JPH02251888A - 液晶透過率を計算するシミュレーション方法 - Google Patents
液晶透過率を計算するシミュレーション方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
以下、TFTとも略記する)を駆動素子とするア、クチ
イブマトリクス方式液晶デイスプレィの表示特性計算方
法に関するものである。
会で報告された、従来のTFTを駆動素子とするアクテ
ィブマトリクス方式液晶デイスプレィの1画素の表示特
性計算方法を示す等価回路図である。第7図において、
(1)は薄膜トランジスタ、 (2)は薄膜トランジ
スタのゲート電極とソース電極間に生じる寄生容量(C
gs)、 (3)は薄膜トランジスタのドレイン電型と
ソース電極間に生じる寄生容量(Cds)、 (4a)
、 (4b)はそれぞれ表蘭保護膜の容量(CSiN)
および抵抗(R5iN)、 (5a)、 (5b)はそ
れぞれTPT側配向膜の容量(CPII)および抵抗(
RpH)、(6a)、 (6b)はそれぞれ液晶の容量
(CLC)および抵抗(RLC)、 (7a)、 (7
b)はそれぞれ対向電極側配向膜の容量(CPI2)お
よび抵抗(RPI2)である。また、 [dsはTPT
を流れるドレイン電流、■gは薄膜トランジスタのゲー
ト電圧、Vdは薄膜トランジスタのドレイン電圧、V
cowは対向電極の電圧、VSは画素電位、VPllは
保護膜とTFT側配面配向膜間位、VLCはTFT側配
向膜と液晶間の電位、V PI2は液晶と対向電極側配
向膜間の電位をそれぞれ表している。
I7クス方式液晶デイスプレィの表示特性計算方法につ
いて説明する。第7図の等価回路から、(1)式に示す
電圧の時間に関する微分方程式が帰られる。
界に依らず一定として、計算においては一定容量として
(1)式を計算している。 (1)式は数値計算によっ
て解くことが可能であり、 (1)式を解(ことにより
液晶に加わる電圧の時間変化が計算できる。この電圧の
時間変化を積分して求められる実効電圧からデイスプレ
ィの透過率を計算する。以上のようにして、TPTを駆
動素子とするアクティブマトリクス方式液晶デイスプレ
ィの表示特性計算が可能となる。
ブマトリクス方式液晶デイスプレィの表示特性計算方法
は、液晶の誘電率は電界に依らず一定として計算してい
る。液晶の誘電率は、液晶の分子長軸方向の誘電率ε7
7と、これと直交する方向の誘電率ε上が異なる。Δε
=ε/2−ε土を液晶の誘電率異方性と呼ぶ。棒状分子
のネマチック液晶では常に877〉ε上である。誘電率
異方性Δeをもつ液晶に電場を印加すると電気的エネル
ギー密度を生じ、そのエネルギーが最小になるように液
晶分子が再配列する。Δεが正の液晶では、分子長軸方
向の平均ベクトル(ディレクタ)が電場ベクトルに平行
になるように配向する。電場の強さによって誘電率が連
続的に変化するため、′液晶分子の配向角度も連続的に
変化する。ツィスティッドネマティック(TN)形液晶
セルは、液晶分子の長軸が2枚の基板間で90°連続的
にねじれるように作られ1.TN形液晶セルを通過する
光は、電場無印加時には90″旋光し、電場印加時には
誘電率異方性により液晶分子が再配列し、旋光性が消失
する。このTN形液晶七ルの両側に、平行偏光子をつけ
た場合には電場印加時に光を透過し、直交偏光子をつけ
た場合には電場無印加時に光を透過する。このように、
液晶の誘電率異方性により、液晶の電気光学的特性は変
化し、これを考慮しなければ液晶表示装置の透過率変化
は計算できない。すなわち、従来のTPTを駆動素子と
するアクティブ啼トリクス方式液晶デイスプレィの表示
特性計算方法では、液晶の誘電率異方性を考慮していな
いため、液晶の特性を反映した計算ができない。また、
透過率を計算する際に、液晶に加わる実効電圧を一定時
間積分してから計算するため、透過率がフレーム毎に変
化するフリッカ現象などの透過率の過渡的な変化は計算
できなかった。このため、従来のTFTt−駆動素子と
するアクティブマトリクス方式液晶デイスプレィの表示
特性計算方法では、十分な表示特性の解析ができなかっ
た。
たもので、TPTを駆動素子とするアクティブマトリク
ス方式液晶デイスプレィの表示特性計算において、液晶
の電気光学的特性を反映し、かつ、透過率の過渡応答特
性も計算できる方法を得る事により、詳細な表示特性解
析を可能にすることを目的とする。
トリクス方式液晶デイスプレィの表示特性計算方法は、
液晶の誘電率異方性を考慮することにより、液晶の電気
