JPS63289089A - アクティブマトリクス型液晶表示素子 - Google Patents
アクティブマトリクス型液晶表示素子Info
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- JPS63289089A JPS63289089A JP62126236A JP12623687A JPS63289089A JP S63289089 A JPS63289089 A JP S63289089A JP 62126236 A JP62126236 A JP 62126236A JP 12623687 A JP12623687 A JP 12623687A JP S63289089 A JPS63289089 A JP S63289089A
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- Japan
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- crystal display
- display element
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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。
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
本発明は電気光学的な液晶ディスプレイに用いられる液
晶表示素子、更に詳しくはスイッチング素子を組み込ん
だアクティブマトリクス型ＴＮ−ＦＥＭ用液晶表示素子
に関するものである。
晶表示素子、更に詳しくはスイッチング素子を組み込ん
だアクティブマトリクス型ＴＮ−ＦＥＭ用液晶表示素子
に関するものである。
従来の技術
従来からスイッチング素子、例えばＣ−ＭＯＳあるいは
ＴＰＴを組み込んだアクティブマトリクス型ＴＮ−ＦＥ
Ｍ用液晶表示素子をテレビ受像機として用いる場合には
、下記要件が必要とされている。
ＴＰＴを組み込んだアクティブマトリクス型ＴＮ−ＦＥ
Ｍ用液晶表示素子をテレビ受像機として用いる場合には
、下記要件が必要とされている。
（１）低電圧駆動
（２）高速応答性、閾値電圧付近でも速いこと。
（３）広視野角
（４）高コントラスト
（５）高階調性
（６）幅広い使用温度範囲
そして、これらの要件を満たすためには、液晶組成物に
は次のような性質が必要とされる。
は次のような性質が必要とされる。
（１）誘電率異方性（Δε）が大きいこと。
（２）粘度（η）が低いこと。
（３）屈折率異方性（Δｎ）が小さいこと。
（４）弾性定数比（Ｋ３３／Ｋ１１）の値が大きいこと
。
。
（５）液晶温度範囲（Ｍ、Ｒ，）が広いこと。
しかしながら、これら物性値の中には、（１）と（２）
、（１）と（３）のごとくお互いに相反する物性もあり
、これらの物性値を充分に満足する液晶組成物は未だ提
案されていない。表１は代表的な液晶化合物の各物性値
であり、これらの化合物を適当に混合することにより実
用的な液晶組成物を得ているのが現状である。
、（１）と（３）のごとくお互いに相反する物性もあり
、これらの物性値を充分に満足する液晶組成物は未だ提
案されていない。表１は代表的な液晶化合物の各物性値
であり、これらの化合物を適当に混合することにより実
用的な液晶組成物を得ているのが現状である。
（以下余白）
表 １
（以下余白）
ｐ型液晶としては、誘電率異方性（Δε）が大きいにも
拘らず粘度（η）が比較的小さいシアノフェニルシクロ
ヘキサン系液晶が多用されている。そしてこの場合、そ
の狭い液晶温度範囲を広げるためにベンゼン環やシクロ
ヘキサン環などの環を３〜４個有する比較的分子長の長
い高温用液晶材料が一般に加えられている。しかしなが
らこのような高温用液晶材料を加えると粘度（η）や屈
折率異方性（Δｎ）が太き（なってしまうため、更に液
晶の透明点ｃ１．ｐ、 （ネマチック−等吉相相転移
温度）が比較的高いうえ粘度（η）や屈折率異方性（Δ
ｎ）が小さいアルコキシフェニル−シクロへキシルカル
ボキシレート系液晶などが加えられる。このアルコキシ
フェニル−シクロへキシルカルボキシレート系液晶は物
性調整用の液晶材料として非常に有用である。
拘らず粘度（η）が比較的小さいシアノフェニルシクロ
ヘキサン系液晶が多用されている。そしてこの場合、そ
の狭い液晶温度範囲を広げるためにベンゼン環やシクロ
ヘキサン環などの環を３〜４個有する比較的分子長の長
い高温用液晶材料が一般に加えられている。しかしなが
らこのような高温用液晶材料を加えると粘度（η）や屈
折率異方性（Δｎ）が太き（なってしまうため、更に液
晶の透明点ｃ１．ｐ、 （ネマチック−等吉相相転移
