JPH03264920A - 時分割駆動液晶表示素子 - Google Patents
時分割駆動液晶表示素子Info
- Publication number
- JPH03264920A JPH03264920A JP2119838A JP11983890A JPH03264920A JP H03264920 A JPH03264920 A JP H03264920A JP 2119838 A JP2119838 A JP 2119838A JP 11983890 A JP11983890 A JP 11983890A JP H03264920 A JPH03264920 A JP H03264920A
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- Japan
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- display element
- crystal display
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は時分割駆動液晶表示素子に係り、特に優れた時
分割駆動特性を有するツィステッドネマチック（ＴＮ）
型時分割駆動液晶表示素子に関する。
分割駆動特性を有するツィステッドネマチック（ＴＮ）
型時分割駆動液晶表示素子に関する。
液晶表示素子において、２枚の電極基板間で液晶分子が
らせん状構造をなすように配向させるには、例えば電極
基板の液晶に接する表面を布などで一方向にこする方法
、いわゆるラビング法によってなされる。このようにし
て配向処理された２枚の電極基板をそれぞれのラビング
方向、即ち、配向方向が例えば互にほぼ９０度に交差す
るように対向させ、２枚の電極基板をシール材により接
着し、その間隙に正の誘電異方性をもったネマチック液
晶を封入すると、液晶分子はその電極基板間でほぼ９０
度回転したらせん状構造の分子配列をする。
らせん状構造をなすように配向させるには、例えば電極
基板の液晶に接する表面を布などで一方向にこする方法
、いわゆるラビング法によってなされる。このようにし
て配向処理された２枚の電極基板をそれぞれのラビング
方向、即ち、配向方向が例えば互にほぼ９０度に交差す
るように対向させ、２枚の電極基板をシール材により接
着し、その間隙に正の誘電異方性をもったネマチック液
晶を封入すると、液晶分子はその電極基板間でほぼ９０
度回転したらせん状構造の分子配列をする。
このようにして構成された液晶セルの上下には偏光板が
設けられる。この偏光板はその吸収軸あるいは偏光軸を
上下２枚の電極基板のラビング方向にそれぞれほぼ一致
して配設する（特公昭５１−１３６６６号公報）、。
設けられる。この偏光板はその吸収軸あるいは偏光軸を
上下２枚の電極基板のラビング方向にそれぞれほぼ一致
して配設する（特公昭５１−１３６６６号公報）、。
第３図はかかる従来のＴＮ型液晶表示素子のラビング方
向１．２と偏光板の軸３．４の関係をモデル的に示した
ものである。同図において、１は上側電極基板のラビン
グ方向、２は下側電極基板のラビング方向、３は上側偏
光板の吸収軸あるいは偏光軸、４は下側偏光板の吸収軸
あるいは偏光軸、５は液晶分子のねじれ方向および角度
をそれぞれ示す。
向１．２と偏光板の軸３．４の関係をモデル的に示した
ものである。同図において、１は上側電極基板のラビン
グ方向、２は下側電極基板のラビング方向、３は上側偏
光板の吸収軸あるいは偏光軸、４は下側偏光板の吸収軸
あるいは偏光軸、５は液晶分子のねじれ方向および角度
をそれぞれ示す。
従来のＴＮ型液晶表示素子のラビング方向と偏光板の軸
の関係は、第３図に示すような構成をとっているが、近
年、液晶表示素子の電気光学特性、特に液晶表示素子の
表示面積の増大化（従って走査線数の増大）に伴い時分