光学的特性を反映し、さらに、液晶の誘電率変化の応答
時間は透過率の応答時間と一致するとして、液晶の誘電
率の時間変化を計算可能にし、透過率の過渡応答特性が
計算できるようにしたものである。
により、液晶の電気光学的特性を反映し、さらに、液晶
の誘電率変化の応答時間は透過率の応答時間と一致する
とすることにより、液晶の誘電率の時間変化を計算可能
にし、透過率の過渡応答特性が計算できるようになる。
クス方式液晶デイスプレィの表示特性の詳細な解析が可
能となる。
図は、TPTを駆動素子とするアクティブマトリクス方
式液晶デイスプレィの1画素の断面図の一例であり、第
2図は第1図の断面図から得られる1画素の表示特性計
算方法を示す等価回路図である。第1図において、 (
11)は透明絶縁基板、 (12)はゲート電極、 (
13)はゲート絶縁膜、 (14)はa−5i活性層、
(15)はチャネルIff膜、 (16)はソース・
ドレイン領域、 (17)はソース・ドレイン電極、(
18)は画素電極、 (19)は保護膜、 (20)は
配向膜、 (21)は液晶、 (22)は対向電極、
(23)はフィルタである。また、第2図において、(
1)は薄膜トランジスタ、 (2)は薄膜トランジスタ
のゲート電極とソース電極間に生じる寄生容量(Cgs
)、 (3)は薄膜トランジスタのドレイン電極とソー
ス電極間に生じる寄生容量(Cds)(4a)、(4b
)はそれぞれ表面保護膜の容量(C5IN)および抵抗
(R5iN)、 (5a)、 (5b)はそれぞれTP
T側配面配向膜量(CPll)および抵抗(RpH)、
(6a)、 (6b)はそれぞれ液晶の容量(CLC
)および抵抗(RLC)、 (7a)、 (7b)はそ
れぞれ対向電極側配向膜の容量(CPI2)および抵抗
(RPI2)である。また、IdsはTPTを流れるド
レイン電流、Vgは薄膜トランジスタのゲート電圧、V
dは薄膜トランジスタのドレイン電圧、Vcomは対向
電極の電圧、■Sは画素電位、V pHは保護膜とTF
T側配面配向膜間位、VLCはTPT側配面配向膜晶間
の電位、VPI2は液晶と対向電極側配向膜間の電位を
それぞれ表している。
するアクティブマトリクス方式液晶デイスプレィの表示
特性計算方法について詳細に説明する。
れる。
方性により液晶に加わる電界によって変化するとした。
て、液晶の誘電率を液晶に加わる電圧の関数とし、また
、誘電率が変化する際の時定数は、液晶の透過率の応答
時間と一致するとして計算を行った。第3図に液晶の誘
電率の印加電圧依存性測定結果の一例を示す。また、第
4図に液晶の透過率の印加電圧依存性測定結果の一例を
、第5図に液晶の透過率の応答時間の印加電圧依存性測
定結果の一例を示す。第5図において、OおよびΔは実
測値、実線および点線は計算値を示す。液晶の透過率応
答時間の印加電圧依存性測定結果から、液晶の誘電率ε
LCを例えば(3)式のように表す。
−に−t@/τ 〉コ・・ (3) ε9〉ε(t@〉のとき で=τr εV(ε(t@〉のとき で=τd ここで、 τrは立ち上がり時間、 rdは立ち下がり
時間を表す。また、1vは液晶に印加される電圧から計
算される誘電率の値である。kは透過率の印加電圧依存
性から得られる定数である。液晶の電気光学特性測定結
果から得られる特性値を、 (2)式、 (3)式に入
れ、数値計算によって(2)式の連立微分方程式を解く
ことにより、透過率の過渡応答特性が計算でき、TPT
を駆動素子とするアクティブマトリクス方式液晶デイス
プレィの表示特性を計算できる。 計算結果の一例と
して、第6図(a)に示すような信号を液晶セルに加え
た場特性の計算方法が透過率の過渡応答特性計算に有効
であり、TPTを駆動素子とするアクティブマトリクス
方式液晶デイスプレィの表示特性を計算できる事が判明
した。
を用いたものについて示したが、paly−5iを用い
たものでも、本計算方法を用いてTPTを駆動素子とす
るアクティブマトリクス方式液晶デイスプレィの表示特
性を計算できる。
アクティブマトリクス方式液晶デイスフレイの表示特性
を計算できるだけでなく、TPTを使わない、単純7ト
リクス方式液晶デイスプレィの表示特性計算も可能であ
る。
が、時間変化を考慮した式であれば同様の計算が可能で
あることはいうまでもないことである。
を考慮することにより、液晶の電気光学的特性を反映し
、さらに、液晶の誘電率変化の応答時間は透過率の応答
時間と一致するとしたことにより、液晶の誘電率の時間
変化を計算可能にし、透過率の過渡応答特性が計算でき
るようになった。
クティブマトリクス方式液晶デイスプレィの表示特性計
