JPH09269472A - Liquid crystal display element and its drive method - Google Patents

Liquid crystal display element and its drive method

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JPH09269472A
JPH09269472A JP7968996A JP7968996A JPH09269472A JP H09269472 A JPH09269472 A JP H09269472A JP 7968996 A JP7968996 A JP 7968996A JP 7968996 A JP7968996 A JP 7968996A JP H09269472 A JPH09269472 A JP H09269472A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal material
twist
ratio
deformation mode
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JP7968996A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsumasa Naitou
温勝 内藤
Shingo Fujita
晋吾 藤田
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide liquid crystal material property, cell constitution and a drive method realizing high speed responsiveness and high contrast. SOLUTION: By providing a material property value of liquid crystal material as follows, the high speed responsiveness and the high contrast are obtained. By providing the elasticity constant K22 >=12.5pN, the rotation viscosity coefficient 120<=η twist <= 180cpa.s of the liquid crystal material, a response speed nearly 150ms or below is realized. Further, by providing the elasticity constant K22 <=9pN, the rotation viscosity coefficient ηtwist <= 120cpa.s of the liquid crystal material, the response speed nearly 100ms or below is realized. Further, by providing the elasticity constant ratio of the liquid crystal material to (K33 /K11 )>=1.5, the sufficient high contrast is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高コントラストを
維持した高速応答化を実現する液晶の材料物性、セル構
成、及びその駆動方式に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a material property of a liquid crystal, a cell structure, and a driving method for realizing a high-speed response while maintaining a high contrast.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、高速応答化を実現するために、液
晶材料物性面からは、液晶材料の弾性定数比(K33/K
11)を小さくする、ネマチック−等方相転移温度Tniを
下げる、閾値電圧を高く設定する等の手法が採られ、ま
た液晶素子構成面からは、通常セル厚dを小さくする手
法が取られることが一般的であった。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to realize a high-speed response, from the viewpoint of the physical properties of liquid crystal materials, the elastic constant ratio of the liquid crystal materials (K 33 / K
11 ) is decreased, the nematic-isotropic phase transition temperature Tni is decreased, the threshold voltage is set high, and the cell thickness d is usually decreased from the aspect of the liquid crystal device configuration. Was common.

【0003】また、高コントラスト化のために急峻性
“ γ = V50 / V10 ”(ここでVxは相対透
過率x%時の電圧、ただし飽和輝度を 100%とする)を
小さく設計した場合、従来の配向膜−液晶分子界面の角
度(プレチルト角)θp が4°以下では、生産に十分な
配向マージンが得られなかった。
When the steepness “γ = V 50 / V 10 ” (where Vx is the voltage at relative transmittance x%, where saturation luminance is 100%) is designed to be small in order to increase the contrast. When the angle (pretilt angle) θp of the conventional alignment film-liquid crystal molecule interface is 4 ° or less, a sufficient alignment margin for production cannot be obtained.

【0004】さらに、高速応答化により、通常のアルト
−プレシコ駆動方式では、フレーム内応答現象によりオ
ン輝度が低下し、液晶パネル表面輝度の低い表示となっ
ていた。
Further, due to the high-speed response, in the normal Alt-Presico driving system, the on-luminance is lowered due to the response phenomenon within the frame, and the display with low liquid crystal panel surface luminance is obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】応答速度τとセル厚d
の関係は、液晶材料の粘性をηとすると下記の第1式で
表される。
The response speed τ and the cell thickness d
The relationship is expressed by the following first equation, where η is the viscosity of the liquid crystal material.

