JPH06202068A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
- Publication number
- JPH06202068A JPH06202068A JP35991592A JP35991592A JPH06202068A JP H06202068 A JPH06202068 A JP H06202068A JP 35991592 A JP35991592 A JP 35991592A JP 35991592 A JP35991592 A JP 35991592A JP H06202068 A JPH06202068 A JP H06202068A
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- Japan
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- liquid crystal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高速応答が確保でき、かつ製造が簡単で、品
質の良い液晶表示素子を提供する。 【構成】 一方の電極2およびこの電極2を覆う配向膜
3が形成された下基板4と、前記一方の電極2と直交し
て対向する他方の電極5およびこの他方の電極5を覆う
配向膜6が形成された上基板7と、これら上下の基板
4、7間に封入された液晶材料9とを備え、液晶材料9
の弾性定数比K33/K11と誘電率比Δε/ε⊥との
比(K33/K11)/(Δε/ε⊥)を0.8以上に
設定し、配向膜3、6間に液晶分子を190〜210°
程度の角度でツイスト配向させ、これにより配向膜3、
6近傍における液晶材料9の液晶分子のプレチルト角を
2〜4°程度にし、かつ配向膜3、6間のギャップdを
5.5〜6.5μm程度に設定した。
質の良い液晶表示素子を提供する。 【構成】 一方の電極2およびこの電極2を覆う配向膜
3が形成された下基板4と、前記一方の電極2と直交し
て対向する他方の電極5およびこの他方の電極5を覆う
配向膜6が形成された上基板7と、これら上下の基板
4、7間に封入された液晶材料9とを備え、液晶材料9
の弾性定数比K33/K11と誘電率比Δε/ε⊥との
比(K33/K11)/(Δε/ε⊥)を0.8以上に
設定し、配向膜3、6間に液晶分子を190〜210°
程度の角度でツイスト配向させ、これにより配向膜3、
6近傍における液晶材料9の液晶分子のプレチルト角を
2〜4°程度にし、かつ配向膜3、6間のギャップdを
5.5〜6.5μm程度に設定した。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高速応答型の液晶表
示素子に関する。
示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は、オフィスオートメーシ
ョン機器のディスプレイ装置として広く使用されてい
る。このディスプレイ装置は、高精細の表示が要求され
るため画素数が多く、高時分割駆動が要求され、また表
示特性としてコントラストが高いことが要求されてい
る。このような要求に応えるため、パーソナルコンピュ
ータなどの表示装置としては、液晶表示装置の中でも高
時分割駆動が可能で、かつ比較的コントラストの高いス
ーパーツイステッドネマティック型(以下、STN型と
いう)の単純マトリックス構造の液晶表示装置が広く使
用されている。このSTN型の単純マトリックス構造の
液晶表示装置は、所定間隔を隔てて対向配置された一対
の基板と、この一対の基板の対向する内面に互いに直交
するように配置された電極と、この電極形成面に電極を
覆って形成された配向膜と、この配向膜間に封入された
液晶材料とにより液晶セルが形成され、この液晶セルの
外側にこれを挾むように一対の偏光板が配置された構造
となっている。そして、配向膜の間に封入された液晶材
料の配向膜近傍の液晶分子は、配向膜の配向規制力によ
り所定の配向処理方向に配列され、予め定められた配向