算方法が得られた。
するアクティブマトリクス方式液晶デイスプレィの1画
素を示す断面図、第2図は第1図のものから帰られるこ
の発明の一実施例による1画素の表示特性計算方法を示
す等価回路図、第3図は液晶の誘電率の印加電圧依存性
測定結果の一例を示す特性図、第4図は液晶の透過率の
印加電圧依存性測定結果の一例を示す特性図、第5図は
素子とするアクティブマトリクス方式液晶デイスプレィ
の1画素の表示特性計算方法を示す等価回路図である。 図において、 (1)は薄膜トランジスタ、 (2)は
薄膜トランジスタのゲート電極とソース電極間に生じる
寄生容量(Cgs)、 (3)は薄膜トランジスタのド
レイン電極とソース電極間に生じる寄生容量(Cds)
、 (4a)、 (4b)はそれぞれ表面保護膜の容量
(C5iN)および抵抗(R5LN)、(5a)、 (
5b)はそれぞれTFT側配面配向膜量(CPll)お
よび抵抗(RpH)、 (6a)、(6b)はそれぞれ
液晶の容量(CLC)および抵抗(RLC)、 (7a
)、 (7b)はそれぞれ対向電極側配向膜の容量(C
P+2)および抵抗(RP12)(11)は透明絶縁基
板、 (12)はゲート電極、 (13)はゲート絶縁
膜、 (14)はa−3i活性層、 (15)はソース
・ドレイン電極域、 (16)はチャネル保護膜、 (
17)はドレイン電極、 はソース電翫、 (19)は保護膜、 (20)は配向膜、 (21)は液晶、 (22)は 対向電極である。 なお、 図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代 理 人 大 岩 増 雄 第2図 d 第1図 /I徨期4iJ枠基柩 zl、灰口1 第3図 1−pnorff、I’f−VbRtvE(1:)−p
)(1,/) 第4図 fptyrt電a’ ThptvE(P−P) (V)
第5図 印加電圧 VD121VE(p−P) (い (自発) 第7図 ■
Claims (1)
- (1)一対の透明絶縁基板の内部に液晶を封入し、液晶
の電気光学効果によって画像を表示する液晶表示装置お
いて、上記液晶表示装置の表示特性を計算によって求め
る際に、液晶の誘電率は液晶分子長軸方向が電場ベクト
ルに対して平行の時の誘電率の値とそれと直交する時の
値との間で連続的に変化する、として計算することを特
徴とする液晶表示装置の表示特性計算方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01072612A JP3107380B2 (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 液晶透過率を計算するシミュレーション方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01072612A JP3107380B2 (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 液晶透過率を計算するシミュレーション方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02251888A true JPH02251888A (ja) | 1990-10-09 |
JP3107380B2 JP3107380B2 (ja) | 2000-11-06 |
Family
ID=13494390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01072612A Expired - Lifetime JP3107380B2 (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 液晶透過率を計算するシミュレーション方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
KR101806351B1 (ko) | 2011-02-01 | 2018-01-11 | 삼성디스플레이 주식회사 | 액정 표시 장치 |
-
1989
- 1989-03-24 JP JP01072612A patent/JP3107380B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3107380B2 (ja) | 2000-11-06 |
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