割駆動特性に対する要求が厳しくなっており、第３図に
示す構成では要求仕様を満足できない状況に到っている
。
の関係は、第３図に示すような構成をとっているが、近
年、液晶表示素子の電気光学特性、特に液晶表示素子の
表示面積の増大化（従って走査線数の増大）に伴い時分
割駆動特性に対する要求が厳しくなっており、第３図に
示す構成では要求仕様を満足できない状況に到っている
。
本発明の目的は、液晶分子のねじれ角と偏光板の軸の配
置の改良によって優れた時分割駆動特性を持った時分割
駆動液晶表示素子を提供することにある。
置の改良によって優れた時分割駆動特性を持った時分割
駆動液晶表示素子を提供することにある。
このような目的を遠戚するために本発明は、対向する２
枚の電極基板間にねじれ配向したネマチック液晶を挟持
し、かつ前記両電極基板の外側にそれぞれ偏光板を配置
した時分割駆動液晶表示素子において、前記ネマチック
液晶に旋光性物質を添加することにより、ねじれ角をほ
ぼ２７０度とし、液晶表示素子表面の法線と観測方向の
なす角度をφ、角度φ＝１０°の輝度が５０％になるよ
う前記ネマチック液晶層に印加される電圧をＶｓａｔ工
、角度φ＝４０°の輝度が９０％になるよう前記ネマチ
ック液晶層に印加される電圧をＶｔｈａ、ｍ ＝ Ｖｔ
ｈｘ／ Ｖｓａｔ工と定義したとき、前記一対の偏光板
の吸収軸あるいは偏光軸のなす角度αが９０±２０度の
範囲内で、またこれらの偏光板の吸収軸あるいは偏光軸
が上下２枚の電極基板の液晶配向方向同志のなす角の２
等分方向となす角βが±２０度の範囲内で前記ｍが０．
８１＜ｍ≦１．０を満足する様α、βが設定されてなる
ことを特徴とするものである。
枚の電極基板間にねじれ配向したネマチック液晶を挟持
し、かつ前記両電極基板の外側にそれぞれ偏光板を配置
した時分割駆動液晶表示素子において、前記ネマチック
液晶に旋光性物質を添加することにより、ねじれ角をほ
ぼ２７０度とし、液晶表示素子表面の法線と観測方向の
なす角度をφ、角度φ＝１０°の輝度が５０％になるよ
う前記ネマチック液晶層に印加される電圧をＶｓａｔ工
、角度φ＝４０°の輝度が９０％になるよう前記ネマチ
ック液晶層に印加される電圧をＶｔｈａ、ｍ ＝ Ｖｔ
ｈｘ／ Ｖｓａｔ工と定義したとき、前記一対の偏光板
の吸収軸あるいは偏光軸のなす角度αが９０±２０度の
範囲内で、またこれらの偏光板の吸収軸あるいは偏光軸
が上下２枚の電極基板の液晶配向方向同志のなす角の２
等分方向となす角βが±２０度の範囲内で前記ｍが０．
８１＜ｍ≦１．０を満足する様α、βが設定されてなる
ことを特徴とするものである。
第２図はねじれた液晶分子のらせん構造を持つ液晶表示
素子の典型的な電圧−輝度特性を示している。これは印
加電圧に対する反射輝度の相対値をとったものであり、
輝度の初期値を１００％。
素子の典型的な電圧−輝度特性を示している。これは印
加電圧に対する反射輝度の相対値をとったものであり、
輝度の初期値を１００％。
最終値（印加電圧が十分大きいときの値）を０％にして
いる。一般には、相対輝度が９０％となる電圧をしきい
値Ｖｔｈ、１０％となる電圧を飽和値Ｖ ｓａｔとして
液晶の特性のめやすにする。しかし、実用上は９０％以
上あれば画素は十分明るく液晶は非点灯状態、５０％以
下であれば画素は十分暗く、液晶は点灯状態としてよく
、以下本明細書においては、相対輝度が９０％、５０％
になる電圧をそれぞれ、しきい値電圧ｖｔｈ、飽和電圧
Ｖｓａｔとする。
いる。一般には、相対輝度が９０％となる電圧をしきい
値Ｖｔｈ、１０％となる電圧を飽和値Ｖ ｓａｔとして
液晶の特性のめやすにする。しかし、実用上は９０％以
上あれば画素は十分明るく液晶は非点灯状態、５０％以
下であれば画素は十分暗く、液晶は点灯状態としてよく
、以下本明細書においては、相対輝度が９０％、５０％
になる電圧をそれぞれ、しきい値電圧ｖｔｈ、飽和電圧
Ｖｓａｔとする。
さらに液晶表示素子の電気光学特性は、見る方向によっ
ても変り、良好な表示画質が得られる視野を制限してい
る。ここで視角角度φは液晶表示素子表面の法線と観測
方向のなす角度とする。
ても変り、良好な表示画質が得られる視野を制限してい
る。ここで視角角度φは液晶表示素子表面の法線と観測
方向のなす角度とする。
第２図において、角度φ＝１０度の輝度が９０％になる
電圧をｖｔｈ工、５０％になる電圧をＶｓａ１、とし、
角度φ＝４０度の輝度が９０％になる電圧をＶｔｈｌと
したとき、輝度−印加電圧特性の急峻性を示すγ＝ Ｖ
ｓａｔｔ／ Ｖｔｈ工は１以上の値を持ち、ｌに近づく
程時分割駆動特性が良いことを示し、観測方向角度依存
特性を示すΔφ＝ Ｖ ｔｈ 箕／Ｖｔｈｔは１以下の
値を持ち、１に近づく程広い視野角度範囲を有すること
を示す。
電圧をｖｔｈ工、５０％になる電圧をＶｓａ１、とし、
角度φ＝４０度の輝度が９０％になる電圧をＶｔｈｌと
したとき、輝度−印加電圧特性の急峻性を示すγ＝ Ｖ
ｓａｔｔ／ Ｖｔｈ工は１以上の値を持ち、ｌに近づく
程時分割駆動特性が良いことを示し、観測方向角度依存
特性を示すΔφ＝ Ｖ ｔｈ 箕／Ｖｔｈｔは１以下の
値を持ち、１に近づく程広い視野角度範囲を有すること
を示す。
従って良好な時分割駆動特性（走査線数をより増大出来
る特性に相当）と広い視野角度範囲とを同時に確保する
ためにはｍ＝Δφ／γ＝（ｖｔｈｚ／Ｖ ｔｈｌ）／
（Ｖ ５ａｔｌ ／ ｖｔｈ、） ： Ｖｔｈ！／ Ｖ
５ａｔｔを定義し、このｍの値が１以下の値で、より
１に近い値になる様液晶分子のねじれ角、電極基板の液
晶配向方向に対する偏光板の吸収軸あるいは偏光軸のな
す角度を設定すれば良好な時分割駆動特性が得られる。
る特性に相当）と広い視野角度範囲とを同時に確保する
ためにはｍ＝Δφ／γ＝（ｖｔｈｚ／Ｖ ｔｈｌ）／
（Ｖ ５ａｔｌ ／ ｖｔｈ、） ： Ｖｔｈ！／ Ｖ
５ａｔｔを定義し、このｍの値が１以下の値で、より
１に近い値になる様液晶分子のねじれ角、電極基板の液
晶配向方向に対する偏光板の吸収軸あるいは偏光軸のな
す角度を設定すれば良好な時分割駆動特性が得られる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。上側
電極基板界面の液晶分子配向は上側電極基板のラビング
方向１１とほぼ一致しており、下側電極基板界面の液晶
分子配向は下側電極基板のラビング方向１２とほぼ一致
している。ただし。
電極基板界面の液晶分子配向は上側電極基板のラビング
方向１１とほぼ一致しており、下側電極基板界面の液晶
分子配向は下側電極基板のラビング方向１２とほぼ一致
している。ただし。
ラビング方向上１と１２はそれぞれほぼ直交している。
ここでネマチック液晶に旋光性物質を添加し、その混合
液晶のらせんのピッチＰが液晶層厚さｄより大きく、２
ｄより小さくすることによって、液晶分子は矢印１５に
示す如くほぼ２７０度ねじれた構造をとる。
液晶のらせんのピッチＰが液晶層厚さｄより大きく、２
ｄより小さくすることによって、液晶分子は矢印１５に
示す如くほぼ２７０度ねじれた構造をとる。
上側偏光板の吸収軸１３と下側偏光板の吸収軸１４はそ
れぞれほぼ直交している。またこれらの偏光板の吸収軸
１３．１４は上下２枚の電極基板のラビング方向１１．
１２がなす角を図の如くそれぞれ２等分する方向とほぼ
一致している。なお。
れぞれほぼ直交している。またこれらの偏光板の吸収軸
１３．１４は上下２枚の電極基板のラビング方向１１．
１２がなす角を図の如くそれぞれ２等分する方向とほぼ
一致している。なお。
偏光板の軸は吸収軸のかわりに偏光軸を使ってもよい。
次にかかる構成よりなる時分割駆動液晶表示素子の効果
を説明するために１時分割駆動特性を表わす量の定義を
する。
を説明するために１時分割駆動特性を表わす量の定義を
する。
第２図はＴＮ型液晶表示素子の典型的な電圧−輝度特性
を示す。同図において、角度φは液晶表示素子表面の法
線とｆＲＷｓ方向のなす角度であり、コントラストが大
きくなる方向で定義する。そして、角度φ＝１０°の輝
度が５０％になる電圧をＶｓａｔｌ、角度φ＝４０°の
輝度が９０％になる電圧をｖｔｈｘとしたとき、時分割
駆動特性を表わす量ｍをｍ ＝ Ｖ ｔｈ ｚ ／ Ｖ
ｓａ ｔ ｔとして定義する。ｍは１以下の値を持ち
、１に近づくほど時分割駆動特性が良いことを表わして
いる。
を示す。同図において、角度φは液晶表示素子表面の法
線とｆＲＷｓ方向のなす角度であり、コントラストが大
きくなる方向で定義する。そして、角度φ＝１０°の輝
度が５０％になる電圧をＶｓａｔｌ、角度φ＝４０°の
輝度が９０％になる電圧をｖｔｈｘとしたとき、時分割
駆動特性を表わす量ｍをｍ ＝ Ｖ ｔｈ ｚ ／ Ｖ
ｓａ ｔ ｔとして定義する。ｍは１以下の値を持ち
、１に近づくほど時分割駆動特性が良いことを表わして
いる。
そこで、エステルシクロヘキサン（ＥＣＨ）系とビフェ
ニル系液晶を主成分とした同じ混合液晶を用いて、液晶
の屈折率異方性Δｎと液晶層厚さｄ（μ−との積Δｎ−
ｄが０．６μ■の条件で前記ｍを測定したところ、従来
の１゛Ｎ型液晶表示素子は０．８１であり、本発明にな
る時分割駆動液晶表示素子においては上記値より大幅に
改善された０、９２であった。このように、本発明にな
る時分割駆動液晶表示素子は時分割駆動特性が著しく改
善される。また本発明になる時分割駆動液晶表示素子は
従来の時分割駆動液晶表示素子に比較して広い視野角度
範囲で高いコントラストを示すことが確認できた。
ニル系液晶を主成分とした同じ混合液晶を用いて、液晶
の屈折率異方性Δｎと液晶層厚さｄ（μ−との積Δｎ−
ｄが０．６μ■の条件で前記ｍを測定したところ、従来
の１゛Ｎ型液晶表示素子は０．８１であり、本発明にな
る時分割駆動液晶表示素子においては上記値より大幅に
改善された０、９２であった。このように、本発明にな
る時分割駆動液晶表示素子は時分割駆動特性が著しく改
善される。また本発明になる時分割駆動液晶表示素子は
従来の時分割駆動液晶表示素子に比較して広い視野角度
範囲で高いコントラストを示すことが確認できた。
なお、上下の偏光板の軸１３．１４のなす角度αは着色
およびコントラストの観点から９０±２０度の範囲内に
あることが望ましい。また同様の理由から２等分する方
向からのずれ角βも±２０度以内にすることが望ましい
。
およびコントラストの観点から９０±２０度の範囲内に
あることが望ましい。また同様の理由から２等分する方
向からのずれ角βも±２０度以内にすることが望ましい
。
時分割駆動特性を表わす量ｍが上述の如く、０゜８１く
ｍ≦１．０を満足する様に角度α、βを設定すれば、広
い視野角度範囲を持ち優れた時分割駆動特性（大面積表
示の可能な特性）を有する液晶表示素子が得られる。ま
た前記Δｎ−ｄは着色の観点から０．５〜０．９μ肩の
範囲内にあることが望ましい。
ｍ≦１．０を満足する様に角度α、βを設定すれば、広
い視野角度範囲を持ち優れた時分割駆動特性（大面積表
示の可能な特性）を有する液晶表示素子が得られる。ま
た前記Δｎ−ｄは着色の観点から０．５〜０．９μ肩の
範囲内にあることが望ましい。
本発明によれば、液晶層に印加される電圧対液晶表示素
子の透過率の変化の急峻性および視野角度範囲の拡大な
どの時分割駆動特性が優れ、視野角度が広く、大面積化
の可能な時分割駆動液晶表示素子が得られる。
子の透過率の変化の急峻性および視野角度範囲の拡大な
どの時分割駆動特性が優れ、視野角度が広く、大面積化
の可能な時分割駆動液晶表示素子が得られる。
第１図は本発明になる時分割駆動液晶表示素子のラビン
グ方向と偏光板の関係の一実施例を示す説明図、第２図
