JPH04324422A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH04324422A
JPH04324422A JP12227191A JP12227191A JPH04324422A JP H04324422 A JPH04324422 A JP H04324422A JP 12227191 A JP12227191 A JP 12227191A JP 12227191 A JP12227191 A JP 12227191A JP H04324422 A JPH04324422 A JP H04324422A
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal display
display device
changing
frame frequency
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP12227191A
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English (en)
Inventor
Hidemasa Ko
英昌 高
Yutaka Nakagawa
豊 中川
Yuji Hayata
祐二 早田
Hiroyoshi Tsubota
坪田 浩嘉
Satoshi Ihara
聡 渭原
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Kyocera Display Corp
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Kyocera Display Corp
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の計器類、ある
いはパーソナルコンピューター、ワードプロセッサー、
データ端末等の表示端末のような高密度表示に適した液
晶表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車の計器類、あるいはパーソ
ナルコンピューター、ワードプロセッサー、データ端末
等の表示として液晶表示装置が多く採用されている。こ
れらの液晶表示装置は特性上、温度により、しきい値電
圧や応答速度が変化するため、コントラスト比や視野角
特性の温度変化が大きいという欠点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術が有していた前述の特有のコントラスト比や視野角
特性の温度変化が大きいという欠点を解消して、広い温
度範囲で明るく、コントラストがよく、視野角の広い液
晶表示装置を得ることである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点
を解決すべくなされたものであり、ほぼ平行に配置され
た配向制御膜を有する一対の電極付きの基板間に挟持さ
れた液晶層と、該液晶層を挟持する上下の基板の電極間
に電圧を印加してマルチプレックス駆動する駆動手段と
を有する液晶表示装置において、温度を検出する手段と
検出された温度に応じて駆動電圧を変化させる手段とフ
レーム周波数を変化させる手段とバイアス比を変化させ
る手段とを有することを特徴とする液晶表示装置を提供
するものである。
【0005】以下図面を参照して本発明を説明する。
【0006】図1は、本発明の液晶表示装置の基本的例
の断面図を示す。図において、 1a 、1bは一対の
偏光板、2 は電圧印加により具体的に表示を行う液晶
セル、 3は楕円偏光を補償する光学的異方体を示して
いる。
【0007】4a、4bは液晶セルを構成するプラスチ
ック、ガラス等の基板、5a、5bはその内面に形成さ
れたITO(In2O3−SnO2)、SnO2等の透
明電極、7a、7bはポリイミド、ポリアミド等の膜を
ラビングしたり、SnO 等を斜め蒸着したりして形成
した配向制御膜、6a、6bは透明電極と配向制御膜と
の間に基板間短絡防止のために必要により設けられるT
iO2、SiO2、Al2O3 等の絶縁膜、 8はこ
れら2枚の基板4a、4bの周辺をシールするためのシ
ール材、 9は液晶層を示しており、10は液晶セルに
電圧を印加するための手段である駆動回路である。
【0008】液晶層は従来より使用されているツイステ
ッドネマチック(TN)素子やスーパーツイステッドネ
マチック素子で用いられているねじれ角でよいが、高デ
ューティでの時分割駆動での液晶層のねじれ角は、約 
160〜 300°が好ましい。これは、 160°未
満では急峻な透過率変化が必要とされる高デューティで
の時分割駆動をした際のコントラスト比の向上が少なく
、逆に 300°を越えるとヒステリシスや光を散乱す
るドメインを生じ易いためである。
【0009】また本発明は光学的異方体を用いなくても
、すなわち従来のTN素子やスーパーツイステッドネマ
チック素子でも同様の効果が得られるが、光学的異方体
を用いた方が本発明による効果が大きく得られ易い。
【0010】光学的異方体としては、液晶セルと同様の
ねじれ角でねじれ方向が逆の第2の液晶セルを用いるか
、複屈折板を液晶セルの片側や両側に1〜数枚積層して
用いてもよい。
【0011】本発明の液晶表示装置は、いわゆるマルチ
プレックス駆動をされる。液晶表示装置のマルチプレッ
クス駆動は、通常、マトリクス配列のX電極とY電極と
を用い、1つの電極に複数のセグメントあるいは画素を
接続する。そして、一般には例えば、Y電極群を順次、
選択、走査し、同期してX電極に信号を加える。このと
き、印加電圧は時分割したパルスとなり、それぞれの画
