JPH0785142B2

JPH0785142B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0785142B2
Application number: JP15266386A
Authority: JP
Inventors: 和夫浅野; 和夫荒井; 眞一西
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1986-07-01
Filing date: 1986-07-01
Publication date: 1995-09-13
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: JPS6310126A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、液晶表示装置に関し、特にマルチプレックス
駆動方式（時分割駆動方式）に好適なツイストネマティ
ックタイプ（以下、「TNタイプ」ともいう。）の液晶表
示装置に関するものである。

〔技術の背景〕

液晶表示装置は、消費電力が小さいこと、製造コストが
低いこと、軽量および薄型化が可能であること、カラー
化が容易であること等の利点を有することから、現在TN
タイプを中心に用途が拡大している。

TNタイプの液晶表示装置は、配向処理した２枚の電極基
板の間に正の誘電率異方性を有するネマティック液晶を
封入して構成され、通常、液晶分子が連続的に90゜ねじ
れた状態とされている。

このねじれ角が90゜のタイプ（以下、「90゜ねじれタイ
プ」ともいう。）の液晶表示装置は、生産が簡単で大量
生産に好適であり、また応答が速い利点がある。

しかしながら、この90゜ねじれタイプの液晶表示装置
は、印加電圧の変化に対する透過光（あるいは反射光）
の強度変化が緩やかなため、マルチプレックス駆動時に
おいて時分割次数を大きくする場合には、コントラスト
が低く鮮明な映像を得ることが困難であり、また視野角
も狭いという問題点を有し、結局ハイマルチプレックス
駆動方式を適用するには限界がある。例えば、表示画面
の大きさがＡサイズ程度である液晶表示装置において
は、マルチプレックス駆動におけるデューティ比が1/20
0以上であることが実用上好ましいとされているが、実
用化されている液晶表示装置においては、当該デューテ
ィ比が1/100程度であり、そのコントラスト比（選択時
と非選択時の輝度比）が３程度と低いものである。

このような90゜ねじれタイプの液晶表示装置の問題点を
解決する技術として、特開昭60−107020号公報におい
て、液晶分子のねじれ角が180〜360゜であり、かつ少な
くとも一方の電極基板に配向する液晶分子のダイレクタ
方向と電極基板面とのなす角度（以下、「プレティルト
角度」ともいう。）が５゜より大きい特徴を有する液晶
表示装置が開示されている。この液晶表示装置によれ
ば、印加電圧に対する透過光の強度変化が急峻なため、
例えば1/100のデューティ比でマルチプレックス駆動す
る場合には、19.6という高コントラスト比を実現させる
ことが可能であるとされている。

しかしながら、この液晶表示装置においては、双安定効
果に対して充分な配慮がなされておらず、そのため液晶
表示装置を高デューティ比でマルチプレックス駆動する
場合には応答が遅いという問題点がある。すなわち、こ
の液晶表示装置の液晶セルにおいては、通常、印加電圧
の上昇時と下降時の透過光の強度変化が異なる、いわゆ
るヒステリシス現象が生じ、これによる双安定効果によ
って時分割駆動時の動作電圧範囲が狭められたり、ある
いはオン・オフの応答時間が長くなる等の問題点があ
る。また、これらの結果として、わずかな液晶セル厚の
不均一性、温度変化等により、表示不良が生じやすくな
る。このため、できるだけ双安定効果を抑制することが
必要となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕このようなことから、本発明者等は、各々配向層を有す
る一対の基板間に配される液晶組成物における液晶分子
のねじれ角の大きさが、180゜以上360゜以下であり、か
つ液晶分子の自発ねじれピッチP_Sと、配向層により液晶
分子の配列が強制的に規制されたときの液晶分子の規制
ねじれピッチP_Cとの間に、０＜（P_C−P_S）/P_C≦0.3の関
係式が成立する特徴を有する液晶表示装置を提案した
（特願昭60−267081号明細書参照）。

斯かる液晶表示装置によれば、液晶セルの双安定効果を
ある程度抑制することができ、その結果駆動電圧の余裕
度を大きくすることができ、コントラスト比および応答
速度の改善を相当に図ることができる。

