JPS61143790A - Liquid crystal display panel for active matrix system - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液晶セルの構成に関するもので、特に、強誘
電性液晶をアクティブマトリクス方式によって駆動する
液晶セルの構成に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to the structure of a liquid crystal cell, and particularly to the structure of a liquid crystal cell in which ferroelectric liquid crystal is driven by an active matrix method.

［従来の技術］ 従来より、走査電極群と信号電極群をマトリクス状に構
成し、その電極間に液晶化合物を充填し、多数の画素を
形成して画像或いは情報の表示を行う液晶表示パネルは
、よく知られている。この表示パネルの駆動法としては
、走査電極群に、順次、周期的にアドレス信号を選択印
加し、信号電極群には所定の情報信号をアドレス信号と
同期させて並列的に選択印加する時分割駆動が採用され
ているが、この表示パネル及びその駆動法は、画素密度
を高く、或いは画面を大きくすると、液晶の応答速度が
遅くなり、表示画素以外の画素にも電圧が分配されるい
わゆるクロストークの問題が生ずる。そこで、最近にな
って画素単位に能動素子を配置し、液晶を直接的にスイ
ッチ駆動するアクティブマトリクス方式が考えられ実用
化されている。[Prior Art] Conventionally, liquid crystal display panels display images or information by configuring a scanning electrode group and a signal electrode group in a matrix, filling a liquid crystal compound between the electrodes, and forming a large number of pixels. ,well known. The driving method for this display panel is a time-sharing method in which address signals are selectively applied sequentially and periodically to the scanning electrode group, and predetermined information signals are selectively applied in parallel to the signal electrode group in synchronization with the address signal. However, this display panel and its driving method are not compatible with so-called cross-driving, which slows down the response speed of the liquid crystal when the pixel density is high or the screen is made large. A talk problem arises. Therefore, recently, an active matrix method has been considered and put into practical use, in which active elements are arranged in each pixel and the liquid crystal is directly driven by a switch.

［発明が解決しようとする問題点］ 上記アクティブマトリクス方式においては、りロストー
クの問題は解決されるものの、画素数が増えた場合の信
号線数増加の問題は改善されておらず、実装及び回路設
計上多くの制約があった。[Problems to be Solved by the Invention] Although the active matrix method described above solves the problem of losstalk, it does not solve the problem of an increase in the number of signal lines when the number of pixels increases. There were many design constraints.

また、上記アクティブマトリクスによる画像表示方式の
中でも、従来の液晶（ネマチック）を用いるものでは、
高速性には限界があり、大画面表示にも繰返し周波数か
らの制約があった。一方、液晶材として強誘電性液晶を
用いれば、上記のネマチック液晶駆動の欠点は除去でき
るものの、強誘電性液晶の性質から、従来の液晶駆動方
式では駆動することができなかった。Furthermore, among the active matrix image display methods mentioned above, those that use conventional liquid crystal (nematic)
There was a limit to high speed, and large screen display was also limited by the repetition rate. On the other hand, if a ferroelectric liquid crystal is used as the liquid crystal material, the above-mentioned drawbacks of nematic liquid crystal driving can be eliminated, but due to the properties of ferroelectric liquid crystal, conventional liquid crystal driving methods cannot be used.

本発明は、この様な従来の問題点に鑑みなされたもので
、アクティブマトリクス方式による液晶セルの、対向電
極の構成を改善することによって信号線数の増加を抑え
、実装の簡素化、回路設計の簡略化、及び小規模化を計
ることを目的とするものである。The present invention was developed in view of these conventional problems, and by improving the configuration of the opposing electrodes of active matrix liquid crystal cells, it suppresses the increase in the number of signal lines, simplifies packaging, and improves circuit design. The purpose is to simplify and downsize the system.

ｃ問題点を解決するための手段］ 本発明の基本概念を第１図とともに説明する。cMeans for solving problems] The basic concept of the present invention will be explained with reference to FIG.

