JPS63184723A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPS63184723A
JPS63184723A JP1756387A JP1756387A JPS63184723A JP S63184723 A JPS63184723 A JP S63184723A JP 1756387 A JP1756387 A JP 1756387A JP 1756387 A JP1756387 A JP 1756387A JP S63184723 A JPS63184723 A JP S63184723A
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JP
Japan
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liquid crystal
display device
crystal display
group
general formula
Prior art date
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Pending
Application number
JP1756387A
Other languages
English (en)
Inventor
Shuhei Yamamoto
修平 山本
Mitsuyoshi Hara
光義 原
Hiroaki Odai
尾台 弘章
Naoki Kato
直樹 加藤
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.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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Publication of JPS63184723A publication Critical patent/JPS63184723A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶表示装置に係わり、特にワードプロセッサ
やパーソナルコンピュータ等に用いられる大型液晶表示
装置の具現化に関するものである。
(発明の概要〕 本発明は、正の誘電異方性を有するネマティ7り液晶組
成物が、対向配置された上下一対の透明電極基板間に挟
持され、その厚さ方向に1800〜270@の範囲でね
じれた螺旋構造を形成し、且つ、この螺旋構造を挾んで
設けられた一対の偏光板の透過軸、或いは吸収軸が液晶
分子の界面近傍の液晶分子配列方向に対して、それぞれ
456±30°、或いは135 °±30°の角度で配
置され、液晶層の厚みd(μm)と液晶の屈折率異方性
Δnの積Δn−dが0.5〜1.2の範囲内になるよう
に構成された電界制御複屈折効果を応用した液晶表示装
置(以下N11W  TN型液晶表示装置と呼ぶ)にお
いて、該液晶表示装置の内部に封入される液晶組成物と
して 一般式 R−Q−QCN (Rはn−アルキル基、Oは
フェニル基)で表される液晶化合物を少なくとも5−4
0重パーセント 一般式 R−@−Q−CN (Rは、n−アルキル基、
n−アルコキシ基、■はトランスシクロヘキシル基)で
表される液晶化合物を、少なくとも5−40重量パーセ
ント 一般式 R−[相]−G−0−R’  (Rは、N−ア
ルキルi、R’はn−アルキル基、n−アルコキシ基、
CN基、F基)で表される液晶化合物を、少なくとも5
−40重量パーセント 一般式 R−Q−CIC−Q−R’  (Rはn−アル
キル基、n−フルキルシクロヘキシル基 RJはn−ア
ルキル基、n−アルコキシ基)で表される液晶化合物を
少なくとも5−50重量パーセント含有し、且つ液晶層
の厚みdと(μm)と、液晶の固有ピッチp(μm)と
の比d/pの値が0.5〜1゜0の範囲になる様に旋光
性物質を含有する液晶組成物を用いる事により、高コン
トラストで視野角が広く、応答速度の速い大容量液晶表
示装置を提供する事を可能にしたものである。
〔従来の技術〕
近年は表示情報量の増大に伴い、X−Yマトリクス状に
電極を構成した、所謂ドツトマトリクス液晶表示装置が
、薄型軽量コンパクトな表示端末として注目を集めてい
る。
第3図に示す様な90°の螺旋構造を持つツイストネマ
ティック型液晶表示装置(以下90@TN型液晶表示装
置と呼ぶ)は第3図の1で示した様に液晶分子に印加さ
れた電圧に対する光透過率(反射率)変化が急峻でない
為、時分割駆動特性が悪く、表示コントラストの悪さ、
クロストークの発生に伴う視野角の狭さ等、大型表示端
末装置としては重大な欠点を有しており、広く市場に受
は入れられる迄には到っていない1弾性理論からの解析
により、液晶パネル内に封入される正の誘電異方性を有
するネマティック液晶組成物としては、スプレーの弾性
定数に、と、ベンドの弾性定数に3との比に、/に、の
小さいものを用いると、液晶分子に印加される電圧に対
する光透過率(反射率)変化が急峻になる事が知られて
いるが、実際上はその様な液晶材料を開発する事は困難
であり、今のところ十分な成果は得られていない。
最近では第1図に示す様に、正の誘電異方性を有するネ
マティック液晶組成物(6)を180°−270@の大
きな螺旋構造を持たせるように対向配置された一対の透
明電極基板(2a) 、 (2b)で挟持し、この螺旋
構造を挟んで設けられた一対の偏光板(la)。
(1b)の透過軸(8a) 、 (8b)或いは吸収軸
が、液晶配向膜(4a) 、 (4b)の界面近傍の液
晶分子配列方向に対してそれぞれ45°±30°或いは
135 °±30°の角度になる様に配置し、液晶層の
厚みd(μm)と、液晶の屈折率異方性Δnの積Δn−
dが0.5〜1.2μmになる様なパネル構造をとる電
界制御複屈折効果(R,A、5oref  and  
M。
J、Rafusa、J、Appl、Phys、43.2
029 (1972))を応用したNewTN型液晶表
示装置が提案されており、従来の90’TNI液晶表示
装置の表示特性を大幅に上回る事が確認されており、今
後大容量液晶表糸装置としての応用が大いに期待されて
いる。しかしながら、この新しい表示方式に対してどの
様な液晶材料が適しているか殆ど解明されていないのが
現状である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第3図は、液晶に印加された電圧に対する光透過率変化
を示したものであり、図中1は90”TN型液晶表示装
置の電圧−光透過率特性、2はNew  TN型液晶表
示装置の電圧−光透過率特性を示したものである。液晶
表示装置に各々、10%。
90%の光透過率を与える為に必要な印加電圧を、V9
m、v、。とすると、液晶表示装置をマルチプレックス
駆動する場合には、P−V*。/ V +。の値が小さ
い方が良好な表示特性を与える事ができるという事は周
知の事実である。第1表は、最適バイアス法を用いてマ
ルチプレックス駆動をした場合のデエーティ比と駆動マ
ージン(選択画素に印加される実効電圧/非選択画素に
印加される実効電圧)を示したものである。
640 X 400画素の大容量液晶表示装置を1/2
00デユーテイで駆動した場合、駆動マージンは1.0
73と極めて小さく、従って正面方向から良好なコント
ラストを得る為には、V*a/V+。が駆動マージンと
同程度か、それ以下にならなければいけない。第2図に
示す様に90’TN型液晶表示装置では、Vqo/V+
oが1.25〜1.60とかなり電圧に対する透過率変
化の急峻性が悪く、殆ど正面からは判読不可能な表示コ
ントラストしか得る事が出来ない、又、従来の90’T
N型液晶表示装置に使用していたハイマルチプレックス
駆動用の液晶材料に、所定量の旋光性物質を添加して構
成したネマティック液晶組成物を・New  TN型液
晶表示装置に適用した場合 p −v qo/ v t
sカ1.10〜1.20ト従来の906TN型液晶表示
装置と比較すると、かなり改善する事はできるものの、
1 /200デエーティ以上のハイマルチブレックス駆
動を行う場合には、十分な表示品位を与える迄には到っ
ていない。
更に、New  TN型液晶表示装置では、液晶分子の
螺旋角度が180@〜270 °と従来の90@TN型
液晶表示装置の2〜3倍も大きくなっており、゛  従
来の90”TNN用ネマティック晶組成物を用いると、
応答速度が極めて遅くなってしまうという欠点を有して
いた。
従って、本発明は上記欠点を改善し、高コントラストで
広い視野角をもち、且つ応答速度の速い大容量Nl!W
  TN型液晶表示装置を提供する事を目的として為さ
れたものである。
(問題点を解決するための手段) これ迄述べてきた問題を解決する為には、Naw  T
N型液晶表示装置内に封入されるネマティック液晶組成
物の最適設定を行って、下記の様な特性を付与する必要
