JP2770365B2 - 液晶表示素子 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 スーパーツイステッドネマティック液晶を使用する液
晶表示素子において、 高デューティ駆動による液晶ディスプレイをクロスト
ークなく表示することを目的とし、 ネマティック混合液晶に添加して螺旋構造を与えるコ
レステリック相液晶として、下記の三式で表されるそれ
ぞれの構造を有するダブルカイラルネマティック液晶を
少なくとも１種類含んで液晶表示素子を構成する。
晶表示素子において、 高デューティ駆動による液晶ディスプレイをクロスト
ークなく表示することを目的とし、 ネマティック混合液晶に添加して螺旋構造を与えるコ
レステリック相液晶として、下記の三式で表されるそれ
ぞれの構造を有するダブルカイラルネマティック液晶を
少なくとも１種類含んで液晶表示素子を構成する。
但し、ｍは２〜12,nは２〜12の数、 R1,R2は−CH3または−OC2H5 ＊（１），＊（２）はＳ体あるいはＲ体のカイ
ラルセンタ、 を表す。
ラルセンタ、 を表す。
本発明はスーパーツイステッドネマティック型液晶を
使用した液晶表示素子の改良に関する。
使用した液晶表示素子の改良に関する。
情報処理装置のオフィスへの普及に伴い、パーソナル
コンピュータやワードプロセッサなどの情報処理端末器
が頻繁に使用されているが、この表示装置として液晶デ
ィスプレイが数多く使用されている。
コンピュータやワードプロセッサなどの情報処理端末器
が頻繁に使用されているが、この表示装置として液晶デ
ィスプレイが数多く使用されている。
こゝで、液晶ディスプレイは平板タイプであり、“ち
らつき”がないなどの特徴があるが、OA端末機器には単
純マトリックスパネル構成をとるスーパーツイステッド
ネマティック（以下略してSTN）液晶が多く使用されて
いる。
らつき”がないなどの特徴があるが、OA端末機器には単
純マトリックスパネル構成をとるスーパーツイステッド
ネマティック（以下略してSTN）液晶が多く使用されて
いる。
このSTN液晶を使用すると、XYストライプ状電極構成
による単純マトリックスパネルでも640×400ドット以上
の大容量表示が可能であり、陰極線管（CRT）を用いた
パーソナルコンピュータと完全互換性のある表示ができ
るため、広くOA端末機器に使用されている。
による単純マトリックスパネルでも640×400ドット以上
の大容量表示が可能であり、陰極線管（CRT）を用いた
パーソナルコンピュータと完全互換性のある表示ができ
るため、広くOA端末機器に使用されている。
〔従来の技術〕 先に記したようにSTN液晶を使用することにより、XY
ストライプ状電極構成による単純マトリックスパネルで
も大容量表示が可能である。
ストライプ状電極構成による単純マトリックスパネルで
も大容量表示が可能である。
然し、単純マトリックス構成をとっているため各絵素
が独立でなく、互いに干渉し合うため、クロストーク現
象が発生しやすいと云う問題があり、ハーフトーンを出
すための階調表示を行う際、クロストークが発生すると
階調が不可能になると云う問題がある。
が独立でなく、互いに干渉し合うため、クロストーク現
象が発生しやすいと云う問題があり、ハーフトーンを出
すための階調表示を行う際、クロストークが発生すると
階調が不可能になると云う問題がある。
こゝで、単純マトリックス構成のSTN型あるいはTN型
液晶ディスプレイで生ずる前記クロストークの原因は第
１図に示す印加電圧−光透過率曲線（Ｖ−Ｔ曲線）にお
いて、液晶の立ち上がり急峻性が不充分で、閾値特性が
悪いために時分割駆動を行うと、オン電圧（Von）とオ
フ電圧（Voff）とが接近し、光透過率に差がなくなるか
らである。
液晶ディスプレイで生ずる前記クロストークの原因は第
１図に示す印加電圧−光透過率曲線（Ｖ−Ｔ曲線）にお
いて、液晶の立ち上がり急峻性が不充分で、閾値特性が
悪いために時分割駆動を行うと、オン電圧（Von）とオ
フ電圧（Voff）とが接近し、光透過率に差がなくなるか
らである。
第１図は1/64デューティで駆動する場合の例であっ
て、VonとVoffとの光透過率差は充分であるが、1/200デ
ューティにまで増加すると、光透過率差が減少し、クロ
ストークが生ずることを示している。
て、VonとVoffとの光透過率差は充分であるが、1/200デ
ューティにまで増加すると、光透過率差が減少し、クロ
ストークが生ずることを示している。
然し、このようなクロストークに対しては配向膜や液
晶材料の改良により640×400ドットのパネルを駆動する
のに必要な1/200デューティ或いは1/400デューティが可
能となり、クロストークが発生しない充分急峻な閾値特
性が得られるようになった。
晶材料の改良により640×400ドットのパネルを駆動する
のに必要な1/200デューティ或いは1/400デューティが可
能となり、クロストークが発生しない充分急峻な閾値特
性が得られるようになった。
