JP2567820B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JP2567820B2 JP2567820B2 JP6258294A JP25829494A JP2567820B2 JP 2567820 B2 JP2567820 B2 JP 2567820B2 JP 6258294 A JP6258294 A JP 6258294A JP 25829494 A JP25829494 A JP 25829494A JP 2567820 B2 JP2567820 B2 JP 2567820B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に関し、
特に時分割特性に優れたツイストネマティックタイプ
（以下、「ＴＮタイプ」という）の液晶表示装置に関す
る。
特に時分割特性に優れたツイストネマティックタイプ
（以下、「ＴＮタイプ」という）の液晶表示装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、消費電力が小さいこ
と、製造コストが低いこと、軽量及び薄型化が可能であ
ること、などの利点を有することから、現在ＴＮタイプ
を中心に広く普及している。
と、製造コストが低いこと、軽量及び薄型化が可能であ
ること、などの利点を有することから、現在ＴＮタイプ
を中心に広く普及している。
【０００３】ＴＮタイプの液晶表示装置は、２枚の電極
基板の間に正の誘電異方性を有するネマティック液晶を
封入して構成され、通常、液晶分子が連続的に90°ねじ
れた状態とされている。
基板の間に正の誘電異方性を有するネマティック液晶を
封入して構成され、通常、液晶分子が連続的に90°ねじ
れた状態とされている。
【０００４】しかし、このねじれ角が90°のタイプ（以
下、「90°ねじれタイプ」という）の液晶表示装置にお
いては、印加電圧の変化に対する透過光（或いは反射
光）の強度変化が緩やかなため、動作マージン（最低選
択点電圧と最高非選択点電圧の比）が小さくなり、従っ
て時分割駆動時において時分割次数を大きくすると、コ
ントラストが低く鮮明な映像を得ることが困難であり、
また視野角も狭いという問題を有する。例えば、Ａ４版
サイズの液晶表示装置においては、デューティ比が1/20
0以上であることが実用上好ましいとされているが、実
用化されている液晶表示装置においては、デューティ比
が1/100程度で、そのコントラスト比（選択時と非選択
時の輝度比）が３程度と低いものである。
下、「90°ねじれタイプ」という）の液晶表示装置にお
いては、印加電圧の変化に対する透過光（或いは反射
光）の強度変化が緩やかなため、動作マージン（最低選
択点電圧と最高非選択点電圧の比）が小さくなり、従っ
て時分割駆動時において時分割次数を大きくすると、コ
ントラストが低く鮮明な映像を得ることが困難であり、
また視野角も狭いという問題を有する。例えば、Ａ４版
サイズの液晶表示装置においては、デューティ比が1/20
0以上であることが実用上好ましいとされているが、実
用化されている液晶表示装置においては、デューティ比
が1/100程度で、そのコントラスト比（選択時と非選択
時の輝度比）が３程度と低いものである。
【０００５】このような90°ねじれタイプの液晶表示装
置の問題点を解決する技術として特開昭60-107020号公
報において、液晶分子のねじれ角が180〜360°であり、
かつ少なくとも一方の電極基板に配向する液晶分子にお
ける光軸の電極基板に対する傾斜角度が５°より大きい
液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置によ
れば、例えば1/100のデューティ比で駆動する場合に19.
6という高コントラスト比を実現させることが可能であ
るとされている。
置の問題点を解決する技術として特開昭60-107020号公
報において、液晶分子のねじれ角が180〜360°であり、
かつ少なくとも一方の電極基板に配向する液晶分子にお
ける光軸の電極基板に対する傾斜角度が５°より大きい
液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置によ
れば、例えば1/100のデューティ比で駆動する場合に19.
6という高コントラスト比を実現させることが可能であ
るとされている。
【０００６】しかし、この液晶表示装置においては、双
安定効果に対して十分な配慮がなされておらず、液晶表
示装置を高デューティ比において駆動させる場合に表示
応答速度が小さいという問題を有する。即ち、液晶セル
においては、通常、印加電圧の上昇時と下降時の透過光
の強度変化が異なる、いわゆるヒステリシス現象が生
じ、これによる双安定効果によって時分割駆動時の動作
電圧範囲が狭められたり、或いはオン・オフの応答速度
が遅くなるなどの問題を生ずる。また、これらの結果と
して、僅かなセル厚の不均一性や温度変化により、表示
不良を生じ易くなる。この為、できるだけ双安定効果を
抑制することが必要となる。
安定効果に対して十分な配慮がなされておらず、液晶表
示装置を高デューティ比において駆動させる場合に表示
応答速度が小さいという問題を有する。即ち、液晶セル
においては、通常、印加電圧の上昇時と下降時の透過光
の強度変化が異なる、いわゆるヒステリシス現象が生
じ、これによる双安定効果によって時分割駆動時の動作
電圧範囲が狭められたり、或いはオン・オフの応答速度
が遅くなるなどの問題を生ずる。また、これらの結果と
して、僅かなセル厚の不均一性や温度変化により、表示
不良を生じ易くなる。この為、できるだけ双安定効果を
抑制することが必要となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の有する問題点、（１）90°ねじれタイプの液晶
表示装置においては、動作マージンが小さく、時分割駆
動装置において時分割次数を大きくすると、コントラス
トが低く鮮明な映像を得ることが困難であること、
（２）特開昭60-107020号公報に開示された液晶表示装
置においては、特に表示応答速度が小さいこと、などを
解決し、双安定効果を抑制し、高次の時分割駆動方式に
おいても、コントラストが大きくかつ表示応答速度が大
きい液晶表示装置を提供することを目的とする。
来技術の有する問題点、（１）90°ねじれタイプの液晶
表示装置においては、動作マージンが小さく、時分割駆
動装置において時分割次数を大きくすると、コントラス
トが低く鮮明な映像を得ることが困難であること、
（２）特開昭60-107020号公報に開示された液晶表示装
置においては、特に表示応答速度が小さいこと、などを
解決し、双安定効果を抑制し、高次の時分割駆動方式に
おいても、コントラストが大きくかつ表示応答速度が大
きい液晶表示装置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】上記課題は、各々配向層
を有する一対の基板間に旋光性物質を添加したネマティ
ック液晶を含む液晶組成物を配してなる液晶表示装置に
おいて、以下の条件（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）
を満たすことを特徴とする液晶表示装置によって解決さ
れる。
を有する一対の基板間に旋光性物質を添加したネマティ
ック液晶を含む液晶組成物を配してなる液晶表示装置に
おいて、以下の条件（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）
を満たすことを特徴とする液晶表示装置によって解決さ
れる。
【０００９】（ａ）前記一対の基板間に配される液晶組
成物における液晶分子のねじれ角αが、以下の範囲にあ
ること。
成物における液晶分子のねじれ角αが、以下の範囲にあ
ること。
【００１０】240°≦α≦300° （ｂ）液晶分子の自発ねじれピッチＰSと、配向層によ
り液晶分子の配列が強制的に規制されたときの液晶分子
の規制ねじれピッチＰCとの間に、以下の関係式が成立
すること。
り液晶分子の配列が強制的に規制されたときの液晶分子
の規制ねじれピッチＰCとの間に、以下の関係式が成立
すること。
【００１１】 ０＜（Ｐｃ−Ｐｓ）／Ｐｃ＜０．３ （ｃ）一対の基板のそれぞれの外側に配置される偏光素
子の偏光軸方向と各基板に接する液晶分子のダイレクタ
方向とがそれぞれなすずれ角β及びγが、、以下の範囲
の何れかを満足すること。
子の偏光軸方向と各基板に接する液晶分子のダイレクタ
方向とがそれぞれなすずれ角β及びγが、、以下の範囲
の何れかを満足すること。
【００１２】 ７０゜≦β＋γ≦１１０゜ −１１０゜≦β＋γ≦−７０゜ −２０゜≦β＋γ≦２０゜ （ｄ）液晶組成物層の屈折率異方性Δｎと液晶組成物層
の厚さｄとの積Δｎ・ｄが以下の関係式を満たすこと。
の厚さｄとの積Δｎ・ｄが以下の関係式を満たすこと。
【００１３】0.4＜Δｎ・ｄ＜1.5 本発明の概要を図１を参照しながら説明する。図１は、
液晶表示装置の要部を分解して示す説明図である。図１
において、１及び２は配向層（図示せず）を有する基
板、９及び10は偏光素子、Ｃは液晶層を表す。
液晶表示装置の要部を分解して示す説明図である。図１
において、１及び２は配向層（図示せず）を有する基
板、９及び10は偏光素子、Ｃは液晶層を表す。
【００１４】本発明においては、液晶分子のねじれ角α
は、240°以上300°以下とする。このねじれ角αが小さ
すぎると、印加電圧に対する透過光の強度変化が緩やか
で、高次の時分割駆動時に十分なコントラストが得られ
なくなる。一方、ねじれ角αが大きすぎると、オン・オ
フの切り替え時に液晶分子の配向の乱れを生じやすくな
り、表示品質が低下したり、また、大きな双安定効果に
よりオン・オフの応答速度が遅くなる。
は、240°以上300°以下とする。このねじれ角αが小さ
すぎると、印加電圧に対する透過光の強度変化が緩やか
で、高次の時分割駆動時に十分なコントラストが得られ
なくなる。一方、ねじれ角αが大きすぎると、オン・オ
フの切り替え時に液晶分子の配向の乱れを生じやすくな
り、表示品質が低下したり、また、大きな双安定効果に
よりオン・オフの応答速度が遅くなる。
【００１５】かかるねじれ角αは、基板１及び２におけ
る液晶分子の配向方向を規定するための配向処理の方
向、液晶層Ｃを構成するネマティック液晶或いはこれに
添加される旋光性物質の種類、量などによって規定する
ことができる。
る液晶分子の配向方向を規定するための配向処理の方
向、液晶層Ｃを構成するネマティック液晶或いはこれに
添加される旋光性物質の種類、量などによって規定する
ことができる。
【００１６】尚、図１において、βは、偏光素子９の偏
光軸方向と、基板１の表面に接する液晶分子のダイレク
タ方向即ち液晶分子の分子長軸が優先的に配向している
方向（但し、液晶分子が基板表面とゼロでないプレテイ
ルト角を有しているときは、そのダイレクタ方向の基板
表面への射影方向）とのなす角度（以下、「ずれ角」と
いう）であり、γは、偏光素子10の偏光軸方向と、基板
２の表面に接する液晶分子のダイレクタ方向とのなすず
れ角である。
光軸方向と、基板１の表面に接する液晶分子のダイレク
タ方向即ち液晶分子の分子長軸が優先的に配向している
方向（但し、液晶分子が基板表面とゼロでないプレテイ
ルト角を有しているときは、そのダイレクタ方向の基板
表面への射影方向）とのなす角度（以下、「ずれ角」と
いう）であり、γは、偏光素子10の偏光軸方向と、基板
２の表面に接する液晶分子のダイレクタ方向とのなすず
れ角である。
【００１７】また、本発明においては、液晶分子の自発
ねじれピッチＰSと、配向層により液晶分子の配列が強
制的に規制されたときの液晶分子の規制ねじれピッチＰ
Cとの間に、以下の関係式（ａ） ０＜(ＰC−ＰS)／ＰC＜0.3 （ａ） が成立する。
ねじれピッチＰSと、配向層により液晶分子の配列が強
制的に規制されたときの液晶分子の規制ねじれピッチＰ
Cとの間に、以下の関係式（ａ） ０＜(ＰC−ＰS)／ＰC＜0.3 （ａ） が成立する。
【００１８】ここにおいて、自発ねじれピッチＰSと
は、通常のネマティック液晶に旋光性物質等を添加する
ことにより、液晶中に生ずる液晶分子の自然のねじれに
おけるピッチをいう。具体的には、図２に示すように、
支持板11及び21の相対する表面に配向層６及び７をそれ
ぞれ成立してなる基板１及び２を楔状に配置して液晶セ
ルを構成し、このセル内に液晶組成物を封入し、このと
きセル面に生ずる縞模様（1/2ピッチ毎のデイスクリネ
ーションライン）の間隔ｒとセル厚（液晶層Ｃの厚さ）
ｄとセル長ｌとを測定することにより、下記式によって
求めることができる。
は、通常のネマティック液晶に旋光性物質等を添加する
ことにより、液晶中に生ずる液晶分子の自然のねじれに
おけるピッチをいう。具体的には、図２に示すように、
支持板11及び21の相対する表面に配向層６及び７をそれ
ぞれ成立してなる基板１及び２を楔状に配置して液晶セ
ルを構成し、このセル内に液晶組成物を封入し、このと
きセル面に生ずる縞模様（1/2ピッチ毎のデイスクリネ
ーションライン）の間隔ｒとセル厚（液晶層Ｃの厚さ）
ｄとセル長ｌとを測定することにより、下記式によって
求めることができる。
【００１９】自発ねじれピッチＰS＝２dr／ｌ なお、図２において、８はスペーサ、９及び10は偏光素
子であり、また配向層６及び７には互いにそれぞれ平行
方向の配向処理がなされている。
子であり、また配向層６及び７には互いにそれぞれ平行
方向の配向処理がなされている。
【００２０】また、規制ねじれピッチＰCとは、図１に
おいて、液晶層Ｃの厚さｄと、基板１及び２と配向層の
配向処理方向によって規定されるねじれ角αとにより、
下記式によって規定される。
おいて、液晶層Ｃの厚さｄと、基板１及び２と配向層の
配向処理方向によって規定されるねじれ角αとにより、
下記式によって規定される。
【００２１】規制ねじれピッチＰC＝(360°／α)×ｄ 以上の構成を有する液晶表示装置においては、以下に詳
細に述べる理由により、液晶表示装置の双安定効果を抑
制することができる。その結果、動作マージンを大きく
することができ、高い次数の時分割駆動の場合にもコン
トラスト及び表示応答速度の点で優れた特性を得ること
ができる。
細に述べる理由により、液晶表示装置の双安定効果を抑
制することができる。その結果、動作マージンを大きく
することができ、高い次数の時分割駆動の場合にもコン
トラスト及び表示応答速度の点で優れた特性を得ること
ができる。
【００２２】即ち本発明は、式（ａ）におけるパラメー
タ(ＰC−ＰS)／ＰCが双安定効果を示すパラメータＢと
特定の相関関係にあることが判明したことから、この知
見に基づいて完成されたものである。以下、この点を明
らかにするために行った実験例について述べる。
タ(ＰC−ＰS)／ＰCが双安定効果を示すパラメータＢと
特定の相関関係にあることが判明したことから、この知
見に基づいて完成されたものである。以下、この点を明
らかにするために行った実験例について述べる。
【００２３】図３は式（ａ）におけるパラメータ(ＰC−
ＰS)／ＰCと双安定効果を示すパラメータＢとの相関関
係を示すグラフであり、横軸はパラメータ(ＰC−ＰS)／
ＰC、縦軸は双安定効果を示すパラメータＢを表す。こ
こにおいて、双安定効果を示すパラメータＢは、図４に
示すように、図１に示すタイプの液晶セルにおいて、印
加電圧を上昇させるときにセルの透過光量が相対的に50
％となる時点の印加電圧をＶUP、印加電圧を下降させる
ときにセルの透過光量が相対的に50％となる時点の印加
電圧をＶDOWNとすると、下記の式によって表される。
ＰS)／ＰCと双安定効果を示すパラメータＢとの相関関
係を示すグラフであり、横軸はパラメータ(ＰC−ＰS)／
ＰC、縦軸は双安定効果を示すパラメータＢを表す。こ
こにおいて、双安定効果を示すパラメータＢは、図４に
示すように、図１に示すタイプの液晶セルにおいて、印
加電圧を上昇させるときにセルの透過光量が相対的に50
％となる時点の印加電圧をＶUP、印加電圧を下降させる
ときにセルの透過光量が相対的に50％となる時点の印加
電圧をＶDOWNとすると、下記の式によって表される。
【００２４】パラメータＢ＝(ＶUP−ＶDOWN)／ＶUP ＝ΔＶ／ＶUP 実験においては、３種のファクターを個別に変化させ
（実験例１〜実験例３）、それぞれの条件下において、
パラメータ(ＰC−ＰS)／ＰCとパラメータＢとの値を求
めた。
（実験例１〜実験例３）、それぞれの条件下において、
パラメータ(ＰC−ＰS)／ＰCとパラメータＢとの値を求
めた。
【００２５】実験例１ 液晶組成物に添加する旋光性物質「S-811」（メルク社
製）の添加量を0.6〜1.3重量％の範囲で変化させ、液晶
分子の自発ねじれピッチＰSを変えて実験を行った。こ
のとき、他の条件は次のようである。
製）の添加量を0.6〜1.3重量％の範囲で変化させ、液晶
分子の自発ねじれピッチＰSを変えて実験を行った。こ
のとき、他の条件は次のようである。
【００２６】液晶：「ZLI-2293」（メルク社製） 液晶分子のねじれ角α：270° 液晶層Ｃの厚さｄ：７μm 配向層：SiOによる斜め蒸着法を用いて配向処理したも
の（蒸着角度７°） 上記実験の結果は、図３中において、記号○で示す。
の（蒸着角度７°） 上記実験の結果は、図３中において、記号○で示す。
【００２７】実験例２ 配向層の配向処理方向の相対的な角度を変化させ、液晶
分子のねじれ角αを180〜360°の範囲で変えて実験を行
った。このとき、他の条件は次のようである。
分子のねじれ角αを180〜360°の範囲で変えて実験を行
った。このとき、他の条件は次のようである。
【００２８】液晶：「ZLI-2293」（メルク社製） 旋光性物質：「S-811」（0.974重量％、メルク社製） 液晶層Ｃの厚さｄ：７μm 配向層：SiOによる斜め蒸着法を用いて配向処理したも
の（蒸着角度７°） 上記実験の結果は、図３中において記号×で示す。
の（蒸着角度７°） 上記実験の結果は、図３中において記号×で示す。
【００２９】実験例３ 液晶層Ｃの厚さｄを５〜９μmの範囲で変化させて実験
を行った。このとき、他の条件は次のようである。
を行った。このとき、他の条件は次のようである。
【００３０】液晶：「ZLI-2293」（メルク社製） 旋光性物質：「S-811」（0.974重量％、メルク社製） 液晶分子のねじれ角α：270° 配向層：SiOによる斜め蒸着法を用いて配向処理したも
の（蒸着角度７°） 上記実験の結果は、図３中において、記号△で示す。
の（蒸着角度７°） 上記実験の結果は、図３中において、記号△で示す。
【００３１】図３の結果から明らかなように、パラメー
タ(ＰC−ＰS)／ＰCとパラメータＢ(ΔＶ／ＶUP)との間
にはほぼ比例関係があり、パラメータ(ＰC−ＰS)／ＰC
の値が増加するに従ってパラメータＢの値は直線的に減
少する傾向がある。この現象は、液晶セルにおける種々
の条件を変えたときにも同様である。
タ(ＰC−ＰS)／ＰCとパラメータＢ(ΔＶ／ＶUP)との間
にはほぼ比例関係があり、パラメータ(ＰC−ＰS)／ＰC
の値が増加するに従ってパラメータＢの値は直線的に減
少する傾向がある。この現象は、液晶セルにおける種々
の条件を変えたときにも同様である。
【００３２】ＴＮタイプの液晶表示装置においては、双
安定効果を示す前記パラメータＢは、実用上−0.03〜0.
03の範囲にあることが好ましい。図３の結果から、パラ
メータＢとして好ましい値を得るためには、パラメータ
(ＰC−ＰS)／ＰCの値は−0.1〜0.3の範囲にあることが
好ましいことが判明した。
安定効果を示す前記パラメータＢは、実用上−0.03〜0.
03の範囲にあることが好ましい。図３の結果から、パラ
メータＢとして好ましい値を得るためには、パラメータ
(ＰC−ＰS)／ＰCの値は−0.1〜0.3の範囲にあることが
好ましいことが判明した。
【００３３】実験例４ 実験例１〜実験例３において用いたと同様な液晶セルの
一部について、それぞれ表示応答特性を求めた。その結
果を図５に表す。
一部について、それぞれ表示応答特性を求めた。その結
果を図５に表す。
【００３４】図５において、横軸はパラメータ(ＰC−Ｐ
S)／ＰC、縦軸は表示応答特性を表すパラメータＣであ
って、1/100デューティ比での時分割駆動時におけるオ
ン・オフ時の表示応答時間をそれぞれｔON及びｔOFFと
すると、次式で表される。
S)／ＰC、縦軸は表示応答特性を表すパラメータＣであ
って、1/100デューティ比での時分割駆動時におけるオ
ン・オフ時の表示応答時間をそれぞれｔON及びｔOFFと
すると、次式で表される。
【００３５】パラメータＣ＝[(ｔON＋ｔOFF)／２]-1 パラメータＣの値が大きい程、オン・オフ表示応答時間
が短く、表示応答特性が優れていることになる。
が短く、表示応答特性が優れていることになる。
【００３６】図５の結果より明らかなように、パラメー
タ(ＰC−ＰS)／ＰCの値が０より大きい場合にパラメー
タＣの値が大きくなり、従って良好な表示応答特性が得
られることが判明した。
タ(ＰC−ＰS)／ＰCの値が０より大きい場合にパラメー
タＣの値が大きくなり、従って良好な表示応答特性が得
られることが判明した。
【００３７】 以上の実験例１〜実験例４の結果より、
本発明においては、パラメータ（Ｐｃ−Ｐｓ）／Ｐｃの
値は、０より大きく０．３より小さいことが実用上必要
とされ、上限を越えると双安定効果が生じにくくコント
ラストが悪化し、下限を越えると双安定効果が大きくな
り応答速度が悪化する。
本発明においては、パラメータ（Ｐｃ−Ｐｓ）／Ｐｃの
値は、０より大きく０．３より小さいことが実用上必要
とされ、上限を越えると双安定効果が生じにくくコント
ラストが悪化し、下限を越えると双安定効果が大きくな
り応答速度が悪化する。
【００３８】 また本発明においては、液晶層Ｃの屈折
率異方性Δｎと液晶層Ｃの厚さｄとの積Δｎ・ｄは、コ
ントラスト、明るさなどの点より、０．４以上１．５以
下であり、上限を越えると光学的に暗く、応答速度が悪
くなり、下限を越えるとコントラストが悪くなる。この
Δｎ・ｄは、０．８以上１．２以下であることが好まし
い。
率異方性Δｎと液晶層Ｃの厚さｄとの積Δｎ・ｄは、コ
ントラスト、明るさなどの点より、０．４以上１．５以
下であり、上限を越えると光学的に暗く、応答速度が悪
くなり、下限を越えるとコントラストが悪くなる。この
Δｎ・ｄは、０．８以上１．２以下であることが好まし
い。
【００３９】さらにまた本発明においては、液晶分子の
ねじれ状態を安定し、異なるねじれ角を有する液晶分子
の配列部分が生じないようにするために、液晶層Ｃの厚
さｄと自発ねじれピッチＰSとの間に、以下の関係式が
成立することが好ましい。
ねじれ状態を安定し、異なるねじれ角を有する液晶分子
の配列部分が生じないようにするために、液晶層Ｃの厚
さｄと自発ねじれピッチＰSとの間に、以下の関係式が
成立することが好ましい。
【００４０】 ［（α／３６０）−０．２５］＜ｄ／Ｐ
ｓ＜［（α／３６０）＋０．２５］ また本発明においては、基板の表面に接する液晶分子の
ダイレクタ方向が基板面となすプレティルト角θ０が以
下の関係式を満たすことが好ましい。
ｓ＜［（α／３６０）＋０．２５］ また本発明においては、基板の表面に接する液晶分子の
ダイレクタ方向が基板面となすプレティルト角θ０が以
下の関係式を満たすことが好ましい。
【００４１】５°≦θO≦40° このようにプレテイルト角θOを大きい方に設定するこ
とにより、光透過特性に悪影響を与える散乱性組成を形
成しないようにすることができる。
とにより、光透過特性に悪影響を与える散乱性組成を形
成しないようにすることができる。
【００４２】基板の配向処理としては、SiO、MgO、MgF2
などを用いて斜め蒸着する方法、イミド系、アミド系、
ポリビニルアルコール系、フェノキシ系等の高分子物質
の被覆の表面を綿布、ビニロン布、テトロン布、脱脂綿
等によって擦り、基板の表面に一定方向の溝を形成する
ラビング方、或いは基板の表面にカルボン酸クロム錯
体、有機シラン化合物などを塗布或いはプラズマ重合法
等で被着し、化学的吸着により液晶分子を基板に配向さ
せる方法、その他を用いることができる。
などを用いて斜め蒸着する方法、イミド系、アミド系、
ポリビニルアルコール系、フェノキシ系等の高分子物質
の被覆の表面を綿布、ビニロン布、テトロン布、脱脂綿
等によって擦り、基板の表面に一定方向の溝を形成する
ラビング方、或いは基板の表面にカルボン酸クロム錯
体、有機シラン化合物などを塗布或いはプラズマ重合法
等で被着し、化学的吸着により液晶分子を基板に配向さ
せる方法、その他を用いることができる。
【００４３】また本発明においては、偏光素子９及び10
の偏光軸方向と基板１及び２の表面に接する液晶分子の
ダイレクタ方向とがそれぞれなすずれ角β及びγが、以
下の関係式の何れかを満たすように設定する。
の偏光軸方向と基板１及び２の表面に接する液晶分子の
ダイレクタ方向とがそれぞれなすずれ角β及びγが、以
下の関係式の何れかを満たすように設定する。
【００４４】β＋γ＝＋90°±20° β＋γ＝−90°±20° β＋γ＝０°±20° 即ち、ずれ角β及びγが、以下の範囲の何れかを満足す
るように設定する。
るように設定する。
【００４５】 ７０゜≦β＋γ≦１１０゜ −１１０゜≦β＋γ≦−７０゜ −２０゜≦β＋γ≦２０゜この条件は、光学的にＯＮ時とＯＦＦ時のコントラスト
を得るために必要な範囲であり、これからはずれると、
ＯＮ時もＯＦＦ時も光がもれてコントラストが得られな
い。 本発明において液晶層Ｃを構成する液晶組成物とし
ては、
を得るために必要な範囲であり、これからはずれると、
ＯＮ時もＯＦＦ時も光がもれてコントラストが得られな
い。 本発明において液晶層Ｃを構成する液晶組成物とし
ては、
【００４６】
【化１】
【００４７】
【化２】
【００４８】等のネマティック液晶或いはこれらの混合
物から成る。液晶組成物には、必要に応じてスメクティ
ック液晶成分、コレステリック液晶成分等を含有してい
てもよい。
物から成る。液晶組成物には、必要に応じてスメクティ
ック液晶成分、コレステリック液晶成分等を含有してい
てもよい。
【００４９】前記旋光性物質としては、一般にはカイラ
ルネマティック液晶と呼ばれる、例えば下記の一般式で
示される光学活性基を末端基として有するエステル系、
ビフェニル系、フェニルシクロヘキサン系またはアゾ系
等のネマティック液晶を用いることができる。
ルネマティック液晶と呼ばれる、例えば下記の一般式で
示される光学活性基を末端基として有するエステル系、
ビフェニル系、フェニルシクロヘキサン系またはアゾ系
等のネマティック液晶を用いることができる。
【００５０】
【化３】
【００５１】（Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3：アルキル基または水素
原子であり、Ｒ1，Ｒ2及びＲ3は互いに異なる） 旋光性物質の具体例としては、例えば以下に示す構成の
化合物を用いることができる。
原子であり、Ｒ1，Ｒ2及びＲ3は互いに異なる） 旋光性物質の具体例としては、例えば以下に示す構成の
化合物を用いることができる。
【００５２】
【化４】
【００５３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００５４】図６は、本発明の実施例を示す説明用断面
図である。図６に示す液晶表示装置においては、２枚の
基板１及び２が離間した状態で対向して配置され、基板
１は、支持板11の内側の表面に電極層４及び配向層６を
形成して構成され、また基板２は支持板21の内側の表面
に電極層５及び配向層７を形成して構成されている。更
に両基板１及び２の間の空間はシール部３によってシー
ルされ、セルが構成されている。セルの内部には、スペ
ーサ８が分布した状態で配置されるとともに液晶組成物
が充填され、液晶層Ｃが形成されている。また、基板１
及び２の外側の表面には、それぞれ前方偏光素子９及び
後方偏光素子10が形成されている。図中において、13は
後方偏光素子10の外側の表面に形成された反射板であ
る。なお、透過タイプの液晶表示装置においては、反射
板13を用いなくてもよい。
図である。図６に示す液晶表示装置においては、２枚の
基板１及び２が離間した状態で対向して配置され、基板
１は、支持板11の内側の表面に電極層４及び配向層６を
形成して構成され、また基板２は支持板21の内側の表面
に電極層５及び配向層７を形成して構成されている。更
に両基板１及び２の間の空間はシール部３によってシー
ルされ、セルが構成されている。セルの内部には、スペ
ーサ８が分布した状態で配置されるとともに液晶組成物
が充填され、液晶層Ｃが形成されている。また、基板１
及び２の外側の表面には、それぞれ前方偏光素子９及び
後方偏光素子10が形成されている。図中において、13は
後方偏光素子10の外側の表面に形成された反射板であ
る。なお、透過タイプの液晶表示装置においては、反射
板13を用いなくてもよい。
【００５５】前記支持板11及び21を構成する材料として
は、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、石英などのガラ
ス、１軸延伸ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテ
ルサルフォン、ポリビニルアルコールなどのプラスチッ
ク、アルミニウム、ステンレススチールなどの金属を用
いることができる。
は、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、石英などのガラ
ス、１軸延伸ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテ
ルサルフォン、ポリビニルアルコールなどのプラスチッ
ク、アルミニウム、ステンレススチールなどの金属を用
いることができる。
【００５６】前記電極層４及び５は、例えば厚さ1.1mm
の支持板11及び21の表面に平行に離間して配置された例
えば厚さ1000ÅのＩＴＯ（スズとインジウムの酸化物）
よりなる透明電極Ｅ及びＥ′より構成され、一方の電極
層４を構成する透明電極Ｅと他方の電極層５を構成する
透明電極Ｅ′はそれぞれが相互に直角をなすよう構成さ
れ、これによって、例えば0.3mm×0.3mmの画素からなる
マトリックス形表示の電極構造が構成されている。
の支持板11及び21の表面に平行に離間して配置された例
えば厚さ1000ÅのＩＴＯ（スズとインジウムの酸化物）
よりなる透明電極Ｅ及びＥ′より構成され、一方の電極
層４を構成する透明電極Ｅと他方の電極層５を構成する
透明電極Ｅ′はそれぞれが相互に直角をなすよう構成さ
れ、これによって、例えば0.3mm×0.3mmの画素からなる
マトリックス形表示の電極構造が構成されている。
【００５７】前記配向層６及び７は、SiOによる斜め蒸
着法によって形成された例えば厚さ500Åの蒸着膜（蒸
着角度：支持板11及び21に対してそれぞれ７°）より構
成されている。この場合プレテイルト角θOは30°前後
となる。
着法によって形成された例えば厚さ500Åの蒸着膜（蒸
着角度：支持板11及び21に対してそれぞれ７°）より構
成されている。この場合プレテイルト角θOは30°前後
となる。
【００５８】前記液晶層Ｃを構成する液晶組成物は、ネ
マティック液晶「ZLI-2293」（メルク社製）に、旋光性
物質（カイラルネマティック液晶）「S-811」（メルク
社製）を1.10重量％添加したものである。
マティック液晶「ZLI-2293」（メルク社製）に、旋光性
物質（カイラルネマティック液晶）「S-811」（メルク
社製）を1.10重量％添加したものである。
【００５９】なお、基板１及び２には、必要に応じてさ
らに誘電体層、アルカリイオン移動防止層、反射防止
層、偏光層、反射層などを設けることができる。
らに誘電体層、アルカリイオン移動防止層、反射防止
層、偏光層、反射層などを設けることができる。
【００６０】前記前方偏光素子９は、「F-1205DU」（日
東電工(株)製）によって構成され、その偏光軸方向が配
向層６の表面に接する液晶分子のダイレクタ方向に対し
て40°のずれ角βを有するように配置されている。同様
に、後方偏光素子10及び反射板13は、「F-3205M」（日
東電工(株)製）によって構成され、後方偏光素子10の偏
光軸方向が、配向層７の表面に接する液晶分子のダイレ
クタ方向に対して50°のずれ角γを有するように配置さ
れている。従って、β＋γ＝90°である。
東電工(株)製）によって構成され、その偏光軸方向が配
向層６の表面に接する液晶分子のダイレクタ方向に対し
て40°のずれ角βを有するように配置されている。同様
に、後方偏光素子10及び反射板13は、「F-3205M」（日
東電工(株)製）によって構成され、後方偏光素子10の偏
光軸方向が、配向層７の表面に接する液晶分子のダイレ
クタ方向に対して50°のずれ角γを有するように配置さ
れている。従って、β＋γ＝90°である。
【００６１】なお、スペーサ８としては、グラスファイ
バー「PF-70S」（日本電気硝子(株)製）をシール部３を
構成するシール材としては、ストラクトボンド「XN-5A-
C」（三井東圧化学(株)製）を用いた。
バー「PF-70S」（日本電気硝子(株)製）をシール部３を
構成するシール材としては、ストラクトボンド「XN-5A-
C」（三井東圧化学(株)製）を用いた。
【００６２】以上の構成の液晶表示装置においては、セ
ル厚（液晶層Ｃの厚さｄ）は7.0μm、液晶分子のねじれ
角αは前方から左回り（反時計回り）に260°、自発ね
じれピッチＰSは8.5μm、規制ねじれピッチＰCは9.7μ
m、パラメータ(ＰC−ＰS)／ＰCは0.12であった。
ル厚（液晶層Ｃの厚さｄ）は7.0μm、液晶分子のねじれ
角αは前方から左回り（反時計回り）に260°、自発ね
じれピッチＰSは8.5μm、規制ねじれピッチＰCは9.7μ
m、パラメータ(ＰC−ＰS)／ＰCは0.12であった。
【００６３】またこの液晶表示装置においては、双安定
効果を示すパラメータＢの値はほぼ０と小さく、1/500
デューティ比以上の高い次数の時分割駆動が可能であっ
た。この液晶表示装置を、1/100デューティ比で時分割
駆動方式により作動させ、そのコントラスト比及びオン
・オフ表示応答時間を求めた。
効果を示すパラメータＢの値はほぼ０と小さく、1/500
デューティ比以上の高い次数の時分割駆動が可能であっ
た。この液晶表示装置を、1/100デューティ比で時分割
駆動方式により作動させ、そのコントラスト比及びオン
・オフ表示応答時間を求めた。
【００６４】その結果、波長400〜700nmの可視光領域に
おけるコントラスト比、即ち選択状態（暗）における反
射光の輝度と非選択状態（明）における反射光の輝度と
の比は、１：13以上と良好なものであり、コントラスト
の優れた鮮明な映像が得られた。また、オン・オフ応答
時間は300ｍ秒以下と短く、表示応答特性が優れている
ことが確認された。
おけるコントラスト比、即ち選択状態（暗）における反
射光の輝度と非選択状態（明）における反射光の輝度と
の比は、１：13以上と良好なものであり、コントラスト
の優れた鮮明な映像が得られた。また、オン・オフ応答
時間は300ｍ秒以下と短く、表示応答特性が優れている
ことが確認された。
【００６５】比較例１ 次に比較のために、液晶組成物としてネマティック液晶
「ZLI-2293」（メルク社製）に旋光性物質（カイラルネ
マティック液晶）「S-811」（メルク社製）を0.802重量
％添加したものを用いた他は、前記実施例と同様にして
液晶表示装置を構成した。
「ZLI-2293」（メルク社製）に旋光性物質（カイラルネ
マティック液晶）「S-811」（メルク社製）を0.802重量
％添加したものを用いた他は、前記実施例と同様にして
液晶表示装置を構成した。
【００６６】以上の構成の液晶表示装置においては、セ
ル厚（液晶層Ｃの厚さｄ）は7.0μm、液晶分子のねじれ
角αは前方から左まわり（反時計回り）に270°、自発
ねじれピッチＰSは11.6μm、規制ねじれピッチＰCは9.3
μm、パラメータ(ＰC−ＰS)／ＰCは−0.25であった。
ル厚（液晶層Ｃの厚さｄ）は7.0μm、液晶分子のねじれ
角αは前方から左まわり（反時計回り）に270°、自発
ねじれピッチＰSは11.6μm、規制ねじれピッチＰCは9.3
μm、パラメータ(ＰC−ＰS)／ＰCは−0.25であった。
【００６７】またこの液晶表示装置においては、双安定
効果を示すパラメータＢの値は0.04と大きく、1/200デ
ューティ比以上の高い次数の時分割駆動が困難であっ
た。また、この液晶表示装置を、実施例と同様にして1/
100デューティ比で時分割駆動方式により作動させ、そ
のコントラスト比及びオン・オフ表示応答時間を求めた
ところ、コントラスト比は１：11と大きいが、オン・オ
フ応答時間は数十秒のオーダと長く、実用に供し得なか
った。
効果を示すパラメータＢの値は0.04と大きく、1/200デ
ューティ比以上の高い次数の時分割駆動が困難であっ
た。また、この液晶表示装置を、実施例と同様にして1/
100デューティ比で時分割駆動方式により作動させ、そ
のコントラスト比及びオン・オフ表示応答時間を求めた
ところ、コントラスト比は１：11と大きいが、オン・オ
フ応答時間は数十秒のオーダと長く、実用に供し得なか
った。
【００６８】比較例２ 次に比較のために、液晶組成物としてネマティック液晶
「ZLI-2293」（メルク社製）に旋光性物質（カイラルネ
マティック液晶）「S-811」（メルク社製）を0.98重量
％添加したものを用いた他は、前記実施例と同様にして
液晶表示装置を構成した。
「ZLI-2293」（メルク社製）に旋光性物質（カイラルネ
マティック液晶）「S-811」（メルク社製）を0.98重量
％添加したものを用いた他は、前記実施例と同様にして
液晶表示装置を構成した。
【００６９】以上の構成の液晶表示装置においては、セ
ル厚（液晶層Ｃの厚さｄ）は7.0μｍ、液晶分子のねじ
れ角αは前方から左回り（反時計回り）に２６０°、自
発ねじれピッチＰSは9.7μm、規制ねじれピッチＰCは9.
7μm、パラメータ(ＰC−ＰS)／ＰCは０であった。
ル厚（液晶層Ｃの厚さｄ）は7.0μｍ、液晶分子のねじ
れ角αは前方から左回り（反時計回り）に２６０°、自
発ねじれピッチＰSは9.7μm、規制ねじれピッチＰCは9.
7μm、パラメータ(ＰC−ＰS)／ＰCは０であった。
【００７０】またこの液晶表示装置においては、双安定
効果を示すパラメータＢの値は0.01と小さいが、実施例
１と同様にして1/100デューティ比で時分割駆動方式に
より作動させ、そのコントラスト比及びオン・オフ表示
応答時間を求めたところ、コントラスト比は１：12、オ
ン・オフ表示応答時間は約600ｍ秒と長く、前記実施例
の場合に比して劣っていることが確認された。
効果を示すパラメータＢの値は0.01と小さいが、実施例
１と同様にして1/100デューティ比で時分割駆動方式に
より作動させ、そのコントラスト比及びオン・オフ表示
応答時間を求めたところ、コントラスト比は１：12、オ
ン・オフ表示応答時間は約600ｍ秒と長く、前記実施例
の場合に比して劣っていることが確認された。
【００７１】
【発明の効果】本発明によれば、双安定効果を抑制し、
高次の時分割駆動方式においても、コントラストが大き
くかつ表示応答速度が大きい液晶表示装置を提供するこ
とができる。
高次の時分割駆動方式においても、コントラストが大き
くかつ表示応答速度が大きい液晶表示装置を提供するこ
とができる。
【図１】本発明の概要を示す説明図。
【図２】自発ねじれピッチＰsを特定するための説明
図。
図。
【図３】パラメータ(Ｐc−Ｐs)／Ｐcと双安定効果を示
すパラメータＢ(ΔＶ／ＶUP)との関係を示すグラフ。
すパラメータＢ(ΔＶ／ＶUP)との関係を示すグラフ。
【図４】パラメータＢを特定するための説明図。
【図５】パラメータ(Ｐc−Ｐs)／Ｐcと表示応答特性を
示すパラメータＣ[(ｔON＋ｔOFF)／２]-1との関係を示
すグラフ。
示すパラメータＣ[(ｔON＋ｔOFF)／２]-1との関係を示
すグラフ。
【図６】本発明の１実施例の断面図。
１，２ 基板 11，21 支持板 ３ シール部 ４，５ 電極層 ６，７ 配向層 ９ 前方偏光素子 10 後方偏光素子 13 反射板 Ｃ 液晶層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−107020（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−28130（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−50812（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−38421（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−231523（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 各々配向層を有する一対の基板間に旋光
性物質を添加したネマティック液晶を含む液晶組成物を
配してなる液晶表示装置において、以下の条件（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）を満たすことを特徴とする液
晶表示装置。 （ａ） 前記一対の基板間に配される液晶組成物におけ
る液晶分子のねじれ角αが、以下の範囲にあること。 ２４０゜≦α≦３００゜ （ｂ）液晶分子の自発ねじれピッチＰｓと、配向層によ
り液晶分子の配列が強制的に規制されたときの液晶分子
の規制ねじれピッチＰｃとの間に、以下の関係式が成立
すること。 ０＜（Ｐｃ−Ｐｓ）／Ｐｃ＜０．３ （ｃ） 一対の基板のそれぞれの外側に配置される偏光
素子の偏光軸方向と各基板に接する液晶分子のダイレク
タ方向とがそれぞれなすずれ角β及びγが、以下の範囲
の何れかを満足すること。 ７０゜≦β＋γ≦１１０゜ −１１０゜≦β＋γ≦−７０゜ −２０゜≦β＋γ≦２０゜ （ｄ） 液晶組成物層の屈折率異方性Δｎと液晶組成物
層の厚さｄとの積Δｎ・ｄが以下の関係式を満たすこ
と。 ０．４＜Δｎ・ｄ＜１．５
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6258294A JP2567820B2 (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6258294A JP2567820B2 (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 液晶表示装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26708185A Division JPS62127714A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 液晶表示装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10651396A Division JPH08278478A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07168149A JPH07168149A (ja) | 1995-07-04 |
| JP2567820B2 true JP2567820B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=17318267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6258294A Expired - Lifetime JP2567820B2 (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2567820B2 (ja) |
-
1994
- 1994-10-24 JP JP6258294A patent/JP2567820B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07168149A (ja) | 1995-07-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |