JPH10301082A - カラー液晶表示装置 - Google Patents
カラー液晶表示装置Info
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- JPH10301082A JPH10301082A JP9109583A JP10958397A JPH10301082A JP H10301082 A JPH10301082 A JP H10301082A JP 9109583 A JP9109583 A JP 9109583A JP 10958397 A JP10958397 A JP 10958397A JP H10301082 A JPH10301082 A JP H10301082A
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- G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
- G09G3/3622—Control of matrices with row and column drivers using a passive matrix
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
- G02F1/1396—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the liquid crystal being selectively controlled between a twisted state and a non-twisted state, e.g. TN-LC cell
- G02F1/1397—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the liquid crystal being selectively controlled between a twisted state and a non-twisted state, e.g. TN-LC cell the twist being substantially higher than 90°, e.g. STN-, SBE-, OMI-LC cells
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Abstract
(57)【要約】
【課題】マルチプレックス駆動下での色純度の向上。
【解決手段】偏光板１、２、液晶層３、複屈折板４、上
側偏光板の吸収軸４、下側偏光板の吸収軸６、液晶層の
上側液晶分子の長軸方向７、下側液晶分子の長軸方向
８、複屈折板の遅相軸９、走査電極１０、データ電極１
１走査電極数Ｎを備えた反射型ＳＴＮカラー液晶表示素
子であって、ＰN ＝Ｎ0.5 ＋１、バイアス値ＢR ＝（Ｖ
r ＋ＶC ）／（ＶC ）のときに、ＢR ≦ＰN −２を満足
する。
側偏光板の吸収軸４、下側偏光板の吸収軸６、液晶層の
上側液晶分子の長軸方向７、下側液晶分子の長軸方向
８、複屈折板の遅相軸９、走査電極１０、データ電極１
１走査電極数Ｎを備えた反射型ＳＴＮカラー液晶表示素
子であって、ＰN ＝Ｎ0.5 ＋１、バイアス値ＢR ＝（Ｖ
r ＋ＶC ）／（ＶC ）のときに、ＢR ≦ＰN −２を満足
する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スーパーツイステ
ッドネマチック液晶の表示の改善、特に、カラーフィル
タを用いずにマルチカラー発色を行うＳＴＮ型のカラー
液晶表示装置に関する。
ッドネマチック液晶の表示の改善、特に、カラーフィル
タを用いずにマルチカラー発色を行うＳＴＮ型のカラー
液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ツイステッドネマチック液晶表示素子
（以下、ＴＮ−ＬＣＤ）やスーパーツイステッドネマチ
ック液晶表示素子（以下、ＳＴＮ−ＬＣＤ）のような単
純マトリックス型液晶表示素子を駆動する際には、行ま
たは列電極の一方を走査信号電極、他方の電極をデータ
信号電極とし、両電極間に線順次駆動法によって駆動電
圧が印加され、表示が行われる。
（以下、ＴＮ−ＬＣＤ）やスーパーツイステッドネマチ
ック液晶表示素子（以下、ＳＴＮ−ＬＣＤ）のような単
純マトリックス型液晶表示素子を駆動する際には、行ま
たは列電極の一方を走査信号電極、他方の電極をデータ
信号電極とし、両電極間に線順次駆動法によって駆動電
圧が印加され、表示が行われる。
【０００３】一般的な線順次駆動法として、ＡＰＴ（Ａ
ｌｔ−Ｐｌｅｓｈｋｏ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）、ＩＡＰ
Ｔ（Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ＡＰＴ）が知られている。この
手法はオン／オフレベルを簡単に発生できるためマルチ
プレックス駆動法に好適である。
ｌｔ−Ｐｌｅｓｈｋｏ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）、ＩＡＰ
Ｔ（Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ＡＰＴ）が知られている。この
手法はオン／オフレベルを簡単に発生できるためマルチ
プレックス駆動法に好適である。
【０００４】そして、線順次駆動においては、走査信号
電極に順次走査信号が供給され、データ信号電極にデー
タ信号が供給され、画素には走査信号とデータ信号の電