は時分割駆動特性の定義に用いる液晶表示素子の電圧−
輝度特性を示す説明図、第３図は従来のＴ、Ｎ型液晶表
示素子のラビング方向と偏光板の軸の関係を示す説明図
である。 １．１１・・・上側電極基板のラビング方向、２．１２
・・・下側電極基板のラビング方向、３．１３・・・上
側偏光板の吸収軸あるいは偏光軸、４．１４・・・下側
偏光板の吸収軸あるいは偏光軸、５．１５・・・液晶分
子のねじれ方向および角度。
グ方向と偏光板の関係の一実施例を示す説明図、第２図
は時分割駆動特性の定義に用いる液晶表示素子の電圧−
輝度特性を示す説明図、第３図は従来のＴ、Ｎ型液晶表
示素子のラビング方向と偏光板の軸の関係を示す説明図
である。 １．１１・・・上側電極基板のラビング方向、２．１２
・・・下側電極基板のラビング方向、３．１３・・・上
側偏光板の吸収軸あるいは偏光軸、４．１４・・・下側
偏光板の吸収軸あるいは偏光軸、５．１５・・・液晶分
子のねじれ方向および角度。
Claims (1)
- １、対向する２枚の電極基板間にねじれ配向したネマチ
ック液晶を挟持し、かつ前記両電極基板の外側にそれぞ
れ偏光板を配置した時分割駆動液晶表示素子において、
前記ネマチック液晶に旋光性物質を添加することにより
、ねじれ角をほぼ２７０度とし、液晶表示素子表面の法
線と観測方向のなす角度をφ、角度φ＝１０°の輝度が
５０％になるよう前記ネマチック液晶層に印加される電
圧をＶｓａｔ＿１、角度φ＝４０°の輝度が９０％にな
るよう前記ネマチック液晶層に印加される電圧をＶｔｈ
＿２、ｍ＝Ｖｔｈ＿２／Ｖｓａｔ＿１と定義したとき、
前記一対の偏光板の吸収軸あるいは偏光軸のなす角度α
が９０±２０度の範囲内で、またこれらの偏光板の吸収
軸あるいは偏光軸が上下２枚の電極基板の液晶配向方向
同志のなす角の２等分方向となす角βが±２０度の範囲
内で前記ｍが０．８１＜ｍ≦１．０を満足する様α、β
が設定されてなることを特徴とする時分割駆動液晶表示
素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2119838A JPH03264920A (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 時分割駆動液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2119838A JPH03264920A (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 時分割駆動液晶表示素子 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18029083A Division JPS6073525A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03264920A true JPH03264920A (ja) | 1991-11-26 |
Family
ID=14771510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2119838A Pending JPH03264920A (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 時分割駆動液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03264920A (ja) |
-
1990
- 1990-05-11 JP JP2119838A patent/JPH03264920A/ja active Pending
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