JPH01251083A - 液晶表示装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、液晶表示装置に関する。

（従来の技術） 従来より、液晶表示装置は、その動作モードによりＴＮ
型、ＤＳ型、ＧＨ型、ＤＡＰ型および熱書き込み型等が
あり、なかでも電卓および計測機器等の表示装置として
は、Ｔ　Ｎ　（ＴＮ：ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｉａｔ　１ｅ
）型の液晶表示装置が多く用いられている。

ところで、近年のワードプロセッサ、パーソナル・コン
ピュータ等にける表示容量の増大化や表示面積の大型化
の要求が高まるにつれ、ＴＮ型より高コントラストで広
視角のＳＴＮ型、ＳＢＥ型等が開発・実用化されている
。

第５図はこのような従来液晶表示装置として、複屈折効
果により表示を行う、例えばＳＢＥ型やＳＴＮ型のドツ
トマトリクス形液晶表示装置の構成を示す図である。

同図に示すように、従来のドツトマトリクス形液晶表示
装置は、Ｘ方向信号線例えば走査電極１と、ｙ方向信号
線例えば信号電極２との電極の交差部で表示画素３が形
成されている。実際に一画素のサイズは、例えば０．３
９Ｘ　０．３９ａｍから０．４９Ｘ０．８ｈａ程度で形
成されている。

このような画素サイズの液晶表示装置は、ワードプロセ
ッサ、パーソナルコンピュータ等のＯＡ用として、充分
使用に耐えることができる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、近年ＣＡＤＳＣＡＭ等の普及により、これら
に使用する表示装置として、従来よりさらに高精細化さ
れた表示装置が望まれており、ＣＲＴの分野等では、高
品位・高精細ＣＲＴ等が開発されこれに対応している。

そこで、このような状況化において、液晶表示装置も高
精細化が望まれているが、 ■透明電極のパターニングが困難 ■高ｄｕｔｙでの駆動が困難 等の技術的な問題があり、高解像度の液晶表示装置を得
ることは今だ実現されていなかった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
ので、高精細な液晶表示装置を提供するものである。

［発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 本発明の液晶表示装置は、多数の帯状走査電極を形成し
た基板と、この基板に対向配置され、前記帯状走査電極
とほぼ直交する方向に多数形成された帯状信号電極を有
する基板と、上記側基板に挟持された液晶組成物とを備
えた液晶セルを複数積層してなる液晶表示装置において
、前記各液晶セルの帯状走査電極と前記帯状信号電極の
いずれか一方の電極の帯ピッチを、他の液晶セルの帯状
走査電極または帯状信号電極のいずれか一方の電極の帯
ピッチとずらして形成したことを特徴とするものである
。

（作　用） 各液晶セルの帯状走査電極と帯状信号電極のいずれか一
方の電極の帯ピッチを、他の液晶セルの帯状走査電極ま
たは帯状信号電極のいずれか一方の電極の帯ピッチから
例えば帯ピッチの１／２ピツチずらして形成することに
より、高解像度の液晶表示装置が得られる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について第１図ないし第４図を
参照して説明する。

実施例１ 第１図は、本発明の液晶表示素子の断面を示す図で、第
１図（ａ）は一方向からみた断面図、第１図（ｂ）は第
１図（ａ）の側方断面図である。

中央基板１１の表面には、ストライブ状に中央部透明電
極１２ａが形成されており、該中央基板１１と対向して
第１の基板１３ａが配置されている。この第１の基板１
３ａの中央基板側表面には、中央部透明電極１２ａと直
交する方向にストライブ状の透明電極１４ａが形成され
ている。この中央基板１１と第１の基板１３ａ間に液晶
組成物１５ａが挟持されており、さらに基板縁部に充填
されたエポキシ接着剤等のシール部材１６ａにより上記
液晶組成物１５ａが封止されている。そして、これら中
央基板１１、第１の基板１３ａ１液晶組成物１５ａ等に
より第１の液晶セル１７ａが構成されている。