第１図は対向電極を分割した電極構成を示すもので、図
中ｎ　、　ｎ−１，ｎ−２，・・・・・・は対向電極、
斜線部は液晶層を表わしている。本発明は、３系統の信
号線群（ソース、ドレイン、ゲート）のうち、２つの信
号線（ソース、ドレイン）を走査信号線として書込みラ
インを選択して、残りの１つの系列の信号線（ゲート）
に表示信号を入力することにより、画像表示を行なうも
ので、具体的には、前記対向電極をストライプ状に形成
し、基板上の隣り合う２つの画素に各々またがるように
配置すると共に、前記対向電極のストライプが、基板上
のゲート信号線と平面的に直交するように構成したもの
である。Fig. 1 shows an electrode configuration in which the counter electrode is divided, and in the figure, n, n-1, n-2, . . . are the counter electrodes,
The shaded area represents the liquid crystal layer. In the present invention, two signal lines (source, drain) out of three signal line groups (source, drain, gate) are used as scanning signal lines to select a write line, and the remaining signal line group (source, drain, gate) is selected as a write line. Gate)
An image is displayed by inputting a display signal to the . The electrode stripes are configured to be perpendicular to the gate signal line on the substrate in a plane.

［作　用コ 例えば、ｔｏｏｏｏ画素の表示を行なう場合、従来のマ
トリクス構成においては、画素数は縦横引出し線の積で
表わされたので、ｔｏｏ　ｘ　ｉｏｏ　＝　ｔｏｏｏ。[Function] For example, when displaying too many pixels, in the conventional matrix configuration, the number of pixels is expressed as the product of vertical and horizontal leader lines, so too x ioo = tooo.

であり、合計２００本の引出し線が必要であった。A total of 200 lead lines were required.

しかしながら上記構成によれば、１つの対向電極が２つ
の画素にまたがるように配置されているから、画素数は
１００　Ｘ　５０Ｘ　２　＝　１００００　テあり、合
計１００　＋　５０＋　２　＝　１５２本の引出し線で
済む為、外部との接続数が著しく減少する。However, according to the above configuration, one counter electrode is arranged to span two pixels, so the number of pixels is 100 x 50 x 2 = 10,000, and a total of 100 + 50 + 2 = 152 lead lines are required. Therefore, the number of external connections is significantly reduced.

［実施例］ 先ず、本発明による液晶表示パネルの回路構成と、その
駆動法について説明する６本実施例は、強誘電性液晶を
Ｎ型ＦＥＴ　　（Ｆｉｅｌｅｄ　ＥｆｆｅｃｔＴｒａｎ
ｓｉｓｔｏｒ　：以下ＦＥＴと略す）を使用したアクテ
ィブマトリクス方式によって駆動した例である。第２図
は本実施例における回路構成図、第３図は対応画素の表
示パターン例で、斜線部は「暗」、白地部は「明」の各
表示状態を示している。[Example] First, six examples will be explained to explain the circuit configuration of a liquid crystal display panel according to the present invention and its driving method.
This is an example of driving using an active matrix method using a sistor (hereinafter abbreviated as FET). FIG. 2 is a circuit configuration diagram of this embodiment, and FIG. 3 is an example of a display pattern of corresponding pixels, in which the shaded area indicates "dark" and the white background indicates each display state of "bright."

第２図において、Ｇ５１，０文、１．　０文＋２．・・
・はＦＥＴのゲートにつながる表示信号線、Ｓｎ、Ｓｎ
＋１゜Ｓｎ＋２・・・はＦＥＴのソースまたはドレイン
へつながる走査信号線■＋　ＣＩ　＋　Ｃ２！・・・は
、隣り合う２つの画素にまたがって配置された対向電極
からの走査信号線■である。In FIG. 2, G51,0 sentence, 1. 0 sentences + 2.・・・
・Display signal line connected to FET gate, Sn, Sn
+1°Sn+2... is the scanning signal line connected to the source or drain of the FET ■+ CI + C2! . . . is a scanning signal line ■ from a counter electrode arranged across two adjacent pixels.

図において明らかなように、対向電極からの信号線と、
ゲートからの信号線が直交するように構成されている。As is clear in the figure, the signal line from the counter electrode and
The signal lines from the gates are configured to be orthogonal.

上記回路構成において、第３図に示した画素の表示パタ
ーン例を書き込むための、各々の電圧値は、以下の条件
を満足する所望の値に設定される。In the above circuit configuration, each voltage value for writing the example display pattern of the pixels shown in FIG. 3 is set to a desired value that satisfies the following conditions.

