JPH0713177A

JPH0713177A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0713177A
Application number: JP5157596A
Authority: JP
Inventors: Masahito Shoji; 雅人庄子
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-06-28
Filing date: 1993-06-28
Publication date: 1995-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶表示素子の対向する電極間に蓄積される
電荷に起因して発生していた液晶層や配向膜の劣化を避
け、さらに画像表示に係る電極の電位を安定化すること
により、信頼性が高く高品位な表示を実現する液晶表示
装置を提供する。【構成】走査電極５と信号電極７との間に蓄積されて
液晶層９などへの直流電圧印加の原因となっていた電荷
を、第３の電極１９と第４の電極２１により逃がす。あ
るいはこの第３の電極１９と第４の電極２１により液晶
層９を介して走査電極基板１の主面の電位と信号電極基
板３の主面の電位とを同電位にする。あるいは走査電極
５および信号電極７に蓄積されようとする電荷を液晶表
示素子の表示に係る部分の外側に逃がして、液晶層９や
配向膜１５、１７の劣化を避ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走査電極および信号電
極が交差して対向配置されマトリックス状に画素アレイ
を形成する液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】いわゆるＸ−Ｙマトリックス型液晶表示
装置は、ガラスのような材質からなる 2枚の透明基板の
各対向する主面上にＩＴＯ（酸化インジウム錫）等の透
明導電体からなる短冊状の電極を多数列設し、一方の透
明基板上の電極を走査電極とし他方の透明基板上の電極
を信号電極とし、これらの走査電極と信号電極とが交差
して対向するように 2枚の透明基板を所定の間隙を置い
て対向配置し、その間隙に液晶組成物を注入し周囲を封
止材で封止して液晶層とし、前記の走査電極と信号電極
との交差部ごとに液晶層を介して画素を形成してなるも
のである。

【０００３】走査電極には走査選択電位を有する走査パ
ルスを印加して走査電極を線順次に走査選択し、一方の
信号電極には選択電位または非選択電位を有する映像信
号電圧を印加することにより画像表示を行なう。

【０００４】一般的にネマティック液晶を用いたＸ−Ｙ
マトリックス型液晶表示装置においては、液晶分子の配
向方向を制御するために、透明基板の液晶層に接する主
面上に走査電極および信号電極の上を覆うように配向膜
が配設されている。

【０００５】液晶層や配向膜に印加される電圧の直流成
分がこれらを分解し劣化させることが知られており、こ
れを避けるために液晶表示素子の駆動は交流電圧波形、
即ち基準電位を中心に極性が反転する電圧波形で行なわ
れる。その基準電位としては、一般的に走査電圧の走査
非選択電位が用いられる。

【０００６】ところで、一般的に液晶表示素子の電極駆
動用電圧波形の出力手段としては信号電極駆動用ＩＣと
走査電極駆動用ＩＣのような液晶ドライバＩＣと呼ばれ
る専用ＩＣが用いられている。これらは複数の電源電圧
と制御信号を受け取り、その制御信号に応じた駆動電圧
波形を出力するものである。

【０００７】しかしながら、液晶表示装置はこのような
液晶ドライバＩＣを用いているが、例えばその装置の電
源を投入したときに、前記の液晶ドライバＩＣに制御信
号が供給されその液晶ドライバＩＣが制御動作をする前
に電源電圧が供給されたり、あるいは装置の電源をオフ
したときに、液晶ドライバＩＣに供給されている制御信
号が切れた後も電源電圧がある程度の時間供給されるな
どして液晶表示素子に直流電圧が印加され、その直流電
圧印加により液晶層や配向膜などが劣化するという問題
がある。

【０００８】また、液晶表示素子の使用時などに静電気
が発生して液晶表示素子に電荷が蓄積され、この電荷に
より直流電圧が両電極間に印加されて液晶層や配向膜な
どが劣化するという問題がある。

【０００９】例えば画像表示に用いる液晶表示装置を例
にとると、 2枚の電極基板のそれぞれの電極の液晶層を
介して対向する交差部ごとに画素が形成されているが、
この画素部分は電気的には抵抗と容量の並列接続された
回路と等価なものと見なすことができる。

【００１０】従来の一般的な液晶表示装置では、画素の
対向する電極間に形成される電気抵抗が低ければ駆動時
に有効な電圧印加が行なわれないため消費電流が高くな
るので、これを避けるために両電極間に形成される電気
抵抗を十分高い値に設定している。また液晶層に含まれ
る低抵抗の不純物は液晶の劣化の原因となることがあ
り、信頼性を向上させるためにも画素の抵抗は大きい方
がよいとされている。また液晶を配向させるために用い
られる配向膜は液晶よりも比抵抗の高い絶縁膜であるこ
とが多い。このような高抵抗の液晶層や配向膜によって
電極間に形成される電気抵抗は非常に高い値となってい
る。

【００１１】このため、前記のように画素の対向する両
電極に電圧が印加された状態のときに電源スイッチオフ
などにより液晶ドライバＩＣの動作が停止して画素の対
向する電極に電荷が取り残されたとき、あるいは装置の
使用時などに静電気が発生して画素の対向する電極に電
荷が蓄積されたときに、その電荷が画素の両電極間に形
成された電気抵抗を通して放電し終わるまでには、前記
のように画素の対向する電極間に形成された電気抵抗が
高いので時間がかかり、その間画素に直流電圧が印加さ
れ続けた状態になる。その結果、液晶や配向膜を劣化さ
せ、液晶表示装置の寿命を縮めるだけではなく、その劣
化に起因してその部分に表示不良が発生することがあ
る。

