JPH0140998B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気光学的表示装置に関する。

本発明は特に点マトリツクス型の表示装置を用
いた時計に適用可能である。

現在の技術レベルにおいては、液晶を利用した
点マトリツクス型のセルは一般に逐次的に（多重
化で）制御されている。この種の逐次的制御モー
ドは、閾値型の電気光学的現象を利用したセルに
しか適用できない。

例えば、米国特許第3918796号明細書に記述さ
れているような捩れネマテイツク型の液晶を有す
る表示セルで、閾値型の電気光学的現象を利用す
ることは知られている。他方、例えば米国特許第
3551026号または第3833287号明細書に記述されて
いるような、ダイクロイツク化合物即ち二色性の
化合物を含む液晶を用いたセルで、明確に識別さ
れる閾値型を示さない電気光学的現象が利用され
ている。したがつてこのようなセルにおいてはそ
の制御のために、非常に多数の出力端子が必要と
され、その結果その費用が許容し得ないほどに高
価になるばかりでなく、寸法の過大な増大を招来
している。

さらに液晶表示セの逐次的制御モードを適用す
ることができたとしても、この制御によれば表示
のコントラスト度に劣化が生じまたセルに読取り
角が減少する。

上述のような欠点を克服するために、点マトリ
ツクス・セルと、（ｎ＋１）個の異なつた周期信
号（ここでｎは表示セルの第１の電極系の電極の
数である）を発生するように動作する回路を備え
た制御装置とを有する表示装置が提案されている
（たとえば英国特許第2001794号明細書参照）。こ
の場合、信号は、任意２つの信号間の電位差の実
効値が、セルの感応材料に電気光学的効果を発生
するのに必要な最低電圧より大きいかまたはそれ
に等しくなるような信号でなければならない。

少なくともｎ＋１個の異なる電気信号のうちの
ｎ個の信号の各々は第１の電極系の各電極に印加
され、そして上に述べた（ｎ＋１）個の信号のう
ちから選択された１つの信号がマトリツクスの行
と関連する第２の電極系の電極の各々に印加され
る。この場合（ｎ＋１）個の信号からの選択はセ
ルにより表示すべき情報に依存して行われる。

しかしながらこの周知の表示装置においては、
マトリツクスの表示セルには、マトリツクスの点
の各行に第２の電極系の単一の電極が組み合わさ
れるような仕方で構成された電極が設けられてい
る。この結果、公知のセルは、セルの各行で多く
とも単一の点の識別によつて表わすことができる
パターンしか表示することができない。言い換え
るならば、公知の表示装置は各行において複数の
点の識別を必要とするような信号、特に英数文字
を表示することはできない。

また、表示マトリツクスの点の各行に第２の電
極系の２つの電極が組み合わされるようにした電
極構造を有する点マトリツクス型の表示セルも知
られている（SID 1978 DIGESTの頁92および93
に掲載の論文「Liquid Crystal Television
Display」を参照）。しかしながらこの特殊な電
極構造は、表示セルの制御における多重化を軽減
する企図でのみ提案されたものである。

よつて本発明の目的は特に、マトリツクス内の
行当たり１つ以上の点の識別を必要とする英数文
字のようなパターンを表示することができ、しか
も電気光学的現象を利用した表示セルの使用を可
能にする点マトリツクス型表示装置を提供するこ
とにある。

特に本発明の目的は、感応材料もしくは物質が
ダイクロツク化合物即ち二色性の化合物を含む液
晶である表示セルを用いた点マトリツクス型表示
装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、非常に卓越したコントラ
スト・レベルを与え且つ比較的大きな読取り角を
保証する表示装置を提供することにある。

