JPH0130129B2 - - Google Patents

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JPH0130129B2
JPH0130129B2 JP13052978A JP13052978A JPH0130129B2 JP H0130129 B2 JPH0130129 B2 JP H0130129B2 JP 13052978 A JP13052978 A JP 13052978A JP 13052978 A JP13052978 A JP 13052978A JP H0130129 B2 JPH0130129 B2 JP H0130129B2
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JP
Japan
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liquid crystal
twist
optically active
added
voltage
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JP13052978A
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English (en)
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JPS5557820A (en
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Hiroshige Tanaka
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液晶表示装置、特に液晶分子を一定方
向に配向させる処理をほどこした2枚のガラス基
板間に正の誘電異方性を有する液晶を封入したね
じれ形液晶表示装置に関するものである。
ねじれ形液晶表示素子は、現在腕時計、置時
計、電卓などの表示部に利用されている。その駆
動方法としては、スタテイツク駆動法およびダイ
ナミツク駆動法とがあり、後者の場合、動作電圧
範囲に規制がある。例として電卓用に一般に用い
られる1/3バイアス1/3デユーテイーの場合につい
て考える。
第1図において、aは液晶表示装置の電気光学
特性の測定系で、1は反射形液晶表示装置、2は
白色光源、3は輝度計である。素子面とx−y平
面とは同一平面上にあり、測定点と輝度計とを結
ぶ直線とz軸とのなす角をφとする。同図bは液
晶素子を駆動するときの駆動波形の一例である。
ここでは1/3バイアス1/3デユーテイーの波形の一
例を示した。選択点の波形は点灯セグメントに印
加する波形、非選択点の波形は非点灯セグメント
に印加する波形である。同図cはbの駆動波形に
より同図aの測定系にて測定したときの電圧−輝
度特性である。Vth1は液晶に電圧を印加したと
きの選択点(選択セグメント)が点灯しはじめる
電圧で、0℃、φ=10゜で選択波形を印加したと
き初期の輝度(透過率)の90%の電圧を示す。
Vsat1は液晶に電圧印加したとき選択点が十分確
認できる電圧で、透過率50%の電圧を示す。
Vth2は液晶に電圧を印加したとき非選択点(非
選択セグメント)が点灯しはじめる電圧で、40
℃、φ=40゜で非選択波形印加したとき透過率90
%の電圧を示し、Vth′2は40℃、φ=10°で非選択
波形を印加したとき透過率90%の電圧をそれぞれ
示す。
電源電圧Voの変動範囲は Vsat1≦Vo+△Vo≦Vth2 となる。ここで、△Voは電源電圧変動許容範囲
を示し、一般に△Voの大きな液晶表示素子ほど
電圧変動に対して余裕があり、素子製作の上でも
好ましい。ここでγ、△φを次のように定義す
る。
γ=Vsat1/Vth1、△φ=△Vth2/Vth2′ △Voはγおよび△φが1に近いほど大きくな
り、電源電圧変動許容範囲が広くなる。
第2図はねじれ形液晶表示素子ねじれ方向とそ
れに添加する光学活性体の個有ピツチの回転方向
と一致させた場合、光学活性体の添加量とγ、△
φとの関係示したものである。同図から光学活性
体が多くなる程、γ、△φが悪くなることがわか
る。光学活性体はγ、△φを低下させると同時に
液晶のしきい値電圧Vthを上昇させる働きがあ
る。
本発明は上記光学活性体の性質を逆に利用して
γ、△φ特性を改良した液晶表示装置を提供する
ことを目的とする。
すなわち光学活性体の個有ピツチの回転方向と
液晶素子のねじれ方向を逆方向にするものであ
る。この場合光学活性体の個有ピツチをPo、液
晶のツイストピツチをPL、液晶層の厚みをdと
すると、 2π(d/Po+d/PL)<π/2 を満足しなければならない。上式左辺で2π×
d/Poは光学活性体の液晶層厚dにおけるねじ
れ角、2π×d/PLは液晶のねじれ角(=ラビン
グ角)である。これらの和がπ/2以上となると
配向不連続線が生じる恐れがある。
ここで従来用いられてきた光学活性体の働きに
ついて説明する。第3図は液晶表示素子の断面図
を示し、上板ガラス基板10と下板ガラス基板1
1とは約10μm隙間を保ち、この隙間に液晶12
を封入して両基板10,11周りを封着剤13で
封着してなる。14は上板偏光板、15は下板偏
光板、16は反射板である。このような液晶素子
において、第4図のように上板液晶分子配向方向
Aと下板液晶分子配向方向Bのねじれ角を90゜と
なるように配向させた場合、液晶分子のねじれ方
向Cは右回りおよび左回りの2種類存在し、液晶
素子のコントラストのむらを生じさせる。このむ
らを解消する方法としては、特開昭51−110350号
公報の第2頁左上欄第19行〜右上欄第4行に記載
の『対向する2枚の電極板に施される配向処理方
向の示すねじれ方向と逆方向にねじれた分子配列
構造コレステリツク液晶を混入することによつて
上記欠点(不規則な表示むら)を除去し、配向が
一様でしかも応答速度が早く、低電圧で作動可能
なねじれ配向型液晶表示装置』が提案されてい
る。ここでいう配向処理方向の示すねじれ方向と
は、上部電極面がその底面において縦方向下から
上へY軸方向への配向処理がなされ、下部の電極
面がその上面において横方向左から右へX軸方向
に配向処理がなされているとき右ねじれ方向の配
向処理(上記公報第1頁右下欄第8行〜第13行)
とし、上部電極板の電極面は左から右へX軸方向
に、下部電極板の電極面は下から上へY軸方向に
配向処理を施す場合を左ねじれ方向の配向処理
(上記公報第2頁右下欄第5行〜第11行)と定義
している。そして対向する2枚の電極基板に施さ
れる配向処理方向が「右ねじれ方向」あるいは
「左ねじれ方向」のいずれであつても、これら電
極基板間間隙に充填される液晶のねじれ方向は一
義的に定まらないので、ネマチツク液晶にコレス
テリツク液晶を混入しそのコレステリツク液晶の
ねじれ分子構造により誘導される方向にネマチツ
ク液晶を一様にねじることを提案している。
添加材料として を用いた場合のその添加量とピツチの関係を第5
図に示す。従つてこの添加材料を0.25重量%液晶
に添加すると、10μmで約10゜の個有のねじれ角を
有するため、弾性エネルギーの面からは実質的
80゜のねじれ角としたものと同様となる。これら
の関係を第6図に示す。
本発明における、液晶分子を配向させるための
配向処理の方向と液晶分子のねじれ回転方向との
関係を説明する。
特開昭50−143557号公報第5欄第42行〜第6欄
第8行に詳細に説明されている様に、逆チツプ
(reverse tip)を避けるために、配向処理方向が
「右手系旋回方向」なら液晶分子は逆に「左手系
旋回方向」に配列されなければならない。すなわ
ち上、下板ガラス基板の配向処理方向が定まる
と、これに組合せて使える液晶分子のねじれ方向
も一義的に定まる。
しかし液晶分子のねじれ角が90゜の場合は、左
手系旋回、右手糸旋回のいずれのねじれ弾性エネ
ルギーも等しいため、双方の旋回が発生してしま
うので、所定のねじれ方向のみを得るためには光
学活性体材料を液晶層に添加する必要がある。
本発明においては、配向処理方向の交叉角を
90゜未満としているため、左手系旋回と右手系旋
回のねじれ弾性エネルギーとは互いに異なること
になり、液晶分子はねじれ弾性エネルギーの小さ
い90゜未満の方のねじれのみとなる(光学活性材
料を添加しなくとも)(特開昭51−110353号公報
参照)。
第6図において、bは 約0.25重量%添加した場合であり、aは添加しな
い場合である。普通正の誘電異方性をもつたネマ
チツク液晶に を約0.25重量%添加すると、個有ピツチは約
320μmとなり、10μmにて約10゜個有ねじれを示
す。したがつて、弾性エネルギーと液晶のねじれ
角との関係はa図ではねじれ角0゜に関して対称で
あり、b図ではねじれ角10゜に関して対称となる。
第7図においては、液晶分子のねじれ方向Cを
添加材料 が誘導するねじれ方向とは逆にとつた場合を示
し、aは上記材料を添加しない場合、bは添加し
た場合を示す。
第7図aの弾性エネルギーは第6図aのねじれ
角−80゜の場合に相当し、第7図bにおいては、
70゜ねじられることにより液晶層に貯えられた弾
性エネルギーはこのねじれを解こうとする方向に
働き、また10゜の固有ねじれを与える光学活性体
による弾性エネルギーも同じく前記70゜のねじれ
を解く方向に働くので、弾性エネルギーの総和は
(液晶分子が70゜ねじられたことによる弾性エネル
ギー)+(光学活性材料による10゜の固有ねじれに
よる弾性エネルギー)となり、第6図bのねじれ
角−70゜の場合に相当する。したがつて同一エネ
ルギーである。またaよりもbの方が優れている
理由は第2図に示したように光学活性体の個有ね
じれ方向Dを液晶分子のねじれ方向Cと順方向に
した場合、添加量を増加させるにつれてγ、△φ
とも悪くなる。すなわち順方向の場合には添加量
0%が最も良い。一方、逆方向にした場合は、第
2図において光学活性体の添加量を負にした場合
に相当するので、光学活性体の添加量を増加させ
ることによりγ、△φとも良くなるためである。
なお光学活性体は などのカイラルネマチツク液晶の他コレステリツ
ク液晶がある。
以上の説明から明らかな如く、本発明によれ
ば、γおよび△φが改善され、特性的に優れた液
晶表示素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図aは液晶表示装置の電気光学活性の測定
系を示す説明図、第1図bは駆動波形図、第1図
cは電圧−輝度特性図、第2図は光学活性体添加
量とγ、△φとの関係を示す図、第3図は液晶表
示素子の断面図、第4図は液晶分子のねじれ方向
を示す説明図、第5図は光学活性体添加量とピツ
チの関係を示す図、第6図はねじれ方向と弾性エ
ネルギーの関係を示し、aは光学活性体を添加し
ない場合の特性図、bは光学活性体を添加した場
合の特性図、第7図は液晶分子のねじれ方向を示
し、aは光学活性体を添加しない場合の特性図、
bは光学活性体を添加した場合の特性図である。 10……上板ガラス基板、11……下板ガラス
基板、12……液晶、A……上板液晶分子配向方
向、B……下板液晶分子配向方向、C……ねじれ
方向、D……光学活性体ねじれ方向。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 液晶分子を配向させるための配向処理の方向
    の交叉角を90゜未満とした2枚のガラス基板間に、
    該基板に垂直な方向にねじれ構造をなす正の誘電
    異方性を示すネマチツク液晶を備える液晶表示装
    置において、配向処理方向によつて定まる上記ね
    じれ構造の回転方向とは逆方向の固有回転方向を
    有する光学活性材料を上記ネマチツク液晶中に添
    加して、上記液晶分子の回転方向と前記配向処理
    によつて定まるねじれ構造の回転方向とを同じに
    することを特徴とする液晶表示装置。
JP13052978A 1978-10-25 1978-10-25 Liquid crystal display device Granted JPS5557820A (en)

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JP13052978A JPS5557820A (en) 1978-10-25 1978-10-25 Liquid crystal display device

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JP13052978A JPS5557820A (en) 1978-10-25 1978-10-25 Liquid crystal display device

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Publication Number Publication Date
JPS5557820A JPS5557820A (en) 1980-04-30
JPH0130129B2 true JPH0130129B2 (ja) 1989-06-16

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JP13052978A Granted JPS5557820A (en) 1978-10-25 1978-10-25 Liquid crystal display device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5810721A (ja) * 1981-07-14 1983-01-21 Dainippon Printing Co Ltd 液晶表示素子
JP2755576B2 (ja) * 1987-05-26 1998-05-20 三洋電機株式会社 液晶表示器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51110350A (ja) * 1975-03-24 1976-09-29 Seikosha Kk Ekishohyojisochi

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS51110350A (ja) * 1975-03-24 1976-09-29 Seikosha Kk Ekishohyojisochi

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