【００１２】このような問題に対する対策として、遅延
回路を組み込んで電源電圧と制御信号のタイミングをず
らすことが考えられているが、遅延時間の設定が難し
く、またそのような遅延回路を組み込むことにより製造
コストが高くなってしまう。また静電気により印加され
る直流電圧に起因して発生する問題に対してはこの遅延
回路では対応できない。

【００１３】さらに、液晶表示素子は交流駆動されてい
るが、画素の容量を介して対向する両電極間の電圧の相
互作用により例えばスパイクノイズ状の電位の変動が起
こり、この電位の変動が表示パターンに依存したしきい
値むら、いわゆるクロストークなどの表示不良を引き起
こすという問題がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のマ
ルチプレックス駆動方式のマトリックス型液晶表示装置
においては、液晶表示素子の対向する電極間に電荷が蓄
積し、これにより直流電圧が画素の液晶層や配向膜に印
加されて液晶層や配向膜が劣化し、それによって表示不
良が発生するという問題があった。さらに、電極間の電
圧の相互作用に起因する電位の変動等により、クロスト
ークなどの表示不良が発生するという問題があった。

【００１５】本発明は、上記のような問題を解決するた
めに成されたもので、液晶表示素子の対向する電極間に
蓄積される電荷に起因して発生していた液晶層や配向膜
の劣化を避け、さらに画像表示に係る電極の電位を安定
化することにより、信頼性が高く高品位な表示を実現す
る液晶表示装置を提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、複数の走査電極が列設された走査電極基板と、前記
走査電極に交差して対向する複数の信号電極が列設され
た信号電極基板と、前記走査電極基板と前記信号電極基
板との間に挟持され前記走査電極と前記信号電極との交
差部ごとに画素を形成する液晶層と、前記走査電極に走
査電圧を印加する走査電極駆動手段と、前記信号電極に
映像信号電圧を印加する信号電極駆動手段とを有する液
晶表示装置において、前記液晶層を介して前記信号電極
に対向する第３の電極を、前記走査電極基板上に前記走
査電極に隣り合うように並設し、前記液晶層を介して前
記走査電極に対向する第４の電極を、前記信号電極基板
上に前記信号電極に隣り合うように並設し、前記第３の
電極と前記第４の電極との間に形成される電気抵抗およ
び前記第３の電極と前記信号電極との間に形成される電
気抵抗および前記第３の電極と前記走査電極との間に形
成される電気抵抗を、前記信号電極と前記走査電極との
間に形成される電気抵抗よりも低抵抗に設定してなるこ
とを特徴としている。

【００１７】なお、より詳しくは、前記画素ごとに液晶
層に対して電気的に直列に接続する２端子素子を具備す
る液晶表示装置、例えばＭＩＭ（Metal Insulator Meta
l ）型素子を用いた液晶表示装置にも本発明は適用でき
る。

【００１８】また、前記走査電極駆動手段の出力する走
査非選択電圧を前記第３の電極および前記第４の電極の
少なくとも一方に印加する走査非選択電圧印加手段を具
備するようにしてもよい。

【００１９】さらに、前記第３の電極と前記第４の電極
との間に前記液晶層の代りに別の誘電体、例えば炭素微
粉を混入し分散させた紫外線硬化樹脂からなる誘電体な
どを介挿するようにしてもよい。

【００２０】

【作用】本発明の液晶表示装置は、走査電極基板上に形
成された第３の電極が液晶層を介して信号電極に対向し
ており、また信号電極基板上に形成された第４の電極が
走査電極に液晶層を介して対向している。そしてこれら
第３の電極、第４の電極は液晶層あるいは誘電体を介し
て交差部分で対向しており、この部分の第３の電極と第
４の電極との間に形成される電気抵抗の値は、表示に係
る走査電極と信号電極との間に形成される電気抵抗の値
よりも低い抵抗値に設定されているので、走査電極と信
号電極との間に蓄積されて液晶層などへの直流電圧印加
の原因となっていた電荷を、この第３の電極と第４の電
極により逃がす。あるいはこの第３の電極と第４の電極
とにより液晶層またはこれに代わる誘電体を介して走査
電極基板の主面の電位と信号電極基板の主面の電位とを
同電位にする。

【００２１】このように第３の電極と第４の電極によっ
て、走査電極および信号電極に蓄積されようとする電荷
を液晶表示素子の表示に係る部分の外側に逃がす、ある
いは走査電極の電位と信号電極の電位とを同電位にする
ことにより、直流電圧の印加を解消して液晶層や配向膜
の劣化を避けることができ、その結果、信頼性が高く表
示の高品位な液晶表示装置を実現することができる。

【００２２】また、第３の電極あるいは第４の電極に走
査非選択電圧を印加することにより、その各々に対向す
る信号電極群あるいは走査電極群の駆動時の電位を安定
化することができる。

【００２３】即ち、従来の液晶表示装置では、走査電極
および信号電極の電圧は表示パターンごとに電位変動が
起きる、あるいは基準電圧を中心とした極性反転の際に
電位変動が起きるが、走査電極および信号電極の印加電
圧の変化にともなって信号電極群と走査電極群との間で
相互に対向側の電極に対して例えばスパイクノイズ状の
電位変動が起き、これらの電極には電気抵抗が存在して
いることからこれに起因してクロストークと呼ばれる表
示むらが発生していた。そこで本発明の液晶表示装置に
おいては、第３の電極および第４の電極のうち少なくと
も一方、好ましくは両方に走査非選択電圧を印加し、そ
の第３の電極および第４の電極の各々がそれぞれ対向す
る信号電極７および走査電極５との間に形成する電気容
量により上記のような電極の電位変動を吸収して、走査
電極や信号電極の駆動時の電位変動を抑えクロストーク
などの表示むらの発生を解消することができる。