【0006】[0006]

【数1】 [Equation 1]

【0007】この式から、応答速度がセル厚dの2乗に
比例するため、高速応答化は、応答速度τadd (立ち上
がり時間と立ち下がり時間の和)が 200ms以上におい
てセル厚を小さくすることで容易に対応できていた。し
かしながら、さらに 200ms以下の応答速度を得るに
は、セル厚4μm付近が必要となる。4μm付近のセル
厚では、コントラスト比及び、輝度を得るための光学補
償設計範囲内で、複屈折率Δnが 0.20 以上必要とな
る。これにより、長い分子長(特に剛直部分)を持つ液
晶成分比が多くなり、セル厚dを小さくする効果以上に
液晶材料の粘性ηが著しく大きくなるために、高速応答
化が困難であった。
From this equation, since the response speed is proportional to the square of the cell thickness d, high-speed response can be obtained by reducing the cell thickness when the response speed τadd (sum of rise time and fall time) is 200 ms or more. It was easy to deal with. However, in order to obtain a response speed of 200 ms or less, a cell thickness of around 4 μm is required. With a cell thickness of around 4 μm, the birefringence Δn must be 0.20 or more within the optical compensation design range for obtaining the contrast ratio and the brightness. As a result, the ratio of the liquid crystal component having a long molecular length (particularly the rigid portion) increases, and the viscosity η of the liquid crystal material remarkably increases beyond the effect of reducing the cell thickness d, which makes it difficult to achieve high-speed response.

【0008】また、セル厚を薄くする手法に対して、低
粘性である液晶材料の添加が考えられるが、従来の低粘
性液晶材料は、減粘効果を得るために、液晶分子構成中
の剛直部分に柔軟性を持たせるため、複屈折率Δnは小
さかった。
In addition, a liquid crystal material having low viscosity may be added to the method of reducing the cell thickness. However, the conventional low-viscosity liquid crystal material has a rigid structure in the liquid crystal molecule structure in order to obtain a thinning effect. The birefringence Δn was small in order to give the portion flexibility.

【0009】つまり、STNでは、コントラストとオン
輝度を得るため、光学的位相差Δn・dを一定として設
計する。このため、高速応答化に有効であるセル厚dを
小さくすると複屈折率Δnは大きい必要が有り、従来の
減粘材料では有効な添加量に限界が生じ高速化は困難で
あった。
That is, in the STN, the optical phase difference Δn · d is designed to be constant in order to obtain contrast and ON luminance. Therefore, the birefringence Δn needs to be large when the cell thickness d, which is effective for high-speed response, is made small, and in the conventional viscosity reducing material, the effective addition amount is limited and it is difficult to increase the speed.

【0010】また、高コントラストを得るためには、液
晶材料の弾性定数比(K33/K11)の値を大きく設計す
れば良いが、通常用いられている配向膜では、配向膜−
液晶分子界面で形成される角度(プレチルト角θp )が
4゜以下であるため、十分な配向状態が得られていなか
った。また、配向マージンが狭いが故に液晶材料の選択
幅も狭くなっていた。
In order to obtain a high contrast, the elastic constant ratio (K 33 / K 11 ) of the liquid crystal material may be designed to be large.
Since the angle formed at the liquid crystal molecule interface (pretilt angle θp) is 4 ° or less, a sufficient alignment state was not obtained. Further, since the alignment margin is narrow, the selection range of the liquid crystal material is narrow.

【0011】また高速応答液晶をアルト−プレシコ駆動
する場合、フレーム内応答(選択信号期間に対して液晶
層の放電時間が短いために非選択期間中にオン輝度が低
下してしまう高速応答液晶材料を使用するが故の現象)
によりオン輝度が低下する。
Further, in the case where the high-speed response liquid crystal is driven by Alto-Presico, a response within a frame (a high-speed response liquid crystal material whose ON luminance is lowered during the non-selection period because the discharge time of the liquid crystal layer is short with respect to the selection signal period) Phenomenon caused by using
As a result, the on-brightness decreases.

【0012】本発明は高速応答化、かつ高コントラスト
化を実現する液晶材料物性、セル構成および駆動方法を
提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a liquid crystal material physical property, a cell structure and a driving method which realize a high speed response and a high contrast.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】第1式から、高速応答化
には、複屈折率Δnが大きく、ηtwist の小さい液晶材
料を用いることにより、高速応答化が実現可能となる。
一例として、複屈折率Δnが“ 0.20 ”以上、かつ超低
粘性であるセイミケミカル(株)のジフルオロスチルベ
ン系液晶材料があり、本発明の物性値、および特性確認
に使用している。分子構造は、
From the first equation, in order to achieve a high-speed response, a high-speed response can be realized by using a liquid crystal material having a large birefringence Δn and a small ηtwist.
As an example, there is a difluorostilbene type liquid crystal material of Seimi Chemical Co., Ltd. having a birefringence Δn of “0.20” or more and an extremely low viscosity, which is used for confirming the physical properties and characteristics of the present invention. The molecular structure is