［１１走査信号線■でｍ＝ａ、走査信号線■でｍ＝ｂ、
表示信号線で立＝Ｃの位置に「明」を書き込む場合。[11 m=a in scanning signal line ■, m=b in scanning signal line ■,
When writing "bright" in the position of vertical = C on the display signal line.

［２１走査線■でｍ＝ａ、走査線■でｍ＝ｂを選び表示
信号線１〜Ｃで「暗」を書き込む場合。[21 When m=a is selected for scanning line ■, m=b is selected for scanning line ■, and "dark" is written on display signal lines 1 to C.

但し、各記号は下記事項を表わす。However, each symbol represents the following items.

ＶＬＣ：強誘電性液晶の閾値電圧の絶対値ｖＰ　ニアク
チイブマトリクスを構成しているＦＥＴのゲート閾値電
圧 ■ｓｎ：走査信号電圧■ ｖＣｔｔｒ’走査信号電走査 信号電圧衣示信号電圧 以上の各信号電圧の、位相１．−１８における電気信号
波形を第５図に示す。第５図においては、それぞれ横軸
が時間を、縦軸が電圧（印加電圧の相対的なレベル）を
表わしている。この様な電気信号が与えられた時の各画
素への書き込み動作を第６図に示す、第６図においては
、横軸が時間を表わし、縦軸は上側ＯＮ　（暗）、下側
０ＦＦ（明）の各表示゛状態を表わす。すなわち、第６
図は各位相時間において、各々の画素が「暗」又は「明
」のいづれの状態にあるかを表わしている。VLC: Absolute value of the threshold voltage of the ferroelectric liquid crystal vP Gate threshold voltage of the FET constituting the near-active matrix ■ sn: Scanning signal voltage ■ vCttr' Scanning signal Electrical scanning signal voltage Each signal higher than the signal voltage Voltage, phase 1. The electrical signal waveform at -18 is shown in FIG. In FIG. 5, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents voltage (relative level of applied voltage). Figure 6 shows the write operation to each pixel when such an electrical signal is applied. In Figure 6, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents ON (dark) on the upper side and OFF (0FF) on the lower side. (bright) represents each display state. That is, the sixth
The figure shows whether each pixel is in a "dark" or "bright" state at each phase time.

なお、図中ＱＮ−１は前回走査されたときの信号状態を
そのまま保持しているものとする。また：１ＩＪ６図に
おける各画素の座標は、第１図■〜■の液晶層のナンバ
ーに対応する画素の座標を表わした第４図による。以上
、位相１１−１８の各動作によって第３図に示される表
示パターン例が完成する。Note that it is assumed that QN-1 in the figure maintains the signal state as it was when it was scanned last time. Also, the coordinates of each pixel in Figure 1IJ6 are based on Figure 4, which shows the coordinates of the pixels corresponding to the numbers of the liquid crystal layer in Figures 1 to 2. As described above, the display pattern example shown in FIG. 3 is completed by each operation of phases 11-18.

なお、本実施例では、第５図においてＶｐ　＝０とした
が、Ｖｐ増０であるならば、ｖＧ　（ゲート電圧）をＶ
ｐ分だけシフトすればよい、又、・実施例において、強
誘電性液晶としてＤＯＢＡＭＢＧを使用した場合の具体
的数値は、ＶＬＣ＝１〜２０Ｖ、使用温度としては７５
°Ｃ〜８５℃、一画素を書き込むのに必要な時間は約５
０ルｓｅｃである。In this embodiment, Vp = 0 in FIG. 5, but if Vp increase is 0, vG (gate voltage) is set to Vp.
It is only necessary to shift by p. In the example, when DOBAMBG is used as the ferroelectric liquid crystal, the specific values are VLC = 1 to 20V, and the operating temperature is 75V.
°C to 85 °C, the time required to write one pixel is approximately 5
0 sec.

次に、本発明による液晶表示パネルの、具体的な基板構
成例を、第７図〜第１２図に示す。Next, specific examples of substrate configurations of the liquid crystal display panel according to the present invention are shown in FIGS. 7 to 12.