位差が印加されることになる。
電極に順次走査信号が供給され、データ信号電極にデー
タ信号が供給され、画素には走査信号とデータ信号の電
位差が印加されることになる。
【０００５】この際、別の画素のオン表示とオフ表示に
よって、ある画素に印加される実効電圧が変化しないよ
うな工夫が施されている。その駆動法の一つが電圧平均
化法と呼ばれ、実効値応答型で動作する液晶表示素子の
駆動の基本となっている。
よって、ある画素に印加される実効電圧が変化しないよ
うな工夫が施されている。その駆動法の一つが電圧平均
化法と呼ばれ、実効値応答型で動作する液晶表示素子の
駆動の基本となっている。
【０００６】次に図３を参照して液晶表示素子の駆動法
について説明を行う。図３に単純マトリックス型液晶表
示素子の駆動に用いる基本波形を示す。走査信号電圧を
Ｖr、データ信号電圧をＶC 、走査電極数をＮとしたと
きの電圧平均化法を用いた線順次駆動方式の例である。
画素信号を駆動するシーケンスのなかに、選択期間と非
選択期間とが存在し、選択期間の画素に印加される電圧
は、オン表示の時には（Ｖr ＋ＶC ）であり、オフ表示
のときは（Ｖr −ＶC ）である。
について説明を行う。図３に単純マトリックス型液晶表
示素子の駆動に用いる基本波形を示す。走査信号電圧を
Ｖr、データ信号電圧をＶC 、走査電極数をＮとしたと
きの電圧平均化法を用いた線順次駆動方式の例である。
画素信号を駆動するシーケンスのなかに、選択期間と非
選択期間とが存在し、選択期間の画素に印加される電圧
は、オン表示の時には（Ｖr ＋ＶC ）であり、オフ表示
のときは（Ｖr −ＶC ）である。
【０００７】液晶表示素子は、印加する電圧により配向
変化を起こし、これが光学的な変化となるために、オン
表示実効値電圧とオフ表示実効値電圧の電圧差は大きけ
れば大きいほどよい。走査信号電圧をＶr 、データ信号
電圧をＶC 、走査電極数をＮとすると、オン表示実効値
電圧、オフ表示実効値電圧は式（１Ａ）、式（１Ｂ）の
ようになる。
変化を起こし、これが光学的な変化となるために、オン
表示実効値電圧とオフ表示実効値電圧の電圧差は大きけ
れば大きいほどよい。走査信号電圧をＶr 、データ信号
電圧をＶC 、走査電極数をＮとすると、オン表示実効値
電圧、オフ表示実効値電圧は式（１Ａ）、式（１Ｂ）の
ようになる。
【０００８】
【数１】 オン表示実効値電圧＝（（Ｖr ＋ＶC ）2 ＋（Ｎ−１）×ＶC 2）／Ｎ）0.5 ・・・式（１Ａ） オフ表示実効値電圧＝（（Ｖr −ＶC ）2 ＋（Ｎ−１）×ＶC 2）／Ｎ 0.5 ・・・式（１Ｂ）
【０００９】オン表示部電圧とオフ表示部電圧の比をオ
ンオフ比と呼ぶこととする。電圧平均化法で駆動する場
合には、オンオフ比が大きくなるよう走査信号電圧とデ
ータ信号電圧の比を定めてきた。
ンオフ比と呼ぶこととする。電圧平均化法で駆動する場
合には、オンオフ比が大きくなるよう走査信号電圧とデ
ータ信号電圧の比を定めてきた。
【００１０】
【数２】 オンオフ比＝（（ａ2 ＋２ａ＋Ｎ）／（ａ2 −２ａ＋Ｎ））0.5 ・・・式（２） （ただし、ａ＝Ｖr ／ＶC 、以下（ａ＋１）をバイアス
値ＢR と呼ぶ。）
値ＢR と呼ぶ。）
【００１１】したがって、オンオフ比を最大にするには
次の式（３Ｂ）のように、走査信号電圧値、データ信号
電圧値を設定すればよい。このように、オンオフ比を最
大にするＢR を最適バイアス値ＢRMAXと呼ぶ。実際には
駆動電圧を下げるため図２のような応用波形（ＩＡＰ
Ｔ）が用いられる。
次の式（３Ｂ）のように、走査信号電圧値、データ信号
電圧値を設定すればよい。このように、オンオフ比を最
大にするＢR を最適バイアス値ＢRMAXと呼ぶ。実際には
駆動電圧を下げるため図２のような応用波形（ＩＡＰ
Ｔ）が用いられる。
【００１２】
【数３】 ａ＋１＝ＢR ・・・式（３Ａ） ＢRMAX＝ＰN ・・・式（３Ｂ）
【００１３】白黒表示の液晶表示素子の場合、液晶が完
全に実効値応答しているならば、オンオフ比を大きくと
ればコントラスト比が大きくなる。しかし、立ち上がり
と立ち下がりの応答速度の和が２００ｍｓ以下程度の、
応答の速い液晶を用いる場合には、短い時間単位で配向
変化を起こしておりコントラスト比が低下する。この現
象をフレーム応答と呼ぶ。
全に実効値応答しているならば、オンオフ比を大きくと
ればコントラスト比が大きくなる。しかし、立ち上がり
と立ち下がりの応答速度の和が２００ｍｓ以下程度の、
応答の速い液晶を用いる場合には、短い時間単位で配向
変化を起こしておりコントラスト比が低下する。この現
象をフレーム応答と呼ぶ。
【００１４】フレーム応答現象は画素信号の選択期間と
非選択期間の電圧差が大きいほどこの影響が顕著である
ので、バイアス値を最適バイアスより下げることにより
フレーム応答を抑制することが知られている。しかし、
バイアス値を最適バイアスより下げることは、オンオフ
比を小さくし、コントラスト比を低下させる。
非選択期間の電圧差が大きいほどこの影響が顕著である
ので、バイアス値を最適バイアスより下げることにより
フレーム応答を抑制することが知られている。しかし、
バイアス値を最適バイアスより下げることは、オンオフ
比を小さくし、コントラスト比を低下させる。
【００１５】また、フレーム応答を抑制するために、フ
レーム周波数を大きくすることが知られているが、消費
電力が増大するという欠点がある。また、複数ライン同
時選択駆動（マルチラインアドレッシング駆動法、ＭＬ
Ａ駆動と呼ばれる。）を用いることにより、フレーム応
答を抑制することが知られているが、専用の駆動ＩＣを
必要とする問題がある。
レーム周波数を大きくすることが知られているが、消費
電力が増大するという欠点がある。また、複数ライン同
時選択駆動（マルチラインアドレッシング駆動法、ＭＬ
Ａ駆動と呼ばれる。）を用いることにより、フレーム応
答を抑制することが知られているが、専用の駆動ＩＣを
必要とする問題がある。
【００１６】また、液晶層と複屈折板のそれぞれにおけ
る複屈折の相互干渉を利用した新しいカラー液晶表示素
子が知られている。例えば、特開平８−２９２４３４に
おいて、駆動電圧オフにおいて無彩色（白）表示を行
い、かつマルチプレックス駆動しやすく、多色表示が可
能な使いやすいスーパーリフレクティブカラー液晶表示
素子（以下、透過モードで使用するものを含めてＳＲＣ
−ＬＣＤと呼ぶ。）の具体的な素子構成が提案された。
る複屈折の相互干渉を利用した新しいカラー液晶表示素
子が知られている。例えば、特開平８−２９２４３４に
おいて、駆動電圧オフにおいて無彩色（白）表示を行
い、かつマルチプレックス駆動しやすく、多色表示が可
能な使いやすいスーパーリフレクティブカラー液晶表示
素子（以下、透過モードで使用するものを含めてＳＲＣ
−ＬＣＤと呼ぶ。）の具体的な素子構成が提案された。
【００１７】このＳＲＣ−ＬＣＤの色表示は３色以上の
発色においては中間電圧を印加する必要がある。そのた
めに、スタティック駆動を用いた場合の電圧変化に対す
る色変化に比べて、マルチプレックス駆動を採用した場
合の色純度が低下することが知られていた。これは従来
の白黒表示のコントラスト比の低下とは異なる現象であ
った。
発色においては中間電圧を印加する必要がある。そのた
めに、スタティック駆動を用いた場合の電圧変化に対す
る色変化に比べて、マルチプレックス駆動を採用した場
合の色純度が低下することが知られていた。これは従来
の白黒表示のコントラスト比の低下とは異なる現象であ
った。
【００１８】また、ＳＲＣモードの立ち上がりと立ち下
がりの応答速度の和は４００ｍｓ程度であり、従来白黒
表示のＳＴＮ−ＬＣＤに見られた、液晶の高速応答化に
よるフレーム応答の影響は小さいと考えられていた。
がりの応答速度の和は４００ｍｓ程度であり、従来白黒
表示のＳＴＮ−ＬＣＤに見られた、液晶の高速応答化に
よるフレーム応答の影響は小さいと考えられていた。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
技術の持つ問題点、すなわち、ＳＲＣ−ＬＣＤを含むＳ
ＴＮ−ＬＣＤにおける良好なカラー発色と走査電極数の
多いマルチプレックス駆動表示の両立を目的とするもの
である。そして、スーパーツイステッドネマチック液晶
を用いても、フレーム応答に起因する光学特性の劣化の
少ない表示を可能とするカラー液晶表示装置を得ようと
する。特に、好ましくは走査電極数で３２〜１２０本程
度のカラー液晶表示素子における表示品位の向上を目指
すものである。
技術の持つ問題点、すなわち、ＳＲＣ−ＬＣＤを含むＳ
ＴＮ−ＬＣＤにおける良好なカラー発色と走査電極数の
多いマルチプレックス駆動表示の両立を目的とするもの
である。そして、スーパーツイステッドネマチック液晶
を用いても、フレーム応答に起因する光学特性の劣化の
少ない表示を可能とするカラー液晶表示装置を得ようと
する。特に、好ましくは走査電極数で３２〜１２０本程
度のカラー液晶表示素子における表示品位の向上を目指
すものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１は透
明電極と配向膜をそれぞれ有しほぼ平行に設けられた二
つの基板間に旋光性物質を含有した正の誘電率異方性の
ネマチック液晶が挟持され、各配向膜によって形成され
た液晶層のねじれ角が１６０〜３００°とされ、液晶層
の外側に一対の偏光板が配置され、複屈折板が液晶層の
片側もしくは両側に配置され、透明電極間に駆動電圧を
印加する駆動回路が備えられたカラー液晶表示装置であ
って、液晶層での液晶の屈折率異方性Δｎ1 と液晶層の
厚みｄ1との積Δｎ1 ・ｄ1 が１．２〜２．５μｍとさ
れ、複屈折板は遅相軸と進相軸を有し、かつ遅相軸と進
相軸の屈折率異方性と厚みによる垂直方向の複屈折の積
の総和Δｎ2 ・ｄ2 が１．２〜２．５μｍとされ、電圧
平均化法を用いたマルチプレックス駆動において、走査
電極数Ｎとし、ＰN ＝Ｎ0.5 ＋１とし、走査信号とデー
タ信号によって作られる画素信号がオン表示画素のとき
に、選択期間の電圧の大きさ（Ｖr ＋ＶC ）と非選択期
間の電圧の大きさ（ＶC ）との比（Ｖr ＋ＶC ）／（Ｖ
C ）をバイアス値ＢR とすると、ＢR ≦ＰN −２を満足
し、３値以上の電圧値が選択されることを特徴とするカ
ラー液晶表示装置である。
明電極と配向膜をそれぞれ有しほぼ平行に設けられた二
つの基板間に旋光性物質を含有した正の誘電率異方性の
ネマチック液晶が挟持され、各配向膜によって形成され
た液晶層のねじれ角が１６０〜３００°とされ、液晶層
の外側に一対の偏光板が配置され、複屈折板が液晶層の
片側もしくは両側に配置され、透明電極間に駆動電圧を
印加する駆動回路が備えられたカラー液晶表示装置であ
って、液晶層での液晶の屈折率異方性Δｎ1 と液晶層の
厚みｄ1との積Δｎ1 ・ｄ1 が１．２〜２．５μｍとさ
れ、複屈折板は遅相軸と進相軸を有し、かつ遅相軸と進
相軸の屈折率異方性と厚みによる垂直方向の複屈折の積
の総和Δｎ2 ・ｄ2 が１．２〜２．５μｍとされ、電圧
平均化法を用いたマルチプレックス駆動において、走査
電極数Ｎとし、ＰN ＝Ｎ0.5 ＋１とし、走査信号とデー
タ信号によって作られる画素信号がオン表示画素のとき
に、選択期間の電圧の大きさ（Ｖr ＋ＶC ）と非選択期
間の電圧の大きさ（ＶC ）との比（Ｖr ＋ＶC ）／（Ｖ
C ）をバイアス値ＢR とすると、ＢR ≦ＰN −２を満足
し、３値以上の電圧値が選択されることを特徴とするカ
ラー液晶表示装置である。
【００２１】また、請求項２は、走査電極数Ｎが３２〜
１２０であり、ＰN −５≦ＢR ≦ＰN −２を満足するこ
とを特徴とする請求項１記載のカラー液晶表示装置であ
る。
１２０であり、ＰN −５≦ＢR ≦ＰN −２を満足するこ
とを特徴とする請求項１記載のカラー液晶表示装置であ
る。
【００２２】また、請求項３は、走査電極数Ｎが５０〜
６３であり、ＰN −４≦ＢR ≦ＰN−３を満足すること
を特徴とする請求項１または２記載のカラー液晶表示装
置である。
６３であり、ＰN −４≦ＢR ≦ＰN−３を満足すること
を特徴とする請求項１または２記載のカラー液晶表示装
置である。
【００２３】また、請求項４は、走査電極数Ｎが６３〜
８０であり、ＰN −５≦ＢR ≦ＰN−４を満足すること
を特徴とする請求項１、２または３記載のカラー液晶表
示装置である。
８０であり、ＰN −５≦ＢR ≦ＰN−４を満足すること
を特徴とする請求項１、２または３記載のカラー液晶表
示装置である。
【００２４】また、請求項５は、液晶層のねじれ角が２
３０〜２５０°であり、用いるΔｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・
ｄ2 がΔｎ1 ・ｄ1 ＊１．０５≦Δｎ2 ・ｄ2 ≦Δｎ1
・ｄ1 ＊１．１５であることを特徴とする請求項１〜４
のいずれか１項記載のカラー液晶表示装置である。
３０〜２５０°であり、用いるΔｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・
ｄ2 がΔｎ1 ・ｄ1 ＊１．０５≦Δｎ2 ・ｄ2 ≦Δｎ1
・ｄ1 ＊１．１５であることを特徴とする請求項１〜４
のいずれか１項記載のカラー液晶表示装置である。
【００２５】また、請求項６は、ねじれ角が２３０〜２
５０°であり、Δｎ1 ・ｄ1 が１．２〜１．３μｍであ
り、Δｎ2 ・ｄ2 が１．３〜１．５μｍであり、前記遅
相軸と第１の基板側の液晶分子の配向方向との角度θ2
が７０〜９０°であり、第１の基板側の偏光板の偏光軸
または吸収軸と前記配向方向との角度θ1 が１１５〜１
３５°であり、第２の基板側の偏光板の偏光軸または吸
収軸と第２の基板側の液晶分子の配向方向との角度θ3
が１３０〜１５０°であることを特徴とす請求項１〜５
のいずれか１項記載のカラー液晶表示装置である。
５０°であり、Δｎ1 ・ｄ1 が１．２〜１．３μｍであ
り、Δｎ2 ・ｄ2 が１．３〜１．５μｍであり、前記遅
相軸と第１の基板側の液晶分子の配向方向との角度θ2
が７０〜９０°であり、第１の基板側の偏光板の偏光軸
または吸収軸と前記配向方向との角度θ1 が１１５〜１
３５°であり、第２の基板側の偏光板の偏光軸または吸
収軸と第２の基板側の液晶分子の配向方向との角度θ3
が１３０〜１５０°であることを特徴とす請求項１〜５
のいずれか１項記載のカラー液晶表示装置である。
【００２６】上記の各カラー液晶表示装置において、複
屈折板は液晶層の片側に配置しても、両側に配置しても
よい。また、それぞれ、１枚でも複数枚であってもよ
い。実効的に液晶層と相互作用して、所望のカラー発色
が得られるように配置を行うことが好ましい。
屈折板は液晶層の片側に配置しても、両側に配置しても
よい。また、それぞれ、１枚でも複数枚であってもよ
い。実効的に液晶層と相互作用して、所望のカラー発色
が得られるように配置を行うことが好ましい。
【００２７】
【発明の実施の形態】複屈折を直接利用し、カラーフィ
ルタを用いずにカラー発色を行うＳＲＣ−ＬＣＤの場
合、スタテイック駆動で発色した場合の色純度に比べ
て、マルチプレックス駆動による色純度は低下する。こ
の原因として以下の事項が考えられる。
ルタを用いずにカラー発色を行うＳＲＣ−ＬＣＤの場
合、スタテイック駆動で発色した場合の色純度に比べ
て、マルチプレックス駆動による色純度は低下する。こ
の原因として以下の事項が考えられる。
【００２８】ＳＲＣ−ＬＣＤにおいて、液晶のΔｎ1 ・
ｄ1 は１．２μｍ以上であり、従来の白黒表示の値０．
８μｍ程度と比べて大きく設定されている。所望のΔｎ
・ｄを得るためには液晶のΔｎを大きくするか、ギャッ
プｄを大きくする。液晶のΔｎを大きくすると一般的に
液晶材料の粘性が大きくなるので応答速度が遅くなる。
ｄ1 は１．２μｍ以上であり、従来の白黒表示の値０．
８μｍ程度と比べて大きく設定されている。所望のΔｎ
・ｄを得るためには液晶のΔｎを大きくするか、ギャッ
プｄを大きくする。液晶のΔｎを大きくすると一般的に
液晶材料の粘性が大きくなるので応答速度が遅くなる。
【００２９】またギャップｄを大きくすると、応答速度
はギャップの２乗に比例して遅くなる。このような理由
から、ＳＲＣ−ＬＣＤの立ち上がりと立ち下がりの応答
速度の和は通常の白黒表示の応答速度より遅くなる。現
在一般に使用されるＳＲＣ−ＬＣＤの応答速度の和は４
００〜５００ｍｓ程度である。
はギャップの２乗に比例して遅くなる。このような理由
から、ＳＲＣ−ＬＣＤの立ち上がりと立ち下がりの応答
速度の和は通常の白黒表示の応答速度より遅くなる。現
在一般に使用されるＳＲＣ−ＬＣＤの応答速度の和は４
００〜５００ｍｓ程度である。
【００３０】よって、従来の白黒表示ＳＴＮ−ＬＣＤの
場合に見られた、液晶の高速化によるフレーム応答が同
じように起きているとは考えられない。したがって、次
のように考えられる。
場合に見られた、液晶の高速化によるフレーム応答が同
じように起きているとは考えられない。したがって、次
のように考えられる。
【００３１】ＳＲＣ−ＬＣＤにおいて、用いる液晶のΔ
ｎ1 ・ｄ1 は１．２以上である。フレーム応答による液
晶の変化率が同じでもＳＲＣ−ＬＣＤの場合Δｎ1 ・ｄ
1 が大きいので、相対的に光学的変化が大きいと考えら
れる。従来の白黒表示のＳＴＮ−ＬＣＤでは問題のなか
ったフレーム応答でも、ＳＲＣ−ＬＣＤの場合拡大され
て問題となる。ＳＲＣ−ＬＣＤの場合、従来の白黒表示
と異なり、フレーム応答による光学的変化は色の混ざり
として観察される。つまり、フレーム応答により、色純
度の低下が起こることを意味する。
ｎ1 ・ｄ1 は１．２以上である。フレーム応答による液
晶の変化率が同じでもＳＲＣ−ＬＣＤの場合Δｎ1 ・ｄ
1 が大きいので、相対的に光学的変化が大きいと考えら
れる。従来の白黒表示のＳＴＮ−ＬＣＤでは問題のなか
ったフレーム応答でも、ＳＲＣ−ＬＣＤの場合拡大され
て問題となる。ＳＲＣ−ＬＣＤの場合、従来の白黒表示
と異なり、フレーム応答による光学的変化は色の混ざり
として観察される。つまり、フレーム応答により、色純
度の低下が起こることを意味する。
【００３２】本発明においては、必須条件としてバイア
ス値を最適バイアス値より２以下に設定する。この構成
の場合、フレーム応答抑制の効果が少なくなる。また、
最適バイアス値より大きく下げすぎるとオンオフ比が低
下し、色の発色が不十分となり悪影響を及ぼすようにな
る。したがって、次の数４の条件に設定することが好ま
しい。
ス値を最適バイアス値より２以下に設定する。この構成
の場合、フレーム応答抑制の効果が少なくなる。また、
最適バイアス値より大きく下げすぎるとオンオフ比が低
下し、色の発色が不十分となり悪影響を及ぼすようにな
る。したがって、次の数４の条件に設定することが好ま
しい。
【００３３】
【数４】 ＰN −５≦ＢR ≦ＰN −２ ・・・（４）
【００３４】図１に本発明のカラー液晶表示素子の構成
を示す。１、２は一対の偏光板、３はΔｎ1 ・ｄ1 が
１．２〜２．５μｍの誘電率異方性が正のネマチック液
晶によるねじれ角が１６０〜３００°の液晶層、４は液
晶層の上に積層され、Δｎ2 ・ｄ2 を有する複屈折板、
５は上側の偏光板の吸収軸、６は下側の偏光板の吸収
軸、７は液晶層の上側の液晶分子の長軸方向（一方の配
向方向）、８は液晶層の下側の液晶分子の長軸方向（残
る一方の配向方向）、９は積層された複屈折板の軸方向
（遅相軸）を表している。
を示す。１、２は一対の偏光板、３はΔｎ1 ・ｄ1 が
１．２〜２．５μｍの誘電率異方性が正のネマチック液
晶によるねじれ角が１６０〜３００°の液晶層、４は液
晶層の上に積層され、Δｎ2 ・ｄ2 を有する複屈折板、
５は上側の偏光板の吸収軸、６は下側の偏光板の吸収
軸、７は液晶層の上側の液晶分子の長軸方向（一方の配
向方向）、８は液晶層の下側の液晶分子の長軸方向（残
る一方の配向方向）、９は積層された複屈折板の軸方向
（遅相軸）を表している。
【００３５】図４と図５において、液晶層の上側の液晶
分子７の長軸方向からみた上側の偏光板の吸収軸５の方
向を時計回りに計ったものをθ1 、液晶層の上側の液晶
分子７の長軸方向から見た上側（偏光板側）の複屈折板
４の軸方向（遅相軸）９を時計回りに計ったものをθ
2 、液晶層の下側の液晶分子８の長軸方向から見た下側
の偏光板の吸収軸６の方向を時計回りに計ったものをθ
3 とする。
分子７の長軸方向からみた上側の偏光板の吸収軸５の方
向を時計回りに計ったものをθ1 、液晶層の上側の液晶
分子７の長軸方向から見た上側（偏光板側）の複屈折板
４の軸方向（遅相軸）９を時計回りに計ったものをθ
2 、液晶層の下側の液晶分子８の長軸方向から見た下側
の偏光板の吸収軸６の方向を時計回りに計ったものをθ
3 とする。
【００３６】本発明では、このθ1 、θ2 、θ3 と液晶
層のΔｎ1 ・ｄ1 、液晶層のツイスト角、複屈折板のΔ
ｎ2 ・ｄ2 、および駆動条件とを最適化して組み合わせ
た。これによって所望のマルチプレックス駆動条件であ
っても良好な色純度を出すことが可能となった。
層のΔｎ1 ・ｄ1 、液晶層のツイスト角、複屈折板のΔ
ｎ2 ・ｄ2 、および駆動条件とを最適化して組み合わせ
た。これによって所望のマルチプレックス駆動条件であ
っても良好な色純度を出すことが可能となった。
【００３７】また、以下の実施例では、液晶層を左螺旋
としたが、螺旋が逆であっても液晶層の液晶分子の長軸
方向、偏光板の偏光軸方向、複屈折板の遅相軸方向との
関係θ1 、θ2 、θ3 を反時計方向にすることにより、
上記左螺旋の例と同様に容易にカラー表示が得られる。
としたが、螺旋が逆であっても液晶層の液晶分子の長軸
方向、偏光板の偏光軸方向、複屈折板の遅相軸方向との
関係θ1 、θ2 、θ3 を反時計方向にすることにより、
上記左螺旋の例と同様に容易にカラー表示が得られる。
【００３８】
【実施例】 （例１）液晶セルの形成を以下のように行った。ガラス
基板上に設けられたＩＴＯ透明電極をストライプ状にパ
ターニングし、絶縁膜を形成し、ポリイミドのオーバー
コートを形成し、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。このようにして作成した二枚の基
板の周辺をシール材でシールして、液晶セルを形成し、
この液晶セル内に誘電率異方性が正のネマチック液晶を
注入し、注入孔を封止材で封止した。
基板上に設けられたＩＴＯ透明電極をストライプ状にパ
ターニングし、絶縁膜を形成し、ポリイミドのオーバー
コートを形成し、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。このようにして作成した二枚の基
板の周辺をシール材でシールして、液晶セルを形成し、
この液晶セル内に誘電率異方性が正のネマチック液晶を
注入し、注入孔を封止材で封止した。
【００３９】液晶の屈折率異方性Δｎ1 と液晶層の厚み
ｄ1 を調整し液晶層のΔｎ1 ・ｄ1を１．２７μｍとし
た。複屈折板のΔｎ2 ・ｄ2 は１．４０μｍとし、液晶
層のツイスト角は２４０°、θ1 ＝１２５°、θ2 ＝８
０°、θ3 ＝１４０°に設定した。
ｄ1 を調整し液晶層のΔｎ1 ・ｄ1を１．２７μｍとし
た。複屈折板のΔｎ2 ・ｄ2 は１．４０μｍとし、液晶
層のツイスト角は２４０°、θ1 ＝１２５°、θ2 ＝８
０°、θ3 ＝１４０°に設定した。
【００４０】用いる液晶の物性値△ｎ＝０．１９６（２
５℃のとき）、ＴC は９９℃、誘電率異方性は１５（２
５℃のとき）、粘度２４ｃＳｔ（２０℃のとき）とし
た。ガラス基板は０．４ｍｍ厚を用いた。上述した図１
と同様に配置し液晶セルを形成した。そして、バイアス
値を変えてカラー表示の測定を行った。
５℃のとき）、ＴC は９９℃、誘電率異方性は１５（２
５℃のとき）、粘度２４ｃＳｔ（２０℃のとき）とし
た。ガラス基板は０．４ｍｍ厚を用いた。上述した図１
と同様に配置し液晶セルを形成した。そして、バイアス
値を変えてカラー表示の測定を行った。
【００４１】表１に１／６５デューティーで４階調表示
駆動を行った場合を示す。各階調は、０％、４１％、６
５％、１００％である。各階調は、それぞれ白、オレン
ジ、青、緑の発色に対応する。図６にバイアス値＝８、
７、６、５、４で測定したときの色度図を示す。
駆動を行った場合を示す。各階調は、０％、４１％、６
５％、１００％である。各階調は、それぞれ白、オレン
ジ、青、緑の発色に対応する。図６にバイアス値＝８、
７、６、５、４で測定したときの色度図を示す。
【００４２】この測定は図７に示す測定系を用いた。Ｓ
ＲＣ−ＬＣＤのサンプルには斜め１０゜の角度より高指
向性の光を入射し、反射光の測定をサンプルに対して垂
直方向から行った。色評価は光源の色を除去するため、
標準白色板により規格化し、Ｃ光源として取り扱った。
ＲＣ−ＬＣＤのサンプルには斜め１０゜の角度より高指
向性の光を入射し、反射光の測定をサンプルに対して垂
直方向から行った。色評価は光源の色を除去するため、
標準白色板により規格化し、Ｃ光源として取り扱った。
【００４３】光源としてハロゲン球（ハヤシ時計社のＬ
Ａ−１５０ＳＡＥ）を用いて、光学ファイバで導光し、
レンズを介してＳＲＣ−ＬＣＤに光ビームを照射した。
ＳＲＣ−ＬＣＤで光ビームが変調され、各色に発色した
その反射光を分光放射輝度計（ミノルタ社製：ＣＳ−１
０００）で測定した。測定したデータはパソコンでデー
タ処理を行った。ＳＲＣ−ＬＣＤと分光放射輝度計との
距離（入射点）をおよそ５００ｍｍに設定した。
Ａ−１５０ＳＡＥ）を用いて、光学ファイバで導光し、
レンズを介してＳＲＣ−ＬＣＤに光ビームを照射した。
ＳＲＣ−ＬＣＤで光ビームが変調され、各色に発色した
その反射光を分光放射輝度計（ミノルタ社製：ＣＳ−１
０００）で測定した。測定したデータはパソコンでデー
タ処理を行った。ＳＲＣ−ＬＣＤと分光放射輝度計との
距離（入射点）をおよそ５００ｍｍに設定した。
【００４４】表１に各バイアス時の白、オレンジ、青、
緑の色度座標を示す。オレンジ、青、緑の色純度はバイ
アス値が小さくなるにつれてよくなる。つまり、バイア
ス値４が最も良好である。しかし、白の発生はバイアス
値４の場合、黄色に寄っていることがわかる。白、オレ
ンジ、青、緑の発色をバランスよくするには、バイアス
値５がよい。
緑の色度座標を示す。オレンジ、青、緑の色純度はバイ
アス値が小さくなるにつれてよくなる。つまり、バイア
ス値４が最も良好である。しかし、白の発生はバイアス
値４の場合、黄色に寄っていることがわかる。白、オレ
ンジ、青、緑の発色をバランスよくするには、バイアス
値５がよい。
【００４５】１／６５デューティー時の最適バイアス値
は約９である。本例における１／６５デューティーのと
きの最も色純度のバランスのよいバイアス値は５であ
り、最適バイアスより４小さいことがわかる。図６と表
１に示すように白以外はバイアス値が低くなるにつれて
色純度が高い表示が可能となった。
は約９である。本例における１／６５デューティーのと
きの最も色純度のバランスのよいバイアス値は５であ
り、最適バイアスより４小さいことがわかる。図６と表
１に示すように白以外はバイアス値が低くなるにつれて
色純度が高い表示が可能となった。
【００４６】
【表１】
【００４７】（例２）例１と同様に液晶セルを設定し
た。１／５５デューティーで４階調表示駆動を行った。
各階調は、０％、４１％、６５％、１００％である。各
階調は、それぞれ白、オレンジ、青、緑の発色に対応す
る。１／５５デューティー時の最適バイアス値は約８．
５であるが最も色純度のバランスのよいバイアス値は５
であった。よって最適バイアス値より３．５低い結果が
得られた。
た。１／５５デューティーで４階調表示駆動を行った。
各階調は、０％、４１％、６５％、１００％である。各
階調は、それぞれ白、オレンジ、青、緑の発色に対応す
る。１／５５デューティー時の最適バイアス値は約８．
５であるが最も色純度のバランスのよいバイアス値は５
であった。よって最適バイアス値より３．５低い結果が
得られた。
【００４８】
【発明の効果】本発明により、ＳＲＣ−ＬＣＤのように
複屈折を利用したカラーの液晶表示素子においてマルチ
プレックス駆動した場合、色の混色の発生に起因する色
純度の低下を防ぐことができた。
複屈折を利用したカラーの液晶表示素子においてマルチ
プレックス駆動した場合、色の混色の発生に起因する色
純度の低下を防ぐことができた。
【００４９】また、バイアス値を下げることにより走査
信号電圧を下げることができるため駆動ドライバー回路
の耐圧を下げることができた。また、走査信号電圧が下
がることにより低消費電力にも効果があった。さらに、
フレーム応答は、液晶の配向変化が激しいときに顕著に
現れるため使用温度が高温までの携帯用情報端末や、低
粘性の液晶を使用する場合には特に有効であることがわ
かった。
信号電圧を下げることができるため駆動ドライバー回路
の耐圧を下げることができた。また、走査信号電圧が下
がることにより低消費電力にも効果があった。さらに、
フレーム応答は、液晶の配向変化が激しいときに顕著に
現れるため使用温度が高温までの携帯用情報端末や、低
粘性の液晶を使用する場合には特に有効であることがわ
かった。
【００５０】以上のように、本発明のカラー液晶表示装
置は低消費電力という優れた効果を持ち、かつ、高温で
使用する際にも有効である。したがって、屋外での使用
を前提とする携帯用の電子機器、例えば、携帯電話、電
子手帳、電子ブック、電子辞書、ＰＤＡ（携帯情報端
末）、ページャー（ポケットベル）などに用いた場合
に、その良好な表示特性によって高い視認性を発揮する
ことができるようになった。さらに、本発明はその効果
を損しない範囲で種々の応用ができる。
置は低消費電力という優れた効果を持ち、かつ、高温で
使用する際にも有効である。したがって、屋外での使用
を前提とする携帯用の電子機器、例えば、携帯電話、電
子手帳、電子ブック、電子辞書、ＰＤＡ（携帯情報端
末）、ページャー（ポケットベル）などに用いた場合
に、その良好な表示特性によって高い視認性を発揮する
ことができるようになった。さらに、本発明はその効果
を損しない範囲で種々の応用ができる。
【図１】本発明（例１）のセル構成の模式図。
【図２】マルチプレックス波形の説明図。
【図３】走査信号電圧Ｖr 、表示信号電圧ＶC 、走査電
極数Ｎとしたときの電圧平均化法を用いた線順次駆動方
式のマルチプレックス波形の説明図。
極数Ｎとしたときの電圧平均化法を用いた線順次駆動方
式のマルチプレックス波形の説明図。
【図４】例１のセル構成の上側の各構成部の角度関係を
示す模式図。
示す模式図。
【図５】例１のセル構成の下側の各構成部の角度関係を
示す模式図。
示す模式図。
【図６】１／６５デューティー時の各バイアス値に対す
る色度図。
る色度図。
【図７】ＳＲＣ−ＬＣＤの表示特性の測定系を示すブロ
ック図。
ック図。
１、２：偏光板 ３：液晶層 ４：複屈折板 ５：上側偏光板の吸収軸 ６：下側偏光板の吸収軸 ７：上側の液晶分子の長軸方向 ８：下側の液晶分子の長軸方向 ９：複屈折板の軸方向（遅相軸） １０：走査電極 １１：データ電極
Claims (6)
- 【請求項１】透明電極と配向膜をそれぞれ有しほぼ平行
に設けられた二つの基板間に旋光性物質を含有した正の
誘電率異方性のネマチック液晶が挟持され、各配向膜に
よって形成された液晶層のねじれ角が１６０〜３００°
とされ、液晶層の外側に一対の偏光板が配置され、複屈
折板が液晶層の片側もしくは両側に配置され、透明電極
間に駆動電圧を印加する駆動回路が備えられたカラー液
晶表示装置であって、液晶層での液晶の屈折率異方性Δ
ｎ1 と液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が１．２〜
２．５μｍとされ、複屈折板は遅相軸と進相軸を有し、
かつ遅相軸と進相軸の屈折率異方性と厚みによる垂直方
向の複屈折の積の総和Δｎ2 ・ｄ2 が１．２〜２．５μ
ｍとされ、電圧平均化法を用いたマルチプレックス駆動
において、走査電極数Ｎとし、ＰN ＝Ｎ0.5 ＋１とし、
走査信号とデータ信号によって作られる画素信号がオン
表示画素のときに、選択期間の電圧の大きさ（Ｖr ＋Ｖ
C）と非選択期間の電圧の大きさ（ＶC ）との比（Ｖr
＋ＶC ）／（ＶC ）をバイアス値ＢR とすると、ＢR ≦
ＰN −２を満足し、３値以上の電圧値が選択されること
を特徴とするカラー液晶表示装置。 - 【請求項２】走査電極数Ｎが３２〜１２０であり、ＰN
−５≦ＢR ≦ＰN −２を満足することを特徴とする請求
項１記載のカラー液晶表示装置。 - 【請求項３】走査電極数Ｎが５０〜６３であり、ＰN −
４≦ＢR ≦ＰN −３を満足することを特徴とする請求項
１または２記載のカラー液晶表示装置。 - 【請求項４】走査電極数Ｎが６３〜８０であり、ＰN −
５≦ＢR ≦ＰN −４を満足することを特徴とする請求項
１または２記載のカラー液晶表示装置。 - 【請求項５】液晶層のねじれ角が２３０〜２５０°であ
り、用いるΔｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 がΔｎ1 ・ｄ1
＊１．０５≦Δｎ2 ・ｄ2 ≦Δｎ1 ・ｄ1 ＊１．１５で
あることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載
のカラー液晶表示装置。 - 【請求項６】ねじれ角が２３０〜２５０°であり、Δｎ
1 ・ｄ1 が１．２〜１．３μｍであり、Δｎ2 ・ｄ2 が
１．３〜１．５μｍであり、前記遅相軸と第１の基板側
の液晶分子の配向方向との角度θ2 が７０〜９０°であ
り、第１の基板側の偏光板の偏光軸または吸収軸と前記
配向方向との角度θ1 が１１５〜１３５°であり、第２
の基板側の偏光板の偏光軸または吸収軸と第２の基板側
の液晶分子の配向方向との角度θ3 が１３０〜１５０°
であることを特徴とす請求項１〜５のいずれか１項記載
のカラー液晶表示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10958397A JP3833777B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | カラー液晶表示装置 |
| US09/065,729 US6181309B1 (en) | 1997-04-25 | 1998-04-24 | Color liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10958397A JP3833777B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | カラー液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10301082A true JPH10301082A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3833777B2 JP3833777B2 (ja) | 2006-10-18 |
Family
ID=14513955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10958397A Expired - Fee Related JP3833777B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | カラー液晶表示装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6181309B1 (ja) |
| JP (1) | JP3833777B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| AU1260999A (en) * | 1997-11-28 | 1999-06-16 | Citizen Watch Co. Ltd. | Liquid crystal display device and its driving method |
| US6654082B1 (en) * | 1998-09-16 | 2003-11-25 | Optrex Corporation | Liquid crystal display element and color display device having particular transflector |
| JP2000310774A (ja) * | 1999-04-28 | 2000-11-07 | Asahi Glass Co Ltd | カラー液晶表示装置 |
| US20050007327A1 (en) * | 2002-04-22 | 2005-01-13 | Cliff Elion | Color image display apparatus |
| JP3823972B2 (ja) * | 2003-05-09 | 2006-09-20 | セイコーエプソン株式会社 | 視角制御素子、表示装置、及び電子機器 |
| US20070030428A1 (en) * | 2005-08-05 | 2007-02-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Liquid crystal display |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0134974B1 (ko) * | 1987-07-29 | 1998-04-22 | 미다 가쓰시게 | 트위스트 나선구조를 가지는 네마틱 액정표시장치 |
| DE69020855T2 (de) * | 1989-03-28 | 1996-03-28 | Asahi Glass Co Ltd | Flüssigkristallanzeigevorrichtung. |
| JP2916331B2 (ja) * | 1991-11-08 | 1999-07-05 | 株式会社日立製作所 | 液晶表示装置 |
| JPH08152618A (ja) * | 1994-11-29 | 1996-06-11 | Alps Electric Co Ltd | カラー液晶表示装置 |
| WO1996023244A1 (en) * | 1995-01-23 | 1996-08-01 | Asahi Glass Company Ltd. | Color liquid crystal display apparatus |
| GB2314641A (en) * | 1996-06-26 | 1998-01-07 | Sharp Kk | Liquid crystal devices |
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- 1997-04-25 JP JP10958397A patent/JP3833777B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-04-24 US US09/065,729 patent/US6181309B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| US6181309B1 (en) | 2001-01-30 |
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