JPS6159517B2 - - Google Patents

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JPS6159517B2
JPS6159517B2 JP53123927A JP12392778A JPS6159517B2 JP S6159517 B2 JPS6159517 B2 JP S6159517B2 JP 53123927 A JP53123927 A JP 53123927A JP 12392778 A JP12392778 A JP 12392778A JP S6159517 B2 JPS6159517 B2 JP S6159517B2
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electrodes
liquid crystal
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picture element
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JP53123927A
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Fumiaki Funada
Hirosaku Nonomura
Hisashi Kamiide
Tomio Wada
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    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
    • G02F1/13471Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which all the liquid crystal cells or layers remain transparent, e.g. FLC, ECB, DAP, HAN, TN, STN, SBE-LC cells
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマトリツ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ツクス電極数
を増加させるための液晶表示装置の構造に関す
る。
マトリツクス表示とは、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一絵素
としてX方向に整列されたX電極とY方向に整列
された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
テツ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マトリツクスアドレス駆
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、かつ明確なスレツシヨルド効
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V0、非選択
時に1/3V0なる電圧を加え、Y電極には選択時に 0、非選択時に2/3V0なる電圧を加え、XY電極の 選択点にはV0、非選択点には1/3V0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、 Vs(選択点の実効値電圧)/Vu(非選択点の実効値
電圧)=√8+1………(1) となる。ここでNはいわゆるマルチプレツクスの
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/Vu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(Vth)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Vth以上でコントラスト
が大きくなつている。測定条件は25℃、1KHz、
サイン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
ラインに対し選択時にV0を、また非選択時に
(1/a)V0を加え、一方Yラインに対し選択時に 0、非選択時に(2/a)V0を加えると、その場合の Vs/Vuは、次式となる。
ここで a=√+1 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。
本発明の目的は、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を提供
することにある。
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ことができ
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
ツクスを組合せ、Q組のマトリツクスを多層にす
れば、走査電極数がP×Q×N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、矛循なくNの数を少く
し、一方で分解能の高い表示が可能となる。
次に本発明を具体的な一実施例とともに表子構
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、Ni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方向電
極Y とY とで交互に配置する。そして、電極Y
とY 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In2O3、SnO2よりな
り、従来と同じ帯状電極で構成する。
第3図の実施例は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、11はAl、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Y に電極12が交互に接続される。この電極
とY 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1
7は界面活性剤、SiO斜方蒸着層、ラビング層等
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内で細くして外部か
ら視認できないようにする必要がある。更に第2
図、第3図の実施例は電極2,12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、
本発明の技術を適用して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であるが、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(l)が、表示の
ための区画の短径(r)または短径(r′)と比べ
同等かもしくは短いことが、視覚的に表示に段差
をもたさ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。2
7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)または短径(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。2
8は偏光子、30は検光子、29はTN液晶であ
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
SnO2よりなり、細いピツチで配置され、X方向
電極はIn2O3、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を挾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いられる液晶材料は、
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、配向料、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、SnO2等が
あり、反射電極材料としてはAl、Au、Cr、Ni等
がある。また絶縁膜材料としては、SiO2
MgF2、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
きき、従来の多重マトリツクス方式、多層化方式
を単独で用いる方式に比較してデユーテイ比を
1/Nから23/N(Nは走査側電極数)へと改善
することができ、駆動に際しての動作マージンを
23倍と広く設定することが可能になり、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−A′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、18は誘電体、14はスルーホ
ール、16,26は基板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一方向に整列されかつ整列方向に2分割され
    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
    の電極群間に介設された液晶層と、を具備して成
    るマトリツ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、各分割
    領域で複数個に区画された絵素電極の整列配置体
    と該絵素電極を(n−1)個(n:2以上の整
    数)おきに連結するn本の連結導電線とより成
    り、該連結導電線の端部は2分割された各々が互
    いに逆向きに外部へ導出され、 前記第2の電極群を構成する各電極は、前記第
    1の電極群の各絵素電極整列方向に前記絵素電極
    のn個とそれぞれ相対向し、 前記液晶層を2層以上に積層して前記第1及び
    第2の電極群を前記絵素電極が重ならないように
    各液晶層毎に振分け配置した ことを特徴とするマトリツクス型液晶表示装置。
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JPS5484999A JPS5484999A (en) 1979-07-06
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KR102405312B1 (ko) * 2015-10-06 2022-06-02 엘지디스플레이 주식회사 광 제어장치, 그를 포함한 투명표시장치 및 그의 제조방법

Citations (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50104042A (ja) * 1974-01-18 1975-08-16
JPS5127093A (ja) * 1974-08-16 1976-03-06 Hitachi Ltd Hyojipaneru

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