【００２４】そのような作用をさらに効果的なものとす
るためには、第３の電極と信号電極群との間、第４の電
極と走査電極群との間に介挿される誘電体として液晶層
よりも高い誘電率を有する誘電体、例えば炭素微粉を混
入し分散させた紫外線硬化樹脂からなる誘電体などを用
いることが好適である。

【００２５】また、第３の電極および第４の電極への電
圧印加は同一の電圧印加回路で行なうようにしてもよ
く、あるいは別の回路を用いてもよい。

【００２６】このような本発明の液晶表示装置の作用
を、より具体的に図６および図７の等価回路を用いて説
明する。

【００２７】図６は本発明の液晶表示装置の等価回路を
模式的に示す図である。ここでは説明を簡潔化するため
に信号電極および走査電極が各 2本ずつ、第３の電極お
よび第４の電極が各 1本ずつ設けられた液晶表示装置に
ついて例示する。

【００２８】図６において、走査電極Ｘ1 、Ｘ2 は信号
電極Ｙ1 、Ｙ2 に直角に交差して対向し、その対向部分
で液晶層（図示省略）などを介して表示を直接行なう画
素Ｐ11、Ｐ12、Ｐ21、Ｐ22を形成している。また第３の
電極Ｘ3 は信号電極Ｙ1 、Ｙ2 に直角に交差して対向し
その対向部分で液晶層などを介して表示に係らないダミ
ーの画素Ｐ31、Ｐ32を、また第４の電極Ｙ3 は走査電極
Ｘ1 、Ｘ2 に直角に交差して対向しその対向部分で液晶
層などを介して表示に係らないダミーの画素Ｐ13、Ｐ23
をそれぞれ形成している。また第３の電極Ｘ3 と第４の
電極Ｙ3 は直角に交差して対向しその対向部分で液晶層
などを介して表示に係らないダミーの画素Ｐ33を形成し
ている。

【００２９】一方、第３の電極Ｘ3 と第４の電極Ｙ3 を
持たない従来の液晶表示装置は、電気的には図７のよう
な等価回路で表わすことができる。

【００３０】そしてさらに、上記の画素Ｐ11、Ｐ12、・
・・Ｐ32、Ｐ33は、図６に示すように、それぞれ各画素
の対向する電極間に形成された電気抵抗成分Ｒ11、Ｒ12
・・・と電気容量成分Ｃ11、Ｃ12・・・とが並列に接続
されたものとして電気的に等価回路で表わすことができ
る。

【００３１】また走査電極Ｘ1 、Ｘ2 は走査電極駆動手
段（図示省略）に、信号電極Ｙ1 およびＹ2 は信号電極
駆動手段（図示省略）に、それぞれ接続されている。

【００３２】例えば、画素Ｐ11だけを一例として取り上
げて説明すると、この画素Ｐ11に駆動電圧が印加された
状態でスイッチがオフされ急峻に走査電極Ｘ1 および信
号電極Ｙ1 とそれぞれの電極駆動手段との間の電気接続
が切断され電荷が残留して画素Ｐ11に電圧が印加された
とき、あるいは走査電極Ｘ1 および信号電極Ｙ1 とそれ
ぞれの電極駆動手段との間の電気的接続が切断され駆動
が行なわれないときに、外部などからの静電気によって
画素Ｐ11に電荷が残留し電圧が印加されたとき、図７に
示すような従来の液晶表示装置では、画素Ｐ11に残った
電荷は主に電気抵抗Ｒ11を介して放電されていた。しか
し電気抵抗Ｒ11の抵抗値は前述のように比較的高く設定
されているため、放電には時間がかかり、その間は電荷
が蓄積されたままなので、その電荷によって両電極Ｘ1
、Ｙ1 間に直流的な電圧が印加され、挟持されている
液晶層や配向膜などが劣化していた。

【００３３】そこで本発明に係る液晶表示装置では、対
向する両電極Ｘ1 、Ｙ1 間に蓄積されようとする電荷
を、走査電極Ｘ1 と信号電極Ｙ1 との間に形成された電
気抵抗Ｒ11を通してだけでなく、電気抵抗Ｒ11と比べて
抵抗値の低い第３の電極Ｘ3 と信号電極Ｙ1 との間に形
成された電気抵抗Ｒ31、第４の電極Ｙ3 と走査電極Ｘ1
との間に形成された電気抵抗Ｒ13、および第３の電極Ｘ
3 と第４の電極Ｙ3 との間に形成された電気抵抗Ｒ33を
介して速やかに放電する。あるいは対向する両電極Ｘ1
、Ｙ1 間の電位（電荷量）を電気抵抗Ｒ33等を介して
等しくなるようにして、画素Ｐ11に電圧が印加される時
間を短くし、このような残留電荷による直流的電圧印加
に起因した液晶層や配向膜などの劣化やしきい値むらな
どの表示不良の発生を抑える。

