JPS63206724A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JPS63206724A JPS63206724A JP4060487A JP4060487A JPS63206724A JP S63206724 A JPS63206724 A JP S63206724A JP 4060487 A JP4060487 A JP 4060487A JP 4060487 A JP4060487 A JP 4060487A JP S63206724 A JPS63206724 A JP S63206724A
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- liquid crystal
- nematic
- cholesteric
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
屈折率異方性と誘電率異方性とが大きなネマティック液
晶とコレステリック液晶を混合してＪＬｅしたネマティ
ックｅコレステリック相転移型液晶が使用されている液
晶表示装置であり、コントラストを損なうことなく光透
過状態の長期保持を可能とし、しかも、駆動電圧を低下
することができる。
晶とコレステリック液晶を混合してＪＬｅしたネマティ
ックｅコレステリック相転移型液晶が使用されている液
晶表示装置であり、コントラストを損なうことなく光透
過状態の長期保持を可能とし、しかも、駆動電圧を低下
することができる。
〔産業上の利用分野〕 一
本発明は、ネマティック・コレステリック相転移型液晶
を使用した液晶表示装置の改良に関する。特に、光透過
状態の長期保持を確実に可能にし、しかも、駆動電圧を
低くする改良に関する。
を使用した液晶表示装置の改良に関する。特に、光透過
状態の長期保持を確実に可能にし、しかも、駆動電圧を
低くする改良に関する。
ネマティック液晶にコレステリック液晶を混合して製造
したネマティック・コレステリック相転移型液晶が知ら
れている。この液晶を使用した液晶表示装置は、第２図
の光透通事対印加電圧関係に示すように、双安定型であ
る。すなわち、電圧無印加状態においては不透明である
が、印加電圧を増大して電圧がＶｄを超えると次第に透
明に変化して透明なＨ状態に達する。そして、印加電圧
を低下して電圧がＶｄより低くなると次第に不透明度を
増し、不透明なＦＯ状態に復帰する。このようにヒステ
リシス特性を有し、印加電圧Ｖｄにおいては二値となり
双安定性を呈する。そのため、大容量表示に好適であり
、リフレッシの必要がなくフリッカ性が少なく、光散乱
現象を利用しているため視野角が広い等多くの利益を有
し、現在広く使用されているトウイステッド・ネマティ
ック液晶型の液晶表示装置に代替する可能性を有する。
したネマティック・コレステリック相転移型液晶が知ら
れている。この液晶を使用した液晶表示装置は、第２図
の光透通事対印加電圧関係に示すように、双安定型であ
る。すなわち、電圧無印加状態においては不透明である
が、印加電圧を増大して電圧がＶｄを超えると次第に透
明に変化して透明なＨ状態に達する。そして、印加電圧
を低下して電圧がＶｄより低くなると次第に不透明度を
増し、不透明なＦＯ状態に復帰する。このようにヒステ
リシス特性を有し、印加電圧Ｖｄにおいては二値となり
双安定性を呈する。そのため、大容量表示に好適であり
、リフレッシの必要がなくフリッカ性が少なく、光散乱
現象を利用しているため視野角が広い等多くの利益を有
し、現在広く使用されているトウイステッド・ネマティ
ック液晶型の液晶表示装置に代替する可能性を有する。
た？、第２図に示す透明なＨ°状態は、印加電圧をＶｄ
に保持しておくと、光透過率が次第に低下し、遂には、
不透明なＦ状態に至ることになり、リフレッシェを継続
しないかぎり長時間安定に表示することはできない。
に保持しておくと、光透過率が次第に低下し、遂には、
不透明なＦ状態に至ることになり、リフレッシェを継続
しないかぎり長時間安定に表示することはできない。
この欠点を解消することは、保持電圧を上昇して、Ｆ１
状態において不透明状態を実現することによって可能で
はあるが、同時にコントラストを損なうことになるので
、好ましい解決法ではない。
状態において不透明状態を実現することによって可能で
はあるが、同時にコントラストを損なうことになるので
、好ましい解決法ではない。
〜 上記の欠点を解消するには、光透通事対印加電圧関
係が第３図に示すような液晶を使用することが望ましく
、駆動電圧Ｖｄに対するヒステリシス幅Δの値（Δ／Ｖ
ｄすなわち駆動マージン）が７％以」二であることが申
ましい。
係が第３図に示すような液晶を使用することが望ましく
、駆動電圧Ｖｄに対するヒステリシス幅Δの値（Δ／Ｖ
ｄすなわち駆動マージン）が７％以」二であることが申
ましい。
たＣ１従来の相転移型液晶においては、この駆動マージ
ンを大きくすると、駆動電圧Ｖｄも約４０Ｖと高くなら