【0014】[0014]

【化1】 Embedded image

【0015】で示される。また、液晶材料物性の一つで
ある弾性定数(ベンド変形モードとスプレイ変形モー
ド)の比(K33/K11)を、“ 1.5 ”以上とすること
により、急峻性γを小さくでき高コントラスト化が可能
となる。
## EQU1 ## Further, by setting the ratio (K 33 / K 11 ) of the elastic constants (bend deformation mode and splay deformation mode), which is one of the physical properties of the liquid crystal material, to be “1.5” or more, the steepness γ can be reduced and high contrast can be achieved. Is possible.

【0016】しかしながら、弾性定数比(K33/K11
を“ 1.5 ”以上とした場合、一般に使用されているプ
レチルト角θp (配向膜表面と液晶分子のなす角)が4
°以下である配向膜では、十分な配向マージンが得られ
ない。プレチルト角θp を4°以上である配向膜と前記
物性値を持つ液晶材料を組み合わせることにより、高コ
ントラストが得られる液晶材料においても十分な配向マ
ージンが得られる。
However, the elastic constant ratio (K 33 / K 11 )
When the value is set to “1.5” or more, the pretilt angle θp (angle formed by the alignment film surface and liquid crystal molecules) that is generally used is 4
A sufficient alignment margin cannot be obtained with an alignment film having a temperature of less than or equal to °. By combining an alignment film having a pretilt angle θp of 4 ° or more with a liquid crystal material having the above-mentioned physical property values, a sufficient alignment margin can be obtained even in a liquid crystal material having high contrast.

【0017】また、オン輝度については、通常のアルト
−プレシコ駆動においてフレーム周波数を上げることに
よりフレーム内で減衰していた輝度を上げることが出来
る。特にフレーム内応答の程度は、液晶表示素子の応答
速度と相関が大きく、液晶分子の立ち上がり、立ち下が
り応答時間が最適となるフレーム周波数に設定する必要
がある。また、別のフレーム内応答を抑制する手法とし
て、選択電圧と非選択電圧の比であるバイアス比を小さ
くする。
Regarding the on-luminance, it is possible to raise the luminance which has been attenuated in the frame by raising the frame frequency in the normal Alt-Presico driving. In particular, the degree of in-frame response has a strong correlation with the response speed of the liquid crystal display element, and it is necessary to set the frame frequency at which the rising and falling response times of the liquid crystal molecules are optimal. Further, as another method for suppressing the intra-frame response, the bias ratio, which is the ratio of the selection voltage and the non-selection voltage, is reduced.

【0018】本発明の構成では応答速度,コントラスト
について各々の物性値規定を行う構成と、両物性値規定
を兼ね備えた構成、さらに広い配向マージンを有する構
成、及びフレーム内応答によるオン輝度低下を抑制した
駆動構成を有している。
According to the structure of the present invention, the physical properties of the response speed and the contrast are regulated, the physical properties of both are regulated, the alignment margin is wider, and the reduction of the on-luminance due to the response within the frame is suppressed. It has the drive structure.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施の形態1)まず、本発明で用いた動的光散乱法に
よる弾性定数(ツイスト変形モード)K 22と回転粘性係
数(ツイスト変形モード)ηtwist の測定方法について
簡略に述べる。
 (Embodiment 1) First, the dynamic light scattering method used in the present invention is described.
Elastic constant (twist deformation mode) K twenty twoAnd rotational viscosity
Number (twist deformation mode) η twist measurement method
Briefly described.

