JPH11337983A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH11337983A
JPH11337983A JP14850998A JP14850998A JPH11337983A JP H11337983 A JPH11337983 A JP H11337983A JP 14850998 A JP14850998 A JP 14850998A JP 14850998 A JP14850998 A JP 14850998A JP H11337983 A JPH11337983 A JP H11337983A
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JP
Japan
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liquid crystal
state
chiral nematic
display device
crystal display
Prior art date
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Pending
Application number
JP14850998A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Suyama
幸治 須山
Hisao Kondo
久雄 近藤
Yoshio Miyazaki
吉雄 宮崎
Hiromi Fukuoka
宏美 福岡
Toshiro Motomura
敏郎 本村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶層厚dの変動に対する動作マージンを大き
くしてハイデューティのマトリクス駆動ができる安定か
つ高い信頼性の表示を達成する。 【解決手段】走査電極部材4と信号電極部材5との間に
ピリミジン系化合物を含むカイラルネマチック液晶10
を設けてなるメモリー性双安定型液晶表示装置A。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はカイラルネマチック
液晶からなるメモリー性双安定型液晶表示装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】特開平6−230751号および特開平
6−235920号には、カイラルネマチック液晶を用
いたメモリー性双安定型液晶表示装置が提案され、そし
て、初期配向状態、配向条件、セル構造、2つの準安定
状態、さらに両者間の切替えにおける実用的な駆動方法
などが記載されている。
【0003】上記メモリー性双安定型液晶表示装置は2
つの準安定状態を切り換えることでON(白)表示とO
FF(黒)表示をおこなう方式である。
【0004】すなわち、黒表示と白表示との切替えはリ
セット電圧後に印加する選択電圧の差によっておこな
い、初期状態でのツイスト角φ0 (180°)に対し、
選択電圧を小さく設定すると360°状態(φ0 +π)
が実現され、他方、選択電圧を大きく設定すると0°状
態(φ0 −π)が実現される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記構成のメモリー性
双安定型液晶表示装置によれば、2つの準安定状態の間
には不安定状態(0°状態と360°状態とが混在した
状態)が存在し、この不安定状態を挟んでスイッチング
をおこなうが、この表示装置を単純マトリックス駆動す
るに際して、いまだ最適な条件でもって駆動できるパラ
メータが見つかっておらず、そのために安定した表示が
できないという課題がある。
【0006】一方、液晶材料についてもメモリー性双安
定型液晶表示装置に適した材料開発がいまだ十分におこ
なわれていない。
【0007】したがって本発明者は上記事情に鑑みて鋭
意研究を重ね、各種弾性定数等のパラメータを幾とおり
にも変えて、種々繰り返し実験をおこなったところ、液
晶構成材にピリミジン系化合物を使用するとメモリー性
双安定型液晶表示装置に対する動作マージンが大きくな
ることを見出した。
【0008】本発明はこの知見に基づいて完成されたも
のであり、その目的はピリミジン系化合物をカイラルネ
マチック液晶用の構成材にすることで、動作マージンを
大きくして、マトリックス駆動性を高め、これによって
安定かつ高い表示信頼性を達成したメモリー性双安定型
液晶表示装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、透明基板上に多数の走査電極が配列された走査電極
パターンと配向膜とが順次形成された走査電極部材と、
透明基板上に多数の信号電極が配列された信号電極パタ
ーンと配向膜とが順次形成された信号電極部材との間
に、初期状態でねじれ構造を有し、初期状態にフレデリ
クス転移を生じさせる電圧を印加し、さらにに印加した
電圧との差によって初期状態とは異なる2つの準安定状
態を呈するように化1のピリミジン系化合物を含むカイ
ラルネマチック液晶を用いたことを特徴とする。
【0010】
【化1】
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の双安定型液晶表示装置を
図1〜図6により説明する。図1は本発明の液晶表示装
置Aの要部拡大断面図であって、図2は2つの準安定状
態と不安定状態(不安定領域)との関係を示す説明図、
図3は2つの準安定状態と不安定状態(不安定領域)に
対する電圧との関係を示す説明図である。また、図4は
選択電圧の印加による0°状態/360°状態を示す説
明図である。さらに図5は本発明の実施例にて用いた駆
動電圧波形を表し、図6は不安定領域Δ1の温度依存性
を示す線図である。
【0012】液晶表示装置Aにおいて、1はガラスなど
からなる透明基板、2はITOなどからなる走査電極、
3は配向膜であって、これらによって走査電極部材4を
構成し、他方の信号電極部材5ではガラスなどからなる
透明基板6の上にITOなどからなる信号電極7と配向
膜8とを形成している。各配向膜3、8はポリイミドか
らなり、ラビング処理している。なお、走査電極2と配
向膜3との間や信号電極7と配向膜8との間にSiO2
などからなる絶縁膜を介在させてもよい。
【0013】上記走査電極2と信号電極7は交差するよ
うにパターニングして、個々の交差部を画素領域(たと
えばサイズ300μm×300μm)となし、さらに走
査電極部材4と信号電極部材5とは厚み1.5μmのカ
イラルネマチック液晶10(室温でネマティツク相を呈
する液晶組成物に光学活性添加物〔メルク(E.Mer
ck)社製:S−811〕を加えて調整したものであ
り、ヘリカルピッチPは2.7μmである)を介して対
向配設されている。そして、走査電極部材4と信号電極
部材5との間にカイラルネマチック液晶10を封入させ
るためのシール部材が表示領域の周囲に設けられ、さら
に液晶10内にスペーサを配して膜厚調整している。ま
た、双方の透明基板1、6の外側に偏光板13、14が
配設されている。
【0014】上記構成の液晶表示装置Aによれば、カイ
ラルネマチック液晶10は初期状態でねじれ構造を有
し、その初期状態にフレデリクス転移を生じさせる電圧
を印加した後に印加される電圧差によって初期状態とは
異なる2つの準安定状態を有するようになしたメモリー
性双安定型となる。たとえば初期状態でのツイスト角φ
0 (=180°)に対してφ0 +π(=360°)のね
じれ状態が暗状態となるような偏光板13、14の位置
関係(クロスニコル)にした場合に、明状態はツイスト
角φ0 −π(=0°)である。
【0015】つぎにこの双安定型を利用する液晶表示装
置Aに対して、図2に示すように不安定状態(不安定領
域)を挟んで0°と360°との間でスイッチングす
る。
【0016】このようなスイッチングをおこなった場
合、初期状態にフレデリクス転移を生じさせる電圧を印
加した後の選択電圧をV1より低くすると360°状
態、V2にまで高くすると0°状態、そして、Vl〜V
2との間にすると0°と360°が混在した不安定状態
が生じる。たとえば、偏光板13、14をクロスニコル
にして、初期状態でのツイスト角φ0 (180°)に対
してφ0 +π(360°)のねじれ状態が暗状態、φ0
−π(0°)の状態が明状態であるとすると、不安定状
態は2つの状態(明状態と黒状態)が混在しており、白
〜黒の間の状態を示す。また、このように2つの準安定
状態を利用するスイッチングは、図2に示すように選択
電圧をV3、V4にした関係を利用しても同様におこな
われる。
【0017】この液晶表示装置Aのマトリクス駆動を図
3により述べる。走査電位をVS、信号電位をVdとす
ると、0°状態を発現させるための選択パルス値(選択
電圧)V1(=±|VS+Vd|)と、360°状態を
発現させるための選択パルス値(選択電圧)V2(=±
|VS−Vd|)に対して、V2−V1=2Vdとな
る。そして、不安定領域の幅△1、△2の値において、
2Vd>△1、△2の条件が満たされると、360°/
0°状態が発現し、マトリクス駆動が可能となる。
【0018】したがって、不安定領域の幅△1、△2が
2Vdと比べ大きくなると、マトリックス駆動ができな
くなる。逆に、2Vdに対して△1、△2を小さく(狭
く)するほどに動作マージンが大きくとれ、これによ
り、△1、△2の値に変動が生じた場合にも2つの準安
定状態間のスイッチングができ、表示できる。
【0019】そこで、本発明の液晶表示装置Aにおいて
は、カイラルネマチック液晶10に対し化1のピリミジ
ン系化合物を構成材にすると大きな動作マージンが得ら
れたことが特徴である。以下、この点を詳述する。
【0020】図4に示すように選択電圧V’1→V1→
V2→V’2としたとき、V1〜V2の電圧領域で36
0°/0°の混在した不安定状態が発現するが、この発
現の仕方は完全な360°状態(偏光板がクロスニコル
状態で暗状態である場合)から0°状態(偏光板がクロ
スニコル状態で明状態である場合)が部分的に発現し、
さらに選択電圧を高めていくと完全な0°状態になる。
このようにして生じる遷移過程(360°/0°の混在
状態)において、徐々に0°状態が発現されるなかで、
360°状態が残存し、これが画素領域内でミクロ的に
複数の筋状として表されることで、流動するような現象
が生じていた。
【0021】このような流動現象をなくして、完全な0
°状態にするために高い電圧を印加した場合にはΔ1の
値が大きくなり、動作マージンが小さくなる。△2につ
いても同様な流動現象により大きくなる。しかも、これ
ら△1、△2は低温側において顕著に大きくなる傾向が
ある。
【0022】そこで、本発明においてはカイラルネマチ
ック液晶10に対し化1のピリミジン系化合物を構成材
にしたことで、かかる流動現象を抑制して、大きな動作
マージンを得ることが特徴である。化1においてR1 は
Ck H2k+1 、R2 はCN、OCm H2m+1 、Cn H2n
+1 、Fであり、k、n、mはいずれも1以上の整数で
ある。
【0023】ピリミジン系化合物は液晶全体に対し少な
くとも5重量%、好適には10〜45重量%、最適には
15〜25重量%にすると流動現象を抑制して、大きな