以上のような本発明の目的は、電気光学的表示
装置が次のように構成されることによつて達成さ
れる。すなわち、 表示セルが設けられて、該表示セルは、電界の
印加に応答してその光学特性が変化する物質の層
からなり、 また前記層の点マトリクスの各点に電界を印加
する手段が設けられ、前記点マトリクスの各点は
行列状に配置され、該行列が、それぞれ相互に絶
縁された複数の電極を有する第１の電極系および
第２の電極系から成り、第１電極系は前記層の第
１の面に設けられて前記点の列を画定し、第２電
極系は前記層の第２の面に設けられて前記点の行
を画定し、また前記点マトリクスの各点が複数の
グループに分けて配置され、該グループのそれぞ
れが前記第２電極系の第１の電極および第２の電
極を有し、前記グループの１つに含まれる第１の
電極が一連の第１基本導電領域から成り、該第１
基本導電領域は電気的に相互接続され、かつ空間
的には相互に離間され、前記グループの１つに含
まれる第２の電極は一連の第２基本導電領域から
成り、該第２基本導電領域は電気的に相互接続さ
れ、かつ前記第１基本導電領域の間に配置され、
さらに、各々の第１基本導電領域の少なくとも一
部分、および該部分に隣接する各第２基本導電領
域の少なくとも一部分が、両方とも、前記第１電
極系の同一の電極と向かい合つて配置されてお
り、 また制御装置が設けられ、該制御装置は、少な
くともｎ＋１個の異なる電気信号を発生する手段
を有し、ただしｎは前記第１電極系の電極数であ
り、また該第１電極系の各電極に少なくともｎ＋
１個の異なる電気信号のうちのｎ個の電気信号の
各々を加える手段を有し、さらに、表示制御信号
に応答して、該表示制御信号に応じて前記ｎ＋１
個の電気信号から選択された信号の各々を、前記
第２電極系の各電極へ加える手段を有することに
よつて達成される。

換言すれば、マトリツクスの各行に第２の電極
系の複数個の電極が組み合わされる様に設計され
た点マトリツクス型の表示セルおよび上掲の英国
特許に提案されているものと同等な型の制御装置
を用いると上述の目的を達成できるのである。

本発明の特徴および利点は、添付図面を参照し
ての本発明のいくつかの実施例に関する以下の説
明から一層よく理解されよう。

第１図に示した装置は、水晶発振器１のような
時間ベース装置と、回路１から供給される高周波
数の時間ベース信号を分割して低周波数の時間ベ
ース信号を発生するための分周回路２と、低周波
数の時間ベース信号を受けて時間情報を表わすデ
イジタル信号を供給する時間計数器３と、上記時
間情報信号のうちの或る信号を選択して、選択さ
れた信号をデコーダ回路５の入力に印加する機能
セレクタ（選択）回路４とを有ている。なお行デ
コーダ回路５の動作態様に関しては追つて詳述す
る。

第１図に示した装置はさらに、点のマトリツク
スを有する表示セル６を有している。図示を明瞭
にするために、この表示セル６は導体Ｌ１ないし
Ｌ４に接続され４つの例電極と導体Ｃ１ないしＣ
７に接続された７つの行電極を有するものとして
示されている。

このセルを制御する目的で、信号発生回路７が
用いられる。この信号発生回路７は分周回路２の
中間分周段の出力端に接続されているクロツク入
力端Ａを有している。該中間分周段の出力は、ク
ロツク信号Ｈを発生する。本実施例の場合、信号
発生回路７は、４＋１＝５個の出力端Ｂ，Ｃ，
Ｄ，ＥおよびＦを有する。回路７は、その入力端
Ａに印加されるクロツク信号Ｈに応答して、５つ
の基準信号Ｓ１ないしＳ５を発生するように構成
されている。最初から４つの信号Ｓ１ないしＳ４
の各々は、表示装置６のそれぞれの列電極に印加
される。

行デコーダ５は、各基準信号Ｓ１ないしＳ５を
それぞれ受ける５つの基準信号入力端１１ないし
１５を備えている。さらに行デコーダは、時計の
使用者により機能セレクタ４を用いて選択される
１つまたは２つ以上の時間データTSを受ける時
間データ入力端５ｂを有している。

行デコーダ５は、表示装置６の行電極の各々
に、入力端５ｂで受けた時間データTSに依存し
て、信号Ｓ１ないしＳ５から選択される信号を印
加するように構成されている。回路５は予めプロ
グラムされた読出し専用メモリ１００（第２ｂ
図）を有することができ、その入力端５ｂは回路
４から供給される２進形態の時間データ信号TS
を受ける。本例の場合、読出し専用メモリ１００
は35の出力端を有しており、これら出力端の各々
は、参照数字１０１で示すアンド・ゲートのマト
リツクスの各アンド・ゲートの入力端に直接接続
されている。これらアンド・ゲートは、それらの
入力端のうちの１つを介して端子Ｉ１ないしＩ５
に接続され且つその出力端はオア・ゲート１０２
を介して導体Ｃ１およびＣ７に接続されている。
このことは第２ｂ図にも示されている。