第７図は本実施例において使用される、丁ＦＴ（Ｔｈｉ
ｎ　Ｆ目ｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ　：以下ＴＦＴと略
す）によるＦＥＴの構成を示す断面図、第８図はＴＰＴ
を用いた強誘電性液晶セルの断面図、第９図はＴＰＴ基
板の斜視図である。FIG. 7 shows the FT (Thi) used in this example.
8 is a cross-sectional view showing the structure of an FET (hereinafter abbreviated as TFT).
FIG. 9 is a cross-sectional view of a ferroelectric liquid crystal cell using a TPT substrate.

第８図は、本発明の方法で用いうる液晶素子の１つの具
体例を表わしている。ガラス、プラスチック等の基板１
４の上にゲート電極１８、絶縁１１り１６、（水素原子
をドーピングした窒化シリコン膜なと）を介して形成し
た半導体膜１０（水素原子をＦ−ピングしだアモルファ
スシリコン）と、この半導体膜ＩＯに、接する２つ端子
ｌと４で構成したＴＰＴと、ＴＰＴの端子４と接続した
画素電極５（ＩＴＯ；　Ｉｎｄｎｉｕａ＋　Ｔｔｎ　０
ｘｉｄｅ）が形成されている。FIG. 8 shows one specific example of a liquid crystal element that can be used in the method of the invention. Substrate 1 of glass, plastic, etc.
4, a gate electrode 18, an insulator 11 and 16, a semiconductor film 10 (amorphous silicon doped with hydrogen atoms) formed via a silicon nitride film doped with hydrogen atoms, and this semiconductor film. A TPT composed of two terminals 1 and 4 in contact with IO, and a pixel electrode 5 (ITO; Indniua + Ttn 0) connected to terminal 4 of TPT.
xide) is formed.

さらに、この上に絶縁層７（ポリイミド、ポリアミド、
ポリビニルアルコール、ポリパラキシリレン、ＳｉＯ、
５ｉ０２）とアルミニウムやクロムなどからなる光遮蔽
膜２が設けられている。Furthermore, an insulating layer 7 (polyimide, polyamide,
Polyvinyl alcohol, polyparaxylylene, SiO,
5i02) and a light shielding film 2 made of aluminum, chromium, or the like.

対向基板となる基板１４′の上には対向電極１５（ＩＴ
Ｏ；　Ｉｎｄｎｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ）と絶縁膜
１６が形成されている。A counter electrode 15 (IT
Indium Tin Oxide) and an insulating film 16 are formed.

この基板１４と１４′の間には、前述の強誘電性液晶１
７が挟持されている。又、この基板１４と１４′の周囲
部には強誘電性液晶１７を封止するためのシール材１９
が設けられている。Between the substrates 14 and 14', the ferroelectric liquid crystal 1 described above is provided.
7 is being held. Further, a sealing material 19 for sealing the ferroelectric liquid crystal 17 is provided around the substrates 14 and 14'.
is provided.

この様なセル構造の液晶素子の両側にはクロスニコル状
態の偏光子１３と１３′が配置され、観察者Ａが入射光
重◇よりの反射光Ｉ、によって表示状態を見ることがで
きる様に偏光子１３′の背後に反射板１２（乱反射性ア
ルミニウムシート又は板）が設けられている。Polarizers 13 and 13' in a crossed Nicol state are arranged on both sides of the liquid crystal element having such a cell structure, so that the observer A can see the display state by the reflected light I from the incident light weight ◇. A reflecting plate 12 (diffuse reflective aluminum sheet or plate) is provided behind the polarizer 13'.

第１θ図は木実施例におけるＴＰＴ基板の平面図を示す
もので、図中１５はストライブ状に形成された対向電極
である。第１θ図において明らかなように、対向電極Ｉ
５はアクティブマトリクス基板上の複数の画素にそれぞ
れ展ずつオーバーラツプする様に配置されている。第１
１図及び第１２図は、第１０図のＡ−Ａ　′断面、Ｂ−
Ｂ’断面をそれぞれ示すものである。FIG. 1θ shows a plan view of the TPT substrate in the wooden embodiment, and 15 in the figure is a counter electrode formed in a stripe shape. As is clear in Fig. 1θ, the counter electrode I
5 are arranged so as to overlap a plurality of pixels on the active matrix substrate. 1st
1 and 12 are the A-A' cross section and B-
B' section is shown respectively.

なお、上記の各図においてソース電極、ドレイン電極と
は、ドレインからソースへ電流が流れる場合に限定した
命名である。ＮＥＴの働きではソースがドレインとして
働く場合も可能である。Note that in each of the above figures, the terms "source electrode" and "drain electrode" are used only when current flows from the drain to the source. In the function of a NET, it is also possible for the source to function as a drain.

本発明で用いる強誘電性液晶は、カイラルスメクティフ
ク腋晶が最も好ましく、そのうちカイラルスメクティッ
クＣ相（Ｓ＋ａＧ束）、　Ｈ相（Ｓｍ８本）、Ｆ相（Ｓ
ｍＦ＊）、１相（Ｓｍｉり、Ｊ相（Ｓｍｉり、Ｇ相（Ｓ
ｍＧ＊　）又はに相（ＳｌＩＩＫ束）が適している。The ferroelectric liquid crystal used in the present invention is most preferably a chiral smectic axillary crystal, among which chiral smectic C phase (S+aG bundle), H phase (8 Sm), F phase (S
mF*), 1 phase (Smi, J phase (Smi), G phase (S
mG*) or phase (SlIIK bundle) are suitable.

この強誘電性液晶については、“°ル・ジュールナル・
ド・フイジーク・ルチール゛°　（“’ＬＥＪＯＵＲＮ
ＡＬ［ｌＥ　　ＰＨＹＳＩＱＵＥ　　ＬＥＴＴＥＲ５”
　）　　１９７５年、　１β（Ｌ−８９）号「フェロエ
レクトリック・リキッド・クリスタルスＪ　　（ｒＦｅ
ｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａ
ｌｓ　Ｊ　）　　；　　“アプライド・フィジッ・クス
・レターズ”　　（”Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈ１ｓｉｃｓ
　Ｌｅｔｔｅｒｓ　”　）ＩＳ８０年Ｊム１１　）号「
サブミクロ・セカンド・バイスティプル・エレクトロオ
プチック・スイッチング・イン・リキッド・クリスタル
ス」；゛固体物理”　１１３（１４１）１９８１　　ｒ
液晶」等に記載されており、本発明ではこれらに開示さ
れた強誘電性液晶を用いることができる。Regarding this ferroelectric liquid crystal,
``'LEJOURN''
AL[lE PHYSIQUE LETTER5”
) 1975, 1β (L-89) “Ferroelectric Liquid Crystals J (rFe
rroelectric Liquid Crysta
ls J); “Applied Physics Letters”
Letters”) IS80 Jmu 11) No.
"Submicro-second bistiple electro-optic switching in liquid crystals";"Solid State Physics" 113 (141) 1981 r
ferroelectric liquid crystals disclosed in these documents can be used in the present invention.

より具体的には、本発明法に用いられる強誘電性液晶化
合物の例としては、デシロキシへンジリデンーＰ′−ア
ミノー２−メチルブチルシンナメ−ト（ＩｌＯＢＡＭ日
Ｃ）、ヘルシルオキシベンジリデン−Ｐ゛−アミノ−２
−クロロプロピルシンナメート（ＨＯＢＡＣ：ＰＣ）お
よび４−ｏ−（２−メチル）−ブチルレゾルシリテン−
４′−オクチルアニリン（ＭＢＲＡ８）等が挙げられる
。More specifically, examples of the ferroelectric liquid crystal compounds used in the method of the present invention include desyloxybenzylidene-P'-amino-2-methylbutylcinnamate (IlOBAM Japan C), heryloxybenzylidene-P'- -Amino-2
-Chloropropyl cinnamate (HOBAC:PC) and 4-o-(2-methyl)-butylresolsiliten-
Examples include 4'-octylaniline (MBRA8).

第１３図は、強誘電性液晶の動作説明のために、セルの
例を模式的に描いたものである。１３１と。FIG. 13 schematically depicts an example of a cell for explaining the operation of a ferroelectric liquid crystal. 131 and.