処理に従って、前記液晶分子が一方の基板から他方の基
板に向かって240°前後の角度でツイスト配向されて
いる。この液晶表示装置では、対向する電極間に時分割
駆動によって電界が印加されることにより液晶分子の配
向が変化し、この配向の変化に伴う光学的な変化を一対
の偏光板によって視覚化することにより、所望の表示が
行なわれている。
ョン機器のディスプレイ装置として広く使用されてい
る。このディスプレイ装置は、高精細の表示が要求され
るため画素数が多く、高時分割駆動が要求され、また表
示特性としてコントラストが高いことが要求されてい
る。このような要求に応えるため、パーソナルコンピュ
ータなどの表示装置としては、液晶表示装置の中でも高
時分割駆動が可能で、かつ比較的コントラストの高いス
ーパーツイステッドネマティック型(以下、STN型と
いう)の単純マトリックス構造の液晶表示装置が広く使
用されている。このSTN型の単純マトリックス構造の
液晶表示装置は、所定間隔を隔てて対向配置された一対
の基板と、この一対の基板の対向する内面に互いに直交
するように配置された電極と、この電極形成面に電極を
覆って形成された配向膜と、この配向膜間に封入された
液晶材料とにより液晶セルが形成され、この液晶セルの
外側にこれを挾むように一対の偏光板が配置された構造
となっている。そして、配向膜の間に封入された液晶材
料の配向膜近傍の液晶分子は、配向膜の配向規制力によ
り所定の配向処理方向に配列され、予め定められた配向
処理に従って、前記液晶分子が一方の基板から他方の基
板に向かって240°前後の角度でツイスト配向されて
いる。この液晶表示装置では、対向する電極間に時分割
駆動によって電界が印加されることにより液晶分子の配
向が変化し、この配向の変化に伴う光学的な変化を一対
の偏光板によって視覚化することにより、所望の表示が
行なわれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
液晶表示装置では、高時分割性と高速応答性を得るため
に、液晶セルの配向膜間のギャップdを4〜5μm程度
に狭く形成し、かつ液晶材料のツイスト角を230〜2
50°程度に大きくして輝度変化の急峻性を良くしてい
る。そして、大きな角度のツイスト配向を安定して得る
ために、プレチルト角を6°以上に大きくしている。し
かし、液晶表示装置では、配向膜間のギャップdが狭い
ほど、ギャップdの制御が難しく液晶分子の配向性が悪
くなり、またプレチルト角が大きいほど配向の安定性が
悪くなる。したがって、高速応答性のSTN型液晶表示
装置を製造する場合、上述した狭い配向膜間のギャップ
(液晶層厚)dと大きいプレチルト角を高精度で確保す
ることのが難しく、品質と製造歩留まりの低下を招くと
いう問題がある。この発明は、上記事情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、高速応答が確保で
き、かつ製造が簡単で、歩留まりが向上し、品質の良い
液晶表示素子を提供することである。
液晶表示装置では、高時分割性と高速応答性を得るため
に、液晶セルの配向膜間のギャップdを4〜5μm程度
に狭く形成し、かつ液晶材料のツイスト角を230〜2
50°程度に大きくして輝度変化の急峻性を良くしてい
る。そして、大きな角度のツイスト配向を安定して得る
ために、プレチルト角を6°以上に大きくしている。し
かし、液晶表示装置では、配向膜間のギャップdが狭い
ほど、ギャップdの制御が難しく液晶分子の配向性が悪
くなり、またプレチルト角が大きいほど配向の安定性が
悪くなる。したがって、高速応答性のSTN型液晶表示
装置を製造する場合、上述した狭い配向膜間のギャップ
(液晶層厚)dと大きいプレチルト角を高精度で確保す
ることのが難しく、品質と製造歩留まりの低下を招くと
いう問題がある。この発明は、上記事情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、高速応答が確保で
き、かつ製造が簡単で、歩留まりが向上し、品質の良い
液晶表示素子を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために、対向配置された一対の基板と、これら
一対の基板の対向する内面に形成され、互いに交差して
対向する電極と、一対の基板の対向する内面に電極を覆
って形成された配向膜と、一対の基板の配向膜間に介在
してツイスト配向された液晶材料とを備え、配向膜間の
ギャップdを5.5〜6.5μmに設定し、配向膜近傍
における液晶材料の液晶分子のプレチルト角を2〜4°
にし、配向膜間に液晶分子を190〜210°の角度で
ツイスト配向させ、かつ液晶材料のベント弾性定数K3
3とスプレイ弾性定数K11との比である弾性定数比K
33/K11と、液晶材料の誘電異方性Δεと液晶分子
軸に直交する方向の誘電率ε⊥との比である誘電率比Δ
ε/ε⊥との比(K33/K11)/(Δε/ε⊥)を
0.8以上に設定したものである。
達成するために、対向配置された一対の基板と、これら
一対の基板の対向する内面に形成され、互いに交差して
対向する電極と、一対の基板の対向する内面に電極を覆
って形成された配向膜と、一対の基板の配向膜間に介在
してツイスト配向された液晶材料とを備え、配向膜間の
ギャップdを5.5〜6.5μmに設定し、配向膜近傍
における液晶材料の液晶分子のプレチルト角を2〜4°
にし、配向膜間に液晶分子を190〜210°の角度で
ツイスト配向させ、かつ液晶材料のベント弾性定数K3
3とスプレイ弾性定数K11との比である弾性定数比K
33/K11と、液晶材料の誘電異方性Δεと液晶分子
軸に直交する方向の誘電率ε⊥との比である誘電率比Δ
ε/ε⊥との比(K33/K11)/(Δε/ε⊥)を
0.8以上に設定したものである。
【0005】
【作用】この発明によれば、液晶材料の弾性定数比K3
3/K11と誘電率比Δε/ε⊥との比(K33/K1
1)/(Δε/ε⊥)を0.8以上に設定することによ
り、印加電圧に対する輝度変化の急峻性が向上するの
で、液晶分子のツイスト角を190〜210°程度に小
さくできる。ツイスト角が小さいので、プレチルト角が
2〜4°に小さい範囲で安定した配向が得られる。ま
た、急峻性が良いので、配向膜間のギャップdを5.5
〜6.5μm程度に大きくしても高速応答が確保でき、
この結果製造が容易になって歩留まりが高く、品質の良
い高速応答性STN型液晶表示素子が得られる。
3/K11と誘電率比Δε/ε⊥との比(K33/K1
1)/(Δε/ε⊥)を0.8以上に設定することによ
り、印加電圧に対する輝度変化の急峻性が向上するの
で、液晶分子のツイスト角を190〜210°程度に小
さくできる。ツイスト角が小さいので、プレチルト角が
2〜4°に小さい範囲で安定した配向が得られる。ま
た、急峻性が良いので、配向膜間のギャップdを5.5
〜6.5μm程度に大きくしても高速応答が確保でき、
この結果製造が容易になって歩留まりが高く、品質の良
い高速応答性STN型液晶表示素子が得られる。
【0006】
【実施例】以下、この発明の一実施例について、図1〜
図4を参照して説明する。図1に液晶表示装置の断面図
を示した。この図において、液晶セル1は、一方の電極
2およびこの電極2を覆う配向膜3が形成された一方の
基板4と、前記一方の電極2と直交して対向する他方の
電極5およびこの他方の電極5を覆う配向膜6が形成さ
れた他方の基板7と、一対の基板4、7を所定間隔を隔
てて接合するシール材8と、これら一対の基板4、7と
シール材8とに囲われた領域内に封入された液晶材料9
とからなっている。そして、液晶セル1を挾んでその両
側には、それぞれ偏光板10が設けられている。
図4を参照して説明する。図1に液晶表示装置の断面図
を示した。この図において、液晶セル1は、一方の電極
2およびこの電極2を覆う配向膜3が形成された一方の
基板4と、前記一方の電極2と直交して対向する他方の
電極5およびこの他方の電極5を覆う配向膜6が形成さ
れた他方の基板7と、一対の基板4、7を所定間隔を隔
てて接合するシール材8と、これら一対の基板4、7と
シール材8とに囲われた領域内に封入された液晶材料9