しかしながら、最近においては、さらに一層短い時間で
応答し得る液晶表示装置の開発が望まれるようになり、
上記技術をさらに一層改善することが必要とされるに至
った。

〔発明の目的〕

本発明は、以上の如き事情に基いてなされたものであっ
て、その目的は、高デューティ比でマルチプレックス駆
動する場合においても、コントラスト比が充分高く、し
かもオン・オフに要する時間が極めて短くて優れた応答
特性を有する液晶表示装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の液晶表示装置は、各々配向層を有する一対の基
板間に液晶組成物を配してなる液晶表示装置において、
下記条件（ａ）乃至（ｄ）を満たすことを特徴とする。

（ａ）前記一対の基板間に配された液晶組成物における
液晶分子のねじれ角の大きさが、200〜300゜であるこ
と。

（ｂ）前記配向層の少なくとも一方の配向層表面に接す
る液晶分子のダイレクタ方向と、当該配向層を有する基
板面とのな角度（プレティルト角度）が５゜以上である
こと。

（ｃ）液晶分子の自発ねじれピッチP_Sと、配向層により
液晶分子の配列が強制的に規制されたときの液晶分子の
規制ねじれピッチP_Cとの間に、以下の関係式が成立す
ること。

０＜（P_C−P_S）/P_C≦0.3 …… （ｄ）前記液晶組成分のツイスト弾性定数k₂₂と、ベン
ド弾性定数k₃₃との間に、以下の関係式が成立するこ
と。

1.8＜k₃₃/k₂₂＜2.5 …… またさらには、（ｅ）液晶組成物の誘電率異方性Δε
と、液晶分子長軸方向に直角方向の誘電率ε_⊥の比Δε
／ε_⊥が1.8以上であることを特徴とする。

〔発明の作用効果〕

本発明の液晶表示装置は、上記条件（ａ）乃至（ｄ）を
満たすものであるので、後述の実施例の説明からも理解
されるように、液晶セルにおける双安定効果が必要最小
限に抑制され、その結果高デューティ比でマルチプレッ
クス駆動する場合においても、充分高いコントラスト比
が得られると共に、オン・オフに要する時間が極めて短
くて優れた応答特性を有する。

本発明によれば、実際に、コントラスト比が13以上で、
しかも応答時間が150msec以下の特性を有する液晶表示
装置を得ることができ、従来の装置に比して格段に性能
の優れたものである。

さらには、好ましい条件（ｅ）を採用することにより、
液晶表示装置においては低い駆動電圧により充分にハイ
マルチプレックス駆動を行うことができ、安価で消費電
力の小さな液晶表示装置を得ることが可能となる。

〔発明の具体的構成〕

以下、本発明を具体的に説明する。

第１図は、本発明に係る液晶表示装置の要部を分解して
示す説明図である。第１図において、１および２は配向
層（図示せず）を有する基板、９および10は偏光素子、
Ｃは液晶層である。

本発明においては、（ａ）液晶分子のねじれ角αの大き
さが、200〜300゜、好ましくは240〜290゜であることが
必要である。

このねじれ角αが200゜未満の場合には、印加電圧に対
する透過光の強度変化が緩やかとなるため、高次の時分
割駆動時に充分高いコントラスト比が得られなくなり、
また視野角が狭くなる。一方ねじれ角αが300゜を超え
る場合には、コントラスト比は高くなるが、反面オン・
オフに要する時間が長くなって応答特性が低下し、また
オン・オフの切換え時に液晶分子の配向のみだれが生じ
やくなり、その結果表示品質が低下する。

このねじれ角αは、基板１および２における液晶分子の
配向方向を規定するための配向処理の方向、液晶層Ｃを
構成するネマティック液晶あるいはこれに添加される旋
光性物質の種類、量等によって規定することができる。

なお、第１図において、ねじれ角αは、入射光の進行方
向に左回りのねじれを示しているが、これは本発明を規
定するものではなく、当該ねじれ方向は右回りであって
もよい。