然し、実際に液晶パネルを駆動すると、画面に書き込
むパターンによって顕著なクロストークが発生すること
が判り、この対策が必要になった。
むパターンによって顕著なクロストークが発生すること
が判り、この対策が必要になった。
以上記したように、STN液晶を用いた単純マトリック
ス構成のディスプレイはクロストークが発生し易いが、
配向膜や液晶材料の改良によって1/200デューティ或い
は1/400デューティが可能な充分に急峻な印加電圧−光
透過率特性が得られるようになった。
ス構成のディスプレイはクロストークが発生し易いが、
配向膜や液晶材料の改良によって1/200デューティ或い
は1/400デューティが可能な充分に急峻な印加電圧−光
透過率特性が得られるようになった。
然し、実際に液晶パネルを駆動すると、画面に書き込
むパターンによっては顕著なクロストークが発生するこ
とが問題であった。
むパターンによっては顕著なクロストークが発生するこ
とが問題であった。
上記の課題はネマティック混合液晶に添加して螺旋構
造を与えるコレステリック相液晶として、下記の三式で
表されるそれぞれの構造を有するダブルカイラルネマテ
ィック液晶を少なくとも１種類含んで液晶表示素子を構
成することにより解決することができる。
造を与えるコレステリック相液晶として、下記の三式で
表されるそれぞれの構造を有するダブルカイラルネマテ
ィック液晶を少なくとも１種類含んで液晶表示素子を構
成することにより解決することができる。
但し、ｍは２〜12,nは２〜12の数、 R1,R2は−CH3または−OC2H5 ＊（１），＊（２）はＳ体あるいはＲ体のカイ
ラルセンタ、 を表す。
ラルセンタ、 を表す。
液晶パネルを駆動する場合に、画面に書き込むパター
ンによって顕著なクロストークが発生する原因について
検討した結果、書込みに要するパルスの数が多いほど、
クロストークは顕著になることが判った。
ンによって顕著なクロストークが発生する原因について
検討した結果、書込みに要するパルスの数が多いほど、
クロストークは顕著になることが判った。
すなわち、書込みパルスが多い複雑なパターンを画い
た場合と、全く書込みを行わず、書込みパルス数が最少
限の部分とでは書込み表示を行わない部分、すなわち表
示背景部の明るさが変わってしまう。
た場合と、全く書込みを行わず、書込みパルス数が最少
限の部分とでは書込み表示を行わない部分、すなわち表
示背景部の明るさが変わってしまう。
これは、書込みパルスの長短、すなわち書込みパルス
の周波数によって液晶に印加される実効電圧が変わり、
Ｖ−Ｔ曲線がシフトするためと考えられる。
の周波数によって液晶に印加される実効電圧が変わり、
Ｖ−Ｔ曲線がシフトするためと考えられる。
第２図はこれを模式的に示したものであって、書込み
パルスの周波数が、50Hz,1KHz,10KHzと増加するに従っ
て液相に印加される実効電圧が変わりＶ−Ｔ曲線がシフ
トする状態を示している。
パルスの周波数が、50Hz,1KHz,10KHzと増加するに従っ
て液相に印加される実効電圧が変わりＶ−Ｔ曲線がシフ
トする状態を示している。
発明者等はこの原因について検討した結果、印加電界
パルスの極性が例えば＋10Vから−10Vへと第３図（Ｂ）
に示すように反転する際には、本来ならば、同図（Ａ）
に示すように交叉位置にあるパターン電極への充放電電
流１だけが流れる筈であるが、Ｖ−Ｔ曲線のシフトが大
きなパネルには、第４図（Ａ）に示すように充放電電流
１に更に極性反転電流２が加わり、Ｖ−Ｔ曲線のシフト
が大きなパネルほど極性反転電流２が大きいことが判っ
た。
パルスの極性が例えば＋10Vから−10Vへと第３図（Ｂ）
に示すように反転する際には、本来ならば、同図（Ａ）
に示すように交叉位置にあるパターン電極への充放電電
流１だけが流れる筈であるが、Ｖ−Ｔ曲線のシフトが大
きなパネルには、第４図（Ａ）に示すように充放電電流
１に更に極性反転電流２が加わり、Ｖ−Ｔ曲線のシフト
が大きなパネルほど極性反転電流２が大きいことが判っ
た。
そこで、極性反転電流２の極性反転ピーク電流値（以
下略してIP）と充電電流１を除いて極性反転に伴って流
れる電荷量（以下略してSI）を少なくする液晶組成につ
いて検討した。
下略してIP）と充電電流１を除いて極性反転に伴って流
れる電荷量（以下略してSI）を少なくする液晶組成につ
いて検討した。
その結果、同じネマティック混合液晶に対して螺旋構
造を誘起するために添加するコレステリック相液晶が変
わることによってIPとSIが共に大きく変わることが判っ
た。
造を誘起するために添加するコレステリック相液晶が変
わることによってIPとSIが共に大きく変わることが判っ
た。
こゝで、STN型液晶を構成するに必要なコレステリッ
ク相液晶の添加量は混合液晶全体に対して数重量％程度
と僅かであることから、コレステリック相液晶が直接に
極性反転電流に寄与しているのではなく、コレステリッ
ク相液晶の添加によって、ネマティック液晶の相溶性が
変化し、特定のネマティック液晶、特に誘電率異方性の
大きな液晶が配向膜に吸着されることによって極性反転
電流２が発生すると考えられる。
ク相液晶の添加量は混合液晶全体に対して数重量％程度
と僅かであることから、コレステリック相液晶が直接に
極性反転電流に寄与しているのではなく、コレステリッ
ク相液晶の添加によって、ネマティック液晶の相溶性が
変化し、特定のネマティック液晶、特に誘電率異方性の
大きな液晶が配向膜に吸着されることによって極性反転
電流２が発生すると考えられる。
そこで、ネマティック混合の相溶性に悪影響を与えな
いで、螺旋構造を誘起させるコレステリック相液晶を検
討した結果、基本的にはネマティック液晶と同様の構造
をもつカイラルネマティック液晶であって且つ両端にカ
イラルセンターをもつダブルカイラルネマティック液晶
が有効であることが判った。
いで、螺旋構造を誘起させるコレステリック相液晶を検
討した結果、基本的にはネマティック液晶と同様の構造
をもつカイラルネマティック液晶であって且つ両端にカ
イラルセンターをもつダブルカイラルネマティック液晶
が有効であることが判った。
このダブカイラルネマティック液晶の中でも有効な液
晶構造は、下記の式で表される３種類のものである。
晶構造は、下記の式で表される３種類のものである。
但し、ｍは２〜12,nは２〜12の数、 R1,R2は−CH3または−OC2H5 ＊（１），＊（２）はＳ体あるいはＲ体のカイ
ラルセンタ、 〔実施例〕 ネマティック混合液晶としてシアノビフェニル液晶，
シアノフェニルシクロヘキサン液晶，トラン系液晶およ
びエステル系液晶からなる混合液晶をベースとし、これ
に第１表および第２表に示すコレステリック相液晶（カ
イラルネマティック液晶）を条件を等しくするために螺
旋ピッチが10.5μｍとなるように混合した。
ラルセンタ、 〔実施例〕 ネマティック混合液晶としてシアノビフェニル液晶，
シアノフェニルシクロヘキサン液晶，トラン系液晶およ
びエステル系液晶からなる混合液晶をベースとし、これ
に第１表および第２表に示すコレステリック相液晶（カ
イラルネマティック液晶）を条件を等しくするために螺
旋ピッチが10.5μｍとなるように混合した。
次に、液晶パネルとしては200×200ラインのドットマ
トリックスパネルを用い、ポリイミドのラビング膜を配
向膜とし、パネルギャップを6.5μm,ツイスト角を260゜
として液晶パネルを形成した。
トリックスパネルを用い、ポリイミドのラビング膜を配
向膜とし、パネルギャップを6.5μm,ツイスト角を260゜
として液晶パネルを形成した。
そして、極性反転電流のIPとSIと第２図に示す駆動周
波数が1KHzと50Hzで測定したＶ−Ｔ曲線の立ち上がり電
圧の差（ΔＶ）を測定し、この値を第１表および第２表
の右側に記録した。ただし、表１および表２においてΔ
Ｖは、25℃において駆動周波数1KHzおよび50KHzで測定
したＶ−Ｔ曲線の立上り電圧の差である。
波数が1KHzと50Hzで測定したＶ−Ｔ曲線の立ち上がり電
圧の差（ΔＶ）を測定し、この値を第１表および第２表
の右側に記録した。ただし、表１および表２においてΔ
Ｖは、25℃において駆動周波数1KHzおよび50KHzで測定
したＶ−Ｔ曲線の立上り電圧の差である。
こゝで、第１表はネマティック混合液晶に従来のコレ
ステリック相液晶（カイラルネマティック液晶）を添加
して螺旋構造としたものであり、また第２表は本発明に
係り、“特許請求の範囲”に記載した構造をとるダブル
カイラルネマティック液晶を添加して螺旋構造としたも
のである。
ステリック相液晶（カイラルネマティック液晶）を添加
して螺旋構造としたものであり、また第２表は本発明に
係り、“特許請求の範囲”に記載した構造をとるダブル
カイラルネマティック液晶を添加して螺旋構造としたも
のである。
第１表と第２表から判るように、IPとSIの値の小さな
液晶パネル程、駆動周波数によるシフト量であるΔＶが
少なく、また本発明に係るダブルカイラルネマティック
液晶を添加した第２表のほうが極性反転電流が少なく、
またΔＶが少ないことが判る。
液晶パネル程、駆動周波数によるシフト量であるΔＶが
少なく、また本発明に係るダブルカイラルネマティック
液晶を添加した第２表のほうが極性反転電流が少なく、
またΔＶが少ないことが判る。
なお、ダブルカイラルネマティック液晶のネマティッ
ク液晶に対する添加量は螺旋ピッチをどの程度にするか
によって決まるが、通常0.4〜８重量％であり、これは
ダブルカイラルネマティック液晶のもつ固有の螺旋ピッ
チにより決まる。
ク液晶に対する添加量は螺旋ピッチをどの程度にするか
によって決まるが、通常0.4〜８重量％であり、これは
ダブルカイラルネマティック液晶のもつ固有の螺旋ピッ
チにより決まる。
本発明の実施例により、STN液晶を用いた単純マトリ
ックス構成の液晶表示素子において、1/200デューティ
以上の高デューティ駆動におけるクロストークが解消で
き、従来にない明瞭な表示ができるだけでなく、階調表
示も可能となる。
ックス構成の液晶表示素子において、1/200デューティ
