JP3126719B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液晶表示装置に関する。更に、信号電極の
信号入力用端子が片側の辺のみに配置された、走査電極
のライン数が多い(特に300本以上)液晶表示装置に係
わる。
〔従来の技術〕
従来は、例えば第7図に示すように走査電極のライン
数400本、信号電極のライン数640本の単純マトリクスの
液晶表示装置において、信号電極を中間で半分に分割し
て、両側の辺より信号電圧波形を入力して駆動する液晶
表示装置であった。従って、1/200デューティの時分割
駆動が可能となり、コントラストを高めるのに有利であ
った。しかし反面、両側の辺より信号電圧波形を入力す
るための駆動回路が必要である。そこで信号電極を中間
で半分に分割せず、片側の辺より信号電圧波形を入力し
て駆動する液晶表示装置により、信号電圧波形を入力す
るための駆動回路が従来の液晶表示装置に比べ半分の数
ですむことになる(第8図参照)。しかし、時分割駆動
デューティ比は1/400となってしまい、従来の液晶表示
装置よりコントラストが劣ってしまう。だが、180度よ
り大きく360度より小さい範囲でねじれ配向した液晶層
を有する液晶表示装置(STN−LCDと呼ぶ)の改良により
大幅にコントラストが向上した。1/400デューティ時分
割駆動でもコントラストでは十分に実用的となった。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、第8図に示すように部分aと部分bでは、信
号電圧波形入力端子からの電極抵抗の違いにより、電圧
降下の度合が異なり、部分aの方が部分bより高い実効
電圧が加わる。よって部分aと部分bの光透過率が異な
り、むらが発生する。特に電極抵抗が5Ω/□以上の時
に目立つという課題がある。
本発明の目的は上記の問題点を解決するためのもので
あり、電極抵抗を5Ω/□以下と製造コストをかけるの
ではなく、ラビングの方向を規定するという容易な方法
で解決するものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の液晶表示装置は、複数の走査電極を有する走
査電極基板と複数の信号電極を有する信号電極基板と
が、前記走査電極と前記信号電極とが交差するように対
向配置され、前記走査電極基板と前記信号電極基板との
間に180度より大きく360度より小さい範囲でねじれ配向
した液晶が挟持され、前記信号電極は信号波形入力用の
端子を有し、前記走査電極は走査波形入力用の端子を有
する液晶表示装置において、前記信号波形入力用の端子
は前記信号電極基板の一辺側のみに設けられ、前記走査
波形入力用の端子は前記走査電極基板の一辺側のみに設
けられており、前記走査電極基板及び前記信号電極基板
のうち観察側に位置する基板のラビング方向のベクトル
と、他方の基板のラビング方向に対して逆方向のベク
トル(ただし||=||)と、の合成ベクトルm
+nの方向は、前記信号波形入力用の端子が設けられた
前記一辺側に向いているとともに、その一辺に垂直な方
向に対して前記走査波形入力用の端子側にずれているこ
とを特徴とする。
また、前記信号波形入力用の端子に信号波形を入力す
る信号電極駆動回路及び前記走査波形入力用の端子に走
査波形を入力する走査電極駆動回路を有することを特徴
とする。
〔作用〕
本発明の液晶表示装置の代表的な構造を第1図に示
す。信号電極2は基板端辺より信号電圧波形入力用の端
子1が形成されている。信号電圧波形入力用端子1に信
号電極駆動回路より信号電圧波形が入力される。同様
に、走査電極4は基板端辺より走査電圧波形入力用に端
子3が形成されている。走査電圧波形入力用端子3に走
査電極駆動回路より走査電圧波形が入力される。さて次
にラビング方向について説明する。第1図において、11
は上ラビング方向、12は下ラビング方向である。この時
の液晶のツイスト方向及び角度はψで示す。ψは180゜
<ψ<360゜である。上ラビング方向11のベクトルを
