DE2660634C1

DE2660634C1 - Fluessigkristall-Matrixanzeige

Info

Publication number: DE2660634C1
Application number: DE19762660634
Authority: DE
Inventors: Hideaki Mito Kawakami
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1975-05-12
Filing date: 1976-05-10
Publication date: 1985-05-09
Also published as: DE2620530A1; DE2620530C2; CH604197A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Matrixanzeige gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Flüssigkristall-Matrixanzeige ist aus der DE-OS 23 23 059 bekannt. Flüssigkristall-Matrixanzeigen werden im allgemeinen zur Darstellung verschiedener Muster, wie Buchstaben, Zahlen und Strichzeichnungen verwendet. Die bekannte Flüssigkristall-Matrixanzeige enthält im allgemeinen ein Paar Substrate aus durchsichtigem Werkstoff, wie Glas, die jeweils streifenförmig oder kammförmig ineinander verzahnt darauf angebracht mehrere Spalten-Elektroden bzw. Zeilen-Elektroden aufweisen. Die Substrate werden mit einem dazwischen angeordneten Abslandshalter zusammengehalten und ein Flüssigkristallmaterial ist im zwischen den Substraten gebildeten Spalt enthalten.

Die Spalten-Elektroden und Zeilcn-F.lektroden sind als Filme aus durchsichtigem leitfähigen Werkstoff wie Zinnoxid, Indiumoxid oder einer dünnen Metallschicht gebildet, und die Kreuzungsstellen der Spalten-Elektroden und Zeilenelektroden bilden die einzelnen Bildpunkte. Bei einer solchen üblichen Flüssigkristall-Ma-

trixanzeige muß ein durch den Spannungsabfall an den Spalten-Elektroden und den Zeilen-Elektroden hervorgerufenes Problem überwunden werden. Der Wert des Flächen- bzw. Film Widerstandes der durch einen derartigen durchsichtigen leiifähigen Film ausgeredeten

Spalten-Elektroden und Zeilen-Elektroden beträgt etwa 100 bis 200 Ω/D, und die an den Bildpunkten anliegende Spannung ändert sich entlang der Elektroden infolge des Spannungsabfalls über diesen Elektroden, insbesondere durch die Verengung zwischen den BiIdpunkten. Um eine Matrixanzeige großen Umfangs an Bildpunkten zu erreichen, muß die Breite und die Länge der Elektroden verkleinert bzw. vergrößert werden. Bei einer derartigen großmaßstäblichen Matrixanz-cige erreicht der Spannungsabfall eine größere Differenz, bei

der über aufeinanderfolgenden Bildpunkten anliegen-

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der Intensität der dargestellten Muster ergibt sondern darüber hinaus sogar dazu führen kann, daß kein erkennbarer Kontrast mehr erzielt werden kann. Folglich ist die gewünschte Vergrößerung des Umfangs der Flüssigkristall-Matrixanzeige nachteilig begrenzt.

Bei der aus der Dt-OS 21 03 521 bekannten, nicht in Untermatrizen aufgeteilten Flüssigkristall-Matrixanzcige wird als Ursache angesehen, daß die Flüssigkristal I-Schicht zwischen den Substraten bzw. den durchsichtigen Elektroden ungleichförmig ist. wodurch sich die fehlerhafte Bildwiedergabe ergibt Daher werden bei der bekannten Flüssigkristall-Matrixanzeige Maßnahmen zum Erreichen einer gleichförmigen Dicke der Flüssigkristall-Schicht angegeben. Damit mag zwar eine Verbesserung derart erreicht werden, daß die Matrixanzeige einen etwas größeren Umfang an Bildpunkten besitzen kann. Das Problem an sich kann jedoch nicht überwunden werden.

Es sei erwähnt, daß bei Matrixanzeigen dieser Art im allgemeinen zur Musterdarsicllung zeilenweise* Ablauten durch Zeitmultiplex- oder Teilzeit-Anlegen der Ansteuerspannung an die aufeinanderfolgenden Zeilen der Matrix durchgeführt wird.