【００３４】ところで、ダミーの画素Ｐ13、Ｐ23、Ｐ3
1、Ｐ32、Ｐ33は表示に係らない画素なので、これらの
ダミー画素の電気抵抗は表示に係る画素Ｐ11…Ｐ22のそ
れに比べてかなり小さくしても構わない。特に第３の電
極Ｘ3 と第４の電極Ｙ3 との間に形成される電気抵抗Ｒ
33は、第３の電極Ｘ3 と第４の電極Ｙ3 とを速やかに同
電位にするためには非常に低い抵抗値であることが好適
で、例えば銀ペースト等の安価で製造が簡易な導電材料
を用いてもよい。このように第３の電極Ｘ3 と第４の電
極Ｙ3 との間に低抵抗の電気抵抗Ｒ33を形成することに
より、対向する電極基板間の電位差を速やかに解消し
て、その直流電圧印加に起因した液晶層や配向膜などの
劣化を避けることができる。その結果、表示不良の発生
を防ぐことができる。

【００３５】ただし、表示に係らない画素Ｐ13、Ｐ23、
Ｐ31、Ｐ32の電気抵抗Ｒ13、Ｒ23、Ｒ31、Ｒ32は、余り
に低抵抗であると、これらの電気抵抗および第３、第４
の電極を介して走査電極どうしの間や信号電極どうしの
間で電気的短絡が起こり、表示不良が発生する場合があ
る。そこで、電気抵抗Ｒ13、Ｒ23、Ｒ31、Ｒ32は、その
ような表示不良が発生しないように、走査電極や信号電
極の駆動時の電気抵抗よりも実効的に十分高い抵抗値に
設定することが望ましい。

【００３６】ところで、第３の電極Ｘ3 および第４の電
極Ｙ3 を、液晶ドライバＩＣ等の電源（駆動電圧印加手
段）などと接続せず電気的に解放状態（フローティング
状態）としているような場合、電源投入時にはこれらの
電極の初期電位が不定となるため走査電極Ｘ1 や信号電
極Ｙ1 との間に大きな電位差ができ、電圧が印加されて
しまうことがある。また駆動時にも極性反転の際などに
第３の電極Ｘ3 と第４の電極Ｙ3 が反転に取り残される
ため同様のことが起こる。さらに第３の電極Ｘ3 、第４
の電極Ｙ3 の電位はそれぞれに対向する信号電極Ｙ1 、
走査電極Ｘ1 の電位変化に影響されて変動が発生し、こ
れが場合によっては動作不良の原因となる。そこで、
このような不具合を防ぐために、第３の電極Ｘ3 と第４
の電極Ｙ3 のうち少なくとも一方、好ましくは両方に走
査電圧のうちの走査非選択電位、即ち液晶印加電圧の基
準電位と同じ電位を与えればよい。

【００３７】このようにすれば、電源投入時には、第３
の電極Ｘ3 および第４の電極Ｙ3 の初期電位は常に走査
非選択電位に設定されているので走査電極Ｘ1 や信号電
極Ｙ1 との間の電位差が解消される。また液晶駆動時に
は表示に係る走査電極Ｘ1 および信号電極Ｙ1 の長い時
間で平均した電位は基準電位となるが、この基準電位を
第３の電極Ｘ3 および第４の電極Ｙ3 に常に与えている
ので、第３の電極Ｘ3および第４の電極Ｙ3 はフローテ
ィング状態としたときと比べて対向する走査電極Ｘ1 お
よび信号電極Ｙ1 の電位変動から受ける電位変動を少な
く抑えることができる。即ち、図７に示すような従来の
液晶表示装置に第３の電極Ｘ3 および第４の電極Ｙ3 を
付加することは、電気的には電気容量Ｃ31、Ｃ32、Ｃ3
3、Ｃ13、Ｃ23、Ｃ33を表示に係る画素Ｐ11、Ｐ12、Ｐ2
1、Ｐ22に並列に接続することと等価である。このとき
電気容量Ｃ31、Ｃ32、Ｃ33、Ｃ13、Ｃ23、Ｃ33を画素Ｐ
11、Ｐ12、Ｐ21、Ｐ22の電気容量Ｃ11、Ｃ12、Ｃ21、Ｃ
22に比べて同等以上の大きさの容量に設定し、第３の電
極Ｘ3 および第４の電極Ｙ3 に走査非選択電圧を供給す
ることで、画素Ｐ11、Ｐ12、Ｐ21、Ｐ22の両電極Ｘ1 、
Ｙ1 、Ｘ2 、Ｙ2 間に発生しようとする電位変動を効果
的に抑えることができる。

【００３８】

【実施例】以下、本発明の液晶表示装置の実施例を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００３９】（実施例１）図１は本発明の第１の実施例
の液晶表示装置の構成を示す図、図２（ａ）はその液晶
表示素子（液晶セル）を示す断面図、図２（ｂ）はその
平面図である。この液晶表示装置は、液晶表示素子１０
０に走査電極駆動部２００、信号電極駆動部３００およ
び電源回路６００が接続されて構成されている。

【００４０】液晶表示素子１００は、ガラス基板からな
る走査電極基板１および信号電極基板３の対向する主面
上に、それぞれＩＴＯ（酸化インジウム錫）からなる透
明導電膜の細条を多数平行に列設してなる走査電極５お
よび信号電極７を形成し、走査電極５および信号電極７
が直角に交差して対向する部分ごとに画素Ｐ11、Ｐ12、
…Ｐmnが形成されm ×n 行列のマトリックス状の画素ア
レイが構成されるように走査電極基板１および信号電極
基板３を配置し、両基板１、３を間隙を設けて組み合わ
せ、その間隙に液晶組成物を封入して液晶層９としたも
のである。走査電極基板１の主面上および信号電極基板
３の主面上の画素アレイ部分ほぼ全面にわたって、走査
電極１および信号電極３を覆うように、それぞれ絶縁膜
１１、１３、および配向膜１５、１７が1000オングスト
ロームの厚さで形成されている。

【００４１】そして走査電極基板１の主面上には走査電
極５から少し間隔をおいて走査電極５と平行にＩＴＯか
らなる第３の電極１９が並設され、また信号電極基板３
の主面上には信号電極７から少し間隔をおいて信号電極
７と平行にＩＴＯからなる第４の電極２１が並設されて
いる。

【００４２】これらの第３の電極１９および第４の電極
２１は、前記の絶縁膜１１、１３や配向膜１５、１７に
は覆われていない。これは、第３の電極１９と信号電極
７との間に液晶層９を介して形成される電気抵抗および
第４の電極２１と走査電極１９との間に液晶層９を介し
て形成される電気抵抗および第３の電極１９と第４の電
極２１との間に液晶層９を介して形成される電気抵抗
を、抵抗値の高い絶縁膜１１、１３や配向膜１５、１７
を配設しないことによって、走査電極１と信号電極３と
の間に形成される電気抵抗よりも低抵抗にするためであ
る。

【００４３】これらの 2枚の基板を約 7μｍの間隔をあ
けて対向設置しエポキシ樹脂からなるシール材兼接着剤
２３で貼り合わせ、その間隔に液晶組成物を封入して液
晶層９とし液晶表示素子１００が形成されている。

【００４４】このとき、図３に示すように、第３の電極
１９と信号電極７とが対向する部分、第４の電極２１と
走査電極５とが対向する部分、第３の電極１９と第４の
電極２１とが対向する部分は、シール材兼接着剤２３の
内側にあり、その電極間には液晶層９が介挿されてい
る。

【００４５】ここで液晶層９の比抵抗が約10¹²Ω・ｃｍ
であるのに対して絶縁膜１１、１３や配向膜１５、１７
の比抵抗は約10¹⁶Ω・ｃｍ以上であり、この場合、第３
の電極１９と第４の電極２１との間の抵抗値、第３の電
極１９と信号電極７との間の抵抗値、および第４の電極
２１と走査電極５との間の抵抗値は、すべて信号電極７
と走査電極５との間の抵抗値より小さくなっている。

【００４６】液晶表示素子の基板サイズはＡ４判、画素
数（ドット数）は 640× 400ドットである。即ち走査電
極１９の総本数は 400本、信号電極２１の総本数は 640
本であり、各走査電極５はそれぞれ個別に走査電極駆動
部２００に、また各信号電極７はそれぞれ信号電極駆動
部３００に接続される。

【００４７】電源回路６００は、走査電極駆動部２００
および信号電極駆動部３００に接続され、走査電極５に
印加する走査電圧のもととなる電源電圧を走査電極駆動
部２００に供給し、信号電極７に印加する映像信号電圧
のもとになる電源電圧を信号電極駆動部３００に供給す
る。

【００４８】走査電極駆動部２００は、シフトレジスタ
２５、フレーム反転回路２７および駆動回路アレイ２９
からその主要部が構成され、 1フレーム周期あたり走査
電極1ラインごとに選択電位を有する走査パルスを出力
し走査電極５に印加する。

【００４９】1本の走査電極に走査パルス（走査選択時
電圧）が印加される間は、その他の残りの走査電極には
走査非選択時電圧（基準電圧）が印加されて走査非選択
電位に保持される。走査電極５に印加される走査電圧
は、このような走査選択時電圧と走査非選択時電圧とか
ら構成されている。

【００５０】一方、信号電極駆動部３００は、シフトレ
ジスタ３１、ラッチ回路３３、フレーム反転回路３５お
よび駆動回路アレイ３７からその主要部が構成され、シ
フトレジスタ３１に導入された信号情報をラッチ回路３
３などを経てシリアル−パラレル変換し、フレーム反転
回路３５および駆動回路アレイ３７を介して映像信号電
圧とし、信号電極７群の各ラインごとにパラレルに同時
的に印加する。すなわち、画素をＯＮする場合はその画
素に該当する信号電極の該当時間に印加する映像信号電
圧を選択電位とし、ＯＦＦにする場合は非選択電位とす
る。これにより液晶表示素子の走査電極５が選択電位に
なっているときに信号電極７が選択電位である交差部の
画素はＯＮ状態となり、その他の画素はＯＦＦ状態とな
る。

【００５１】上述したように、この第１の実施例の液晶
表示装置は、走査電極基板１の主面上に走査電極５から
少し間隔をおいて走査電極５と平行にＩＴＯからなる第
３の電極１９が並設され、また信号電極基板３の主面上
には信号電極７から少し間隔をおいて信号電極７と平行
にＩＴＯからなる第４の電極２１が並設されており、こ
れらの第３の電極１９および第４の電極２１は、抵抗値
の高い絶縁膜１１、１３や配向膜１５、１７には覆われ
ておらず、第３の電極１９と信号電極７との間に液晶層
９を介して形成される電気抵抗および第４の電極２１と
走査電極１９との間に液晶層９を介して形成される電気
抵抗および第３の電極１９と第４の電極２１との間に液
晶層９を介して形成される電気抵抗が走査電極１と信号
電極３との間に形成される電気抵抗よりも低抵抗に設定
されている。このように設定することにより、走査電極
５と信号電極７との間に蓄積されて液晶層９などへの直
流電圧印加の原因となっていた電荷を、この第３の電極
１９と第４の電極２１により速やかに吸収して画素アレ
イ部分以外に逃がす。あるいはこの第３の電極１９と第
４の電極２１とにより液晶層９を介して走査電極基板１
の主面の電位（蓄積電荷量）と信号電極基板３の主面の
電位（蓄積電荷量）とを同電位（同じ量）にする。この
ようにして電荷直流電圧の印加を解消して液晶層や配向
膜の劣化を避けることができ、その結果、信頼性が高く
表示の高品位な液晶表示装置を実現することができる。

