JP4884751B2

JP4884751B2 - Liquid crystal electro-optical device and electronic apparatus

Info

Publication number: JP4884751B2
Application number: JP2005334023A
Authority: JP
Inventors: 幸司森谷
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2005-11-18
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2025-11-18
Also published as: JP2006171715A

Description

本発明はネマティック液晶材料とスメクティック相を有する液晶材料の混合体で構成される液晶層を有し、例えばツイステッドネマティックモードで動作させる液晶電気光学装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal electro-optical device having a liquid crystal layer composed of a mixture of a nematic liquid crystal material and a liquid crystal material having a smectic phase and operating in, for example, a twisted nematic mode.

現在、液晶電気光学装置は時計、電卓はもとよ、ワードプロセッサやノート型パーソナルコンピュータなどのＯＡ機器、液晶テレビやＰＤＡ、携帯電話機など各種幅広い分野で用いられている。 Currently, liquid crystal electro-optical devices are used in a wide variety of fields such as clocks and calculators, office automation equipment such as word processors and notebook personal computers, liquid crystal televisions, PDAs, and mobile phones.

この液晶電気光学装置で一般的に使用されているモードが、上下基板に形成された配向膜にラビング処理を施し、上下基板のラビング方向を９０°ずらしたツイステッドネマティックモード（以下、本明細書ではＴＮモードという）である。ＴＮモードは、一対の電極から液晶に電界を印加すると、電界と誘電率異方性の相互作用により液晶分子の長軸が基板と直角に配向する。そして液晶に電圧を印加しない時の液晶分子の状態（ツイスト）と印加した時の状態とを偏光板を用いて識別している。 A mode generally used in this liquid crystal electro-optical device is a twisted nematic mode (hereinafter, referred to in this specification) in which an alignment film formed on upper and lower substrates is rubbed and the rubbing direction of the upper and lower substrates is shifted by 90 °. TN mode). In the TN mode, when an electric field is applied to the liquid crystal from a pair of electrodes, the major axis of the liquid crystal molecules is aligned perpendicular to the substrate by the interaction between the electric field and the dielectric anisotropy. Then, the state of the liquid crystal molecules (twist) when no voltage is applied to the liquid crystal and the state when it is applied are distinguished using a polarizing plate.

液晶電気光学装置用として広く使用されているネマティック液晶を使い、ＴＮモードを利用した液晶電気光学装置では、例えば特許文献１に記載されている応答時間（立ち上がり応答時間と立ち下がり応答時間の和）は２０ｍ秒以上である。しかし、動画を表示する場合や、フィールドシーケンシャル方式を採用する場合には、この応答時間では不充分であり、さらなる高速応答が可能である液晶材料の必要が生じていた。
特開平６−２８１９６３号公報 In a liquid crystal electro-optical device using a TN mode using nematic liquid crystal widely used for a liquid crystal electro-optical device, for example, the response time described in Patent Document 1 (sum of rise response time and fall response time) Is 20 ms or more. However, when displaying a moving image or adopting a field sequential method, this response time is insufficient, and a liquid crystal material capable of further high-speed response has arisen.
JP-A-6-281963

液晶テレビなどで動画表示を行う場合や、動作モードでフィールドシーケンシャル方式を採用する場合、ネマティック液晶材料を使用して、ＴＮモードで液晶を駆動させるとき、液晶の応答時間が２０ｍ秒以上であると、液晶の応答が追いつかず残像が発生したり、コントラストが低下するなど、表示品位に影響を及ぼしてしまうという問題があった。また、セルギャップを狭くすることによって、液晶の応答時間を短くすることが可能であるが、セルギャップを狭くすることには限界がある。セルギャップとは、２枚の基板間に保持された液晶層の厚さ、又はその２枚の基板間の間隔である。 When moving images are displayed on a liquid crystal television or when the field sequential method is adopted in the operation mode, when the liquid crystal is driven in the TN mode using a nematic liquid crystal material, the response time of the liquid crystal is 20 ms or more. However, there is a problem in that the display quality is affected such that the response of the liquid crystal cannot catch up and an afterimage is generated or the contrast is lowered. In addition, the response time of the liquid crystal can be shortened by narrowing the cell gap, but there is a limit to narrowing the cell gap. The cell gap is the thickness of the liquid crystal layer held between the two substrates or the distance between the two substrates.

一対の基板それぞれに電極及び配向膜が形成され、電極及び配向膜が形成された一対の基板間に液晶層を有し、セルギャップが所定の大きさである液晶電気光学装置において、液晶層に使用する液晶材料をネマティック液晶とスメクティック相を有する液晶の混合体であってその混合体におけるスメクティック相を有する液晶の割合は２０重量％以下のものを使用したことを特徴とするものである。このことにより、液晶の（液晶層に含まれる液晶分子の）応答時間を従来よりも短縮することができ、立ち上がり応答時間と立ち下がり応答時間の相加平均は８ｍ秒以下となり、上記問題が解決される。 In a liquid crystal electro-optical device in which an electrode and an alignment film are formed on each of a pair of substrates, a liquid crystal layer is provided between the pair of substrates on which the electrode and the alignment film are formed, and a cell gap is a predetermined size. The liquid crystal material to be used is a mixture of a nematic liquid crystal and a liquid crystal having a smectic phase, and the ratio of the liquid crystal having a smectic phase in the mixture is 20% by weight or less. As a result, the response time of the liquid crystal (the liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer) can be shortened compared to the conventional case, and the arithmetic average of the rise response time and the fall response time is 8 milliseconds or less, which solves the above problem. Is done.

本発明を用いることにより、ＴＮモードで液晶を駆動させた場合の応答時間を短縮する事が出来、ディスプレイでの残像の低減、コントラストの向上をはかることが出来るため、動画表示やフィールドシーケンシャル方式に適する。
ネマティック液晶とスメクティック相を有する液晶の混合体を使用しても、電圧保持率の低下がほとんど見られないため、ディスプレイでの画面のちらつきなどを気にする必要がない。
ネマティック液晶の等方相からネマティック相へ相転移する温度（以下、本明細書ではＩ−Ｎ転移温度という）よりも、等方相からの相転移温度が高いスメクティック相を有する液晶を混合することにより、混合体における等方相からの相転移温度が高くなるため、使用温度範囲を広げることが出来る。 By using the present invention, the response time when the liquid crystal is driven in the TN mode can be shortened, the afterimage on the display can be reduced, and the contrast can be improved. Suitable.
Even when a mixture of nematic liquid crystal and liquid crystal having a smectic phase is used, there is almost no decrease in the voltage holding ratio, so there is no need to worry about screen flickering on the display.
Mixing a liquid crystal having a smectic phase whose phase transition temperature from the isotropic phase is higher than the temperature at which the isotropic phase of the nematic liquid crystal transitions from the isotropic phase to the nematic phase (hereinafter referred to as the IN transition temperature in this specification). As a result, the phase transition temperature from the isotropic phase in the mixture is increased, so that the operating temperature range can be expanded.

（実施の形態１）
以下に、図１に概略図を示す液晶電気光学装置の作製方法を説明する。 (Embodiment 1)
Hereinafter, a method for manufacturing the liquid crystal electro-optical device schematically illustrated in FIG. 1 will be described.

ガラス基板、プラスチック基板、フィルム状基板などの透光性の基板を２枚用意し、これらの基板１０１、１１１それぞれの上に電極をスパッタ法または蒸着法にて成膜する。成膜する電極には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の透明導電膜が用いられる。 Two light-transmitting substrates such as a glass substrate, a plastic substrate, and a film substrate are prepared, and electrodes are formed on each of these substrates 101 and 111 by sputtering or vapor deposition. A transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO), tin oxide, zinc oxide, indium tin oxide containing silicon oxide, or indium zinc oxide (IZO) is used for the electrode to be formed.

次に、フォトリソグラフィー工程により、成膜後の透明導電膜上にレジストパターンを、例えば次のような方法で形成する。透明導電膜上に、スピンコート法にてレジスト樹脂（紫外線感光性樹脂）の塗布を行う。その後ベークを行い、電極形成用のマスクを使用してプロキシミティ方式露光機、レンズプロジェクション方式露光機またはミラープロジェクション方式露光機にて露光を行う。その後、アルカリ現像液にて現像を行う。アルカリ現像液としては、トリメチルアンモニウムハイドライドやテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなどの有機アルカリや炭酸ナトリウムを用いることができる。最後に、流水洗浄にてアルカリ現像液を除去する。 Next, a resist pattern is formed on the transparent conductive film after film formation by, for example, the following method by a photolithography process. On the transparent conductive film, a resist resin (ultraviolet photosensitive resin) is applied by spin coating. Thereafter, baking is performed, and exposure is performed using a proximity exposure machine, a lens projection exposure machine, or a mirror projection exposure machine using a mask for electrode formation. Thereafter, development is performed with an alkali developer. As the alkali developer, an organic alkali such as trimethylammonium hydride or tetramethylammonium hydroxide or sodium carbonate can be used. Finally, the alkaline developer is removed by washing with running water.

次に、エッチャントにより前述の透明導電膜のレジストパターンに覆われていない部分に対し、エッチングを行う。前記エッチャントとしては、例えば塩酸水溶液、塩酸と硝酸の水溶液、塩化第２鉄と塩酸の水溶液が用いられる。エッチングにおいては、必要に応じて加熱し、反応性を高めても良い。また、ガスプラズマを用いるケミカルドライエッチング方式を用いても良い。 Next, the portion of the transparent conductive film not covered with the resist pattern is etched by an etchant. As the etchant, for example, an aqueous hydrochloric acid solution, an aqueous solution of hydrochloric acid and nitric acid, or an aqueous solution of ferric chloride and hydrochloric acid is used. In etching, the reactivity may be increased by heating as necessary. Further, a chemical dry etching method using gas plasma may be used.

エッチング後、強アルカリイオンを用いた剥離液にてレジストを剥離する。その後、透明導電膜の透過率を上げ、抵抗率を下げるために、オーブンにて焼成を行うと良い。このようにして、透明導電膜でなる電極１０２、１１２の所定のパターンが形成される。透明導電膜を構成する材料を含む液体又はペーストを用いたスクリーン印刷等の印刷法により、レジストパターンの形成及びエッチングを行わずに電極１０２、１１２の所定のパターンを直接形成してもよい。印刷されたパターンを、２００℃〜３００℃で焼成することによって、電極１０２、１１２が形成される。 After the etching, the resist is stripped with a stripping solution using strong alkali ions. Thereafter, baking is performed in an oven in order to increase the transmittance of the transparent conductive film and decrease the resistivity. In this way, a predetermined pattern of the electrodes 102 and 112 made of a transparent conductive film is formed. The predetermined patterns of the electrodes 102 and 112 may be directly formed without performing the resist pattern formation and etching by a printing method such as screen printing using a liquid or paste containing a material constituting the transparent conductive film. The electrodes 102 and 112 are formed by baking the printed pattern at 200 ° C. to 300 ° C.

次に、電極１０２が形成された基板１０１及び電極１１２が形成された基板１１１を洗浄後、電極１０２を覆うように基板１０１上に配向膜１０３を、電極１１２を覆うように基板１１１上に配向膜１１３を形成する。配向膜１０３、１１３は、例えばＮ−メチル−２−ピロリドンなどとセロソルブアセテートなどを混ぜた溶媒にポリアミック酸を溶解させたポリイミド樹脂、または、ポリアミック酸をイミド化させて溶媒に溶かしたポリイミド樹脂（日産化学工業株式会社製ＳＥ７７９２）を例えば４０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の厚さにオフセット印刷等にて印刷、またはスピナーにてスピン塗布し、その後クリーンオーブンにて焼成を行うことによって形成する。このようにして形成された配向膜１０３、１１３の表面を、フェルトや木綿などのラビング布で擦るラビング法にて所定の方向に配向処理を行い、洗浄を行う。 Next, after cleaning the substrate 101 on which the electrode 102 is formed and the substrate 111 on which the electrode 112 is formed, the alignment film 103 is formed on the substrate 101 so as to cover the electrode 102 and the alignment film 103 is formed on the substrate 111 so as to cover the electrode 112. A film 113 is formed. For example, the alignment films 103 and 113 are made of a polyimide resin in which polyamic acid is dissolved in a solvent in which N-methyl-2-pyrrolidone or the like and cellosolve acetate are mixed, or a polyimide resin in which polyamic acid is imidized and dissolved in a solvent ( For example, SE7792) manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. is printed by offset printing or the like to a thickness of 40 nm or more and 50 nm or less, or spin-coated by a spinner, and then fired in a clean oven. The surfaces of the alignment films 103 and 113 thus formed are subjected to an alignment process in a predetermined direction by a rubbing method in which the surfaces are rubbed with a rubbing cloth such as felt or cotton, and then washed.

配向膜１０３、１１３の材料を選択する際、通常のラビング法により、液晶分子に１°以上９°以下、例えば６°以上７°以下のプレチルト角が発現するような材料を選択する。 When selecting the material of the alignment films 103 and 113, a material that exhibits a pretilt angle of 1 ° or more and 9 ° or less, for example, 6 ° or more and 7 ° or less, is selected by a normal rubbing method.

次に、円柱状または球状のギャップ保持材を所定の割合で、例えば１．５重量％混合したシール材１０５を用い、基板１０１、１１１の一方に、ディスペンサー、またはスクリーン印刷にてその一方の基板に形成されている電極１０２または１１２よりも外側にシールパターンを形成する。ギャップ保持材としてはＳｉＯ_２を主成分とするものが好ましく、例えばその直径が２．２μｍのものを使用することができる。また、シール材１０５として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂のような熱硬化性、または紫外線硬化性の樹脂を使用することができる。 Next, a sealing material 105 in which a cylindrical or spherical gap retaining material is mixed at a predetermined ratio, for example, 1.5% by weight is used, and one of the substrates 101 and 111 is dispensed or screen printed. A seal pattern is formed outside the electrode 102 or 112 formed on the substrate. As the gap maintaining material, a material mainly composed of SiO ₂ is preferable. For example, a material having a diameter of 2.2 μm can be used. Further, as the sealant 105, a thermosetting or ultraviolet curable resin such as an epoxy resin, a phenol resin, or an acrylic resin can be used.

次に、アルコールを主成分とする溶媒、例えばイソプロピルアルコールに、上記ギャップ保持材よりも直径が小さい、例えば直径２μｍの間隙材（スペーサー）１０４を混合して、超音波を印加することにより分散させる。溶媒は、水とアルコールを主成分とする混合溶媒でも良い。この間隙材（スペーサー）１０４を分散させた溶媒を用い、上記シールパターンを形成していない他方の基板上にスピナーを使用して間隙材（スペーサー）１０４を散布する。間隙材（スペーサー）１０４は、球状タイプであればＳｉＯ_２を主成分とするスペーサー（ガラススペーサー）でも樹脂製スペーサー（プラスチックビーズスペーサー）でも良い。また、散布は前記ウェット式散布に限らず、ドライエアーや圧搾ドライ窒素などの気流で粉体状のスペーサーを基板上に散布するドライ式散布でも構わない。 Next, a gap material (spacer) 104 having a diameter smaller than that of the gap maintaining material, for example, 2 μm in diameter, is mixed with a solvent containing alcohol as a main component, for example, isopropyl alcohol, and dispersed by applying ultrasonic waves. . The solvent may be a mixed solvent containing water and alcohol as main components. Using a solvent in which the gap material (spacer) 104 is dispersed, the gap material (spacer) 104 is dispersed on the other substrate on which the seal pattern is not formed using a spinner. The gap material (spacer) 104 may be a spacer (glass spacer) mainly composed of SiO ₂ or a resin spacer (plastic bead spacer) as long as it is a spherical type. Further, the spraying is not limited to the wet spraying, but may be a dry spraying in which a powdery spacer is sprayed on the substrate with an air flow such as dry air or compressed dry nitrogen.

次に、シールパターンを形成した基板１０１、１１１の一方とスペーサーを散布した他方の基板を貼り合わせる。例えば、配向膜１０３、１１３それぞれに対して行ったラビングの方向が互いに９０°ずれる様に貼り合わせを行い、液晶パネルシール焼成治具にて圧力をかけながら、クリーンオーブンにて熱プレスを行う。または、ホットプレート上で圧力をかけながら熱プレスを行う。熱プレス後の基板を、スクライバーにて電極を取り出せる様に所定のサイズのパネルに分断する。 Next, one of the substrates 101 and 111 on which the seal pattern is formed is bonded to the other substrate on which spacers are dispersed. For example, bonding is performed such that the rubbing directions performed on the alignment films 103 and 113 are shifted from each other by 90 °, and heat pressing is performed in a clean oven while applying pressure with a liquid crystal panel seal baking jig. Alternatively, hot pressing is performed while applying pressure on a hot plate. The substrate after hot pressing is divided into panels of a predetermined size so that electrodes can be taken out by a scriber.

次に、ネマティック液晶とスメクティック相を有する液晶を、電子天秤にてスメクティック相を有する液晶の割合が２０重量％を超えない範囲でそれぞれ秤量し、それらを混合する。スメクティック相を有する液晶の割合が２０重量％を超えると、強誘電性電気光学効果が強くなってしまう。 Next, the nematic liquid crystal and the liquid crystal having a smectic phase are weighed by an electronic balance so that the ratio of the liquid crystal having a smectic phase does not exceed 20% by weight, and they are mixed. When the proportion of the liquid crystal having a smectic phase exceeds 20% by weight, the ferroelectric electro-optical effect becomes strong.

スメクティック相を有する液晶として、単安定性強誘電性液晶又は双安定性強誘電性液晶を使用することができ、また等方相、スメクティックＣ相、結晶の順に相転移するもの又は等方相、ネマティック相、スメクティックＡ相、スメクティックＣ相、結晶の順に相転移するものを使用することができる。 As the liquid crystal having a smectic phase, a monostable ferroelectric liquid crystal or a bistable ferroelectric liquid crystal can be used, and an isotropic phase, a smectic C phase, a phase transition or an isotropic phase in this order, A material that undergoes a phase transition in the order of a nematic phase, a smectic A phase, a smectic C phase, and a crystal can be used.

ネマティック液晶として、誘電率異方性Δεが正の値を示すもの、特に２０℃においてΔεが５以上１０以下を示すものを使用することができ、またシアノ基を有するシアノ系液晶又は炭素−フッ素結合を有するフッ素系液晶を使用することができ、またカイラル剤が添加されているものを使用することができる。誘電率異方性Δεの値は、立ち上がり応答時間に影響を与える。カイラル剤をネマティック液晶に添加することによって、ディスクリネーションを抑制することができる。 As the nematic liquid crystal, those having a positive dielectric anisotropy Δε, particularly those having Δε of 5 to 10 at 20 ° C. can be used, and cyano liquid crystals having a cyano group or carbon-fluorine. A fluorine-based liquid crystal having a bond can be used, and a liquid crystal to which a chiral agent is added can be used. The value of the dielectric anisotropy Δε affects the rise response time. Disclination can be suppressed by adding a chiral agent to the nematic liquid crystal.

混合した液晶をデータプレート上で例えば１００℃に加熱しながら、スターラーにて所定の時間、例えば１時間攪拌する。攪拌時の温度は、ネマティック液晶のＩ−Ｎ転移温度とスメクティック相を有する液晶の等方相からの相転移温度の、いずれか高い方の相転移温度以上であれば良い。前記相転移温度以上で攪拌することにより、ネマティック液晶とスメクティック相を有する液晶が混ざり合い、攪拌後の状態を見ると分離している様子は見られない。 While the mixed liquid crystal is heated to 100 ° C. on the data plate, for example, the mixture is stirred for a predetermined time, for example, 1 hour. The temperature at the time of stirring should just be more than the higher one of the higher one of the IN transition temperature of the nematic liquid crystal and the phase transition temperature from the isotropic phase of the liquid crystal having the smectic phase. By stirring above the phase transition temperature, the nematic liquid crystal and the liquid crystal having a smectic phase are mixed, and no state of separation is observed when the state after stirring is observed.

前述のパネルに、前記ネマティック液晶とスメクティック相を有する液晶の混合体を所定の温度、例えば１００℃のホットプレート上で毛細管現象を利用して注入する。注入は真空注入法を用いても良い。注入後の配向状態をバックライト上で偏光板に挟んで確認したところ、分離している様子は確認出来ない。上記混合体を用いた液晶層１０６を、図１に示す。 A mixture of the nematic liquid crystal and a liquid crystal having a smectic phase is injected into the panel using a capillary phenomenon on a hot plate at a predetermined temperature, for example, 100 ° C. For the injection, a vacuum injection method may be used. When the alignment state after injection is confirmed by sandwiching it between polarizing plates on the backlight, it is not possible to confirm the separation state. A liquid crystal layer 106 using the above mixture is shown in FIG.

前述の配向処理（ラビング）が終了した基板１０１、１１１の一方に、間隙材（スペーサー）１０４を散布し、シール材１０５によるシールパターンを形成した後、シールパターンに囲まれた領域にネマティック液晶とスメクティック相を有する液晶の混合体を滴下し、その一方の基板と他方の基板とを貼り合わせる方法を用いてもよい。また、球状の間隙材（スペーサー）１０４を上述のように散布する代わりに、一方の基板上に絶縁材料でなる柱状のパターンを形成することによって、柱状の間隙材（スペーサー）を設けてもよい。 A gap material (spacer) 104 is sprayed on one of the substrates 101 and 111 on which the above-described alignment treatment (rubbing) has been completed to form a seal pattern with the seal material 105, and then a nematic liquid crystal and a region surrounded by the seal pattern are formed. A method may be used in which a mixture of liquid crystals having a smectic phase is dropped and the one substrate and the other substrate are bonded to each other. Further, instead of dispersing the spherical gap material (spacer) 104 as described above, a columnar gap material (spacer) may be provided by forming a columnar pattern made of an insulating material on one substrate. .

以上のようにして作製された液晶電気光学装置のセルギャップを測定したところ、２．０μｍ以上２．５μｍ以下の範囲内であった。 When the cell gap of the liquid crystal electro-optical device manufactured as described above was measured, it was in the range of 2.0 μm to 2.5 μm.

作製された液晶電気光学装置は、スメクティック相を有する液晶の割合が２０重量％以下の、ネマティック液晶とスメクティック相を有する液晶の混合体を使用したとき、立ち上がり応答時間、立ち上がり応答時間と立ち下がり応答時間の相加平均を、共に短くすることができる。特定のネマティック液晶、即ちセルギャップとそのネマティック液晶の屈折率異方性Δｎとの積が０．２７μｍ以上０．３４μｍ以下の範囲となるものを用いることで、スメクティック相を有する液晶の割合が２０重量％以下の混合体を使用したとき、立ち上がり応答時間、立ち上がり応答時間と立ち下がり応答時間の相加平均を、共に短くすることができ、さらに液晶電気光学装置に表示される画像は高いコントラストで得られる。 The produced liquid crystal electro-optical device has a rise response time, a rise response time, and a fall response when a mixture of nematic liquid crystal and smectic phase liquid crystal having a smectic phase liquid crystal ratio of 20% by weight or less is used. Both arithmetic averages of time can be shortened. By using a specific nematic liquid crystal, that is, a product in which the product of the cell gap and the refractive index anisotropy Δn of the nematic liquid crystal is in the range of 0.27 μm to 0.34 μm, the ratio of the liquid crystal having a smectic phase is 20 When a mixture of less than% by weight is used, the rise response time, the arithmetic mean of the rise response time and the fall response time can both be shortened, and the image displayed on the liquid crystal electro-optical device has a high contrast. can get.

立ち上がり応答時間とは、複数の液晶分子の長軸が、２枚の基板間で連続的にねじれた状態から、基板表面に対して垂直方向に配列することによって、明暗が切り替わる時間を意味する。逆に、立ち下がり応答時間とは、複数の液晶分子の長軸が、基板表面に対して垂直方向に配列した状態から、２枚の基板間で連続的にねじれた状態に戻ることによって、明暗が切り替わる時間を意味する。 The rise response time means a time when light and dark are switched by arranging the long axes of a plurality of liquid crystal molecules in a direction perpendicular to the substrate surface from a state where the major axes of the liquid crystal molecules are continuously twisted between the two substrates. On the other hand, the fall response time means that the long axes of a plurality of liquid crystal molecules return from a state in which they are aligned in a direction perpendicular to the substrate surface to a state in which they are continuously twisted between two substrates. It means the time when is switched.

また、ネマティック液晶に、そのＩ−Ｎ転移温度よりも高い等方相からの相転移温度を示すスメクティック相を有する液晶を混合することによって、混合体の等方相からの相転移温度をそのネマティック液晶のＩ−Ｎ転移温度よりも高くすることができる。 Also, by mixing a nematic liquid crystal with a liquid crystal having a smectic phase exhibiting a phase transition temperature from an isotropic phase higher than its I-N transition temperature, the phase transition temperature from the isotropic phase of the mixture is changed to the nematic liquid crystal. It can be higher than the I-N transition temperature of the liquid crystal.

（実施の形態２）
実施の形態１によって作製された、ネマティック液晶とスメクティック相を有する液晶の混合体を用いた液晶電気光学装置について、立ち上がり応答時間及び立ち下がり応答時間を測定し、さらに電圧保持率を求めた。また、上記混合体について、加熱して等方相の状態を得たのち冷却する際に等方相から相転移する温度を測定した。 (Embodiment 2)
With respect to the liquid crystal electro-optical device using the mixture of the nematic liquid crystal and the liquid crystal having a smectic phase manufactured according to Embodiment 1, the rise response time and the fall response time were measured, and the voltage holding ratio was further obtained. Moreover, when the mixture was heated to obtain an isotropic phase and then cooled, the temperature at which the phase transitioned from the isotropic phase was measured.

応答時間の測定方法を示す。ネマティック液晶とスメクティック相を有する液晶の混合体で満たされた液晶層を有するパネルに、リード線を接続する。偏光顕微鏡を用いて、２枚の偏光板を互いにクロスニコルにして、それらの間に上記パネルを配置する。上記リード線に電圧を印加し、液晶の応答時間をオシロスコープを用いて観察する。波形発生器（電源）にて、０Ｖ〜１０Ｖの矩形波で１Ｈｚの周波数の電圧を印加する。上記オシロスコープに出力される波形（パルス）は、液晶層を透過する光の強度の時間に対する変化を表す。その波形（パルス）の振幅が大きいほど、液晶電気光学装置に表示される画像のコントラストが高いと言える。 The measurement method of response time is shown. Lead wires are connected to a panel having a liquid crystal layer filled with a mixture of nematic liquid crystal and liquid crystal having a smectic phase. Using a polarizing microscope, the two polarizing plates are crossed Nicols, and the panel is placed between them. A voltage is applied to the lead wire, and the response time of the liquid crystal is observed using an oscilloscope. A waveform generator (power supply) applies a voltage of 1 Hz with a rectangular wave of 0V to 10V. The waveform (pulse) output to the oscilloscope represents a change with time of the intensity of light transmitted through the liquid crystal layer. It can be said that the larger the amplitude of the waveform (pulse), the higher the contrast of the image displayed on the liquid crystal electro-optical device.

電圧保持率を求める方法を示す。電界効果型トランジスタを用いて、６４μ秒、１０Ｖのパルスを３０ｍ秒毎に、ネマティック液晶とスメクティック相を有する液晶の混合体で満たされたパネルに印加し、そのときの液晶電気光学装置の電位の低下率を実効値から求め、電圧保持率とする。電圧保持率を測定する目的は、ネマティック液晶にスメクティック相を有する液晶を混合することによる液晶の劣化を調べることにある。 A method for obtaining the voltage holding ratio will be described. Using a field effect transistor, a pulse of 64 μs and 10 V is applied every 30 milliseconds to a panel filled with a mixture of nematic liquid crystal and liquid crystal having a smectic phase, and the potential of the liquid crystal electro-optical device at that time is The rate of decrease is obtained from the effective value and is defined as the voltage holding rate. The purpose of measuring the voltage holding ratio is to examine the deterioration of the liquid crystal caused by mixing a nematic liquid crystal with a liquid crystal having a smectic phase.

ネマティック液晶としてメルク社製ＴＬ２１５を、スメクティック相を有する液晶としてクラリアント社製Ｒ２４０１を使用した場合について、等方相からの相転移温度を測定した結果を図２に、立ち上がり応答時間（Ｔｒ）及び立ち下がり応答時間（Ｔｄ）を測定すると共にそれらの相加平均（ＡＶＧ）を求めた結果を図３に、電圧保持率を求めた結果を図４に示す。 FIG. 2 shows the results of measuring the phase transition temperature from the isotropic phase when Mercury TL215 is used as the nematic liquid crystal and Clariant R2401 is used as the liquid crystal having a smectic phase. FIG. 3 shows the result of measuring the fall response time (Td) and calculating the arithmetic average (AVG) thereof, and FIG. 4 shows the result of calculating the voltage holding ratio.

メルク社製ＴＬ２１５は、フッ素系液晶であり、２０℃においてネマティック相であり、Ｉ−Ｎ転移温度を超える温度において等方相である。また、誘電率異方性Δεは２０℃において８．５であり、屈折率異方性Δｎは５８９ｎｍの光を用いた場合２０℃において０．２０４２であり、粘度は２０℃において４４ｍｍ^２ｓ^−１である。クラリアント社製Ｒ２４０１は、単安定性強誘電性液晶であり、等方相、スメクティックＣ相、結晶の順で相転移し、２０℃においてスメクティックＣ相である。 TL215 manufactured by Merck is a fluorine-based liquid crystal, is a nematic phase at 20 ° C., and isotropic at a temperature exceeding the I-N transition temperature. The dielectric anisotropy Δε is 8.5 at 20 ° C., the refractive index anisotropy Δn is 0.2042 at 20 ° C. when light of 589 nm is used, and the viscosity is 44 mm ² s ^{− at} 20 ° C. ¹ . R2401 manufactured by Clariant is a monostable ferroelectric liquid crystal that undergoes phase transition in the order of isotropic phase, smectic C phase, and crystal, and is a smectic C phase at 20 ° C.

スメクティック相を有する液晶Ｒ２４０１の割合が２０重量％以下の範囲において、混合体中のスメクティック相を有する液晶Ｒ２４０１の割合が増加すると、等方相からの相転移温度はネマティック液晶ＴＬ２１５のみを用いた場合よりも上昇することが確認された。ネマティック液晶ＴＬ２１５のＩ−Ｎ転移温度は８２℃であり、スメクティック相を有する液晶Ｒ２４０１の等方相からスメクティックＣ相への転移温度は８７．２℃となっているため、等方相からの相転移温度が高い方の液晶に影響されるためである。 When the ratio of the liquid crystal R2401 having a smectic phase in the mixture is 20% by weight or less and the ratio of the liquid crystal R2401 having a smectic phase in the mixture is increased, the phase transition temperature from the isotropic phase is a case where only the nematic liquid crystal TL215 is used. Was confirmed to rise. Since the nematic liquid crystal TL215 has an I-N transition temperature of 82 ° C., and the liquid crystal R2401 having a smectic phase has a transition temperature from the isotropic phase to the smectic C phase of 87.2 ° C., the phase from the isotropic phase This is because the liquid crystal having a higher transition temperature is affected.

また、スメクティック相を有する液晶Ｒ２４０１の割合が２０重量％以下である１５重量％、２０重量％の混合体を用いた場合、ネマティック液晶ＴＬ２１５のみを用いた場合よりも、立ち上がり応答時間は１３ｍ秒より短い１２．３ｍ秒になり、立ち上がり応答時間と立ち下がり応答時間の相加平均も７ｍ秒より短くなる傾向が確認され約６．９ｍ秒となった。立ち下がり応答時間は、２ｍ秒を超えることはなかった。 In addition, when using a mixture of 15% by weight and 20% by weight where the ratio of the liquid crystal R2401 having a smectic phase is 20% by weight or less, the rise response time is 13 ms or more than when only the nematic liquid crystal TL215 is used. The result was a short 12.3 ms, and the arithmetic average of the rise response time and the fall response time was confirmed to be shorter than 7 ms, and was about 6.9 ms. The fall response time did not exceed 2 ms.

また、スメクティック相を有する液晶Ｒ２４０１の割合が２０重量％以下の混合体を用いた場合、ネマティック液晶ＴＬ２１５のみを用いた場合の電圧保持率が９９％であるのに対し、上記混合体中のスメクティック相を有する液晶Ｒ２４０１の割合が増加しても、電圧保持率は９８％〜９９％とほとんど変化はみられないことが確認された。 In addition, when a mixture in which the proportion of the liquid crystal R2401 having a smectic phase is 20% by weight or less is used, the voltage holding ratio when only the nematic liquid crystal TL215 is used is 99%, whereas the smectic in the mixture is used. Even when the proportion of the liquid crystal R2401 having a phase increased, it was confirmed that the voltage holding ratio hardly changed from 98% to 99%.

（実施の形態３）
ネマティック液晶として実施の形態２と同じメルク社製ＴＬ２１５を、スメクティック相を有する液晶として実施の形態２とは異なるクラリアント社製Ｍ４８５１／１００を使用した場合について、等方相からの相転移温度を測定した結果を図５に、立ち上がり応答時間（Ｔｒ）及び立ち下がり応答時間（Ｔｄ）を測定すると共にそれらの相加平均（ＡＶＧ）を求めた結果を図６に、電圧保持率を求めた結果を図７に示す。 (Embodiment 3)
The phase transition temperature from the isotropic phase is measured when TL215 manufactured by Merck Co., Ltd. is used as the nematic liquid crystal, and M4851 / 100 manufactured by Clariant, which is different from the second embodiment, is used as the liquid crystal having the smectic phase. FIG. 5 shows the result of the measurement, the rise response time (Tr) and the fall response time (Td) are measured, and the arithmetic mean (AVG) of those is obtained. The result of the voltage holding ratio is shown in FIG. As shown in FIG.

クラリアント社製Ｍ４８５１／１００は、双安定性強誘電性液晶であり、等方相、ネマティック相、スメクティックＡ相、スメクティックＣ相、結晶の順で相転移し、２０℃においてスメクティックＣ相である。 Clariant M4851 / 100 is a bistable ferroelectric liquid crystal that undergoes phase transition in the order of isotropic phase, nematic phase, smectic A phase, smectic C phase, and crystal, and is a smectic C phase at 20 ° C.

スメクティック相を有する液晶Ｍ４８５１／１００の割合が２０重量％以下である５重量％、１０重量％、１５重量％の混合体において、ネマティック液晶ＴＬ２１５のみを用いた場合よりも等方相からの相転移温度は下降することが確認された。ネマティック液晶ＴＬ２１５のＩ−Ｎ転移温度は８２℃であり、スメクティック相を有する液晶Ｍ４８５１／１００のＩ−Ｎ転移温度は６４．８℃となっているため、Ｉ−Ｎ転移温度が低い方の液晶に影響されるためである。しかしながら、スメクティック相を有する液晶Ｍ４８５１／１００の割合が５重量％、１０重量％、１５重量％の混合体において、等方相からの相転移温度は８０℃±０．５℃の範囲であり、８２℃からの下降は２℃程度にとどまった。 Phase transition from the isotropic phase in the mixture of 5% by weight, 10% by weight, and 15% by weight of the liquid crystal M4851 / 100 having a smectic phase of 20% by weight or less than when only the nematic liquid crystal TL215 is used. It was confirmed that the temperature decreased. The nematic liquid crystal TL215 has an I-N transition temperature of 82 ° C., and the liquid crystal M4851 / 100 having a smectic phase has an I-N transition temperature of 64.8 ° C. Therefore, a liquid crystal having a lower I-N transition temperature is used. It is because it is influenced by. However, in a mixture in which the ratio of liquid crystal M4851 / 100 having a smectic phase is 5% by weight, 10% by weight, and 15% by weight, the phase transition temperature from the isotropic phase is in the range of 80 ° C. ± 0.5 ° C., The drop from 82 ° C remained at around 2 ° C.

また、スメクティック相を有する液晶Ｍ４８５１／１００の割合が２０重量％以下である１０重量％、１５重量％の混合体を用いた場合、ネマティック液晶ＴＬ２１５のみを用いた場合よりも、立ち上がり応答時間は１３ｍ秒より短く最大で２．５ｍ秒短くなり、立ち上がり応答時間と立ち下がり応答時間の相加平均も７ｍ秒より短くなる傾向が確認され５．８ｍ秒以上６．２ｍ秒以下となった。立ち下がり応答時間は、２ｍ秒を超えることはなかった。 In addition, when using a mixture of 10% by weight and 15% by weight where the ratio of the liquid crystal M4851 / 100 having a smectic phase is 20% by weight or less, the rise response time is 13 m as compared with the case of using only the nematic liquid crystal TL215. It was shorter than the second and 2.5 ms at the maximum, and the arithmetic average of the rising response time and the falling response time tended to be shorter than 7 ms, and it was 5.8 ms to 6.2 ms. The fall response time did not exceed 2 ms.

また、スメクティック相を有する液晶Ｍ４８５１／１００の割合が２０重量％以下である５重量％、１０重量％、１５重量％の混合体を用いた場合、ネマティック液晶ＴＬ２１５のみを用いた場合の電圧保持率が９９％であるのに対し、上記混合体中のスメクティック相を有する液晶Ｍ４８５１／１００の割合が増加しても、電圧保持率は９８％〜９９％とほとんどに変化はみられないことが確認された。 In addition, when a mixture of 5% by weight, 10% by weight, and 15% by weight in which the ratio of the liquid crystal M4851 / 100 having a smectic phase is 20% by weight or less is used, the voltage holding ratio when only the nematic liquid crystal TL215 is used. Is 99%, but even if the ratio of liquid crystal M4851 / 100 having a smectic phase in the above mixture is increased, the voltage holding ratio is confirmed to be almost unchanged from 98% to 99%. It was done.

（実施の形態４）
ネマティック液晶として実施の形態２と異なるメルク社製ＭＪ９６１０８３を、スメクティック相を有する液晶として実施の形態２と同じクラリアント社製Ｒ２４０１を使用した場合について、等方相からの相転移温度を測定した結果を図８に、立ち上がり応答時間（Ｔｒ）及び立ち下がり応答時間（Ｔｄ）を測定すると共にそれらの相加平均（ＡＶＧ）を求めた結果を図９に、電圧保持率を求めた結果を図１０に、液晶層を透過する光の強度の時間に対する変化を表すオシロスコープに出力された波形を図１１に示す。 (Embodiment 4)
The result of measuring the phase transition temperature from the isotropic phase when using MJ961083 made by Merck as a nematic liquid crystal and R2401 made by Clariant as the second embodiment as a liquid crystal having a smectic phase is used. FIG. 8 shows the results of measuring the rise response time (Tr) and the fall response time (Td) and calculating their arithmetic average (AVG), and FIG. 10 shows the results of calculating the voltage holding ratio. FIG. 11 shows a waveform output to an oscilloscope representing a change with time of the intensity of light transmitted through the liquid crystal layer.

メルク社製ＭＪ９６１０８３は、フッ素系液晶であり、２０℃においてネマティック相であり、Ｉ−Ｎ転移温度を超える温度において等方相である。また、誘電率異方性Δεは２０℃において１０であり、屈折率異方性Δｎは波長５８９ｎｍの光を用いた場合２０℃において０．１３５５であり、粘度は２０℃において２６ｍｍ^２ｓ^−１である。 Merck MJ961083 is a fluorine-based liquid crystal, is a nematic phase at 20 ° C., and isotropic at a temperature exceeding the I-N transition temperature. The dielectric anisotropy Δε is 10 at 20 ° C., the refractive index anisotropy Δn is 0.1355 at 20 ° C. when light having a wavelength of 589 nm is used, and the viscosity is 26 mm ² s ^{−1 at} 20 ° C. It is.

スメクティック相を有する液晶Ｒ２４０１の割合が２０重量％以下である５重量％、１５重量％の混合体において、ネマティック液晶ＭＪ９６１０８３のみを用いた場合と比較して、等方相からの相転移温度はほとんど変化しないことが確認された。ネマティック液晶ＭＪ９６１０８３のＩ−Ｎ転移温度は１０１．４℃であり、スメクティック相を有する液晶Ｒ２４０１の等方相からの相転移温度は前述のとおり８７．２℃となっている。 Compared to the case where only the nematic liquid crystal MJ961083 is used in the mixture of 5% by weight and 15% by weight in which the ratio of the liquid crystal R2401 having a smectic phase is 20% by weight or less, the phase transition temperature from the isotropic phase is almost no. It was confirmed that there was no change. The nematic liquid crystal MJ961083 has an I-N transition temperature of 101.4 ° C., and the liquid crystal R2401 having a smectic phase has a phase transition temperature from the isotropic phase of 87.2 ° C. as described above.

また、スメクティック相を有する液晶Ｒ２４０１の割合が２０重量％以下である５重量％、１５重量％の混合体を用いた場合、立ち上がり応答時間はネマティック液晶ＭＪ９６１０８３のみを用いた場合の１６ｍ秒より短く最大で４ｍ秒短くなり、立ち上がり応答時間と立ち下がり応答時間の相加平均もネマティック液晶ＭＪ９６１０８３のみを用いた場合の８．４ｍ秒より最大で２ｍ秒短くなり８ｍ秒以下になる傾向が確認された。立ち下がり応答時間は、２ｍ秒を超えることはなかった。本実施の形態において、セルギャップとネマティック液晶の屈折率異方性Δｎとの積は、０．２７μｍ以上０．３４μｍ以下の範囲である。 In addition, when a mixture of 5% by weight and 15% by weight of the liquid crystal R2401 having a smectic phase is 20% by weight or less, the rise response time is shorter than 16 milliseconds when using only the nematic liquid crystal MJ961083 and the maximum. Thus, it was confirmed that the arithmetic average of the rise response time and the fall response time also tends to be 2 ms shorter than the 8.4 ms when using only the nematic liquid crystal MJ961083 and 8 ms or less. The fall response time did not exceed 2 ms. In the present embodiment, the product of the cell gap and the refractive index anisotropy Δn of the nematic liquid crystal is in the range of 0.27 μm to 0.34 μm.

また、スメクティック相を有する液晶Ｒ２４０１の割合が２０重量％以下である５重量％、１５重量％の混合体を用いた場合、ネマティック液晶ＭＪ９６１０８３のみを用いた場合の電圧保持率が９８％であるのに対し、上記混合体中のスメクティック相を有する液晶Ｒ２４０１の割合が増加しても、電圧保持率は９６％〜９７％とほとんど変化はみられないことが確認された。 In addition, when a mixture of 5% by weight and 15% by weight of the liquid crystal R2401 having a smectic phase is 20% by weight or less is used, the voltage holding ratio when only the nematic liquid crystal MJ961083 is used is 98%. On the other hand, it was confirmed that even when the ratio of the liquid crystal R2401 having a smectic phase in the mixture was increased, the voltage holding ratio was hardly changed from 96% to 97%.

さらに図１１から、ネマティック液晶ＭＪ９６１０８３のみを用いた場合（凡例に０ｗｔ％と示す）よりも、スメクティック相を有する液晶Ｒ２４０１の割合が５重量％の混合体を用いた場合（凡例に５ｗｔ％と示す）、及びスメクティック相を有する液晶Ｒ２４０１の割合が１５重量％の混合体を用いた場合（凡例に１５ｗｔ％と示す）の方が、高いコントラストが得られることが判断できる。図１１において、縦軸の値がゼロに近いほど液晶層を透過する光の強度が小さく、表示は暗くなり（黒レベルが上昇すると表現できる）、縦軸の絶対値が大きいほど液晶層を透過する光の強度が大きく、表示は明るくなる（白レベルが上昇すると表現できる）。したがって図１１は、スメクティック相を有する液晶Ｒ２４０１の割合が５重量％及び１５重量％の混合体を用いることによって、ネマティック液晶ＭＪ９６１０８３のみを用いるよりも、白レベルが上昇することを示している。図１１には示していないが、スメクティック相を有する液晶Ｒ２４０１の割合が１０重量％の混合体を用いた場合も、ネマティック液晶ＭＪ９６１０８３のみを用いた場合より白レベルが上昇し、高いコントラストが得られることがわかった。 Further, FIG. 11 shows that the case where a mixture in which the ratio of the liquid crystal R2401 having a smectic phase is 5% by weight is used (5% by weight is shown in the legend) than the case where only the nematic liquid crystal MJ961083 is used (the legend shows 0% by weight). ), And when the mixture of the liquid crystal R2401 having a smectic phase is 15% by weight (shown in the legend as 15 wt%), it can be determined that higher contrast is obtained. In FIG. 11, the light intensity transmitted through the liquid crystal layer is smaller as the value on the vertical axis is closer to zero, the display becomes darker (it can be expressed that the black level increases), and the light passes through the liquid crystal layer as the absolute value on the vertical axis is larger. The intensity of the light is large and the display becomes bright (can be expressed as the white level increases). Therefore, FIG. 11 shows that the white level is increased by using a mixture in which the proportion of the liquid crystal R2401 having a smectic phase is 5% by weight and 15% by weight, compared with the case of using only the nematic liquid crystal MJ961083. Although not shown in FIG. 11, when using a mixture in which the ratio of the liquid crystal R2401 having a smectic phase is 10% by weight, the white level increases and higher contrast is obtained than when only the nematic liquid crystal MJ961083 is used. I understood it.

（実施の形態５）
ネマティック液晶として実施の形態４と同じメルク社製ＭＪ９６１０８３を、スメクティック相を有する液晶として実施の形態３と同じクラリアント社製Ｍ４８５１／１００を使用した場合について、等方相からの相転移温度を測定した結果を図１２に、立ち上がり応答時間（Ｔｒ）及び立ち下がり応答時間（Ｔｄ）を測定すると共にそれらの相加平均（ＡＶＧ）を求めた結果を図１３に、電圧保持率を求めた結果を図１４に、液晶層を透過する光の強度の時間に対する変化を表すオシロスコープに出力された波形を図１５に示す。 (Embodiment 5)
The phase transition temperature from the isotropic phase was measured using MJ961083 manufactured by Merck as nematic liquid crystal and M4851 / 100 manufactured by Clariant as the liquid crystal having smectic phase as the liquid crystal having the smectic phase. The results are shown in FIG. 12, the rise response time (Tr) and the fall response time (Td) are measured, and the arithmetic average (AVG) thereof is obtained. FIG. 13 is the result of obtaining the voltage holding ratio. FIG. 15 shows a waveform output to the oscilloscope representing the change in intensity of light transmitted through the liquid crystal layer with respect to time.

スメクティック相を有する液晶Ｍ４８５１／１００の割合が２０重量％以下である５重量％、１５重量％の範囲において、混合体中のスメクティック相を有する液晶Ｍ４８５１／１００の割合が増加すると、ネマティック液晶ＭＪ９６１０８３のみを用いた場合よりも等方相からの相転移温度は下降することが確認された。ネマティック液晶ＭＪ９６１０８３のＩ−Ｎ転移温度は１０１．４℃であり、スメクティック相を有する液晶Ｍ４８５１／１００のＩ−Ｎ転移温度は６４．８℃となっているため、Ｉ−Ｎ転移温度が低い方の液晶に影響されるためである。 When the proportion of the liquid crystal M4851 / 100 having a smectic phase in the mixture is increased in the range of 5% by weight or 15% by weight where the proportion of the liquid crystal M4851 / 100 having a smectic phase is 20% by weight or less, only the nematic liquid crystal MJ961083 is obtained. It was confirmed that the phase transition temperature from the isotropic phase was lower than when using. The nematic liquid crystal MJ961083 has an I-N transition temperature of 101.4 ° C., and the liquid crystal M4851 / 100 having a smectic phase has an I-N transition temperature of 64.8 ° C. This is because it is affected by the liquid crystal.

また、スメクティック相を有する液晶Ｍ４８５１／１００の割合が２０重量％以下である５重量％、１５重量％の混合体を用いた場合、ネマティック液晶ＭＪ９６１０８３のみを用いた場合よりも、立ち上がり応答時間は１６ｍ秒より短く最大で２．７ｍ秒短くなり、立ち上がり応答時間と立ち下がり応答時間の相加平均も８．４ｍ秒より最大で１．３ｍ秒短くなり８ｍ秒以下になる傾向が確認された。立ち下がり応答時間は、２ｍ秒を超えることはなかった。本実施の形態において、セルギャップとネマティック液晶の屈折率異方性Δｎとの積は０．２７μｍ以上０．３４μｍ以下の範囲である。 Further, when a 5% by weight or 15% by weight mixture in which the ratio of liquid crystal M4851 / 100 having a smectic phase is 20% by weight or less is used, the rise response time is 16 m as compared with the case of using only nematic liquid crystal MJ961083. It was confirmed that the average of the rise response time and the fall response time was shorter than 8.4 msec and shorter than 8 msec. The fall response time did not exceed 2 ms. In the present embodiment, the product of the cell gap and the refractive index anisotropy Δn of the nematic liquid crystal is in the range of 0.27 μm to 0.34 μm.