【0020】ネマチック液晶の光散乱は、2つの長波長
モードの重ね合わせであると説明している(Orsay
L.C.G.:Mol.Cryst.and Li
q.Cryst.13(1971)187)。モード1
は、スプレイ変形とベンド変形の組合せ、モード2は、
ツイスト変形とベンド変形の組み合せである。モード2
における緩和周波数Γ2 は、ツイスト変形のみにより下
記の第2式のように表される。
Light scattering in nematic liquid crystals is described as a superposition of two long wavelength modes (Orsay).
L. C. G. FIG. : Mol. Cryst. and Li
q. Cryst. 13 (1971) 187). Mode 1
Is a combination of splay deformation and bend deformation, and mode 2 is
It is a combination of twist deformation and bend deformation. Mode 2
The relaxation frequency Γ 2 at is expressed by the following second equation only by twist deformation.

【0021】[0021]

【数2】 [Equation 2]

【0022】このように(K22:弾性定数(ツイスト変
形モード),γ1 :回転粘性係数ηtwist (ツイスト変
形モード),q :ダイレクタに垂直な散乱ベクトル)
表される。電場の印加状態において、緩和周波数Γ2
下記の第3式のように表される。ε0 :真空の誘電率,
εa :誘電率異方性,V:印加電圧,d:セル厚)であ
る。
Thus, (K 22 : elastic constant (twist deformation mode), γ 1: rotational viscosity coefficient η twist (twist deformation mode), q: scattering vector perpendicular to the director)
expressed. In the applied state of the electric field, the relaxation frequency Γ 2 is expressed by the following third equation. ε 0: Dielectric constant of vacuum,
εa: dielectric anisotropy, V: applied voltage, d: cell thickness).

【0023】[0023]

【数3】 (Equation 3)

【0024】この時、εa が独立に測定できれば、Γ2
とV2 は線形関係にあるので、傾き:γ1 ,y切片:K
22が決定できる。次に動的光散乱法で使用する測定セル
の作製方法であるが、電極面にホメオトロピック(垂
直)配向処理を施したテストセルを用いて、サンプル液
晶はネマチック−等方相転移温度Tni以上に加熱しなが
らキャピラリー注入した後、テストセルの全面が垂直配
向と成るように室温まで徐冷した。
At this time, if εa can be measured independently, Γ 2
And V 2 have a linear relationship, slope: γ 1, y intercept: K
22 can be decided. Next, regarding the method for producing a measurement cell used in the dynamic light scattering method, using a test cell in which homeotropic (vertical) orientation treatment is applied to the electrode surface, the sample liquid crystal has a nematic-isotropic phase transition temperature Tni or higher. After injecting capillaries while heating, the test cell was gradually cooled to room temperature so that the entire surface was vertically aligned.

【0025】本実験で使用したサンプル液晶は、通常構
成の液晶材料A、低粘性化を考慮した液晶材料B、Cを
用意した。動的光散乱法を用いて弾性定数K22,回転粘
性係数γ1 (=ηtwist )を測定した結果は下記の(表
1)に示した。
As the sample liquid crystals used in this experiment, a liquid crystal material A having a normal structure and liquid crystal materials B and C in consideration of lowering the viscosity were prepared. The elastic constant K 22 and rotational viscosity coefficient γ 1 (= ηtwist) measured by the dynamic light scattering method are shown in the following (Table 1).

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】次に、光学応答評価に用いたテストセルに
ついて述べる。ガラス基板の上にインジウム・スズ酸化
物薄膜電極(ITO電極)を形成した2枚の基板を用意
した。それぞれの基板の上に芳香族系ポリアミック酸溶
液(チッソ石油化学製PSI−A−2201)をスピン
コート法により膜厚 800Åと成るように塗布した。 80
℃, 15 分の仮硬化熱処理後、 220℃,1時間の熱硬化
処理を行い、ポリイミド配向膜を形成した。
Next, the test cell used for the optical response evaluation will be described. Two substrates were prepared by forming an indium tin oxide thin film electrode (ITO electrode) on a glass substrate. An aromatic polyamic acid solution (PSI-A-2201 manufactured by Chisso Petrochemical Co., Ltd.) was applied on each substrate by a spin coating method so as to have a film thickness of 800 Å. 80
After pre-curing heat treatment at 15 ° C for 15 minutes, heat curing treatment at 220 ° C for 1 hour was performed to form a polyimide alignment film.

【0028】次に、各々の基板(基板1,2)の配向膜
表面を通常のラビング法により、 250゜ツイスト構成と
成るような配向処理を施した。次に、基板1のITO電
極画素外に熱硬化性樹脂に所定の径を持つグラスファイ
バーを 0.1wt%混合し所定の線幅にてスクリーン印刷
した。また、基板2のラビング処理した表面には、必要
ギャップ厚を保証するためのプラスチックビーズを必要
相当量散布した。その後、基板1,基板2をラビング配
向処理した表面が内側となるように張り合わせ、耐熱性
フィルムを用いた真空パックを行った後、所定条件で加
熱硬化処理した。これにより、テストセル条件として空
セルが完成した。
Next, the alignment film surface of each substrate (substrates 1 and 2) was subjected to an alignment treatment by a usual rubbing method so as to have a 250 ° twist structure. Next, 0.1 wt% of glass fiber having a predetermined diameter was mixed with a thermosetting resin outside the ITO electrode pixel of the substrate 1 and screen-printed with a predetermined line width. Further, on the rubbing-treated surface of the substrate 2, plastic beads for ensuring a required gap thickness were sprayed in a required amount. After that, the substrate 1 and the substrate 2 were laminated so that the surface subjected to the rubbing orientation treatment was the inner side, vacuum packed using a heat resistant film, and then heat cured under predetermined conditions. As a result, an empty cell was completed as a test cell condition.

【0029】さらに、(表1)に示す液晶材料A,B,
Cを前述したテストセルに真空注入法を用いて注入し、
テストセルA,B,Cが完成した。テストセルA,B,
Cの各々についてスタティック駆動方式による光学応答
評価を行った。光学応答特性評価は、下記の(表2)に
示すセル構成条件により測定した。
Further, the liquid crystal materials A, B, shown in (Table 1),
C was injected into the above-mentioned test cell using the vacuum injection method,
Test cells A, B and C are completed. Test cells A, B,
The optical response of each C was evaluated by the static drive method. The evaluation of optical response characteristics was performed under the cell constitutional conditions shown in (Table 2) below.

【0030】[0030]

【表2】 [Table 2]

【0031】駆動条件は、オン電圧とオフ電圧比(Von
/Voff )= 1.067( 1/ 240デューティ相当)である
スタティック駆動を用い、評価結果を下記の(表3)に
示す。
The driving conditions are the on-voltage and off-voltage ratio (Von
/ Voff) = 1.067 (corresponding to 1/240 duty) was used, and the evaluation results are shown in (Table 3) below.

【0032】[0032]

【表3】 [Table 3]

【0033】液晶材料Aの弾性定数K22、及び回転粘性
係数ηtwist 、本発明の請求範囲外であり、この場合、
コントラスト比は“ 18 ”であるが応答速度が 180ms
と少々遅い。
The elastic constant K 22 and the rotational viscosity coefficient η twist of the liquid crystal material A are outside the claims of the present invention, and in this case,
Contrast ratio is "18" but response speed is 180ms
And a little slow.

【0034】これに対して、液晶材料サンプルBの弾性
定数K22、及び回転粘性係数ηtwist は本発明の請求範
囲を満たし、コントラスト比は、“ 20 ”以上、応答速
度は100msと満足な特性を得た。
On the other hand, the elastic constant K 22 and the rotational viscosity coefficient η twist of the liquid crystal material sample B satisfy the claims of the present invention, the contrast ratio is “20” or more and the response speed is 100 ms, which is a satisfactory characteristic. Obtained.

【0035】また、液晶材料Cは、弾性定数K22は 10
pN以下であるが、回転粘性係数ηtwist は、 100 cPa
・s以下であるが、(K33/K11)< 1 であるため、
高速応答であるが急峻性が足りないため低コントラスト
となる。コントラスト比は“8”とかなり低く、また、
応答速度については、 80 msとかなり速い結果となっ
た。
The liquid crystal material C has an elastic constant K 22 of 10
pN or less, but the rotational viscosity coefficient η twist is 100 cPa
・ S is less than or equal to s, but (K 33 / K 11 ) <1, so
It has a high-speed response, but low contrast due to lack of steepness. The contrast ratio is "8", which is quite low.
The response speed was 80 ms, which was quite fast.

【0036】これらの液晶材料A,B,Cを用いたテス
トセル評価から、応答速度とコントラストの関係をもと
める。応答速度と弾性定数K22の関係を図1に示す。測
定データから必要な応答速度と弾性定数K22の関係を求
めると、応答速度を 100ms以下とするには、弾性定数
22が9pN以下とする必要がある。応答速度を 150m
s以下とするには、弾性定数K22が 12.5 pN以下とす
る必要がある。
From the test cell evaluation using these liquid crystal materials A, B and C, the relationship between the response speed and the contrast is obtained. The relationship between the response speed and the elastic constant K 22 is shown in FIG. When the relationship between the required response speed and the elastic constant K 22 is obtained from the measured data, the elastic constant K 22 needs to be 9 pN or less to make the response speed 100 ms or less. Response speed is 150m
In order to make it s or less, the elastic constant K 22 needs to be 12.5 pN or less.

【0037】また、応答速度と回転粘性係数ηtwist の
関係を図2に示す。測定データから必要な応答速度と回
転粘性係数ηtwist の関係を求めると、応答速度を 100
ms以下とするには、回転粘性係数ηtwist が 120 cPa
・s以下とする必要がある。応答速度を 150ms以下とす
るには、回転粘性係数ηtwist が 180 cPa・s以下とする
必要がある。
FIG. 2 shows the relationship between the response speed and the rotational viscosity coefficient ηtwist. Obtaining the relationship between the required response speed and the rotational viscosity coefficient ηtwist from the measured data gives a response speed of 100
The rotational viscosity coefficient η twist is 120 cPa to be less than ms.
・ It must be less than s. To make the response speed 150 ms or less, the rotational viscosity coefficient ηtwist must be 180 cPa · s or less.

【0038】また、コントラストと弾性定数比(K33
11)の関係を図3に示す。ここでオン輝度/オフ輝度
を白黒光学補償構成とした評価では、通常使用条件にお
いて十分であるコントラスト比が“ 18 ”以上と考えら
れるために、測定データから必要なコントラストと弾性
定数比(K33/K11)の関係を求めると、弾性定数比
(K33/K11)は、“ 1.5 ”以上とする必要がある。
The contrast and elastic constant ratio (K 33 /
The relationship of K 11 ) is shown in FIG. In the evaluation using the on-brightness / off-brightness with the black-and-white optical compensation configuration, the contrast ratio, which is sufficient under normal use conditions, is considered to be "18" or more. Therefore, the contrast and elastic constant ratio (K 33 / K 11 ), the elastic constant ratio (K 33 / K 11 ) needs to be “1.5” or more.

【0039】以上の結果から、高速応答化した液晶材料
設計は、弾性定数K22と回転粘性係数ηtwist が重要で
あり、また、高コントラスト化には、弾性定数比(K33
/K 11)が重要である。本発明の請求範囲でこれらの物
性値を規定することにより、所望の特性が得られること
が分かった。
From the above results, a liquid crystal material having a high speed response
The design is the elastic constant Ktwenty twoAnd the rotational viscosity coefficient η twist are important.
Yes, and the elastic constant ratio (K33
/ K 11)is important. These things within the scope of the invention
The desired characteristics can be obtained by specifying the sex value.
I understood.

【0040】(実施の形態2)また、テストセルA,B
の各々についてアルト−プレシコ駆動方式により絶対オ
ン輝度評価を行った。駆動条件は、デューティ: 1/ 2
40, 1/ 300、フレーム周波数: 74 , 160Hz、バイ
アス比:最適値(√( 240)+ 1[ 1/ 240デューティ
の場合])、最適値の 75 %の各々を組み合わせて行
い、スタティック駆動時のオン輝度を“1”としたオン
輝度比で評価した結果を下記の(表4)に示した。
(Embodiment 2) In addition, test cells A and B
Absolute on-luminance evaluation was performed for each of the above by the Alto-Presico driving method. Driving condition is duty: 1/2
40, 1/300, frame frequency: 74, 160 Hz, bias ratio: optimum value (√ (240) +1 [for 1/240 duty]), 75% of the optimum value are combined and statically driven The results of evaluation by the on-brightness ratio with the on-brightness of No. 1 as "1" are shown in (Table 4) below.

