JPH027074B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH027074B2 JPH027074B2 JP59242875A JP24287584A JPH027074B2 JP H027074 B2 JPH027074 B2 JP H027074B2 JP 59242875 A JP59242875 A JP 59242875A JP 24287584 A JP24287584 A JP 24287584A JP H027074 B2 JPH027074 B2 JP H027074B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- pixel
- electrodes
- active matrix
- crystal layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は情報機器ないし映像機器に使用される
高性能の液晶表示装置に関するものである。
高性能の液晶表示装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
一般にＸ−Ｙマトリクス型液晶表示装置では、
Ｘ電極とＹ電極は第１図に示す如く、平行帯状電
極群より成り、これらが液晶層をはさみ互に直交
するように配置され、電極交点部分が１画素に相
当しており、１画素内では、周辺の電界の乱れを
無視すれば、平等電界が印加される様に構成され
ている。しかるに、大量の情報を表示する為の画
素数の多いマトリクス型表示パネルでは、クロス
トークを防止し鮮明な表示を達成するには、各画
素は電気光学特性に於て明確な閾値特性を有して
いなければならず、もつぱら液晶材料の特性向上
に期待がよせられている。
Ｘ電極とＹ電極は第１図に示す如く、平行帯状電
極群より成り、これらが液晶層をはさみ互に直交
するように配置され、電極交点部分が１画素に相
当しており、１画素内では、周辺の電界の乱れを
無視すれば、平等電界が印加される様に構成され
ている。しかるに、大量の情報を表示する為の画
素数の多いマトリクス型表示パネルでは、クロス
トークを防止し鮮明な表示を達成するには、各画
素は電気光学特性に於て明確な閾値特性を有して
いなければならず、もつぱら液晶材料の特性向上
に期待がよせられている。
一方、Ｘ−Ｙ電極間に液晶をはさみ込んだ、い
わゆる単純マトリクス型の表示装置では、上に述
べた閾値特性の不十分さ故に映像等の大容量表示
が困難なことから各画素に薄膜トランジスタ（以
下TFTと略す）、MOS−FET、非直線抵抗素子
（バリスタ、ダイオード、MIMなど）等を付加す
るいわゆるアクテイブマトリクスの開発が盛んで
あり、既にTFTやMOS−FETを導入したアクテ
イブマトリクス型液晶テレビが市販されるに到つ
ている。
わゆる単純マトリクス型の表示装置では、上に述
べた閾値特性の不十分さ故に映像等の大容量表示
が困難なことから各画素に薄膜トランジスタ（以
下TFTと略す）、MOS−FET、非直線抵抗素子
（バリスタ、ダイオード、MIMなど）等を付加す
るいわゆるアクテイブマトリクスの開発が盛んで
あり、既にTFTやMOS−FETを導入したアクテ
イブマトリクス型液晶テレビが市販されるに到つ
ている。
この様なアクテイブマトリクス型液晶TVでは
表示の目的が映像であるが故に、中間調を忠実に
再生しなければならず、単純マトリクスに於て大
容量の２値表示を実現する時とは、全く逆に、液
晶には、輝度−電圧特性に於て、なだらかなカー
ブを描くものが要求される。
表示の目的が映像であるが故に、中間調を忠実に
再生しなければならず、単純マトリクスに於て大
容量の２値表示を実現する時とは、全く逆に、液
晶には、輝度−電圧特性に於て、なだらかなカー
ブを描くものが要求される。
現在広く用いられているねじれネマチツク液晶
（以下TN液晶と呼ぶ）は、いずれの用途に於て
も中途半破な特性を示し、走査線数の多い単純マ
トリクスによる２値表示ないし、階調再現性に優
れたアクテイブマトリクス型映像表示のいずれも
不満足な状態であつた。
（以下TN液晶と呼ぶ）は、いずれの用途に於て
も中途半破な特性を示し、走査線数の多い単純マ
トリクスによる２値表示ないし、階調再現性に優
れたアクテイブマトリクス型映像表示のいずれも
不満足な状態であつた。
発明の目的
本発明は、コントラストに優れた大容量の単純
マトリクスによる２値表示ないし、階調再現性に
優れたアクテイブマトリクス型映像表示を実現す
ることを目的とする。
マトリクスによる２値表示ないし、階調再現性に
優れたアクテイブマトリクス型映像表示を実現す
ることを目的とする。
発明の構成
本発明の液晶表示装置は、液晶層をはさむ一対
の電極が、１画素を単位として、少くとも一方が
点状ないし線状の溝を設けることによつて模様状
に形成されてあり、液晶層に強制的に不均一電界
を印加し、従来の如き、平等電界が印加されるよ
うに構成された装置では達成しえなかつた電気光
学特性を実現するところに特徴を有する。
の電極が、１画素を単位として、少くとも一方が
点状ないし線状の溝を設けることによつて模様状
に形成されてあり、液晶層に強制的に不均一電界
を印加し、従来の如き、平等電界が印加されるよ
うに構成された装置では達成しえなかつた電気光
学特性を実現するところに特徴を有する。
実施例の説明
以下図面に従つて本発明の液晶表示装置の構成
についてのべる。
についてのべる。
TN液晶セルは電極面に対して液晶分子が若干
のチルト角を有する状態でほぼ平行に配列し、上
下電極間で分子が互に90゜ねじれる様に配向させ
てあり、パネルの外側には、一対の偏光板が偏光
軸が互に平行（ネガ型）ないし垂直（ポジ型）に
なる様に設けられている。偏光板の偏光軸の方向
は、最も近い液晶分子の方向に一致しているか直
交するかいずれかである。
のチルト角を有する状態でほぼ平行に配列し、上
下電極間で分子が互に90゜ねじれる様に配向させ
てあり、パネルの外側には、一対の偏光板が偏光
軸が互に平行（ネガ型）ないし垂直（ポジ型）に
なる様に設けられている。偏光板の偏光軸の方向
は、最も近い液晶分子の方向に一致しているか直
交するかいずれかである。
実際のネガ型TNセルの輝度Ｂと印加電圧Ｖの
関係を第２図曲線１で示す。これは第１図に示す
如き電極構成の場合、すなわち１画素に相当する
液晶部分には、実質的に平等電圧が印加される場
合の特性である。第２図の輝度−電圧特性に於
て、輝度が10％変化する電圧を閾値電圧VTとい
い、輝度が90％変化する電圧をVSとすると、閾
値特性γとは、γ＝VS／VTで与えられ、単純マ
トリクスで大容量表示を実現するには、γ値がで
きるだけ１に近い特性が要求され、一方、アクテ
イブマトリクス等に於て階調を忠実に再現しよう
とすると、駆動電圧の許す範囲内でできるだけ大
きなγ値を示す液晶が要求される。
関係を第２図曲線１で示す。これは第１図に示す
如き電極構成の場合、すなわち１画素に相当する
液晶部分には、実質的に平等電圧が印加される場
合の特性である。第２図の輝度−電圧特性に於
て、輝度が10％変化する電圧を閾値電圧VTとい
い、輝度が90％変化する電圧をVSとすると、閾
値特性γとは、γ＝VS／VTで与えられ、単純マ
トリクスで大容量表示を実現するには、γ値がで
きるだけ１に近い特性が要求され、一方、アクテ
イブマトリクス等に於て階調を忠実に再現しよう
とすると、駆動電圧の許す範囲内でできるだけ大
きなγ値を示す液晶が要求される。
すなわち前者の目的には曲線２の特性が、後者
の目的には曲線３の特性が望ましい訳である。そ
の為に従来は、上記目的に応じて液晶材料組成を
変える手法が主としてとられていたが、γ値を変
えると必然的に応答速度や、使用温度範囲、閾値
電圧等が変わつてしまい、目的に合つた液晶材料
組成を見出すことははなはだ困難な作業であり、
総合的な特性からみて、γ値には相当な妥協を強
いられるのが実情である。
の目的には曲線３の特性が望ましい訳である。そ
の為に従来は、上記目的に応じて液晶材料組成を
変える手法が主としてとられていたが、γ値を変
えると必然的に応答速度や、使用温度範囲、閾値
電圧等が変わつてしまい、目的に合つた液晶材料
組成を見出すことははなはだ困難な作業であり、
総合的な特性からみて、γ値には相当な妥協を強
いられるのが実情である。
本発明は、セルのγ値を変化させるのに、画素
に印加される電界の強度分布も深く係つているこ
とを見出したことに基づく。
に印加される電界の強度分布も深く係つているこ
とを見出したことに基づく。
すなわち第３図に示す如く、１画素を単位とし
て電極を点状ないし線状の溝を設けることによつ
て模様状に形成し、従来とは異つて、画素に強制
的に不均一電界を印加するように構成すると、一
般に閾値電圧VTの変動を伴うものの、γ値を大
きく変化させうることが見出された。
て電極を点状ないし線状の溝を設けることによつ
て模様状に形成し、従来とは異つて、画素に強制
的に不均一電界を印加するように構成すると、一
般に閾値電圧VTの変動を伴うものの、γ値を大
きく変化させうることが見出された。
電極の模様は第３図以外に、１画素を単位とし
て描けば、第４図のように種々のものが考えられ
る。いずれにしても通常のマトリクス表示パネル
では、画素の大きさは0.2〜0.5mm程度の正方形な
いし長方形が一般的であり、液晶層をはさむ電極
間ギヤツプは5μｍ〜10μｍ程度のものである。
て描けば、第４図のように種々のものが考えられ
る。いずれにしても通常のマトリクス表示パネル
では、画素の大きさは0.2〜0.5mm程度の正方形な
いし長方形が一般的であり、液晶層をはさむ電極
