JPH0682783A - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

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JPH0682783A
JPH0682783A JP23708592A JP23708592A JPH0682783A JP H0682783 A JPH0682783 A JP H0682783A JP 23708592 A JP23708592 A JP 23708592A JP 23708592 A JP23708592 A JP 23708592A JP H0682783 A JPH0682783 A JP H0682783A
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal display
display element
frequency
voltage
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP23708592A
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English (en)
Inventor
Makiko Satou
摩希子 佐藤
Masahito Ishikawa
正仁 石川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH0682783A publication Critical patent/JPH0682783A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 クロストークの無い均一な表示を得ることが
できる。 【構成】 電極および分子配向層が順に形成された少な
くとも一方が透明な一対の基板を分子配向層を対向させ
て平行配置し、これら基板間に液晶組成物を封入してな
る液晶表示素子において、液晶組成物の抵抗率をρLC
抵抗値をRLC、容量値をCLCとし、分子配向層の抵抗率
をρA 、抵抗値をRA 、容量値をCA とすると、ρLC
よびρA が共に 1×107 Ω・m以下で、かつρLC<ρA
およびRLC/(RLC+RA )<CA /(CLC+CA )の
関係を満たす。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子に関し、と
くに、表示均一性を改善した液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶表示素子は、薄型軽量、低消
費電力という大きな利点をもつため、日本語ワードプロ
セッサやディスクトップパーソナルコンピュータ等のO
A機器の表示装置に多用されており、それと共に、表示
特性の向上が強く望まれている。液晶表示素子の表示特
性は、その駆動方法に大きく依存している。
【0003】従来から、液晶表示素子の駆動方法とし
て、スタティック駆動やマルチプレックス駆動が挙げら
れる。なかでも大面積、大容量表示の液晶表示素子はマ
ルチプレックス駆動方式が用いられている。マルチプレ
ックス駆動方式の液晶表示素子は、図2に示すように一
対の基板間にそれぞれ形成された複数の走査電極と信号
電極とを互いに直交させて構成され、走査電極と信号電
極の交点が表示画素となる。一般にこのような構造をし
た液晶表示素子は単純マトリックス液晶表示素子と呼ば
れる。単純マトリックス液晶表示素子は、走査電極数を
N、信号電極数をMとすると(M×N)の画素を(M+
N)個の電極で表示を行うことができる。このようにマ
ルチプレックス駆動方式は、少ない電極で多くの画素を
表示できるという利点があるため液晶表示素子の駆動方
式として多用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マルチ
プレックス駆動方式には次のような問題がある。その1
は走査電極数に限界があることである。すなわち、選
択、非選択時に印加される表示画素の電圧(VONとV
OFF )の比は次式で表される。
【数1】 走査電極数のNが増加すると選択、非選択時に印加され
る表示画素の電圧比が小さくなり、その結果、コントラ
ストが低下し、応答速度が遅くなる。
【0005】その2は、クロストークの問題である。ク
ロストークとは、図3に示すように液晶表示素子の全面
が白の画面Aの真中に黒い四角形Cを表示した場合、黒
の四角形の上下に影のような表示Bが現れてしまう現象
をいう。その原因として以下のことが考えられる。マル
チプレックス駆動方式は、表示画素の電極間に印加され
る電圧の周波数が表示内容により変化し、周波数は数H
zから数十kHzまで変化する。たとえば、図3の表示
パターンの場合、Aの領域とBの領域とでは表示画素に
印加される電圧値は等しい。しかし、Bの領域の表示画