【００５２】このような第１の実施例のＳＴＮ（スーパ
ーツイステッドネマティック）型液晶表示装置を駆動さ
せた。具体的には、走査電極駆動部２００と信号電極駆
動部３００としては、それぞれ液晶ドライバＩＣである
東芝製Ｔ9822およびＴ98231を用い、ＴＡＢ方式により
液晶表示素子に接続した。この液晶表示装置をデューテ
ィ比 1／ 400、バイアス比 1／21、フレーム周波数70Ｈ
ｚで、 Nライン反転法を用いてマルチプレクス駆動し
た。

【００５３】電源回路６００の電源電圧をオフ（切断）
する前に走査電極駆動部２００および信号電極駆動部３
００の制御信号を切断することにより液晶表示素子１０
０に直流を印加して約10分間放置した後、再度電源電圧
および制御信号を入力して、この液晶表示装置を駆動さ
せ、その表示品位を検証したところ、直流電圧印加によ
る表示むらは僅かであり、視認上の問題は全くないとい
う結果が得られた。

【００５４】（実施例２）第１の実施例の液晶表示装置
の第３の電極１９および第４の電極２１を、それぞれ第
３の電極駆動部４００および第４の電極駆動部５００に
接続した。

【００５５】また第３の電極駆動部４００および第４の
電極駆動部５００は電源回路６００にも接続し、電源回
路６００から走査非選択電圧が供給されるようにした。
その他の構成は第１の実施例の液晶表示装置と同様のも
のとして第２の実施例の液晶表示装置を作成した。その
構成を図３に示す。

【００５６】第３の電極駆動部４００はフレーム反転回
路３９および駆動回路アレイ４１から主要部が構成さ
れ、走査非選択時電圧を第３の電極５に印加する。同様
に第４の電極駆動部５００は、フレーム反転回路４３お
よび駆動回路アレイ４５から主要部が構成され、走査非
選択時電圧を第３の電極５に印加する。

【００５７】第３の電極駆動部４００および第４の電極
駆動部５００としては液晶ドライバＩＣである東芝製Ｔ
9822を用い、これをＴＡＢ方式により液晶表示素子１０
０に接続した。ラッチ信号を入力しないことで、ラッチ
回路が動作しないようにした上で、全ての出力端子を短
絡させ一括して第３の電極１９および第４の電極２１に
走査非選択電圧を出力するようにした。

【００５８】このように第２の実施例の液晶表示装置は
構成されているので、第３の電極１９あるいは第４の電
極２１に走査非選択電圧を印加して、その各々に対向す
る信号電極７あるいは走査電極５の電位を安定化するこ
とができる。即ち、その第３の電極１９、第４の電極２
１の各々がそれぞれ対向する信号電極７、走査電極５と
の間に形成する電気容量により、対向する走査電極５と
信号電極７の電位変動を吸収して、クロストークなどの
表示むらの発生を解消することができる。

【００５９】このような第２の実施例のＳＴＮ型液晶表
示装置を、デューティ比 1／ 400、バイアス比 1／21、
フレーム周波数70Ｈｚで、 Nライン反転法を用いてマル
チプレクス駆動した。

【００６０】電源電圧を切断する前に制御信号を切断す
ることにより液晶表示素子に直流を印加して約10分間放
置した後、再度電源電圧と制御信号を入力して、この液
晶表示装置を駆動させ、その表示品位を検証したとこ
ろ、直流電圧印加による表示むらを抑えて第１の実施例
の場合よりもさらに僅かなものとすることができ、視認
上の問題は全くなく、良好な表示が実現できるという結
果が得られた。

【００６１】（実施例３）第２の実施例の液晶表示装置
における走査電極５あるいは信号電極７の電位を安定化
する作用をさらに効果的なものとするためには、第３の
電極１９と信号電極７との間および第４の電極２１と走
査電極５との間に介挿される誘電体として、液晶層９よ
りも高い誘電率を有し、かつその誘電体を介して対向す
る電極間に形成される電気抵抗が液晶層９を介して走査
電極５と信号電極７との間に形成される電気抵抗よりも
低抵抗となるような誘電体を用いればよい。そのような
誘電体としては、例えば炭素微粉を混入し分散させた紫
外線硬化樹脂からなる誘電体などが好適である。

【００６２】そこで、図４（ａ）および図４（ｂ）に示
すように第３の電極１９と第４の電極２１とが対向する
部分および走査電極５と信号電極７とが対向する部分を
シール材兼接着剤４９の外側になるように配置し、また
シール材兼接着剤４９の外周に沿って第３の電極１９と
第４の電極２１との間、第３の電極１９と信号電極７と
の間および第４の電極２１と走査電極５との間に炭素微
粉を混入し分散させた紫外線硬化樹脂ＵＶ−1000（ソニ
ーケミカル社製）４７を誘電体として介挿し、紫外線を
2分間照射して硬化させ液晶表示素子７００を作成し、
この液晶表示素子７００を第２の実施例の液晶表示装置
に用いた液晶表示素子１００に代わって置き換え、第３
の実施例の液晶表示装置を作成した。