間ギヤツプは5μｍ〜10μｍ程度のものである。
すなわち通常画素の幅は厚みにくらべて数10倍
の、書籍形状であり画素のサイズにくらべて電極
のない部分（図では黒線で示されている）が太す
ぎたり、まばらであつたりすると、画素内部で肉
眼で識別される濃淡が生じて好ましくない。この
様な場合は、たとえば、第３図に示すような４つ
の模様で１画素を構成するように１画素内の模様
を細分化する必要がある。こうすることにより一
画素内の濃淡が見えにくくなる。尚、対向する電
極の一方のみを模様状にしても、両方とも同一な
いし各々異つた模様状に形成した電極を向い合せ
ても液晶層に不均一電界を発生しうるから、目的
に応じた電極の形状を採用すべきである。通常
TN液晶では電極は厚み1000Å前後のスズ入り酸
化インジウムをガラスやプラスチツク基板上に蒸
着ないしスパツタにより成膜した透明電極より成
り、第４図の如き模様は、フオトエツチないしリ
フトオフ法ないしはレーザカツテイング法により
形成できる。いずれにしても、Ｘ、Ｙ帯状電極を
横断してしまうと、電極は断線してしまうから、
横切らない範囲内で模様化する必要がある。
の、書籍形状であり画素のサイズにくらべて電極
のない部分（図では黒線で示されている）が太す
ぎたり、まばらであつたりすると、画素内部で肉
眼で識別される濃淡が生じて好ましくない。この
様な場合は、たとえば、第３図に示すような４つ
の模様で１画素を構成するように１画素内の模様
を細分化する必要がある。こうすることにより一
画素内の濃淡が見えにくくなる。尚、対向する電
極の一方のみを模様状にしても、両方とも同一な
いし各々異つた模様状に形成した電極を向い合せ
ても液晶層に不均一電界を発生しうるから、目的
に応じた電極の形状を採用すべきである。通常
TN液晶では電極は厚み1000Å前後のスズ入り酸
化インジウムをガラスやプラスチツク基板上に蒸
着ないしスパツタにより成膜した透明電極より成
り、第４図の如き模様は、フオトエツチないしリ
フトオフ法ないしはレーザカツテイング法により
形成できる。いずれにしても、Ｘ、Ｙ帯状電極を
横断してしまうと、電極は断線してしまうから、
横切らない範囲内で模様化する必要がある。
薄膜トランジスタ等を絵素単位で設けたアクテ
イブマトリクスパネルでは、TFTアレーを構成
した基板側に画素電極を有し、対向電極側は表面
面全面に渡つて均一な共通電極であり、Ｘ−Ｙマ
トリクスは、TFTを設けてある基板側に構成さ
れている。この様な場合は、TFT基板側の各画
素電極を各々第４図の如き模様に構成するか、な
いしは、画素に対応する共通電極側に設けるか、
両者共に設けて、上下電極模様の組合わせ効果を
利用すればよい。
イブマトリクスパネルでは、TFTアレーを構成
した基板側に画素電極を有し、対向電極側は表面
面全面に渡つて均一な共通電極であり、Ｘ−Ｙマ
トリクスは、TFTを設けてある基板側に構成さ
れている。この様な場合は、TFT基板側の各画
素電極を各々第４図の如き模様に構成するか、な
いしは、画素に対応する共通電極側に設けるか、
両者共に設けて、上下電極模様の組合わせ効果を
利用すればよい。
従来のような均一電極では、電極面に平行な液
晶層断面では、液晶分子のチルト角、ツイスト角
は一定と見なせたが、不均一電界により駆動され
る本発明のセルでは、ミクロ的に見れば各液晶層
断面に於ても、チルト角、ツイスト角は一定では
ない。γ値に影響する因子は、電極模様、電極溝
幅、長さ及び溝ピツチ、電極間ギヤツプ等のセル
構成パラメータの他、液晶の弾性定数と誘電率、
屈折率異方性等の液晶材料パラメータによつて決
定され、上記セル構成パラメータをどのように設
定すると所定の液晶材料を用いて、γ値を小さく
ないし大きくしうるか、解折的な解を見出すには
到つていない。
晶層断面では、液晶分子のチルト角、ツイスト角
は一定と見なせたが、不均一電界により駆動され
る本発明のセルでは、ミクロ的に見れば各液晶層
断面に於ても、チルト角、ツイスト角は一定では
ない。γ値に影響する因子は、電極模様、電極溝
幅、長さ及び溝ピツチ、電極間ギヤツプ等のセル
構成パラメータの他、液晶の弾性定数と誘電率、
屈折率異方性等の液晶材料パラメータによつて決
定され、上記セル構成パラメータをどのように設
定すると所定の液晶材料を用いて、γ値を小さく
ないし大きくしうるか、解折的な解を見出すには
到つていない。
発明の効果
本発明においては、所定の液晶材料を用いて、
単に電極を模様化するのみでγ値を操作しうるこ
とが可能であり、単純マトリクス高デユーテイの
大容量表示に有用なだけでなく、映像表示には不
可欠な階調再現を果たしうるセルを構成でき、液
晶を用いた情報機器、映像機器の高性能化に大き
く貢献しうるものである。
単に電極を模様化するのみでγ値を操作しうるこ
とが可能であり、単純マトリクス高デユーテイの
