JPS63316025A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- JPS63316025A JPS63316025A JP62152831A JP15283187A JPS63316025A JP S63316025 A JPS63316025 A JP S63316025A JP 62152831 A JP62152831 A JP 62152831A JP 15283187 A JP15283187 A JP 15283187A JP S63316025 A JPS63316025 A JP S63316025A
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- G—PHYSICS
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- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/136213—Storage capacitors associated with the pixel electrode
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。
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、電圧−光透過早特性に急峻なしきい値がある
液晶を使用して中間階調表示を行うことができる液晶表
示装置に関する。
液晶を使用して中間階調表示を行うことができる液晶表
示装置に関する。
［従来の技術］
液晶表示装置はプラズマ・ディスプレイ、ＥＬ発光素子
等と共にＣＲＴに代る平面形表示装置の有力候補として
研究開発が進んでいる。
等と共にＣＲＴに代る平面形表示装置の有力候補として
研究開発が進んでいる。
液晶表示装置の優れた特徴としては平面的で軽量である
ことの他に、低消費電力、製造の容易さ、自己発光型で
ないため目に悪影響を及ぼさないことなど数多くの利点
が挙げられ、今後とも平面型表示装置の主流となること
が期待されている。
ことの他に、低消費電力、製造の容易さ、自己発光型で
ないため目に悪影響を及ぼさないことなど数多くの利点
が挙げられ、今後とも平面型表示装置の主流となること
が期待されている。
従来、液晶表示装置の種類としてはセグメント表示のＴ
Ｎ（ツイスト・ネマチック）型が、製造の容易なことか
ら時計や電卓用の表示装置として用いられていた。しか
し、画素数の多い任意の図形を表示するために、第１１
図に示すように、対向する２枚のガラス基板２１．２２
の内側面に、縦横に交差する信号電極２３と走査電極２
４とをそれぞれ個別に設け、これらのガラス基板２１゜
２２の間に液晶を封入し、各画素を逐次選択的に電圧印
加していくことによってマトリックス表示をすることが
一般的となった。この場合、ＯＡ用途等で画素数が多く
なって選択画素と非選択画素の各々に与えられる実効電
圧比が低下すると、ＴＮ型用の液晶では実効電圧−光透
過率特性が象、峻でないために表示画像のコントラスト
が落ちる欠点がある。
Ｎ（ツイスト・ネマチック）型が、製造の容易なことか
ら時計や電卓用の表示装置として用いられていた。しか
し、画素数の多い任意の図形を表示するために、第１１
図に示すように、対向する２枚のガラス基板２１．２２
の内側面に、縦横に交差する信号電極２３と走査電極２
４とをそれぞれ個別に設け、これらのガラス基板２１゜
２２の間に液晶を封入し、各画素を逐次選択的に電圧印
加していくことによってマトリックス表示をすることが
一般的となった。この場合、ＯＡ用途等で画素数が多く
なって選択画素と非選択画素の各々に与えられる実効電
圧比が低下すると、ＴＮ型用の液晶では実効電圧−光透
過率特性が象、峻でないために表示画像のコントラスト
が落ちる欠点がある。
上記欠点を克服するために、最適比なってガラス基板上
に薄膜トランジスタをｖｉ層して電圧印加に選択性を持
たせたＴＦＴ型液晶、液晶分子の捩れ角を大きくし実効
電圧−光透過特性にしきい値特性を持たせたスーパー・
ツイスト型液晶（ＳＴＮ）、および電圧によって液晶分
子の自発分極方向を２値的状態に制御する強誘電性液晶
を利用した表示装置が開発された。
に薄膜トランジスタをｖｉ層して電圧印加に選択性を持
たせたＴＦＴ型液晶、液晶分子の捩れ角を大きくし実効
電圧−光透過特性にしきい値特性を持たせたスーパー・
ツイスト型液晶（ＳＴＮ）、および電圧によって液晶分
子の自発分極方向を２値的状態に制御する強誘電性液晶
を利用した表示装置が開発された。
これらの液晶表示装置のうち、ＴＦＴ型液晶のものはコ
ントラストや中間階調実現等の表示品質に優れ、また、
応答も速いので動画表示することが可能である。さらに
、カラー・フィルタを併用することによりカラー化も容