【0041】[0041]

【表4】 [Table 4]

【0042】フレーム周波数については、 74 Hzの場
合より 160Hzとした場合に約 1.5倍のオン輝度が得ら
れた。また、バイアス比を最適値の 75 %とした場合は
約 1.2倍のオン輝度が得られた。
With respect to the frame frequency, when the frequency is set to 160 Hz, the ON luminance is about 1.5 times higher than that at 74 Hz. Moreover, when the bias ratio was set to 75% of the optimum value, about 1.2 times the on-luminance was obtained.

【0043】本発明の液晶材料の物性値、さらに本発明
の駆動条件で規定することにより、十分なオン輝度が得
られた液晶表示素子が実現できた。 (実施の形態3)また、配向マージンは、配向マージン
の定義を下記の第4式に示す。
By defining the physical properties of the liquid crystal material of the present invention and the driving conditions of the present invention, a liquid crystal display device having sufficient on-luminance could be realized. (Third Embodiment) As for the alignment margin, the definition of the alignment margin is shown in the following fourth formula.

【0044】[0044]

【数4】 (Equation 4)

【0045】通常、液晶表示素子を安定して生産するに
は、配向マージン(Δd/p)は、“0.05 ”以上必要
である。高コントラスト、かつ高速応答である液晶材料
Bを用いて、プレチルト角θp の異なる配向膜D,Eの
各々の配向マージンを評価した。その評価結果を下記の
(表5)に示す。
Normally, in order to stably produce a liquid crystal display device, the alignment margin (Δd / p) needs to be “0.05” or more. Using the liquid crystal material B having high contrast and high-speed response, the alignment margins of the alignment films D and E having different pretilt angles θp were evaluated. The evaluation results are shown in (Table 5) below.

【0046】[0046]

【表5】 [Table 5]

【0047】図4はプレチルト角と配向マージンの関係
を示し、プレチルト角θp が4°以上において、十分な
配向マージンが得られた。本発明のプレチルト角の規定
は、高速応答,高コントラスト化を目指した液晶表示素
子に大きく寄与している。
FIG. 4 shows the relationship between the pretilt angle and the alignment margin. A sufficient alignment margin was obtained when the pretilt angle θp was 4 ° or more. The definition of the pretilt angle of the present invention greatly contributes to a liquid crystal display device aiming at high-speed response and high contrast.

【0048】なお、付け加えておくが、上記の各実施の
形態においてテストセルを真空注入セルを用いている
が、セル構成の形態によらず、本発明が有効であること
にかわりはない。
In addition, although a vacuum injection cell is used as the test cell in each of the above embodiments, the present invention is still effective regardless of the cell configuration.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、液晶材料
の物性値を規定することにより、高速応答化および高コ
ントラスト化を実現でき、液晶材料の弾性定数K22≦ 1
2.5 pN,回転粘性係数 120 ≦ηtwist ≦ 180 cPa・s
の規定で、応答速度 150ms以下の高速応答化が実現で
きる。また、液晶材料の弾性定数K22≦9pN,回転粘
性係数ηtwist ≦ 120 cPa・s の規定で、応答速度 100
ms以下の高速応答化が実現できる。さらに、液晶材料
の弾性定数比を(K33/K11)≧ 1.5と規定することに
より、十分な高コントラスト化を実現することができ
る。
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a high-speed response and a high contrast by defining the physical property values of the liquid crystal material, and the elastic constant K 22 ≦ 1 of the liquid crystal material.
2.5 pN, rotational viscosity coefficient 120 ≤ η twist ≤ 180 cPa ・ s
According to the standard, a high speed response with a response speed of 150 ms or less can be realized. In addition, the response speed is 100 when the elastic constant K 22 ≦ 9 pN and the rotational viscosity coefficient η twist ≦ 120 cPa · s of the liquid crystal material are specified.
High-speed response of ms or less can be realized. Further, by defining the elastic constant ratio of the liquid crystal material as (K 33 / K 11 ) ≧ 1.5, it is possible to realize a sufficiently high contrast.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】応答速度τと弾性定数K22の関係図FIG. 1 is a relationship diagram between response speed τ and elastic constant K 22 .

