JPH11337946A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH11337946A
JPH11337946A JP14335398A JP14335398A JPH11337946A JP H11337946 A JPH11337946 A JP H11337946A JP 14335398 A JP14335398 A JP 14335398A JP 14335398 A JP14335398 A JP 14335398A JP H11337946 A JPH11337946 A JP H11337946A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
state
crystal display
display device
chiral nematic
Prior art date
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Pending
Application number
JP14335398A
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English (en)
Inventor
Yoshio Miyazaki
吉雄 宮崎
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】階調表示に適したカラー液晶表示装置を提供す
る。 【解決手段】液晶表示装置Aによれば、透明基板1上に
保護膜2と信号電極3と絶縁膜4と配向膜5とを順次積
層して信号電極部材6を構成し、他方の走査電極部材7
については、透明基板8上に保護膜9と着色層10と遮
光層11とを積層して、さらにオーバーコート膜12と
走査電極13と保護膜14と配向膜15とを積層してい
る。そして、走査電極3と信号電極13は交差するよう
にパターニングして、画素領域16となし、信号電極部
材6と走査電極部材7とはカイラルネマチック液晶17
を介して対向配設されている。各画素領域16にカイラ
ルネマチック液晶17の初期状態でのツイスト角が異な
る領域22、23を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はカイラルネマチック
液晶を用いたメモリー性双安定型液晶表示装置の改良に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】特開平6−230751号、特開平6−
235920号および特開平7−248485号にはカ
イラルネマチック液晶を用いたメモリー性双安定型液晶
表示装置が提案され、初期配向条件、2つの準安定状
態、さらに両者間の切替えにおける実用的な駆動方法な
どの技術が記載されている。
【0003】このメモリー性双安定型液晶表示装置によ
れば、フレデリクス転移後の2つの準安定状態(0°あ
るいは360°)を不安定状態(0°状態と360°状
態との混在)を挟んでスイッチングすることにより表示
させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記双安定型液晶表示
装置でもって多色のカラー表示をおこなうためには、階
調表示を実現する必要があるが、そのために下記のよう
な方法がある。
【0005】2つの準安定状態の切替えはリセット電圧
後に印加する選択電圧の大きさの違いによっておこな
い、あるしきい値Vth1 より小さく選択電圧を設定する
ことでOFF状態(φ0 +π)を、他方、あるしきい値
Vth2 より大きく選択電圧を設定すれば、ON状態(φ
0 −π)を実現できるが、Vth1 〜Vth2 の間に選択電
圧が設定されると、2つの準安定状態の混在した表示状
態になり、この状態を利用して階調表示をおこなうこと
ができる。
【0006】しかしながら、Vth1 〜Vth2 の間の選択
電圧を所要どおりに設定して、両状態の混在の割合をコ
ントロールし、これによって階調を達成することはむず
かしいという課題がある。しかも、両状態の混在が近接
し、ある領域に達すると表示画像に関係しないストライ
プ状の不安定な状態を発現していた。
【0007】したがって本発明は上記事情に鑑みて完成
されたものであって、その目的は階調表示ができた液晶
表示装置を提供することにある。
【0008】本発明の他の目的は優れたカラー表示を達
成した液晶表示装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、透明基板上に多数の透明電極が配列された電極パタ
ーンおよび配向膜とを順次形成した一方の部材と、透明
基板上に多数の透明電極が配列された電極パターンと配
向膜とを順次形成した他方の部材とを、双方の電極パタ
ーンを交差させて画素を多数形成せしめるように、カイ
ラルネマチック液晶を介して対向配設するとともに、各
画素にカイラルネマチック液晶の初期状態でのツイスト
角が異なる複数の領域を設けたことを特徴とする。
【0010】たとえば本発明の液晶表示装置がカラー表
示である場合には、透明基板上に着色層をマトリックス
状に配列し、これら着色層間に遮光層を配し、これら着
色層および遮光層の上にオーバーコート膜、多数の透明
電極が配列された電極パターンおよび配向膜とを順次形
成した部材と、透明基板上に多数の透明電極が配列され
た電極パターンと配向膜とを順次形成した部材とを、双
方の電極パターンが交差させて画素を多数形成するよう
に、カイラルネマチック液晶を介して対向配設するとと
もに、各画素にカイラルネマチック液晶の初期状態での
ツイスト角が異なる複数の領域を設ける。
【0011】上記構成の液晶表示装置においては、カイ
ラルネマチック液晶は初期状態でねじれ構造を違えた上
記複数の領域において、その初期状態にフレデリクス転
移を生じさせる電圧を印加して、その後に印加される電
圧の差によって初期状態とは異なる2つの準安定状態を
有するようになす。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の双安定型液晶表示装置を
カラー液晶表示装置でもって図1〜図5により説明す
る。
【0013】図1は本発明液晶表示装置Aの要部拡大断
面図、図2は各画素においてツイスト角を違えた2つの
領域をなす配向膜のラビング状態を示す説明図、図3は
ツイスト角としきい値との関係を示し、図4は印加電圧
波形を示し、さらに図5は各画素においてツイスト角が
異なる2つの領域をなす配向膜の他のラビング状態を示
す説明図である。
【0014】本発明の液晶表示装置Aにおいて、1はガ
ラスなどからなる透明基板、2はSiO2 などからなる
保護膜であり、3はITOなどからなる信号電極、4は
SiO2 などからなる絶縁膜、5は配向膜であって、こ
れらによって信号電極部材6を構成し、他方の走査電極
部材7については、8はガラスなどからなる透明基板、
9はSiO2 などからなる保護膜であり、10はマトリ
ックス状に配列した着色層(図中、R、G、Bはそれぞ
れ赤、緑、青の着色層を示す)、11は着色層間に設け