本発明においては、（ｂ）一対の配向層の少なくとも一
方の配向層表面に接する液晶分子のダイレクタ方向と、
当該配向層を有する基板面とのなす角度（プレティルト
角度）が５゜以上、好ましくは15゜以上であることが必
要である。なお、ダイレクタ方向とは、液晶分子の分子
長軸が優先的に配向している方向をいう。

このプレティルト角度が、一対の配向層のいずれの側に
おいても５゜未満である場合には、印加電圧に対する透
過光の強度変化が急峻にならず、オン・オフの切換え時
において液晶分子の配向のみだれが生じやすくなり、そ
の結果表示品質が低下する。

本発明においては、（ｃ）液晶分子の自発ねじれピッチ
P_Sと、配向層により液晶分子の配列が強制的に規制され
たときの液晶分子の規制ねじれピッチP_Cとの間に、以下
の関係式が成立することが必要である。

０＜（P_C−P_S）/P_C≦0.3 …… この（P_C−P_S）/P_Cの値が０以下である場合には、液晶
セルにおいて双安定効果が大きくなり、その結果コント
ラスト比は高くはなるが、反面オン・オフに要する時間
が長くなって応答特性が低下する。一方、この（P_C−
P_S）/P_Cの値が0.3を超える場合には、印加電圧に対する
透過光の強度変化が緩やかとなり、充分高いコントラス
ト比を得ることができず、またオン・オフの切換え時に
液晶分子の配向のみだれが生じやすくなり、表示品質が
低下する。

ここで、自発ねじれピッチP_Sとは、通常のネマティック
液晶に旋光性物質等を添加することにより、液晶中に生
ずる液晶分子の自然のねじれにおけるピッチをいう。具
体的には、第２図に示すように、支持板11および21の相
対する表面に配向層６および７をそれぞれ形成してなる
基板１および２をくさび状に配置して液晶セルを構成
し、この液晶セル内に液晶組成物を封入し、このとき液
晶セル面に生ずるしま模様（1/2ピッチごとのディスク
リネーションライン）の間隔ｒと液晶セル厚（液晶双Ｃ
の厚さ）ｄと液晶セル長ｌとを測定することにより、下
記式によって求めることができる。

自発ねじれピッチP_S＝2dr/l 第２図において、８はスペーサ、９および10は偏光素子
であり、また、配向層６および７には互いにそれぞれ平
行方向の配向処理がなされている。

また、規制ねじれピッチP_Cは、第１図において、液晶層
Ｃの厚さｄと、基板１および２の配向層の配向処理方向
によって規定される液晶分子のねじれ角αとにより、下
記式によって規定される。

規制ねじれピッチP_C＝（360゜／α）×ｄ本発明においては、（ｄ）液晶組成物のツイスト弾性定
数k₂₂と、ベンド弾性定数k₃₃との間に、以下の関係式
が成立することが必要である。

1.8＜k₃₃/k₂₂＜2.5 …… このk₃₃/k₂₂の値が1.8未満である場合には、双安定効果
がほとんど得られず、その結果印加電圧に対する透過光
の強度変化が緩やかとなり、充分高いコントラスト比を
得ることができない。一方、このk₃₃/k₂₂の値が2.5を超
える場合には、双安定効果が過大となり、その結果オン
・オフに要する時間が長くなって応答特性が低下し、ま
たストライプ状の液晶配向のみだれが生じやすくなる。

本発明の液晶表示装置は、以上のように、条件（ａ）乃
至（ｄ）を満たすものであるので、高デューティ比でマ
ルチプレックス駆動する場合においても、印加電圧に対
する透過光の強度変化を一層急峻なものとすることがで
きて、充分高いコントラスト比を得ることができるう
え、オン・オンフに要する時間も極めて短くて優れた応
答特性を有するものである。

さらに本発明においては、（ｅ）液晶組成物の誘電率異
方性Δεと、液晶分子長軸方向に直角方向の誘電率ε_⊥
の比Δε／ε_⊥が1.8以上であることが好ましい。この
ような好ましい範囲を選定することにより、液晶表示装
置においては低い駆動電圧により充分にハイマルチプレ
ックス駆動を行うことができ、安価で消費電力の小さな
液晶表示装置を得ることが可能となる。

このΔε／ε_⊥の値が過小の場合には、駆動電圧が高く
なり、また印加電圧に対する透過光の強度変化が緩やか
となり、充分高いコントラスト比を得ることが困難とな
る場合がある。

次に、本発明に係る液晶表示装置を実際に作製するに際
しての、その他の好ましい条件について説明する。

（イ）液晶組成物がネマティック液晶よりなり、当該液
晶組成物のネマティック液晶から等方性液体への転移温
度T_NIが90℃以上であることが好ましい。

すなわち、このような好ましい条件を選択することによ
り、液晶表示装置の通常の使用温度範囲内において、表
示色、駆動電圧、応答速度等の温度変化に起因する変動
を小さく抑制することが可能となり、その結果信頼性の
高い液晶表示装置を得ることができる。

（ロ）液晶組成物の屈折率異方性Δｎは、0.12以上であ
ることが好ましい。

すなわち、このような好ましい条件を選択することによ
り、液晶セルを薄くすることが可能となり、その結果オ
ン・オフに要する時間が極めて短くて一層優れた応答特
性を有するものとなる。

（ハ）液晶組成物の温度20℃における粘度ηは、30cp以
下であることが好ましい。

すなわち、このような好ましい条件を選択することによ
り、液晶表示装置における立ち下がり時間を極めて短く
することができ、一層優れた応答特性を有するものとな
る。

さらに、本発明においては、液晶双Ｃの屈折率異方性Δ
ｎと、液晶層Ｃの厚さｄ（μｍ）との積Δｎ・ｄが、0.
4〜1.5であることが好ましく、特に0.8〜1.2であること
が好ましい。このような好ましい条件を選択することに
より、さらに高いコントラスト比が得られ、また表示画
面を明るくすることが可能となる。

なお、第１図において、βは、偏光素子９の偏光軸方向
と、基板１の表面に接する液晶分子のダイレクタ方向す
なわち液晶分子の分子長軸が優先的に配向している方向
（ただし、液晶分子が基板表面とゼロでないプレティル
ト角度を有しているときは、そのダイレクタ方向の基板
表面への射影方向）とのなす角度（以下、「ずれ角度」
ともいう。）であり、γは、偏光素子10の偏光軸方向
と、基板２の表面に接する液晶分子のダイレクタ方向と
なすずれ角度である。

これらのずれ角度βおよびγは、これらの和β＋γの値
が、±90゜あるいは０゜を中心にして、±20゜以内の範
囲にある値となるように設定されることが好ましい。ま
たさらには、ずれ角度βの値が、（360゜−α）/2を中
心にして、±15゜以内の範囲にある値となるように設定
されることが好ましい。このようにずれ角度βおよびγ
の値を好ましい値に設定することにより、光透過状態に
より明るいものとすることができ、また光非透過状態を
より暗いものとすることができ、その結果コントラスト
をさらに向上させることができる。

さらにまた、本発明においては、液晶分子のねじれ状態
を安定にし、異なるねじれ角を有する液晶分子の配列部
分が生じないようにするために、液晶層Ｃの厚さｄと自
発ねじれピッチP_Sとの間に、以下の関係式が成立するこ
とが好ましい。

（α/360）−0.25＜d/P_S＜（α/360）＋0.30 本発明に用いることができる、配向層を有する基板を得
るための手段としては、特に限定されず従来公知の種々
の手段を採用することができる。具体的には、例えばSi
O,MgO,MgF₂等の蒸着物質を基板表面に斜めの角度から蒸
着して当該基板表面を配向処理する手段、例えばイミド
系、アミド系、ポリビニルアルコール系、フェノキシ系
等の高分子物質の被膜を基板表面に形成し、この被膜の
表面を綿布、ビニロン布、テトロン布、脱脂綿等によっ
て擦り、基板の表面に一定方向の溝を形成するラビング
法により配向処理する手段、あるいは基板の表面にカル
ボン酸クロム錯体、有機シラン化合物などを塗布あるい
はプアズマ重合法等により被着し、化学的吸着により液
晶分子を基板に配向させる手段、その他の手段を用いる
ことができる。