Bei der Matrixanzcige gemäß der DE-OS 23 2JO59 wird die Gesamtm;itrix durch zwei ncbencinandcrlicgende unabhängig voneinander erregbare Untcnnairizen gebildet.

Getrennte Anschlußleitungen an jedem einzelnen Bildpunkt, wie z.B. aus »radio mentor«. 1971, Nr. S. 473, bekannt, sind bei Matrizen mit großer Bildpunlüanzahl nicht mehr möglich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einer Flüssigkristaill-Matrixanzeige der eingangs genannten Art trotz Erhiöhen des Matrixumfanges einen ausreichenden Kontrast zu erzielen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

bo Die Erfindung wird durch die Merkmale der Lintcnin Sprüche weitergebildet. Es kann dadurch, daß die den Bildpunkten zugeordneten durchsichtigen ΙΊΙπιΙΊι.-k trodcn durch leitende Mctallfilme zur ΒΊΚΙιιημ von Spalten- bzw. Zeilenleiuingcn der jeweiligen Untermann, in dieser miteinander verbunden sind, die über die Bildpunkte anlegbarc Spannung gleichförmiger werden, wodurch auch Grauabstufungen darstellbar sind und der Matrixumfang weiter erhöht werden kann. Denn die

Mctallfilme können so aufgebracht werden, daß der Wert des Flächenwiderstandes nur wenige Ω/Π beträgt und daß die Breite in der Größenordnung von etwa 10 μιη liegt.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 schematisch perspektivisch den allgemeinen Aufbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Matrixanzeige;

F i g. 2A und 2B schematisch Aufsichten mit einer Ausbildungsform des bei der Erfindung verwendbaren Elektroden-Musters;

F i g. 3 ein Äquivalentschaltbild der das Elektroden-Muster gemäß Fig.2A und.2B verwendenden Flüssigkristall-Matrixanzeige;

F i g. 4A und 4B schematisch Ansichten eines weiteren bei der Erfindung verwendbaren Elektroden-Musters.

Die F i g. 1 zeigt perspektivisch den cllgemeinen Aufbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungs^emäßan Flüssigkristall-Matrixanzeige. Gemäß Fig. I sind zwei Polarisatoren 1,2 beiderseits zweier transparenter oder lichtdurchlässiger Substrate 3, 4 aus einem Werkstoff wie Glas angeordnet. In F i g. 1 sind die beiden Polarisalorcn 1,2 mit gleicher Polarisationsrichtung dargestellt. Spalten-Elektroden und Zeilen-Elektroden aus durchsichtigem leitfähigem Film, wie sie in den F i g. 2A und 2B dargestellt sind, sind jeweils an sich gegenüberliegenden Flächen der beiden lichtdurchlässigen Substrate 3, 4 vorgesehen. Die Substrate 3 und 4 sind mit einem /.wischengeordneten Abstandshalter zusammengehalten /ur Bildung eines Spalts von etwa 10 bis 20 μπι, und ein Flüssigkristall ist in diesen Spalt eingefüllt. Bei der in Fig. 1 dargestellten tafel- oder plattenförmigen Anzeige wird zur Darstellung ein verdrillter nematischer Flüssigkristall verwendet. Bei einer derartigen Tafel-Anzeige sind üblicherweise die sich gegenüberliegenden Flächen der Substrate 3, 4, die den den Flüssigkristall aufnehmenden Spalt definieren, so behandelt, daß die Ausrichtungs-Richtung der Flüssigkristall-Moleküle an einer der Flächen im wesentlichen um 90° gegenüber der der Flüssigkristall-Moleküle an der anderen Fläche verdrillt oder gedreht ist.

Die F i g. ?A und 2B zeigen eine Ausbildungsform des bei der Erfindung verwendbaren Elektroden-Musters. Uci der Ausbildungsform gemäß den Fig. 2A und 2B enthält eine einzige Flüssigkristall-Matrixanzeige ein Mairixpaar. wobei der i ",gemeine Aufbau nicht von dem der Mairixanzeige gemäß F i g. 1 abweicht. Gemäß K i g. 2A sind. Elektroden 22, 23 aus durchsichtigem leitfähigem Film in Spalten und Zeilen auf der Fläche des Substrats 3 angeordnet und sind Metallfilme 24, 25 zur Bildung elektrischer Verbindungen aufgebracht. Die Mctallfilme 24 und 25 können so aufgebracht werden, daß der Wert des Flächenwiderstands nur wenige Ω/D beträgt, und daß die Breite in der Größenordnung von etwa ΙΟμηι liegt. Daraus ergibt sich, dab die über die Bildpunkte anlegbare Spannung gleichförmiger sein kann als bei einer Matrix, die durch herkömmliche streifenförmige Elektroden aus durchsichtigem leitfähigem Film gebildet ist. Von den in Spalten und Zeilen angeordneten Elektroden 22, 23 sind eine erste Gruppe aus crsicn (Elektroden 2?. abwechselnd in Zeilen angeordnet und durch zugehörige sich in Längsrichtung erstreckende Mctallfilme 24 verbürgen zur Bildung der Zeilenleitungen einer der Matrizen, während die andere Gruppe aus den verbleibenden Elektroden 23 durch zugehörige sich in Querrichtung erstreckende Metallfilme 25 zur Bildung der Spaltenleitungen der anderen Matrix verbunden sind. Die Spaltenleitungen und die Zeilenleitungen sind an den Schnittpunkten durch isolierfilme 26 voneinander elektrisch isoliert

Gemäß F i g. 2B sind den Elektroden 22, 23 ähnliche Elektroden 27, 28 in Spalten und Zeilen auf der Fläche des Substrats 4 angeordnet und sind den Metallfilmen 24, 25 ähnliche Metallfilme 29, 30 zur Bildung elektrischer Verbindungen aufgebracht. Ähnlich Fig.2A bilden eine erste Gruppe der einen Elektroden 27 und der Metallfilme 29 die Zeilenleitungen der letzteren, zweiten Matrix, während die Gruppe der anderen Elektroden 28 und der Metallfilme 30 die Spaltenleitungen der ersteren Matrix bilden. Die Spaltenleitungen und die Zeilenleitungen sind in gleicher Weise durch Isolierfilme 31 an ihren Schnittstellen voneinander elektrisch isoliert Die erste Gruppe der einen Elektroden 27 der Zeilenleitun^en gemäß F i g. 2B ist der anderen Gruppe der anderen Elektroden 23 der Spalt<.;ieitungen gemäß F i g. 2A gegenüberliegend angeordnet, um entsprechende Bildpunkte zu bilden, während die Gruppe der anderen Elektroden 28 der Spaltenleitungen gemäß F i g. 2B der ersten Gruppe der Elektroden 22 der Zeilenleitur.-i'en gemäß F i g. 2A zur Bildung entsprechender Bildpunkte gegenüberliegend angeordnet sind.

Die F i g. 3 zeigt ein Äquivalentschaltbild der Flüssigkristall-Matrixanzeige, die durch Substrate gebildet ist, die die in den Fig.2A und 2B gezeigten Elektroden-Muster aufweisen. In F i g. 3 sind die durch die Elektroden 22 und 28 sowie die durch die Elektroden 23 und 27 gebildeten Bildpunkte 32 bzw. 33 dargestellt Wie sich aus Fig.3 ergibt, weist die Flüssigkristall-Matrixanzeige eine erste Matrix die durch die Zeilenleitungen Xw, Λ21, · · - und die Spaltenleitungen Ku, Ya,... gebildet ist, und eine zweite Matrix auf, die durch die Zeilenleitungen X\2, Xn, ■ ■. und die Spaltenleitungen Yu, Yn, ■ ■ ■ gebildet ist. Die beiden Matrizen sind voneinander unabhängig und können daher voneinander unabhängig erregt werden. Die Flüssigkristall-Matrixanzeige mit der in den Fi g. 2A und 2B dargestellten Elektrodenanordnung kann daher mit einer Teilzeit- bzw. Zeitmuitiplex-Geschwindigkeit angesteuert werden, die halb so groß ist wie bei einer Matrixanzeige nrt der gleichen Bildpunkt-Zahl. Folglich ist dadurch eine Matrixanzeige großen Maßstabs erhältlich.

In den F i g. 4A und 4B ist eine weitere Ausbildungsform des bei der Erfindung verwendbaren Elektroden-Musters dargestellt. Gemäß F i g. 4A sind Elektroden 40 aus durchsichtigem leitendem Film in Zeilen auf der Fläche des Substrats 3 angeordnet und sind die Elektroden 40 in den einzelnen Zeilen durch zugehörige Metalilfiline 41 zur Bildung mehrerer Zeilenleitungen gruppenweise verbunden. Gemäß F i g. 4B sind ähnliche Elekiroden 42 in Spalten und Zeilen auf der Fläche des Substrats 4 angeordnet und sind ein Paar von Metallfilmen 43, 44 den in einer Spalte angeordneten Elektroden 42 zugeordnet. Aus dc" F i g. 4B ist erkennbar, daß der eine Metallfilm 43 abwechselnd Elektroden 42 in der Spalte

6ö verbindet, während der andere Metallfilm 44 die verbleibenden Elektroden 42 in der Spalte verbindet. Auf diese Weise wird ein Paar von Spaltenleitungen für die Elektroden 42 in der gleichen Spalte gebildet. Ein Paar derartiger Metallfiln,? 43, 44 ist auch für jede der ver-

6) bleibenden Gruppe von Spaltenelektroden vorgesehen. Das Äquivalentschaltbild der Flüssigkristall-Matrixanzeige. die durch Substrate mit dem in Fig.4A und 4B dargestellten Elektroden-Muster gebildet ist, ist ähnlich

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dem in F i g. 3 dargestellten, weshalb auf einer einzigen Mairixanzeige zwei Matrizen gebildet werden können.

Selbstverständlich kann die Anzahl der Matrizen ggf. auf 3,4 usw. dadurch erhöht werden, daß die Anzahl der für jede Gruppe von Zeilen-Elektroden in Fig. 4B vorgesehene Anzahl von Metallfilmen entsprechend erhöht wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flüssigkristall-Matrixanzeige, mit zwei Substraten aus durchsichtigem Werkstoff, die einander gegenüberliegend über eine zwischenliegende Flüssigkristall-Schicht verbunden sind, und mehreren Elektroden aus einem leitenden Film, die in Spalten bzw. Zeilen an den sich gegenüberliegenden Flächen der beiden Substrate angeordnet sind und mit der Flüssigkristali-Schicht eine Matrix aus Bildpunkten entsprechend den sich kreuzenden gegenüberliegenden Elektroden bilden, wobei die Elektroden im Bereich der Bildpunkte durchsichtig sind, und

die Matrix aus mehreren unabhängig voneinander erregbaren Untermatrizen kleineren Bildpunkt-Umfangs gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Untermatrizen derart ineinander geschachtelt sind, daß die Elektrodenzeilen einer Untermatrix periodisch zwischen die tiektrodenzeiien zumindest einer weiteren Untermatrix eingefügt sind und daß die Elektroden lediglich auf der Fläche der Bildpunkte völlig durchsichtig sind (Bildpunktelektroden 22,23,27,28,40,42) und diese Bildpunktelektroden miteinander durch leitende Metallfilme (24,25,29,30,41,43,44) verbunden sind.

2. Flüssigkristall-Matrixanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Untermatrix die den Spalten zugeordneten Elektroden (23) und deren Metallnlme (25) auf dem einen Substrat und die den Zeilen zugeordneten Elektroden (27) und deren Metallfilme (29) puf dem anderen Substrat vorgesehen sind und für eine and re Untermatrix die den Spalten zugeordneten Elektroden (28) und deren Metallfilme (30) auf dem anderen Substrat und die den Zeilen zugeordneten Elektroden (22) und deren Metallfilme (24) auf dem einen Substrat angeordnet sind (F i g. 2A, 2B).

3. Flüssigkristall-Matrixanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Spalten zugeordneten Elektroden (42) und deren Metallfilme (43, 44) aller Untermatrizen auf dem einen Substrat angeordnet sind und die den Zeilen zugeordneten Elektroden (40) und deren Metallfilme (41) aller Untermatrizen auf dem anderen Substrat angeordnet sind(Fig.4A,4B).