JPH06324306A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な駆動電源で階調表示ができる液晶表示
装置を得る。 【構成】 一方に複数の画素電極４を形成した２枚の基
板３、５間に液晶層６を挟んだ液晶表示セル１と、前記
電極に電圧を印加する駆動電源１８とを有し、液晶表示
セルの各画素電極４は面積の異なる複数の分割電極部４
1 〜４5 からなり、各分割電極部を駆動電源１８により
独立して駆動する液晶表示装置。
装置を得る。 【構成】 一方に複数の画素電極４を形成した２枚の基
板３、５間に液晶層６を挟んだ液晶表示セル１と、前記
電極に電圧を印加する駆動電源１８とを有し、液晶表示
セルの各画素電極４は面積の異なる複数の分割電極部４
1 〜４5 からなり、各分割電極部を駆動電源１８により
独立して駆動する液晶表示装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、濃淡の階調が表示でき
る液晶表示装置に関する。
る液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、液晶表示装置で階調を表示するに
は、アクティブマトリクス型を例にとると図３に概念図
で示すように液晶表示部の透過率が所望の値になる電界
が液晶層に印加されるように画素電極の電位を与えてい
た。すなわち、各画素電極４は画素ＴＦＴ１３により、
ゲート線１１および信号線１２に結線され、信号線１２
に接続された信号線スイッチ用ＴＦＴ１４を介して図４
に示すアナログ電圧Ｖ1乃至Ｖ2 が入力される。しかし
ながら、液晶の印加電圧対透過率の関係は図４に示すよ
うに線形にはなっておらず、しかも不透過から透過への
変化は印加電圧に敏感に変化する。このため正確な階調
を表示するためには、非直線を補正するいわゆるガンマ
補正回路１７及び印加電圧を正確に与えるための駆動電
源１８が不可欠であった。
は、アクティブマトリクス型を例にとると図３に概念図
で示すように液晶表示部の透過率が所望の値になる電界
が液晶層に印加されるように画素電極の電位を与えてい
た。すなわち、各画素電極４は画素ＴＦＴ１３により、
ゲート線１１および信号線１２に結線され、信号線１２
に接続された信号線スイッチ用ＴＦＴ１４を介して図４
に示すアナログ電圧Ｖ1乃至Ｖ2 が入力される。しかし
ながら、液晶の印加電圧対透過率の関係は図４に示すよ
うに線形にはなっておらず、しかも不透過から透過への
変化は印加電圧に敏感に変化する。このため正確な階調
を表示するためには、非直線を補正するいわゆるガンマ
補正回路１７及び印加電圧を正確に与えるための駆動電
源１８が不可欠であった。
【０００３】さらに液晶材料によっては透過から不透
過、不透過から透過への中間値で透過率が異なるいわゆ
るヒステリシスが存在するもの、印加電圧が中間値を与
える条件では応答速度が大幅に遅くなるなどの欠点のあ
るものがある。
過、不透過から透過への中間値で透過率が異なるいわゆ
るヒステリシスが存在するもの、印加電圧が中間値を与
える条件では応答速度が大幅に遅くなるなどの欠点のあ
るものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、自然な階調
表示が可能でありながら複雑な補正回路および正確な出
力電圧を発生する高精度な駆動回路を省略できる液晶表
示装置を構成することにある。
表示が可能でありながら複雑な補正回路および正確な出
力電圧を発生する高精度な駆動回路を省略できる液晶表
示装置を構成することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、電極を有する
第１の基板と、複数の画素電極を有し前記第１の基板に
所定間隔を置いてかつ前記１の基板の電極と前記画素電
極とが対向するように配置される第２の基板と、前記第
１および第２の基板間で挟持される液晶層とからなる液
晶表示セルと、前記電極に電圧を印加する駆動電源とを
具備してなる液晶表示装置において、前記各画素電極は
面積の異なる複数の分割電極部からなり、各分割電極部
が前記駆動電源により独立して駆動可能にされてなるこ
とを特徴とする液晶表示装置を提供するものである。
第１の基板と、複数の画素電極を有し前記第１の基板に
所定間隔を置いてかつ前記１の基板の電極と前記画素電
極とが対向するように配置される第２の基板と、前記第