易に実現でき、ポケント液晶ＴＶとして既に実用化され
ている。しかし、ＴＦＴ型液晶表示装置は製造工程が複
雑でコストが高く、特にワープロやパソコン用の大型画
面を作製する場合には歩留等が悪くなって商品化が困難
であると言われている。
ントラストや中間階調実現等の表示品質に優れ、また、
応答も速いので動画表示することが可能である。さらに
、カラー・フィルタを併用することによりカラー化も容
易に実現でき、ポケント液晶ＴＶとして既に実用化され
ている。しかし、ＴＦＴ型液晶表示装置は製造工程が複
雑でコストが高く、特にワープロやパソコン用の大型画
面を作製する場合には歩留等が悪くなって商品化が困難
であると言われている。
従って、平面的で比較的大型の表示装置としては、スー
パー・ツイスト型液晶を用いたものが主に使用されてい
る。スーパー・ツイスト型液晶表示装置の欠点としては
、応答速度が遅く動画を表示することが不可能であるこ
と、青や黄の特有の色がつきフル・カラー表示できない
こと、および実効電圧−光透過率特性に急峻なしきい値
を持つためにコントラストは向上するものの、その反面
において中間階調を表示することが困難なことが挙げら
れる。
パー・ツイスト型液晶を用いたものが主に使用されてい
る。スーパー・ツイスト型液晶表示装置の欠点としては
、応答速度が遅く動画を表示することが不可能であるこ
と、青や黄の特有の色がつきフル・カラー表示できない
こと、および実効電圧−光透過率特性に急峻なしきい値
を持つためにコントラストは向上するものの、その反面
において中間階調を表示することが困難なことが挙げら
れる。
強誘電性液晶を用いた表示装置の原理は、Ｃ１ａｒｋと
Ｌａｇｅｒ＠ａｌｌ（Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ Ｌｅｔｔ、
３６．８９９．１９８０）により比較的に新しく開発さ
れたものである。この表示装置の原理の特徴としては、
応答速度が数μ秒と速く動画表示できる可能性があるこ
と、電圧−光透過率特性に明確なしきい値があり、さら
にメモリ性があるため、一旦そのしきい値を越す電気的
パルスを液晶に印加すれば、表示画像がそのまま保存さ
れることが述べられている。
Ｌａｇｅｒ＠ａｌｌ（Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ Ｌｅｔｔ、
３６．８９９．１９８０）により比較的に新しく開発さ
れたものである。この表示装置の原理の特徴としては、
応答速度が数μ秒と速く動画表示できる可能性があるこ
と、電圧−光透過率特性に明確なしきい値があり、さら
にメモリ性があるため、一旦そのしきい値を越す電気的
パルスを液晶に印加すれば、表示画像がそのまま保存さ
れることが述べられている。
従って、強誘電性液晶を利用した液晶表示装置は、スー
パー・ツイスト型液晶表示装置に代わるＯＡ用表示装置
としての用途の他、動画表示ができれば民生用の壁掛は
テレビにも使用できる可能性があると注目されている。
パー・ツイスト型液晶表示装置に代わるＯＡ用表示装置
としての用途の他、動画表示ができれば民生用の壁掛は
テレビにも使用できる可能性があると注目されている。
しかし、現実には液晶分子の配向、２μｍ程度の微小な
セルギャップの保持、中間階調の実現等に代表される。
セルギャップの保持、中間階調の実現等に代表される。
ような未解決な問題も多い。
［発明が解決しようとする問題点１
以上説明した様に、スーパー・ツイスト型液晶および強
誘電性液晶には電圧−光透過率特性に比較的急峻なしき
い値がある。これは一般的には、マトリックス表示にお
いて走査線数を増やしてもコントラストが低下しないこ
とを意味するが、他面では実効電圧を変えて中間階調を
表示することを困難にしている原因となっている。中間
階調がない液晶表示装置はカラー化の場合に色の種類が
増えず、ワープロやパソコン用ＣＲＴの互換機を開発す
る場合には商品企画上の大きな制約となる。
誘電性液晶には電圧−光透過率特性に比較的急峻なしき
い値がある。これは一般的には、マトリックス表示にお
いて走査線数を増やしてもコントラストが低下しないこ
とを意味するが、他面では実効電圧を変えて中間階調を
表示することを困難にしている原因となっている。中間
階調がない液晶表示装置はカラー化の場合に色の種類が
増えず、ワープロやパソコン用ＣＲＴの互換機を開発す
る場合には商品企画上の大きな制約となる。
特に、応答速度が速いとされる強誘電性液晶をテレビ等
の表示装置として使用する場合には、中間階調を表示で
きることが必要不可欠となる。この目的のため、ガラス
基板上に配向された強誘電性液晶分子の、ある一方向に
向いたドメイン領域を駆動パルス幅等を変えることによ
ってコントロールすることが提唱され研究も行われてい
る（Ｃｏｎｆ、Ｒｅｃ、ｏｆ ｔｈｅ ’８５１ｎｔ、
