JPH09120086A - 液晶表示体 - Google Patents
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/1396—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the liquid crystal being selectively controlled between a twisted state and a non-twisted state, e.g. TN-LC cell
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Abstract
(57)【要約】
【解決しようとする課題】干渉色の生起により悪い作用
を受けず、かつコントラストの視角依存性が小さいねじ
れネマチックセルに基づいて液晶表示体を提供する。 【解決手段】液晶を含むねじれネマチックセルに基づく
液晶切換素子を含有する表示体であって、液晶誘電体の
層厚みと光学的異方性との積が210〜600nmの数
値(ただし、液晶誘電体の層厚みが2μmで、かつ光学
的異方性が0.27である場合を除く)を有することを
特徴とする、前記表示体。
を受けず、かつコントラストの視角依存性が小さいねじ
れネマチックセルに基づいて液晶表示体を提供する。 【解決手段】液晶を含むねじれネマチックセルに基づく
液晶切換素子を含有する表示体であって、液晶誘電体の
層厚みと光学的異方性との積が210〜600nmの数
値(ただし、液晶誘電体の層厚みが2μmで、かつ光学
的異方性が0.27である場合を除く)を有することを
特徴とする、前記表示体。
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体に関する。
ストの角度依存性が非常に小さい液晶表示体に関する。
【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Mauguinに
よる研究(Bull. Soc. franc. Min.,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1400n
m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10〜12μ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。
よる研究(Bull. Soc. franc. Min.,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1400n
m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10〜12μ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
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。
【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】式IIのシクロヘキシルシクロヘキサン、 式IIIのフェニルシクロヘキサン、
【化2】 式IVのシクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル、
【化3】 式Vのシクロヘキサンカルボン酸シクロヘキシルエステ
ル、
ル、
【化4】 式VIのビフェニリルシクロヘキサン、
【化5】 式VIIの4,4′−ジシクロヘキシルビフェニル、
【化6】
【0014】式VIIIのシクロヘキシル安息香酸フェ
ニルエステル、
ニルエステル、
【化7】 式IXのシクロヘキシル安息香酸シクロヘキシルエステ
ル、
ル、
【化8】 式Xの安息香酸シクロヘキシルエステル、
【化8】 式XIの安息香酸ビシクロヘキシルエステル、
【化10】 式XIIの安息香酸シクロヘキシルフェニルエステル、
【化11】 式XIIIのシクロヘキサンカルボン酸シクロヘキシル
フェニルエステル、
フェニルエステル、
【化12】
【0015】式XIVのシクロヘキサンカルボン酸ビシ
クロヘキシルエステル、
クロヘキシルエステル、
【化13】 式XVのシクロヘキシルシクロヘキサンカルボン酸シク
ロヘキシルエステル、
ロヘキシルエステル、
【化14】 式XVIのフェニルビシクロ〔2.2.2〕オクタン、
【化15】 式XVIIのフェニル−1,3−ジオキサン、
【化16】 式XVIIIのシクロヘキシル−1,3−ジオキサン、
【化17】 および式XIXのシクロヘキシルシクロヘキサンカルボ
ン酸フェニルエステル、
ン酸フェニルエステル、
【化18】
【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。
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−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。
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−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−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28×10-3Pa.
sの粘度、Δε=+3.55の誘電異方性およびΔn=
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−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28×10-3Pa.
sの粘度、Δε=+3.55の誘電異方性およびΔn=
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 (71)出願人 591032596 Frankfurter Str. 250, D−64293 Darmstadt,Fed eral Republic of Ge rmany (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 (10)
- 【請求項1】 液晶を含むねじれネマチックセルに基
づく液晶切換素子を含有するマトリックス表示体であっ
て、液晶誘電体の層厚みと光学的異方性との積が210
〜600nmの数値(ただし、液晶誘電体の層厚みが2
μmで、かつ光学的異方性が0.27である場合を除
く)を有することを特徴とする、前記表示体。 - 【請求項2】 表示体がテレビジョンスクリーンであ
ることを特徴とする請求項1に記載の表示体。 - 【請求項3】 表示体が液晶セルに対し、電圧を供給
する手段を含む請求項1又は2に記載の表示体。 - 【請求項4】 セルに対する電圧供給手段として少な
くとも2つの電圧を適用することができること特徴とす
る請求項3に記載の表示体。 - 【請求項5】 液晶セルに適用され得る少なくとも1
つの電圧が、しきい値電圧、飽和電圧又はしきい値電圧
の2倍の電圧であることを特徴とする請求項4に記載の
表示体。 - 【請求項6】 液晶が少なくとも20℃のネマチック
相を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに
記載の表示体。 - 【請求項7】 表示体が比較的広い光のスペクトル分
布を有する光源を備えたことを特徴とする請求項1〜6
のいずれかに記載の表示体。 - 【請求項8】 液晶誘電体の層厚みが3〜10μmで
あることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の
表示体。 - 【請求項9】 光学異方性が0.03〜0.12であ
ることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の表
示体。 - 【請求項10】 表示体がカラーイメージを作る手段を
含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の
表示体。
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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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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7063275A Division JP2855568B2 (ja) | 1980-06-19 | 1995-02-15 | 液晶表示の動作方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09120086A true JPH09120086A (ja) | 1997-05-06 |
JP2963062B2 JP2963062B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=6104883
Family Applications (5)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56094086A Granted JPS5740229A (en) | 1980-06-19 | 1981-06-19 | Liquid crystal display element |
JP1217651A Expired - Lifetime JPH0696704B2 (ja) | 1980-06-19 | 1989-08-25 | 液晶誘電体 |
JP7063275A Expired - Lifetime JP2855568B2 (ja) | 1980-06-19 | 1995-02-15 | 液晶表示の動作方法 |
JP7063274A Pending JPH07294964A (ja) | 1980-06-19 | 1995-02-15 | 液晶表示素子 |
JP8279890A Expired - Lifetime JP2963062B2 (ja) | 1980-06-19 | 1996-10-02 | 液晶表示体 |
Family Applications Before (4)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56094086A Granted JPS5740229A (en) | 1980-06-19 | 1981-06-19 | Liquid crystal display element |
JP1217651A Expired - Lifetime JPH0696704B2 (ja) | 1980-06-19 | 1989-08-25 | 液晶誘電体 |
JP7063275A Expired - Lifetime JP2855568B2 (ja) | 1980-06-19 | 1995-02-15 | 液晶表示の動作方法 |
JP7063274A Pending JPH07294964A (ja) | 1980-06-19 | 1995-02-15 | 液晶表示素子 |
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---|---|
US (1) | US4398803A (ja) |
JP (5) | JPS5740229A (ja) |
KR (1) | KR850000293B1 (ja) |
CH (1) | CH653143A5 (ja) |
DE (1) | DE3022818C2 (ja) |
GB (1) | GB2078389B (ja) |
HK (1) | HK66084A (ja) |
MY (1) | MY8500645A (ja) |
SG (1) | SG31684G (ja) |
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---|---|---|---|---|
DE3022818C2 (de) * | 1980-06-19 | 1986-11-27 | Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt | Flüssigkristall-Anzeigeelement |
JPS5790618A (en) * | 1980-11-28 | 1982-06-05 | Hitachi Ltd | Liquid crystal display element |
JPS5817414A (ja) * | 1981-07-24 | 1983-02-01 | Seiko Epson Corp | 液晶光学装置 |
US4528114A (en) * | 1981-12-18 | 1985-07-09 | Hoffmann-La Roche Inc. | Acetylenes |
DE3151356A1 (de) * | 1981-12-24 | 1983-07-07 | Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt | 4-fluorbiphenylderivate, verfahren zu ihrer herstellung, diese enthaltende dielektrika und elektrooptisches anzeigeelement |
GB2114994B (en) * | 1982-02-18 | 1984-10-10 | Suwa Seikosha Kk | Liquid crystal compositions |
DE3206269A1 (de) * | 1982-02-20 | 1983-09-01 | Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt | Bicyclohexylderivate |
EP0090548B1 (en) * | 1982-03-26 | 1987-11-11 | Chisso Corporation | Liquid-crystalline compounds |
DE3220155A1 (de) * | 1982-05-28 | 1983-12-01 | Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt | Piperidinderivate |
US4512636A (en) * | 1982-06-15 | 1985-04-23 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdon Of Great Britian And Northern Ireland Of Whitehall | Liquid crystal compounds |
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DE3382646D1 (de) * | 1982-08-26 | 1993-01-28 | Merck Patent Gmbh | Cyclohexanderivate und ihre verwendung als komponenten fluessigkristalliner-dielektrika. |
JPS5939835A (ja) * | 1982-08-27 | 1984-03-05 | Asahi Glass Co Ltd | 1−(トランス−4−アルキルシクロヘキシル)−2−{トランス−4′−(p−置換フエニル)シクロヘキシル}エタン |
JPS5970624A (ja) * | 1982-10-13 | 1984-04-21 | Chisso Corp | トランス,トランス−4−アルキル−4′−アルキルビシクロヘキサン類 |
JPS59116725A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-05 | Hitachi Ltd | 液晶表示素子 |
US4565425A (en) * | 1983-03-16 | 1986-01-21 | Hoffmann-La Roche Inc. | Liquid crystals |
DE3314632A1 (de) * | 1983-04-22 | 1984-10-25 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Anordnung zur reduzierung der resttransmission bei lcd-anzeigen |
JPS6055078A (ja) * | 1983-08-30 | 1985-03-29 | シャープ株式会社 | 液晶組成物 |
JPS59221376A (ja) * | 1983-05-31 | 1984-12-12 | Sharp Corp | 液晶組成物 |
DE3348305C2 (en) * | 1983-06-14 | 1992-06-17 | Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt, De | New opt. etherified bi:cyclohexyl derivs.14 |
DE3321373A1 (de) * | 1983-06-14 | 1984-12-20 | Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt | Bicyclohexyle |
US4630896A (en) * | 1983-06-17 | 1986-12-23 | Hoffmann-La Roche Inc. | Benzonitriles |
JPS604924A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-11 | Alps Electric Co Ltd | 液晶表示装置 |
JPS606927A (ja) * | 1983-06-27 | 1985-01-14 | Hitachi Ltd | 透過形ネガタイプの液晶セル |
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