素はある周期で間欠的に電圧励起を受けることになる。
【0012】一本の走査電極に注目した場合の印加され
る選択パルスの周波数を一般にフレーム周波数といい、
駆動波形の非選択期間における電圧レベルVb と選択
期間における ON 信号の電圧レベルVD との比V
b /VD をバイアス比という。
【0013】図2は、本発明における駆動電圧を変化さ
せる手段、即ち電圧可変回路の一例を示す。
【0014】図において、Rth1 はサーミスタ、T
r はトランジスタ、R1 、R2 、R3 は抵抗を
示している。 直流入力電圧VinはRth1 、R1 、R2 、R
3 のそれぞれの抵抗値に従って、液晶にかかる駆動電
圧VLCD が変化して出力される。
【0015】ここで、一般的な液晶の温度特性からは、
温度上昇と共に抵抗が小さくなる特性のRth1 を用
いることにより、VLCD は温度上昇と共に小さくで
きるので好ましい。また、この変化(傾き)はRth1
 、R1 、R2 、R3 のそれぞれの抵抗値の大き
さによって変化させることができるが、液晶表示素子の
閾値電圧に対する温度特性を相殺するようにされること
が好ましい。さらにR1 、R2 、R3 を可変抵抗
とすることで、Vinや液晶表示素子の電圧の温度特性
が変動した場合でも容易に補正が可能にできる。
【0016】図3は、本発明におけるバイアス比を変化
させる手段の回路図の一例を示す。
【0017】図において、R4 、R5 、R6 、R
7 は抵抗、Rth2 はサーミスタ、O1 、O2 
、O3 、O4 はオペアンプを示し、液晶にかかる駆
動電圧VLCD はR4 、R5、Rth2 、R6 
、R7 の分割抵抗により、時分割駆動に必要な5レベ
ルの電圧V0 〜V4 を出力する。また、バイアス比
(1/B)はR4 、R5 、Rth2 、R6、R7
 のそれぞれの抵抗値の大きさにより次式で表される。 1/B=(R4 +R5 +R6 +R7 )/((R
4 +R5 +Rth2 +R6 +R7)×4) ここで、R4 =R7 、R5 =R6 とすることが
好ましい。
【0018】また、温度上昇と共に抵抗が小さくなる特
性のRth2 を用いることにより、バイアス比(1/
B)は温度上昇と共に大きくできるので液晶の一般的性
質上は好ましい。
【0019】図4は、本発明におけるフレーム周波数を
変化させる手段の回路図の一例を示す。
【0020】図は、温度検出のための温度センサー11
とマイクロコンピュータ12とPLL回路13を組合わ
せたものであり、PLL回路13はプログラムカウンタ
ー14、基準発振器15、位相比較器16、ループフィ
ルター17、電圧制御発振器18とから構成されている
。温度とフレーム周波数との関係を設定するための分周
比をマイクロコンピュータ12からプログラムカウンタ
ー14に書き込むことにより、液晶コントローラ19に
入力するクロック信号の周波数を変化させ、ひいては液
晶セル20のフレーム周波数を変化させることができる
。この温度とフレーム周波数との関係は、液晶の一般的
な性質上温度上昇と共にフレーム周波数を大きくするこ
とが好ましい。
【0021】本発明は、このほか、本発明の効果を損し
ない範囲内で、通常の液晶表示素子で使用されている種
々の技術が適用可能である。
【0022】
【作用】本発明の動作原理については、必ずしも明らか
ではないが、およそ次のように推定できる。
【0023】液晶は温度上昇と共に液晶のしきい値電圧
が低下するため、駆動電圧は低下する。従って、一定の
電圧で駆動するとコントラスト比や視野角特性が低下す
るので調整の必要がある。
【0024】ところが駆動電圧の調整だけではコントラ
スト比や視野角を向上することはできない。これは温度
上昇と共に液晶の粘度が低下し、一般的に言われている
実効値応答から大きく外れて、駆動波形のパルスに追従
して応答するようになり、液晶分子は大きく変動するた
めと推察される。こうなると駆動波形が遮光状態にあれ
ば液晶分子の変動により光漏れを起こし、また透過状態
にあれば液晶分子の変動により輝度低下を起こし、コン
トラスト低下の原因となる。
【0025】従って、温度上昇と共にフレーム周波数と
バイアス比とを大きくすることで、画素に実質的に印加
される電圧の落ち込みを減らし、コントラスト比や視野
角特性を向上させることができる。この温度とフレーム
周波数とバイアス比との関係は、マルチプレックス駆動
状態、液晶の応答速度等に大きく影響されるが、実験的
に決定し得る。
【0026】
【実施例】第1の基板として、ガラス基板上に設けられ
たITOの透明電極をストライプ状にパターニングし、
蒸着法によりSiO2による短絡防止用の絶縁膜を形成
し、ポリイミドのオーバーコートをスピンコートし、こ
れをラビングして配向制御膜を形成した基板を作成した
【0027】第2の基板として、ガラス基板上に設けら
れたITOの透明電極を第1の基板と直交するようにス
トライプ状にパターニングし、蒸着法によりSiO2に
よる短絡防止用の絶縁膜を形成し、ポリイミドのオーバ
ーコートをスピンコートし、これを第1の基板のラビン
グ方向と交差角60°となるようにラビングして配向制
御膜を形成した基板を作成した。
【0028】この2枚の基板の周辺をシ−ル材でシ−ル
して、液晶セルを形成し、この液晶セル内に誘電異方性
が正のネマチック液晶を注入して 240°ねじれの左
らせんとし、注入口を封止した。この液晶層の△n・d
は0.96μmであった。
【0029】同様な方法を用いて第2の液晶セルを作成
し、 240°ねじれの右らせんとし、注入口を封止し
た。 この光学的異方体の△n・dは0.87μmであった。 これらを液晶層の光学的異方体側の液晶分子の長軸方向
と、光学的異方体の液晶層側の液晶分子の長軸方向とは
直交するように配置し、これらの液晶層の外側に一対の
偏光板をその偏光軸が互いに直交するように配置し、そ
の際、観察者に対して手前側に配置された偏光板の偏光
軸の方向が観察者に最も近い液晶分子の長軸方向に対し
て、時計回りに45°だけずらして配置した。
【0030】この液晶表示装置の裏側に冷陰極管付のバ
ックライトを配置して、1/200 デューティで駆動
した場合、光学的異方体で補償されているため、鮮明な
白黒表示が得られた。この時、OFF 電圧に相当する
セグメントは黒色、ON電圧に相当するセグメントは白
色であり、いわゆるネガ表示であった。
【0031】温度により、駆動電圧及びフレーム周波数
及びバイアス値を変えた本発明の実施例1〜3と比較例
1,2についての各値を表1に示した。また、実施例1
〜3と比較例1,2の等コントラスト曲線を図5〜9に
示す。これらの図においては、セルの観察方向を極座標
表示し、その角度を(θ、Ψ)と表した場合、この(θ
、Ψ)により、液晶セルのコントラスト比がどのように
変化しているか、θを0〜50°で変化させ、Ψを 0
〜 360°変化させて示したものである。なお、Ψは
図の主視角方向(下方)を 0°とし、反時計回りに 
0〜 360°とし、θは中心を0°とし、同心円状に
 0〜50°とした。コントラスト比の曲線はコントラ
スト比が 2、5、10、20、30 となる線のみを
示した。
【0032】図5〜7が本発明による液晶表示装置の温
度変化の実施例であり、温度上昇と共に駆動電圧を小さ
くし、フレーム周波数とバイアス比とを大きくすること
で、コントラスト比や視野角特性の温度変化が小さくな
った。実施例4として、実施例1の液晶表示装置におい
て光学的異方体を使用しない場合についても、温度上昇
と共に駆動電圧を小さくし、フレーム周波数とバイアス
比とを大きくすることで、コントラスト比や視野角特性
の温度変化が小さくなった。
【0033】
【表1】
【0034】
【発明の効果】本発明は、従来のTN素子やスーパーツ
イステッドネマチック液晶表示素子等のコントラスト比
や視野角特性の温度変化が大きいという欠点を解消して
、広い温度範囲で明るく、コントラストがよく、視野角
の広い液晶表示装置が得られるという優れた効果を有す
る。
【0035】本発明は、本発明に効果を損しない範囲内
で今後とも種々の応用が可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示装置の基本的例の断面図
【図
2】本発明における電圧可変回路の一例を示す回路図
【図3】本発明におけるバイアス比可変回路の一例を示
す回路図
【図4】本発明におけるフレーム周波数可変回路の一例
を示す回路図
【図5】本発明の実施例に係る等コントラスト曲線図

図6】本発明の実施例に係る等コントラスト曲線図
【図
7】本発明の実施例に係る等コントラスト曲線図
【図8
】本発明の比較例に係る等コントラスト曲線図
【図9】
本発明の比較例に係る等コントラスト曲線図
【符号の説明】
1a、1b  :  偏光板 2    :  液晶セル 3    :  光学的異方体 4a、4b  :  基板 5a、5b  :  透明電極 6a、6b  :  絶縁膜 7a、7b  :  配向制御膜 8    :  シール材 9    :  液晶層 10    :  駆動回路 11    :  温度センサー 12    :  マイクロコンピュータ13    
:  PLL回路 14    :  プログラムカウンター15    
:  基準発振器 16    :  位相比較器 17    :  ループフィルター 18    :  電圧制御発振器 19    :  液晶コントローラ 20    :  液晶セル

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ほぼ平行に配置された配向制御膜を有する
    一対の電極付きの基板間に挟持された液晶層と、該液晶
    層を挟持する上下の基板の電極間に電圧を印加してマル
    チプレックス駆動する駆動手段とを有する液晶表示装置
    において、温度を検出する手段と検出された温度に応じ
    て駆動電圧を変化させる手段とフレーム周波数を変化さ
    せる手段とバイアス比を変化させる手段とを有すること
    を特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】駆動電圧を変化させる手段は温度が上昇す
    るに従って駆動電圧を小さくするものであり、フレーム
    周波数を変化させる手段は温度が上昇するに従ってフレ
    ーム周波数を大きくするものであり、バイアス比を変化
    させる手段は温度が上昇するに従ってバイアス比を大き
    くするものである請求項1の液晶表示装置。
JP12227191A 1991-04-24 1991-04-24 液晶表示装置 Withdrawn JPH04324422A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06324308A (ja) * 1993-05-11 1994-11-25 Seiko Instr Inc 液晶電気光学装置
JP2011099909A (ja) * 2009-11-04 2011-05-19 Stanley Electric Co Ltd 液晶表示装置
JP2014194575A (ja) * 2014-06-05 2014-10-09 Stanley Electric Co Ltd 液晶表示装置

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Effective date: 19980711