JPS62125389A - 表示装置 - Google Patents

表示装置

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JPS62125389A
JPS62125389A JP60264743A JP26474385A JPS62125389A JP S62125389 A JPS62125389 A JP S62125389A JP 60264743 A JP60264743 A JP 60264743A JP 26474385 A JP26474385 A JP 26474385A JP S62125389 A JPS62125389 A JP S62125389A
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JP
Japan
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liquid crystal
electrode
cell
striped
voltage
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Application number
JP60264743A
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English (en)
Inventor
鳥山 和久
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、表示装置に係わり、特に大型のマトリクス・
ディスプレイに好適な表示装置に関する。
〔従来の技術〕
従来大型のマトリクスディスプレイとして最も一般的に
使われてきた液晶表示装置はツィステッド・ネマチック
タイプのものである。これは、2枚の電極基板間に正の
誘電率異方性を有するネマチック液晶による90″ねじ
れたらせん構造を有し、かつ両電極基板の外側には偏光
板をその偏光軸(あるいは吸収軸)が電極基板に隣接す
る液晶分子に対し直交あるいは平行になるように配置す
るものであった。
2枚の電極基板間で液晶分子が90°ねじれたらせん状
構造をなすように配向させるには、例えば電極基板の、
液晶に接する表面を布などで一方向にこする方法、いわ
ゆるラビング法によってなされる。このときのこする方
向、即ちラビング方向が液晶分子の配列方向となる。こ
のようにして配向処理された2枚の電極基板をそれぞれ
のラビング方向が互にほぼ90度に交叉するように間隙
をもたせて対向させ、2枚の電極基板をシール剤により
接着し、その間隙に正の誘電異方性をもったネマチック
液晶を封入すると、液晶分子はその電極基板間でほぼ9
0度回転したらせん状構造の分子配列をする。このよう
にして構成された液晶セルの上下には偏光板が設けられ
るが、その偏光軸あるいは吸収軸はそれぞれの電極基板
に隣接する液晶分子の配列方向とほぼ平行にする(特公
昭51−13666号公報)。
ここで時分割駆動について、ドツトマトリクスディスプ
レイを例に取って簡単に説明する。第4図に示すように
下側電極基板にストライプ状のY電極(信号電極)12
を、上側電極基板にストライプ状のX電極(走査電極)
43を形成し、文字等の表示は、X、Y両電極の交点部
の液晶を点灯あるいは非点灯にして行う。図においてN
本の走査電極をxl、X、、・・・・・・・・・xN、
x□、X2.・・・・・・・・・xNと繰り返し線順次
走査して時分割駆動する。ある走査電極が選択されたと
き、その電極上のすべての画素に、信号電極12である
Ym、Y2.・・・・・・・・・Ymより、表示すべき
信号に従い選択または非選択の表示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
の組合せで交点の点灯、非点灯を選択する。この場合の
走査電極Xの数が時分割数Nに相当する。
このような液晶表示装置においては、液晶の電気光学現
象が両極性で、かつ急峻なしきい値特性を有さない為に
生ずるクロストークを防ぐため、一般に電圧平均化法に
よる駆動方法が採用されている(特公昭57−5771
8号公報)が1時分割数Nを上げるほど動作マージンα
(=選択画素電圧Vs/非選択画素電圧Vns)が減少
し、 N=16.32.64゜128で、それぞれα=
1.24.1.19.1.13.1.09となる。これ
に対して、従来の液晶のしきい値の急峻度y(=Vsa
t(輝度が50%になる電圧)/Vth(輝度が10%
になる電圧))はせいぜい1.15程度であったので1
表示の視角依存や温度依存を考慮すると。
時分割数Nはたかだか32程度、あるいは更に液晶材料
を改良しても64程度であった(雑誌「電子材料319