たクロムなどの金属、黒色樹脂などで構成した遮光層、
12は着色層10および遮光層11を被覆したオーバー
コート膜、13はITOなどからなる走査電極、14は
SiO2 などからなる絶縁膜、15は配向膜である。配
向膜5、15はポリイミドからなり、その膜に対してラ
ビング処理したものである。
【0015】上記走査電極3と信号電極13は交差する
ようにパターニングして、個々の交差部を方形状の画素
領域16(たとえばサイズ300μm×300μm)と
なし、信号電極部材6と走査電極部材7とは層厚1.5
μmのカイラルネマチック液晶17(室温でネマティツ
ク相を呈する液晶組成物〔E.Merck社製:ZLI
−1557〕に光学活性添加物〔E.Merck社製:
S−811〕を加えてヘリカルピッチPを調整したも
の)を介して対向配設する。
【0016】また、双方の部材6、7間にカイラルネマ
チック液晶17を封入させるためのシール部材を表示領
域の周囲に設ける。さらに双方の透明基板1、8の外側
に位相差フィルム18、19と偏光板20、21を配設
する。
【0017】上記構成の液晶表示装置Aによれば、カイ
ラルネマチック液晶は初期状態でねじれ構造を有し、そ
の初期状態にフレデリクス転移を生じさせる電圧を印加
した後に印加される電圧差によって初期状態とは異なる
2つの準安定状態を有するようになしたメモリー性双安
定型となる。たとえば初期状態でのツイスト角φ0 (=
180°)に対してφ0 +π(=360°)のねじれ状
態が暗状態となるような偏光板20、21の位置関係
(クロスニコル)にした場合に、明状態ではツイスト角
φ0 −π(=0°)である。
【0018】そして、不安定状態を挟んで0°と360
°をスイッチングしている。すなわち、初期状態にフレ
デリクス転移を生じさせる電圧を印加した後の選択電圧
をVlより低くすると360°状態になり、V2より高
くすると0°状態になる場合に、Vl〜V2との間にす
ると、0°と360°が混在した不安定状態になる。
【0019】たとえば、偏光板20、21をクロスニコ
ルにして、初期状態でのツイスト角φ0 =(180°)
に対してφ0 +π=(360°)のねじれ状態が暗状
態、φ0 一π=(0°)の状態が明状態であるとすれ
ば、不安定状態は2つの状態(明状態と黒状態)が混在
しており、このような混在状態であれば、白〜黒の間の
状態を示す。
【0020】通常、Vl〜V2の間に電圧を設定して、
0°と360°との混在状態を制御し、これによって階
調表示をおこなうことはむずかしく、さらにこの混在状
態がある程度の広い領域に到ると、不安定状態にある画
素が隣接同士の相互作用で成長し、表示画像にストライ
プ状の不安定な不良を発現し易かった。
【0021】そこで、本発明の液晶表示装置Aにおいて
は、この白〜黒の不安定状態に対し、各画素領域16に
対し、図2に示すようにカイラルネマチック液晶のツイ
スト角が異なる領域22、23を形成している。
【0022】すなわち、配向膜5、15内の各画素領域
16において、配向膜5に関しては領域22、23間で
矢印のようにラビング方向を違え、配向膜15では領域
22、23間で共通のラビング方向にしている。このよ
うなラビングはマスクラビングにより形成する。
【0023】つぎに図3によりツイスト角としきい値と
の関係を示す。ただし、d/pは一定である。
【0024】ツイスト角に依存してしきい値電圧が変化
するが、領域22において初期ツイスト角を180°
に、領域23において初期ツイスト角を〔180+α〕
°にする。
【0025】初期ツイスト角が180°、暗状態が36
0°(180°+π)、明状態が0°(180°一π)
である場合には、領域22および領域23におけるしき
い値電圧はそれぞれVth1 =6.0V、Vth1 =4.2
V、さらにそれぞれVth2 =7.8V、Vth2 =6.0
Vであるために、Vs=6.0Vとすると、完全に明状
態にするときはVd=+2.0V、領域22のみに暗状
態にするためにはVd=0V、完全に暗状態にするには
Vd=−2.0Vにすることにより、3階調表示が実現
できた。ちなみに3階調表示ができたことで、27色表
示ができた。
【0026】そこで、液晶表示装置Aに対し図4に示す
ような走査側波形および信号側波形でもって印加し、駆
動する。(a)は走査電極に印加される電圧波形、
(b)は信号電極に印加される電圧波形、(c)はこれ
ら二つの波形を合成して得られる液晶セルに実際に印加
される電圧波形である。各画素の表示状態は(c)に示
すVw(±(Vs±Vd)の電圧で決定され、選択する
表示状態に対応した電圧の波高値は信号電圧印加電圧の
電圧値によって制御される。
【0027】かくして本発明の液晶表示装置Aによれ
ば、各画素領域16に対しカイラルネマチック液晶のツ
イスト角を違えた領域22、23を形成したことで、画
素領域16での不安定状態における明状態と暗状態の発
現割合をコントロールし、その結果、階調表示を実現で
きた。
【0028】なお、本発明は上記の実施形態例に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で
種々の変更や改善等は何ら差し支えない。たとえば上記
実施形態例では、各画素領域16に対し、配向膜5に関
しては領域22、23間でラビング方向を違え、配向膜
15では領域22、23間で共通のラビング方向にして
いるが、これに代えて配向膜5、15ともに領域22、
23間でラビング方向を違えてもよく、これによってさ
らに広い視野角を実現できる。さらに領域22、23の
面積を1:1にする以外に、面積比を変えてもよく、ま
た、各画素に対しツイスト角を違えた3領域や4領域、
あるいはそれ以上の領域に増してもよい。さらにまた、
本発明の実施形態ではカラー液晶表示装置でもって例示
したが、これ以外にモノクロの液晶表示装置でも同様の
作用効果が得られる。
【0029】
【発明の効果】以上のとおり、本発明のメモリー性双安
定型液晶表示装置によれば、各画素にラビング方向を違
えて異なるツイスト角とした領域を複数設けることで、
各画素領域での不安定状態における明状態と暗状態の発
現割合をコントロールし、これにより、階調表示を実現
でき、その結果、優れたカラー表示を達成した液晶表示
装置が提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示装置の要部拡大断面図であ
る。
【図2】各画素においてツイスト角が異なる2つの領域
をなす配向膜のラビング状態を示す説明図である。
【図3】ツイスト角としきい値との関係を示す線図であ
る。
【図4】本発明の液晶表示装置に対する印加電圧の波形
図である。
【図5】各画素においてツイスト角を違えた2つの領域
をなす配向膜の他のラビング状態を示す説明図である。
【符号の説明】
A 液晶表示装置 1、8 透明基板 2、9 保護膜 3 信号電極 4、14 絶縁膜 5、15 配向膜 6 信号電極部材 7 走査電極部材 10 着色層 11 遮光層 12 オーバーコート膜 13 走査電極 16 画素領域 17 カイラルネマチック液晶 18、19 位相差フィルム 20、21 偏光板 22、23 領域

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明基板上に多数の透明電極が配列された
    電極パターンおよび配向膜とを順次形成した一方の部材
    と、透明基板上に多数の透明電極が配列された電極パタ
    ーンと配向膜とを順次形成した他方の部材とを、双方の
    電極パターンを交差させて画素を多数形成せしめるよう
    に、カイラルネマチック液晶を介して対向配設するとと
    もに、各画素にカイラルネマチック液晶の初期状態での
    ツイスト角が異なる複数の領域を設けたことを特徴とす
    る液晶表示装置。
JP14335398A 1998-05-25 1998-05-25 液晶表示装置 Pending JPH11337946A (ja)

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JP14335398A JPH11337946A (ja) 1998-05-25 1998-05-25 液晶表示装置

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JP14335398A JPH11337946A (ja) 1998-05-25 1998-05-25 液晶表示装置

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JPH11337946A true JPH11337946A (ja) 1999-12-10

Family

ID=15336822

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JP14335398A Pending JPH11337946A (ja) 1998-05-25 1998-05-25 液晶表示装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005501295A (ja) * 2001-08-29 2005-01-13 ネモプティック 改善された光学マスクを備える双安定ネマチック液晶ディスプレイデバイス

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005501295A (ja) * 2001-08-29 2005-01-13 ネモプティック 改善された光学マスクを備える双安定ネマチック液晶ディスプレイデバイス

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