で示す。下ラビング方向12とは逆方向のベクトルをで
示す。ただし||=||である。ベクトルとベク
トルの合成ベクトル+をで示す。合成ベクトル
の方向側に信号電圧波形入力用端子1が配置されてい
る。
部分aと部分bでは、信号電圧波形入力端子1からの
距離の違いにより、電極抵抗が異なり、部分aの方が部
分bより電極抵抗が小さい。電極抵抗が小さい程、電圧
降下が小さくなるため、部分aの方が部分bより高い実
効電圧が加わる。たとえば、STNのブルーモードとした
場合、部分aの方が部分bより光透過率が大きくなり、
むらが発生する。部分a及びbの光透過率をTa及びTbと
すると Ta>Tb ……… となる。
そこで本発明によると、ラビング方向を規定すること
により、このむらをなくすことが出来る。第1図のA−
A′の断面図を第2図に示す。2は基板内面に設けられ
た信号電極、1は信号電圧波形入力用端子、4は走査電
極である。5はねじれ配向した液晶である。また6は電
圧印加時の液晶分子の様子を示したものである。7は液
晶層の中心の液晶分子を示し、中心の液晶分子のダイレ
クタの方向で観察者のいる方向をで示す。の方向側
に信号電圧波形入力用端子1が設けられている。つまり
の方向側の辺との方向側の辺と一致している。
観察者が部分a及び部分bを見た場合の鉛直方向から
の角度をθaとする。ただし、θaの符号は鉛
直方向からAの方向に傾いている時に+、A′の方向に
傾いている時に−として表す。第2図に示すような位置
に観察者がいる場合、θは−であり、θは+であ
る。この時観測者の位置にかかわらず、 θ<θ ……… の関係は成り立つ。
次に、液晶表示装置において観察者の方向(視角)θ
を変えた時の印加電圧に対する透過率の変化を第3図に
示す。θの符号も上記θaと、同様に定義する。同
図より明らかなように観察者の方向θにより透過率が異
なる。θが大きい程透過率は大きくなる。つまり式が
成り立つので、部分a,bにおいて、部分aのθから見
た透過率Tθaは部分bのθから見た透過率Tθb
り小さくなる。つまり、 Tθa<Tθb ……… となる。
そこで、前述した電圧降下効果(式)と視角効果
(式)を考慮すると、互いに相反する効果となりうち
消しあい補正され、部分aと部分bではほぼ同じ透過率
が得られる。よってむらが打ち消される。
〔実施例1〕 第1図において、信号電極のライン数が640本、走査
電極のライン数が400本である、1/400デューティ時分割
駆動を行う。液晶のツイスト角ψは左240度である。上
ラビング方向11によって規定されるベクトルと下ラビ
ング方向12によって規定されるベクトルの合成ベクト
ルの方向は、信号電圧波形入力用端子1を有する辺に
向って垂直となっている。電極の抵抗は15Ω/□であ
る。またアクティブエリアのサイズは210mm(長さ)×1
30mm(幅)である。ブルーモードになるように、偏光軸
をラビング方向より45゜ずらして設定し、偏光板を配置
した。
部分aおよび部分bの鉛直方向からの透過率をToa
よびTobとする。観察者がパネルの中心の鉛直方向から3
00mm離れた所にいて見た場合の、部分a及び部分bの透
過率をTθa、およびTθbとする。目視で最適な見栄
えとなる駆動電圧にあわせ、非選択波形印加部(OFF状
態部)でのToa,Tob,TθaおよびTθbを測定した。
Toa=6.2% Tob=3.9% Tθa=5.3% Tθb=5.1% よって、 ΔTo≡Tob−Toa=2.3% ΔTθ=Tθb−Tθa=0.2% 以上より電圧降下による透過率の差はΔToとなり、か
なり大きい。視角がかわることによる効果により、実際
に見える透過率の差ΔTθは非常に小さくなる。よって
透過率のむらは小さく見える。
〔比較例〕
本発明の実施例1の効果を更にはっきりとさせるため
に、比較例について説明する。
実施例1において、合成ベクトルとは逆方向に信号
電圧波形入力用端子1を有する。構造を第4図に示す。
そこで、目視で最適に見栄えとなる駆動電圧にあわ
