JPH07301826A - 液晶表示 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 表示コントラストが観察角度に対してできる
だけ低い存在性を有し、その見え方が干渉色の生起によ
り悪い作用を受けない液晶表示を提供する。 【構成】 液晶誘電体の層厚みと光学的異方性との積
が、150〜600nmの数値を有するねじれネマチッ
クセルを動作する、液晶表示の動作方法。
だけ低い存在性を有し、その見え方が干渉色の生起によ
り悪い作用を受けない液晶表示を提供する。 【構成】 液晶誘電体の層厚みと光学的異方性との積
が、150〜600nmの数値を有するねじれネマチッ
クセルを動作する、液晶表示の動作方法。
Description
【0001】本発明は干渉色を持たず、そしてコントラ
ストの角度依存性が非常に小さい液晶表示、該表示の動
作方法、該表示の使用、該表示用の素子及び該素子の製
造方法に関する。
ストの角度依存性が非常に小さい液晶表示、該表示の動
作方法、該表示の使用、該表示用の素子及び該素子の製
造方法に関する。
【0002】液晶表示素子に対しては、電場の影響下に
その光学的性質、たとえば光透過、光散乱、複屈折、反
射または色が著しく変化するというネマチックまたはネ
マチック−コレステリック液晶材料の性質が利用され
る。このような表示素子の作用は、たとえば動的散乱現
象、整列相の変形またはねじれセルにおけるシャット−
ヘルフリッヒ効果に基づいている。
その光学的性質、たとえば光透過、光散乱、複屈折、反
射または色が著しく変化するというネマチックまたはネ
マチック−コレステリック液晶材料の性質が利用され
る。このような表示素子の作用は、たとえば動的散乱現
象、整列相の変形またはねじれセルにおけるシャット−
ヘルフリッヒ効果に基づいている。
【0003】慣用の形式の液晶表示素子の中で、特にね
じれネマチックセルに基づく素子に近年特別の重要性が
増している。これはこのような素子が小型バッテリーに
よつてさえも容易に利用できる比較的低いコントロール
電圧で動作できることによる。さらにまた、これらの表
示素子は耐えられないほど多数の駆動導線、入力導線お
よび出力導線を用いることなく高い情報密度を提供でき
るマトリックス表示素子の形成に最も適することが従来
から証明されていた。
じれネマチックセルに基づく素子に近年特別の重要性が
増している。これはこのような素子が小型バッテリーに
よつてさえも容易に利用できる比較的低いコントロール
電圧で動作できることによる。さらにまた、これらの表
示素子は耐えられないほど多数の駆動導線、入力導線お
よび出力導線を用いることなく高い情報密度を提供でき
るマトリックス表示素子の形成に最も適することが従来
から証明されていた。
【0004】しかしながら実際に使用に際してねじれネ
マチックセルの場合に、特にマトリックス表示素子の形
成の場合に、大きな難問題が依然として存在する。特
に、観察角度に対する表示コントラストの著しい依存性
が通常見出される。表示コントラストは、観察方向が液
晶層の面に対し少なくともほぼ垂直であるかぎり良好で
ある。しかしながら、表示素子を、たとえば観察角度が
垂直から15〜20度より以上偏るような横側から斜め
にあるように見ると、表示コントラストは観察者が対面
する偏光子の位置に依存して、最後に表示がもはや認知
できなくなるまで、強く減少する。さらにまた、干渉色
が多くの場合に生じる、すなわち黒白表示用の表示素子
がさらに液晶誘電体に面する電極表面の層の不規則性に
依存して、可視光の全スペクトルにわたる色の遊動が見
えるようになる、虹色を示す。
マチックセルの場合に、特にマトリックス表示素子の形
成の場合に、大きな難問題が依然として存在する。特
に、観察角度に対する表示コントラストの著しい依存性
が通常見出される。表示コントラストは、観察方向が液
晶層の面に対し少なくともほぼ垂直であるかぎり良好で
ある。しかしながら、表示素子を、たとえば観察角度が
垂直から15〜20度より以上偏るような横側から斜め
にあるように見ると、表示コントラストは観察者が対面
する偏光子の位置に依存して、最後に表示がもはや認知
できなくなるまで、強く減少する。さらにまた、干渉色
が多くの場合に生じる、すなわち黒白表示用の表示素子
がさらに液晶誘電体に面する電極表面の層の不規則性に
依存して、可視光の全スペクトルにわたる色の遊動が見
えるようになる、虹色を示す。
【0005】偏光子間の液晶の挙動に関するMaugu
inによる研究(Bull.Soc.franc.Mi
n.,34巻、1911年、71〜117頁)から、液
晶セルで液晶材料の層厚みと光学的異方性との積が使用
光の波長より実質的に大である場合に少なくとも干渉現
象の生起が防止できることが推断されていた。本明細書
では、液晶材料の光学的異方性は屈折の超常態指数と屈
折の常態指数との間の差違と定義する。実際に、層厚み
と光学的異方性との積が1400nmより小さくなって
はいけないことが経験的に受け入れられている。既知の
エレクトロニクス製造業者の製品規格はこの積について
2000nmより大きい値を指示している。しかしなが
ら、液晶誘電体の層厚さを増すことによりこの数値を上
げると、液晶材料のスイッチング時間が層厚さの二乗で
増大するという事実により制限される。現在では通常1
0〜12μの層厚みが用いられるから、液晶誘電体は少
なくとも0.14、好ましくは0.18より大きい光学
的異方性を有することが要求される。
inによる研究(Bull.Soc.franc.Mi
n.,34巻、1911年、71〜117頁)から、液
晶セルで液晶材料の層厚みと光学的異方性との積が使用
光の波長より実質的に大である場合に少なくとも干渉現
象の生起が防止できることが推断されていた。本明細書
では、液晶材料の光学的異方性は屈折の超常態指数と屈
折の常態指数との間の差違と定義する。実際に、層厚み
と光学的異方性との積が1400nmより小さくなって
はいけないことが経験的に受け入れられている。既知の
エレクトロニクス製造業者の製品規格はこの積について
2000nmより大きい値を指示している。しかしなが
ら、液晶誘電体の層厚さを増すことによりこの数値を上
げると、液晶材料のスイッチング時間が層厚さの二乗で
増大するという事実により制限される。現在では通常1
0〜12μの層厚みが用いられるから、液晶誘電体は少
なくとも0.14、好ましくは0.18より大きい光学
的異方性を有することが要求される。
【0006】この方法で、干渉色の発生による難点はね
じれネマチックセルの形成および使用においてほとんど
解消されるが、これによってはコントラストの強い角度
依存性はほとんど改善されない。さらにまた、層厚みの
減少が干渉色による妨害を生起させるという事実が、た
とえばテレビジョンスクリーンとしての用途に必要とさ
れる一層迅速にスイッチングする液晶表示素子のこの方
法での開発を阻止する。
じれネマチックセルの形成および使用においてほとんど
解消されるが、これによってはコントラストの強い角度
依存性はほとんど改善されない。さらにまた、層厚みの
減少が干渉色による妨害を生起させるという事実が、た
とえばテレビジョンスクリーンとしての用途に必要とさ
れる一層迅速にスイッチングする液晶表示素子のこの方
法での開発を阻止する。
【0007】本発明の目的は、表示コントラストが観察
角度に対してできるだけ低い依存性を有し、そしてその
見え方が干渉色の生起により悪い作用を受けない液晶表
示を提供することにある。
角度に対してできるだけ低い依存性を有し、そしてその
見え方が干渉色の生起により悪い作用を受けない液晶表
示を提供することにある。
【0008】ここに、驚くべきことに、干渉色のない、
ねじれネマチックセルに基づく液晶表示素子が、その液
晶誘電体の層厚みと光学的異方性との積が150〜60
0nm、特に200〜500nmの数値を有する場合に
得られることが見出された。さらにまた、これらの表示
素子の表示コントラストは従来認められていた知見に反
して、広い範囲内にわたって観察角度にほとんど依存し
ない、すなわちその再生情報を有するこれらの表示素子
はほとんど全方向から同様に容易にほとんど常時、読む
ことができる。従って、本発明はその液晶誘電体の層厚
みと光学的異方性との積が150〜600nmの数値を
有することを特徴とするねじれネマチックセルに基づく
液晶表示に関する。
ねじれネマチックセルに基づく液晶表示素子が、その液
晶誘電体の層厚みと光学的異方性との積が150〜60
0nm、特に200〜500nmの数値を有する場合に
得られることが見出された。さらにまた、これらの表示
素子の表示コントラストは従来認められていた知見に反
して、広い範囲内にわたって観察角度にほとんど依存し
ない、すなわちその再生情報を有するこれらの表示素子
はほとんど全方向から同様に容易にほとんど常時、読む
ことができる。従って、本発明はその液晶誘電体の層厚
みと光学的異方性との積が150〜600nmの数値を
有することを特徴とするねじれネマチックセルに基づく
液晶表示に関する。
【0009】偏光子、電極底板および電極を含み、電極
の表面がそこに隣接する特定の液晶材料の優先配向が多
くの場合にもう1つの電極から90°で相互にねじれて
いるように処理されている本発明による液晶表示素子の
組立てはこの種の表示素子に慣用の構成に相応する。本
明細書で慣用の構成の用語は広い意味を有し、また文献
から既知のねじれネマチックセルの全ての変更および修
正を包含し、また特にマトリックス表示素子および西ド
イツ国公開特許出願第2,748,738号(特開昭5
4−72069)公報に従う表示素子(これはマグネッ
トをさらに包含する)を包含するものとする。しかしな
がら、本発明による表示素子と従来慣用のねじれネマチ
ックセルに基づく表示素子との基本的差違は液晶層の厚
さにある。慣用の表示素子の層厚さが8μより小でなく
好ましくは少なくとも10μであり、一般に12〜20
μであるのに対し、本発明による表示素子における層厚
みは多くて10μ、好ましくは5〜8μである。これは
電極およびスペーサー部品の製造耐性から可能であるか
ぎり、僅か3μの液晶層厚みを有する本発明による表示
素子の製造がまた可能である。5〜8μ、特に現在工業
的用途に好適である6〜7μの範囲内の層厚みを有する
セルと同様に、液晶誘電体の光学的異方性がこれと層厚
みとの積が150〜600nm、好ましくは200〜5
00nmの範囲内の数値を有するに十分に大きい場合
に、これらは予期されない程小さいコントラストの角度
依存性を示しそして干渉色を有しない。本発明によるこ
のような表示素子で最適の性質はこの積が400nm付
近、すなわち350〜450nmの範囲内の数値を有す
る場合に見られる。
の表面がそこに隣接する特定の液晶材料の優先配向が多
くの場合にもう1つの電極から90°で相互にねじれて
いるように処理されている本発明による液晶表示素子の
組立てはこの種の表示素子に慣用の構成に相応する。本
明細書で慣用の構成の用語は広い意味を有し、また文献
から既知のねじれネマチックセルの全ての変更および修
正を包含し、また特にマトリックス表示素子および西ド
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トをさらに包含する)を包含するものとする。しかしな
がら、本発明による表示素子と従来慣用のねじれネマチ
ックセルに基づく表示素子との基本的差違は液晶層の厚
さにある。慣用の表示素子の層厚さが8μより小でなく
好ましくは少なくとも10μであり、一般に12〜20
μであるのに対し、本発明による表示素子における層厚
みは多くて10μ、好ましくは5〜8μである。これは
電極およびスペーサー部品の製造耐性から可能であるか
ぎり、僅か3μの液晶層厚みを有する本発明による表示
素子の製造がまた可能である。5〜8μ、特に現在工業
的用途に好適である6〜7μの範囲内の層厚みを有する
セルと同様に、液晶誘電体の光学的異方性がこれと層厚
みとの積が150〜600nm、好ましくは200〜5
00nmの範囲内の数値を有するに十分に大きい場合
に、これらは予期されない程小さいコントラストの角度
依存性を示しそして干渉色を有しない。本発明によるこ
のような表示素子で最適の性質はこの積が400nm付
近、すなわち350〜450nmの範囲内の数値を有す
る場合に見られる。
【0010】0.03〜0.12、好ましくは0.05
〜0.10の範囲内の光学的異方性値を有する液晶誘電
体を本発明による表示素子に使用する。たとえば僅かに
3μ厚さのような液晶層を有する極めて薄いセルの場合
に、本発明による干渉色を持たないという効果は0.1
2より大きい光学的異方性を有する液晶誘電体を用いて
も得られる。しかしながら、この種の系はこのように薄
いセルを大規模に製造することが工業的に困難であるこ
とに加えて、その表示コントラストの角度依存性が、液
晶誘電体の光学的異方性値が0.12またはそれ以下で
ある系に比較して大きいことから、好ましくない。
〜0.10の範囲内の光学的異方性値を有する液晶誘電
体を本発明による表示素子に使用する。たとえば僅かに
3μ厚さのような液晶層を有する極めて薄いセルの場合
に、本発明による干渉色を持たないという効果は0.1
2より大きい光学的異方性を有する液晶誘電体を用いて
も得られる。しかしながら、この種の系はこのように薄
いセルを大規模に製造することが工業的に困難であるこ
とに加えて、その表示コントラストの角度依存性が、液
晶誘電体の光学的異方性値が0.12またはそれ以下で
ある系に比較して大きいことから、好ましくない。
【0011】0.12以下、好ましくは0.05〜0.
10の範囲内の光学的異方性Δnを有する液晶誘電体は
慣用の液晶基材から製造できる。この種の多くの材料が
文献から既知である。本発明による表示素子に用いる誘
電体が液晶メゾフェースを形成する式(I) R1−(A)−X−(B)−R2 (I) の化合物の少なくとも1種を少なくとも50重量%含有
すると有利である。この式(I)において、基(A)お
よび(B)は液晶基材に一般に慣用である環または環系
を表わす。本発明によれば、これらの基の少なくとも1
つは非芳香族または部分的にだけ芳香族性の環式構成員
子好ましくはトランス−1,4−ジ置換シクロヘキサン
環である。
10の範囲内の光学的異方性Δnを有する液晶誘電体は
慣用の液晶基材から製造できる。この種の多くの材料が
文献から既知である。本発明による表示素子に用いる誘
電体が液晶メゾフェースを形成する式(I) R1−(A)−X−(B)−R2 (I) の化合物の少なくとも1種を少なくとも50重量%含有
すると有利である。この式(I)において、基(A)お
よび(B)は液晶基材に一般に慣用である環または環系
を表わす。本発明によれば、これらの基の少なくとも1
つは非芳香族または部分的にだけ芳香族性の環式構成員
子好ましくはトランス−1,4−ジ置換シクロヘキサン
環である。
【0012】この目的に使用できるその他の構造の構造
員子は1,4−ジ置換ビシクロ〔2.2.2〕オクタン
環、トランス−2,5−ジ置換1,3−ジオキサン環、
2,6−ジ置換1,2,3,4−テトラヒドロナフタリ
ン系または4−(トランス−4−アルキルシクロヘキシ
ル)−フェニル環である。同じ構造の構成員子が基
(A)および(B)のもう1方に存在することもできる
が、さらにまた電子光学用途に液晶物質として慣用され
る、特に別の位置に1個以上のフッ素原子をまたさらに
含有できる1,4−ジ置換ベンゼン環、4,4−ジ置換
ビフェニル系、2,6−ジ置換ナフタリン系、2,5−
ジ置換ピリミジン環または3,6−ジ置換s−テトラジ
ン環のようなホモ芳香族性またはヘテロ芳香族性構造の
構成員子を使用することもできる。基Xはカルボキシル
基または直接C−C単結合を表わすと好ましい。さらに
また、たとえばチオエステル基、メチレンオキシ基、メ
チレンチオ基またはエチレン基を表わすこともできる。
式(I)の化合物中の側枝基R1およびR2は12個ま
でのC原子を有するアルキル、アルコキシまたはアルカ
ノイルオキシ基である。1方の側枝基はまたシアノ、ニ
トロ、ハロゲンまたはトリフルオロメチルであることも
できる。
員子は1,4−ジ置換ビシクロ〔2.2.2〕オクタン
環、トランス−2,5−ジ置換1,3−ジオキサン環、
2,6−ジ置換1,2,3,4−テトラヒドロナフタリ
ン系または4−(トランス−4−アルキルシクロヘキシ
ル)−フェニル環である。同じ構造の構成員子が基
(A)および(B)のもう1方に存在することもできる
が、さらにまた電子光学用途に液晶物質として慣用され
る、特に別の位置に1個以上のフッ素原子をまたさらに
含有できる1,4−ジ置換ベンゼン環、4,4−ジ置換
ビフェニル系、2,6−ジ置換ナフタリン系、2,5−
ジ置換ピリミジン環または3,6−ジ置換s−テトラジ
ン環のようなホモ芳香族性またはヘテロ芳香族性構造の
構成員子を使用することもできる。基Xはカルボキシル
基または直接C−C単結合を表わすと好ましい。さらに
また、たとえばチオエステル基、メチレンオキシ基、メ
チレンチオ基またはエチレン基を表わすこともできる。
式(I)の化合物中の側枝基R1およびR2は12個ま
でのC原子を有するアルキル、アルコキシまたはアルカ
ノイルオキシ基である。1方の側枝基はまたシアノ、ニ
トロ、ハロゲンまたはトリフルオロメチルであることも
できる。
【0013】本発明により使用される低い光学的異方性
を有する液晶誘電体の好ましい成分は次の成分である。
を有する液晶誘電体の好ましい成分は次の成分である。
【化1】
【0014】
【化2】
【0015】
【化3】
【0016】式(II)〜(XIX)の化合物におい
て、側枝基R1およびR2は式(I)について前記した
意味を有する。ここでシクロヘキサン環または1,3−
ジオキサン環に結合した側枝基は12個まで、特に8個
までのC原子を有するアルキルまたはアルカノイルオキ
シ基が好ましく、或る場合にはシアノ基も好ましい。
て、側枝基R1およびR2は式(I)について前記した
意味を有する。ここでシクロヘキサン環または1,3−
ジオキサン環に結合した側枝基は12個まで、特に8個
までのC原子を有するアルキルまたはアルカノイルオキ
シ基が好ましく、或る場合にはシアノ基も好ましい。
【0017】本発明による表示素子用の液晶誘電体は式
(I)、好ましくは式(II)〜(XIX)の化合物の
1種以上を少なくとも50重量%を含有する。一般に、
この種の誘電体はこれらの化合物の2種以上を含有する
混合物である。このような混合物はさらに別の成分と一
緒の混合物でもよく、その組成はその光学的異方性が
0.12の値を超えないかぎり広い限度内で変えること
ができる。本発明による液晶表示素子用に好適な誘電体
は式(II)〜(XIX)の化合物の少なくとも1種を
少なくとも60〜85重量%含有する。誘電体はまたこ
れらの群からの液晶基材だけで構成されていてもよい。
しかしながら、この種の誘電体はさらに、その光学的異
方性が0.12以上に増大しないかぎり、慣用量の染料
またはドーピング物質を含有できる。
(I)、好ましくは式(II)〜(XIX)の化合物の
1種以上を少なくとも50重量%を含有する。一般に、
この種の誘電体はこれらの化合物の2種以上を含有する
混合物である。このような混合物はさらに別の成分と一
緒の混合物でもよく、その組成はその光学的異方性が
0.12の値を超えないかぎり広い限度内で変えること
ができる。本発明による液晶表示素子用に好適な誘電体
は式(II)〜(XIX)の化合物の少なくとも1種を
少なくとも60〜85重量%含有する。誘電体はまたこ
れらの群からの液晶基材だけで構成されていてもよい。
しかしながら、この種の誘電体はさらに、その光学的異
方性が0.12以上に増大しないかぎり、慣用量の染料
またはドーピング物質を含有できる。
【0018】以下に本発明を図1〜図5を引用して説明
する。図1は観察(又は視覚)角度θおよびφを定義す
る目的の、液晶セルの説明図である。
する。図1は観察(又は視覚)角度θおよびφを定義す
る目的の、液晶セルの説明図である。
【0019】図2は9μの層厚みおよびΔn=0.18
(d×Δn=1720nm)の光学的異方性を有する慣
用のねじれネマチックセルの2種の異なる観察角度θか
らの動作電圧に対する吸収の角度依存性を示している。
垂直方向(θ=0°;φ=0゜)から見た場合に、吸収
は約3.7Vの動作電圧で最大値の90%に達し、次い
で電圧の増加に従い、ゆっくりとしかし一様に最大吸収
値の限界値まで達する傾向があり、吸収はθ=40°お
よびφ=0゜の角度で見る場合に約2.7Vの電圧で約
95%の最大値に達する。僅かにだけ増大した電圧で、
吸収は急勾配になり、正常動作に十分である90%の値
に約6Vの電圧でだけ再び達する。その他の観察角度に
係る特徴(図示されていない)は吸収の初期最大値が異
なる動作電圧にある以外は質的に同様の経過を示す。当
該技術の現状に従うこのような液晶表示素子の場合に、
角度に依存して、少なくとも90%の吸収が6Vの動作
電圧でだけ達成される。この数値は実用上の多くのタイ
プに対してはあまりにも高すぎる。このタイプの表示素
子は電源として電池を用いて動作させるから、追加のエ
ネルギーを消費する高価な電圧−増幅回路が必要にな
る。
(d×Δn=1720nm)の光学的異方性を有する慣
用のねじれネマチックセルの2種の異なる観察角度θか
らの動作電圧に対する吸収の角度依存性を示している。
垂直方向(θ=0°;φ=0゜)から見た場合に、吸収
は約3.7Vの動作電圧で最大値の90%に達し、次い
で電圧の増加に従い、ゆっくりとしかし一様に最大吸収
値の限界値まで達する傾向があり、吸収はθ=40°お
よびφ=0゜の角度で見る場合に約2.7Vの電圧で約
95%の最大値に達する。僅かにだけ増大した電圧で、
吸収は急勾配になり、正常動作に十分である90%の値
に約6Vの電圧でだけ再び達する。その他の観察角度に
係る特徴(図示されていない)は吸収の初期最大値が異
なる動作電圧にある以外は質的に同様の経過を示す。当
該技術の現状に従うこのような液晶表示素子の場合に、
角度に依存して、少なくとも90%の吸収が6Vの動作
電圧でだけ達成される。この数値は実用上の多くのタイ
プに対してはあまりにも高すぎる。このタイプの表示素
子は電源として電池を用いて動作させるから、追加のエ
ネルギーを消費する高価な電圧−増幅回路が必要にな
る。
【0020】図3は当該技術の現情に従う同じ液晶セル
の葉状グラフであり、θ=40°の一定の観察角度にお
ける吸収値を観察角度φの函数としてグラフに書いたも
のである。ここで、動作電圧はしきい電圧の2倍、すな
わち約4.5Vの一定値に保持する。これらの条件下
に、少なくとも90%の吸収が約38°〜52°の角度
φ範囲でだけ達成され、そして少なくとも60%の吸収
がφ=5°〜90°、すなわち約85°の範囲にわたっ
てだけ達成される。
の葉状グラフであり、θ=40°の一定の観察角度にお
ける吸収値を観察角度φの函数としてグラフに書いたも
のである。ここで、動作電圧はしきい電圧の2倍、すな
わち約4.5Vの一定値に保持する。これらの条件下
に、少なくとも90%の吸収が約38°〜52°の角度
φ範囲でだけ達成され、そして少なくとも60%の吸収
がφ=5°〜90°、すなわち約85°の範囲にわたっ
てだけ達成される。
【0021】図4は本発明による6.5μの層厚みおよ
びΔn=0.06の誘電体の光学的異方性を有する(d
×Δn=390nm)液晶セルの場合の動作電圧に対す
る吸収の角度依存性を示している。垂直方向で見る場合
に、特性は図2による慣用の表示素子の場合に相応す
る;90%の吸収が同様に3.7Vの動作電圧で達成さ
れる。40°の視覚角度θの場合に、90%の吸収がま
た2.7Vで達成される。しかしながら、電圧が増加し
た場合でも吸収は少し上昇するだけであり、再び少し落
ちるが、90%より少なくはならない。その他の観察角
度θについての特性は同様の様相を示す。観察角度から
ほとんど独立している少なくとも90%の吸収が本発明
による液晶表示素子により3.7Vの動作電圧ですでに
達成される。
びΔn=0.06の誘電体の光学的異方性を有する(d
×Δn=390nm)液晶セルの場合の動作電圧に対す
る吸収の角度依存性を示している。垂直方向で見る場合
に、特性は図2による慣用の表示素子の場合に相応す
る;90%の吸収が同様に3.7Vの動作電圧で達成さ
れる。40°の視覚角度θの場合に、90%の吸収がま
た2.7Vで達成される。しかしながら、電圧が増加し
た場合でも吸収は少し上昇するだけであり、再び少し落
ちるが、90%より少なくはならない。その他の観察角
度θについての特性は同様の様相を示す。観察角度から
ほとんど独立している少なくとも90%の吸収が本発明
による液晶表示素子により3.7Vの動作電圧ですでに
達成される。
【0022】図5は本発明による9μの層厚みおよびΔ
n=0.06の誘電体の光学的異方性を有する(d×Δ
n=540nm)液晶セルの葉状グラフである。このグ
ラフでは、吸収値がθ=40°の一定の観察角度および
しきい電圧の2倍の一定の動作電圧における観察角度φ
の函数としてまたグラフに書かれている。ここで、少な
くとも90%の吸収が約31°〜58°のφ範囲で達成
されるが、この吸収は−90°(270°)〜+172
°で、すなわち約262°の範囲にわたつて、80%以
上である。これは慣用の構成素子の液晶セルの範囲の3
倍以上である。
n=0.06の誘電体の光学的異方性を有する(d×Δ
n=540nm)液晶セルの葉状グラフである。このグ
ラフでは、吸収値がθ=40°の一定の観察角度および
しきい電圧の2倍の一定の動作電圧における観察角度φ
の函数としてまたグラフに書かれている。ここで、少な
くとも90%の吸収が約31°〜58°のφ範囲で達成
されるが、この吸収は−90°(270°)〜+172
°で、すなわち約262°の範囲にわたつて、80%以
上である。これは慣用の構成素子の液晶セルの範囲の3
倍以上である。
【0023】次例は本発明による表示で使用する低い光
学的異方性を有する液晶誘電体に関する。 例 1 4−(トランス−4−n−プロピルシクロヘキシル)−
ベンゾニトリル25%、4−(トランス−4−n−プロ
ピルシクロヘキシル)−フェネトール18%、トランス
−トランス−4−n−ブチルシクロヘキシルーシクロヘ
キサン−4′−カルボニトリル20%、トランス−トラ
ンス−4−エチルシクロヘキシル−シクロヘキサン−
4′−カルボニトリル20%、トランス−4−n−ペン
チルシクロヘキサンカルボン酸4−(トランス−4−n
−プロピルシクロヘキシル)−フェニルエステル10
%、およびトランス−トランス−4−n−プロピルシク
ロヘキシルシクロヘキサン−4′−カルボン酸トランス
−4−n−プロピルシクロヘキシルエステル7%からな
る液晶誘電体は−7℃の融点、+60°の透明点、20
℃で26×10−3Pa.sの粘度、Δε=+6.03
の誘電異方性およびΔn=0.08の光学的異方性を有
する。ねじれネマチックセルに6.5μの層厚みで使用
すると、20°で測定したしきい電圧は1.85Vであ
る。このしきい電圧の温度依存性は9.5mV/℃であ
る。従つてこの誘電体は時分割駆動する、本発明で使用
する液晶誘電体に極めて適している。
学的異方性を有する液晶誘電体に関する。 例 1 4−(トランス−4−n−プロピルシクロヘキシル)−
ベンゾニトリル25%、4−(トランス−4−n−プロ
ピルシクロヘキシル)−フェネトール18%、トランス
−トランス−4−n−ブチルシクロヘキシルーシクロヘ
キサン−4′−カルボニトリル20%、トランス−トラ
ンス−4−エチルシクロヘキシル−シクロヘキサン−
4′−カルボニトリル20%、トランス−4−n−ペン
チルシクロヘキサンカルボン酸4−(トランス−4−n
−プロピルシクロヘキシル)−フェニルエステル10
%、およびトランス−トランス−4−n−プロピルシク
ロヘキシルシクロヘキサン−4′−カルボン酸トランス
−4−n−プロピルシクロヘキシルエステル7%からな
る液晶誘電体は−7℃の融点、+60°の透明点、20
℃で26×10−3Pa.sの粘度、Δε=+6.03
の誘電異方性およびΔn=0.08の光学的異方性を有
する。ねじれネマチックセルに6.5μの層厚みで使用
すると、20°で測定したしきい電圧は1.85Vであ
る。このしきい電圧の温度依存性は9.5mV/℃であ
る。従つてこの誘電体は時分割駆動する、本発明で使用
する液晶誘電体に極めて適している。
【0024】例 2 トランス−トランス−4−エチルシクロヘキシル−シク
ロヘキサン−4′−カルボニトリル29%、トランス−
トランス−4−n−ブチルシクロヘキシル−シクロヘキ
サン−4′−カルボニトリル29%、4−(トランス−
4−n−プロピルシクロヘキシル)−フェネトール28
%、トランス−トランス−4−n−プロピルシクロヘキ
シルーシクロヘキサン−4′−カルボン酸トランス−4
−n−プロピルシクロヘキシルエステル9%、および4
−(トランス−4−n−ペンチルシクロヘキシル)−
4′−n−プロピルシクロヘキシル)−ビフェニル5%
からなる液晶誘電体は−6℃〜+63℃の温度範囲内の
ネマチックメゾフェース、20℃で28×10−3P
a.sの粘度、Δε=+3.55の誘電異方性およびΔ
n=0.07の光学的異方性を有する。20℃で測定し
たしきい電圧は2.16Vであり、そしてしきい電圧の
温度依存性は13.5mV/℃である。この誘電体は時
分割駆動する、本発明による液晶表示に良く適してい
る。
ロヘキサン−4′−カルボニトリル29%、トランス−
トランス−4−n−ブチルシクロヘキシル−シクロヘキ
サン−4′−カルボニトリル29%、4−(トランス−
4−n−プロピルシクロヘキシル)−フェネトール28
%、トランス−トランス−4−n−プロピルシクロヘキ
シルーシクロヘキサン−4′−カルボン酸トランス−4
−n−プロピルシクロヘキシルエステル9%、および4
−(トランス−4−n−ペンチルシクロヘキシル)−
4′−n−プロピルシクロヘキシル)−ビフェニル5%
からなる液晶誘電体は−6℃〜+63℃の温度範囲内の
ネマチックメゾフェース、20℃で28×10−3P
a.sの粘度、Δε=+3.55の誘電異方性およびΔ
n=0.07の光学的異方性を有する。20℃で測定し
たしきい電圧は2.16Vであり、そしてしきい電圧の
温度依存性は13.5mV/℃である。この誘電体は時
分割駆動する、本発明による液晶表示に良く適してい
る。
【図1】図1は液晶セルを、その観察角度を定義する目
的で描いた図解図であって、Aは観察者の視線を、Bは
偏光子をそしてCは垂直方向を表わす。
的で描いた図解図であって、Aは観察者の視線を、Bは
偏光子をそしてCは垂直方向を表わす。
【図2】図2は従来慣用の液晶表示素子および本発明で
使用する表示素子のねじれネマチックセルの観察角度に
対する吸収の角度依存性を示すグラフである。
使用する表示素子のねじれネマチックセルの観察角度に
対する吸収の角度依存性を示すグラフである。
【図3】図3は従来慣用の液晶表示素子および本発明で
使用する表示素子の一定の観察角度における吸収を観察
角度の函数として示した葉状グラフである。
使用する表示素子の一定の観察角度における吸収を観察
角度の函数として示した葉状グラフである。
【図4】図4は従来慣用の液晶表示素子および本発明で
使用する表示素子のねじれネマチックセルの観察角度に
対する吸収の角度依存性を示すグラフである。
使用する表示素子のねじれネマチックセルの観察角度に
対する吸収の角度依存性を示すグラフである。
【図5】図5は従来慣用の液晶表示素子および本発明で
使用する表示素子の一定の観察角度における吸収を観察
角度の函数として示した葉状グラフである。
使用する表示素子の一定の観察角度における吸収を観察
角度の函数として示した葉状グラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルドルフ・アイデンシンク ドイツ連邦共和国6100ダルムシュタット、 フランクフルテル・シュトラーセ250 (72)発明者 フェルナンド・デル・ピノ ドイツ連邦共和国6100ダルムシュタット、 フランクフルテル・シュトラーセ250 (72)発明者 ゲオルグ・ヴェーベル ドイツ連邦共和国6100ダルムシュタット、 フランクフルテル・シュトラーセ250
Claims (21)
- 【請求項1】 液晶誘電体の層厚みと光学的異方性との
積が、150〜600nmの数値を有するねじれネマチ
ックセルを動作することを特徴とする、液晶表示の動作
方法。 - 【請求項2】 動作電圧が、しきい電圧とそのしきい電
圧の2倍の電圧との間の1又は2以上の電圧を含むこと
を特徴とする、請求項1に記載の液晶表示の動作方法。 - 【請求項3】 1又は2以上の視覚角度から表示を観察
することを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示
の動作方法。 - 【請求項4】 表示の視覚角度の少なくとも1つが好ま
しいコントラストの四分円内に属することを特徴とす
る、請求項1乃至3のいずれかに記載の液晶表示の動作
方法。 - 【請求項5】 表示の視覚角度の少なくとも1つが0°
から40°の範囲にあることを特徴とする、請求項1乃
至4のいずれかに記載の液晶表示の動作方法。 - 【請求項6】 動作電圧のひとつがしきい電圧であるこ
とを特徴とする、請求項1乃至5のいずれかに記載の液
晶表示の動作方法。 - 【請求項7】 動作電圧のひとつが飽和電圧又はしきい
電圧の2倍の電圧であることを特徴とする、請求項1乃
至6のいずれかに記載の液晶表示の動作方法。 - 【請求項8】 セル間隔が3〜10μmであることを特
徴とする、請求項1乃至7のいずれかに記載の液晶表示
の動作方法。 - 【請求項9】 液晶の光学的異方性が0.03〜0.1
2であることを特徴とする、請求項1乃至8のいずれか
に記載の液晶表示の動作方法。 - 【請求項10】 比較的広いスペクトル分布を有する光
源が使用されることを特徴とする、請求項1乃至9のい
ずれかに記載の液晶表示の動作方法。 - 【請求項11】 表示が請求項1乃至10のいずれかに
記載の動作方法に従って動作されることを特徴とする、
ねじれネマチック液晶表示の視覚角度改善方法。 - 【請求項12】 表示が請求項1乃至11のいずれかに
記載の動作方法に従って動作されることを特徴とする、
ねじれネマチック液晶表示の広い視覚角度において動作
電圧の増大に伴うコントラストの低減を減少させる方
法。 - 【請求項13】 表示が請求項1乃至12のいずれかに
記載の動作方法に従って動作されることを特徴とする、
ねじれネマチック液晶表示の急峻性を減少させる方法。 - 【請求項14】 液晶の層厚みと光学的異方性との積が
150〜600nmの数値を有することを特徴とする、
ねじれネマチックセルに基づく表示。 - 【請求項15】 セル間隔が3〜10μmであることを
特徴とする、請求項14に記載の表示。 - 【請求項16】 液晶の光学的異方性が0.03〜0.
12であることを特徴とする、請求項14又は15に記
載の表示。 - 【請求項17】 本質的に表示に干渉色がないことを特
徴とする、請求項14乃至16のいずれかに記載の表示
の使用。 - 【請求項18】 比較的広いスペクトル分布を有する光
源が使用されることを特徴とする、請求項14乃至16
のいずれかに記載の表示の使用。 - 【請求項19】 液晶の層厚みと光学的異方性との積が
150〜600nmであることを特徴とする、液晶表示
素子の製造方法。 - 【請求項20】 セル間隔が3〜10μmであることを
特徴とする、請求項19に記載の液晶表示素子の製造方
法。 - 【請求項21】 液晶の光学的異方性が0.03〜0.
12であることを特徴とする、請求項19又は20に記
載の液晶表示素子の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3022818A DE3022818C2 (de) | 1980-06-19 | 1980-06-19 | Flüssigkristall-Anzeigeelement |
DE3022818.3 | 1980-06-19 |
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JP56094086A Division JPS5740229A (en) | 1980-06-19 | 1981-06-19 | Liquid crystal display element |
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---|---|---|---|
JP8279890A Division JP2963062B2 (ja) | 1980-06-19 | 1996-10-02 | 液晶表示体 |
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