ざるを得す、駆動電圧Ｖｄを４０Ｖとすると、Ｈ状態に
対応する電圧は８０Ｖ以上となり、１ｖＩＩＩＩ圧の駆
動装置を必要とすることになり、非現実的であり、コン
トラストを損なうことなく光透過状態の長期保持を可能
とし、しかも。
ンを大きくすると、駆動電圧Ｖｄも約４０Ｖと高くなら
ざるを得す、駆動電圧Ｖｄを４０Ｖとすると、Ｈ状態に
対応する電圧は８０Ｖ以上となり、１ｖＩＩＩＩ圧の駆
動装置を必要とすることになり、非現実的であり、コン
トラストを損なうことなく光透過状態の長期保持を可能
とし、しかも。
駆動電圧の低い相転移型液晶の開発が望まれていた。
本発明の目的は、この要望に応えることにあり、コント
ラストを損なうことなく光透過状態の長期保持を可能と
し、しかも、駆動電圧の低い相転移型液晶を使用した液
晶表示装置を提供することにある。
ラストを損なうことなく光透過状態の長期保持を可能と
し、しかも、駆動電圧の低い相転移型液晶を使用した液
晶表示装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために本発明が採った手段は、屈
折率異方性が０．１５以上であり、正の誘電率異方性が
１６以上であるネマティック液晶とコレステリック液晶
を混合して調整したネマティック・コレステリック相転
移型液晶を使用して液晶表示装置を構成することにある
。
折率異方性が０．１５以上であり、正の誘電率異方性が
１６以上であるネマティック液晶とコレステリック液晶
を混合して調整したネマティック・コレステリック相転
移型液晶を使用して液晶表示装置を構成することにある
。
前記の屈折率異方性が０．１５以上であり、正の誘電率
異方性が１６以上であるネマティック液晶をもって実現
しうる。
異方性が１６以上であるネマティック液晶をもって実現
しうる。
また、前記のコレステリック液晶はカイラリティネブテ
ィック液晶であればよい。
ィック液晶であればよい。
本発明の発明者等は、ヒステリシス特性を有するネマテ
ィック・コレステリック相転移型液晶の不透明状態にお
ける光散乱においては、コレステリック相の螺旋構造に
起因する光回折の寄与が大きいことを発見した（第４７
回応用物理学会講演予稿集２７α−Ｒ−１］）。
ィック・コレステリック相転移型液晶の不透明状態にお
ける光散乱においては、コレステリック相の螺旋構造に
起因する光回折の寄与が大きいことを発見した（第４７
回応用物理学会講演予稿集２７α−Ｒ−１］）。
すなわち、液晶分子は細長い構造をしており屈折率の異
方性を有しているため１分子が基板に川直なところと水
平なところとでは屈折率が異なる。このため液晶の螺旋
ピッチに対応した屈折率変調が存在し１体積位相型回折
格子となる０回折効率ηはブラッグ角入射におけるＨ、
Ｋｏｇｓｌｎｉｃの式％式％） （１）式でδｎは屈折率変調幅で熱拙らざなどの擾乱の
ために液晶の屈折率異方性Δｎより小さいイ＾となる。
方性を有しているため１分子が基板に川直なところと水
平なところとでは屈折率が異なる。このため液晶の螺旋
ピッチに対応した屈折率変調が存在し１体積位相型回折
格子となる０回折効率ηはブラッグ角入射におけるＨ、
Ｋｏｇｓｌｎｉｃの式％式％） （１）式でδｎは屈折率変調幅で熱拙らざなどの擾乱の
ために液晶の屈折率異方性Δｎより小さいイ＾となる。
入は波長、ｄは回折格子の厚さすなわちコレステリック
相の厚さくセル厚）に対応する。また、０はブラッグ角
で、コレステリック液晶の場合ｃａｓｅ ＝ １である
。なお、コレステリック相においては螺旋ピッチにある
程度のバラツキがあり、また、螺旋軸の方向は面内でラ
ンダムなため、散乱層で散乱される確率φは、一般に（
２）式で表される。
相の厚さくセル厚）に対応する。また、０はブラッグ角
で、コレステリック液晶の場合ｃａｓｅ ＝ １である
。なお、コレステリック相においては螺旋ピッチにある
程度のバラツキがあり、また、螺旋軸の方向は面内でラ
ンダムなため、散乱層で散乱される確率φは、一般に（
２）式で表される。
φ＝１−（１−α） （１−η）・・・・・・・・・
（２）ここで、αは屈折による散乱の大きさである。
（２）ここで、αは屈折による散乱の大きさである。
通常、屈折散乱では散乱されずに透過する光は。
散乱層の厚さに比例して指数関数的に減少するので、
１− ａ ＝ ｅ −” −−−（３
）で近似できるから、（２）式に（１）、（３）式を代
入すると。
）で近似できるから、（２）式に（１）、（３）式を代
入すると。
＄４ｌ−ｅ−ｋｄ ５ｓｉｎ２（πＡｎｄ／２人）・・
・・・・・・・（４） となる。
・・・・・・・（４） となる。
また、コレステリック・ネマティック相転移電圧は（５
）式で表される。
）式で表される。
Ｖ＝ （ｄ／ｐ）（Ｋ ／ε Δε）１］２・・・
・・・・・・（５） （５）式で、ｐは螺旋ピッチ、Ｋ はねじれのｚ 弾性定数、Δ（は誘電率異方性である。
・・・・・・（５） （５）式で、ｐは螺旋ピッチ、Ｋ はねじれのｚ 弾性定数、Δ（は誘電率異方性である。
（４）式より、Δｎを大きくすることによりセル厚ｄを