１および第２の基板間で挟持される液晶層とからなる液
晶表示セルと、前記電極に電圧を印加する駆動電源とを
具備してなる液晶表示装置において、前記各画素電極は
面積の異なる複数の分割電極部からなり、各分割電極部
が前記駆動電源により独立して駆動可能にされてなるこ
とを特徴とする液晶表示装置を提供するものである。
【０００６】また、前記駆動電源は前記画素電極の複数
の分割電極部の各分割電極部に２値の電圧を選択的に印
加する手段を具備し、１画素を構成する画素電極の面積
を複数通りに可変させることができることを特徴とする
液晶表示装置を提供するものである。
の分割電極部の各分割電極部に２値の電圧を選択的に印
加する手段を具備し、１画素を構成する画素電極の面積
を複数通りに可変させることができることを特徴とする
液晶表示装置を提供するものである。
【０００７】さらに、１画素電極を構成する面積の異な
る複数の分割電極部の各面積の大きさがほぼ２の等比級
数の比率で異なる事を特徴とする液晶表示装置を提供す
るものである。
る複数の分割電極部の各面積の大きさがほぼ２の等比級
数の比率で異なる事を特徴とする液晶表示装置を提供す
るものである。
【０００８】
【作用】従来階調表示をするのに、画素電極に印加する
電圧をその階調に対応する電圧で調整していたのに対
し、本発明では画素電極をそれぞれ面積の異なる複数の
分割電極部に分割し、各分割電極部には透過に対応する
電圧か不透過に対応する電圧かいずれか一方の電圧を印
加するいわゆる２値表示とする。階調の表示は複数の透
過状態にある画素電極の合計面積で行うものである。
電圧をその階調に対応する電圧で調整していたのに対
し、本発明では画素電極をそれぞれ面積の異なる複数の
分割電極部に分割し、各分割電極部には透過に対応する
電圧か不透過に対応する電圧かいずれか一方の電圧を印
加するいわゆる２値表示とする。階調の表示は複数の透
過状態にある画素電極の合計面積で行うものである。
【０００９】すなわち、従来輝度（透過率）の階調表示
は印加電圧の制御で行っていたものを、本発明では透
過、不透過のいずれかのみを選択し、代わりに透過状態
の画素電極の合計面積で等価的に平均輝度（平均透過
率）を制御して、視覚的に階調表示を行うものである。
は印加電圧の制御で行っていたものを、本発明では透
過、不透過のいずれかのみを選択し、代わりに透過状態
の画素電極の合計面積で等価的に平均輝度（平均透過
率）を制御して、視覚的に階調表示を行うものである。
【００１０】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
【００１１】（実施例１）図１は本発明の実施例を説明
する略平面図、図２は図１のＡ−Ａ線切断による略断面
図である。なお、従来装置を示す図３と共通の符号の部
分は同様の部分を示す。
する略平面図、図２は図１のＡ−Ａ線切断による略断面
図である。なお、従来装置を示す図３と共通の符号の部
分は同様の部分を示す。
【００１２】図２に示すように、液晶表示セル１はＩＴ
Ｏでできた透明共通電極２を有するガラスの上基板３
と、ＩＴＯでできた複数の画素電極４、４を有するガラ
スの下基板５とを、各電極２、４が対向するように約５
μｍの間隔を置いて配置し、この間で液晶層６を挟持す
るように充填する。各画素電極４は液晶表示セル１の各
１画素を形成するもので、図１に示すように、異なる面
積をもつ複数の分割電極部すなわち方形の分割電極部４
1 、かぎ型の分割電極部４2 、４3 、４4 、４5からな
り、３００μｍ角の画素面積に最小面積の分割電極部４
1 から面積Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 、Ｓ5 と面積が増加
する配置構成となっている。最小分割電極部面積Ｓ1 は
約５４μｍ角である。
Ｏでできた透明共通電極２を有するガラスの上基板３
と、ＩＴＯでできた複数の画素電極４、４を有するガラ
スの下基板５とを、各電極２、４が対向するように約５
μｍの間隔を置いて配置し、この間で液晶層６を挟持す
るように充填する。各画素電極４は液晶表示セル１の各
１画素を形成するもので、図１に示すように、異なる面
積をもつ複数の分割電極部すなわち方形の分割電極部４
1 、かぎ型の分割電極部４2 、４3 、４4 、４5からな
り、３００μｍ角の画素面積に最小面積の分割電極部４
1 から面積Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 、Ｓ5 と面積が増加