温度）が比較的高いうえ粘度（η）や屈折率異方性（Δ
ｎ）が小さいアルコキシフェニル−シクロへキシルカル
ボキシレート系液晶などが加えられる。このアルコキシ
フェニル−シクロへキシルカルボキシレート系液晶は物
性調整用の液晶材料として非常に有用である。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、このようにして調製された液晶組成物は
、Δｎが小さいためセルギャップを大きくすることがで
き液晶セル作成が容易であるということや、マルチプレ
ックス駆動のような使い方をする場合には充分速い応答
特性を示すという特長を有しているものの、スイッチン
グ素子を組み込んだアクティブマトリクス型ＴＮ−ＦＥ
Ｍ用液晶表示素子として用いる場合には、電圧無印加の
状態から閾値電圧に相当する電圧を印加した時の立ち上
がり応答時間を２００ｍ５ｅｃ以下にするのが非常に困
難である。
、Δｎが小さいためセルギャップを大きくすることがで
き液晶セル作成が容易であるということや、マルチプレ
ックス駆動のような使い方をする場合には充分速い応答
特性を示すという特長を有しているものの、スイッチン
グ素子を組み込んだアクティブマトリクス型ＴＮ−ＦＥ
Ｍ用液晶表示素子として用いる場合には、電圧無印加の
状態から閾値電圧に相当する電圧を印加した時の立ち上
がり応答時間を２００ｍ５ｅｃ以下にするのが非常に困
難である。
問題点を解決するための手段
少なくとも、一般式
（但し、Ｘはアルキル基またはアルコキシ基を表し、Ｙ
はアルキル基、アルコキシ基またはアルコキシ置換アル
キル基を表す） で表される骨格を有する化合物、あるいは、一般式 （但し、Ｘはアルキル基またはアルコキシ基を表し、Ｚ
はアルキル基を表す） で表される骨格を有する化合物を含み、かつ、スイッチ
ング素子を有することを特徴とするアクティブマトリク
ス型液晶表示素子を用いる。
はアルキル基、アルコキシ基またはアルコキシ置換アル
キル基を表す） で表される骨格を有する化合物、あるいは、一般式 （但し、Ｘはアルキル基またはアルコキシ基を表し、Ｚ
はアルキル基を表す） で表される骨格を有する化合物を含み、かつ、スイッチ
ング素子を有することを特徴とするアクティブマトリク
ス型液晶表示素子を用いる。
作用
一般にＴＮ型液晶表示素子における立ち上がり応答時間
τ、は次式で表される。
τ、は次式で表される。
ｔ ＝ η・ｄ２／（ｅ−ΔｅＶ２−Ｋｉトｚ２）但
し、■は印加電圧、ｄはセルギャップ、εは真空中の誘
電率、Ｋ １ｉ−Ｋｌｌ＋（Ｋ３３−２に２２）／４
（Ｋ１１はスプレーの弾性定数、Ｋ２２はツイストの弾
性定数、Ｋ３３はベンドの弾性定数）を表している。
し、■は印加電圧、ｄはセルギャップ、εは真空中の誘
電率、Ｋ １ｉ−Ｋｌｌ＋（Ｋ３３−２に２２）／４
（Ｋ１１はスプレーの弾性定数、Ｋ２２はツイストの弾
性定数、Ｋ３３はベンドの弾性定数）を表している。
本発明液晶表示素子を特徴付ける、一般式あるいは、一
般式 で表される骨格を有する化合物は、電子密度が低く、系
全体の屈折率異方性Δｎを下げる効果かある。
般式 で表される骨格を有する化合物は、電子密度が低く、系
全体の屈折率異方性Δｎを下げる効果かある。
本発明液晶表示素子に用いられる液晶組成物が、何故、
閾値電圧付近で立ち上がり応答速度が速いのかは明らか
でないが、前記液晶化合物の添加により、誘電率異方性
Δεの大きさは若干小さくなるものの、その効果以上に
系全体のＫｉｉが小さくなることによるものと考えられ
る。
閾値電圧付近で立ち上がり応答速度が速いのかは明らか
でないが、前記液晶化合物の添加により、誘電率異方性
Δεの大きさは若干小さくなるものの、その効果以上に
系全体のＫｉｉが小さくなることによるものと考えられ
る。
実施例
以下に本発明の実施の態様を図面を参照しつつ、詳細に
説明する。本実施例では測定の便宜上、個々の液晶表示
素子は外部駆動回路によりスイッチングを行った。
説明する。本実施例では測定の便宜上、個々の液晶表示
素子は外部駆動回路によりスイッチングを行った。
〈実施例１〉
下記組成の液晶組成物（Ａ）を調製した。
（以下余白）
この液晶組成物（Ａ）の物性値は表２の通りである。
表 ２
次に、このようにして得られた液晶組成物（Ａ）に光学
活性物質として４−シアノ−４’−（２−メチルブチル
）ビフェニルを０．１ｗｔ、 ｚ添加した後、ＴＮセル
［Ａ］ （セルギャップ：６．０．ｕｍ、ポリイミド
配向膜使用）に減圧注入した。その後、偏光板を上下基
板にラビング方向と偏光軸とが一致するように貼り、常
法に従い、セルの光透過率の電圧依存性および電圧応答
特性を測定した。測定はキャノン社製液晶評価装置を用
い、２０°Ｃで行った。
活性物質として４−シアノ−４’−（２−メチルブチル
