JPH01252932A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
- Publication number
- JPH01252932A JPH01252932A JP63080880A JP8088088A JPH01252932A JP H01252932 A JPH01252932 A JP H01252932A JP 63080880 A JP63080880 A JP 63080880A JP 8088088 A JP8088088 A JP 8088088A JP H01252932 A JPH01252932 A JP H01252932A
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Links
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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、ツィステッドネマティック型液晶（以下ＴＮ
液晶と呼ぶ）を用い、特に薄膜トランジスタ（以下ＴＰ
Ｔと呼ぶ）などのスイッチング素子により液晶を駆動す
る液晶表示装置の画質改善に関するもので、高階調、か
つ高コントラスト比を有する画像を表示できる液晶表示
装置を提供する。
液晶と呼ぶ）を用い、特に薄膜トランジスタ（以下ＴＰ
Ｔと呼ぶ）などのスイッチング素子により液晶を駆動す
る液晶表示装置の画質改善に関するもので、高階調、か
つ高コントラスト比を有する画像を表示できる液晶表示
装置を提供する。
従来の技術
第４図に従来のＴＰＴを用いたアクティブマトリックス
型液晶表示装置の液晶パネル部断面図を示す。１ ハＴ
Ｎ液晶（チッソ社１１！ＩＬＩＸＯＮ９１５０）、２
ａ、２ｂは電圧無印加時のＴＮ液晶の配向方向を制御す
るための配向膜、３ａ、３ｂは液晶に電圧を印加する透
明電極であり、透明電極３ａは４のＴＦＴに電気的に接
続されている。
型液晶表示装置の液晶パネル部断面図を示す。１ ハＴ
Ｎ液晶（チッソ社１１！ＩＬＩＸＯＮ９１５０）、２
ａ、２ｂは電圧無印加時のＴＮ液晶の配向方向を制御す
るための配向膜、３ａ、３ｂは液晶に電圧を印加する透
明電極であり、透明電極３ａは４のＴＦＴに電気的に接
続されている。
５ａ、５ｂはガラス基板、６ａ、６ｂは偏光板である。
通常ＴＮ液晶ｌのねじれ角が９０度になるように配向膜
２ａ、２ｂは処理され、また偏光板の光吸収軸は互いに
平行（交差角１８０度）、あるいは互いに直交（交差角
９０度）するように配置される。偏光板を前者の配置に
すれば電圧無印加時には液晶パネルにおいて光が遮断さ
れ暗状態となり、これをノーマリ・ブラックと呼ぶ、ま
た、後者の配置にすれば電圧無印加時に液晶パネルを光
が透過し、これをノーマリ・ホワイトと呼ぶ。
２ａ、２ｂは処理され、また偏光板の光吸収軸は互いに
平行（交差角１８０度）、あるいは互いに直交（交差角
９０度）するように配置される。偏光板を前者の配置に
すれば電圧無印加時には液晶パネルにおいて光が遮断さ
れ暗状態となり、これをノーマリ・ブラックと呼ぶ、ま
た、後者の配置にすれば電圧無印加時に液晶パネルを光
が透過し、これをノーマリ・ホワイトと呼ぶ。
ここでノーマリ・ブラックの場合の液晶パネルの光学的
性質について簡単に述べる。ノーマリ・ブラック場合で
は電圧無印加時の液晶パネルの透過率は、理想的には零
となると考えられるが、実際にはＴＮ液晶の旋光分散に
より液晶層に入射した直線偏光が楕円偏光となり一部液
晶パネルを通過する。この光の透過率ＴはＣ，！（、グ
ーチ（Ｇｏ ｏ ｃ ｈ）とＨ，Ａ、 タリー（Ｔａ
ｒｒｙ）により次式で表されている（ジャーナル オプ
フィジックス（Ｊ、Ｐｈｙｓ、） Ｄ： アプライ
ドフィジックス（Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、）８．１５７５
（１９７５））。
性質について簡単に述べる。ノーマリ・ブラック場合で
は電圧無印加時の液晶パネルの透過率は、理想的には零
となると考えられるが、実際にはＴＮ液晶の旋光分散に
より液晶層に入射した直線偏光が楕円偏光となり一部液
晶パネルを通過する。この光の透過率ＴはＣ，！（、グ
ーチ（Ｇｏ ｏ ｃ ｈ）とＨ，Ａ、 タリー（Ｔａ
ｒｒｙ）により次式で表されている（ジャーナル オプ
フィジックス（Ｊ、Ｐｈｙｓ、） Ｄ： アプライ
ドフィジックス（Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、）８．１５７５
（１９７５））。
Ｔ＝ （１＋ｕ２） −’ｓ ｒ ｎ２（θ（１＋ １
Ｊ２） Ｉ／２・ ・ ・ ・ （１） ただし、Ｕ＝πｄΔｎ ／θλ ここでｄは液晶層の厚み、Δｎは液晶の複屈折、θはＴ
Ｎ液晶のねじれ角、λは液晶パネルへの入射光の波長を
それぞれ表す。この式（１）かられかるようにｄｌ
Δｎ、θが一定の場合、特定の波長以外の成分は透過す
る。また、ねじれ角を小ざくした時は特定波長の透過率
を最小にするために液晶層の厚みを小さくする必要があ
る。
Ｊ２） Ｉ／２・ ・ ・ ・ （１） ただし、Ｕ＝πｄΔｎ ／θλ ここでｄは液晶層の厚み、Δｎは液晶の複屈折、θはＴ
Ｎ液晶のねじれ角、λは液晶パネルへの入射光の波長を
それぞれ表す。この式（１）かられかるようにｄｌ
Δｎ、θが一定の場合、特定の波長以外の成分は透過す
る。また、ねじれ角を小ざくした時は特定波長の透過率
を最小にするために液晶層の厚みを小さくする必要があ
る。
次に実際の前述したような構成の液晶表示装置のノーマ
リ・ブラックの場合における印加電圧に対する液晶パネ
ルの透過率（Ｔ−Ｖ特性）を第１図の曲線りで示す。
リ・ブラックの場合における印加電圧に対する液晶パネ
ルの透過率（Ｔ−Ｖ特性）を第１図の曲線りで示す。
透過率が最大透過率の１０％になる電圧をＶＩＯ５透過
率が最大透過率の９０％になる電圧をＶ２Ｏとした時、
その液晶表示装置が示すことのできる階調数はＶ２Ｏと
ＶＩＯの電圧差を液晶を駆動するためにに印加する電圧
（Ｖｓｉｇ）の分解能（ΔＶ ｓｉｇ）で徐した値であ
る。ところでΔＶ ｓｉｇはパネルを駆動する駆動電圧
を供給する集積回路の性能及びその均一性、また上述の
構成からなる液晶パネルにおいては透明電極３ａに電圧
を供給するＴＦＴ４の性能の均一性、等の影響を大きく
受ける。実際それらの要因を含めると液晶に印加される
電圧の分解能（ΔＶｓｉｇ）は約２０ ｍ Ｖである。
率が最大透過率の９０％になる電圧をＶ２Ｏとした時、
その液晶表示装置が示すことのできる階調数はＶ２Ｏと
ＶＩＯの電圧差を液晶を駆動するためにに印加する電圧
（Ｖｓｉｇ）の分解能（ΔＶ ｓｉｇ）で徐した値であ
る。ところでΔＶ ｓｉｇはパネルを駆動する駆動電圧
を供給する集積回路の性能及びその均一性、また上述の
構成からなる液晶パネルにおいては透明電極３ａに電圧
を供給するＴＦＴ４の性能の均一性、等の影響を大きく
受ける。実際それらの要因を含めると液晶に印加される
電圧の分解能（ΔＶｓｉｇ）は約２０ ｍ Ｖである。
従って従来の第１図の曲線りに示す様なＴ−Ｖ特性を持
つパネルの場合、Ｖ１０＝２．Ｉ Ｖ、Ｖ９０＝３．８
ｖであることから得られる階調は９０程度であった。
つパネルの場合、Ｖ１０＝２．Ｉ Ｖ、Ｖ９０＝３．８
ｖであることから得られる階調は９０程度であった。
発明が解決しようとする課題
上述したように従来の液晶パネル構成および駆動回路に
よる液晶表示装置では表示可能な階調数は最大９０程度
であり、それ以上のｗｉ調数の表示は不可能であるとい
う問題点を有していた。
よる液晶表示装置では表示可能な階調数は最大９０程度
であり、それ以上のｗｉ調数の表示は不可能であるとい
う問題点を有していた。
本発明はかかる問題点にのぞみなされたもので、従来の
ＴＮ液晶、駆動回路を用い、ＶＩＯとＶ２Ｏとの差を大
きくして、容易により高いＮｔ調数の表示を可能とし、
かつ高コントラスト比を有する液晶表示装置を供給する
ものである。
ＴＮ液晶、駆動回路を用い、ＶＩＯとＶ２Ｏとの差を大
きくして、容易により高いＮｔ調数の表示を可能とし、
かつ高コントラスト比を有する液晶表示装置を供給する
ものである。
課題を解決するための手段
１主面上に単数または複数の透明電極が形成された第１
の基板と、１主面上に複数の透明電極が形成された第２
の基板とを、前記透明電極が形成された主面を対向内面