以上の高デューティ駆動におけるクロストークが解消で
き、従来にない明瞭な表示ができるだけでなく、階調表
示も可能となる。
第１図は印加電圧−光透過率特性図、 第２図は書込みパルス周波数によるＶ−Ｔ曲線のシフト
図、 第３図は充放電電流の説明図、 第４図は極性反転電流の説明図、 である。 図において、 １は充放電電流、２は極性反転電流、 である。
図、 第３図は充放電電流の説明図、 第４図は極性反転電流の説明図、 である。 図において、 １は充放電電流、２は極性反転電流、 である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C09K 19/12 C09K 19/20
Claims (1)
- 【請求項１】スーパーツイステッドネマティック型液晶
を使用した単純マトリックス駆動の液晶表示素子におい
て、 ネマティック混合液晶に添加して螺旋構造を与えるコレ
ステリック相液晶として、下記の式（１）または（２）
または（３）で表される構造を有するダブルカイラルネ
マティック液晶の少なくとも１種類を含むことを特徴と
する液晶表示素子。 但し、ｍは２〜12,nは２〜12,の数、 R1.R2は−CH3または−OC2H5、 ＊（１），＊（２）はＳ体あるいはＲ体のカイラルセン
タ、を表す。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1008119A JP2770365B2 (ja) | 1989-01-17 | 1989-01-17 | 液晶表示素子 |
| EP90300411A EP0379326B1 (en) | 1989-01-17 | 1990-01-15 | Liquid crystal material and display device using same |
| DE9090300411T DE69001907T2 (de) | 1989-01-17 | 1990-01-15 | Fluessigkristallmaterial und dieses verwendende anzeigevorrichtung. |
| US07/466,663 US5089169A (en) | 1989-01-17 | 1990-01-17 | Liquid crystal material and display device using same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1008119A JP2770365B2 (ja) | 1989-01-17 | 1989-01-17 | 液晶表示素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02187491A JPH02187491A (ja) | 1990-07-23 |
| JP2770365B2 true JP2770365B2 (ja) | 1998-07-02 |
Family
ID=11684399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1008119A Expired - Lifetime JP2770365B2 (ja) | 1989-01-17 | 1989-01-17 | 液晶表示素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5089169A (ja) |
| EP (1) | EP0379326B1 (ja) |
| JP (1) | JP2770365B2 (ja) |
| DE (1) | DE69001907T2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3907507A1 (de) * | 1988-03-10 | 1989-09-21 | Sharp Kk | (alpha)-(4-substituiert-phenyl)-ethylalkohol-derivate und sie enthaltende fluessigkristall-zubereitungen |
| US5486310A (en) * | 1988-04-27 | 1996-01-23 | Hoffmann-La Roche Inc. | Liquid crystalline mixtures having a chiral tilted smectic phase |
| JP3634390B2 (ja) * | 1992-07-16 | 2005-03-30 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶電気光学素子 |
| JP2965229B2 (ja) * | 1992-12-28 | 1999-10-18 | チッソ株式会社 | 液晶組成物 |
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