JP2770365B2 - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

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JP2770365B2 JP1008119A JP811989A JP2770365B2 JP 2770365 B2 JP2770365 B2 JP 2770365B2 JP 1008119 A JP1008119 A JP 1008119A JP 811989 A JP811989 A JP 811989A JP 2770365 B2 JP2770365 B2 JP 2770365B2
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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。
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。
〔産業上の利用分野〕
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。
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。
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。
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。
〔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。
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。
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。
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。
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。
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。
〔発明が解決しようとする課題〕
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。
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。
〔課題を解決するための手段〕
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。
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。
〔作用〕
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
〔発明の効果〕
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。
【図面の簡単な説明】
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。
───────────────────────────────────────────────────── 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)

    (57)【特許請求の範囲】
  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。
JP1008119A 1989-01-17 1989-01-17 液晶表示素子 Expired - Lifetime JP2770365B2 (ja)

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