【図2】応答速度τと回転粘性係数ηtwist の関係図[Fig. 2] Relationship between response speed τ and rotational viscosity coefficient η twist

【図3】コントラストと弾性定数比(K33/K11)の関
係図
[Fig. 3] Relationship between contrast and elastic constant ratio (K 33 / K 11 ).

【図4】プレチルト角と配向マージンの関係図FIG. 4 is a relationship diagram between a pretilt angle and an alignment margin.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A,B,C テストセル D,E プレチルト角の異なる配向膜 A, B, C Test cell D, E Alignment film with different pretilt angle

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液晶材料物性の弾性定数(ツイスト変形
モード)K22が 12.5 pN以下であり、かつ回転粘性係
数(ツイスト変形モード)ηtwist が 120 cPa・s以上で
180 cPa・s以下である液晶材料を用いた液晶表示素子。
1. A liquid crystal material having an elastic constant (twist deformation mode) K 22 of 12.5 pN or less and a rotational viscosity coefficient (twist deformation mode) η twist of 120 cPa · s or more.
A liquid crystal display element that uses a liquid crystal material that is 180 cPa · s or less.
【請求項2】 液晶材料物性の弾性定数(ツイスト変形
モード)K22が、 9.0pN以下であり、かつ回転粘性係
数(ツイスト変形モード)ηtwist が 120 cPa・s以下で
ある液晶材料を用いた液晶表示素子。
2. A liquid crystal using a liquid crystal material having an elastic constant (twist deformation mode) K 22 of 9.0 pN or less and a rotational viscosity coefficient (twist deformation mode) η twist of 120 cPa · s or less of physical properties of the liquid crystal material. Display element.
【請求項3】 液晶材料物性の弾性定数(ベンド変形モ
ードとスプレイ変形モード)の比(K33/K11)が、
“ 1.5 ”以上である液晶材料を用いた請求項1記載の
液晶表示素子。
3. The ratio (K 33 / K 11 ) of the elastic constants (bend deformation mode and splay deformation mode) of the physical properties of the liquid crystal material is
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a liquid crystal material having a ratio of "1.5" or more is used.
【請求項4】 液晶材料物性の弾性定数(ベンド変形モ
ードとスプレイ変形モード)の比(K33/K11)が、
“ 1.5 ”以上である液晶材料を用いた請求項2記載の
液晶表示素子。
4. The ratio (K 33 / K 11 ) of the elastic constants (bend deformation mode and splay deformation mode) of the physical properties of the liquid crystal material is
The liquid crystal display device according to claim 2, wherein a liquid crystal material having a ratio of "1.5" or more is used.
【請求項5】 配向膜表面と液晶分子のなす角θp が4
°以上である配向膜を用いた請求項3,請求項4記載の
液晶表示素子。
5. The angle θp formed by the alignment film surface and liquid crystal molecules is 4
The liquid crystal display element according to claim 3, wherein an alignment film having an angle of at least 0 is used.
【請求項6】 請求項1〜5記載の液晶表示素子を用い
て、通常スーパーツイストネマチック液晶表示素子の駆
動方式であるアルト−プレシコ駆動を行う際に、バイア
ス電圧比(選択信号電圧/非選択信号電圧)を最適値
(√(走査ライン数)+1)よりも小さい 75 〜 90 %
に設定し、駆動周波数の設定範囲を 70〜 200Hzにす
る液晶表示素子の駆動方法。
6. A bias voltage ratio (selection signal voltage / non-selection) when the liquid crystal display device according to claim 1 is used to perform an Alto-presico drive which is a drive system of a super twist nematic liquid crystal display device. Signal voltage) less than the optimum value (√ (number of scanning lines) +1) 75-90%
Set the drive frequency to 70-200Hz and set the drive frequency to 70-200Hz.
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