がある。
応答速度を速くする為には、極力低粘度であり、且つ、
屈折率異方性Δnの大きなネマティック液晶組成物であ
る事が要求される。
コントラストを良ぐする為の液晶材料物質からの理論、
解析はまで十分に進んでいるとは言えないが、K ss
/ K r +の大きいものが良いとの報告があり、お
おむねその様な傾向にある事が確認されている。従って
、極力K ss/ K + +の大きな材料を用いる事
が望まれる。
しかしながら、従来から知られていた液晶組成物では、
これらの要件を満足できる様なものはなく、本件発明者
らは鋭意努力した結果、一般式 R−Q−Q−CN (
Rはn−アルキ)74、Oはフェニル基)で表される液
晶化合物を少な(とも5−40重量パーセント 一般式 R−9−Q−CN (Rは、n−アルキル基、
ローアルコキシ基、Oはトランスシクロヘキシル基)で
表される液晶化合物を少なくとも5−40M量パーセン
ト 一般式 R−■−[相]−〇−R’(Rは、n−アルキ
ル基、R′はn−アルキル基、n−アルコキシ基、CN
基、F基)で表される液晶化合物を少なくとも5〜41
1パーセント 一般式 R−0−CIC−0−R’  (Rはn−アル
キル基、n−アルキルシクロへキシル基、R′は、n−
アルキル基、n−アルコキシ基)で表される液晶化合物
を少なくとも5−50重量パーセント含含有、且つ液晶
層の厚みdと(μm)と、液晶の固有ピンチP(μm)
との比d/pの値が0.5がら1.Oの範囲になる様に
旋光性物を含有するネマティック液晶組成物を、New
  TN型液晶表示装置に用いると、電圧に対す光透過
率変化の急峻な、即ち高コントラストで広視野角な応答
速度の速い液晶表示装置を実現できる事を発見した。
〔実施例〕
第2表は、実施例として用いたネマティック液晶の組成
を表した表である。使用したNew  TN型液晶表示
装置の基本構造は第1図に示したものであり、具体的に
は、液晶分子の螺旋の角度(5)は200 °、液晶配
向II (4a) 、 (4b)の界面近傍の分子配列
方向(’7a) 、 (7b)と偏光板(la) 、 
(lb)の透過軸(8a) 、 (8b)と為す角度は
45@とした。又、液晶層の厚みとしては、屈折率異方
性Δnと液晶層の厚みd (μm)との積Δn−dが0
.95となる様にし、液晶層の厚みdと液晶組成物の固
有ピンチp(μm)との比d / pが0.65となる
様に、メルク社の旋光性物質S−811を添加した。
使用した液晶は、大きな正の誘電異方性を持ち屈折率異
方性の大きな4−nアルキル、4′−シアノビフェニル
系、極めて低粘度で正の誘電異方性を持つ、4−nアル
キル、4′−シアノフェニルシクロヘキサン系、高いN
−1点を持ち、低粘度であり、且つ正の誘電異方性を有
する。4−nアルキル、4’−(n−アルギル、or 
 n−アルコキシ or  シアノ Or フルオロ)
フェニルシクロへキシルシクロヘキサン系、極めて大き
な屈折率異方性を持ち低粘度のトラン系液晶化合物等で
あり、これらをベースにして、実施例1から3に示す様
な液晶組成物を構成した。これらの液晶組成物をNew
  TN型液晶表示装置に封入した時の電気光学特性と
物質値を記したのが第3表である。
電気光学特性は、キャノン製フォトメータLC−5P型
を用いて測定した。実施例1.2はやや闇値電圧が高<
 1 /200デユーティ、1 /15.14バイアス
法による駆動では、最適駆動電圧が22〜24Vとなっ
ているが、■、。/ V leが小さく、即ち電圧に対
する透過率変化が鋭いため、それぞれ最大コントラスト
比(C,R)が4.3.4.0と高い数値を示し、最大
コントラストを与える角度(φmaX)も法線方向から
15@とかなりパネルの正面の方向に立ってきている。
又、コントラスト比が2゜0以上である角度の範囲(C
R>2.0)も50°、510と広く、極めて視認性の
高い表示装置となっている事がわかる。
〔第3表 第2表に示す組成物によるNewTN  型
液晶表示装置の電気光学特性及び特性値を示す表〕 実施例3では、屈折率異方性の大きなビフェニル系、ト
ランス系の材料を多く用い、更に全体として正の誘電異
方性ΔCを大きくする事によって、応答速度の改善と、
駆動電圧の低下を企ったものであり、1 /200デエ
ーテイ、  1/15.14バイアスによる駆動での最
適駆動電圧は17.5Vと大幅に低(なり、応答速度も
立ち上がり(ton)150ssec。
立ち下がり(ton) 250ssecと極めて高速で
応答する表示装置である事がわかる。