となるように対向させ、その対向空間内にツィステッド
ネマティック型液晶を挟持するとともに、前記基板に対
接してそれぞれ偏光板を設けた液晶表示装置において、
前記偏光板の光吸収軸が互いに垂直または互いに平行で
ある時前記液晶のねじれ角を７０度から８０度の範囲と
する。
の基板と、１主面上に複数の透明電極が形成された第２
の基板とを、前記透明電極が形成された主面を対向内面
となるように対向させ、その対向空間内にツィステッド
ネマティック型液晶を挟持するとともに、前記基板に対
接してそれぞれ偏光板を設けた液晶表示装置において、
前記偏光板の光吸収軸が互いに垂直または互いに平行で
ある時前記液晶のねじれ角を７０度から８０度の範囲と
する。
また、最大のコントラスト比が得られるように互いの偏
光板の光吸収軸の交差角を調整する。
光板の光吸収軸の交差角を調整する。
作用
上述した技術的手段により液晶パネルのＴ−Ｖ特性にお
けるＶＩＯとＶ２Ｏとの電圧差が大きくなり、従ってそ
の電圧差を駆動回路の供給電圧の分解能ΔＶｓｉｇで徐
した値が大きくなり、即ち階調数が増大する。また従来
例で述べたように、ＴＮ液晶の旋光分散が原因となって
暗状態において入射する特定波長以外の漏れる光を偏光
板の光吸収軸の交差角を調整することにより低減して高
コントラスト比を得る。
けるＶＩＯとＶ２Ｏとの電圧差が大きくなり、従ってそ
の電圧差を駆動回路の供給電圧の分解能ΔＶｓｉｇで徐
した値が大きくなり、即ち階調数が増大する。また従来
例で述べたように、ＴＮ液晶の旋光分散が原因となって
暗状態において入射する特定波長以外の漏れる光を偏光
板の光吸収軸の交差角を調整することにより低減して高
コントラスト比を得る。
実施例
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。
第３図の従来例と同様な構造の液晶パネルにおいて、偏
光板の光吸収軸の交差角が１８０度の場合のＴＮ液晶の
ねじれ角に対して得られるＴ−Ｖ特性（使用光源は緑色
光）を第１図の曲線Ｂ、 Ｃ１Ｄで示す。
光板の光吸収軸の交差角が１８０度の場合のＴＮ液晶の
ねじれ角に対して得られるＴ−Ｖ特性（使用光源は緑色
光）を第１図の曲線Ｂ、 Ｃ１Ｄで示す。
また前述したように、ねじれ角を小さくすることにより
透過率の最小にするための液晶層の厚みを小さくする必
要があり、それぞれ最適化してその厚みを図中に示す。
透過率の最小にするための液晶層の厚みを小さくする必
要があり、それぞれ最適化してその厚みを図中に示す。
第１図の曲線りは前述した従来例の構成の液晶パネルの
Ｔ−Ｖ特性であり、この時得られる最大の透過率を１０
０とし、これにより他の透過率を規格化しである。図か
られかるようにＴＮ液晶のねじれ角が小さくなるほどＶ
ＩＯとＶ２Ｏとの電圧差が大きくなっている。曲線Ｂで
示すねじれ角７５度の場合その電圧差は３．Ｏｖである
。従って従来の駆動回路（ΔＶｓｉｇ＝ ２０ ｍ Ｖ
）を用いた場合得られる最大の階調数は１５０であり
、従来の曲線Ｃの特性で得られる階調数９０の約１．５
倍増加し／た。
Ｔ−Ｖ特性であり、この時得られる最大の透過率を１０
０とし、これにより他の透過率を規格化しである。図か
られかるようにＴＮ液晶のねじれ角が小さくなるほどＶ
ＩＯとＶ２Ｏとの電圧差が大きくなっている。曲線Ｂで
示すねじれ角７５度の場合その電圧差は３．Ｏｖである
。従って従来の駆動回路（ΔＶｓｉｇ＝ ２０ ｍ Ｖ
）を用いた場合得られる最大の階調数は１５０であり
、従来の曲線Ｃの特性で得られる階調数９０の約１．５
倍増加し／た。
第２図に各々のねじれ角の時に得られる最大のコントラ
スト比を示す。図中実線で示されるのが偏光板の光吸収
軸の交差角が１８０度の場合である。この図かられかる
ようにねじれ角が小さくなるに従って得られる最大のコ
ントラスト比は急激に小さくなる。これは第１図かられ
かるように電圧無印加時の透過率が増加するためである
。
スト比を示す。図中実線で示されるのが偏光板の光吸収
軸の交差角が１８０度の場合である。この図かられかる
ようにねじれ角が小さくなるに従って得られる最大のコ
ントラスト比は急激に小さくなる。これは第１図かられ