）ビフェニルを０．１ｗｔ、 ｚ添加した後、ＴＮセル
［Ａ］ （セルギャップ：６．０．ｕｍ、ポリイミド
配向膜使用）に減圧注入した。その後、偏光板を上下基
板にラビング方向と偏光軸とが一致するように貼り、常
法に従い、セルの光透過率の電圧依存性および電圧応答
特性を測定した。測定はキャノン社製液晶評価装置を用
い、２０°Ｃで行った。
液晶組成物（Ａ）の閾値電圧は２．１５ Ｖ、飽和電圧
は３．４３Ｖであった。また、電圧無印加の状態から閾
値電圧に相当する電圧を印加した時の立ち上がり応答時
間は１４０ｍ５ｅｃであり、５ｖの電圧を印加した状態
から電圧無印加の状態にした時の立ち下がり応答時間は
２０ｓｓｅｃであった。
は３．４３Ｖであった。また、電圧無印加の状態から閾
値電圧に相当する電圧を印加した時の立ち上がり応答時
間は１４０ｍ５ｅｃであり、５ｖの電圧を印加した状態
から電圧無印加の状態にした時の立ち下がり応答時間は
２０ｓｓｅｃであった。
以上より明らかなように、本発明液晶表示素子はΔｎが
小さく、最適セルギャップを広（することが出来るため
、工程の歩留まりを上げることが可能である。また、セ
ルギャップが広いにも拘わらず、閾値電圧付近での電圧
応答速度も非常に速くアクティブマトリクス型液晶表示
素子に適している。
小さく、最適セルギャップを広（することが出来るため
、工程の歩留まりを上げることが可能である。また、セ
ルギャップが広いにも拘わらず、閾値電圧付近での電圧
応答速度も非常に速くアクティブマトリクス型液晶表示
素子に適している。
〈実施例２〉
下記組成の液晶組成物（Ｂ）を調製した。
（以下余白）
この液晶組成物（Ｂ）の物性値は表３の通りである。
次に、このようにして得られた液晶組成物（Ｂ）に光学
活性物質として４−シアノ−４’−（２−メチルブチル
）ビフェニルを０． ｔＷｔ４添加した後、ＴＮセル［
Ｂ］ （セルギャップ：５．５μｍ、ポリイミド配向膜
使用）に減圧注入した。その後、偏光板を上下基板にラ
ビング方向と偏光軸とが一致するように貼り、常法に従
い、セルの光透過率の電圧依存性および電圧応答特性を
測定した。測定はキャノン社製液晶評価装置を用い、２
０°Ｃで行った。セルの電圧応答特性の結果を図に示す
。
活性物質として４−シアノ−４’−（２−メチルブチル
）ビフェニルを０． ｔＷｔ４添加した後、ＴＮセル［
Ｂ］ （セルギャップ：５．５μｍ、ポリイミド配向膜
使用）に減圧注入した。その後、偏光板を上下基板にラ
ビング方向と偏光軸とが一致するように貼り、常法に従
い、セルの光透過率の電圧依存性および電圧応答特性を
測定した。測定はキャノン社製液晶評価装置を用い、２
０°Ｃで行った。セルの電圧応答特性の結果を図に示す
。
また、比較例として下記組成の液晶組成物（Ｃ）を調製
した。
した。
（以下余白）
この液晶組成物（Ｃ）の物性値は表４の通りでる。
次に、このようにして得られた液晶組成物（Ｃ）に光学
活性物質として４−シアノ−４’ −（２−メチルブチ
ル）ビフェニルを０． ｔＷｔ、＄添加した後、液晶組
成物（Ａ）の場合と同様にしてＴＮセル［Ｃ１（セルギ
ャップ：５．５μｍ、ポリイミド配向膜使用）に減圧注
入し、セルの光透過率の電圧依存性および電圧応答特性
を測定した。
活性物質として４−シアノ−４’ −（２−メチルブチ
ル）ビフェニルを０． ｔＷｔ、＄添加した後、液晶組
成物（Ａ）の場合と同様にしてＴＮセル［Ｃ１（セルギ
ャップ：５．５μｍ、ポリイミド配向膜使用）に減圧注
入し、セルの光透過率の電圧依存性および電圧応答特性
を測定した。
電圧応答特性の測定結果を液晶組成物（Ｂ）の場合と共
に図に示す。液晶組成物（Ｂ）の閾値電圧は２．１０
Ｖ、液晶組成物（Ｃ）の閾値電圧は２．２５Ｖであった
。何れの場合も立ち下がり電圧応答時間は、閾値電圧付
近の電圧ででも５０ｓｓｅｃ以下であり実用上問題はな
かった。ビシクロヘキサン骨格を有する液晶化合物は電
子密度が低（、系全体の屈折率異方性Δｎを下げるのに
適した材料であることは従来より知られていたが、本実
施例により、ｎ型のビシクロヘキサン系液晶の使用がｐ
型のビシクロヘキサン系液晶の使用に比べて電圧応答性
の向上に有効であることが明らかになった。
に図に示す。液晶組成物（Ｂ）の閾値電圧は２．１０
Ｖ、液晶組成物（Ｃ）の閾値電圧は２．２５Ｖであった
。何れの場合も立ち下がり電圧応答時間は、閾値電圧付
近の電圧ででも５０ｓｓｅｃ以下であり実用上問題はな
かった。ビシクロヘキサン骨格を有する液晶化合物は電
子密度が低（、系全体の屈折率異方性Δｎを下げるのに
適した材料であることは従来より知られていたが、本実
施例により、ｎ型のビシクロヘキサン系液晶の使用がｐ
型のビシクロヘキサン系液晶の使用に比べて電圧応答性
の向上に有効であることが明らかになった。