１３１′は、Ｉｎ２Ｏ２，５ｎ０２あるいは　ＩＴＯ（
ｒｎｄｉｕｓ　ＴｉｎＯｘ　１ｄｅ）等の薄膜からなる
透明電極で被覆された基板（ガラス板）であり、その間
に液晶分子層１３２がガラス面に垂直になるよう配向し
たＳｍＣ＊相又はＳｍＨ＊相の液晶が封入されている。131' is In2O2, 5n02 or ITO (
A substrate (glass plate) coated with a transparent electrode made of a thin film such as TinOx 1de), between which liquid crystal of SmC* phase or SmH* phase is sealed such that the liquid crystal molecular layer 132 is oriented perpendicular to the glass surface. has been done.

太線で示した線１３３が液晶分子を表わしており、この
液晶分子１３３はその分子に直交した方向に双極子モー
メント（Ｐ工）１３４を有している。基板１３１と　１
３１　”上の電極間に一定の閾値以上の電圧を印加する
と、液晶分子１３３のらせん構造がほどけ、双極子モー
メント、（Ｐ、　）　１３４がすべて電界方向に向くよ
う、液晶分子１３３は配向方向を変えることができる。A thick line 133 represents a liquid crystal molecule, and this liquid crystal molecule 133 has a dipole moment (P) 134 in a direction perpendicular to the molecule. Board 131 and 1
31'', when a voltage higher than a certain threshold is applied between the upper electrodes, the helical structure of the liquid crystal molecules 133 is unraveled, and the liquid crystal molecules 133 change their alignment direction so that the dipole moment, (P, ) 134, all points in the direction of the electric field. It can be changed.

液晶分子１３３は、細長い形状を有しており、その長袖
方向と短軸方向で屈折率異方性を示し、従って例えばガ
ラス面の上下に互いにクロスニコルの偏光子を置けば、
電圧印加極性によって光学特性が変わる液晶光学変調素
子となることは、容易に理解される。The liquid crystal molecules 133 have an elongated shape and exhibit refractive index anisotropy in the long and short axis directions. Therefore, for example, if crossed Nicol polarizers are placed above and below the glass surface,
It is easily understood that this is a liquid crystal optical modulation element whose optical characteristics change depending on the polarity of applied voltage.

本発明の液晶素子で好ましく用いられる液晶セルは、°
その厚さを充分に薄く（例えば１０ＩＬ以下）すること
ができる。このように液晶層が薄くなるにしたがい、第
１４図に示すように電界を印加していない状態でも液晶
分子のらせん構造かは−どけ、非らせん構造となり、そ
の双極子モーメントＰまたはＰ′は上向き（１４４）又
は下向き（１４４′）のどちらかの状態をとる。このよ
うなセルに、第１４図に示す如く一定の閾値以上の極性
の異る電界Ｅ又はＥ′を電圧印加手段１４１と１４ビに
より付与すると、双極子モーメントは、電界又はＥ′の
電界ベクトルに対応して上向き　１４４又は下向き　１
４４′と向きを変え、それに応じて液晶分子は、第１の
安定状態１４３かあるいは第２の安定状態　１４３′の
何れか一方に配向する。The liquid crystal cell preferably used in the liquid crystal element of the present invention is
Its thickness can be made sufficiently thin (for example, 10 IL or less). As the liquid crystal layer becomes thinner in this way, even when no electric field is applied, as shown in Figure 14, the helical structure of the liquid crystal molecules changes to a non-helical structure, and its dipole moment P or P' becomes The state is either upward (144) or downward (144'). When an electric field E or E' of different polarity above a certain threshold value is applied to such a cell by the voltage applying means 141 and 14B as shown in FIG. 14, the dipole moment is Upwards 144 or downwards 1 corresponding to
44', and accordingly, the liquid crystal molecules are aligned in either the first stable state 143 or the second stable state 143'.