本発明において用いることができる、液晶層Ｃを構成す
る液晶組成物としては、例えば下記に示すようなネマテ
ィック液晶、あるいはこれらの混合物等を挙げることが
できる。しかし、これらに限定されるものではない。

（１）下記構造式で示されるシクロヘキシカルボン酸エ
ステル系化合物（ただし、Ｘは、Ｒ（炭素数が１〜18のアルキル基、以
下においても同様）、OR、CN、を表す。）（２）下記構造式で示されるビフェニル系化合物（ただし、Ｘは、Ｒ、OR、を表す。）（３）下記構造式で示されるフェニルシクロヘキサン系
化合物（ただし、Ｘは、Ｒ、OR、CN、を表す。）（４）下記構造式で示されるピリミジン系化合物（ただし、Ｘは、Ｒ、CN、を表し、Ｙは、Ｒ、OR、CNを表す。）（５）下記構造式で示されるアゾ系−アゾキシ系化合物（ただし、Ｘは、−Ｎ＝Ｎ−、を表す。）（６）下記構造式で示される安息香酸エステル系化合物（ただし、Ｘは、Ｒ、RO、を表し、Ｙは、Ｒ、OR、CN、を表す。）（７）下記構造式で示されるトラン系化合物（ただし、ＸおよびＹはそれぞれ、Ｆ、Ｒ、OR、を表す。）（８）下記構造式で示されるエタン系化合物（ただし、ＸおよびＹはそれぞれ、Ｒ、OR、本発明に用いる液晶組成物には、必要に応じてスメクテ
ィック液晶成分、コレステリック液晶成分等が含有され
ていてもよい。

本発明に用いる液晶組成物中に含有される旋光性物質と
しては、一般にはカイラルネマティック液晶と呼ばれ
る、たとえば下記一般式で示される光学活性基を末端基
として有するエステル系、ビフェニル系、フェニルシク
ロヘキサン系またはアゾ系等のネマティック液晶を用い
ることができる。

（ただし、R₁,R₂,R₃は、各々アルキル基または水素原子
であり、R₁,R₂,R₃は互いに異なる。）具体的には、例えば以下に示す構造式で示される化合物
を用いることができる。

本発明に用いる液晶組成物中に含有される旋光性物質と
しては、ネマティック液晶への単位添加量当たりの自発
ねじれピッチを十分に短くすることができるものである
ことが好ましく、そのようなものを選択することによ
り、ネマティック液晶への旋光性物質の必要添加量を小
さく抑制、好ましくは1.5重量％以下に抑制することが
でき、その結果旋光性物質の添加に起因して生ずるネマ
ティック液晶から等方性液体への転移温度T_NIの低下を
最小限にとどめることができ、また自発ねじれピッチの
温度依存性を小さくすることができる。また、本発明に
おいては、自発ねじれピッチの温度依存性をより小さく
するために、自発ねじれピッチの温度変化係数が互いに
逆符号である複数種の旋光性物質を組合わせて用いても
よい。

〔具体的実施例〕

以下、本発明の具体的実施例について説明する。

第３図は、本発明に係る液晶表示装置の一実施例を示す
説明用断面図である。この例の液晶表示装置において
は、２枚の基板１および２が離間した状態で対向して配
置され、基板１は、支持板11の内側の表面に電極層４お
よび配向層６を設けて構成され、また基板２は、支持板
21の内側の表面に電極層５および配向層７を設けて構成
されている。さらに基板１と基板２との間の空間はシー
ル部３によってシールされ、液晶セルが構成されてい
る。液晶セルの内部には、複数のスペーサ８がそれぞれ
離間した状態で配置されると共に、液晶組成物が充填さ
れ、液晶層Ｃが形成されている。また、基板１および基
板２の外側の表面には、それぞれ前方偏光素子９および
後方偏光素子10が設けられている。同図において、13は
後方偏光素子10の外素の表面に設けられた反射板であ
る。なお、透過タイプの液晶表示装置においては、反射
板13用いなくてもよい。

前記支持板11および21を構成する材料としては、ソーダ
ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等のガラス;1軸
延伸ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフ
ォン、ポリビニルアルコール等よりなるプラスチックシ
ート；アルミニウム、ステンレススチール等よりなる金
属シート；等を用いることができる。

前記電極層４および５は、例えば厚さ1.1mmの支持板11
および21の表面に平行に離間して配置された例えば厚さ
1000ÅのITO（スズとインジウムの酸化物）よりなる透
明電極ＥおよびＥ′により構成され、一方の電極層４を
構成する透明電極Ｅと他方の電極層５を構成する透明電
極Ｅ′はそれぞれが交互に直角をなすよう配置され、こ
れによって、例えば0.3mm×0.3mmの画素からなるマトリ
ックス形表示の電極構造が構成されている。

前記配向層６および７は、例えばSiOを蒸着材料として
用いて斜め蒸着法（蒸着角度：支持板11および21に対し
てそれぞれ７゜）により形成してなる例えば厚さ500Å
の蒸着膜により構成されている。

なお、基板１および基板２には、必要に応じてさらに誘
電体層、アルカリイオン移動防止層、反射防止層、偏光
層、反射層等を設けてもよい。

前記前方偏光素子９は、「Ｆ−1205DU」（日東電工
（株）製）によって構成され、その偏光軸方向が、配向
層６の表面に接する液晶分子のダイレクタ方向に対して
35゜のずれ角βを有するように配置されている。同様
に、後方偏光素子10および反射板13は、「Ｆ−3205M」
（日東電工（株）製）によって構成され、後方偏光素子
10の偏光軸方向が、配向層７の表面に接する液晶分子の
ダイレクタ方向に対して55゜のずれ角γを有するように
配置されている。

前記スペーサ８は、グラスファイバー「PF−60S」（日
本電気硝子（株）製）を用いて構成され、前記シール部
３は、ストラクトボンド「XN−5A−Ｃ」（三井東圧化学
（株）製）を用いて構成されている。

＜実施例１＞液晶層Ｃを構成する液晶組成物として、ネマティック液
晶Ａに、旋光性物質（カイラルネマティック液晶）「Ｓ
−811」（メルク社製）を1.376重量％添加したもの（こ
れを「液晶組成物１」とする。）を用いて、第３図に示
した構成と同様の液晶表示装置を作製した。

上記液晶組成物１の特性は次の通りである。

ツイスト弾性定数k₂₂とベンド弾性定数k₃₃との比k₃₃/
k₂₂＝2.3 誘電率異方性Δεと液晶分子長軸方向に直角方向の誘
電率ε_⊥の比Δε／ε_⊥＝2.4 ネマティック液晶から等方性液体への転移温度T_NI＝9
7.4℃ 屈折率異方性Δｎ＝0.15 温度20℃における粘度η＝20cp 以上の構成の液晶表示装置において、液晶セル厚（液晶
層Ｃの厚さｄ）は6.0μｍ、液晶分子のねじれ角αは前
方から左回り（反時計回り）に270゜、自発ねじれピッ
チP_Sは7.6μｍ、規制ねじれピッチP_Cは8.0μｍ、これら
のピッチ比（P_C−P_S）/P_Cは0.05である。また配向層６
および７の表面に接する液晶分子のダイレクタ方向と、
基板１および２の面とのなす角度（プレティルト角度）
は、それぞれ35゜である。

この液晶表示装置をマルチプレックス駆動方式により駆
動する試験を行ったところ、双安定効果が小さくて高い
コントラスト比が得られ、しかもオン・オフに要する時
間も極めて短くて優れた応答特性を有するものであり、
実際にデューティ比1/300以上の高い次数の時分割駆動
が可能であった。

さらにこの液晶表示装置を、デューティ比1/100でマル
チプレックス駆動方式により駆動し、コントラスト比お
よびオン・オフ表示応答時間を求めたところ、波長400
〜700nmの可視光領域におけるコントラスト比、すなわ
ち選択状態（暗）における反射光の輝度と非選択状態
（明）における反射光の輝度との比は、1:15以上と良好
なものであり、コントラストの優れた鮮明な映像が得ら
れ、また、オン・オフ応答時間は150msec以下と短く、
表示応答特性が優れていることが確認された。

＜実施例２＞実施例１において、液晶層Ｃを構成する液晶組成物とし
て、ネマティック液晶Ｂに、旋光性物質（カイラルネマ
ティック液晶）「Ｓ−811」（メルク社製）を1.402重量
％添加したもの（これを「液晶組成物２」とする。）に
代え、スペーサ８の構成材料としてグラスファイバー
「PF−70S」に代えたほかは、実施例１と同様にして液
晶表示装置を作製した。

上記液晶組成物２の特性は次の通りである。

ツイスト弾性定数k₂₂とベンド弾性定数k₃₃との比k₃₃/
k₂₂＝2.0 誘電率異方性Δεと液晶分子長軸方向に直角方向の誘
電率ε_⊥の比Δε／ε_⊥＝2.1 ネマティック液晶から等方性液体への転移温度T_NI＝9
1.0℃ 屈折率異方性Δｎ＝0.13 温度20℃における粘度η＝20cp 以上の構成の液晶表示装置において、液晶セル厚（液晶
層Ｃの厚さｄ）は7.0μｍ、液晶分子のねじれ角αは前
方から左回り（反時計回り）に270゜、自発ねじれピッ
チP_Sは8.9μｍ、規制ねじれピッチP_Cは9.3μｍ、これら
のピッチ比（P_C−P_S）/P_Cは0.05である。また配向層６
および７の表面に接する液晶分子のダイレクタ方向と、
基板１および２の面とのなす角度（プレティルト角度）
は、それぞれ38゜である。

さらにこの液晶表示装置を、デューティ比1/100でマル
チプレックス駆動方式により駆動し、実施例１と同様に
してコントラスト比およびオン・オフ表示応答時間を求
めたところ、コントラスト比は、1:13以上と良好なもの
であり、コントラストの優れた鮮明な映像が得られ、ま
た、オン・オフ応答時間は140msec以下と短く、表示応
答特性が優れていることが確認された。

＜比較例１＞実施例２において、液晶組成物として、ネマティック液
晶「ZLI−2116−100」（メルク社製）に、旋光性物質
（カイラルネマティック液晶）「Ｓ−811」（メルク社
製）を1.20重量％添加したもの（これを「比較用液晶組
成物１」とする。）に代えたほかは、実施例２と同様に
して比較用液晶表示装置を作製した。

上記比較用液晶組成物１の特性は次の通りである。

ツイスト弾性定数k₂₂とベンド弾性定数k₃₃との比k₃₃/
k₂₂＝2.7 誘電率異方性Δεと液晶分子長軸方向に直角方向の誘
電率ε_⊥の比Δε／ε_⊥＝1.12 ネマティック液晶から等方性液体への転移温度T_NI＝9
5℃ 屈折率異方性Δｎ＝0.12 温度20℃における粘度η＝19cp 以上の構成の比較用液晶表示装置において、液晶セル厚
（液晶層Ｃの厚さｄ）は7.0μｍ、液晶分子のねじれ角
αは前方から左回り（反時計回り）に270゜、自発ねじ
れピッチP_Sは8.6μｍ、規制ねじれピッチP_Cは9.3μｍ、
これらのピッチ比（P_C−P_S）/P_Cは0.08である。また配
向層６および７の表面に接する液晶分子のダイレクタ方
向と、基板１および２の面とのなす角度（プレティルト
角度）は、それぞれ36゜である。

この比較用液晶表示装置をマルチプレックス駆動装置に
より駆動する試験を行ったところ、双安定効果が小さく
て高いコントラスト比が得られるものの、液晶組成物に
おいて、弾性定数の比k₃₃/k₂₂の値が過大であり、また
誘電率異方性Δεと誘電率ε_⊥の比Δε／ε_⊥の値も小
さいため、オン・オフに要する時間が長くて応答特性の
低いものであり、デューティ比1/200以上の高い次数の
時分割駆動が困難であった。

さらにこの液晶表示装置を、デューティ比1/100でマル
チプレックス駆動方式により駆動し、実施例１と同様に
してコントラスト比およびオン・オフ表示応答時間を求
めたところ、コントラスト比は、1:11と大きいが、オン
・オフ応答時間は200msecと長く、実施例１および２の
液晶表示装置に比して劣っていた。

比較例２液晶組成物としてネマティック液晶「ZLI−3243」（メ
ルク社製）に、旋光性物質（カイラルネマティック液
晶）「Ｓ−811」（メルク社製）を1.395重量％添加した
もの（これを「比較用液晶組成物２」とする。）を用い
たほかは、比較例１と同様にして比較用液晶表示装置を
作製した。

上記比較用液晶組成物２の特性は次の通りである。

ツイスト弾性定数k₂₂とベンド弾性定数k₃₃との比k₃₃/
k₂₂＝1.6 誘電率異方性Δεと液晶分子長軸方向に直角方向の誘
電率ε_⊥の比Δε／ε_⊥＝2.0 ネマティック液晶から等方性液体への転移温度T_NI＝6
5℃ 屈折率異方性Δｎ＝0.14 温度20℃における粘度η＝36cp 以上の構成の比較用液晶表示装置において、液晶セル厚
（液晶層Ｃの厚さｄ）は7.0μｍ、液晶分子のねじれ角
αは前方から左回り（反時計回り）に270゜、自発ねじ
れピッチP_Sは8.9μｍ、規制ねじれピッチP_Cは9.3μｍ、
これらのピッチ比（P_C−P_S）/P_Cは0.05であった。また
配向層６および７の表面に接する液晶分子のダイレクタ
方向と、基板１および２の面とのなす角度（プレティル
ト角度）は、それぞれ35゜である。

この比較用液晶表示装置をマルチプレックス駆動装置に
より駆動する試験を行ったところ、液晶組成物におい
て、弾性定数の比k₃₃/k₂₂の値が過小であるため、双安
定効果が生ぜず、そのため印加電圧に対する透過光の強
度変化が緩やかとなり、充分高いコントラスト比を得る
ことができなかった。実際、この比較用液晶表示装置
を、デューティ比1/100でマルチプレックス駆動方式に
より、駆動し、コントラスト比を求めたところ、1:6と
小さく、充分な視認性が得られなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の概要を示す説明図、第２図は、自発
ねじれピッチP_Sを特定するための説明図、第３図は、本
発明の実施例を示す説明用断面図である。 1,2……基板、11,21……支持板３……シール部、4,5……電極層 6,7……配向層、Ｃ……液晶層９……前方偏光素子、10……後方偏光素子 13……反射板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各々配向層を有する一対の基板間に液晶組
成物を配してなる液晶表示装置において、下記条件
（ａ）乃至（ｄ）を満たすことを特徴とする液晶表示装
置。（ａ）前記一対の基板間に配された液晶組成物における
液晶分子のねじれ角の大きさが、200〜300゜であるこ
と。（ｂ）前記配向層の少なくとも一方の配向層表面に接す
る液晶分子のダイレクタ方向と、当該配向層を有する基
板面とのな角度が５゜以上であること。（ｃ）液晶分子の自発ねじれピッチP_Sと、配向層により
液晶分子の配列が強制的に規制されたときの液晶分子の
規制ねじれピッチP_Cとの間に、以下の関係式が成立す
ること。０＜（P_C−P_S）/P_C≦0.3 …… （ｄ）前記液晶組成物のツイスト弾性定数k₂₂と、ベン
ド弾性定数k₃₃との間に、以下の関係式が成立するこ
と。 1.8＜k₃₃/k₂₂＜2.5 ……
【請求項２】液晶組成物の誘電率異方性Δεと、液晶分
子長軸方向に直角方向の誘電率ε_⊥の比Δε／ε_⊥が1.
8以上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。