84年4月号第176頁)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来液晶表示装置において、時分割数Nを増加させよう
とすると、動作マージンの低下、コントラストの低下お
よび視角範囲の減少を伴う問題があった。
本発明は、表示画素の数を増した際の動作マージンの低
下、コントラストの低下および視角範囲の減少を解消し
た表示装置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点は、格子点を画素とする表示装置において、
格子点を通る一方のストライプをストライプ状に選択的
に発光させ得る発光セルで形成し、他方のストライプを
ストライプ上に選択的に開閉させ得る光シャッターセル
で形成し、これを発光セルの上に積層する構成とするこ
とにより解決される。
〔作用〕
画素をなす格子点を通る一方のストライプの選択が他方
のストライプの選択に干渉作用をもたないので、液晶表
示装置における如きクロストークが生じない。
〔実施例〕
以下図面を参照して、この発明の実施例について説明す
る。
実施例1 第1図に示すように、液晶セル1においては。
透明基板11の内面に縦方向のストライプ状透明電極1
2が形成され、透明基板11と対向配置される透明基板
21の透明基板11側内面にはストライプ状透明電極1
2の各々と対向する位置にストライプ状透明電極13が
形成されている。透明基板11と透明基H2xの間には
多色性色素(pleochroic dye)34を含
有するネマチック液晶35が挟持されている。透明基板
11の外側には偏光板16が配置されている。すなわち
液晶セル1は、ゲスト・ホスト効果を利用するものであ
り、十分な電圧が印加されない部分の液晶層はこの部分
に入射する光を遮断する構成となっている。
透明基板21のストライプ状透明電極13が形成されて
いない側の面には横方向のストライプ状透明電極14が
形成されており、透明基板21に対向配置される基板1
7の内面にはストライプ状の背面金属電極15がストラ
イプ状透明電極14の各々に対向して形成されている。
透明基板21と基板17の間にはエレクトロルミネセン
ス(以下ELと略す)物質18が挟持されてELセル3
を形成している。このような構成においては、ストライ
プ状透明電極12゜13とストライプ状透明電極14.
15の交点が表示装置の画素を形成する。
すなわち、ELセル3の任意のストライプ状透明電極1
4とこれに対向する背面金属電極15との間に十分な電
圧を印加すると、これら電極に挟持されているEL物質
18がストライプ状に発光する。
一方液晶セル1の任意のストライプ状透明電極12とこ
れに対向するストライプ状透明電極13との間に十分な
電圧を印加すると、これら電極に挟持される液晶層がス
トライプ状の光透過領域を形成するので、ELセル3の
前記ストライプ状発光領域と液晶層の前記ストライプ状
光透過領域の交点のみで、EL物質18の発光が観察者
19側に通過する。
すなわち本実施例における構成は、液晶セル1とELセ
ル3のANDゲートをなしていると言える。
本実施例におけるX−Y(横方向ストライプ−縦方向ス
トライプ)マトリクスによって画素の選択を行うにあた
っては、X位置選択とY位置選択は各々独立に干渉なし
に行うことが出来る。
EL物質18のON状態で発光した光は液晶のON状態
(光シャッターの開放状態)によってa察者19側に取
り出すことが出来る。非選択点あるいは半選択点はEL
セル3又は液晶セル1の少なくとも一方がOFF状態で
あるためwl察者19側への光の放出は禁止されている
上記の動作状態では、X電極(走査電極)とY電極(信
号電極)とのクロストークは構造上存在し得ないので、
上記素子の時分割駆動の裕度は大幅に拡大され、高コン
トラスト、高速度駆動、広視野角表示が高時分割駆動条
件で実現される。
第1図の構成において、時分割駆動するには、各位置で
対向するストライプ状透明電極14と15との間に十分
大きな電圧を順次印加することによりEL物質18を走
査発光させるとともに、この走査動作に同期させてスト
ライプ状透明電t4tzと13との間に十分大きな電圧
の信号を印加すれば良い。
第2図は、液晶セル1に用いる液晶としてバイルマイヤ
ー形の液晶を用いた場合の電圧−透過光強度の関係の一
例を示した。非選択時の印加電圧は零か、又はしきい値
電圧以下の実効値がバイアス電圧として非選択時の電極
に印加されていても良い。かかるバイアス電圧は選択時
の応答特性を向上させる。
本実施例においては、X電極(走査電極)とY電+4(
信号電極)との間のクロストークは原理上存在し得ない
ので、時分割駆動の裕度は大幅に拡大され、高コントラ
スト、高速度駆動、広視野角表示などが高時分割駆動条
件で実現される。
実施例2 実施例1におけるストライプ状透明電極14.およびス
トライプ状背面金属電極15の代わりに、第3図に示す
如く、これらの各々を30R,30G、 30Bおよび
