JPS60217336A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPS60217336A
JPS60217336A JP7403584A JP7403584A JPS60217336A JP S60217336 A JPS60217336 A JP S60217336A JP 7403584 A JP7403584 A JP 7403584A JP 7403584 A JP7403584 A JP 7403584A JP S60217336 A JPS60217336 A JP S60217336A
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liquid crystal
electrodes
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crystal display
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JP7403584A
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Yoshihiro Matsuo
嘉浩 松尾
Shoichi Ishihara
將市 石原
Fumiko Yokoya
横谷 文子
Hirobumi Wakemoto
博文 分元
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/13306Circuit arrangements or driving methods for the control of single liquid crystal cells
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
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    • G02F1/13Devices 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
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    • G02F1/13725Devices 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 guest-host interaction

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】 産業上の利用分野 本発明はカラー液晶表示装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点 カラー表示を行なう液晶表示装置としてはゲストホスト
モード(GH型)が視野角が広い、視認性がよいなどの
特長を有し、有望視されているが、−力応答速度が遅い
などの問題があり、その改善が望まれている。従来、応
答速度の改善には低粘度液晶の開発が行なわれてきた。
一般に電界印加時の立上り応答速度よシも電界切断時の
立下り応答速度の方が遅い。本発明は特に立下り応答速
度を速くするだめの、インターディジタル電極構造を有
する液晶表示装置を提供するものである。
従来、インターディジタル構造を有する透明電極は対向
する2枚の基板のいずれか一方にのみ形成したものであ
り、P型ネマチック液晶を用いてもポジ型表示を可能に
する、あるいは液晶セルの構造を簡単化するだめのもの
であった。(特開昭53−48542号、特開昭63−
77646号。
特開昭53−89753号、特開昭64−43048号
、特開昭54−163047号)また、インターディジ
タル電極を対向する2枚の基板の両方に形成した構成(
特開昭64−43047号、特開昭56−88179号
)が提案されているが、前者の場合、両方の電極のイン
ターディジタルの方向は互に直交させた構成である。こ
の構成はTN型表示とGH型表示との両者を可能にする
だめのものであり、2枚の偏光板と配向処理した配向膜
とを必ず使用する液晶表示袋6ズ 。
置である。また後者の場合、両方の電極のインターディ
ジタルの方向は互いに平行であるが、両者の電極は互に
ずらして対向配置した構成であり、基板に対し傾いた電
界を生じさせるだめの液晶表示装置である。まだ、特開
昭53−48542号公報には、インターディジタル構
造電極と普通の電極とを対向させた構造が開示されてい
るが、配向処理膜が必要であるなどの欠点を有し、また
高速応答性においても不十分であった。
発明の目的 本発明の目的は応登速度の速い液晶表示装置を提供する
ことにあり、また特に正の誘電異方性を持つ液晶を用い
た場合配向処理した配向膜を必ずしも必要とし々い液晶
表示装置を提供することにある。
発明の構成 本発明の液晶表示装置は透明電極を基板内面に付与した
対向する2枚の透明基板間に2色性色素を含むネマチッ
ク液晶を封入した液晶セルと、そのいずれか片側に配置
した直線偏光板とから構成6・°ノ されており、2枚の透明基板の内面には表示パターンに
応じた透明電極がそれぞれ形成されている。
この透明電極は電極間隔を平行に構成したインターディ
ジタル構造を有し、かつ両方の基板上の電極のインター
ディジタルの方向は互にほぼ平行するように、かつ両方
の電極が相対向するように配置される。このような電極
構成をとることによシ、液晶分子の水平−垂直配向を制
御することができ、しかもその応答速度を速くすること
ができる。
例えば、正の誘電異性を有する液晶を封入した液晶セル
を用いる場合同一基板上のインターディジタル電極間に
電界を印加すれば液晶分子を水平配向させることができ
、一方間一基板上のインターディジタル電極間を同電位
とし、相対向する基板上のインターディジタル電極間に
電界を印加すれば液晶分子を垂直配向させることができ
る。しだがって、本発明の液晶表示装置は、正の誘電異
方性を有する液晶を用いる場合基本的には配向処理した
配向膜を必ずしも設ける必要はない。また使用する偏光
板は1枚でよいなどの特徴を持つ。
7・ξノ ただし、水平初期配向あるいは垂直初期配向の処理をし
た配向膜を設けても差しつかえはない。その場合、電気
的制御による配向のし易さ、例えば水平配向および垂直
配向のそれぞれに要する電界強度を考慮することが望ま
しい。また液晶セルの外側に配置する直線偏光板の偏光
方向は液晶の水平配向の方向と平行にしなければならな
いので、インターディジタル電極の方向とは互に直交さ
せる必要がある。
また、本発明の液晶表示装置において、負の誘電異方性
を有する液晶セルを用いる場合には、その液晶セルにあ
らかじめ垂直配向処理をほどこしてオケハ同一基板上の
インターディジタル電極間に電界印加すれば液晶は垂直
配向し、一方同一基板上のインターディジタル電極間を
同電位とし、相対向する基板上のインターディジタル電
極間に電界印加すれば液晶は水平配向する。この時、直
線偏光板の偏向方向を液晶の水平配向の方向と平行に配
置しておけば電極パターンに応じた表示を行なうことが
できる。
以上液晶の水平配向および垂直配向の電界制御によシ、
本発明はフルカラー表示が可能である9、例えば、よく
知られているように2色性色素として黒色の色素(2種
類以上の2色性色素の混合系であってもよい)をネマチ
ック液晶中に溶解させた液晶セルを用い、微少電極に対
応して赤色。
緑色、青色の3原色のフルルタあるいはカラー偏光板を
それぞれ設け、赤、緑、青を一画素とする。
赤、緑、青に対応する微少電極のそれぞれに印加する電
界を調節することにより中間調表示が可能である。
本発明において用いる2色性色素を含むネマチック液晶
は、ネマチック液晶(ホスト)と2色性色素(ゲスト)
とからなる典形的なゲストホスト液晶であシ、また2色
性色素自体が液晶性を有する、言い換えれば液晶分子自
体が可視領域に吸収帯を示す遷移モーメントを有する、
いわゆる有色液晶でる。もちろん有色液晶と通常のネマ
チック液晶との混合系であってもよい。有色液晶の特徴
は電界印加時のもれ電流が極めて小さい、秩序配9ベー
ノ 同慶が大きいことにあシ、液晶表示パネルの寿命。
コントラストが改善されることにある。
本発明の液晶表示装置は前述の液晶セル、直線偏光板の
他に電界印加用スイッチを有する。このスイッチは同一
基板上のインターディジタル電極間に電界を印加した状
態(例えば液晶の水平配向状態に対応する)と同一基板
上のインターディジタル電極間を同電位とし、相対向す
る基板上のインターディジタル電極間に電界を印加した
状態(例えば液晶の垂直配向状態に対応する)との間の
切換え機能を有する。特にこのスイッチは水平配向およ
び垂直配向の電界印加状態を電気的に切換える機能を有
しする。そのような機能素子として、例えば薄膜トラン
ジスタ、電界効果型トランジスタ、バリスタなどのスイ
ッチング素子を利用することができる。以上の構成によ
如高速応答性の液晶表示装置を得ることができる。
実施例の説明 以下本発明の液晶表示装置を実施例を挙げて説明する。
本発明の装置は第2図に示すように2枚1o6 。
の透明基板31.32の間に2色性色素42(例えばア
ントラキノン系染料)を含むネマチック液晶41(例え
ば正の誘電異方性を有するビフェニール系ネマチック液
晶)を封入した液晶セルと、そのいずれか片側、例えば
透明基板32の近くに配置した直線偏光板とから構成さ
れており、透明基板の内面には表示パターンに応じた透
明電極がそれぞれ付与されている。例えば四角形のパタ
ーンを表示する例として第1図に示す透明電極パターン
を用いた。基板31の内面に付与した透明電極はY軸方
向に平行に配列したくし歯状電極11と同じくY軸方向
に平行に配列したくし歯状電極12とは交互にかみあう
ように配置した、いわゆるインターディジタル構造をと
っており、それぞれの電極はくし歯の根元13.14で
共通に接続され、接続端子15.16へそれぞれつなが
っている。点線17で囲った四角形部分18が表示しよ
うとするパターンである。同様に、第1図のインターデ
ィジタル電極と全く対称的な構造のインターディジタル
電極(〈シ歯状電極21.22)117<−ッ を基板31のインターディジタル電極と相対向するよう
に基板32の内面に形成した。それぞれのくし歯状電極
21.22は接続端子25.26へつながっている(第
2図)。さらに、第2図および第3図に示すようにスイ
ッチ61.71を設置し、スイッチ61の共通端子62
はインターディジタル電極の接続端子15と接続され、
スイッチ71の共通端子72はインターディジタル電極
の接続端子26と接続されている。液晶セルを駆動させ
る電源51の一つの端子62はインターディジタル電極
の接続端子26と、スイッチの切換え端子63と、およ
びスイッチの切換え端子74と接続され、もう一方の電
源端子53はインターディジタル電極の接続端子16と
、スイッチの切換え端子64と、およびスイッチの切換
え端子73と接続されている。第2図ではスイッチ61
の共通端子62は切換え端子63と接続状態に、スイッ
チ71の共通端子72は切換え端子73と接続状態にな
っている。すなわち、電界が同一基板上のインターディ
ジタル電極間に(1sとi 6.!:の間、および25
と26との間に同位相で)印加された状態になっている
。しだがって液晶は基板に対して平行配向しくX軸方向
に配向し)、2色性色素もその長軸方向(遷移モーメン
トの方向)を基板に対して平行配向している。直線偏光
板の偏光方向を液晶の配向方向と一致させておくと(イ
ンターディジタル電極の方向とは直交)、液晶セル中を
通過する可視光は2色性色素に吸収され、暗く見える。
第3図ではスイッチ61の共通端子62は切換え端子6
4と接続状態に、スイッチ71の共通端子72は切換え
端子74と接続状態になっている。すなわち、同一基板
上のインターディジタル電極間は同電位であり、相対向
するインターディジタル電極間に(15および16と2
5および26との間に)電界が印加された状態になって
いる。したがって液晶は基板に対して垂直配向しくZ軸
方向に配向し)、2色性色素もその長軸方向(遷移モー
メントの方向)を2軸方向に配向している。その結果、
液晶セル中を通過する可視光は2色性色素にほとんど吸
収されず、明るく見13.4 ツ える。
このように本発明の液晶表示装置はインターディジタル
電極間の電界印加状態を切換えることによって液晶の配
向方向を基板に対して水平方向あるいは垂直方向に切換
えたものであるが、特に垂直配向から水平配向への切換
え応答速度が数倍から数十倍速かった。ここで用いた従
来の液晶セルは、本発明の実施例で用いたのと同じビフ
ェニール系液晶とアントラセン系染料を封入したセルで
ある。電極としては四角形の透明電極を用い、それぞれ
相対向させ、電極の表面には水平配向処理した配向膜を
設け、その電極間距離および電極間に印加した電界強度
、測定温度は本発明の実施例と同じ条件にした。
また本発明の液晶表示装置は、正の誘電異方性を有する
液晶を用いた場合、上記実施例で示しだように液晶を初
期配向させるための配向膜を設ける必要がない。
さらに、上記実施例において、スイッチ61および71
としてそれぞれに2個の電界効果形トラ14、。
ンジスタを用い、それらを駆動する電気回路を設けて液
晶セルを駆動した結果、その応答速度はやはり従来の液
晶セルに比べて数倍から1oo倍近くも速かった。
以上述べた実施例は本発明の基本構成とその効果を確認
した実験であり、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。
発明の効果 以上述べたように本発明によればGH方式の液晶セルに
おいて、インターディジタル構造の電極をそれぞれの基
板内面に相対向配置し、インターディジタル電極間の電
界印加状態をスイッチさせることによシ、特に高速応答
性の液晶表示が得られ、テレビ表示などの表示装置とし
て有用であり、その効果は犬である。また本発明によれ
ば液晶セルは必ずし本初期配向処理膜を必要としないな
どの特徴があり、長寿命、高信頼性の液晶表示装置が得
られ、その効果は大である。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の電極パターンの1例を示す平15、<
−、、。 面図、第2図および第3図は本発明の液晶表示装置の一
実施例の構成を示す断面図である。 11 .12,21 .22・・・・・・インターディ
ジタル構造の透明電極、13.14・・・・・・インタ
ーディジタル電極の根元、15,16,25.26・・
・・・・インターディジタル電極の電源への接続端子、
31゜32・・・・・・透明基板、33・・・・・・ス
ペーサー、34・・・・・・直線偏光板、41・・・・
・・液晶分子、42・・・・・・2色性色素、51・・
・・・・駆動電源、52.53・・・・・・駆動電源の
端子、61.71・・・・・・スイッチ(スイッチyグ
素子)、62.72・・・・・・スイッチの共通端子、
63.64.73.74・・・・・・スイッチの切換え
端子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)透明電極を基板内面に付与した対向する2枚の透
    明基板間に2色性色素を含むネマチック液晶を封入した
    液晶セルと、そのいずれか片側に配置した直線偏光板と
    からなる液晶表示装置において、前記2枚の基板内面に
    付与した透明電極がその電極間隔を平行に構成したイン
    ターディジタル構造を有し、かつ両方の基板上の電極の
    インターディジタルの方向が互いにほぼ平行するように
    、かつ両方の電極が相対向するよう、 に配置すること
    を特徴とする液晶表示装置。 (2)2色性色素を含むネマチック液晶が正の誘電異方
    性を有しかつ直線偏光板の偏光方向が透明電極のインタ
    ーディジタルの方、向と直交するように配置することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の液晶表示装置。 (3)2色性色素を含むネマチック液晶がネマチッ2、
    。 り液晶と2色性色素とからな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。 (4)2色性色素を含むネマチック液晶が、2色性色素
    自体が液晶性を有する所の、いわゆる2色性液晶である
    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。 (6)直線偏光板がカラー偏光板であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の液晶表示装置。 (6)透明電極を基板内面に付与した対向する2枚の透
    明基板間に2色性色素を含むネマチック液晶を封入した
    液晶セルと、そのいずれか片側に配置した直線偏光板と
    、電界印加用スイッチとからなる液晶表示装置において
    、前記2枚の基板内面に付与した透明電極がその電極間
    隔を平行に構成したインターディジタル構造を有し、か
    つ四方の基板上の電極のインターディジタルの方向が互
    にほぼ平行するように、かつ両方の電極が相対向するよ
    うに配置し、さらに前記電界印加用スイッチが同一基板
    上のインターディ36−。 ジタル電極間に電界を印加した状態と相対向する基板上
    のインターディジタル電極間に電界を印加した状態との
    間の切換え機能を有することを特徴とする液晶表示装置
    。 (7)電界印加用スイッチが、薄膜トランジスタ。 電界効果型トランジスタ、バリスタなどのスイッチング
    素子であシ、水平配向および垂直配向
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