JP2004325884A

JP2004325884A - Liquid crystal display device

Info

Publication number: JP2004325884A
Application number: JP2003121833A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Nishikata; 貴彦西片; Yuji Hayata; 祐二早田
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2004-11-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain excellent visibility by holding a background color in a wide-temperature range, specially, a high-temperature range of nearly 70°C and enabling unevenness-free display. <P>SOLUTION: A liquid crystal display device has a liquid crystal display element 1 which has an STN liquid crystal composition 10 charged between two transparent substrates 2 and 3 where orientation films 6 and 7 are formed and has polarizing plates 11 and 12 on external surfaces of the two transparent substrates 2 and 3, and a back light 13 of 550 to 615 nm in main light emission wavelength. Based upon the axis 11 of alignment of the orientation film 6 on the view-side of the liquid crystal element 1 as a reference line 61, the clockwise angle θ1 from the reference line 61 to the axis 62 of polarization of the view-side polarizing plate 11 is 130 to 160° and the angle θ2 from the referenece line 61 to the axis 63 of polarization of the non-view-side polarizing plate 12 is 75 to 105°; and the STN liquid crystal composition 10 contains 0.8 to 4.0 wt.% anthraquinone-based dichroic dye of 530 to 615 nm in maximum absorption wavelength. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＳＴＮ（ＳｕｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）液晶組成物を封入した液晶表示素子とバックライトとを有する液晶表示装置に係り、特に、前記ＳＴＮ液晶組成物中にアントラキノン系の２色性染料が含有された液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、配向膜が形成された２枚の透明基板間にＳＴＮ液晶組成物が封入された液晶表示素子（以下、ＳＴＮ型液晶表示素子という。）は、高密度表示に適しているため自動車のインスツルメントパネルにおけるスピードメータ、タコメータ、オドメータ、トリップメータなどの各種の車載用機器のディスプレイに広く使用されている。また、前記車載用機器のディスプレイとしては、特に、背景色をオフ駆動電圧印加時（遮断状態）に黒表示とし、オン駆動電圧印加時（透過状態）に白表示とするネガ型の液晶表示素子が好まれており、前記ＳＴＮ型液晶表示素子においても、黒色系（オフ部分）の背景色に、例えば、黄橙色系（オン部分）の表示を行なうネガ型のＳＴＮ型液晶表示素子が多く用いられている。
【０００３】
そして、ネガ型のＳＴＮ型液晶表示素子は温度依存性が高く、環境温度によって表示色が異なってしまうという問題点を有しているため、前記ＳＴＮ液晶組成物中に偏光の方向により光の吸収量が異なる、アゾ系の２色性染料を含有させ、入射光に対する色素分子の向きを液晶の分子配列の変化で制御することにより透過光の光の色や強度を変える、いわゆるゲスト・ホスト効果を得ることがなされていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のように、車載用機器のディスプレイとしての液晶表示素子は、使用環境温度が−２５℃近くの低温度域である場合もあるし、逆に、７０℃近くの高温度域である場合もあるため、広温度域での駆動が要求されている。
【０００５】
しかしながら、前記アゾ系の２色性染料は、アゾ基（−Ｎ＝Ｎ−）の骨格構造が２つの窒素原子の二重構造であって構造上分解され易いものであることが知られており、特に、動作環境温度が高温になると熱分解されることにより比抵抗が低下し、その結果、表示ムラが発生する要因となりうることが懸念される。
【０００６】
そこで、本発明はこのような点に鑑み、広温度域、特に７０℃近くの高温度域において、背景色を保持し、ムラのない表示を可能とし、良好な視認性を得ることができる液晶表示装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、配向膜が形成された２枚の基板間にＳＴＮ液晶組成物が封入され、前記２枚の基板の外側表面にそれぞれ偏光板を備えた液晶表示素子と、主発光波長が５５０〜６１５ｎｍのバックライトとを有する液晶表示装置において、前記液晶表示素子の視認側の配向膜の配向軸を基準線として、時計回りで、前記基準線から視認側の偏光板の偏光軸までの角度θ１は１３０〜１６０°、前記基準線から反視認側の偏光板の偏光軸までの角度θ２は７５〜１０５°とされており、前記ＳＴＮ液晶組成物中には、最大吸収波長が５３０〜６１５ｎｍのアントラキノン系の２色性染料が０．８〜４．０重量％の割合で含有されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の別の液晶表示装置は、配向膜が形成された２枚の基板間にＳＴＮ液晶組成物が封入され、前記２枚の基板の外側表面にそれぞれ偏光板を備えた液晶表示素子と、主発光波長が６１０〜６８０ｎｍのバックライトとを有する液晶表示装置において、前記液晶表示素子の視認側の配向膜の配向軸を基準線として、時計回りで、前記基準線から視認側の偏光板の偏光軸までの角度θ１は３０〜６５°、前記基準線から反視認側の偏光板の偏光軸までの角度θ２は１５〜４５°とされており、前記ＳＴＮ液晶組成物中には、最大吸収波長が６００〜６８０ｎｍのアントラキノン系の２色性染料が０．５〜３．０重量％の割合で含有されていることを特徴とする。
【０００９】
これらの構成を採用したことにより、本発明の液晶表示装置は、広温度域において表示ムラのない、コントラストの良好な所望の表示を得ることができる。
【００１０】
そして、請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置の前記液晶表示素子は、７０℃の環境温度における比抵抗値が２．０×１０^１０Ωｃｍ以上とされていることを特徴とする。
【００１１】
このような構成を採用したことにより、本発明の液晶表示装置は、特に、高温環境下において表示ムラが発生することを防止することができる。
【００１２】
さらに、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の液晶表示装置の前記ＳＴＮ液晶組成物は、ネマティック相から等方性液体相への転移温度が１１５〜１４０℃であり、位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣが０．８０〜０．９５μｍとされていることを特徴とする。
【００１３】
このような構成を採用することにより、広温度域、特に、高温度域下において極めて良好な視認性を得ることができ、また、応答速度も速い状態で保つことができる。
【００１４】
またさらに、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の液晶表示装置の前記バックライトは、赤、黄橙、緑色等の発光ダイオードを有することを特徴とする。
【００１５】
このような構成を採用することにより、鮮やかな表示色と十分な輝度を確保した表示を行なうことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の液晶表示装置の２つの実施形態と、それぞれの実施例および比較例について図面および表を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の液晶表示装置の断面構造の概略図であり、後述する２つの実施形態に共通するものである。
【００１８】
前記液晶表示装置を構成する液晶表示素子は、７０℃の環境温度における比抵抗値が２．０×１０^１０Ωｃｍ以上となるように構成されたＳＴＮ型液晶表示素子１であり、前記ＳＴＮ型液晶表示素子１を構成する２枚の透明基板２、３は、それぞれ、その内側表面に電極４、５および配向膜６、７が形成されている。
【００１９】
前記２枚の透明基板２、３は、互いの電極４、５が向き合うように対向して配置され、その間にセルギャップを一定の距離に保つためのスペーサ８を散布した状態で両透明基板２、３の周囲をシール材９によりシールされている。更に、両透明基板２、３およびシール材９によって囲繞され空間内には、ＳＴＮ液晶組成物１０が封入されている。そして、両透明基板２、３の外側表面には偏光板１１、１２がそれぞれ配設されている。
【００２０】
図１は、基板２の外側（上方）が視認側であり、基板３の反視認側に配置されたバックライト１３から照射された光が基板３、ＳＴＮ液晶組成物１０、基板２の順に透過され、観察者がＳＴＮ型液晶表示液晶表示素子のオン部分の表示色を看取する構成である。
【００２１】
次に、本発明の第１実施形態の液晶表示装置の固有の構成と作用について説明する。
【００２２】
第１実施形態の液晶表示装置のＳＴＮ型液晶表示素子１を構成する前記透明基板２、３としては、透光性の材料、例えばガラス、合成樹脂等が使用される。また、前記電極４、５としても透光性の導電膜、例えばＩＴＯ等が使用される。前記配向膜６、７は、高分子膜からなり、前記透明基板２、３の近傍の液晶組成物１０を配向させるためにラビング処理が施されている。このため、ＳＴＮ液晶組成物１０のツイスト角は、配向膜６のラビング方向と配向膜７のラビング方向によって決定される。本実施形態における前記ＳＴＮ液晶組成物１０は、ツイスト角が１８０〜２７０°（右ツイスト）であり、ネマティック相から等方性液体相への転移温度は１１５〜１４０℃、特に、１２０〜１３５℃であることが好ましい。前記転移温度が１１５℃よりも低い場合には、高温時の視認性が悪くなり、また、１４０℃を超える場合には、封入する液晶組成物の粘度が高くなり、応答速度が遅くなるためである。また、位相差値Δｎ・ｄ（複屈折Δｎ×セルギャップｄ）が０．８０〜０．９５μｍとなるように設計することが好ましい。そして、本実施形態において、前記ＳＴＮ液晶組成物１０には、最大吸収波長を５５０〜６１５ｎｍの範囲とする紫色系のアントラキノン系の２色性染料を０．８〜４．０重量％、好ましくは、１．０〜３．５重量％の割合で添加する。このように、アントラキノン系の２色性染料を用いれば、アントラキノン系の２色性染料の基本骨格構造が、図２に示すように堅牢な構造であって、前述のアゾ基に比して化学構造上安定したものであるため、高温度域において比抵抗を高くすることができ、高温環境下における実駆動時の表示ムラの発生が生じにくく、良好な表示品位を得ることができる。また、前記アントラキノン系の２色性染料の含有量を上記所定の範囲とすることで、遮光性が良好となり、コントラストの優れた表示を得ることができる。
【００２３】
また、前記偏光板１１、１２のそれぞれの偏光軸については、図３に示すように、視認側の偏光板１１は、視認側の透明基板２に形成された配向膜６のラビング方向である配向軸方向に平行な線を基準線６１として、前記基準線６１から前記液晶表示素子の視認側の配向膜の配向軸を基準線として、時計回りで、前記偏光板１１の偏光軸６２までの角度θ１が１３０〜１６０°、好ましくは、１３５〜１５５°となるように配置する。また、反視認側の偏光板１２は、前記基準線６１から時計回りで、偏光板１２の偏光軸６３までの角度θ２が７５〜１０５°、好ましくは８０〜１００°となるように配置する。角度θ１及び角度θ２を上記所定の範囲とすることで、オフ駆動電圧印加時における遮光性が非常に良くなり、高コントラストの表示を得ることができる。
【００２４】
なお、図３中、（ａ）には、第１実施形態における、前記偏光板１１の偏光軸６２、前記配向膜６のラビング方向（実線矢印）と配向膜７のラビング方向（波線矢印）との成す角度（前記ＳＴＮ液晶組成物１０のツイスト角に相当）θ３および前記基準線６１、および、前記偏光板１２の偏光軸６３を示している。また、（ｂ）には、前記基準線６１から時計回りの偏光板１１の偏光軸６２までの角度θ１を示し、（ｃ）には、前記基準線６１から時計回りの偏光板１２の偏光軸６３までの角度θ２を示している。
【００２５】
前記バックライト１３は、５５０〜６１５ｎｍの範囲に主発光波長（ピーク）を有する光をＳＴＮ型液晶表示素子１に照射する構成とされている。前記バックライト１３としてはタングステン球、ハロゲン球、発光ダイオード、蛍光管、ＥＬ等の光源を使用することが可能であるが、本実施形態としては、赤、黄橙、緑色等の発光ダイオードを有するバックライト１３を用いる。このように、バックライトとして発光ダイオードを用いることにより、鮮やかな表示色と十分な輝度を確保することができる。
【００２６】
なお、前記ＳＴＮ型液晶表示素子１に含有される前記２色性染料の最大吸収波長の数値と前記バックライトからＳＴＮ型液晶表示素子１に照射される光の主発光波長を略同一の範囲とする構成とすることで、遮断状態の遮光性を高めることができる。
【００２７】
次に、前記第１実施形態に対応する実施例および比較例について、表１および表２を参照して説明する。
【００２８】
なお、表１は、前記第１実施形態の実施例とその比較例の液晶表示装置について、−２０℃、２５℃、７０℃のそれぞれの環境温度におけるコントラスト比を測定した結果を示しており、表２は、前記第１実施形態の実施例とその比較例の液晶表示装置について、７０℃の高温環境下において、２４時間の通電検査を行った場合における１時間経過後、１２時間経過後、２４時間経過後の表示ムラの発生状態を目視観察した結果を示している。
【００２９】
［実施例１］
本実施例の液晶表示装置は、図１に示す構造であり、ＳＴＮ型液晶表示素子１に封入するＳＴＮ液晶組成物１０として、最大吸収波長を５９０ｎｍ付近とするアントラキノン系の２色性染料（三菱化学製商品ＬＳＲ−４６３）を２．５重量％含有させたＳＴＮ液晶組成物１０を使用している。前記ＳＴＮ液晶組成物１０のツイスト角は２４０°（右ツイスト）であり、転移温度は１３１．４℃であり、位相差値Δｎ・ｄは０．８６μｍである。
【００３０】
また、前記偏光板１１、１２は、前記基準線６１と視認側の偏光板１１の偏光軸６２との角度θ１が１４５°、前記基準線６１と反視認側の偏光板１２の偏光軸６３との角度θ２が９０°となるように配置した。なお、本実施例においては、前記偏光板１１、１２として、ポラテクノ製ＫＮ−１８２４０Ｔを用いた。
【００３１】
そして、本実施例のＳＴＮ型液晶表示素子１にバックライトとして、主発光波長を５９２ｎｍとする発光ダイオードを組み合わせ、デューティ比が１／６４、バイアス比が１／９の測定条件で駆動させた。
【００３２】
その結果、オフ駆動電圧印加時においては黒色表示、オン駆動電圧印加時においては黄橙色表示のネガ型表示を行うことができ、−２０〜７０℃までの広温度域において、表１に示すように、コントラスト比においても、良好な視認性を得ることができた。また、表２に示すように、本実施例１においては、２４時間の通電後においても、表示ムラが発生することなく、良好な視認性を得ることができ、十分、実用可能なものとなっていることがわかる。なお、本実施例１の液晶表示素子の７０℃の比抵抗値は２．８×１０^１０Ωｃｍであった。
【００３３】
［比較例１］
比較例１のＳＴＮ液晶表示装置は、実施例１と同様に図１に示す構造であり、ＳＴＮ型液晶表示素子１に封入するＳＴＮ液晶組成物１０として、最大吸収波長を５６５ｎｍ付近とするアゾ系の２色性染料（林原生物化学研究所感光色素研究所製商品Ｇ−２４１）を１．０重量％含有させたＳＴＮ液晶組成物１０を使用している。前記ＳＴＮ液晶組成物１０のツイスト角は２４０°（右ツイスト）であり、転移温度は１３０．９℃であり、位相差値Δｎ・ｄは０．８６μｍである。
【００３４】
また、前記偏光板１１、１２は、前記基準線６１と視認側の偏光板１１の偏光軸６２との角度θ１が１５０°、前記基準線６１と反視認側の偏光板１２の偏光軸６３との角度θ２が９０°となるように配置した。なお、本実施例においては、前記偏光板１１、１２として、ポラテクノ製ＫＮ−１８２４０Ｔを用いた。
【００３５】
そして、本比較例のＳＴＮ型液晶表示素子１にバックライトとして、主発光波長を５９２ｎｍとする発光ダイオードを組み合わせ、デューティ比が１／６４、バイアス比が１／９の測定条件で駆動させた。
【００３６】
その結果、オフ駆動電圧印加時においては黒色表示、オン駆動電圧印加時においては黄橙色表示のネガ型表示を行うことができ、−２０〜７０℃までの広温度域において、表１に示すように、コントラスト比においても、まずまず、良好な視認性を得ることができた。しかしながら、表２に示すように、７０℃の高温環境下における２４時間の通電検査の結果は、１時間経過後には、既に表示ムラが散見されるようになり、１２時間後、２４時間後には、表示ムラが多く見られ、実用には不適なものとなった。
【００３７】
なお、本比較例１の液晶表示素子の７０℃の比抵抗値は７．１×１０^９Ωｃｍであった。
【００３８】
【表１】

【００３９】
【表２】

【００４０】
続いて、本発明の第２実施形態の液晶表示装置の固有の構成と作用について説明する。なお、前述の第１実施形態と構成、作用の点で特に異なるところのないものについては、その説明を省略する。
【００４１】
本実施形態における前記ＳＴＮ液晶組成物１０は、ツイスト角が１８０〜２７０°（右ツイスト）であり、ネマティック相から等方性液体相への転移温度は１１５〜１４０℃、特に、１２０〜１３５℃であることが好ましい。前記転移温度が１１５℃よりも低い場合には、高温時の視認性が悪くなり、また、１４０℃を超える場合には、封入する液晶組成物の粘度が高くなり、応答速度が遅くなるためである。また、位相差値Δｎ・ｄ（複屈折Δｎ×セルギャップｄ）が０．８０〜０．９５μｍとなるように設計することが好ましい。そして、前記ＳＴＮ液晶組成物１０には、最大吸収波長を６００〜６８０ｎｍの範囲とする青色系のアントラキノン系の２色性染料を０．５〜３．０重量％、好ましくは、０．８〜２．０重量％の割合で添加する。このように、アントラキノン系の２色性染料を用いる理由、および、その含有量を上記所定の範囲とする理由は前述の第１実施形態と同様である。
【００４２】
また、前記偏光板１１、１２のそれぞれの偏光軸については、図４に示すように、視認側の偏光板１１は、視認側の透明基板２に形成された配向膜６のラビング方向である配向軸方向に平行な線を基準線６１として、前記基準線６１から時計回りで、偏光板１１の偏光軸６２までの角度θ１が３０〜６５°、好ましくは、３５〜６０°となるように配置する。また、反視認側の偏光板１２は、基準線６１から時計回りで、偏光板１２の偏光軸６３までの角度θ２が１５〜４５°、好ましくは２０〜４０°となるように配置する。角度θ１及び角度θ２を上記所定の範囲とすることで、オフ駆動電圧印加時における遮光性が非常に良くなり、高コントラストの表示を得ることができる。
【００４３】
なお、図４中、（ａ）には、第２実施形態における、前記偏光板１１の偏光軸６２、前記配向膜６のラビング方向（実線矢印）と配向膜７のラビング方向（波線矢印）との成す角度（前記ＳＴＮ液晶組成物１０のツイスト角に相当）θ３および前記基準線６１、および、前記偏光板１２の偏光軸６３を示している。また、（ｂ）には、前記基準線６１から時計回りの偏光板１１の偏光軸６２までの角度θ１を示し、（ｃ）には、前記基準線６１から時計回りの偏光板１２の偏光軸６３までの角度θ２を示している。
【００４４】
前記バックライト１３は、６１０〜６８０ｎｍの範囲に主発光波長（ピーク）を有する光をＳＴＮ型液晶表示素子１に照射する構成とされている。
【００４５】
次に、前記第２実施形態に対応する実施例および比較例について、表３および表４を参照して説明する。
【００４６】
なお、表３は、前記第２実施形態の実施例とその比較例の液晶表示装置について、−２０℃、２５℃、７０℃のそれぞれの環境温度におけるコントラスト比を測定した結果を示しており、表４は、前記第２実施形態の実施例とそのおよび比較例の液晶表示装置について、７０℃の高温環境下において、２４時間の通電検査を行った場合における１時間経過後、１２時間経過後、２４時間経過後の表示ムラの発生状態を目視観察した結果を示している。
【００４７】
［実施例２］
本実施例の液晶表示装置も、図１に示す構造であり、ＳＴＮ型液晶表示素子１に封入するＳＴＮ液晶組成物１０として、最大吸収波長を６４０ｎｍ付近とするアントラキノン系の２色性染料（三菱化学製商品ＬＳＢ−２７８）を１．０重量％含有させたＳＴＮ液晶組成物１０を使用している。前記ＳＴＮ液晶組成物１０のツイスト角は２４０°（右ツイスト）であり、転移温度は１３０．３℃であり、位相差値Δｎ・ｄは０．８６μｍである。
【００４８】
また、前記偏光板１１、１２は、前記基準線６１と視認側の偏光板１１の偏光軸６２との角度θ１が５０°、前記基準線６１と反視認側の偏光板１２の偏光軸６３との角度θ２が３０°となるように配置した。なお、本実施例においては、前記偏光板１１、１２として、ポラテクノ製ＫＮ−１８２４０Ｔを用いた。
【００４９】
そして、本実施例のＳＴＮ型液晶表示素子１にバックライトとして、主発光波長を６３０ｎｍとする発光ダイオードを組み合わせ、デューティ比が１／６４、バイアス比が１／９の測定条件で駆動させた。
【００５０】
その結果、オフ駆動電圧印加時においては黒色表示、オン駆動電圧印加時においては赤色表示のネガ型表示を行うことができ、−２０〜７０℃までの広温度域において、表３に示すように、コントラスト比においても、良好な視認性を得ることができた。また、表４に示すように、本実施例２においては、２４時間の通電後においても、表示ムラが発生することなく、良好な視認性を得ることができ、十分、実用可能なものとなっていることがわかる。なお、本実施例２の液晶表示素子の７０℃の比抵抗値は２．５×１０^１０Ωｃｍであった。
【００５１】
［比較例２］
比較例１のＳＴＮ液晶表示装置は、実施例２と同様に図１に示す構造であり、ＳＴＮ型液晶表示素子１に封入するＳＴＮ液晶組成物１０として、最大吸収波長を６４０ｎｍ付近とするアゾ系の２色性染料（林原生物化学研究所感光色素研究所製商品Ｇ−４７２）を１．０重量％含有させたＳＴＮ液晶組成物１０を使用している。前記ＳＴＮ液晶組成物１０のツイスト角は２４０°（右ツイスト）であり、転移温度は１２９．９℃であり、位相差値Δｎ・ｄは０．８６μｍである。
【００５２】
また、前記偏光板１１、１２は、前記基準線６１と視認側の偏光板１１の偏光軸６２との角度θ１が４０°、前記基準線６１と反視認側の偏光板１２の偏光軸６３との角度θ２が３０°となるように配置した。なお、本実施例においては、前記偏光板１１、１２として、ポラテクノ製ＫＮ−１８２４０Ｔを用いた。
【００５３】
そして、本実施例のＳＴＮ型液晶表示素子１にバックライトとして、主発光波長を６３０ｎｍとする発光ダイオードを組み合わせ、デューティ比が１／６４、バイアス比が１／９の測定条件で駆動させた。
【００５４】
その結果、オフ駆動電圧印加時においては黒色表示、オン駆動電圧印加時においては赤色表示のネガ型表示を行うことができ、−２０〜７０℃までの広温度域においては、表３に示すように、コントラスト比においては、前記実施例２よりも数値的に好ましい、良好な視認性を得ることができた。しかしながら、表４に示すように、７０℃の高温環境下における２４時間の通電検査の結果は、１時間経過後には、既に表示ムラが散見されるようになり、１２時間後、２４時間後には、表示ムラが多く見られ、実用には不適なものとなった。
【００５５】
なお、本比較例１の液晶表示素子の７０℃の比抵抗値は１．３×１０^１０Ωｃｍであった。
【００５６】
【表３】

【００５７】
【表４】

【００５８】
前述の２つの実施形態に対応する実施例およびその比較例の液晶表示装置の測定結果から、７０℃の環境温度における比抵抗値が、おおよそ２．０×１０^１０Ωｃｍ以上となるように構成されたＳＴＮ型液晶表示素子を有する液晶表示装置においては、広温度域、特に、高温度域において良好な表示品位を２４時間以上の長時間に亘って得ることができることがわかった。
【００５９】
そして、前記ＳＴＮ液晶組成物１０に、アントラキノン系の２色性染料を適当量添加することで、高温度域において比抵抗を高くすることができ、高温環境下における実駆動時の表示ムラの発生が生じにくく、良好な表示品位を得ることができることを改めて確認することができた。
【００６０】
なお、本発明は、前述した実施形態および実施例に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００６１】
例えば、左ツイストのＳＴＮ液晶組成物を封入したＳＴＮ型液晶表示素子を備えた液晶表示装置の場合は、前記基準線６１から偏光板１１の偏光軸６２までの角度θ１および前記基準線６１から偏光板１２の偏光軸６３までの角度θ２は、反時計回りとして前述の所定の範囲内の角度に設定すればよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明の液晶表示装置は、主発光波長が５５０〜６１５ｎｍのバックライトを備え、液晶表示素子の一対の偏光板の偏光軸を特定角度とし、ＳＴＮ液晶組成物中に最大吸収波長を５３０〜６１５ｎｍとする２色性染料を所定の範囲で含有させることにより、広温度域において、表示ムラを発生させずに、高コントラストに、オフ駆動電圧印加時においては黒色表示、オン駆動電圧印加時においては黄橙色表示のネガ型表示を行うことができる。
【００６３】
また、主発光波長が６１０〜６８０ｎｍのバックライトを備え、ＳＴＮ型液晶表示素子の一対の偏光板の偏光軸を特定角度とし、ＴＮ液晶組成物中に最大吸収波長を６００〜６８０ｎｍとする２色性染料を所定の範囲で含有させることにより、広温度域において、表示ムラを発生させずに、高コントラストに、オフ駆動電圧印加時においては黒色表示、オン駆動電圧印加時においては赤色表示のネガ型表示を行うことができる。
【００６４】
そして、このように構成され、７０℃の環境温度における比抵抗値が２．０×１０^１０Ωｃｍ以上とされた前記ＳＴＮ型液晶表示素子を有する液晶表示装置は、特に、高温環境下において表示ムラが発生することを防止することができる液晶表示装置となる。
【００６５】
さらに、前記ＳＴＮ液晶組成物として、ネマティック相から等方性液体相への転移温度が１１５〜１４０℃であり、位相差値Δｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣが０．８０〜０．９５μｍとされたものを用いることにより、広温度域、特に、高温度域下において極めて良好な視認性を得ることができ、また、応答速度も速い液晶表示装置となり、またさらに、前記バックライトとして発光ダイオードを用いることにより、カラー表示時における輝度を十分に確保した表示を行なうことができる。
【００６６】
このように、本発明は、広温度域、特に７０℃近くの高温度域において、背景色を保持し、ムラのない表示を可能とし、良好な視認性を得ることができる等の優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶表示装置の断面構造の概略図
【図２】アントラキノン系の２色性染料の基本骨格構造図
【図３】本発明の第１実施形態における軸配置の説明図
【図４】本発明の第２実施形態における軸配置の説明図
【符号の説明】
１ＳＴＮ型液晶表示素子
２、３透明基板
４、５電極
６、７配向膜
８スペーサ
９シール材
１０ＳＴＮ液晶組成物
１１、１２偏光板
１３バックライト
６１基準線
６２（視認側の偏光板の）偏光軸
６３（反視認側の偏光板の）偏光軸[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device having a backlight and a liquid crystal display element enclosing a STN (Super Twisted Nematic) liquid crystal composition, and in particular, the STN liquid crystal composition contains an anthraquinone dichroic dye. Liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid crystal display element in which an STN liquid crystal composition is sealed between two transparent substrates on which an alignment film is formed (hereinafter, referred to as an STN type liquid crystal display element) is suitable for high-density display and is therefore used in automobiles. It is widely used for displays of various in-vehicle devices such as a speedometer, a tachometer, an odometer, and a trip meter in an instrument panel. In addition, as a display of the vehicle-mounted device, a negative liquid crystal display element that displays black when a background color is applied (in a cut-off state) when an off-drive voltage is applied and white when an on-drive voltage is applied (in a transmission state). In the STN-type liquid crystal display element, a negative type STN-type liquid crystal display element for displaying, for example, yellow-orange (on part) on a black (off part) background color is often used. Has been.
[0003]
The negative type STN type liquid crystal display element has a high temperature dependency, and has a problem that a display color is different depending on an environmental temperature. Therefore, light is absorbed in the STN liquid crystal composition depending on the direction of polarized light. The so-called "guest-host effect," which contains azo dichroic dyes of different amounts and changes the color and intensity of transmitted light by controlling the orientation of dye molecules with respect to incident light by changing the molecular arrangement of liquid crystals. Had to be made.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as described above, the liquid crystal display element as the display of the in-vehicle device may have a use environment temperature in a low temperature range near -25 ° C, and conversely, a high temperature range near 70 ° C. In some cases, driving in a wide temperature range is required.
[0005]
However, it is known that the azo dichroic dye has a structure in which the azo group (-N = N-) has a double structure of two nitrogen atoms and is easily decomposed structurally. In particular, there is a concern that when the operating environment temperature is high, specific resistance is reduced due to thermal decomposition, which may cause display unevenness.
[0006]
In view of the above, the present invention provides a liquid crystal capable of maintaining a background color, enabling uniform display, and obtaining good visibility in a wide temperature range, particularly in a high temperature range near 70 ° C. It is an object to provide a display device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the liquid crystal display device of the present invention includes an STN liquid crystal composition sealed between two substrates on each of which an alignment film is formed, and a polarizing plate on each of outer surfaces of the two substrates. Liquid crystal display device, and a backlight having a main emission wavelength of 550 to 615 nm, in a clockwise direction from the reference line with the alignment axis of the alignment film on the viewing side of the liquid crystal display device as the reference line. The angle θ1 to the polarization axis of the polarizing plate on the viewing side is 130 to 160 °, and the angle θ2 from the reference line to the polarization axis of the polarizing plate on the anti-viewing side is 75 to 105 °, and the STN liquid crystal composition It is characterized in that an anthraquinone dichroic dye having a maximum absorption wavelength of 530 to 615 nm is contained in a ratio of 0.8 to 4.0% by weight.
[0008]
Further, another liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device in which an STN liquid crystal composition is sealed between two substrates on each of which an alignment film is formed, and a polarizing plate is provided on an outer surface of each of the two substrates. And a backlight having a main emission wavelength of 610 to 680 nm, and a clockwise rotation with respect to the alignment axis of the alignment film on the viewing side of the liquid crystal display element from the reference line to the viewing side. The angle θ1 to the polarizing axis of the plate is 30 to 65 °, the angle θ2 from the reference line to the polarizing axis of the polarizing plate on the opposite viewing side is 15 to 45 °, and in the STN liquid crystal composition, An anthraquinone dichroic dye having a maximum absorption wavelength of 600 to 680 nm is contained in a proportion of 0.5 to 3.0% by weight.
[0009]
By adopting these structures, the liquid crystal display device of the present invention can obtain a desired display with no display unevenness and good contrast in a wide temperature range.
[0010]
The liquid crystal display element of the liquid crystal display device according to claim 1 or 2, has a specific resistance of 2.0 × 10 3 at an environmental temperature of 70 ° C. ¹⁰ Ωcm or more.
[0011]
By employing such a configuration, the liquid crystal display device of the present invention can prevent the occurrence of display unevenness particularly in a high-temperature environment.
[0012]
Furthermore, the STN liquid crystal composition of the liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3, has a transition temperature from a nematic phase to an isotropic liquid phase of 115 to 140 ° C, and a phase difference. Value Δn _LC ・ D _LC Is 0.80 to 0.95 μm.
[0013]
By adopting such a configuration, extremely good visibility can be obtained in a wide temperature range, particularly in a high temperature range, and the response speed can be maintained at a high speed.
[0014]
Still further, the backlight of the liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 4 has a light emitting diode of red, yellow orange, green, or the like.
[0015]
By employing such a configuration, it is possible to perform display while securing a vivid display color and sufficient luminance.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, two embodiments of the liquid crystal display device of the present invention, and respective examples and comparative examples will be described with reference to the drawings and tables.
[0017]
FIG. 1 is a schematic diagram of a cross-sectional structure of a liquid crystal display device of the present invention, which is common to two embodiments described later.
[0018]
The liquid crystal display element constituting the liquid crystal display device has a specific resistance of 2.0 × 10 at an environmental temperature of 70 ° C. ¹⁰ An STN-type liquid crystal display element 1 configured to have a resistance of not less than Ωcm, and two

transparent substrates

2 and 3 constituting the STN-type liquid crystal display element 1 have electrodes 4, 5 and alignment on their inner surfaces, respectively.

Films

6 and 7 are formed.
[0019]
The two

transparent substrates

2 and 3 are arranged to face each other such that the electrodes 4 and 5 face each other, and the two

transparent substrates

2 and 3 are dispersed in a state where spacers 8 for keeping the cell gap at a constant distance are spread therebetween. , 3 are sealed by a sealing material 9. Further, an STN liquid crystal composition 10 is sealed in a space surrounded by the

transparent substrates

2 and 3 and the sealing material 9. Polarizing plates 11 and 12 are provided on the outer surfaces of the

transparent substrates

2 and 3, respectively.
[0020]
In FIG. 1, the outside (upper side) of the substrate 2 is the viewing side, and light emitted from the backlight 13 disposed on the non-viewing side of the substrate 3 passes through the substrate 3, the STN liquid crystal composition 10, and the substrate 2 in this order. In this configuration, the observer views the display color of the ON portion of the STN liquid crystal display device.
[0021]
Next, a specific configuration and operation of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention will be described.
[0022]
As the

transparent substrates

2 and 3 constituting the STN type liquid crystal display element 1 of the liquid crystal display device of the first embodiment, a light-transmitting material, for example, glass, synthetic resin or the like is used. Also, as the electrodes 4 and 5, a light-transmitting conductive film, for example, ITO or the like is used. The

alignment films

6 and 7 are made of a polymer film, and are subjected to a rubbing process for aligning the liquid crystal composition 10 near the

transparent substrates

2 and 3. For this reason, the twist angle of the STN liquid crystal composition 10 is determined by the rubbing direction of the alignment film 6 and the rubbing direction of the alignment film 7. The STN liquid crystal composition 10 in the present embodiment has a twist angle of 180 to 270 ° (right twist), and a transition temperature from a nematic phase to an isotropic liquid phase of 115 to 140 ° C, particularly 120 to 135 ° C. It is preferable that When the transition temperature is lower than 115 ° C., visibility at a high temperature is deteriorated. When the transition temperature is higher than 140 ° C., the viscosity of the liquid crystal composition to be enclosed becomes high, and the response speed becomes low. is there. Further, it is preferable to design the retardation value Δn · d (birefringence Δn × cell gap d) to be 0.80 to 0.95 μm. In the present embodiment, the STN liquid crystal composition 10 contains 0.8 to 4.0% by weight, preferably 0.8 to 4.0% by weight of a violet anthraquinone dichroic dye having a maximum absorption wavelength in the range of 550 to 615 nm. , 1.0 to 3.5% by weight. As described above, when an anthraquinone-based dichroic dye is used, the basic skeleton structure of the anthraquinone-based dichroic dye has a robust structure as shown in FIG. Since it is structurally stable, the specific resistance can be increased in a high temperature range, display unevenness during actual driving in a high temperature environment hardly occurs, and good display quality can be obtained. Further, by setting the content of the anthraquinone-based dichroic dye within the above-described predetermined range, the light-shielding property is improved, and a display with excellent contrast can be obtained.
[0023]
As for the polarization axes of the polarizing plates 11 and 12, as shown in FIG. 3, the polarizing plate 11 on the viewing side is oriented in the rubbing direction of the alignment film 6 formed on the transparent substrate 2 on the viewing side. An angle from the reference line 61 to a polarization axis 62 of the polarizing plate 11 in a clockwise direction with a line parallel to the axial direction as a reference line 61 and the alignment axis of the alignment film on the viewing side of the liquid crystal display element as a reference line. It is arranged so that θ1 is 130 to 160 °, preferably 135 to 155 °. Further, the polarizing plate 12 on the anti-viewing side is arranged so that the angle θ2 from the reference line 61 to the polarization axis 63 of the polarizing plate 12 is 75 to 105 °, preferably 80 to 100 °. By setting the angles θ1 and θ2 within the above-described predetermined ranges, the light-shielding property at the time of applying the off-drive voltage is significantly improved, and a high-contrast display can be obtained.
[0024]
In FIG. 3, (a) shows the polarization axis 62 of the polarizing plate 11, the rubbing direction of the alignment film 6 (solid arrow) and the rubbing direction of the alignment film 7 (dashed arrow) in the first embodiment. (Corresponding to the twist angle of the STN liquid crystal composition 10) θ3, the reference line 61, and the polarization axis 63 of the polarizing plate 12. (B) shows the angle θ1 from the reference line 61 to the polarization axis 62 of the polarizing plate 11 clockwise, and (c) shows the polarization axis of the polarizing plate 12 clockwise from the reference line 61. The angle θ2 up to 63 is shown.
[0025]
The backlight 13 is configured to irradiate the STN liquid crystal display element 1 with light having a main emission wavelength (peak) in a range of 550 to 615 nm. As the backlight 13, a light source such as a tungsten bulb, a halogen bulb, a light emitting diode, a fluorescent tube, and an EL can be used. In the present embodiment, a light emitting diode such as red, yellow orange, and green is used. A backlight 13 is used. In this manner, by using a light emitting diode as a backlight, a vivid display color and sufficient luminance can be secured.
[0026]
The value of the maximum absorption wavelength of the dichroic dye contained in the STN type liquid crystal display element 1 and the main emission wavelength of light emitted from the backlight to the STN type liquid crystal display element 1 are set to be substantially the same. With this configuration, the light-shielding property in the cutoff state can be improved.
[0027]
Next, examples and comparative examples corresponding to the first embodiment will be described with reference to Tables 1 and 2.
[0028]
Table 1 shows the results of measuring the contrast ratio at the respective environmental temperatures of -20 ° C, 25 ° C, and 70 ° C for the liquid crystal display devices of the example of the first embodiment and the comparative example, Table 2 shows that, for the liquid crystal display devices of the example of the first embodiment and the comparative example, after a lapse of one hour and a lapse of twelve hours when a 24-hour conduction test was performed in a high temperature environment of 70 ° C. The results of visual observation of the state of display unevenness after 24 hours have passed are shown.
[0029]
[Example 1]
The liquid crystal display device of the present embodiment has the structure shown in FIG. 1, and as an STN liquid crystal composition 10 sealed in an STN type liquid crystal display element 1, an anthraquinone dichroic dye having a maximum absorption wavelength of around 590 nm (Mitsubishi). An STN liquid crystal composition 10 containing 2.5% by weight of a chemical product LSR-463) is used. The twist angle of the STN liquid crystal composition 10 is 240 ° (right twist), the transition temperature is 131.4 ° C., and the phase difference value Δn · d is 0.86 μm.
[0030]
The polarizing plates 11 and 12 have an angle θ1 of 145 ° between the reference line 61 and the polarizing axis 62 of the viewing-side polarizing plate 11, and have an angle θ1 between the reference line 61 and the polarizing axis 63 of the viewing-side polarizing plate 12. Are arranged so that the angle θ2 is 90 °. In this example, KN-18240T manufactured by PORA TECHNO was used as the polarizing plates 11 and 12.
[0031]
Then, a light emitting diode having a main emission wavelength of 592 nm was combined as a backlight with the STN type liquid crystal display element 1 of the present example, and was driven under the measurement conditions of a duty ratio of 1/64 and a bias ratio of 1/9.
[0032]
As a result, when the off-driving voltage is applied, black display can be performed, and when the on-driving voltage is applied, yellow-orange display can be performed. In a wide temperature range from -20 to 70 ° C., as shown in Table 1, In addition, good visibility was obtained also in the contrast ratio. Further, as shown in Table 2, in Example 1, good visibility can be obtained without display unevenness even after 24 hours of energization, and the device is sufficiently practical. You can see that it is. The specific resistance of the liquid crystal display device of Example 1 at 70 ° C. was 2.8 × 10 ¹⁰ Ωcm.
[0033]
[Comparative Example 1]
The STN liquid crystal display device of Comparative Example 1 has the structure shown in FIG. 1 as in Example 1, and the azo-based STN liquid crystal composition 10 enclosed in the STN liquid crystal display element 1 has a maximum absorption wavelength of around 565 nm. STN liquid crystal composition 10 containing 1.0% by weight of a dichroic dye (product G-241 manufactured by Hayashibara Biochemical Laboratory Photosensitive Dye Laboratories) is used. The STN liquid crystal composition 10 has a twist angle of 240 ° (right twist), a transition temperature of 130.9 ° C., and a retardation Δn · d of 0.86 μm.
[0034]
The polarizing plates 11 and 12 have an angle θ1 between the reference line 61 and the polarizing axis 62 of the viewing-side polarizing plate 11 of 150 °, and the reference line 61 and a polarizing axis 63 of the polarizing plate 12 on the opposite viewing side. Are arranged so that the angle θ2 is 90 °. In this example, KN-18240T manufactured by PORA TECHNO was used as the polarizing plates 11 and 12.
[0035]
Then, a light emitting diode having a main emission wavelength of 592 nm was combined as a backlight with the STN type liquid crystal display element 1 of this comparative example, and the device was driven under the measurement conditions of a duty ratio of 1/64 and a bias ratio of 1/9.
[0036]
As a result, when the off-driving voltage is applied, black display can be performed, and when the on-driving voltage is applied, yellow-orange display can be performed. In a wide temperature range from -20 to 70 ° C., as shown in Table 1, In addition, a good visibility was able to be obtained for the contrast ratio. However, as shown in Table 2, the results of the 24-hour energization test in a high-temperature environment of 70 ° C. show that display irregularities are already scattered after 1 hour, and 12 hours and 24 hours later. In addition, many display irregularities were observed, which was unsuitable for practical use.
[0037]
The specific resistance at 70 ° C. of the liquid crystal display element of Comparative Example 1 was 7.1 × 10 ⁹ Ωcm.
[0038]
[Table 1]

[0039]
[Table 2]

[0040]
Next, a specific configuration and operation of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention will be described. In addition, the description of the components that are not particularly different from the above-described first embodiment in the configuration and operation will be omitted.
[0041]
The STN liquid crystal composition 10 in the present embodiment has a twist angle of 180 to 270 ° (right twist), and a transition temperature from a nematic phase to an isotropic liquid phase of 115 to 140 ° C, particularly 120 to 135 ° C. It is preferable that When the transition temperature is lower than 115 ° C., visibility at a high temperature is deteriorated. When the transition temperature is higher than 140 ° C., the viscosity of the liquid crystal composition to be enclosed becomes high, and the response speed becomes low. is there. Further, it is preferable to design the retardation value Δn · d (birefringence Δn × cell gap d) to be 0.80 to 0.95 μm. The STN liquid crystal composition 10 contains 0.5 to 3.0% by weight, preferably 0.8 to 3.0% by weight of a blue anthraquinone dichroic dye having a maximum absorption wavelength in the range of 600 to 680 nm. It is added at a rate of 2.0% by weight. As described above, the reason for using the anthraquinone-based dichroic dye and the reason for setting the content thereof to the above-described predetermined range are the same as those in the first embodiment.
[0042]
As for the polarization axes of the polarizing plates 11 and 12, as shown in FIG. 4, the polarizing plate 11 on the viewing side is oriented in the rubbing direction of the alignment film 6 formed on the transparent substrate 2 on the viewing side. A line parallel to the axial direction is set as a reference line 61, and the angle θ1 from the reference line 61 to the polarization axis 62 of the polarizing plate 11 in the clockwise direction is 30 to 65 °, preferably 35 to 60 °. I do. The polarizing plate 12 on the anti-viewing side is arranged so that the angle θ2 from the reference line 61 to the polarization axis 63 of the polarizing plate 12 is 15 to 45 °, preferably 20 to 40 °, in the clockwise direction. By setting the angles θ1 and θ2 within the above-described predetermined ranges, the light-shielding property at the time of applying the off-drive voltage is significantly improved, and a high-contrast display can be obtained.
[0043]
In FIG. 4, (a) shows the polarization axis 62 of the polarizing plate 11, the rubbing direction of the alignment film 6 (solid arrow) and the rubbing direction of the alignment film 7 (dashed arrow) in the second embodiment. (Corresponding to the twist angle of the STN liquid crystal composition 10) θ3, the reference line 61, and the polarization axis 63 of the polarizing plate 12. (B) shows the angle θ1 from the reference line 61 to the polarization axis 62 of the polarizing plate 11 clockwise, and (c) shows the polarization axis of the polarizing plate 12 clockwise from the reference line 61. The angle θ2 up to 63 is shown.
[0044]
The backlight 13 is configured to irradiate the STN liquid crystal display element 1 with light having a main emission wavelength (peak) in a range of 610 to 680 nm.
[0045]
Next, examples and comparative examples corresponding to the second embodiment will be described with reference to Tables 3 and 4.
[0046]
Table 3 shows the results of measuring the contrast ratios of the liquid crystal display devices of the example of the second embodiment and the comparative example at -20 ° C, 25 ° C, and 70 ° C, respectively. Table 4 shows that the liquid crystal display devices of the example of the second embodiment and the liquid crystal display devices of the example and the comparative example were subjected to a 24-hour conduction test in a high-temperature environment of 70 ° C., after 1 hour and 12 hours. And the results of visual observation of the state of display unevenness after 24 hours have passed.
[0047]
[Example 2]
The liquid crystal display device of the present embodiment also has the structure shown in FIG. 1, and as the STN liquid crystal composition 10 sealed in the STN type liquid crystal display element 1, an anthraquinone dichroic dye having a maximum absorption wavelength near 640 nm (Mitsubishi Corporation). An STN liquid crystal composition 10 containing 1.0% by weight of a chemical product (LSB-278) is used. The twist angle of the STN liquid crystal composition 10 is 240 ° (right twist), the transition temperature is 130.3 ° C., and the phase difference value Δn · d is 0.86 μm.
[0048]
The polarizing plates 11 and 12 have an angle θ1 of 50 ° between the reference line 61 and the polarizing axis 62 of the viewing-side polarizing plate 11, and have an angle θ1 between the reference line 61 and the polarizing axis 63 of the viewing-side polarizing plate 12. Are arranged so that the angle θ2 is 30 °. In this example, KN-18240T manufactured by PORA TECHNO was used as the polarizing plates 11 and 12.
[0049]
Then, a light emitting diode having a main emission wavelength of 630 nm was combined as a backlight with the STN type liquid crystal display element 1 of this example, and was driven under the measurement conditions of a duty ratio of 1/64 and a bias ratio of 1/9.
[0050]
As a result, when the off-driving voltage is applied, black display can be performed, and when the on-driving voltage is applied, red display can be performed. In a wide temperature range from -20 to 70 ° C., as shown in Table 3, Also, in the contrast ratio, good visibility could be obtained. Further, as shown in Table 4, in Example 2, good visibility can be obtained without display unevenness even after 24 hours of energization, and the device is sufficiently practical. You can see that it is. The specific resistance of the liquid crystal display device of Example 2 at 70 ° C. was 2.5 × 10 ¹⁰ Ωcm.
[0051]
[Comparative Example 2]
The STN liquid crystal display device of Comparative Example 1 has the structure shown in FIG. 1 as in Example 2, and the azo-based STN liquid crystal composition 10 sealed in the STN type liquid crystal display element 1 has a maximum absorption wavelength near 640 nm. STN liquid crystal composition 10 containing 1.0% by weight of a dichroic dye (product G-472 manufactured by Hayashibara Biochemical Laboratory Photosensitive Dye Laboratories) is used. The twist angle of the STN liquid crystal composition 10 is 240 ° (right twist), the transition temperature is 129.9 ° C., and the phase difference value Δn · d is 0.86 μm.
[0052]
The polarizing plates 11 and 12 have an angle θ1 between the reference line 61 and the polarizing axis 62 of the viewing-side polarizing plate 11 of 40 °, and the reference line 61 and the polarizing axis 63 of the polarizing plate 12 on the opposite viewing side. Are arranged so that the angle θ2 is 30 °. In this example, KN-18240T manufactured by PORA TECHNO was used as the polarizing plates 11 and 12.
[0053]
Then, a light emitting diode having a main emission wavelength of 630 nm was combined as a backlight with the STN type liquid crystal display element 1 of this example, and was driven under the measurement conditions of a duty ratio of 1/64 and a bias ratio of 1/9.
[0054]
As a result, black display can be performed when the off-drive voltage is applied, and negative display can be performed when the on-drive voltage is applied. The negative display can be performed in a wide temperature range from -20 to 70 ° C. as shown in Table 3. In addition, with respect to the contrast ratio, it was possible to obtain favorable visibility, which is numerically more preferable than that of Example 2. However, as shown in Table 4, the results of the 24-hour energization test in a high-temperature environment of 70 ° C. show that display irregularities are already scattered after one hour, and 12 hours and 24 hours later. In addition, many display irregularities were observed, which was unsuitable for practical use.
[0055]
The specific resistance at 70 ° C. of the liquid crystal display device of Comparative Example 1 was 1.3 × 10 ¹⁰ Ωcm.
[0056]
[Table 3]

[0057]
[Table 4]

[0058]
From the measurement results of the liquid crystal display devices of the example corresponding to the above two embodiments and the comparative example, the specific resistance at an environmental temperature of 70 ° C. is approximately 2.0 × 10 ¹⁰ In a liquid crystal display device having an STN-type liquid crystal display element configured to have an Ωcm or more, good display quality can be obtained over a long time of 24 hours or more in a wide temperature range, particularly in a high temperature range. I understood.
[0059]
Then, by adding an appropriate amount of an anthraquinone dichroic dye to the STN liquid crystal composition 10, the specific resistance can be increased in a high temperature range, and display unevenness during actual driving in a high temperature environment is generated. Was less likely to occur, and it was again confirmed that good display quality could be obtained.
[0060]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various changes can be made as necessary.
[0061]
For example, in the case of a liquid crystal display device including an STN type liquid crystal display element in which a left twisted STN liquid crystal composition is sealed, the angle θ1 from the reference line 61 to the polarization axis 62 of the polarizing plate 11 and the polarization from the reference line 61 The angle θ2 of the plate 12 to the polarization axis 63 may be set counterclockwise to an angle within the above-described predetermined range.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, the liquid crystal display device of the present invention is provided with a backlight having a main emission wavelength of 550 to 615 nm, the polarization axis of a pair of polarizing plates of the liquid crystal display element is set to a specific angle, and the maximum absorption in the STN liquid crystal composition. By containing a dichroic dye having a wavelength of 530 to 615 nm in a predetermined range, high contrast can be obtained without causing display unevenness in a wide temperature range, black display when an off-drive voltage is applied, and on-drive. When a voltage is applied, a negative type display of yellow-orange display can be performed.
[0063]
A backlight having a main emission wavelength of 610 to 680 nm, a pair of polarizing plates of the STN type liquid crystal display element having a specific angle at a polarization axis and a maximum absorption wavelength of 600 to 680 nm in the TN liquid crystal composition. In a wide temperature range, a non-uniform display can be obtained without causing display unevenness, a high contrast, a black display when an off-drive voltage is applied, and a red display when an on-drive voltage is applied. Type indication can be performed.
[0064]
The specific resistance at the environmental temperature of 70 ° C. is 2.0 × 10 ¹⁰ The liquid crystal display device having the STN type liquid crystal display element of Ωcm or more is a liquid crystal display device that can prevent display unevenness particularly in a high temperature environment.
[0065]
Further, the STN liquid crystal composition has a transition temperature from a nematic phase to an isotropic liquid phase of 115 to 140 ° C., and a retardation value Δn. _LC ・ D _LC Is set to 0.80 to 0.95 μm, a very good visibility can be obtained in a wide temperature range, particularly in a high temperature range, and a liquid crystal display device having a fast response speed can be obtained. Further, by using a light emitting diode as the backlight, it is possible to perform a display with sufficient luminance during color display.
[0066]
As described above, the present invention has excellent effects such as maintaining a background color, enabling display without unevenness, and obtaining good visibility in a wide temperature range, particularly in a high temperature range near 70 ° C. Is played.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a cross-sectional structure of a liquid crystal display device.
FIG. 2 is a basic skeleton structure diagram of an anthraquinone dichroic dye
FIG. 3 is an explanatory diagram of a shaft arrangement according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a shaft arrangement according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 STN type liquid crystal display device
2,3 transparent substrate
4, 5 electrodes
6, 7 alignment film
8 Spacer
9 Sealing material
10 STN liquid crystal composition
11,12 Polarizing plate
13 Backlight
61 Reference line
62 Polarization axis (of polarizing plate on the viewing side)
63 Polarization axis (of polarizing plate on anti-viewing side)

Claims

An STN liquid crystal composition is sealed between two substrates on each of which an alignment film is formed, and a liquid crystal display device having a polarizing plate on the outer surface of each of the two substrates, and a backlight having a main emission wavelength of 550 to 615 nm. In a liquid crystal display device having
With the alignment axis of the alignment film on the viewing side of the liquid crystal display element as a reference line, an angle θ1 from the reference line to the polarization axis of the polarizing plate on the viewing side is 130 to 160 ° in a clockwise direction, and the angle θ1 is opposite to the reference line. The angle θ2 to the polarization axis of the polarizing plate on the side is 75 to 105 °, and in the STN liquid crystal composition, an anthraquinone dichroic dye having a maximum absorption wavelength of 530 to 615 nm contains 0.8 to 0.8. A liquid crystal display device characterized by being contained at a ratio of 4.0% by weight.

A liquid crystal display element in which an STN liquid crystal composition is sealed between two substrates on which an alignment film is formed, and a polarizing plate is provided on the outer surface of each of the two substrates; and a backlight having a main emission wavelength of 610 to 680 nm. In a liquid crystal display device having
With the orientation axis of the alignment film on the viewing side of the liquid crystal display element as a reference line, an angle θ1 from the reference line to the polarizing axis of the polarizing plate on the viewing side is 30 to 65 ° in a clockwise direction, and the angle θ1 is opposite to the reference line. The angle θ2 to the polarization axis of the polarizing plate on the side is set to 15 to 45 °, and in the STN liquid crystal composition, an anthraquinone dichroic dye having a maximum absorption wavelength of 600 to 680 nm contains 0.5 to 45 °. A liquid crystal display device characterized by containing 3.0% by weight.

3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display element has a specific resistance of 2.0 × 10 ¹⁰ Ωcm or more at an environmental temperature of 70 ° C. 4.

2. The STN liquid crystal composition has a transition temperature from a nematic phase to an isotropic liquid phase of 115 to 140 ° C., and a retardation Δn _LC · d _LC of 0.80 to 0.95 μm. The liquid crystal display device according to claim 1.

The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the backlight includes a light emitting diode.