31R,31G、31Bに分割し、30R,31Rを赤
信号印加用ストライプ状電極としこれらの間に赤色発光
EL物質32Rを挟持し、30G、31Gを緑信号印加
用ストライプ状電極としこれらの間に緑色発光EL物質
32Gを挟持し、30B、31Bを青信号印加用ストラ
イプ状電極としこれらの間に青色発光EL物質32Bを
挟持しELセル6を形成する。
このような構成において、任意の位置で任意の色例えば
赤色の表示を行うには、任意の位置のストライプ状透明
電極30Rとストライプ状背面金属電極31Rとの間に
十分大きな電圧を印加することにより赤色発光のEL物
質32Rを発光させるとともに、意図する位置を通るス
トライプ状透明電極12と13との間にも十分大きな電
圧を印加し、これらに挟持される液晶層にストライプ状
の光透過領域を形成すれば良い0本実施例において時分
割駆動するには、各位置で対向するストライプ状透明電
極12.13との間に十分大きな電圧を順次印加すると
ともに、これと同期してストライプ状透明電極30R,
30G、30Bおよびストライプ状背面金属電極31R
,31G、31Bとの間に1表示内容に応じてEL物質
32R,32G、32Bのいずれかを発光させるに十分
大きな電圧を印加すれば良い。表示の輝度変調は液晶セ
ル1で行う。すなわちストライプ状透明電極12.13
の間に印加する電圧の大小により行う。また特別の回路
を付加することにより、走査信号に輝度変調信号を重畳
させることによってもできる。液晶セル1のしきい値電
圧特性が第2図に示すように広い電圧範囲にわたり直線
性が良ければ液晶セル1による輝度変調が良く、液晶セ
ルがツィステッドネマチックのように直線性(γ特性)
が輝度変調に向いていない場合はELセル6で行う。
なお、実施例1,2においてストライプ状透明電極12
.13のいずれか一方、ストライプ状透明電極14とス
トライプ状背面金属電極15のうちのいずれか一方、ス
トライプ状透明電極30R,30G、 30Bかストラ
イプ状背面金属電極のいずれか一方を、全表示面におい
て一体化した共通電極としても良い。
実施例1,2における液晶セル1.ELセル3゜6の駆
動方法として、X電極(横方向)群とY電極(縦方向)
群の同期的な駆動方法を採る上で、一画面(X、Yの各
画素より成る)のくりかえし駆動周波数(フレーム周波
数)を適切に選択することによってきわめて高品質の画
像を得ることができる。
一フレームのくりかえし時間を30m5、望ましくは2
5m5以内とする。走査線Xiの数がnx本であれば走
査線が選択される時間は T/nx・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・(1)上式でTは一フレーム
に要する時間である。また選択されたYj電極上の画素
(Xll YJ)はT/nzの時間幅のパルスを1時間
ごとに印加されることに成る。すなわち液晶、ELとも
上記のくりかえしパルスが印加される。
液晶については、よく知られている様に累積応答性をも
つ(雑誌「日立評論」昭和49年8月号第69頁記載論
文「液晶ディスプレイ」参照)、液晶は一回(−フレー
ム)の電圧パルスで完全にON状態になるわけではなく
数回の繰返しでON状態になる。このような液晶の累積
応答性を利用することにより、液晶の実質の応答時間が
一フレームの時間(T)内の1パルスT / n !よ
り大きい場合でも多少の立上り時間の遅れが認められて
も画像の表示が可能である。
ELの応答性は一般に充分早いので、ELの性能上から
の走査ライン数の上限は実用上制限がない。一方液晶は
、ツィステッド・ネマチック形。
バイルマイヤー型その他のモードに応じた累積応答性が
あるので、この能力に応じて走査線本数の上限が定めら
れる。
いずれの場合にも一フレームの時間Tを30m5以下と
することが画質の良好性に対する必要条件である。これ
は人間の眼の性能、残像効果を考慮したためである。さ
らに詳細に説明すると、このことは1画面(X、Yで構
成される画素)のコントラスト比に関与するのである。
実施例1において駆動による動作状態に4種あることを
述べた、i)液晶セル−ELセルともにON(選択、O
N)、■)液晶セル−〇N、ELセルー〇FF (半選
択。
実質0FF) 、 1ii)液晶セル−〇FF、ELセ
ルー0FF (半選択、実質0FF)、iv)液晶セル
−0FF、ELセル−0FF(非選択、OFF状態)、
各状態の光の輝度をI on、 Ioff−on、 I
 on ・off 、 I offとすると Ion>>Ioff HOn、 ran−off>Io
ff +・・+++++・+++・+ (2)の関係が
存在しうる。画像中に二種類以上のコントラスト比を定
義する必要が生じ、 C□= Ion/Ioff  ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(3)C,=Ion/Ioff−on、又はIon/X
on−off −(4)とする、しかし、もし一フレー
ムの時間を30m5、望ましくは25mにすることによ
り、OFF状態(工off、 Ioff、on、 Io
n、off)の平均化が行われ、OFF状態の実質的な
一様化(画面の背景の一様化)が生じる。
またEL層あるいは基板21又は17を暗黒色体とする
ことによりI off、on4 I on、off弁I
 offとすることも可能である。すなわちコントラス
ト比を画面上で一義的に決めることが出来、画像品質の
向上が可能となる。
さらに又、実施例1の液晶セル1としてハイルマイヤー
形液晶セルの代わりに通常のマトリクス駆動に多用され
るツィステッド・ネマチック(Ti+1−sted N
ematic)型を用いることも可能である。さらには
又カイラル−スメクチックCを用いてその高速応答性能
を利用して高密度の画像表示も可能である。
以上の説明においては、光シャッターセルとしては、液
晶を利用したものに限定して説明したが本発明はこれに
限定されるものではなく、光シャッターセルとして、エ
レクトロクロミック表示装置、電気泳動表示装置等が使
用でき、また発光セルとしてはELを利用したものに限
定して説明したが本発明はこれに限定されるものではな
く、発光セルとして、けい光表示管、CRT、発光ダイ
オード、光偏向器とレーザー光線の組合せ等が使用出来
るのは勿論である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、クロストークが生じないので大画面、
高密度、高時分割駆動の表示装置が可能となり、高品質
の画像表示が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す斜視図、第2図は第1
図の実施例に使用される液晶の特性を説明するグラフ、
第3図は他の実施例を示す断面図、第4図は時分割駆動
を説明する図である。 1・・・液晶セル、3,6・・・ELセル、11゜21
・・・透明基板、12.13.14・・・ストライプ状
透明電極、15・・・背面金属電極、16・・・偏光板
、17・・・基板、18・・・EL物質、30R230
G、30B・・・ストライプ状透明電極、31R。 31G、31B・・・ストライプ状背面金属電極、32
R・・・赤色発光EL物質、32G・・・緑色発光EL
物質、32B・・・青色発光EL物質、34・・・多色
性色素、35・・・ネマチック液晶。 12・・・信0号電極 43・・・走査電極 1・・・液晶セル 6・・−ELセル 11.21・・・透明基板 12.13・・・ストライプ状電極 16・・・偏光板 17・・・基板 3OR,30G、 30B ”’ストライプ状透明電極
31R,31G、 31B・・・ストライプ状背面金属
電極32R・・・赤色完光EL物質 32G・・・緑色児光EL物質 32B・・・青色児光EL物質 34・・・多色牲色素 35・・・ネマチック液晶

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、選択的にストライプ状に開閉させ得る複数の光シャ
    ッター領域を配列してなる光シャッターセルを観察者側
    に、前記ストライプと交叉する方向のストライプ状に選
    択的に発光させ得る発光セルを前記光シャッターセルの
    観察者側でない面に積層してなる表示装置。 2、前記光シャッターセルは透明電極に挟持された液晶
    層からなる特許請求の範囲第1項記載の表示装置。 3、前記発光セルは透明電極および金属電極に挟持され
    たELセルからなる特許請求の範囲第1項記載の表示装
    置。
JP60264743A 1985-11-27 1985-11-27 表示装置 Pending JPS62125389A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0248985U (ja) * 1988-09-30 1990-04-05
JPH02140586U (ja) * 1989-04-28 1990-11-26
JPH04156585A (ja) * 1990-10-19 1992-05-29 Sharp Corp 投射型液晶表示装置
JP2004045771A (ja) * 2002-07-11 2004-02-12 Toyota Industries Corp 透過型液晶表示装置
US7038391B2 (en) 1998-08-26 2006-05-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Backlight device and a backlighting element

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