かるように電圧無印加時の透過率が増加するためである
。
ところで、コントラスト比が大きいほどｌＮ調当りの明
暗の差が大きくなり画像の階調表示の上で有利である。
暗の差が大きくなり画像の階調表示の上で有利である。
実際人間の目の視感度の観点からコントラスト比は１０
０以上必要である。
０以上必要である。
従って高コントラスト比を維持しつつ階調数を増加させ
るには、ＴＮ液晶のねじれ角は７０〜８０度が最適であ
る。
るには、ＴＮ液晶のねじれ角は７０〜８０度が最適であ
る。
次に他の実施例について説明する。
前述の実施例に於て電圧無印加時の透過率が増加したの
はＴＮ液晶のねじれ角を小さくしたことにより旋光角も
小さくなったことが原因であり、本実施例ではねじれ角
を調整すると同時に偏光板の光吸収軸の交差角も最適化
した。
はＴＮ液晶のねじれ角を小さくしたことにより旋光角も
小さくなったことが原因であり、本実施例ではねじれ角
を調整すると同時に偏光板の光吸収軸の交差角も最適化
した。
第２図に偏光板の光吸収軸の交差角を１７０度にした時
のねじれ角に対する最大コントラスト比を破線で示す。
のねじれ角に対する最大コントラスト比を破線で示す。
図かられかるようにねじれ角が８０度付近より小さいと
ころで偏光板の光吸収軸の交差角が１８０度の場合に比
ベコントラスト比が増加している。
ころで偏光板の光吸収軸の交差角が１８０度の場合に比
ベコントラスト比が増加している。
ねじれ角が７５度の場合のＴ−Ｖ特性を第１図の曲線Ａ
で示す。ＶＩＯとＶ２Ｏとの電圧差は前述の実施例と同
程度の３．ＯＶであることから得られる階調数は１５０
であるが、第２図から判るように２００以上のコントラ
スト比が得られる。
で示す。ＶＩＯとＶ２Ｏとの電圧差は前述の実施例と同
程度の３．ＯＶであることから得られる階調数は１５０
であるが、第２図から判るように２００以上のコントラ
スト比が得られる。
なお以上の説明は、ノーマリ・ブラックを例にあげて説
明したが、ノーマリ・ホワイトの場合でも同様の効果が
あることはいうまでもない。
明したが、ノーマリ・ホワイトの場合でも同様の効果が
あることはいうまでもない。
発明の効果
本発明は、電圧無印加時のＴＮ液晶のねじれ角および偏
光板の光吸収軸の交差角を調整することにより、液晶表
示装置において高階調、高コントラスト比の画像を映出
できる効果を有する。さらに、ねじれ角を小さくするこ
とにより必然的に液晶層の厚みを小さくしなければなら
ないが、このことは液晶の応答速度が液晶層の厚みの２
乗の逆数に比例することから応答速度を速くするという
効果をも有する。
光板の光吸収軸の交差角を調整することにより、液晶表
示装置において高階調、高コントラスト比の画像を映出
できる効果を有する。さらに、ねじれ角を小さくするこ
とにより必然的に液晶層の厚みを小さくしなければなら
ないが、このことは液晶の応答速度が液晶層の厚みの２
乗の逆数に比例することから応答速度を速くするという
効果をも有する。
第１図は本発明の実施例および従来例の液晶パネルのＴ
−Ｖ特性を示す図、第２図はＴＮ液晶のねじれ角と最大
コントラスト比との関係を示す図、第３図は従来のアク
ティブマトリックス型液晶表示装置の液晶パネル部断面
図である。 １−−−ＴＮ液晶、２ａ、２ｂ−−−配向膜、３ａ、３
ｂ−−−透明電極、４−−−ＴＦＴ、５ａ、５ｂ・・・
ガラス基板、６ａ、６ｂ・・・偏光板。
−Ｖ特性を示す図、第２図はＴＮ液晶のねじれ角と最大
コントラスト比との関係を示す図、第３図は従来のアク
ティブマトリックス型液晶表示装置の液晶パネル部断面
図である。 １−−−ＴＮ液晶、２ａ、２ｂ−−−配向膜、３ａ、３
ｂ−−−透明電極、４−−−ＴＦＴ、５ａ、５ｂ・・・
ガラス基板、６ａ、６ｂ・・・偏光板。
Claims (3)
- （１）１主面上に単数または複数の透明電極が形成され
た第１の基板と、１主面上に複数の透明電極が形成され
た第２の基板とを、前記透明電極が形成された主面を対
向内面となるように対向させ、その対向空間内にツイス
テッドネマティック型液晶を挟持するとともに、前記基
板に対接してそれぞれ偏光板を設けた液晶表示装置にお
いて、前記偏光板の光吸収軸が互いに垂直または互いに
平行である時前記液晶のねじれ角が７０度から８０度の