特に、４−（トランス−４−アルキルシクロヘキシル）
−トランス−メトキシメチルシクロヘキサンを含む液晶
組成物は、閾値電圧付近での立ち上がり応答速度が非常
に速（、アクティブマトリクス型液晶表示素子に用いる
場合、その実用的価値は極めて高い。これらのビシクロ
ヘキサン骨格を有するｎ型の液晶化合物の混合割合は１
〜９０ｗｔ。
−トランス−メトキシメチルシクロヘキサンを含む液晶
組成物は、閾値電圧付近での立ち上がり応答速度が非常
に速（、アクティブマトリクス型液晶表示素子に用いる
場合、その実用的価値は極めて高い。これらのビシクロ
ヘキサン骨格を有するｎ型の液晶化合物の混合割合は１
〜９０ｗｔ。
２ 、好ましくは３〜（ｉＱｗｔ、零が適当である。混
合割合が１ｗｔ、を未満の場合にはその効果は認められ
ず、混合割合が９０ｗｔ、＄を越えると実用的な物性を
有する液晶組成物を得るのが甚だ困難になる。
合割合が１ｗｔ、を未満の場合にはその効果は認められ
ず、混合割合が９０ｗｔ、＄を越えると実用的な物性を
有する液晶組成物を得るのが甚だ困難になる。
（以下余白）
〈実施例３〉
この液晶組成物（Ｄ）の物性値は表５の通りでる。
（以下余白）
表 ５
次に、このようにして得られた液晶組成物（Ｄ）に光学
活性物質として４−シアノ−４’ −（２−メチルブチ
ル）ビフェニルを０．１Ｗｔ、＄添加した後、液晶組成
物（Ａ＞の場合と同様にしてＴＮセル［Ｄ］ （セルギ
ャップ＝６．０μｍ、ポリイミド配向膜使用）に減圧注
入し、セルの光透過率の電圧依存性および電圧応答特性
を測定した。
活性物質として４−シアノ−４’ −（２−メチルブチ
ル）ビフェニルを０．１Ｗｔ、＄添加した後、液晶組成
物（Ａ＞の場合と同様にしてＴＮセル［Ｄ］ （セルギ
ャップ＝６．０μｍ、ポリイミド配向膜使用）に減圧注
入し、セルの光透過率の電圧依存性および電圧応答特性
を測定した。
液晶組成物（Ｄ）の閾値電圧は１．９７Ｖ、飽和電圧は
３．１０ Ｖであった。また、電圧無印加の状態から閾
値電圧に相当する電圧を印加した時の立ち上がり応答時
間は１７５ｗ５ｅｃであり、５ｖの電圧を印加した状態
から電圧無印加の状態にした時の立ち下がり応答時間は
２５ｍ５ｅｃであった。
３．１０ Ｖであった。また、電圧無印加の状態から閾
値電圧に相当する電圧を印加した時の立ち上がり応答時
間は１７５ｗ５ｅｃであり、５ｖの電圧を印加した状態
から電圧無印加の状態にした時の立ち下がり応答時間は
２５ｍ５ｅｃであった。
以上より明らかなように、本発明液晶表示素子は閾値電
圧付近の低い電圧による駆動においても高速応答性を示
し、特にアクティブマトリクス型液晶表示素子に適して
いる。
圧付近の低い電圧による駆動においても高速応答性を示
し、特にアクティブマトリクス型液晶表示素子に適して
いる。
発明の効果
本発明液晶表示素子は、スイッチング素子を有するアク
ティブマトリクス型において特に優れた特性を示す液晶
組成物を用いた液晶表示素子であり、閾値電圧付近での
高速応答特性に優れており、その実用的価値は非常に高
い。
ティブマトリクス型において特に優れた特性を示す液晶
組成物を用いた液晶表示素子であり、閾値電圧付近での
高速応答特性に優れており、その実用的価値は非常に高
い。
図は本発明の一実施例であるＴＮセルの電圧応答特性を
示すグラフである。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名印加電氏（
Ｖ） 手続補正書 昭和６２年１１月 ｚ［１１
示すグラフである。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名印加電氏（
Ｖ） 手続補正書 昭和６２年１１月 ｚ［１１
Claims (3)
- （１）少なくとも、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、Ｘはアルキル基またはアルコキシ基を表し、Ｙ
はアルキル基、アルコキシ基またはアルコキシ置換アル
キル基を表す） で表される骨格を有する化合物、あるいは、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、Ｘはアルキル基またはアルコキシ基を表し、Ｚ
はアルキル基を表す） で表される骨格を有する化合物を含み、かつ、スイッチ
ング素子を有することを特徴とするアクティブマトリク
ス型液晶表示素子。 - （２）少なくとも、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、Ｒはアルキル基またはアルコキシ基を表す） で表される４−（トランス−４−アルキルシクロヘキシ
ル）−トランス−メトキシメチルシクロヘキサンを含む
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアクティ
ブマトリクス型液晶表示素子。 - （３）４−（トランス−４−アルキルシクロヘキシル）
−トランス−メトキシメチルシクロヘキサンが、４−（
トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−トランス−
メトキシメチルシクロヘキサンであることを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載のアクティブマトリクス型液
晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62126236A JPS63289089A (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | アクティブマトリクス型液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62126236A JPS63289089A (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | アクティブマトリクス型液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63289089A true JPS63289089A (ja) | 1988-11-25 |
Family
ID=14930158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62126236A Pending JPS63289089A (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | アクティブマトリクス型液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63289089A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5354503A (en) * | 1989-04-17 | 1994-10-11 | Chisso Corporation | Liquid crystal composition and liquid display using said composition |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5724324Y2 (ja) * | 1977-05-16 | 1982-05-26 | ||
| JPS5825140A (ja) * | 1981-08-05 | 1983-02-15 | オリンパス光学工業株式会社 | 記憶金属による内視鏡湾曲装置 |
| JPS61106126A (ja) * | 1984-10-31 | 1986-05-24 | オリンパス光学工業株式会社 | 内視鏡装置 |
| JPS6462154A (en) * | 1987-08-17 | 1989-03-08 | Welch Allyn Inc | Borescope or endoscope with hydrodynamic muscle |
-
1987
- 1987-05-22 JP JP62126236A patent/JPS63289089A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5724324Y2 (ja) * | 1977-05-16 | 1982-05-26 | ||
| JPS5825140A (ja) * | 1981-08-05 | 1983-02-15 | オリンパス光学工業株式会社 | 記憶金属による内視鏡湾曲装置 |
| JPS61106126A (ja) * | 1984-10-31 | 1986-05-24 | オリンパス光学工業株式会社 | 内視鏡装置 |
| JPS6462154A (en) * | 1987-08-17 | 1989-03-08 | Welch Allyn Inc | Borescope or endoscope with hydrodynamic muscle |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5354503A (en) * | 1989-04-17 | 1994-10-11 | Chisso Corporation | Liquid crystal composition and liquid display using said composition |
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