JPH04306293A

JPH04306293A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH04306293A
Application number: JP7139691A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamamoto; 武志山本; Kiyoshi Shobara; 潔庄原; Akio Murayama; 昭夫村山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-04-04
Filing date: 1991-04-04
Publication date: 1992-10-29

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】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、電気的に制御された液
晶表示素子に係わり、特にその液晶混合物の組成に関す
る。

【０００３】

【従来の技術】近年、液晶表示素子の市場拡大に伴い、
表示画面の大型化、高精細化、さらに中間調表示化など
の要求が高まってきている。これらの要求に応えるため
、単純マトリクス形液晶表示素子においてもさまざまな
要素技術の開発が進められている。高精細化のためには
より高いデューティー比での駆動が必要となり、今後は
１／４００デューティー以上の駆動が必要とされるよう
になりつつある。一方、高いデューティー比でも十分な
コントラストを得るためには、液晶表示素子の電気光学
特性である印加電圧−透過率特性において、透過光強度
の印加電圧依存性をより急峻にしなければならない。

【０００４】一般に、急峻度を向上させるには駆動法の
改良、液晶分子のねじれ角の拡大、液晶材料自身の急峻
度の向上などの方法があるが、工業的には液晶材料自身
の急峻度を向上させるのが最も容易である。そのため、
液晶材料自身の急峻度を向上させる液晶材料の開発が進
められている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】液晶材料自身の急峻度
は、強い正の誘電異方性を有する組成物により左右され
、これらを適当に混合することにより急峻度を向上させ
ることができる。

【０００６】しかし、それと同時に表示の品位を低下さ
せる新たな問題が生じてくる。この問題の一つに液晶表
示素子を長時間点灯させた場合に起こる焼付き不良現象
がある。これは長時間表示していた画面が、画面を切替
えた後も不完全な形で残る現象である。このため、特に
中間調表示を行った場合、表示画面の視認性を著しく低
下させるなどの問題があった。

【０００７】本発明は、液晶材料自身の急峻度を向上さ
せると共に、液晶表示素子を長時間点灯させた場合にも
焼付き不良現象が起こらない液晶組成物を有する液晶表
示素子を提供することを目的とする。

【０００８】［発明の構成］

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる液晶表示
素子は、電極及び分子配向膜が形成された少なくとも一
方が透明な一対の基板を平行配置し、これら基板間に液
晶組成物を封入してなる液晶表示素子において、前記液
晶組成物が、一般式：

【００１０】

【化４】……（Ｉ）

【００１１】（式中、ＡおよびＢは、

【００１２】

【化５】

【００１３】を示し、Ｘは、

【００１４】

【化６】

【００１５】を示す。また、Ｒは炭素数が１〜１０のア
ルキル基またはアルコキシ基を示し、ｍおよびｎは（ｍ
，ｎ）が（０，２）、（１，１）、（１，２）、（２，
０）、（２，１）、（２，２）であり、ｐが０もしくは
１である。）で表される少なくとも１種の化合物を５重
量％以上５０重量％以下の範囲で含有していることを特
徴としている。

【００１６】（Ｉ）式で表される少なくとも１種の化合
物を含む液晶組成物において、ＡおよびＢとして例示さ
れた、

【００１７】

【化７】

【００１８】は、

【００１９】

【化８】

【００２０】を意味し、

【００２１】

【化９】

【００２２】は、

【００２３】

【化１０】

【００２４】を意味する。

【００２５】また、（Ｉ）式において、Ｒで例示される
炭素数が１〜１０のアルキル基またはアルコキシ基は、
置換基を有していても、有していなくてもよい。

【００２６】また、（Ｉ）式において、ｍおよびｎの組
み合わせを（０，２）、（１，１）、（１，２）、（２
，０）、（２，１）、（２，２）とし、ｐを０もしくは
１としたのは、液晶組成物の粘度が上がること等を防ぐ
ためである。

【００２７】本発明に係わる液晶組成物において、（Ｉ
）式で表される少なくとも１種の化合物を含む範囲を５
重量％以上５０重量％以下としたのは、以下の理由によ
る。５重量％未満であると、しきい値電圧を低くするこ
とができなく、また急峻度が向上しない。

【００２８】一方、５０重量％をこえると、（Ｉ）式で
表される少なくとも１種の化合物は電圧印加時に配向膜
に吸着する性質があるため、液晶表示素子を長時間点灯
させた場合、焼付き不良現象が目立つようになり、液晶
表示素子としての特性が悪化する。

【００２９】本発明に係わる液晶組成物において、（Ｉ
）式で表される少なくとも１種の化合物と共に使用され
る他の化合物は、ツイスティッド・ネマティック形液晶
表示素子に通常用いられるもので、シアノ基を有しない
ものである。例えば、安息香酸フェニルエステル系、シ
クロヘキサンカルボン酸フェニルエステル系、フェニル
シクロヘキサン系等が使用できる。

【００３０】また、必要に応じて、少量のカイラル剤等
の添加剤も使用できる。

【００３１】本発明に係わる液晶組成物は、ツイスティ
ッド・ネマティック形液晶表示素子に使用でき、特に、
スーパー・ツイスティッド・ネマティック形液晶表示素
子に使用した場合、しきい値特性の急峻度が向上し、多
桁マルチプレクス駆動においても高コントラスト表示が
実現できる。

【００３２】スーパー・ツイスティッド・ネマティック
形液晶表示素子に使用する場合、本発明に係わる液晶組
成物は、少なくとも一方が透明な一対の基板間で１８０
°〜２７０°の範囲でねじれ配向しているときに、しき
い値特性の急峻度やコントラスト表示等の特性が向上す
る。

【００３３】

【作用】本発明の液晶表示素子の作用を説明する。

【００３４】一般に、単純マトリクス型液晶表示素子で
多桁のマルチプレクス駆動を行うためには、電圧−透過
率特性において、透過光強度の印加電圧依存性の急峻な
液晶材料を使用する必要がある。このときツイスト角が
２４０°程度のスーパー・ツイスティッド・ネマティッ
ク形液晶表示素子では、弾性定数比（Ｋ３３／Ｋ１１）
が大きく、液晶の屈折率異方性（△ｎ）と液晶層の厚さ
（ｄ）の積（△ｎｄ）が大きい方が急峻なしきい値特性
が得られることが知られている。

【００３５】ここで、液晶表示素子の電気光学特性（電
圧−透過率特性）は図１に示すようになり、電圧−透過
率特性曲線におけるしきい値特性の急峻度γを図１より
次式のように定義した。

【００３６】

【数１】

【００３７】これより、γの値が小さい程、ＯＮ−ＯＦ
Ｆ駆動に必要な電圧幅を狭くすることができるため、高
マルチプレクス駆動においても高コントラスト表示が可
能になる。

【００３８】そして、本発明において使用する液晶組成
物は、強い正の誘電異方性を有するため、少量の添加で
液晶表示素子のしきい値電圧を低下させることができ、
駆動用ＩＣの耐圧が小さくてすむようにできる。また、
この化合物は弾性定数比（Ｋ３３／Ｋ１１）が比較的大
きな値を示すことから、液晶表示素子のγ値を小さくす
ることが可能となる。

【００３９】

【実施例】以下、本発明に係る液晶表示素子の実施例を
説明する。

【００４０】図２は、本発明の一実施例の液晶表示素子
の構成を示す断面図である。

【００４１】透明電極１および２とポリイミドフイルム
からなる配向膜３および４が形成された基板５および６
とがほぼ平行に設置され、スペーサ１２によって一定に
保たれた基板５および６の間には液晶組成物７が封入さ
れており、またその周囲はエポキシ接着剤からなるシー
ル剤８で封止固定されており、液晶セル１３となってい
る。

【００４２】そして、この液晶セル１３内に封入される
液晶組成物７は、（Ｉ）式で表される少なくとも１種の
化合物を５重量％以上５０重量％以下の範囲で含有して
いる。　　前記液晶組成物７の分子は基板５側の配向膜
３をラビングした配向方向ｒおよび基板６側の配向膜４
をラビングした配向方向ｒ´によって左回りにツイスト
角Ψ＝２４０°でねじれ配向している。なお、配向方向
ｒ、ｒ´は基板５、６の一辺と平行な基準方向Ｃからそ
れぞれ−３０°、＋３０°とした。　　セル厚ｄは７．
０μｍである。

【００４３】図３は、本発明の一実施例の液晶表示素子
の構成を示す図である。

【００４４】前記液晶セル１３の外側に光学遅延板９を
設置し、前記液晶セル１３と光学遅延板の外側に第１、
第２の偏光板１０、１１を設置し液晶表示素子とする。

【００４５】光学遅延板９にはポリカーボネイトからな
るリタデーション値０．３８０μｍの有機フィルムを用
い、図３に示すように光学軸が液晶セル１３の基準方向
Ｃに対してＡ＝５０°となるように配置・貼付した。

【００４６】また、液晶セル１３と光学遅延板９の外側
に設置・貼付した第１および第２の偏光板１０および１
１は、ＬＬＣ２−８１−１８（三立電機社製）を用い、
それぞれＰ１＝６０°、Ｐ２＝−４５°の偏光角とした
。

【００４７】液晶表示素子は、表示モードをノーマリー
・ブラック・モードとし、１／４００デューティーでマ
ルチプレクス駆動した。

【００４８】次ぎに、上記構成の液晶表示素子の具体的
な製造例、およびその特性評価結果について説明する。

【００４９】実施例１まず、前記（Ｉ）式で表される化合物として、

【００５
０】

【化１１】

【００５１】他の化合物として、

【００５２】

【化１２】

【００５３】を添加し、左回りのカイラル剤としてＳ−
８１１（Ｅ．メルク社製）を０．８重量％添加した。こ
のようにして得られた液晶表示素子の２５℃における電
気光学特性を測定した。表１に、この液晶表示素子にお
ける前述の（ＩＩ）式で定義した急峻度γ、コントラス
ト比、および焼付き不良現象の有無を示す。

【００５４】表１によれば、高コントラストで焼付き現
象の起こらない良好な表示の液晶表示素子が得られた。

【００５５】実施例２実施例１における液晶表示素子において、液晶組成物７
を以下に示す化合物に変更する以外は実施例１と同様に
して液晶表示素子を作成した。

【００５６】前記（Ｉ）　式で表される化合物として、

【００５７】

【化１３】

【００５８】他の化合物として、

【００５９】

【化１４】

【００６０】を用いた。

【００６１】表１に、この液晶表示素子の２５℃におけ
る前述の（ＩＩ）式で定義した急峻度γ、コントラスト
比、および焼付き不良現象の有無を示す。

【００６２】表１によれば、高コントラストで焼付き現
象の起こらない良好な表示の液晶表示素子が得られた。

【００６３】比較例１実施例１における液晶表示素子において、液晶組成物７
を以下に示す化合物に変更する以外は実施例１と同様に
して液晶表示素子を作成した。

【００６４】前記（Ｉ）　式で表される化合物として、

【００６５】

【化１５】

【００６６】他の化合物として、

【００６７】

【化１６】

【００６８】を用いた。

【００６９】表１に、この液晶表示素子の２５℃におけ
る前述の（ＩＩ）式で定義した急峻度γ、コントラスト
比、および焼付き不良現象の有無を示す。

【００７０】表１によれば、焼付き現象は起こらないが
、高コントラストは得られなかった。比較例２実施例１における液晶表示素子において、液晶組成物７
を以下に示す化合物に変更する以外は同様にして液晶表
示素子を作成した。

【００７１】前記（Ｉ）　式で表される化合物として、

【００７２】

【化１７】

【００７３】他の化合物として、

【００７４】

【化１８】

【００７５】を用いた。

【００７６】表１に、この液晶表示素子の２５℃におけ
る前述の（ＩＩ）式で定義した急峻度γ、コントラスト
比、および焼付き不良現象の有無を示す。

【００７７】表１によれば、高コントラストは得られる
が、焼付き現象が起こり、良好な表示が得られなかった
。

【００７８】

【表１】

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる液
晶表示素子は、前記（Ｉ）　式で表される少なくとも１
種の化合物を５重量％以上５０重量％以下の範囲で含有
しているため、高精細で視認性に優れ、長時間点灯した
場合でも焼付き不良現象が起こらない良好な表示を実現
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】液晶表示素子の印加電圧−透過率特性をグラフ
で示す図である。

【図２】本発明の一実施例の液晶表示素子の構成を示す
断面図である。

【図３】本発明の一実施例の液晶表示素子の構成を示す
図である。

【符号の説明】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　電極及び分子配向膜が形成された少な
くとも一方が透明な一対の基板を平行配置し、これら基
板間に液晶組成物を封入してなる液晶表示素子において
、前記液晶組成物が、一般式：【化１】（式中、ＡおよびＢは、【化２】を示し、Ｘは、【化３】を示す。また、Ｒは炭素数が１〜１０のアルキル基また
はアルコキシ基を示し、ｍおよびｎは（ｍ，ｎ）が（０
，２）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，
１）、（２，２）であり、ｐが０もしくは１である。）
で表される少なくとも１種の化合物を５重量％以上５０
重量％以下の範囲で含有していることを特徴とする液晶
表示素子。