錦くでき、従って、（５）式により相転移電圧を低下さ
せることかで″きることが明らかである。
錦くでき、従って、（５）式により相転移電圧を低下さ
せることかで″きることが明らかである。
また、（５）式より誘電率異方性を大きくすることによ
り、相転移電圧を低下させることができることが明らか
である。
り、相転移電圧を低下させることができることが明らか
である。
本発明はこの原理を利用したものであり、屈折率異方性
と誘電率異方性とが大きなネマティック液晶とカイラリ
ティを有する液晶を混合して調整したネマティック・コ
レステリック相転移型液晶を使用じたちのである。
と誘電率異方性とが大きなネマティック液晶とカイラリ
ティを有する液晶を混合して調整したネマティック・コ
レステリック相転移型液晶を使用じたちのである。
以下に本発明の詳細な説明する。
ネマティック液晶としてエタン系、ビシクロヘキサン系
およびエステル系を主成分とする液晶混合物にコレステ
リック液晶としてカイラル中心を２個有するカイラルネ
マティック液晶を加え。
およびエステル系を主成分とする液晶混合物にコレステ
リック液晶としてカイラル中心を２個有するカイラルネ
マティック液晶を加え。
相転移型液晶を調整した。この液晶をセル厚の異なるセ
ルに注入し、各液晶セルについて電圧対光透過率の変化
を測定した。まず、ある電圧Ｖｄｌに設定し第４Ａ図に
示す駆動波形で液晶セルを駆動した。約１０秒後に光透
過率が安定するので、このときの光透過率を測定し、書
き込み後の光透過小変化を時間に対して測定した０次に
、電圧Ｖｄｌより少し高い電圧Ｖｄ２にして同様に光透
過小変化を時間に対して測定した。以下、順次Ｖｄを高
くシていき、コレステリック相からネマティック相への
相転移が生じるまでこれを続けた。
ルに注入し、各液晶セルについて電圧対光透過率の変化
を測定した。まず、ある電圧Ｖｄｌに設定し第４Ａ図に
示す駆動波形で液晶セルを駆動した。約１０秒後に光透
過率が安定するので、このときの光透過率を測定し、書
き込み後の光透過小変化を時間に対して測定した０次に
、電圧Ｖｄｌより少し高い電圧Ｖｄ２にして同様に光透
過小変化を時間に対して測定した。以下、順次Ｖｄを高
くシていき、コレステリック相からネマティック相への
相転移が生じるまでこれを続けた。
次に、第４Ｂ図に示す駆動波形でネマティック相を維持
する高い電圧から順次電圧を低くしながら同様な測定を
行なった。このようにして、得られた時間に対する光透
過小変化のグラフから、書き込み後一定時間経過した後
の光透過小変化をそれぞれの電圧に対してプロットする
と第３図に対応する関係が得られた。なお、このときの
光透過率はフォトセルを用いて電圧として表している。
する高い電圧から順次電圧を低くしながら同様な測定を
行なった。このようにして、得られた時間に対する光透
過小変化のグラフから、書き込み後一定時間経過した後
の光透過小変化をそれぞれの電圧に対してプロットする
と第３図に対応する関係が得られた。なお、このときの
光透過率はフォトセルを用いて電圧として表している。
このようにして得られた第３図に対応する図から不透明
状態における光透過率を求め、セル厚と光透過率との関
係を示して、第５図を得た。第５図から光透過率はセル
厚の増加に伴なって周期的に変動し１回折を考慮した散
乱の式（４）のｌ当性が確認された。
状態における光透過率を求め、セル厚と光透過率との関
係を示して、第５図を得た。第５図から光透過率はセル
厚の増加に伴なって周期的に変動し１回折を考慮した散
乱の式（４）のｌ当性が確認された。
次に、上記と同様にして、屈折率異方性Δｎと誘電率異
方性Δεを異にするネマティック液晶各種を第１表に示
すように各種製造し、これにコレステリック液晶として
カイラル中心を２個有するカイラルネマティック液晶を
混合し、ネマティック・コレステリック相転移型液晶を
各種製造した。
方性Δεを異にするネマティック液晶各種を第１表に示
すように各種製造し、これにコレステリック液晶として
カイラル中心を２個有するカイラルネマティック液晶を
混合し、ネマティック・コレステリック相転移型液晶を
各種製造した。
これらのネマティック−コレステリック相転移型液晶を
各種使用して、第１図に示す構造の液晶表示装置を製造
した０図において、２・３はガラス基板であり、４・５
は透明電極であり、６・７は配向膜であり、８はスペー
サであり、ｌが液晶で−ある。
各種使用して、第１図に示す構造の液晶表示装置を製造
した０図において、２・３はガラス基板であり、４・５
は透明電極であり、６・７は配向膜であり、８はスペー
サであり、ｌが液晶で−ある。
１：記各稀の液晶に対応する駆動電圧・駆動マージンを
測定した結果を第２表に示す、第１〜５の試例において
は駆動電圧は１４Ｖ以下であり、駆動マージンは１０％
以上であった。また、第６〜９の試例においては駆動電
圧が２０Ｖ以上であった。
測定した結果を第２表に示す、第１〜５の試例において
は駆動電圧は１４Ｖ以下であり、駆動マージンは１０％
以上であった。また、第６〜９の試例においては駆動電
圧が２０Ｖ以上であった。
以上説明せるとおり１本発明に係る液晶表示装置におい
ては、屈折率異方性と誘電率異方性とが大きなネマティ
ック液晶とコレステリック液晶を混合して調整したネマ
ティック拳コレステリック相転移型液晶が使用されてい
るので、コントラストを損なうことなく光透過状態の長
期保持を５７能とし、しかも、駆動電圧を低下すること
ができる。
ては、屈折率異方性と誘電率異方性とが大きなネマティ
ック液晶とコレステリック液晶を混合して調整したネマ
ティック拳コレステリック相転移型液晶が使用されてい
るので、コントラストを損なうことなく光透過状態の長
期保持を５７能とし、しかも、駆動電圧を低下すること
ができる。
第１図は１本発明の実施例に係る液晶表示装置の断面図
である。 第２図は、ネマティック・コレステリック相転移型液晶
の光透通事対印加電圧関係を示すグラフッである。 第３図は、望ましいネマティック・コレステリック相転
移型液晶の光透通事対印加電圧関係を示すグラフッであ
る。 第４Ａ、４Ｂ図は１式（４）の確認試験に使用した電圧
波形を示すタイムチャートである。 第５図は、光透過率対セル厚を示すグラフである。 ！−−・液晶。 ２・３・・◆ガラス基板。 ４・５・・会透明電極、 ６・７・・Φ配向膜。 ８・・・スペーサ。
である。 第２図は、ネマティック・コレステリック相転移型液晶
の光透通事対印加電圧関係を示すグラフッである。 第３図は、望ましいネマティック・コレステリック相転
移型液晶の光透通事対印加電圧関係を示すグラフッであ
る。 第４Ａ、４Ｂ図は１式（４）の確認試験に使用した電圧
波形を示すタイムチャートである。 第５図は、光透過率対セル厚を示すグラフである。 ！−−・液晶。 ２・３・・◆ガラス基板。 ４・５・・会透明電極、 ６・７・・Φ配向膜。 ８・・・スペーサ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ［１］屈折率異方性が０．１５以上であり、正の誘電率
異方性が１６以上であるネマティック液晶とコレステリ
ック液晶を混合してなるネマティック・コレステリック
相転移型液晶を使用してなることを特徴とする液晶表示
装置。 ［２］前記コレステリック液晶の螺旋ピッチが０．５〜
１．５μｍであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4060487A JPS63206724A (ja) | 1987-02-24 | 1987-02-24 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4060487A JPS63206724A (ja) | 1987-02-24 | 1987-02-24 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63206724A true JPS63206724A (ja) | 1988-08-26 |
Family
ID=12585117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4060487A Pending JPS63206724A (ja) | 1987-02-24 | 1987-02-24 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63206724A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5453863A (en) * | 1991-05-02 | 1995-09-26 | Kent State University | Multistable chiral nematic displays |
| US5847798A (en) * | 1991-05-02 | 1998-12-08 | Kent State University | Polymer stabilized black-white cholesteric reflective display |
-
1987
- 1987-02-24 JP JP4060487A patent/JPS63206724A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5453863A (en) * | 1991-05-02 | 1995-09-26 | Kent State University | Multistable chiral nematic displays |
| US5847798A (en) * | 1991-05-02 | 1998-12-08 | Kent State University | Polymer stabilized black-white cholesteric reflective display |
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