(発明の効果〕 以上述べてきたように、本発明を用いれば極めて視認性
が高く、且つ応答速度の速い大写lNew  TN型液
晶表示装置を提供する事ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に用いた表示装置の構成を示す斜視断
面図。 la、lbは偏光板、2−a、2bは透明基板、3a、
3bは透明電極、4a、4bは液晶配向膜、5は液晶の
ねじれ角、6は液晶、7a、7bへは配向膜近傍の液晶
分子の配列方向、8a、8bは偏光板の透過軸を示す。 第2図は、90°TN型液晶表示装置の構成を示す断面
図、図中218,21bは偏光板、22a、22bは透
明ガラス基板、23は液晶を示す。 第3図は90 @T N型液晶表示装置と、NawTN
型液晶表示装置の電圧に対する透過率変化を示す特性図
、1は、90”TN液晶表示装置、2はNew  TN
型液晶表示装置の電圧対透過率変化を示す。 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社 第1図 90°hL−水17fs−7’l*IdK鼾t’WtJ
図第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)正の誘電異方性を有するネマティック液晶組成物
    が、対向配置された上下一対の透明電極基板間に挟持さ
    れ、その厚さ方向に180°から270°の範囲内でね
    じれた螺旋構造を形成し、且つ、この螺旋構造を挟んで
    設けられた一対の偏光板の透過軸、或いは吸収軸が液晶
    配向膜の界面近傍の液晶分子配列方向に対して、それぞ
    れ45°±30°、135°±30°の角度で配置され
    、液晶層の厚みd(μm)と、液晶の屈折率異方性Δn
    の積Δn・dが、0.5〜1.2μmの範囲内にある液
    晶表示装置において、該液晶表示装置内に封入される液
    晶組成物として、 一般式▲数式、化学式、表等があります▼(Rはn−ア
    ルキル基、 ▲数式、化学式、表等があります▼はフェニル基)で表
    される液晶化合物を少なくとも5−40重パーセント 一般式▲数式、化学式、表等があります▼(Rは、n−
    アルキル基、 n−アルコキシ基、▲数式、化学式、表等があります▼
    はトランスシクロヘキシル基)で表される液晶化合物を
    少なくとも5〜40重量パーセント 一般式▲数式、化学式、表等があります▼(Rはn−ア
    ルキル基、 R′はn−アルキル基、n−アルコキシ基、CN基、F
    基)で表される液晶化合物を少なくとも5〜40重量パ
    ーセント 一般式▲数式、化学式、表等があります▼(Rはn−ア
    ル キル基、n−アルキルシクロヘキシル基、R′は、n−
    アルキル基、n−アルコキシ基)で表される液晶化合物
    を、少なくとも−50重量パーセント含有し、且つ液晶
    層の厚みdと(μm)と、液晶の固有ピッチp(μm)
    との比d/pの値が0.5から1.0の範囲になる様に
    旋光性物質を含有する液晶組成物を用いた事を特徴とす
    る液晶表示装置。
JP1756387A 1987-01-28 1987-01-28 液晶表示装置 Pending JPS63184723A (ja)

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JP (1) JPS63184723A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01156392A (ja) * 1987-12-14 1989-06-19 Chisso Corp 液晶組成物
JPH02274794A (ja) * 1989-04-17 1990-11-08 Chisso Corp 液晶組成物および該組成物を用いた液晶表示素子

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01156392A (ja) * 1987-12-14 1989-06-19 Chisso Corp 液晶組成物
JPH02274794A (ja) * 1989-04-17 1990-11-08 Chisso Corp 液晶組成物および該組成物を用いた液晶表示素子

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