する配置構成となっている。最小分割電極部面積Ｓ1 は
約５４μｍ角である。
【００１３】さらに各分割電極部４1 〜４5 は独立した
電圧が印加されるように相互に電気的に絶縁され、それ
ぞれがＴＦＴからなる画素スイッチング素子１３1 〜１
３5に接続され、この素子を通して信号線１２1 〜１２5
に接続される。信号線１２1 〜１２5 は信号線スイッ
チ用ＴＦＴ素子１４1 〜１４5 を経て入力信号線１５に
接続される。信号線スイッチ用ＴＦＴ素子１４1 〜１４
5 のゲート電極は走査用シフトレジスタ回路１６に共通
接続される。また、画素スイッチング素子１３1 〜１３
5 のゲート電極は共通に走査線１１に接続される。
電圧が印加されるように相互に電気的に絶縁され、それ
ぞれがＴＦＴからなる画素スイッチング素子１３1 〜１
３5に接続され、この素子を通して信号線１２1 〜１２5
に接続される。信号線１２1 〜１２5 は信号線スイッ
チ用ＴＦＴ素子１４1 〜１４5 を経て入力信号線１５に
接続される。信号線スイッチ用ＴＦＴ素子１４1 〜１４
5 のゲート電極は走査用シフトレジスタ回路１６に共通
接続される。また、画素スイッチング素子１３1 〜１３
5 のゲート電極は共通に走査線１１に接続される。
【００１４】以上のように本実施例では、１画素を構成
する画素電極が各々面積の異なる分割電極部４1 、４2
、４3 、４4 、４5 で構成される。駆動電源１８から
この分割電極部に印加する電圧はセルを光が透過する条
件となる十分低い電圧乃至は不透過となる十分高い電圧
のいずれかを選択的に印加する。
する画素電極が各々面積の異なる分割電極部４1 、４2
、４3 、４4 、４5 で構成される。駆動電源１８から
この分割電極部に印加する電圧はセルを光が透過する条
件となる十分低い電圧乃至は不透過となる十分高い電圧
のいずれかを選択的に印加する。
【００１５】次に分割された画素電極の面積配分につい
て説明する。輝度（透過率）は透過状態にある画素電極
の合計面積で制御するものであるから、各画素電極の面
積比は下式のように定める（ｎは整数）。 Ｓn ＝Ｓ0 ・２n-1 （１） 本実施例では３２階調表示をすることができ、この場合
画素電極はＳ1 （＝Ｓ0 ），Ｓ2 （＝２Ｓ0 ），Ｓ3
（＝４Ｓ0 ），Ｓ4 （＝８Ｓ0)，Ｓ5 （＝１６Ｓ0 ）の
５画素の組合わせで実現できる。最大輝度は全画素透過
状態で透過画素総面積は３１Ｓ0 となる。
て説明する。輝度（透過率）は透過状態にある画素電極
の合計面積で制御するものであるから、各画素電極の面
積比は下式のように定める（ｎは整数）。 Ｓn ＝Ｓ0 ・２n-1 （１） 本実施例では３２階調表示をすることができ、この場合
画素電極はＳ1 （＝Ｓ0 ），Ｓ2 （＝２Ｓ0 ），Ｓ3
（＝４Ｓ0 ），Ｓ4 （＝８Ｓ0)，Ｓ5 （＝１６Ｓ0 ）の
５画素の組合わせで実現できる。最大輝度は全画素透過
状態で透過画素総面積は３１Ｓ0 となる。
【００１６】一例として５Ｓ0 に対応する輝度はＳ1 と
Ｓ3 の分割電極部４1 、４3 を透過状態とし、Ｓ2 、Ｓ
4 、Ｓ5 の面積の分割電極部４1 、４4 、４5 を不透過
状態になるよう選択的に制御することで実現する。同様
にして他の階調を分割電極部の選択的駆動で実現するこ
とができる。
Ｓ3 の分割電極部４1 、４3 を透過状態とし、Ｓ2 、Ｓ
4 、Ｓ5 の面積の分割電極部４1 、４4 、４5 を不透過
状態になるよう選択的に制御することで実現する。同様
にして他の階調を分割電極部の選択的駆動で実現するこ
とができる。
【００１７】以上のように任意の階調は２進数表示され
たときの桁数の画素電極の分割数で実現され、またそれ
ぞれの輝度は２進数表示した時の１が立つ桁数に対応し
た画素電極を透過状態に選択することで制御できる。表
示信号がディジタル信号の場合、一般にその桁数ごとに
並列に１あるいは０のディジタル信号が入力される。従
来は周辺回路ないしは駆動回路内部においてディジタル
信号をアナログ信号に変換していたが、本実施例では第
１図のようにそれぞれの桁数の１あるいは０のディジタ
ル信号に対応した電位をそのまま画素電極に入力する。
たときの桁数の画素電極の分割数で実現され、またそれ
ぞれの輝度は２進数表示した時の１が立つ桁数に対応し
た画素電極を透過状態に選択することで制御できる。表
示信号がディジタル信号の場合、一般にその桁数ごとに