Ｄｉｓｐ、Ｒｅｓ、Ｃｏｎｆ、ｐ、ｐ。
の表示装置として使用する場合には、中間階調を表示で
きることが必要不可欠となる。この目的のため、ガラス
基板上に配向された強誘電性液晶分子の、ある一方向に
向いたドメイン領域を駆動パルス幅等を変えることによ
ってコントロールすることが提唱され研究も行われてい
る（Ｃｏｎｆ、Ｒｅｃ、ｏｆ ｔｈｅ ’８５１ｎｔ、
Ｄｉｓｐ、Ｒｅｓ、Ｃｏｎｆ、ｐ、ｐ。
２１３−２２Ｌ （１９８５）、特開昭６０−１２３８
２５号公報）。しかしこの原則は、ある方向に分極した
液晶のドメイン壁が、液晶分子の分極反転により時系列
的に拡大していく過渡特性をコントロールすることに相
当する。従って、駆動パルスに充分な電圧を使用した場
合のバルク変化のような安定な現象を利用したものでは
なく、きわめて不安定で再現性に乏しくて応答速度も遅
いことが予想される（Ｃｒｙｓｔ。
２５号公報）。しかしこの原則は、ある方向に分極した
液晶のドメイン壁が、液晶分子の分極反転により時系列
的に拡大していく過渡特性をコントロールすることに相
当する。従って、駆動パルスに充分な電圧を使用した場
合のバルク変化のような安定な現象を利用したものでは
なく、きわめて不安定で再現性に乏しくて応答速度も遅
いことが予想される（Ｃｒｙｓｔ。
Ｒｅｓ、Ｔｅｃｈｎｏｌ、２１．１９８６．１．１６７
−１７２）。
−１７２）。
また、中間階調を実現する原理として、フリッカ−が生
じない程度に速く液晶画素を明滅させ、その比率を制御
することも考えられるが、画素数が多い場合には実現が
困難で消費電力も増大するため現実的でない。
じない程度に速く液晶画素を明滅させ、その比率を制御
することも考えられるが、画素数が多い場合には実現が
困難で消費電力も増大するため現実的でない。
他に中間階調を安定的に表現する手段として、マトリッ
クス表示のための電極数を増やし、画素数を数倍にする
ことが考えられる。すなわち、１つの表示単位を複数の
画素から構成し°て、それらのオン・オフ数の比率を所
望の中間階調に従って変え、前記の表示単位内で光線通
過領域を面積変調することにより見かけの濃淡をコント
ロールする方式である。
クス表示のための電極数を増やし、画素数を数倍にする
ことが考えられる。すなわち、１つの表示単位を複数の
画素から構成し°て、それらのオン・オフ数の比率を所
望の中間階調に従って変え、前記の表示単位内で光線通
過領域を面積変調することにより見かけの濃淡をコント
ロールする方式である。
この方式の欠点としては、中間階調の数を増やすと必要
な電極数が増大し、駆動回路との接続不良等で歩留が低
下することや、Ａ／Ｄ変換に伴なう複雑な電気的駆動方
法の問題点が予想される。
な電極数が増大し、駆動回路との接続不良等で歩留が低
下することや、Ａ／Ｄ変換に伴なう複雑な電気的駆動方
法の問題点が予想される。
従って、電極数を増やすとしても、それによって表現で
きる階調性はせいぜい数階調止まりであり、この方法も
現実性がないと言える。
きる階調性はせいぜい数階調止まりであり、この方法も
現実性がないと言える。
本発明は以上に述べた液晶表示装置における中間階調表
示の諸問題を解消することを目的とする。
示の諸問題を解消することを目的とする。
すなわち本発明は、実効電圧−光透過率特性に２、峻な
しきい値を有し、本来階調性を出しにくい液晶を用いた
表示装置において、技術的に、また経済的にも容易に中
間階調を実現することのできる液晶表示装置を提供する
ものである。
しきい値を有し、本来階調性を出しにくい液晶を用いた
表示装置において、技術的に、また経済的にも容易に中
間階調を実現することのできる液晶表示装置を提供する
ものである。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、複数の信号電極および複数の走査電極を有し
、これら電極間に電圧を印加することにより、その間に
存在する液晶分子の向きを制御してマトリックス表示を
行なう液晶表示装置において、該信号電極と該走査電極
が交差して形成する１画素につき、電気的に分離した複
数の中間電極が該信号電極と該走査電極との間に設けら
れ、該中間電極のそれぞれが該信号電極との間で形成す
る静電容量と同中間電極が該走査電極との間に形成する
静電容量との比率が段階的に異なることを特徴とする液
晶表示装置に関するものである。
、これら電極間に電圧を印加することにより、その間に
存在する液晶分子の向きを制御してマトリックス表示を
行なう液晶表示装置において、該信号電極と該走査電極
が交差して形成する１画素につき、電気的に分離した複
数の中間電極が該信号電極と該走査電極との間に設けら
れ、該中間電極のそれぞれが該信号電極との間で形成す
る静電容量と同中間電極が該走査電極との間に形成する
静電容量との比率が段階的に異なることを特徴とする液
晶表示装置に関するものである。
なお、中間電極のそれぞれが信号電極との間で形成する
静電容量と同中間電極が走査電極との間に形成する静電
容量との比率を段階的に異なるようにする手段としては
、誘電率をそれぞれの中間電極に対して変えることも原
理的には可能であるが、実施例に示す如く対向電極面積
比を違えることが製作上は容易である。
静電容量と同中間電極が走査電極との間に形成する静電
容量との比率を段階的に異なるようにする手段としては
、誘電率をそれぞれの中間電極に対して変えることも原
理的には可能であるが、実施例に示す如く対向電極面積
比を違えることが製作上は容易である。
本発明に係る液晶表示装置において使用する液晶材料と
しては、既に述べたようにスーパー・ツイスト１品、強
誘電性液晶等を主とするものであるが特にその種類を問
わない。また、本発明は液晶分子の複屈折率変化を利用
した液晶表示装置だけでなく、強誘電性液晶やスーパー
・ツイスト液晶に二色性色素を混入した所謂ゲスト−ホ
スト型液晶表示装置についても当然に適用可能である。
しては、既に述べたようにスーパー・ツイスト１品、強
誘電性液晶等を主とするものであるが特にその種類を問
わない。また、本発明は液晶分子の複屈折率変化を利用
した液晶表示装置だけでなく、強誘電性液晶やスーパー
・ツイスト液晶に二色性色素を混入した所謂ゲスト−ホ
スト型液晶表示装置についても当然に適用可能である。
すなわち、本発明の適用対象は、液晶に電界を印加した
場合に液晶分子の向きが変化し、それを最終的に光透過
率の違いとして利用する液晶表示装置であれば何れでも
よい。
場合に液晶分子の向きが変化し、それを最終的に光透過
率の違いとして利用する液晶表示装置であれば何れでも
よい。
第１図は、本発明を説明するための液晶表示装置の１画
素分を上から見た場合の透視図である。
素分を上から見た場合の透視図である。
また、第２図は同部分を矢印Ａ方向から見た断面図であ
る。なお、これらの図に示す液晶表示装置ｌは本発明の
詳細な説明するためのものであって、何ら本発明を限定
するものではない。従って、図示したもの以外にも任意
に保８１Ｗ等を付加することができる。
る。なお、これらの図に示す液晶表示装置ｌは本発明の
詳細な説明するためのものであって、何ら本発明を限定
するものではない。従って、図示したもの以外にも任意
に保８１Ｗ等を付加することができる。
第１図において、１は中間階調として６段階を表示でき
る透過型の表示装置である。本表示装置１は通常のマト
リックス型液晶表示装置と同様に、偏光膜５．６が貼ら
れた上下のガラス基板２．３の間に液晶４が封入されて
出来ている。なお、ガラス基板２．３には液晶分子を配
向させることを目的としてポリイミド等の配向膜７．８
が塗布され、ラビング処理等が施されている。
る透過型の表示装置である。本表示装置１は通常のマト
リックス型液晶表示装置と同様に、偏光膜５．６が貼ら
れた上下のガラス基板２．３の間に液晶４が封入されて
出来ている。なお、ガラス基板２．３には液晶分子を配
向させることを目的としてポリイミド等の配向膜７．８
が塗布され、ラビング処理等が施されている。
信号電極９および走査電極１０（第１図では破線で示さ
れている）は、ＩＴＯ（インジウム、スズ酸化物）のよ
うな透明な導電性物質により作られている。これらは従
来の信号電極と走査電極と同様に、液晶４に電圧を印加
し、その分子の方向を変えて光学特性を制御するための
ものである。
れている）は、ＩＴＯ（インジウム、スズ酸化物）のよ
うな透明な導電性物質により作られている。これらは従
来の信号電極と走査電極と同様に、液晶４に電圧を印加
し、その分子の方向を変えて光学特性を制御するための
ものである。
本発明における特徴的な構成要素は、ガラス基板２と配
向膜７の間にあるコンデンサ層１１と、信号電極９に平
行な同一平面内にあって電気的に分離した中間電極１２
１．１２□、１２ｓ、１２４．１２、（第１図では鎖線
で示されている）である。
向膜７の間にあるコンデンサ層１１と、信号電極９に平
行な同一平面内にあって電気的に分離した中間電極１２
１．１２□、１２ｓ、１２４．１２、（第１図では鎖線
で示されている）である。
コンデンサ層１１と中間電極１２の役割は後述するが、
いずれも光学的にある程度透明であることが必要とされ
る。
いずれも光学的にある程度透明であることが必要とされ
る。
また、コンデンサ層１１は誘電体であるが、中間電極１
２の各々は導電性がなければならない。
２の各々は導電性がなければならない。
第１図、第２図の例では、複数の中間電極１２のそれぞ
れは矩形の同一形状で大きさも等しい。
れは矩形の同一形状で大きさも等しい。
しかし、信号電極９は矩形でなく第１図に示す台形の形
状をしているため、中間電極１２のそれぞれが信号電極
９に対向する面積は段階的に異なっている。
状をしているため、中間電極１２のそれぞれが信号電極
９に対向する面積は段階的に異なっている。
第１図から分る通り、信号電極９と対向する面積が最も
大きい中間電極は１２＋で、それが最も小さいものは１
２．となっている。
大きい中間電極は１２＋で、それが最も小さいものは１
２．となっている。
［作用１
第３図は、第１図および第２図に対応して本発明の詳細
な説明する等価回路である。すなわち、上述の如くマト
リックス表示を行う液晶表示装置の１画素ごとに電気的
に分離した複数の中間電極１２を設けた場合、それらは
コンデンサを第３図のように配置したものと等価になる
。なお、より正確な等価回路については、コンデンサ層
１１と液晶４の抵抗骨を加味する必要があるが、通常は
静電容量分より充分大きく無視できる。また、中間電極
１２同士の浮遊容量等も理論上は考慮する必要があるが
、液晶４の厚さくセルギャップ）が小さいのでこれも垂
直方向の静電容量と比べて小さく無視することができる
。
な説明する等価回路である。すなわち、上述の如くマト
リックス表示を行う液晶表示装置の１画素ごとに電気的
に分離した複数の中間電極１２を設けた場合、それらは
コンデンサを第３図のように配置したものと等価になる
。なお、より正確な等価回路については、コンデンサ層
１１と液晶４の抵抗骨を加味する必要があるが、通常は
静電容量分より充分大きく無視できる。また、中間電極
１２同士の浮遊容量等も理論上は考慮する必要があるが
、液晶４の厚さくセルギャップ）が小さいのでこれも垂
直方向の静電容量と比べて小さく無視することができる
。
第３図の等価回路から、液晶４に印加される電圧■７は
、信号電極９と中間電極１２との間に形成される静電容
量Ｃ＊ （ｎ ＝１〜５、添字は中間電極の添字と対
応する。以下同様〕と、中間電極１２と走査電極１０と
の間に形成される静電容量Ｃ０とが直列に結合されるた
め、駆動電圧（信号電極９と走査電極１０の間の電圧）
■をその逆数の比率に応じて分配したものになる。
、信号電極９と中間電極１２との間に形成される静電容
量Ｃ＊ （ｎ ＝１〜５、添字は中間電極の添字と対
応する。以下同様〕と、中間電極１２と走査電極１０と
の間に形成される静電容量Ｃ０とが直列に結合されるた
め、駆動電圧（信号電極９と走査電極１０の間の電圧）
■をその逆数の比率に応じて分配したものになる。
ここで、簡単な計算から
Ｃ１ｌ ｄ、Ｓｎε。
従って、液晶４にかかる電界の大きさＥ７はＳ、ε５
ただし、
ｄｌ ：コンデンサ層１１の厚さくｎによらない、）
ｄｏ ：中間電極１２と走査電極１０との距離（はぼ液
晶４の厚さと等価） ＳＲ：中間電極１２と信号電極９が対向する面積（ｎに
よって異なる。） Ｓｏ ：中間電極１２の面積 ｃＲ：コンデンサＦＪＩＩの誘電率（ｎによらない。） ε。：液晶４の誘電率 （２）式は、同じ１画素内であっても液晶４自身に印加
される電界の大きさは、それが位置的に対応する中間電
極１２．の種類によって異なることを意味している。
晶４の厚さと等価） ＳＲ：中間電極１２と信号電極９が対向する面積（ｎに
よって異なる。） Ｓｏ ：中間電極１２の面積 ｃＲ：コンデンサＦＪＩＩの誘電率（ｎによらない。） ε。：液晶４の誘電率 （２）式は、同じ１画素内であっても液晶４自身に印加
される電界の大きさは、それが位置的に対応する中間電
極１２．の種類によって異なることを意味している。
例えば第４図に示すように、しきい値Ｖｔの急峻な電圧
−光透過率特性を存する液晶材料で上記の液晶表示装置
を製作した場合、各中間電極１２゜での見かけの電圧−
光透過量の関係は、それぞれしきい値ＶＬが大きい方に
ずれた第５図、第６図、第７図で示すものになる。従っ
て、１画素全体の見かけの電圧−光透過量は、これらを
加算した第８図に示す階段状の特性となる。
−光透過率特性を存する液晶材料で上記の液晶表示装置
を製作した場合、各中間電極１２゜での見かけの電圧−
光透過量の関係は、それぞれしきい値ＶＬが大きい方に
ずれた第５図、第６図、第７図で示すものになる。従っ
て、１画素全体の見かけの電圧−光透過量は、これらを
加算した第８図に示す階段状の特性となる。
すなわち、第１図の液晶表示装置の例において、信号電
極９と走査電極１０との間に印加する電圧が充分小さけ
れば、それによってどの中間電極１２１の液晶分子も変
化しないが、その電圧が大きくなるに従い中間電極１２
．直下の液晶分子、次に中間電極１２ｇ直下の液晶分子
と変化し始め、１画素内について６段階のｉ３過光量の
変化が見られる。これはすなわち、電圧に対応して透過
光量が制御でき、中間階調の表現が可能になることを意
味している。
極９と走査電極１０との間に印加する電圧が充分小さけ
れば、それによってどの中間電極１２１の液晶分子も変
化しないが、その電圧が大きくなるに従い中間電極１２
．直下の液晶分子、次に中間電極１２ｇ直下の液晶分子
と変化し始め、１画素内について６段階のｉ３過光量の
変化が見られる。これはすなわち、電圧に対応して透過
光量が制御でき、中間階調の表現が可能になることを意
味している。
［実施例］
・実施例１
第９図は、第１図に示したものより中間階調の数（１７
）を増やす工夫を施した実施例である。
）を増やす工夫を施した実施例である。
本発明における信号電極９および走査電極ｌＯは電気伝
導度が高く、かつ実質的に光が透過するものであれば何
れでもよい。従って、これらの電極は、他の液晶パネル
と同じく、ＩＴＯ（インジウム、スズ酸化物）膜を蒸着
、スパッタリング、あるいは塗布することによって形成
し、その後フォト・リソグラフィー等によりパターンニ
ング加工を施して作る。ただし、電気抵抗値を下げる目
的で信号電極９の斜線部１３についてはＴａ、Ｃ「等の
金属を併用してもよい、コンデンサ層は、抵抗値が大き
な絶縁層であれば特に制限はないが、Ｔａｚ Ｏ５、Ｓ
ｉ Ｏｘ 、Ａｊ！ｔ Ｏｚ等をスパッタで形成する
か、信号電極９が作る段差を埋めるためにポリイミド等
を溶媒に溶かしスピナーで塗布して作る（あるいは両者
を併用する）。また、中間電極１２は、信号電極９や走
査電極１０と同様に形成することができるが、Ａｕなど
の金属を掻く薄く蒸着しバクーン加工を施してもよい。
導度が高く、かつ実質的に光が透過するものであれば何
れでもよい。従って、これらの電極は、他の液晶パネル
と同じく、ＩＴＯ（インジウム、スズ酸化物）膜を蒸着
、スパッタリング、あるいは塗布することによって形成
し、その後フォト・リソグラフィー等によりパターンニ
ング加工を施して作る。ただし、電気抵抗値を下げる目
的で信号電極９の斜線部１３についてはＴａ、Ｃ「等の
金属を併用してもよい、コンデンサ層は、抵抗値が大き
な絶縁層であれば特に制限はないが、Ｔａｚ Ｏ５、Ｓ
ｉ Ｏｘ 、Ａｊ！ｔ Ｏｚ等をスパッタで形成する
か、信号電極９が作る段差を埋めるためにポリイミド等
を溶媒に溶かしスピナーで塗布して作る（あるいは両者
を併用する）。また、中間電極１２は、信号電極９や走
査電極１０と同様に形成することができるが、Ａｕなど
の金属を掻く薄く蒸着しバクーン加工を施してもよい。
・実施例２
第９図の実施例では、信号電極や走査電極を作製する場
合のフォト・リソグラフィーのためのマスクがずれた場
合には、各中間電極と信号電極とが対向する面積が変わ
るので、所定の階調性を実現することが出来ない、第１
０図に示す実施例はこれを補償するものであり、中間階
調性はマスクの多少のずれには不感で影響を受けにくい
、なお、本実施例で表現できる階調性は９段階である。
合のフォト・リソグラフィーのためのマスクがずれた場
合には、各中間電極と信号電極とが対向する面積が変わ
るので、所定の階調性を実現することが出来ない、第１
０図に示す実施例はこれを補償するものであり、中間階
調性はマスクの多少のずれには不感で影響を受けにくい
、なお、本実施例で表現できる階調性は９段階である。
本実施例では、第３図における等価回路の８３を信号電
極９ではなく、中間電極１２の形状により変化させてい
る０例えば、第１０図の如く信号電極９の幅を１画素の
ほぼ１７ｍ倍とし、画素の中央に位置させた場合には、
前（１）式は（３）式に示すようになる。ただし、本実
施例では電圧−光透過光量の特性が、第８図のように等
段階にはならないことに注意すべきである。
極９ではなく、中間電極１２の形状により変化させてい
る０例えば、第１０図の如く信号電極９の幅を１画素の
ほぼ１７ｍ倍とし、画素の中央に位置させた場合には、
前（１）式は（３）式に示すようになる。ただし、本実
施例では電圧−光透過光量の特性が、第８図のように等
段階にはならないことに注意すべきである。
ｄｅ εｎ ２Ｘｎ
ただし、Ｏ＜Ｘｌｌ＜１
従って、Ｘ７を中間電極１２．により適宜変えでいくこ
とにより、１画素内で段階的電圧を分布させることが出
来る。なお、信号電極９を細くする場合には、開口率は
それほど低下しないので導電性を向上させるためにＴａ
またはＣ「を用いてもよい。
とにより、１画素内で段階的電圧を分布させることが出
来る。なお、信号電極９を細くする場合には、開口率は
それほど低下しないので導電性を向上させるためにＴａ
またはＣ「を用いてもよい。
［発明の効果］
本発明に係る液晶表示装置は、電圧−光透過率特性に象
、峻なしきい値を持つ液晶であっても中間階調を表現で
きる。
、峻なしきい値を持つ液晶であっても中間階調を表現で
きる。
本発明における中間階調性は、主として液晶材料が本来
持っている電圧−光透過率特性の飽和領域を利用するこ
とによりディスクリートに制御される。そのため本発明
を強誘電性液晶に適用する場合は、現在一般的に研究さ
れている過渡特性を制御するものよりも安定的で再現性
もよく、特殊な電気的駆動を必要とすることもない。
持っている電圧−光透過率特性の飽和領域を利用するこ
とによりディスクリートに制御される。そのため本発明
を強誘電性液晶に適用する場合は、現在一般的に研究さ
れている過渡特性を制御するものよりも安定的で再現性
もよく、特殊な電気的駆動を必要とすることもない。
また、本発明における複数の中間電極は、１画素単位内
でそれぞれ独立しているので外部に接続する必要がない
、従って、マトリックス表示において信号電極や走査電
極を増やし、本発明と同様に１表示車位を複数の画素か
ら構成し、その透明画素と不透明画素の数の比率を変化
させて見かけ上ディスクリートに中間階調を表現する場
合に比較しても、ショートや接続ミスによる欠陥の生し
る確率が少なくなり、製作上もはるかに容易になる。
でそれぞれ独立しているので外部に接続する必要がない
、従って、マトリックス表示において信号電極や走査電
極を増やし、本発明と同様に１表示車位を複数の画素か
ら構成し、その透明画素と不透明画素の数の比率を変化
させて見かけ上ディスクリートに中間階調を表現する場
合に比較しても、ショートや接続ミスによる欠陥の生し
る確率が少なくなり、製作上もはるかに容易になる。
また、本発明では中間階調を表示するための電圧は輝度
にほぼ比例するアナログ的なものでよく、Ａ／Ｄ変換等
の信号処理が不必要になる。さらに、見かけ上の電圧−
光透過率特性は、中間電極と一つの信号電極とが対向す
る面積の大きさによるので、信号電極あるいは中間電極
の形状等を変えることにより比較的任意に決定できる自
由度がある。
にほぼ比例するアナログ的なものでよく、Ａ／Ｄ変換等
の信号処理が不必要になる。さらに、見かけ上の電圧−
光透過率特性は、中間電極と一つの信号電極とが対向す
る面積の大きさによるので、信号電極あるいは中間電極
の形状等を変えることにより比較的任意に決定できる自
由度がある。
以上詳述した理由から、本発明は従来中間階調表示が困
難とされていたスーパー・ツイスト液晶や強誘電性液晶
に適応することにより、これらを用いた液晶表示装置の
利用範囲が飛躍的に拡大することが期待できる。
難とされていたスーパー・ツイスト液晶や強誘電性液晶
に適応することにより、これらを用いた液晶表示装置の
利用範囲が飛躍的に拡大することが期待できる。
第１図は、本発明の詳細な説明する液晶表示袋よ
置の透視図、第２図ば同断面、第３図は同等価回路を示
す図、第４図は液晶の電圧−光透過率特性を示す図、第
５図、第６図および第７図は各中間電極での見かけの電
圧−光透過量の関係を示す図、第８図は１画素全体の見
かけの電圧−光透過量の関係を示す図、第９図は本発明
の一実施例を示す透視図、第１０図は本発明の他の実施
例を示す透視図、第１１図は従来のマトリックス液晶表
示装置を説明する斜視図である。 ｌ ・・・液晶表示装置 ２．３・・・ガラス基板 ４ ・・・液晶 ５．６・・・偏光膜 ７．８・・・配向膜 ９ ・・・信号電極 １０ ・・・走査電極 １１ ・・・コンデンサ層 １２゜（ｎは整数）・・・中間電極 出願人 東 し 株 式 会 社 代理人 弁理士 杉 谷 勉 第１図 簗 ２ ！！ 第 ３ｖ 第４図 第５図 第９図 第１０図 第１１ 図 昭和６３年２月２６日
す図、第４図は液晶の電圧−光透過率特性を示す図、第
５図、第６図および第７図は各中間電極での見かけの電
圧−光透過量の関係を示す図、第８図は１画素全体の見
かけの電圧−光透過量の関係を示す図、第９図は本発明
の一実施例を示す透視図、第１０図は本発明の他の実施
例を示す透視図、第１１図は従来のマトリックス液晶表
示装置を説明する斜視図である。 ｌ ・・・液晶表示装置 ２．３・・・ガラス基板 ４ ・・・液晶 ５．６・・・偏光膜 ７．８・・・配向膜 ９ ・・・信号電極 １０ ・・・走査電極 １１ ・・・コンデンサ層 １２゜（ｎは整数）・・・中間電極 出願人 東 し 株 式 会 社 代理人 弁理士 杉 谷 勉 第１図 簗 ２ ！！ 第 ３ｖ 第４図 第５図 第９図 第１０図 第１１ 図 昭和６３年２月２６日
Claims (2)
- （１）複数の信号電極および複数の走査電極を有し、こ
れら電極間に電圧を印加することにより、その間に存在
する液晶分子の向きを制御してマトリックス表示を行う
液晶表示装置において、該信号電極と該走査電極が交差
して形成する１画素につき、電気的に分離した複数の中
間電極が該信号電極と該走査電極との間に設けられ、該
中間電極のそれぞれが該信号電極との間で形成する静電
容量と同中間電極が該走査電極との間に形成する静電容
量との比率が段階的に異なることを特徴とする液晶表示
装置。 - （２）中間電極のそれぞれが信号電極との間で形成する
静電容量と同中間電極が走査電極との間に形成する静電
容量との比率が、対向電極面積比の違いにより段階的に
異なることを特徴とする特許請求の範囲第１項の液晶表
示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62152831A JP2580603B2 (ja) | 1987-06-18 | 1987-06-18 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62152831A JP2580603B2 (ja) | 1987-06-18 | 1987-06-18 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63316025A true JPS63316025A (ja) | 1988-12-23 |
| JP2580603B2 JP2580603B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=15549087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62152831A Expired - Lifetime JP2580603B2 (ja) | 1987-06-18 | 1987-06-18 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2580603B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6478225A (en) * | 1987-09-19 | 1989-03-23 | Canon Kk | Ferroelectric liquid crystal element |
| JPH0212A (ja) * | 1987-11-13 | 1990-01-05 | Honeywell Inc | 液晶表示装置の画素および液晶表示装置における画素のグレースケールを実現する方法 |
| JPH03209214A (ja) * | 1990-01-11 | 1991-09-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶デバイスとその駆動法及び液晶表示装置 |
| EP0468452A2 (en) * | 1990-07-23 | 1992-01-29 | Hosiden Corporation | Liquid crystal display device |
| US5706021A (en) * | 1992-03-19 | 1998-01-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display |
-
1987
- 1987-06-18 JP JP62152831A patent/JP2580603B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6478225A (en) * | 1987-09-19 | 1989-03-23 | Canon Kk | Ferroelectric liquid crystal element |
| JPH0212A (ja) * | 1987-11-13 | 1990-01-05 | Honeywell Inc | 液晶表示装置の画素および液晶表示装置における画素のグレースケールを実現する方法 |
| JPH03209214A (ja) * | 1990-01-11 | 1991-09-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶デバイスとその駆動法及び液晶表示装置 |
| EP0468452A2 (en) * | 1990-07-23 | 1992-01-29 | Hosiden Corporation | Liquid crystal display device |
| US5321535A (en) * | 1990-07-23 | 1994-06-14 | Hosiden Corporation | Liquid crystal display device with control capacitors for gray scale |
| EP0669549A1 (en) * | 1990-07-23 | 1995-08-30 | Hosiden Corporation | Liquid crystal display device |
| EP0672935A1 (en) * | 1990-07-23 | 1995-09-20 | Hosiden Corporation | Liquid crystal display device |
| US5706021A (en) * | 1992-03-19 | 1998-01-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2580603B2 (ja) | 1997-02-12 |
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