【００６３】このとき、紫外線硬化樹脂４７の比抵抗が
約10⁸Ω・ｃｍであるのに対して、液晶層９の比抵抗は
約10¹²であり、また、絶縁膜１１、１３や配向膜１５、
１７の比抵抗は約10¹⁶Ωｃｍ以上であった。このよう
に、第３の電極１９と第４の電極２１との間の電気抵
抗、第３の電極１９と信号電極７との間の電気抵抗およ
び第３の電極１９と走査電極５との間の電気抵抗は、全
て信号電極７と走査電極５との間の電気抵抗よりも低抵
抗となっている。またこのとき、紫外線硬化樹脂４７を
介して第３の電極１９と第４の電極２１との間、第３の
電極１９と信号電極７との間および第４の電極２１と走
査電極５との間に形成される電気容量は 1ｃｍ²あたり
約 3ｎＦであった。一方、走査電極と信号電極との間に
液晶層９を介して形成される電気容量は 1ｃｍ²あたり
約 1ｎＦであった。

【００６４】この液晶表示装置をデューティ比 1／ 40
0、バイアス比 1／21、フレーム周波数70Ｈｚで、 Nラ
イン反転法を用いてマルチプレクス駆動したところ、表
示パターンに依存した表示むらが第１の実施例および第
２の実施例の場合より少ない良好な表示が得られた。さ
らに、電源電圧を切断する前に制御信号を切断すること
により、液晶表示素子に直流を印加して約10分間放置し
た後、再度電源電圧と制御信号を入力し、液晶表示装置
を駆動したところ、直流電圧印加による表示むらは殆ど
全く見受けられず、第２の実施例よりもさらに良好な表
示が得られた。

【００６５】なお、上記の誘電体４７としては、電気抵
抗が余りにも低い場合には第３の電極と対向する信号電
極との間および第４の電極と対向する走査電極との間で
この誘電体４７を介して電流がリークし、液晶駆動時に
表示不良を引き起こしてしまう。また、その誘電率が高
過ぎる場合にも、誘電体４７を介して対向する電極間に
形成される電気容量により走査電圧あるいは映像信号電
圧が鈍り、表示品位の低下を引き起こしてしまう。そこ
でこの誘電体４７の電気抵抗は、信号電極および走査電
極の電気抵抗値の約 100倍以上、またその各交差部の電
気容量の総和が画素部の電気容量の総和を越さないよう
に、設定すればよい。

【００６６】（実施例４）第３の実施例において、第３
の電極駆動部４００と第４の電極駆動部５００とを１つ
の回路で兼用させた。この回路は第３の実施例と同様に
東芝製Ｔ9822で、ＴＡＢ方式により液晶表示素子１００
に接続され、ラッチ信号を入力しないことでラッチ回路
が動作しないようにした上で全ての出力端子を短絡させ
一括して第３の電極１９および第４の電極２１に走査非
選択電圧を印加するようにした。

【００６７】このように簡易な構成としたことにより、
第３の実施例に比べて製造（材料）コストを低減するこ
とができた。

【００６８】また、第３の電極１９と第４の電極２１の
交差部分に銀ペーストによる接続部を設けることによ
り、第３の電極１９と第４の電極２１の間の抵抗値を約
10Ωに低下させたところ、直流電圧印加による表示むら
を抑えて第３の実施例の場合よりもさらに僅かなものと
することができ、視認上の問題は全くなく、良好な表示
が実現できるという結果が得られた。

【００６９】（実施例５）第４の実施例の液晶表示装置
の、第３の電極１９および第４の電極２１の材質をＩＴ
ＯからＡｌ（アルミニウム）に変更した第５の実施例の
液晶表示装置に表示を行なわせたところ、表示パターン
に依存した表示むらを抑えて第４の実施例の場合よりも
さらに僅かなものとし、表示品位をさらに向上すること
ができた。また、第４の実施例と同様の直流電圧印加を
行なった後も、表示むらは殆ど見受けられず、良好な表
示品位が保てることが確認された。

【００７０】（実施例６）第１の実施例の液晶表示装置
および第２の実施例の液晶表示装置に用いたＸ−Ｙ単純
マトリックス型液晶表示素子１００に代えて、図５に示
すようなＭＩＭ非線形素子型の液晶表示素子５００を用
いて、この第６の実施例の液晶表示装置とした。

【００７１】図５（ａ）は信号電極基板５０１に形成し
たＭＩＭ素子５０３の拡大図を示す図である。信号電極
基板５０１上に 1画素ごとに突起部を持った金属タンタ
ルからなる導体膜を形成し、表面を陽極酸化することに
より、タンタル５０５とタンタル酸化物５０７からなる
信号電極５０９を形成してある。さらに信号電極５０９
と重ならないようにＩＴＯからなる画素電極５１１を 1
画素ごとに形成し、信号電極５０９の突起部と画素電極
５１１の一部に重なるように金属クロムからなる島状電
極５１３を形成してある。図５（ｂ）は、信号電極基板
５０１における図５（ａ）中のＡ−Ａ´間の断面図であ
る。これはタンタル５０５とタンタル酸化物５０７と金
属クロムの島状電極５１３でＭＩＭ素子５０３が形成さ
れ、画素電極５１１に接続されている様子を示してい
る。さらに、信号電極基板５０１上には金属クロムから
なる第４の電極５１５を信号電極５０９に平行に形成し
てある。