並列に１あるいは０のディジタル信号が入力される。従
来は周辺回路ないしは駆動回路内部においてディジタル
信号をアナログ信号に変換していたが、本実施例では第
１図のようにそれぞれの桁数の１あるいは０のディジタ
ル信号に対応した電位をそのまま画素電極に入力する。
【００１８】実際には、画素電極の周辺部分では不透過
となる印加電圧でも僅かに半透過となるなど必ずしも画
素電極の面積と透過光の光量が比例関係にない、また透
過光の光量と視覚における明るさの感度が線形関係にな
いなどの点を考慮すると上記画素面積の配分は（１）式
に補正をする必要があるが、実験データに基づく補正は
容易である。
となる印加電圧でも僅かに半透過となるなど必ずしも画
素電極の面積と透過光の光量が比例関係にない、また透
過光の光量と視覚における明るさの感度が線形関係にな
いなどの点を考慮すると上記画素面積の配分は（１）式
に補正をする必要があるが、実験データに基づく補正は
容易である。
【００１９】なお本発明のように画素の濃淡を、透過、
不透過の面積の組み合わせで自然に表示することが可能
であるのは、本来の画素のピッチが３００μｍ以下の場
合で、それ以上のピッチにおいては分割後の画素の形状
が視覚に反映され自然な濃淡に表現ができなくなる。
不透過の面積の組み合わせで自然に表示することが可能
であるのは、本来の画素のピッチが３００μｍ以下の場
合で、それ以上のピッチにおいては分割後の画素の形状
が視覚に反映され自然な濃淡に表現ができなくなる。
【００２０】（実施例２）１画素を形成する分割電極部
の数は、印加する電圧を３値にすることで、減らすこと
ができる。図４における選択電圧（透過）をＶ1 、非選
択電圧（不透過）をＶ2 とすると、その中間電圧を半透
過電圧に選定する。従来装置では、８階調の場合、Ｖ1
−Ｖ2 間を７分割して、階調表示をしていたものである
が、本実施例の場合は、非常に単純な３値構成とする。
図５に示すように、１画素電極の分割電極部の数は面積
比が１：２の２個の電極部２１、２２で構成し、これに
３値の電圧を選択的に印加することにより８階調表示が
可能になる。セル構成および駆動電源が簡単でよく、製
造、動作を含めて利点がある。
の数は、印加する電圧を３値にすることで、減らすこと
ができる。図４における選択電圧（透過）をＶ1 、非選
択電圧（不透過）をＶ2 とすると、その中間電圧を半透
過電圧に選定する。従来装置では、８階調の場合、Ｖ1
−Ｖ2 間を７分割して、階調表示をしていたものである
が、本実施例の場合は、非常に単純な３値構成とする。
図５に示すように、１画素電極の分割電極部の数は面積
比が１：２の２個の電極部２１、２２で構成し、これに
３値の電圧を選択的に印加することにより８階調表示が
可能になる。セル構成および駆動電源が簡単でよく、製
造、動作を含めて利点がある。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の複数分割電
極部の２値駆動の構成によれば画素電極に印加する電圧
は透過状態か不透過状態かを与える２値のいずれかでよ
く、液晶の印加電界対透過率の非線形性、ヒステリシ
ス、中間値での応答速度が遅い特性等は大幅に改善され
ることは明らかである。さらに、隣接画素、信号線との
信号の回り込み（クロストーク）などの影響も、これら
は微小な電位変化であるため液晶の透過、不透過には変
化を及ぼさない。同様に駆動回路の出力電圧も微小な変
動は表示に影響を与えないことはあきらかである。
極部の２値駆動の構成によれば画素電極に印加する電圧
は透過状態か不透過状態かを与える２値のいずれかでよ
く、液晶の印加電界対透過率の非線形性、ヒステリシ
ス、中間値での応答速度が遅い特性等は大幅に改善され
ることは明らかである。さらに、隣接画素、信号線との
信号の回り込み（クロストーク）などの影響も、これら
は微小な電位変化であるため液晶の透過、不透過には変
化を及ぼさない。同様に駆動回路の出力電圧も微小な変
動は表示に影響を与えないことはあきらかである。
【００２２】さらに階調表示の場合、信号がディジタル
で入力されるがディジタルからアナログへのいわゆるＡ
Ｄ変換は本発明では不用となり周辺回路は大幅に簡略化
される。
で入力されるがディジタルからアナログへのいわゆるＡ
Ｄ変換は本発明では不用となり周辺回路は大幅に簡略化
される。
【００２３】複数分割電極部の３値駆動の構成によれ
ば、最小限の分割電極数でしかも駆動電源に大きな負担
を強いることがなく、比較的多くの階調表示を達成する
ことができる。
ば、最小限の分割電極数でしかも駆動電源に大きな負担
を強いることがなく、比較的多くの階調表示を達成する
ことができる。
【図１】本発明の構成の一実施例を説明する略一部平面
図。
図。
【図２】図１をＡ−Ａ線で切断して矢印方向にみた略断
面図。
面図。
【図３】従来の液晶表示装置を示す略一部平面図。
【図４】従来の液晶表示装置の透過率−印加電圧特性を
示す曲線図。
示す曲線図。
【図５】本発明の他の実施例を示す略一部平面図。
１…液晶表示セル ２…電極 ３…上基板 ４…画素電極 ４1 、４2 、４3 、４4 、４5 …分割電極部 ５…下基板 ６…液晶層 １１…ゲート線 １２1 〜１２5 …信号線 １３1 〜１３5 …画素ＴＦＴ １４1 〜１４5 …信号線スイッチ用ＴＦＴ １５…入力信号線 １６…走査用シフトレジスタ回路 １８…駆動電源
Claims (3)
- 【請求項１】 電極を有する第１の基板と、複数の画素
電極を有し前記第１の基板に所定間隔を置いてかつ前記
１の基板の電極と前記画素電極とが対向するように配置
される第２の基板と、前記第１および第２の基板間で挟
持される液晶層とからなる液晶表示セルと、前記電極に
電圧を印加する駆動電源とを具備してなる液晶表示装置
において、前記各画素電極は面積の異なる複数の分割電
極部からなり、各分割電極部が前記駆動電源により独立
して駆動可能にされてなることを特徴とする液晶表示装
置。 - 【請求項２】 前記駆動電源は前記画素電極の複数の分
割電極部の各分割電極部に２値の電圧を選択的に印加す
る手段を具備し、１画素を構成する画素電極の面積を複
数通りに可変させることができることを特徴とする請求
項１記載の液晶表示装置。 - 【請求項３】 １画素電極を構成する面積の異なる複数
の分割電極部の各面積の大きさがほぼ２の等比級数の比
率で異なる事を特徴とする請求項１記載の液晶表示装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10862993A JPH06324306A (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10862993A JPH06324306A (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06324306A true JPH06324306A (ja) | 1994-11-25 |
Family
ID=14489646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10862993A Pending JPH06324306A (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06324306A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6335778B1 (en) | 1996-08-28 | 2002-01-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Active matrix type liquid crystal display device using driver circuits which latch-in data during horizontal blanking period |
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-
1993
- 1993-05-11 JP JP10862993A patent/JPH06324306A/ja active Pending
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| US10025145B2 (en) | 2013-03-25 | 2018-07-17 | Japan Display Inc. | Display device and electronic apparatus |
| CN106918944B (zh) * | 2013-03-25 | 2021-03-12 | 株式会社日本显示器 | 显示装置 |
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