一方、中央基板１１の裏面にも上記第１の液晶セル１７
ａと同様に、中央部透明電極１２ｂ１中央部透明電極１
２ｂに直交するストライブ状の透明電極１４ｂを有する
第２の基板１３ｂ１第２の基板１３ｂと中央基板１１裏
面間に挟持された液晶組成物１５ｂ１そして、この液晶
組成物１５ｂを封止するエポキシ接着剤等のシール部材
１６ｂが夫々形成されている。そして、これら中央基板
１１、第２の基板１３ｂ１液晶組成物１５ｂ等により第
２の液晶セル１７ｂが構成されている。

尚、第１の液晶セル１７ａ１第２の液晶セル１７ｂの透
明電極１４ａ、１４ｂ上には、液晶分子を一定方向に配
列させるための図示を省略した配向膜が形成されている
。

上記中央部電極１２ａ、１２ｂおよび第１の液晶セルの
透明電極１４ａと第２の液晶セルの透明電極１４ｂは、
夫々互いに同形状に形成されているが、中央部電極１２
ａ、１２ｂｓ透明電極１４ａ％　１４ｂ、のいずれか一
方は、互いに電極ストライブ幅のｌ／２ピッチ分ずれて
形成されている。

即ち、第１の液晶セル１７ａと第２の液晶セル１７ｂは
、中央基板１１を挟んでＸ方向、Ｙ方向のいずれか一方
にずれて配置されており、そのずれ量は、ずれ方向と直
交する方向の透明電極のストライブ幅のｌ／２ピツチと
なっている。

ところで、本例では、第１の透明電極１４ａと中央部電
極１２ａまたは、第２の透明電極１４ｂと中央部電極１
２ｂで形成される画素サイズを、０．６０Ｘ　Ｏ，３０
ｍｍとし、液晶パネル全体の画素数を、４００　Ｘ　８
００−３２００００画素とした。

ここで、各基板の液晶と接する面での液晶の配向方向を
夫々、ｒｌ、ｒ１′、ｒ２、ｒ２′としたときの本例の
液晶分子の配向方向を第２図に示す。各電極上に形成さ
れた配向膜は、ラビングすることで配向方向が規定され
、ｒ　、　／　とｒ２とがほぼ直交するようにした。

同図に示したように、第１の液晶セル１７ａにおいて、
液晶分子は配向方向ｒｌ、ｒ’によって右回りにツイス
ト角マ１−２４０”で捩れ配向しており、第２の液晶セ
ル１７ｂにおいては左回りにツイスト角マ２−２４０°
で捩れ配向している。

第１、第２のセル厚ｄ１、ｄ２はともに６．６μｍであ
る。

第１の液晶セル１７ａの液晶組成物１５ａとして、ＮＲ
４２４４（Ｆ、ホフマンラロツシュ社製）に右回りセイ
ラル剤としてＣＭ−２０（チッソ社製）を添加したもの
を用いた。一方、第２の液晶セル１７ｂには、同じ（Ｎ
Ｒ４２４４に左回りのカイラル剤としてｓ　−８１１（
Ｅ、メルク社製）を添加したものを用いた。

これらの液晶組成物１５ｇ、１５ｂの複屈折率Δｎ＋、
Δｎ２は、ともに０．０９３で、そのプレチルト角θ１
、θ２は約３＠であった。従って、リタデーションＲは
、 Ｒ−Δｎ１ｄ１　ｃｏｓ２θ１ 綱△ｎ２ｄ２ｃｏｓ２θ２ ■０．６１μ−となる。

この第１の液晶セル１７ａと第２の液晶セル１７ｂの前
後に配置した、第１、第２の偏光板１８ａ、１８ｂには
Ｌ　Ｌ　Ｃ２−８１−１８（王立電気社製）を用いた。

このような構成の液晶表示素子の動作原理にっいて以下
に説明する。

第３図は上述したＳＢＥ形やＳＴＮ型等のドツトマトリ
クス形液晶セル１７ａ、１７ｂを２枚重ねて、その両側
に偏光板１８ａ、１８ｂを配置した液晶表示素子の光学
的性質を説明する図で、第１の液晶セル１７ａと第２の
液晶セル１７ｂとを互いに相補的な光学的性質を持たせ
、色づきのない無彩色表示を得るための液晶表示素子の
基本構成である。

直線偏光の入射光１０１は第２の液晶セル１７ｂに入手
し、第２の液晶セル１７ｂを通過する間に楕円偏光１０
２となる。このときの楕円の形状は波長によって異なる
ため、もし第１の液晶セル１７ａがなければ、セルは色
付いて見えることになる。ところが第２の液晶セル１７
ｂと光学的に相補的である逆まわりのツイストを有する
第１の液晶セル１７ａを間に挟むことにより、楕円偏光
１０２は直線偏光１０３として偏光板１８ａに到達する
。

このとき直線偏光の偏光方向と偏光板の偏光軸が平行の
とき背景色は白（Ｎｏｒｍａｌｌｙ　Ｗｈｉｔｅ）　、
直交すれば背景色は黒（Ｎｏｒｍａｌ　Ｉｙ　Ｂｌａｃ
ｋ）となる。

一方、第２の液晶セル１７ｂに電圧を印加すると液晶分
子の配向角が変化し、透過光の楕円偏光１０２の状態が
変化する。

この光は第１の液晶セル１７ａを通過しても直線偏光に
は戻らない。これは、一方のセルに対する電圧印加によ
って２つのセル間の対称性が崩れ、それにより、光学的
な相補性が失なわれるためである。

従って、電圧印加された部分の色は、セル厚（ｄ）や液
晶材料の光学異方性（八〇）、偏光板の角度等を適当に
選ぶことで黒／白表示が可能となる。

また、第１の液晶セル１７ａ１第２の液晶セル１７ｂと
もに、同じ電圧を印加すると、第１の液晶セル１７８１
第２の液晶セル１７ｂとも液晶分子の配向角が同じにな
り、この場合も２つのセルは光学的に相補な性質をもつ
ようになる。このとき第２の液晶セル１７ｂを通過した
透過光の楕円偏光１０２は第１の液晶セル１７ａを通過
すると直線偏光に戻り、直線偏光の偏光方向と偏光板の
偏光軸が平行のときは上述した通り、背景は白（Ｎｏｒ
Ｉｌｌａｌｌｙ　’ｄ旧ｔｅ）、直交すれば黒（Ｎｏｒ
ＩＩｌａｌ　ＩｙＢｌａｃｋ）となる。

以上のことから、このような構成の液晶表示装置におい
ては、第１の液晶セル１７ａまたは第２の液晶セル１７
ｂへの電圧の印加により以下の表に示すように表示色が
決定されることがわがる。

本発明は、上表の特徴を用いたものであり、以下、本発
明の動作について説明する。

第４図（ａ）は本例の液晶表示装置の１列分の画素を取
り出した図で、第１の液晶セル１７ａの画素２１ａと第
２の液晶セル１７ｂの画素２１ｂとは、中央部電極１２
ａ、１２ｂ即ち、走査電極方向に電極ストライブ幅の１
／２ピツチずれている。

ここで、第１の液晶セル１７ａの画素２１ａは第４図（
ｂ）に示すように１つおきに駆動し、また、第２の液晶
セル１７ｂの画素２１ｂは第４図（Ｃ）に示すように駆
動することにより、第４図（ｄ）の表示状態が得られる
。

このように、従来の解像度の画素構造を用いた液晶セル
をずらして組合わせることにより、２倍の解像度の表示
が可能になる。

ここで、表示装置として用いる場合を考えると、全ての
文字、グラフィックは一般に、列または行方向に例えば
黒状態が画素間で連続している場合と、黒状態の画素間
が奇数の場合、そして黒状態の画素間が偶数の場合の３
種類に分類できる。

このことから、すべての文字、グラフィックは第４図の
原理を用いてそれぞれの列で表わせば文字、グラフィッ
クが表現できることがゎがる。このとき、１画素の形状
を正方形にするため、各画素の辺の長さを１：２に形成
することが望ましい。

本実施例において第１の液晶セル１７ａ１第２の液晶セ
ル１７ｂに所定の走査信号および、データ信号を、ｌ／
２００ｄｕｔｙでマルチフレクス駆動したとき、１つの
画素サイズは０．３０ｘ　Ｏ，３０ｍｍで全体の画素数
は８００　Ｘ　８００−８４００００画素となり、一方
の液晶セルの画素数の２倍になり、高精細な表示が得ら
れた。

尚、本発明は、ＴＮ型はもちろん、ＳＴＮ型、ＳＢＥ型
の液晶表示装置全てに適用可能であるが、大画面化に可
能なツイスト角１８０°〜２７００のＳＴＮ型液晶表示
素子への適用が好適である。