動作マージンを得ることができる。ただし、45重量%
を越えるとカイラルネマチック液晶の特性が十分に発揮
されなくなる。
【0024】以下、本発明の実施例を説明する。本例に
て使用するカイラルネマチック液晶10については、化
2のピリミジン系化合物(Ck H2k+1 のk値はたとえ
ば2〜12の整数)を表1に示すように幾とおりにも変
え、これによって3種類の例を用意し、それぞれの液晶
10を用いた液晶表示装置Aでもって図5に示す駆動波
形を印加して評価した。例4はピリミジン系化合物を用
いない従来例である。
【0025】
【化2】
【0026】
【表1】
【0027】そして、これら各例に対し不安定領域幅を
調べ、流動状態をΔ1の値(30℃)でもって表したと
ころ、表1に示すような結果が得られた。本例において
はVdが2.0V以下にすることが望ましいことから、
Vdを1.5Vに設定して駆動をおこなった。また、温
度を変えて各例のΔ1を測定したところ、図6に示すよ
うな結果が得られた。
【0028】これらの結果から明らかなとおり、本発明
の例1〜例3については、いずれも流動状態が低減され
ながら、360°から0°へ変化した。しかも、Δ1≦
3.0Vとなる温度領域が低温側にシフトしており、こ
れによって表示可能が使用温度領域が大幅に拡大され
た。
【0029】しかるに比較例である例4ではΔ1が3.
3になり、Vdを1.5Vにした場合にはマトリックス
駆動することができなかった。
【0030】なお、本発明は上記の実施形態例に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で
種々の変更や改善等は何ら差し支えない。たとえばカラ
ーフィルターを設けたカラー液晶表示装置でも同様な作
用効果がある。
【0031】
【発明の効果】以上のとおり、本発明の液晶表示装置に
よれば、ピリミジン系化合物をカイラルネマチック液晶
の構成材にすることで、不安定状態の領域幅が狭くな
り、これによって動作マージンを大きくしてフリッカー
レスのハイデューティのマトリクス駆動ができ、その結
果、安定かつ高い信頼性の表示を達成し、走査線の多い
高精細ディスプレイヘの応用できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示装置の要部拡大縦断面図であ
る。
【図2】本発明の液晶表示装置における2つの準安定状
態と不安定状態との関係を示す説明図である。
【図3】2つの準安定状態と不安定状態(不安定領域)
に対する電圧との関係を示す説明図である。
【図4】選択電圧の印加による0°状態/360°状態
を示す説明図である。
【図5】実施例にて用いた駆動電圧波形を表す説明図で
ある。
【図6】不安定領域Δ1の温度依存性を示す線図であ
る。
【符号の説明】
A 液晶表示装置 1、6 透明基板 2 走査電極 3、8 配向膜 4 走査電極部材 5 信号電極部材 7 信号電極 10 カイラルネマチック液晶 13、14 偏光板 VS 走査電位 Vd 信号電位 △1、△2 不安定領域の幅
フロントページの続き (72)発明者 福岡 宏美 鹿児島県姶良郡隼人町内999番地3 京セ ラ株式会社隼人工場内 (72)発明者 本村 敏郎 鹿児島県姶良郡隼人町内999番地3 京セ ラ株式会社隼人工場内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板上に多数の走査電極が配列され
    た走査電極パターンと配向膜とが順次形成された走査電
    極部材と、透明基板上に多数の信号電極が配列された信
    号電極パターンと配向膜とが順次形成された信号電極部
    材との間に、初期状態でねじれ構造を有し、初期状態に
    フレデリクス転移を生じさせる電圧を印加し、さらにに
    印加した電圧との差によって初期状態とは異なる2つの
    準安定状態を呈するように化1のピリミジン系化合物を
    含むカイラルネマチック液晶を用いた液晶表示装置。 【化1】
JP14850998A 1998-05-29 1998-05-29 液晶表示装置 Pending JPH11337983A (ja)

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JP14850998A JPH11337983A (ja) 1998-05-29 1998-05-29 液晶表示装置

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JPH11337983A true JPH11337983A (ja) 1999-12-10

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003096460A (ja) * 2001-09-26 2003-04-03 Minolta Co Ltd 液晶組成物及び液晶表示素子
KR100851703B1 (ko) * 2000-03-27 2008-08-11 휴렛-팩커드 컴퍼니(델라웨어주법인) 쌍안정 네마틱 액정 디바이스

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KR100851703B1 (ko) * 2000-03-27 2008-08-11 휴렛-팩커드 컴퍼니(델라웨어주법인) 쌍안정 네마틱 액정 디바이스
JP2003096460A (ja) * 2001-09-26 2003-04-03 Minolta Co Ltd 液晶組成物及び液晶表示素子

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