とからなっている。そして、液晶セル1を挾んでその両
側には、それぞれ偏光板10が設けられている。
【0007】この液晶セル1では、下基板4の配向膜3
と上基板7の配向膜6との間のギャップdが5.5〜
6.5μm程度に形成されている。そして、液晶セル1
中には、液晶材料9が配向膜3、6に隣接する液晶分子
のプレチルト角が2〜4°程度で、配向膜3、6間に液
晶分子が190〜210°程度の角度でツイスト配向さ
れて封入されている。また、この液晶材料9は、ベント
弾性定数K33とスプレイ弾性定数K11との比で表わ
される弾性定数比K33/K11と、誘電異方性Δεと
液晶分子軸に直交する方向の誘電率(誘電率の垂直成
分)ε⊥との比で表わされる誘電率比Δε/ε⊥との比
(K33/K11)/(Δε/ε⊥)が0.8以上に設
定されている。
と上基板7の配向膜6との間のギャップdが5.5〜
6.5μm程度に形成されている。そして、液晶セル1
中には、液晶材料9が配向膜3、6に隣接する液晶分子
のプレチルト角が2〜4°程度で、配向膜3、6間に液
晶分子が190〜210°程度の角度でツイスト配向さ
れて封入されている。また、この液晶材料9は、ベント
弾性定数K33とスプレイ弾性定数K11との比で表わ
される弾性定数比K33/K11と、誘電異方性Δεと
液晶分子軸に直交する方向の誘電率(誘電率の垂直成
分)ε⊥との比で表わされる誘電率比Δε/ε⊥との比
(K33/K11)/(Δε/ε⊥)が0.8以上に設
定されている。
【0008】このような液晶表示装置では、液晶材料の
弾性定数比K33/K11と誘電率比Δε/ε⊥との比
(K33/K11)/(Δε/ε⊥)を0.8以上に設
定することにより、輝度変化の急峻性が極めて良くな
る。すなわち、(K33/K11)/(Δε/ε⊥)の
逆数と輝度変化の急峻性γとの関係を示す図2に示すよ
うに、液晶表示装置の急峻性γの値は、液晶材料9の弾
性定数比(K33/K11)の値が(Δε/ε⊥)の値
に比べて大きく、また誘電率比Δε/ε⊥の値が小さい
ほど、1.0に近くなり、急峻性が良くなる。特に、弾
性定数比K33/K11と誘電率比Δε/ε⊥との比
(K33/K11)/(Δε/ε⊥)が0.8以上と大
きい場合、すなわち図2において(Δε/ε⊥)/(K
33/K11)が1.25以下の場合には、急峻性が極
めて良くなる。
弾性定数比K33/K11と誘電率比Δε/ε⊥との比
(K33/K11)/(Δε/ε⊥)を0.8以上に設
定することにより、輝度変化の急峻性が極めて良くな
る。すなわち、(K33/K11)/(Δε/ε⊥)の
逆数と輝度変化の急峻性γとの関係を示す図2に示すよ
うに、液晶表示装置の急峻性γの値は、液晶材料9の弾
性定数比(K33/K11)の値が(Δε/ε⊥)の値
に比べて大きく、また誘電率比Δε/ε⊥の値が小さい
ほど、1.0に近くなり、急峻性が良くなる。特に、弾
性定数比K33/K11と誘電率比Δε/ε⊥との比
(K33/K11)/(Δε/ε⊥)が0.8以上と大
きい場合、すなわち図2において(Δε/ε⊥)/(K
33/K11)が1.25以下の場合には、急峻性が極
めて良くなる。
【0009】このように液晶材料の(K33/K11)
/(Δε/ε⊥)を0.8以上に設定すると、d/pマ
ージン(ナチュラルピッチpの液晶がギャップdの上下
基板間に封入されたとき、液晶分子が所定のツイスト角
でツイスト配向され、かつ電圧印加された場合にもムラ
のない均一なツイスト配向が得られるためのギャップd
の範囲)が狭くなって、d/pマージンの上限値が図3
に示すように小さくなるため、安定したツイスト配向が
得難くなるが、この発明の液晶表示素子では、液晶分子
のツイスト角を190〜210°の範囲に小さくしてあ
り、d/pマージンとツイスト角の関係をプレチルト角
ごとに示した図4から明らかなように、ツイスト角を小
さくすることにより小さいプレチルト角で充分なd/p
マージンが得られるので、安定した配向状態が得られ
る。この場合、液晶分子のツイスト角を小さくしても、
液晶材料の弾性定数比K33/K11と誘電率比Δε/