素に印加される電圧の周波数は、Cの領域と同一の信号
電極を持つためAの領域より高くなる。図4に単純マト
リックス液晶表示素子の周波数特性の一例を示す。図4
は電極間に印加した電圧の周波数が 10 Hz、 100H
z、 10 kHzと変化したときの電気光学特性である。
図4に示されるように液晶表示素子の電気光学特性は周
波数により変化する。たとえば、電極間に印加される電
圧がVON( 100Hz)である場合において、周波数が 1
00Hzのときの透過率は 80 %であるのに対して、 10
kHzのときは透過率が 40 %に低下してしまう。一
方、周波数が 10 Hzのときには透過率は 100%に上昇
してしまう。このように、電極間に印加される電圧が一
定でも、周波数により液晶表示素子の透過率が変化す
る。したがって、クロストークは、液晶表示素子の電気
光学特性に周波数依存性があることに起因する。
【0006】このようなクロストークを解消する手段と
して、M.Akatsuka等により、しきい値電圧の周波数依存
性をなくす提案がなされている(M.Akatsuka、H.Koh 、
T.Kuwata、Y.Nakagawa、M.Yuki:CONFERENCE RECORD OF
THE 1991 INTERNATIONAL DISPLAY RESEARCH CONFERENC
E,64(1991))。しかし、この提案では低周波数側での改
善手法しか検討されておらず、高周波数側での考慮がな
されていない。画素数が増え、高周波数が必要になるに
したがい、このようなクロストークは、液晶表示素子の
表示品位を著しく低下させ、階調表示を行った際にはク
ロストークと階調表示が識別できなくなり、大きな問題
となっている。
【0007】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、クロストークの無い均一な表示を得
ることのできる液晶表示素子を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、電極および分子配向層が順に形成された少なくとも
一方が透明な一対の基板を分子配向層を対向させて平行
配置し、これら基板間に液晶組成物を封入してなる液晶
表示素子において、液晶組成物の抵抗率をρLC、抵抗値
をRLC、容量値をCLCとし、分子配向層の抵抗率を
ρA 、抵抗値をRA 、容量値をCA とすると、ρLCおよ
びρA が共に 1×107 Ω・m以下で、かつρLC<ρA
よびRLC/(RLC+RA )<CA /(CLC+CA )の関
係を満たすことを特徴とする。
【0009】本発明の液晶表示素子における上述の関係
を以下に説明する。液晶表示素子の液晶セルの構造は図
1に示されるように電極3、4との間に液晶層11と配
向層5、6とを有するので、液晶セルの等価回路は図6
に示されるように並列回路の直列接続により示される。
この等価回路の各定数(RA 、RLC、CA 、CLC)を変
化させると、周波数により液晶層に印加される電圧を変
化させることができる。
【0010】図6の等価回路より液晶層に印加される電
圧VLCは次のように表される。電極間の印加電圧をV0
とし、配向層の等価インピーダンスをZA 、液晶層の等
価インピーダンスをZLCとすると液晶層に印加される電
圧VLCは VLC=(ZLC/(ZLC+ZA ))V0 =(1/(1+(ZA /ZLC)))V0 ……………(1) となる。ここでZLCおよびZA は、 ZLC=1/((1/RLC)+jωCLC) ZA =1/((1/RA )+jωCA ) と表せるので、 ZA /ZLC=((1/RLC)+jωCLC)/((1/RA )+jωCA ) ……………(2) となる。
【0011】ここで高周波側において、液晶層に印加さ
れる電圧値は、ω→∞の極値をとると得られる。(2)
式の極値は、
【数2】 となる。したがって、上式を(1)式に代入して
【数3】 となる。
【0012】また、低周波側において、液晶層に印加さ
れる電圧値は、ω→0 の極値をとると得られる。(2)
式の極値は、
【数4】 となる。したがって、上式を(1)式に代入して
【数5】 となる。
【0013】前述したように、液晶表示素子の周波数特
性は、周波数が増加すると一定の透過率に対する印加電
圧も増加するので、この周波数変化に合わせて液晶層に
印加される電圧を上昇させれば、液晶表示素子の透過率
は一定になる。したがって、高周波側で液晶層に印加さ
れる電圧は低周波側よりも大きい必要があるので、
(3)、(4)式より次式の条件を満たさなければなら
ない。 RLC/(RLC+RA ) < CA /(CLC+CA )………………(5) さらに、図5に示したような液晶セルの透過率一定時の
印加電圧−周波数特性を、これら等価回路の定数を変化
することにより、実現することができるので、クロスト
ークをなくすことができる。ここで、RA 、CA
LC、CLCは、 RA =ρA ・dA /s、CA =εA ・s/dALC=ρLC・dLC/s、CLC=εLC・s/dLC ただし、εA は配向層の比誘電率を、dA は配向層の厚
さ(単位、m)を、εLCは液晶層の比誘電率を、dA
液晶層の厚さ(単位、m)を、sは配向層および液晶層
の面積(単位、m2 )を表す。なお、液晶層の比誘電率
(εLC)は液晶分子長軸方向に平行な方向の比誘電率と
垂直な方向の比誘電率の平均を表すものとする。
【0014】本発明の液晶表示素子に係わるρLCおよび
ρA は共に 1×107 Ω・m以下で、かつρLC<ρA であ
ることが必要となる。ρLCおよびρA がこのような関係
を満たすことにより、クロストークを少なくすることが
できる。
【0015】なお、配向層は、(5)式に示される条件
が満足していれば、一層あるいは二層で形成されてもよ
く、たとえば、絶縁体からなる無機膜とポリイミドなど
の有機膜からなるものであってもよい。
【0016】本発明の液晶表示素子は、少なくとも一方
が透明な基板上に、電極およびその電極上に配向層を形
成してなる一対の基板を、配向層を対向させて配置し周
囲をシールした後、前述の特性を有する液晶組成物を封
入する。その後、一対の基板の両外側に偏光板を配設
し、必要に応じて光学遅延板を偏光板と基板との間に配
設して作製される。
【0017】
【作用】図4の液晶表示素子の電気光学特性に示すよう
に、電圧が一定でも周波数が変化すると透過率が変化し
てクロストークが発生する。図4の電気光学特性におい
て、 80 %の透過率を得るための印加電圧は、 100Hz
のときはVON( 100Hz)であり、 10 kHzのときは
ON( 10 kHz)である。このように一定の透過率を
得るために必要な電圧は周波数によって変化する。図5
に透過率一定のときの印加電圧の変化を示す。図5に示
されるように周波数が増加するにしたがい、印加電圧は
上昇する。本発明の液晶表示素子は、この変化にあわせ
て液晶層に印加される電圧を上昇させるので、周波数が
変化しても透過率は一定になる。
【0018】
【実施例】以下に本発明の液晶表示素子を実施例より詳
述する。 実施例1 実施例1の液晶表示素子のセル構成を図1に示す。2枚
の基板1、2の表面に電極3、4をマトリックス状に各
々形成し、ついで比誘電率が 2.0、抵抗率が 6×106 Ω
・mの特性を有する配向層5、6を厚さ 0.07 μmの厚
さに形成し、ツイスト角が 240°となるようにラビング
処理を施した。この 2枚の基板1、2を直径 8μmの間
隙材7を介在させ、基板外周部をエポキシ樹脂からなる
シール剤8でシールして比誘電率が 8.0、抵抗率が 1×
106Ω・mの特性を有する液晶材料11を注入すること
により液晶セルを作製した。この液晶セルの上下に 2枚
の偏光板9、10を設置し、駆動部を取り付け、 640×
480 ドットのスーパーツイスト型の液晶表示素子を作製
した。
【0019】このようにして作製された液晶表示素子を
用いて、電極間の印加電圧V0 を一定にしたとき液晶層
に印加される電圧の周波数特性を測定した結果を図7に
示す。 実施例1の液晶表示素子は(5)式の関係を満
たし、低周波側で液晶層に印加される電圧は高周波側よ
りも小さくなる。また、 1/240 デューテイで単純マル
チプレックス駆動したところ、クロストークの無い均一
な表示が得られた。
【0020】比較例1 実施例1において、比誘電率が 3.0、抵抗率が 1×1015
Ω・mの特性を有する配向層5、6を用い、直径 6.5μ
mの間隙材7を介在させ、比誘電率が 5.0、抵抗率が 1
×1011Ω・mの特性を有する液晶材料11を用いる以外
は実施例1と同一の液晶表示素子を作製した。
【0021】このようにして作製された液晶表示素子を
用いて、電極間の印加電圧V0 を一定にしたとき液晶層
に印加される電圧の周波数特性を測定した結果を図8に
示す。 比較例1の液晶表示素子は(5)式の関係を満
足せず、周波数特性が数Hzからフラットであり、周波
数による透過率の変化が補償されていない。また、 1/
240 デューテイで単純マルチプレックス駆動したとこ
ろ、クロストークがみられた。
【0022】比較例2 実施例1において、比誘電率が 3.0、抵抗率が 1×1010
Ω・mの特性を有する配向層5、6を用い、直径 6.5μ
mの間隙材7を介在させ、比誘電率が 5.0、抵抗率が 1
×1011Ω・mの特性を有する液晶材料11を用いる以外
は実施例1と同一の液晶表示素子を作製した。
【0023】このようにして作製された液晶表示素子を
用いて、電極間の印加電圧V0 を一定にしたとき液晶層
に印加される電圧の周波数特性を測定した結果を図9に
示す。 比較例2の液晶表示素子は(5)式の関係を満
足せず、周波数特性が数Hzからフラットであり、周波
数による透過率の変化が補償されていない。また、 1/
240 デューテイで単純マルチプレックス駆動したとこ
ろ、比較例1よりもクロストークが激しくみられた。
【0024】実施例2 実施例1において、比誘電率が 3.0、抵抗率が 5×105
Ω・mの特性を有する配向層5、6を用い、直径 6.5μ
mの間隙材7を介在させ、比誘電率が 5.0、抵抗率が 1
×105 Ω・mの特性を有する液晶材料11を用いる以外
は実施例1と同一の液晶表示素子を作製した。
【0025】このようにして作製された液晶表示素子を
用いて、電極間の印加電圧V0 を一定にしたとき液晶層
に印加される電圧の周波数特性を測定した結果を図10
に示す。実施例1の液晶表示素子は(5)式の関係を満
たし、低周波側で液晶層に印加される電圧は高周波側よ
りも小さくなる。また、 1/240 デューテイで単純マル
チプレックス駆動したところ、クロストークの無い均一
な表示が得られた。
【0026】
【発明の効果】本発明の液晶表示素子は、液晶組成物の
抵抗率をρLC、抵抗値をRLC、容量値をCLCとし、分子
配向層の抵抗率をρA 、抵抗値をRA 、容量値をCA
すると、ρLCおよびρA が共に 1×107 Ω・m以下で、
かつρLC<ρA およびRLC/(RLC+RA )<CA
(CLC+CA )の関係を満たすこととしたので、液晶層
に印加される電圧が変化し、透過率に対する電圧の変動
分が補償され、クロストークの無い均一な表示特性を有
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の液晶表示素子のセル構成を示す図で
ある。
【図2】単純マトリックス液晶表示素子の電極構造を示
す図である。
【図3】クロストーク現象を示す図である。
【図4】液晶セルの電気光学特性を示す図である。
【図5】液晶セルの透過率一定時の印加電圧−周波数特
性を示す図である。
【図6】液晶セルの等価回路を示す図である。
【図7】実施例1の液晶層に印加される電圧の周波数特
性を示す図である。
【図8】比較例1の液晶層に印加される電圧の周波数特
性を示す図である。
【図9】比較例2の液晶層に印加される電圧の周波数特
性を示す図である。
【図10】実施例2の液晶層に印加される電圧の周波数
特性を示す図である。
【符号の説明】
1、2………基板、3、4………透明電極、5、6……
…配向層、7………間隙材、8………シール剤、9、1
0………偏光板、11………液晶材料。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電極および分子配向層が順に形成された
    少なくとも一方が透明な一対の基板を分子配向層を対向
    させて平行配置し、これら基板間に液晶組成物を封入し
    てなる液晶表示素子において、 前記液晶組成物の抵抗率をρLC、抵抗値をRLC、容量値
    をCLCとし、前記分子配向層の抵抗率をρA 、抵抗値を
    A 、容量値をCA とすると、ρLCおよびρAが共に 1
    ×107 Ω・m以下で、かつ ρLC < ρA および
    LC/(RLC+RA ) < CA /(CLC+CA ) の
    関係を満たすことを特徴とする液晶表示素子。
JP23708592A 1992-09-04 1992-09-04 液晶表示素子 Withdrawn JPH0682783A (ja)

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JP23708592A JPH0682783A (ja) 1992-09-04 1992-09-04 液晶表示素子

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006106165A (ja) * 2004-10-01 2006-04-20 Victor Co Of Japan Ltd 液晶表示装置
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US7140896B2 (en) 2004-10-22 2006-11-28 Ddk, Ltd. Connector
US7223110B2 (en) 2002-08-01 2007-05-29 Ddk Ltd. Connector
US7258561B2 (en) 2005-06-20 2007-08-21 Ddk Ltd. Connector having a pivoting member with enhanced dust proofing
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Legal Events

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Effective date: 19991130