実施例２ 実施例１における透明電極１２ａおよび１４ａ１または
１２ａおよび１２ｂで形成される画素サイズが０．７０
ｘ　Ｏ，３５（ａｍ）で、全体の画素数２００　Ｘ４０
０−ｓｏｏｏｏ画素とした。

第１の液晶セル１７ａにおいて右回りツイスト角ｖ＋−
９ｏ’で配向させ、第２の液晶セル１７ｂにおいては左
回りにツイスト角Ｖ２−９０”とした。

第１、第２のセル厚ｄ＋、ｄ２はともに８．８μｍであ
る。

液晶組成物として第１の液晶セル１７ａにはＺＬ　ｌ−
１５５７（Ｅ　、メルク社製）に右回りカイラル剤とし
てＣＭ−２０（チッソ社製）を添加したものを用い、第
２の液晶セル１７ｂには同じ＜ＺＬＩ〜１５５７に左回
りカイラル剤としてＳ−８１１（Ｅ、　メルク社製）を
添加したものを用いた。

これらの液晶組成物の複屈折率Δｎ１、Δｎ２はともに
０．１１４でプレチルト角θ１、θ２は、約１＠であっ
た。従ってリタデーションＲ−１，０μ厘となる。

このような第１の液晶セル１７ａと第２の液晶セル１７
ｂの前後に、第１、第２の偏光板１８ａ１１８ｂとしテ
Ｌ　Ｌ　Ｃ２−８１−１８（王立電気社製）を配置した
。

この実施例において第１の液晶セル１７ａｓｍ２の液晶
セル１７ｂに所定の走査信号およびデータ信号を１／Ｉ
（１（ｌｄｕｔｙでマルチブレクス駆動したとき、１つ
の画素サイズは０．３５Ｘ　Ｏ，３５ａａ＋で全体の画
素数は４００　Ｘ４００−１６００００画素となった。

実施例３ 実施例１において、第１および第２の偏光板１８ａ、１
８ｂのどちらか１方を９０°ずらして液晶表示素子を作
製した。このとき実施例１とネガポジが反転し、同様に
８４００００画素からなる高精細な表示が得られた。

実施例４ 実施例２において、第１および第２の偏光板１８ａ、１
８ｂのどちらか１方を９０６ずらして液晶素子を作製し
た。このとき実施例２とネガポジが反転し、同様に１１
１００００画素からなる高精細な表示が得られた。

実施例５ 以上の実施例において、基板を４枚構成として液晶表示
素子を作製したが、実施例１と何の遜色もなく高精細な
表示が得られた。

尚、本発明の液晶セルの背面に光源を置きスクリーンに
投射して用いることももちろん可能である。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明の液晶表示装置によれば、
背景が無彩色で明るい、高精細なドツトマトリクス形液
晶表示装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の液晶表示装置の断面図、第
２図は実施例の液晶表示装置における配向方向の関係を
示す図、第３図は２層構成セルの原理を示す図、第４図
は本発明の基本的動作を示す図、第５図は従来の液晶表
示装置の構成を示す図である。 １１・・・・・・・・・中央基板 １２ａ、１２ｂ・・・透明電極 １３ａ・・・・・・第１の基板 １３ｂ・・・・・・第２の基板 １４ａ、１４ｂ・・・・・・透明電極 １５ａ、１５ｂ・・・液晶組成物 １７ａ・・・・・・第１の液晶セル １７ｂ・・・・・・第２の液晶セル １８ａ・・・・・・第１の偏光板 １８ｂ・・・・・・第２の偏光板 、　　　　　　　　　　　　　　ｆ） １８ａ 第２ 第３ズ ３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 多数の帯状走査電極を形成した基板と、この基板に対向
   配置され、前記帯状走査電極とほぼ直交する方向に多数
   形成された帯状信号電極を有する基板と、上記両基板に
   挟持された液晶組成物とを備えた液晶セルを複数積層し
   てなる液晶表示装置において、 前記各液晶セルの帯状走査電極と前記帯状信号電極のい
   ずれか一方の電極の帯ピッチを、他の液晶セルの帯状走
   査電極または帯状信号電極のいずれか一方の電極の帯ピ
   ッチとずらして形成したことを特徴とする液晶表示装置
   。