範囲にあることを特徴とする液晶表示装置。 - （２）最大のコントラスト比が得られるように互いの偏
光板の光吸収軸の交差角を調整した特許請求の範囲第１
項記載の液晶表示装置。 - （３）対向する透明電極間に電圧を印加するためのスイ
ッチング素子が、第２の基板に形成された電極毎に具備
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63080880A JPH01252932A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63080880A JPH01252932A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01252932A true JPH01252932A (ja) | 1989-10-09 |
Family
ID=13730656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63080880A Pending JPH01252932A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01252932A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4212744A1 (de) * | 1992-04-16 | 1993-10-28 | Merck Patent Gmbh | TN-Zelle mit verbesserter Graustufendarstellung |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57109920A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-08 | Sharp Corp | Liquid crystal display element |
| JPS5866917A (ja) * | 1981-09-28 | 1983-04-21 | シ−メンス・アクチエンゲゼルシヤフト | 電界効果型液晶セル |
| JPS6195318A (ja) * | 1984-10-17 | 1986-05-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶表示装置 |
| JPS62222218A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-30 | Stanley Electric Co Ltd | 液晶表示素子 |
| JPS6463925A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-09 | Asahi Glass Co Ltd | Liquid crystal display device |
| JPS6490419A (en) * | 1987-10-01 | 1989-04-06 | Asahi Glass Co Ltd | Liquid crystal display device |
| JPH01197723A (ja) * | 1988-02-02 | 1989-08-09 | Seiko Epson Corp | 液晶光学素子 |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP63080880A patent/JPH01252932A/ja active Pending
Patent Citations (7)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE4212744C2 (de) * | 1992-04-16 | 1994-10-13 | Merck Patent Gmbh | TN-Zelle mit d. DELTAn zwischen 0,15 und 0,70 mum |
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