1とYτとで交互に配置する。そして、電
Y}とYrとで第1のY方向電極Y1とする。X方向電
極3は一点鎖線で示すようにN2O3、SnO2よりな
り、従来と同じ帯状電極で構成する。第3図は本発明の
1実施例を示すもので絶縁膜の両側に電極を設け、両側
の電極をスルーホールで連結させるものである。この場
合絶縁膜は十分厚く形成して、誘電的かつ導電的干渉が
ないように選ぶ必要がある。第3図A,bにおいて、1
1はA1、Au.Cr,.Ni等よりなる連結導電部で
あり、ガラス、石英板、プラスチツク材料等よりなる基
板16上に設けられる。13は連結導電部1の上に形成
されたSiO2、MgF2、Y2O3、Si3N4等よ
りなる十分に厚い誘電膜、12は誘電膜2の上に形成さ
れた正方形の電極で、縦及び横方向に規則正しく並べら
れる。
14はスルーホールであり、Y方向電極Y{とYrに電
極112が交互に接続される。
この電極Y}とYFとで第1のY方向電極Y1を作る。
そして、X方向電極15は一点鎖線で示すように帯状電
極で構成される(図示しない)。なお、図中17は界面
活性剤、SiO斜方蒸着層、ラピング層等である。また
上記連結導電導電部1,11は電圧降下の影響が無視で
きる範囲で細くして外部から視認できないようにする必
要がある。第3図の如く、正方形電極12に対して連結
導電部11を三次元的に配置すれば、正方形電極12を
密に配列することができ、表示パターンの品位が向上す
る。
また連結導電部11と正方形電極12が不必要な部位で
接触することがなく、電気的選択接続を確実に行なうこ
とができる。更に第2図、第3図の実施例は電極2,1
2を交互に連結して実効的に電極数を2Nにした場合で
あるが、本発明の技術思想を拡大して3N以上にするこ
とは簡単である。以上は単一液晶素子内で、独立なマト
リツクス電極を組合せた場合もあるが、それらの素子を
多層化にすることも可能である。
その場合には、それぞれの液晶素子における電界印加可
能部分が、液晶素子間で重畳されない様に多層化するこ
とが必要である。さらに多層化をする際には、第1の液
晶層と第2の液晶層との距離(1)が、表示のための区
画の短径(r)または短辺(rラと比べ同等かもしくは
短いことが、視覚的に表示に段差をもたないためにも重
要なことである。例として二層に重ねたTN型素子の構
造を第4図に示しておく。第4図において、22は透明
電極の場合には、In2O3又はSnO2よりなり、反
射電極の場合にはAl.Au.Cr.Ni等よりなる電
極であり、この電極も第2図、第3図と同様に正方形又
は第5図に示すように台形又は長円形、円形に構成され
る。
この電極22aと22bは観測者25から見て重畳しな
いように配置する。26はガラス、石英板、プラスチツ
ク材料等よりなる基板である。
27も同様の材料からなる基板であり、この基板の厚み
1は前述のように表示のための区画(電極)の短径(r
)または短辺(r$と同じかもしくは短く形成され、視
覚的に表示に段差をもたせないようにしている。
23a,23bはIn2O3、SnO2等よりなる透明
電極であり帯状に形成される。
28は偏光子、30は検光子、29はTN液晶層である
第6図は本発明の更に他の実施例を示し、第6図aは第
1層セルの平面図、第6図bは第2層セルの平面図、第
3図cはこの実施例による多層セルの断面図を示す。第
6図aにおいて、Y方向電極32はIn2O3、SnO
2よりなり、細いピツチで配置され、X方向電極はN2
O3、SnO2よりなり、Y方向電極32の2倍のピツ
チで配置される。
第6図bにおいても第6図aと同様の材料によりX方向
電極35、Y方向電極34は構成され、同様のピツチで
配置される。
但し第2層セルのY方向電極34は第1層セルY方向電
極32と観測者から見て重畳するよう配置されるが、第
2層セルのX方向電極35は第1層セルのX方向電極3
3と重畳しないように配置される。即ち、第6図cに示
すようにX方向電極33と35は基板37を挟んで千鳥
状に配置される訳である。
以上の液晶表示装置に用(られる液晶材料は、ネマテイ
ツク液晶あるいはコレステリツク液晶さらには、二色性
染料、螢光染料、配向剤、イオン添加剤が含まれていて
も良く、スメクテイツク液晶が混合されていても良い。
また電極材料には、少くとも表示面側の電極群が透明で
あれば、他方の電極群は光を反射または吸収する導電材
料でもよい。透明電極材料としては、In2O3、Sn
O2等があり、反射電極材料としては、Al.An.C
r.Ni等がある。また絶縁膜材料としては、SjO2
、M2F2、Y2O3、Si3N4等がある。本発明の
表示装置は、透過型、透影型、反射型にそれぞれ応用す
ることができ、用途に応じて選定できる。以上各実施例
に示すように、本発明によれば分解能を上げ且つ走査電
極数を増加させることができる実用上有益なものである
【図面の簡単な説明】
第1図はTN素子の実効電圧値対コントラスト比特性図
を示し、第2図乃至第6図は本発明の各実施例における
電極形状及びセル構造を示し、第2図は第1の実施例の
電極平面図、第3図aは第2の実施例の電極平面図、第
3図bは同じく第3図aのA−N線断面図、第4図は第
3の実施例のセル断面図、第5図A,bは第3の実施例
における電極平面図、第6図aは第4の実施例の第1層
セルの電極平面図、第6図bは同じく第2層セルの電極
平面図、第6図cは同じく液晶セルの断面図を示す。 1,11は連結導電部、2,12は電極、3,15は帯
状電極、13は誘電体、14はスノーホール、16,2
6は基板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一方向に整列された第1の電極群と、該第1の電極
    群と交差する方向に整列された第2の電極群と、該第1
    及び第2の電極間に介設された液晶層とを具備している
    マトリックス型液晶表示装置に於いて、前記第1の電極
    群を構成する各電極は、複数個に区画された絵素電極の
    整列配置体と、前記絵素電極の表面に絶縁層を介して対
    向配設され前記整列配置体1列に対してn(n:2以上
    の整数)本が対応配置された連結導電線と、より成り、 前記絵素電極は(n−1)個おきに前記連結導電線と電
    気的導通部を有して複数の液晶層に分配され、前記第2
    の電極群を構成する各電極は、それぞれ前記第1の電極
    群との交差位置でn個の絵素電極と対向するように各液
    晶層に配設されていることを特徴とするマトリックス型
    液晶表示装置。
JP52081794A 1977-07-07 1977-07-07 マトリツクス型液晶表示装置 Expired JPS59103B2 (ja)

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US05/921,062 US4231640A (en) 1977-07-07 1978-06-30 Matrix type liquid crystal display panel
DE2829602A DE2829602C3 (de) 1977-07-07 1978-07-05 Flüssigkristall-Anzeigetafel in Matrixanordnung
CH737178A CH634162A5 (de) 1977-07-07 1978-07-06 Fluessigkristall-anzeigetafel mit xy-matrixanordnung von bildpunkten.

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JPS5417049A JPS5417049A (en) 1979-02-08
JPS59103B2 true JPS59103B2 (ja) 1984-01-05

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