せ、OFF状態部でのToa,Tob,TθaおよびTθbを測定し
た。
Toa=6.3% Tob=4.0% Tθa=8.0% Tθb=3.3% よって、 ΔTo≡Tob−Toa=2.3% Tθ=Tθb−Tθa=4.7% 以上より、実際に見える透過率の差ΔTθは非常に大
きくなる。
実施例1は、比較例に対してラビング方向を変えただ
けであるが、透過率のむらに対して大きな効果が得られ
る。
〔実施例2〕 実施例1において、部分cと部分aの透過率にも違い
がある。これは走査電極の抵抗による電圧降下の違いに
よるものである。
そこで、第5図に示すように走査電圧波形入力用端子
を両辺に設け、同一の電圧波形を入力した。実施例1と
同様に部分cの鉛直方向からの透過率をToc、観察者か
ら見た場合の部分cの透過率をTθcとする。
目視で最適な見栄えとなる駆動電圧にあわせ、OFF状
態部でのToa,Tob,Toc,Tθa,TθbおよびTθcを測定
した。
Toa=5.9% Tob=4.3% Toc=6.2% Tθa=5.2% Tθb=5.1% Tθc=5.3% 以上より、実際に見える透過率の差は小さい。
〔実施例3〕 実施例2において、電極の抵抗を25Ω/□と大きくし
た。
このような場合も、実施例2よりやや劣るがむらはあ
まり目立たなくなった。
〔実施例4〕 実施例2,3では走査電極駆動回路は実施例1に比べ2
倍必要とする。そこで、信号電圧波形入力用端子及び走
査電圧波形入力用端子が片側のみである液晶表示装置に
おいて、部分cと部分aの透過率の違いの改善が望まれ
る。
第6図に示すようなラビング方向にした。つまり、上
ラビング方向11によって規定されるベクトルと下ラビ
ング方向12によって規定されるベクトルの合成ベクト
ルの方向は、信号電圧波形入力用端子を有する辺に向
って垂直の方向より、走査電圧波形入力用端子側にφ度
(0゜<φ<45゜)ずれている。
ここで電極の抵抗を15Ω/□としφを10゜とした。
目視で最適な見栄えとなる駆動電圧にあわせ、OFF状
態部でのToa,Tob,Toc,Tθa,Tθb及びTθcを測定し
た。
Toa=6.2% Tob=3.9% Toc=6.7% Tθa=5.2% Tθb=5.1% Tθc=5.4% 以上より、実施例1ではTθc=5.9%であったもの
に比べ、大幅に改善された。
〔実施例5〕 実施例4において電極の抵抗を15Ω/□から25Ω/□
と大きくした。この場合φ=10゜では十分に補正されな
い。そこでφ=15゜とすると、ほぼ補正され、透過率の
むらが少なくなった。
〔実施例6〕 実施例4,5より、むらを補正する最適なφは、電極の
抵抗により、異なることが分かった。
つまり、電極抵抗を大きくしていくとφを大きくして
いかなければならない。
〔実施例7〕 更にアクティブエリアのサイズによっても、むらを補
正する最適なφは異なることも分かった。実験により、
電極の抵抗が5Ω/□以上40Ω/□の範囲で式が成り
立つことが分かった。信号電極のピッチとライン数の積
をl(長さ)、走査電極のピッチとライン数の積をW
(幅)とする。アクティブエリアとはl×Wとなる。
〔実施例8〕 実施例1〜7において、観察者の位置をさまざまに変
化させた。
これらの場合も同様にむらは目立たなくなった。
〔実施例9〕 実施例1〜8において、電極のライン数およびデュー
ティ比を変えた。
するとデューティ比が小さい程、顕著に効果があらわ
れた。
〔実施例10〕 実施例1〜9において、観察者側の電極基板が走査電
極基板であろうと、信号電極基板であろうと関係なく、
同様の結果が得られた。
〔実施例11〕 以上、STN−LCDについて述べたが、その他の液晶表示
装置についても同様の結果が得られる。
第9図の断面図に示すような構造にする。第9図にお
いて1〜4は第2図の説明と同様である。液晶5は負の
誘電異方性をもち垂直配向している。6は電圧印加時に
おける液晶分子の様子を示した図である。7は液晶層の
中心の液晶分子を示し、中心の液晶分子のダイレクタの
方向で観察者のいる方向をで示す。の方向側の辺に