大容量表示に有用なだけでなく、映像表示には不
可欠な階調再現を果たしうるセルを構成でき、液
晶を用いた情報機器、映像機器の高性能化に大き
く貢献しうるものである。
第１図は従来のＸ−Ｙマトリクス形液晶表示パ
ネルのＸ、Ｙ電極構成を示す構成図、第２図はネ
ガ型液晶表示セルの輝度−電圧特性を示す特性
図、第３図は本発明の、画素に不均一電界を印加
する為の電極模様の１例を示す図、第４図は本発
明に用いることのできる電極模様の他の例を示す
図である。 １……従来の第１図の電極構成で得られる特性
曲線、２，３……本発明の不均一電界型液晶セル
で得られる特性曲線。
ネルのＸ、Ｙ電極構成を示す構成図、第２図はネ
ガ型液晶表示セルの輝度−電圧特性を示す特性
図、第３図は本発明の、画素に不均一電界を印加
する為の電極模様の１例を示す図、第４図は本発
明に用いることのできる電極模様の他の例を示す
図である。 １……従来の第１図の電極構成で得られる特性
曲線、２，３……本発明の不均一電界型液晶セル
で得られる特性曲線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 互に直交する平行帯状電極群を有する一対の
基板間に液晶層がはさまれてなるＸ−Ｙマトリク
ス型液晶表示装置に於て、Ｘ、Ｙ電極の交点に当
る１画素を単位として、ＸないしＹ電極の少くと
も一方が点状ないし線状の溝を設けることによつ
て模様状に形成されてあり、液晶層に不均一電界
を印加するようにしたことを特徴とする液晶表示
装置。 ２ アクテイブマトリクスアレーと、これと対向
する電極間に液晶層がはさまれてなるアクテイブ
マトリクス型液晶表示装置に於て、アクテイブマ
トリクスアレー側に設けられた画素電極ないし
は、これと対向する電極の少くとも一方が１画素
を単位として、点状ないし線状の溝を設けること
によつて模様状に形成されてあり、液晶層に不均
一電界を印加するようにしたことを特徴とする液
晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59242875A JPS61121087A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59242875A JPS61121087A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61121087A JPS61121087A (ja) | 1986-06-09 |
| JPH027074B2 true JPH027074B2 (ja) | 1990-02-15 |
Family
ID=17095534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59242875A Granted JPS61121087A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61121087A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07117666B2 (ja) * | 1987-10-09 | 1995-12-18 | 佐藤 進 | 液晶装置 |
| JPH087343B2 (ja) * | 1989-05-26 | 1996-01-29 | 松下電器産業株式会社 | 液晶素子とその駆動法 |
| JPH0812347B2 (ja) * | 1989-01-09 | 1996-02-07 | 松下電器産業株式会社 | 液晶素子とその駆動法 |
| EP0534467B1 (en) * | 1991-09-26 | 1997-03-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrode structure of a liquid crystal display device and method of manufacturing the liquid crystal display device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5842030A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | Hitachi Ltd | 表示素子 |
-
1984
- 1984-11-16 JP JP59242875A patent/JPS61121087A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61121087A (ja) | 1986-06-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |