JPH04191819A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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- JPH04191819A JPH04191819A JP32376990A JP32376990A JPH04191819A JP H04191819 A JPH04191819 A JP H04191819A JP 32376990 A JP32376990 A JP 32376990A JP 32376990 A JP32376990 A JP 32376990A JP H04191819 A JPH04191819 A JP H04191819A
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- Liquid Crystal (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
ＳＴＮ型液晶表示素子に関し、
ＳＴＮ型液晶表示素子の応答特性を改善することを目的
とし、 旋光性物質が添加されたネマティック液晶を、対向配置
された透明基板間に封入した液晶表示素子であって、液
晶分子のねしれ角を２１ｏ°以上、２６０°以下の範囲
とし、液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層の厚みｄとの積
Δｎｘｄを０．５６μｍ以上、０．９μｍ以下とし、少
なくとも液晶層の厚さｄを２．５μｍ以上、４．０μｍ
以下とするように構成する。
とし、 旋光性物質が添加されたネマティック液晶を、対向配置
された透明基板間に封入した液晶表示素子であって、液
晶分子のねしれ角を２１ｏ°以上、２６０°以下の範囲
とし、液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層の厚みｄとの積
Δｎｘｄを０．５６μｍ以上、０．９μｍ以下とし、少
なくとも液晶層の厚さｄを２．５μｍ以上、４．０μｍ
以下とするように構成する。
本発明は、ＳＴＮ型液晶表示素子に関する。
（従来の技術〕
腕時計、電卓、ワードプロセッサ等のデイスプレィとし
て、液晶分子がほぼ９０’ねじれたＴＮ（ｔｗｊｓｔｅ
ｄ ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶表示素子が広く利用されて
いる。これらの機器に使用されるデイスプレィは大型化
の傾向があり、それとともに高時分割駆動が可能な液晶
表示素子が要望されている。
て、液晶分子がほぼ９０’ねじれたＴＮ（ｔｗｊｓｔｅ
ｄ ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶表示素子が広く利用されて
いる。これらの機器に使用されるデイスプレィは大型化
の傾向があり、それとともに高時分割駆動が可能な液晶
表示素子が要望されている。
ところが、ＴＮ型液晶表示素子では、駆動の牙の時分割
数の増加に伴い、コントラスト及び視角特性が低下する
という問題があった。
数の増加に伴い、コントラスト及び視角特性が低下する
という問題があった。
そこで、液晶分子のねじれ角をほぼ１８０°から２７０
＃とし、高時分割駆動を可能としたＳＴＮ型液晶表示素
子が実用化された。
＃とし、高時分割駆動を可能としたＳＴＮ型液晶表示素
子が実用化された。
しかしながら、ＳＴＮ型液晶表示素子では、液晶分子に
大きなねじれ角を与える為に、例えば数％の旋光性物質
を液晶材料に添加している。この為、液晶材料の粘性が
高くなり、応答速度が遅くなって動画の表示が困難とな
っていた。特に、低温域（例えば−１０″Ｃ）では、液
晶の点滅表示を確認することが困難になるほど応答特性
が悪くなっていた。
大きなねじれ角を与える為に、例えば数％の旋光性物質
を液晶材料に添加している。この為、液晶材料の粘性が
高くなり、応答速度が遅くなって動画の表示が困難とな
っていた。特に、低温域（例えば−１０″Ｃ）では、液
晶の点滅表示を確認することが困難になるほど応答特性
が悪くなっていた。
本発明は、ＳＴＮ型液晶表示素子の応答特性を・ 改
善することを目的とする。
善することを目的とする。
■
〔課題を解決するための手段〕
本発明の液晶表示素子では、液晶分子のねじれ角を２１
０°以上、２６０°以下の範囲とし、液晶の屈折率異方
性Δｎと液晶層の厚さｄとの積Δｎ×ｄを、０．５６μ
ｍ以上、０．９０μｍ以下とし、液晶層の厚さｄを、２
．５μｍ以上、４，０μｍ以下としている。
０°以上、２６０°以下の範囲とし、液晶の屈折率異方
性Δｎと液晶層の厚さｄとの積Δｎ×ｄを、０．５６μ
ｍ以上、０．９０μｍ以下とし、液晶層の厚さｄを、２
．５μｍ以上、４，０μｍ以下としている。
本発明では、屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎ
Ｘｄを、０．５６μｍ以上、０．９０．ｃｚｍ以下とし
、さらに、例えばｄ／Ｐ値（Ｐ：液晶のらせんピッチ）
を０．５８から０．７３の範囲とすることにより、応答
速度が速く、かつ高コントラストの液晶表示素子を寞現
できる。
Ｘｄを、０．５６μｍ以上、０．９０．ｃｚｍ以下とし
、さらに、例えばｄ／Ｐ値（Ｐ：液晶のらせんピッチ）
を０．５８から０．７３の範囲とすることにより、応答
速度が速く、かつ高コントラストの液晶表示素子を寞現
できる。
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
第１図は、本発明の一実施例のＳＴＮ型液晶表示素子の
模式断面図である。
模式断面図である。
同図において、２枚のガラス基板１１．１２の対向面に
は、それぞれ透明電極１３．１４と、配向膜１５．１６
が形成されている。２枚のガラス基板１１．１２間には
、正の誘電率異方性を持つネマティック液晶（例えば、
Ｂｐｈ系液晶）に旋光性物質を数％添加した液晶材が封
入されており、旋光性物質を添加することにより液晶分
子１７に所定のらせんピッチが与えられている。
は、それぞれ透明電極１３．１４と、配向膜１５．１６
が形成されている。２枚のガラス基板１１．１２間には
、正の誘電率異方性を持つネマティック液晶（例えば、
Ｂｐｈ系液晶）に旋光性物質を数％添加した液晶材が封
入されており、旋光性物質を添加することにより液晶分
子１７に所定のらせんピッチが与えられている。
配向Ｗｊ！１５．１６はポリイミド、ポリアミド等の材
料からなり、印刷あるいはスピナーにより５００人〜１
０００人の膜厚に形成されている。配向膜１５．１６の
表面は、布等のロールによりラビング処理が施され、２
枚のガラス基板間で液晶分子１７が所定角度（例えば、
２４０°）ねじれるようになっている。
料からなり、印刷あるいはスピナーにより５００人〜１
０００人の膜厚に形成されている。配向膜１５．１６の
表面は、布等のロールによりラビング処理が施され、２
枚のガラス基板間で液晶分子１７が所定角度（例えば、
２４０°）ねじれるようになっている。
また、下側のガラス基板１２の透明電極１４上には、５
ｆＯ２を真空蒸着等により１０００人の厚さに形成した
絶縁膜１８が設けられている。
ｆＯ２を真空蒸着等により１０００人の厚さに形成した
絶縁膜１８が設けられている。
さらに、ガラス基板１１．１２の外面には、偏光１１９
．２０が設けられている。
．２０が設けられている。
一般に、液晶の応答特性、すなわち立ち上がり時間Ｔ７
と立ち下がり時間Ｔ６は、次式で表せる。
と立ち下がり時間Ｔ６は、次式で表せる。
Ｔ１；４πηｄ２／（ε。ΔεＶ２−４π２ｋ）Ｔａ＝
ηｄ２／（π２ ｋ） （η：粘度、ｄ：液晶層の厚み、ｋ：弾性定数比、Δε
：誘電率異方性、ε０ ：真空誘電率、■：印加電圧） 上記の式からηｄ２を小さくすれば液晶の応答特性を改
善できることが分かる。従って、液晶の粘度ηを固定し
たときには、液晶層の厚みｄを薄くすれば応答特性を改
善できることになる。
ηｄ２／（π２ ｋ） （η：粘度、ｄ：液晶層の厚み、ｋ：弾性定数比、Δε
：誘電率異方性、ε０ ：真空誘電率、■：印加電圧） 上記の式からηｄ２を小さくすれば液晶の応答特性を改
善できることが分かる。従って、液晶の粘度ηを固定し
たときには、液晶層の厚みｄを薄くすれば応答特性を改
善できることになる。
ところで、液晶のらせんピッチをＰとすると、液晶層の
厚さｄとらセんピッチＰとの除、ｄ／Ｐ値と配向欠陥と
の間には一定の相関があり、ｄＺＰ値が約０．５８以下
では配向欠陥として逆ツイストが発生し、ｄ／Ｐ値が約
０．７３以上では配向欠陥としてストライブドメインが
発生することが実験により確認できた。従って、ｄ ／
Ｐ （＋￥は、０．５８から０．７３の範囲に設定す
ることが好ましい。
厚さｄとらセんピッチＰとの除、ｄ／Ｐ値と配向欠陥と
の間には一定の相関があり、ｄＺＰ値が約０．５８以下
では配向欠陥として逆ツイストが発生し、ｄ／Ｐ値が約
０．７３以上では配向欠陥としてストライブドメインが
発生することが実験により確認できた。従って、ｄ ／
Ｐ （＋￥は、０．５８から０．７３の範囲に設定す
ることが好ましい。
また、上記のｄ ／ Ｐ 価と液晶分子のねじれ角等と
の間には、次式で示す関係があることが分かった。
の間には、次式で示す関係があることが分かった。
ｄ ／ Ｐ ＝ ８ ／３６０ Ｘ （１−２α／９０
＋β）（液晶分子のねじれ角： θ、液晶のチルト角：
α、β：液晶材の組成、添加する旋光性物質の量などで
決まる価） 例えば、所定量の旋光性物質を液晶に添加し、液晶分子
のねじれ角を２４０°とした場合のｄ／Ｐ値を上記の式
から求めると、ｄ／Ｐは約０．６３となる。
＋β）（液晶分子のねじれ角： θ、液晶のチルト角：
α、β：液晶材の組成、添加する旋光性物質の量などで
決まる価） 例えば、所定量の旋光性物質を液晶に添加し、液晶分子
のねじれ角を２４０°とした場合のｄ／Ｐ値を上記の式
から求めると、ｄ／Ｐは約０．６３となる。
以上のことを前提にして、液晶層の厚みｄを変化させた
サンプルを作成して、それらのサンプルの応答特性及び
コントラストの評価を行った。なお、サンプルの液晶材
料としてビフェニル系液晶を用いた。
サンプルを作成して、それらのサンプルの応答特性及び
コントラストの評価を行った。なお、サンプルの液晶材
料としてビフェニル系液晶を用いた。
第２図は、液晶のねじれ角を２４０″、Δｎ＝０゜２２
５とし、液晶層の厚みｄを１．９μｍから７．０μｍに
変化させた６個のサンプルの特性を示す図表である。各
サンプルは、旋光性物質の添加量等を制御して、ｄ／Ｐ
値をほぼ０．６３に設定している。
５とし、液晶層の厚みｄを１．９μｍから７．０μｍに
変化させた６個のサンプルの特性を示す図表である。各
サンプルは、旋光性物質の添加量等を制御して、ｄ／Ｐ
値をほぼ０．６３に設定している。
また、第３図は、周囲温度−１０°Ｃ１１０°Ｃ１３０
°Ｃ１５０°Ｃのもとで、第２図に示す６個のサンプル
を同一条件で駆動させたときの液晶の立ち上がり時間Ｔ
１と立ち下がり時間Ｔ４との平均値（Ｔｒ ＋Ｔａ ）
／２と、コントラスト及び色調の評価結果を示す図表で
ある。
°Ｃ１５０°Ｃのもとで、第２図に示す６個のサンプル
を同一条件で駆動させたときの液晶の立ち上がり時間Ｔ
１と立ち下がり時間Ｔ４との平均値（Ｔｒ ＋Ｔａ ）
／２と、コントラスト及び色調の評価結果を示す図表で
ある。
第３図に示すように、サンプル２．３．４は、応答特性
及びコントラストの点で実用レベルにあるが、サンプル
１は応答特性では優れているが、コントラスト及び色調
の点で実用レベルに達しない。また、サンプル５及び６
は、応答特性の点で問題があり、またコントラストも不
充分である。
及びコントラストの点で実用レベルにあるが、サンプル
１は応答特性では優れているが、コントラスト及び色調
の点で実用レベルに達しない。また、サンプル５及び６
は、応答特性の点で問題があり、またコントラストも不
充分である。
以上の実験結果から、液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層
の厚さｄとの積ΔｎＸｄを、０．５６μｍ以上、０．９
０μｍ以下の範囲で、液晶層厚２．５μｍ〜４．０μｍ
の範囲で、応答性が速く、かつ高コントラストの液晶を
実現できることが分かる。
の厚さｄとの積ΔｎＸｄを、０．５６μｍ以上、０．９
０μｍ以下の範囲で、液晶層厚２．５μｍ〜４．０μｍ
の範囲で、応答性が速く、かつ高コントラストの液晶を
実現できることが分かる。
また、第４図は、周囲温度−１０°Ｃのもとで、１〜６
のサンプルの液晶のねじれ角を１８０°から２７０°ま
で変化させたときの２、峻度及び応答特性の一例を示す
図である。
のサンプルの液晶のねじれ角を１８０°から２７０°ま
で変化させたときの２、峻度及び応答特性の一例を示す
図である。
第４図において、２、峻度Ｔは、液晶をオンからオフに
切り換えたときに、コントラスト比が飽和値の７０％と
なるときの印加電圧をＶ３Ｏ、飽和値の３０％となると
きの印加電圧をＶ２Ｏとしたときに、両者の比ｖフ◎／
Ｖ ３０により定義されている。
切り換えたときに、コントラスト比が飽和値の７０％と
なるときの印加電圧をＶ３Ｏ、飽和値の３０％となると
きの印加電圧をＶ２Ｏとしたときに、両者の比ｖフ◎／
Ｖ ３０により定義されている。
−１０°Ｃにおいて液晶の点滅表示が確認できる液晶の
応答速度の上限値は、はぼ３００Ｉｍｓであるので、応
答速度が４００ＩＩｓ以上となる液晶分子のねじれ角が
２７０°以上の液晶は実用に適さず、ねじれ角２６０°
以下のサンプルが、応答速度の点では使用可能である。
応答速度の上限値は、はぼ３００Ｉｍｓであるので、応
答速度が４００ＩＩｓ以上となる液晶分子のねじれ角が
２７０°以上の液晶は実用に適さず、ねじれ角２６０°
以下のサンプルが、応答速度の点では使用可能である。
一方、液晶のコントラストに関わる急峻度Ｔに関しては
、液晶分子のねじれ角がほぼ２１０°未満では急峻度が
悪く、コントラストの点で実用に適しない。
、液晶分子のねじれ角がほぼ２１０°未満では急峻度が
悪く、コントラストの点で実用に適しない。
従って、応答特性とコントラストの２つの条件を満足す
る液晶分子のねじれ角は、２１ｏ°以上、２６０’以下
である。
る液晶分子のねじれ角は、２１ｏ°以上、２６０’以下
である。
以上の実験結果から、液晶層の厚さ２．５μｍ以上から
４．０μｍ以下の範囲で、液晶分子のねじれ角２１０＠
から２６０″′の範囲で、応答速度が速く、かつコント
ラストの高い液晶を実現できる。
４．０μｍ以下の範囲で、液晶分子のねじれ角２１０＠
から２６０″′の範囲で、応答速度が速く、かつコント
ラストの高い液晶を実現できる。
第５図は、本発明による液晶層厚３．５μｍの液晶表示
素子と、従来の液晶層厚７．０μｍのＳＴＮ型液晶表示
素子の特性を示す図である。
素子と、従来の液晶層厚７．０μｍのＳＴＮ型液晶表示
素子の特性を示す図である。
第５図に示すように、本発明による液晶表示素子の立ち
上がり時間Ｔ、（例えば、−１０°Ｃにおい７１０１
Ｉｔｓ）は、従来のＳＴＮ型液晶の立ち上がり時間（例
えば、−１０°Ｃにおいて５２５６）の約２０％となっ
ている。また、立ち下がり時間Ｔ−は、従来のＳＴＮ型
液晶の立ち下がり時間の約８．４％となっており、液晶
の応答速度が大幅に改善されている。
上がり時間Ｔ、（例えば、−１０°Ｃにおい７１０１
Ｉｔｓ）は、従来のＳＴＮ型液晶の立ち上がり時間（例
えば、−１０°Ｃにおいて５２５６）の約２０％となっ
ている。また、立ち下がり時間Ｔ−は、従来のＳＴＮ型
液晶の立ち下がり時間の約８．４％となっており、液晶
の応答速度が大幅に改善されている。
また、急峻度に関しては、第５図では本発明による液晶
表示素子の急峻度が、従来のＳＴＮ型液晶に比べ若干悪
くなっているが、コントラストは従来の液晶と同レベル
であった。
表示素子の急峻度が、従来のＳＴＮ型液晶に比べ若干悪
くなっているが、コントラストは従来の液晶と同レベル
であった。
従って、本発明による液晶表示素子により、液晶層厚が
薄く、かつ高コントラストの液晶表示素子得られること
が分かった。
薄く、かつ高コントラストの液晶表示素子得られること
が分かった。
本発明によれば、液晶分子のねじれ角を２１０゜〜２６
０°の範囲で、液晶層を２．５〜４．０μｍとして液晶
の応答速度を速め、しかも高いコントラスを持つ液晶表
示素子を実現できる。
０°の範囲で、液晶層を２．５〜４．０μｍとして液晶
の応答速度を速め、しかも高いコントラスを持つ液晶表
示素子を実現できる。
第１図は、本発明の実施例の液晶表示素子の模式断面図
、 第２図は、サンプルの特性を示す図表、第３図は、周囲
温度を変化させたときの各サンプルの評価結果を示す図
表、 第４図は、泡、峻度及び応答特性と液晶分子のねじれ角
との関係を示す図、 第５図は、本発明による液晶表示素子と従来のＳＴＮ型
液晶表示素子との特性の比較図である。 １１．１２・・・ガラス基板、 １７・・・液晶分子。 特許出願人 冨士通機電株式会社
、 第２図は、サンプルの特性を示す図表、第３図は、周囲
温度を変化させたときの各サンプルの評価結果を示す図
表、 第４図は、泡、峻度及び応答特性と液晶分子のねじれ角
との関係を示す図、 第５図は、本発明による液晶表示素子と従来のＳＴＮ型
液晶表示素子との特性の比較図である。 １１．１２・・・ガラス基板、 １７・・・液晶分子。 特許出願人 冨士通機電株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）旋光性物質が添加されたネマティック液晶を、対向
配置された透明基板間に封入した液晶表示素子であって
、 液晶分子のねじれ角を２１０°以上、２６０°以下の範
囲とし、 液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層の厚みｄとの積Δｎ×
ｄを０．５６μｍ以上、０．９μｍ以下とし、少なくと
も液晶層の厚さｄを２．５μｍ以上、４．０μｍ以下と
したことを特徴とする液晶表示素子。 ２）液晶層の厚さｄと液晶のらせんピッチＰとの除ｄ／
Ｐを、０．５８以上、０．７３以下としたことを特徴と
する請求項１記載の液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2323769A JP3006083B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2323769A JP3006083B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 液晶表示素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04191819A true JPH04191819A (ja) | 1992-07-10 |
| JP3006083B2 JP3006083B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=18158423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2323769A Expired - Fee Related JP3006083B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3006083B2 (ja) |
Citations (9)
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|---|---|---|---|---|
| JPS63274927A (ja) * | 1987-05-07 | 1988-11-11 | Asahi Glass Co Ltd | 液晶表示素子 |
| JPS63274925A (ja) * | 1987-05-07 | 1988-11-11 | Asahi Glass Co Ltd | 液晶表示素子 |
| JPS63274923A (ja) * | 1987-05-07 | 1988-11-11 | Asahi Glass Co Ltd | 液晶表示素子 |
| JPS63274924A (ja) * | 1987-05-07 | 1988-11-11 | Asahi Glass Co Ltd | 液晶表示素子 |
| JPS63274926A (ja) * | 1987-05-07 | 1988-11-11 | Asahi Glass Co Ltd | 液晶表示素子 |
| JPS6433522A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-03 | Sharp Kk | Twisted nematic type liquid crystal display device |
| JPS6437537A (en) * | 1987-08-03 | 1989-02-08 | Sharp Kk | Liquid crystal display element |
| JPH0289475U (ja) * | 1988-12-27 | 1990-07-16 | ||
| JPH02207217A (ja) * | 1989-02-07 | 1990-08-16 | Fujitsu Ltd | 液晶パネル |
-
1990
- 1990-11-27 JP JP2323769A patent/JP3006083B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3006083B2 (ja) | 2000-02-07 |
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