第３ｂ図ないし第３ｆ図に示した実施例におい
ては、基準信号Ｓ１ないしＳ５は周期的な矩形波
パルス列からなり、これらパルス列は互いに
2π／５だけ位相外れの関係にある。信号Ｓ１な
いしＳ５は全て同じ周期Ｔを有しておつて、Ｔ／
５に等しい持続時間の矩形波パルスによつて形成
されている。この様な信号の集合は、第２ａ図に
示した回路によつて供給することができる。この
回路は４つのＤ型フリツプ・フロツプ８ａないし
８ｄから構成されており、そのクロツク入力端
CLは回路７の入力端Ａに接続されている。第２
ａ図に示した回路はさらに５つのアンド・ゲート
９ｂないし９ｆを有しており、これらアンド・ゲ
ートの出力端はそれぞれ該回路の出力端Ｂないし
Ｆに接続されている。アンド・ゲート９ｂないし
９ｆの各々は、下に掲げる表１に従いフリツプ・
フロツプ８ａないし８ｄの出力端Ｑおよびに接
続された２つのインバータ入力を有している。

表 １ アンド・ゲート 第１の入力 第２の入力 ９ｂ ８ｄのＱ ８ａのＱ ９ｃ ８ａのＱ ８ｂのＱ ９ｄ ８ｂのＱ ８ｃのＱ ９ｅ ８ｃのＱ ８ｄのＱ ９ｆ ８ａのＱ ８ｄのＱ さらに、フリツプ・フロツプ８ｂおよび８ｄの
Ｄ出力端はそれぞれフリツプ・フロツプ８ａおよ
び８ｃのＱ出力端に接続されており、フリツプ・
フロツプ８ａのＤ入力端はフリツプ・フロツプ８
ｄの出力端に接続されている。フリツプ・フロ
ツプ８ｃの入力端は２つのノア・ゲート１０およ
び１１を含む回路を介してフリツプ・フロツプ８
ｂの出力端に接続されている。最後に各フリツ
プ・フロツプ８ａないし８ｄの零リセツト入力端
Ｒは回路７の出力端子Ｆに接続されている。

第３ａ図に示したクロツク信号Ｈが回路７の入
力端Ａ（第１図参照）に印加されると、基準信号
Ｓ１ないしＳ５がそれぞれ回路７の出力端Ｂない
しＦに現れる。

第４図に示した実施例においては、表示セル６
は透明な前板１２と背板１３とを有し、また、板
１２と背板１３との間に、電界の印加に応答して
その光学特性が変化する物質の層、好ましくは液
晶層１４を有している。液晶層１４はダイクロイ
ツク化合物から形成されている。また、この層の
点マトリツクスの各点には、以下に述べるように
電界が印加される。前記点マトリツクスの各点は
行列状に配置されており、この行列は、それぞれ
相互に絶縁された複数の電極を有する第１の電極
系１５および第２の電極系１６から成つている。
第１の電極系１５は、同じ幅の平行なストリツプ
の形態で背板１３の内面に付着されており、この
第１の電極が前記点の列を画定し、第２の電極系
の電極１６ａないし１６ｂは、前板１２の内面に
担持されており、この第２の電極系が前記点の行
を画定する。また前記点マトリツクスの各点は、
複数のグループら分けて配置され、これらのグル
ープのそれぞれが前記第２電極系の第１の電極お
よび第２の電極を有している。また前記、電極１
６ａおよび１６ｂは互いに平行で且つ背板１３の
電極１５に対し直角になる様に配列されている。

２つの好ましい電極形態を示す第５図および第
６図から明らかなように、第２の電極系の電極１
６ａおよび１６ｂの各々は、ほぼ正方形状の一連
の導電領域１７ａおよび１７ｂ（第５図に示した
例の場合）またはほぼ長方形の一連の導電領域１
７ａおよび１７ｂ（第６図に示した例の場合）を
有しており、領域１７ａおよび１７ｂの各々は狭
細導体部１８により隣接の領域に接続されてい
る。該狭細導体部１８は、表示効果に対して、肉
眼では不可視となる様に充分に薄く形成すること
ができる。なお図面にはこの狭細導体部１８の幅
は図示を明瞭ならしめるために誇張して示されて
いる。

同じ電極１６ａの領域１７ａは互いに空間的に
離間されておつて、２つの連接する領域間には、
他方の隣接電極１６ｂの領域が１７ｂが占めるス
ペースが設けられている。

導電領域１７ａおよび１７ｂは、各行が２つの
電極１６ａおよび１６ｂを有するようにして点マ
トリツクスに従つて分布される。

第５図に示した実施例においては、同じ行の２
つの相続く領域１７ａおよび１７ｂはその全体が
共通の導電ストリツプ１５を対向して配設されて
いる。第６図に示した実施例においては、１つの
行の各領域１７ａおよび１７ｂは半分が１つのス
トリツプ１５に、そして他の半分が隣接のストリ
ツプ１５と対向して、配設されている。さらにこ
の実施例の場合、各導電領域１７ａおよび１７ｂ
は、ストリツプ１５に対し横断方向に、該ストリ
ツプ１５の幅に実質的に等しい寸法「ｘ」を有し
ている。

第７図には、第５図に示したセル構造を有し、
６つの列電極もしくは第１の系統の電極および12
の行電極もしくは第２の系統の電極を備えている
点マトリツクス型の表示セルが略示されている。
第７図において、列電極には１ないし６のアラビ
ア数字が付けられており、他方、行電極はそれぞ
れアルフアベツトの小文字で示されている。

第７図に示した実施例においては、第１図に参
照数字７で示した信号発生器と類似であるが、第
１の電極系の電極数６よりも１つ多い７つの異な
つた周期信号Ｓ１ないしＳ７を発生することがで
きる信号発生器が用いられている。これら７つの
信号のうち最初から６つの信号Ｓ１ないしＳ６は
それぞれ各列電極１ないし６に印加される。

さらに、表示制御信号に応答して、この表示制
御信号に応じて７つの電気信号から選択された信
号の各々は、行電極もしくは第２の電極系へ印加
される。例えば、第７図に示すように文字「Ｃ」
を表示するためには、各行電極もしくは第２の電
極系「ａ」ないし「ｔ」に、下記の表２に従い適
当な基準信号を印加するだけでよい。

表 ２ 行電極 信号 行電極 信号 ａ………Ｓ５ ｋ………Ｓ７ ｂ………Ｓ４ ｌ………Ｓ６ ｃ………Ｓ６ ｍ………Ｓ７ ｄ………Ｓ３ ｎ………Ｓ１ ｅ………Ｓ７ ｏ………Ｓ６ ｆ………Ｓ２ ｐ………Ｓ７ ｇ………Ｓ７ ｑ………Ｓ７ ｈ………Ｓ６ ｒ………Ｓ１ ｉ………Ｓ７ ｓ………Ｓ７ ｊ………Ｓ１ ｔ………Ｓ２ 信号Ｓ１ないしＳ７は周期Ｔの矩形パルスの周
期系列であり、このパルス列は互いに2π／７だ
けで位相外れになつて、各矩形パルスの持続期間
もしくはパルス幅はＴ／Ｓに等しい。この様な信
号は、米国カリフオルニア州サンタクララ
（Santa Clara）所在のナシヨナル・セミコンダ
クタ（National Semiconductor）社から市販さ
れている回路「CD 4022 Ｂ」によつて発生する
ことができる。

第２ａ図および第２ｂ図に示した回路はそれぞ
れ任意の他の等価な回路と置換し得ることは理解
に難くない。

さらに上に述べた信号Ｓ１ないしＳ７を基準信
号として用いる代わりに、任意２つの異なつた信
号SiおよびSj間の電位差の実効値Ｖが次式で表す
ことができる限りにおいて、他の型の信号Spを
用いることが可能である。即ち Ｖ＝√（−）²≧Vs 上式中、Vsは、電極１５および電極１６ａま
たは１６ｂが交差する位置で液晶相１４に電気光
学的効果を発生するために、第１の電極系の電極
１５と第２の電極系の電極１６ａまたは１６ｂと
の間に印加しなければならない最小電位差に等し
い予め定められた値を表わす。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例による表示装置を用
いた時計の電子系統を示すブロツクダイヤグラム
である図、第２ａ図は第１図に示した電子系統の
回路の１つの実施例を示す回路図、第２ｂ図は第
１図に示した装置の他の回路の実施例を示す電気
回路図、第３ａ図ないし第３ｆ図は第２ａ図に示
した回路の端子に現れる信号を対応時間位置関係
で示す波形図、第４図は第１図に示した装置で用
いることができる表示セルの横断面図、第５図は
第４図に示した表示セルの１部の平面略図であつ
て、本発明の第１の実施例による第２の電極系の
電極の配列を図解した図、第６図は第５図に類似
の図であつて第２の電極系の電極の別の配列形態
を示した図、そして第７図は本発明による表示セ
ルの平面図であつて、文字「Ｃ」を表示している
状態が示されている図である。 １…水晶発振器、２…分周回路、３…時間計数
器、４…セレクタ回路、５…行デコーダ回路、６
…表示セル、８…フリツプ・フロツプ、７…信号
発生回路、９，１０１…アンド・ゲート、１０，
１１…ノア・ゲート、１２…前板、１３…背板、
１４…液晶層、１５，１６…電極、１７…導電領
域、１８…狭細導体部、１００…メモリ、１０２
…オア・ゲート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気光学的表示装置において、ａ） 表示セ
   ルが設けられ、該表示セルは、電界の印加に応
   答してその光学特性が変化する物質の層からな
   り、 ｂ） 前記層の点マトリクスの各点に電界を印加
   する手段が設けられ、前記点マトリクスの各点
   は行列状に配置され、該行列が、それぞれ相互
   に絶縁された複数の電極を有する第１の電極系
   および第２の電極系から成り、第１の電極系は
   前記層の第１の面に設けられて前記点の列を画
   定し、第２電極系は前記層の第２の面に設けら
   れて前記点の行を画定し、また前記点マトリク
   スの各点が複数のグループに分けて配置され、
   該グループのそれぞれが前記第２電極系の第１
   の電極および第２の電極を有し、前記グループ
   の１つに含まれる第１の電極が一連の第１基本
   導電領域から成り、該第１基本導電領域は電気
   的に相互接続され、かつ空間的には相互に離間
   され、前記グループの１つに含まれる第２の電
   極は一連の第２基本導電領域から成り、該第２
   基本導電領域は電気的に相互に接続され、かつ
   前記第１基本導電領域の間に配置され、さら
   に、各々の第１基本導電領域の少なくとも一部
   分、および該部分に隣接する各第２基本導電領
   域の少なくとも一部分が、両方とも、前記第１
   電極系の同一の電極と向かい合つて配置されて
   おり、 ｃ） 制御装置が設けられ、該制御装置は、少な
   くともｎ＋１個の異なる電気信号を発生する手
   段を有し、ただしｎは前記第１電極系の電極数
   であり、また該第１電極系の各電極に少なくと
   もｎ＋１個の異なる電気信号のうちのｎ個の電
   気信号の各々を加える手段を有し、さらに、表
   示制御信号に応答して、該表示制御信号に応じ
   て前記ｎ＋１個の電気信号から選択された信号
   の各々を、前記第２電極系の各電極へ加える手
   段を有している ことを特徴とする電気光学的表示装置。 ２ 各々の第１基本導電領域の全域、およびそれ
   に隣接する各第２基本導電領域の全域が、第１電
   極系のただ１つの電極と向かい合つて配置されて
   いる特許請求の範囲第１項記載の電気光学的表示
   装置。 ３ それぞれの基本導電領域が、第１電極系の隣
   接する２つの電極と向かい合つて配置されている
   特許請求の範囲第１項記載の電気光学的表示装
   置。 ４ １つの電極のそれぞれの基本導電領域が狭細
   導体部によつて電気的に相互接続されている特許
   請求の範囲第１項記載の電気光学的表示装置。