このような強誘電性を液晶素子として用いることの利点
は、先にも述べたが２つある。その第１は、応答速度が
極めて速いことであり、第・２は液晶分子の配向が双安
定性を有することである。第２の点を、例えば第１４図
によって更に説明すると、電界Ｅを印加すると液晶分子
は電界を切っても安定である。又、逆向きの電界Ｅ′を
印加すると、液晶分子は第２の安定状態１４３′に配向
してその分子の向きを変えるが、やはり電界を切っても
この状態に留っている。又、与える電界Ｅが一定の閾値
を越えない限り、それぞれの配向状態にやはり維持され
ている。このような応答速度の速さと、双安定性が有効
に実現されるにはセルとしては出来るだけ薄い方が好ま
しい。As mentioned earlier, there are two advantages to using such ferroelectricity as a liquid crystal element. The first is that the response speed is extremely fast, and the second is that the alignment of liquid crystal molecules has bistability. To further explain the second point, for example, with reference to FIG. 14, when an electric field E is applied, the liquid crystal molecules remain stable even when the electric field is removed. When an electric field E' in the opposite direction is applied, the liquid crystal molecules are oriented to a second stable state 143' and change their orientation, but they remain in this state even after the electric field is turned off. Further, as long as the applied electric field E does not exceed a certain threshold value, each orientation state is maintained. In order to effectively realize such fast response speed and bistability, it is preferable that the cell be as thin as possible.

この様な強誘電性を有する液晶で素子を形成するに当た
って最も問題となるのは、先にも述べたように、ＳｍＣ
本相又はＳｍ旧を有する層が基板面に対して垂直に配列
し且つ液晶分子が基板面に略平行に配向した、モノドメ
イン性の高いセルを形成することが困難なことであり、
この点に解決を与えることが本発明の主要な目的である
。The biggest problem in forming devices using liquid crystals with such ferroelectricity is, as mentioned earlier, that SmC
It is difficult to form a highly monodomain cell in which the main phase or Sm old layer is aligned perpendicularly to the substrate surface and the liquid crystal molecules are aligned approximately parallel to the substrate surface.
It is the main objective of the present invention to provide a solution to this point.

なお、上記の各図においてソース電極、ドレイン電極と
は、ドレインからソースへ電流が流れる場合に限定した
命名である。ＦＥＴの働きではソースがドレインとして
働く場合も可能である。Note that in each of the above figures, the terms "source electrode" and "drain electrode" are used only when current flows from the drain to the source. In the function of an FET, it is also possible for the source to function as a drain.