信号電圧波形入力用端子1が設けられている。
すると、実施例1〜10と同様に、電圧降下効果と視角
効果が相打ち消しあって、むらが補正される。
〔実施例12〕 また、ゲストホストモードやツイストネマチックモー
ドにおいても、液晶層の中心の液晶分子のダイレクタの
方向で観察者のいる方向側の辺に信号電圧波形入力用
端子を設けることにより、同様の結果が得られた。
〔発明の効果〕
以上説明してきたように、本発明の液晶表示装置は、
観察側に位置する基板のラビング方向のベクトルと、
他方の基板のラビング方向に対して逆方向のベクトル
(ただし||=||)と、の合成ベクトル+の
方向は、前記信号波形入力用の端子が設けられた前記一
辺側に向いているとともに、その一辺に垂直な方向に対
して前記走査波形入力用の端子側にずれているので、信
号電極の電極抵抗による電圧降下に伴う透過率のむら及
び走査電極の電極抵抗による電圧降下に伴う透過率のむ
らが、液晶の視角効果による透過率のむらによって打ち
消され、透過率の少ない液晶表示装置が実現するという
効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の液晶表示装置の代表的な構造を示す
図。 第2図は本発明の液晶表示装置の代表的な構造を示す断
面図。 第3図は本発明の作用を説明する図。 第4図は本発明の実施例に対する比較例の液晶表示装置
の構造を示す図。 第5図及び第6図は本発明の実施例の液晶表示装置の代
表的な構造を示す図。 第7図は従来の液晶表示装置の構造を示す図。 第8図は本発明の目的を説明するための液晶表示装置の
構造を示す図。 第9図は本発明の液晶表示装置の実施例の構造を示す断
面図。 1……信号電圧波形入力用端子 2……信号電極 3……走査電圧波形入力用端子 4……走査電極 5……ねじれ配向した液晶 11……上ラビング方向 12……下ラビング方向 ……上ラビング方向のベクトル ……下ラビング方向と逆方向のベクトル ……+
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−281234(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/133 G09F 9/35 G09G 3/36

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の走査電極を有する走査電極基板と複
    数の信号電極を有する信号電極基板とが、前記走査電極
    と前記信号電極とが交差するように対向配置され、前記
    走査電極基板と前記信号電極基板との間に180度より大
    きく360度より小さい範囲でねじれ配向した液晶が挟持
    され、前記信号電極は信号波形入力用の端子を有し、前
    記走査電極は走査波形入力用の端子を有する液晶表示装
    置において、 前記信号波形入力用の端子は前記信号電極基板の一辺側
    のみに設けられ、前記走査波形入力用の端子は前記走査
    電極基板の一辺側のみに設けられており、 前記走査電極基板及び前記信号電極基板のうち観察側に
    位置する基板のラビング方向のベクトルと、他方の基
    板のラビング方向に対して逆方向のベクトル(ただし
    ||=||)と、の合成ベクトル+の方向は、
    前記信号波形入力用の端子が設けられた前記一辺側に向
    いているとともに、その一辺に垂直な方向に対して前記
    走査波形入力用の端子側にずれていることを特徴とする
    液晶表示装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の液晶表示装置において、 前記信号波形入力用の端子に信号波形を入力する信号電
    極駆動回路及び前記走査波形入力用の端子に走査波形を
    入力する走査電極駆動回路を有することを特徴とする液
    晶表示装置。
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