ε⊥との比が0.8以上であるから、輝度変化の急峻性
の低下を防ぎ、高コントラストが確保できる。
/(Δε/ε⊥)を0.8以上に設定すると、d/pマ
ージン(ナチュラルピッチpの液晶がギャップdの上下
基板間に封入されたとき、液晶分子が所定のツイスト角
でツイスト配向され、かつ電圧印加された場合にもムラ
のない均一なツイスト配向が得られるためのギャップd
の範囲)が狭くなって、d/pマージンの上限値が図3
に示すように小さくなるため、安定したツイスト配向が
得難くなるが、この発明の液晶表示素子では、液晶分子
のツイスト角を190〜210°の範囲に小さくしてあ
り、d/pマージンとツイスト角の関係をプレチルト角
ごとに示した図4から明らかなように、ツイスト角を小
さくすることにより小さいプレチルト角で充分なd/p
マージンが得られるので、安定した配向状態が得られ
る。この場合、液晶分子のツイスト角を小さくしても、
液晶材料の弾性定数比K33/K11と誘電率比Δε/
ε⊥との比が0.8以上であるから、輝度変化の急峻性
の低下を防ぎ、高コントラストが確保できる。
【0010】その結果、液晶分子のツイスト角が小さ
く、配向膜3、6のギャップdが5.5〜6.5μm程
度に広くしても、プレチルト角が小さいので、これらの
値を制御することが容易になり、製造が容易になり、し
たがって、歩留まりが向上し、かつ品質の良い高速応答
性液晶表示素子を得ることができる。
く、配向膜3、6のギャップdが5.5〜6.5μm程
度に広くしても、プレチルト角が小さいので、これらの
値を制御することが容易になり、製造が容易になり、し
たがって、歩留まりが向上し、かつ品質の良い高速応答
性液晶表示素子を得ることができる。
【0011】次に、この発明の液晶表示装置の具体例と
従来の液晶表示装置とを比較して説明する。ギャップd
を5.8μm、ツイスト角を200°、プレチルト角を
4°に設定した液晶表示装置では、急峻性が1.059
で、応答速度が230msecである。これに対し、従
来の液晶表示装置では、ギャップdを5.0μm、ツイ
スト角を230°、プレチルト角を7°に設定されてお
り、その急峻性は1.059で、応答速度が220ms
ecである。したがって、この発明の具体例は、従来の
ものよりも、ギャップdが大きく、かつツイスト角が小
さくなっているのにもかかわらず、急峻性が同じで、高
速応答性が確保されている。しかも、この具体例では、
従来のものよりも、ギャップdが大きく、プレチルト角
が小さいので、製造が容易で、品質の良い高速液晶表示
素子を得ることが可能である。
従来の液晶表示装置とを比較して説明する。ギャップd
を5.8μm、ツイスト角を200°、プレチルト角を
4°に設定した液晶表示装置では、急峻性が1.059
で、応答速度が230msecである。これに対し、従
来の液晶表示装置では、ギャップdを5.0μm、ツイ
スト角を230°、プレチルト角を7°に設定されてお
り、その急峻性は1.059で、応答速度が220ms
ecである。したがって、この発明の具体例は、従来の
ものよりも、ギャップdが大きく、かつツイスト角が小
さくなっているのにもかかわらず、急峻性が同じで、高
速応答性が確保されている。しかも、この具体例では、
従来のものよりも、ギャップdが大きく、プレチルト角
が小さいので、製造が容易で、品質の良い高速液晶表示
素子を得ることが可能である。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、液晶材料の弾性定数比K33/K11と誘電率比Δ
ε/ε⊥との比(K33/K11)/(Δε/ε⊥)を
0.8以上に設定したから、急峻性を低下させずに液晶
分子のツイスト角を190〜210°程度に小さくで
き、ツイスト角を小さくしたので、プレチルト角を2〜
4°程度に小さくでき、急峻性が良いので、液晶分子を
安定配向させることができるとともに、配向膜間のギャ
ップdを5.5〜6.5μm程度に広くしても高速応答
性が確保でき、この結果製造が簡単で品質が良い高速応
答性液晶表示素子を得ることができる。
ば、液晶材料の弾性定数比K33/K11と誘電率比Δ
ε/ε⊥との比(K33/K11)/(Δε/ε⊥)を
0.8以上に設定したから、急峻性を低下させずに液晶
分子のツイスト角を190〜210°程度に小さくで
き、ツイスト角を小さくしたので、プレチルト角を2〜
4°程度に小さくでき、急峻性が良いので、液晶分子を
安定配向させることができるとともに、配向膜間のギャ
ップdを5.5〜6.5μm程度に広くしても高速応答
性が確保でき、この結果製造が簡単で品質が良い高速応
答性液晶表示素子を得ることができる。
【図1】この発明の一実施例としての液晶表示装置の断
面図。
面図。
【図2】弾性定数比K33/K11と誘電率比Δε/ε
⊥との比に対する急峻性の特性を示す図。
⊥との比に対する急峻性の特性を示す図。
【図3】弾性定数比K33/K11と誘電率比Δε/ε
⊥との比に対するd/pマージンの上限値の特性を示す
図。
⊥との比に対するd/pマージンの上限値の特性を示す
図。
【図4】プレチルト角ごとのツイスト角とd/pマージ
ンとの関係を示す図。
ンとの関係を示す図。
1 液晶セル 2、5 電極 3、6 配向膜 4、7 基板 9 液晶材料
Claims (1)
- 【請求項1】 対向配置された一対の基板と、これら一
対の基板の対向する内面に形成され、互いに交差して対
向する電極と、前記一対の基板の対向する内面に前記電
極を覆って形成された配向膜と、前記配向膜間に介在し
てツイスト配向された液晶材料とを備え、 前記配向膜間のギャップdは5.5〜6.5μmに設定
され、前記液晶材料は、前記配向膜近傍の液晶分子のプ
レチルト角が2〜4°で、前記配向膜間に前記液晶分子
が190〜210°の角度でツイスト配向され、かつ前
記液晶材料のベント弾性定数K33とスプレイ弾性定数
K11との比である弾性定数比K33/K11と、前記
液晶材料の誘電異方性Δεと液晶分子軸に直交する方向
の誘電率ε⊥との比である誘電率比Δε/ε⊥との比
(K33/K11)/(Δε/ε⊥)が0.8以上であ
ることを特徴とする液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35991592A JPH06202068A (ja) | 1992-12-30 | 1992-12-30 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35991592A JPH06202068A (ja) | 1992-12-30 | 1992-12-30 | 液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06202068A true JPH06202068A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=18466956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35991592A Pending JPH06202068A (ja) | 1992-12-30 | 1992-12-30 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06202068A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100308767B1 (ko) * | 1998-06-12 | 2001-11-01 | 마찌다 가쯔히꼬 | 액정표시장치 |
-
1992
- 1992-12-30 JP JP35991592A patent/JPH06202068A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100308767B1 (ko) * | 1998-06-12 | 2001-11-01 | 마찌다 가쯔히꼬 | 액정표시장치 |
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