【００７２】このようにＭＩＭ素子が形成された図５
（ｃ）に示すような信号電極基板を用いるとともに、液
晶の動作モードをＳＴＮ型からＴＮ型に変更した第６の
液晶表示装置を製作した。

【００７３】このような第６の実施例のＭＩＭ型液晶表
示装置を、デューティ比 1／ 400、バイアス比 1／ 5、
フレーム周波数70Ｈｚで、 Nライン反転法を用いてマル
チプレクス駆動した。電源電圧を切断する前に制御信号
を切断することにより液晶表示素子に直流を印加して約
10分間放置した後、再度電源電圧と制御信号を入力し
て、この液晶表示装置を駆動させ、その表示品位を検証
したところ、直流電圧印加による表示むらはほとんど発
生せず、良好な表示が実現できるという結果が得られ
た。

【００７４】（比較例１）第１の実施例において、液晶
表示素子１００から第３の電極および第４の電極を取り
去り、従来と同様の構成の液晶表示素子８００を作成
し、これを用いた液晶表示装置を第１の実施例と同様の
駆動条件で駆動させる実験を行なった。

【００７５】第１の実施例と同様に、電源電圧をオフす
る前に制御信号をオフにして、液晶表示素子８００に電
荷が残留して直流電圧が印加されるようにして10分間放
置した後、再び電源電圧および制御信号を入力して液晶
表示素子８００を駆動し、その表示品位を検証したとこ
ろ、直流が印加されたと考えられる部分の明るさが低下
し表示むらが発生した。また、駆動中に表示パターンに
依存して発生する表示むら、いわゆるクロストークも、
第１の実施例より顕著に発生した。

【００７６】なお、以上の実施例では、液晶表示素子と
して、ＳＴＮ型の液晶表示素子を用いたが、これには限
定しない。この他にも例えば通常のＴＮ（Twisted Nema
tic)型液晶表示素子を用いてもよい。

【００７７】また、液晶表示素子の用途は必ずしも画像
表示用には限定しない。例えば文字表示用の液晶表示素
子などにも用いることができることは言うまでもない。

【００７８】

【発明の効果】以上、詳細な説明で明示したように、本
発明によれば、液晶表示素子の対向する電極間に蓄積さ
れる電荷に起因して発生していた液晶層や配向膜の劣化
を避け、さらに画像表示に係る電極の電位を安定化する
ことにより、信頼性が高く高品位な表示を実現する液晶
表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の液晶表示装置の構成を
示す図。

【図２】本発明の第１の実施例に係る液晶表示素子の構
造を示す断面図（ａ）およびその平面図（ｂ）。

【図３】本発明の第２の実施例の液晶表示装置の構成を
示す図。

【図４】本発明の第３の実施例に係る液晶表示素子の構
造を示す断面図（ａ）およびその平面図（ｂ）。

【図５】本発明の第６の実施例に係る液晶表示素子の構
造を示す図。

【図６】本発明の液晶表示装置の作用を模式的に示す等
価回路図。

【図７】従来の液晶表示装置の作用を模式的に示す等価
回路図。

【符号の説明】

１…走査電極基板、３…信号電極基板、５…走査電極、
７…信号電極、９…液晶層、１１、１３…絶縁膜、１
５、１７…配向膜、１９…第３の電極、２１…第４の電
極、２３…封止材兼接着剤、２５、３１…シフトレジス
タ、２７、３５…フレーム反転回路、２９、３７…駆動
回路アレイ、１００…液晶表示素子、２００…走査電極
駆動部、３００…信号電極駆動部、４００…第３の電極
電極駆動部、５００…第４の電極電極駆動部、６００…
電源回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の走査電極が列設された走査電極基
板と、前記走査電極に交差して対向する複数の信号電極
が列設された信号電極基板と、前記走査電極基板と前記
信号電極基板との間に挟持され前記走査電極と前記信号
電極との交差部ごとに画素を形成する液晶層と、前記走
査電極に走査電圧を印加する走査電極駆動手段と、前記
信号電極に映像信号電圧を印加する信号電極駆動手段と
を有する液晶表示装置において、前記液晶層を介して前記信号電極に対向する第３の電極
を、前記走査電極基板上に前記走査電極に隣り合うよう
に並設し、前記液晶層を介して前記走査電極に対向する第４の電極
を、前記信号電極基板上に前記信号電極に隣り合うよう
に並設し、前記第３の電極と前記第４の電極との間に形成される電
気抵抗および前記第３の電極と前記信号電極との間に形
成される電気抵抗および前記第３の電極と前記走査電極
との間に形成される電気抵抗を、前記信号電極と前記走
査電極との間に形成される電気抵抗よりも低抵抗に設定
してなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記画素ごとに前記液晶層に対して電気
的に直列に接続する2端子素子を具備することを特徴と
する請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記走査電極駆動手段の出力する走査非
選択電圧を前記第３の電極および前記第４の電極の少な
くとも一方に印加する走査非選択電圧印加手段を具備す
ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の液晶表
示装置。
【請求項４】前記第３の電極と前記第４の電極との間
に前記液晶層以外の誘電体を介挿してなることを特徴と
する請求項１又は請求項２又は請求項３記載の液晶表示
装置。