［発明の効果］ 本発明においては、アクティブマトリクス方式による液
晶セルの対向電極がストライブ状に形成され、基板上の
隣り合う２つの画素に各々またがるように配置されてい
るから、対向電極からの信号線の数は、従来に比べ大幅
に減少する。この為、実装の簡素化、回路設計の簡略化
及び小規模化を計ることができる。また、本実施例に示
した様に、液晶材として強誘電性液晶を用いるならば、
表示速度の高速化、及び大画面表示も可能となる。[Effects of the Invention] In the present invention, the counter electrode of the active matrix liquid crystal cell is formed in a stripe shape and is arranged so as to span two adjacent pixels on the substrate. The number of signal lines is significantly reduced compared to the conventional method. Therefore, the implementation can be simplified, the circuit design can be simplified, and the size can be reduced. Furthermore, as shown in this example, if ferroelectric liquid crystal is used as the liquid crystal material,
It also becomes possible to increase the display speed and display on a large screen.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は対向電極を分割した電極構成を示す図、第２図
は本実施例におけるアクティブマトリクス回路の回路構
成図、第３図は対応画素の表示パターン例、第４図は第
２図■〜■の液晶層のナンバーに対応する画素の座標を
表わす図、第５図は各信号線に印加する電気信号波形を
表わす説明図、第６図は各画素への書き込み動作を表わ
す説明図、第７図はＴＦＴによるＦＥＴの構成を示す断
面図、第８図はＴＰＴを用いた強誘電性液晶セルの断面
図、第９図はＴＰＴ基板の斜視図、第１０図はＴＰＴ基
板の平面図、第１１図は第１０図のＡ−Ａ　′線部分断
面図、第１２図は第１０図のＢ−Ｂ　’線部分断面図、
第１３図及び第１４図は、本発明で用いる強誘電性液晶
セルを模式的に表わした斜視図である。 ｌ；ソース電極（ドレイン電極） ２：遮光金属又は光吸収層 ３；ｎ９層 ４；　ドレイン電極（ソース電極） ５；画素電極 ６；第一の絶縁層 ７；第二の絶縁層 ８　、　ＴＰＴ基板 ９：半導体直下の光遮蔽効果をもつゲート部１０；半導
体 １１：ゲート配線部の透明電極 １２：反射板 １３．１３’；偏光板 １４．１４′；ガラス、プラスチック等の透明基板１５
；対向電極 １６；絶縁膜 １７：強誘電性液晶層 １８：ゲート電極 ｌθ；シール材 ２０；薄膜半導体 ２１；ゲート配線 ２２；パネル基板 ２３．２３′；透明電極がコートされた基板２４；液晶
分子層 ２５；液晶分子 ２６；双極子モーメント（Ｐよ） ２８ａ；上向き双極子モーメント ２６ｂ；下向き双極子モーメント ２７；第１の安定状態 ２７′；第２の安定状態 ２８：光遮蔽膜 ｎ　　　　　　　　　　ｎ−１ｎ−２−−−−ソース　
　　　　　　　ソース　　　　　　　ソース：ｒ：ｌＪ
）’レイフ　　　　　　：た１；ドレイン　　　　　手
た１はド゛レイン表示信号練 第５図 第７図 第８図 １８易ゲート電槽 第１０図 １５　　　Ｖゴ向１＠キ像 第１１図 Ａ　−Ａ’　ｒｒ面 Ｂ−８１ｒｒ面FIG. 1 is a diagram showing the electrode configuration in which the counter electrode is divided, FIG. 2 is a circuit configuration diagram of the active matrix circuit in this embodiment, FIG. 3 is an example of the display pattern of the corresponding pixel, and FIG. 4 is the diagram shown in FIG. A diagram showing the coordinates of pixels corresponding to the numbers of the liquid crystal layer ~■, FIG. 5 is an explanatory diagram showing the electric signal waveform applied to each signal line, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing the writing operation to each pixel. Fig. 7 is a cross-sectional view showing the structure of an FET using TFT, Fig. 8 is a cross-sectional view of a ferroelectric liquid crystal cell using TPT, Fig. 9 is a perspective view of the TPT substrate, and Fig. 10 is a plan view of the TPT substrate. , FIG. 11 is a partial sectional view taken along line AA' in FIG. 10, FIG. 12 is a partial sectional view taken along line BB' in FIG. 10,
FIGS. 13 and 14 are perspective views schematically showing a ferroelectric liquid crystal cell used in the present invention. l; Source electrode (drain electrode) 2: Light shielding metal or light absorption layer 3; N9 layer 4; Drain electrode (source electrode) 5; Pixel electrode 6; First insulating layer 7; Second insulating layer 8, TPT substrate 9: Gate section 10 with a light shielding effect directly under the semiconductor; Semiconductor 11: Transparent electrode 12 of gate wiring section: Reflector plate 13.13'; Polarizing plate 14.14'; Transparent substrate 15 made of glass, plastic, etc.
; Counter electrode 16; Insulating film 17: Ferroelectric liquid crystal layer 18: Gate electrode lθ; Sealing material 20; Thin film semiconductor 21; Gate wiring 22; Panel substrate 23, 23'; Transparent electrode coated substrate 24; Liquid crystal molecules Layer 25; Liquid crystal molecules 26; Dipole moment (P) 28a; Upward dipole moment 26b; Downward dipole moment 27; First stable state 27'; Second stable state 28: Light shielding film n n-1n -2---source
Source Source:r:lJ
)' Leif: T1; Drain Hand 1 is drain display signal training Figure 5 Figure 7 Figure 8 Figure 18 Easy gate battery tank Figure 10 Figure 15 V direction 1 @K image Figure 11 A-A' rr surface B-81rr surface

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）液晶セルの片側基板をアクティブマトリクスで構
成し、且つ対向電極を、前記アクティブマトリクス基板
の１画素内で分割して画像表示を行う液晶セルの構成に
おいて、前記対向電極をストライプ状に形成し、且つ前
記アクティブマトリクス基板の複数の画素にまたがって
配置すると共に、前記対向電極のストライプを、ゲート
信号線と直交するように形成することを特徴とするアク
ティブマトリクス方式による液晶表示パネル。(1) In the structure of a liquid crystal cell in which one side of the substrate of the liquid crystal cell is made of an active matrix, and the counter electrode is divided within one pixel of the active matrix substrate to display an image, the counter electrode is formed in a stripe shape. A liquid crystal display panel using an active matrix method, characterized in that the counter electrode is arranged across a plurality of pixels of the active matrix substrate, and the stripes of the counter electrode are formed to be orthogonal to the gate signal line.