また、スメクティック相を有する液晶Ｍ４８５１／１００の割合が２０重量％以下である５重量％、１５重量％の混合体を用いた場合、ネマティック液晶ＭＪ９６１０８３のみを用いた場合の電圧保持率が９８％であるのに対し、上記混合体中のスメクティック相を有する液晶Ｍ４８５１／１００の割合が増加しても、電圧保持率は９７％〜９８％とほとんど変化はみられないことが確認された。 Further, when a mixture of 5% by weight and 15% by weight of the liquid crystal M4851 / 100 having a smectic phase is 20% by weight or less, the voltage holding ratio when only the nematic liquid crystal MJ961083 is used is 98%. On the other hand, it was confirmed that even when the ratio of the liquid crystal M4851 / 100 having a smectic phase in the mixture was increased, the voltage holding ratio was hardly changed from 97% to 98%.

さらに図１５から、ネマティック液晶ＭＪ９６１０８３のみを用いた場合（凡例に０ｗｔ％と示す）よりも、スメクティック相を有する液晶Ｍ４８５１／１００の割合が５重量％の混合体を用いた場合（凡例に５ｗｔ％と示す）、及びスメクティック相を有する液晶Ｍ４８５１／１００の割合が１５重量％の混合体を用いた場合（凡例に１５ｗｔ％と示す）の方が、高いコントラストが得られることが判断できる。図１５において、縦軸の値がゼロに近いほど液晶層を透過する光の強度が小さく、表示は暗くなり（黒レベルが上昇すると表現できる）、縦軸の絶対値が大きいほど液晶層を透過する光の強度が大きく、表示は明るくなる（白レベルが上昇すると表現できる）。したがって図１５は、スメクティック相を有する液晶Ｍ４８５１／１００の割合が５重量％及び１５重量％の混合体を用いることによって、ネマティック液晶ＭＪ９６１０８３のみを用いるよりも、白レベルが上昇することを示している。図１５には示していないが、スメクティック相を有する液晶Ｍ４８５１／１００の割合が１０重量％の混合体を用いた場合も、ネマティック液晶ＭＪ９６１０８３のみを用いた場合より白レベルが上昇し、高いコントラストが得られることがわかった。 Further, FIG. 15 shows that a mixture in which the ratio of the liquid crystal M4851 / 100 having a smectic phase is 5 wt% is used (5 wt% in the legend), compared to the case where only the nematic liquid crystal MJ961083 is used (shown in the legend as 0 wt%). It can be determined that higher contrast is obtained when a mixture having a smectic phase of liquid crystal M4851 / 100 having a ratio of 15 wt% (shown in the legend as 15 wt%) is used. In FIG. 15, the closer the value on the vertical axis is to zero, the smaller the intensity of light transmitted through the liquid crystal layer is, and the display becomes darker (it can be expressed that the black level increases). The intensity of the light is large and the display becomes bright (can be expressed as the white level increases). Therefore, FIG. 15 shows that the white level is increased by using a mixture of 5% by weight and 15% by weight of the liquid crystal M4851 / 100 having a smectic phase, rather than using only the nematic liquid crystal MJ961083. . Although not shown in FIG. 15, the white level rises and the high contrast is increased even when the mixture of the liquid crystal M4851 / 100 having a smectic phase is 10% by weight, compared to the case of using only the nematic liquid crystal MJ961083. It turns out that it is obtained.

以上の結果は、単純マトリクス型、アクティブマトリクス型いずれの液晶電気光学装置にも適用可能であり、透過型、反射型いずれの液晶電気光学装置にも適用可能である。 The above results can be applied to both simple matrix and active matrix liquid crystal electro-optical devices, and can be applied to both transmissive and reflective liquid crystal electro-optical devices.

本明細書に開示する発明が適用される液晶電気光学装置の一例を、図１６に示す。 An example of a liquid crystal electro-optical device to which the invention disclosed in this specification is applied is shown in FIG.

第１の基板１４０１と第２の基板１４０２の間に液晶層１４０４を有し、これらの基板同士はシール材１４００により接着される。液晶層１４０４には、ネマティック液晶とスメクティック相を有する液晶の混合体であって、所定の割合でカイラル剤が添加され、且つスメクティック相を有する液晶の割合が２０重量％を超えない範囲で実施の形態１、２、３、４又は５に示す割合のものを用いる。また、セルギャップは、実施の形態１と同様、２．０μｍ以上２．５μｍ以下とする。 A liquid crystal layer 1404 is provided between the first substrate 1401 and the second substrate 1402, and these substrates are bonded to each other with a sealant 1400. The liquid crystal layer 1404 is a mixture of nematic liquid crystal and liquid crystal having a smectic phase, a chiral agent is added at a predetermined ratio, and the ratio of the liquid crystal having a smectic phase does not exceed 20% by weight. The ratio shown in the form 1, 2, 3, 4 or 5 is used. The cell gap is set to 2.0 μm or more and 2.5 μm or less as in the first embodiment.

第１の基板１４０１には画素部１４０３が形成され、第２の基板には着色層１４０５が形成される。着色層１４０５は、カラー表示を行う際に必要であり、ＲＧＢ方式の場合、赤、緑、青の各色に対応した着色層が、各画素に対応して設けられている。着色層１４０５上には対向電極及び配向膜が形成される。第１の基板１４０１及び第２の基板１４０２の外側には、それぞれ偏光板１４０６、１４０７が設けられる。また、偏光板１４０７の表面には、保護膜１４１６が形成されており、外部からの衝撃を緩和する。 A pixel portion 1403 is formed on the first substrate 1401, and a colored layer 1405 is formed on the second substrate. The colored layer 1405 is necessary when performing color display. In the case of the RGB method, a colored layer corresponding to each color of red, green, and blue is provided corresponding to each pixel. Over the colored layer 1405, a counter electrode and an alignment film are formed. Polarizers 1406 and 1407 are provided outside the first substrate 1401 and the second substrate 1402, respectively. In addition, a protective film 1416 is formed on the surface of the polarizing plate 1407 so as to reduce external impact.

画素部１４０３には、画素電極及びそれと電気的に接続された１つ又は複数の薄膜トランジスタが、各画素に対応して設けられる。画素部１４０３上には配向膜が形成される。 In the pixel portion 1403, a pixel electrode and one or a plurality of thin film transistors electrically connected to the pixel electrode are provided for each pixel. An alignment film is formed over the pixel portion 1403.

第１の基板１４０１に設けられた接続端子１４０８には、ＦＰＣ１４０９を介して配線基板１４１０が接続されている。ＦＰＣ１４０９又は接続配線にはＩＣチップにより形成された駆動回路１４１１が設けられ、配線基板１４１０には、コントロール回路や電源回路などの外部回路１４１２が設けられている。 A wiring substrate 1410 is connected to a connection terminal 1408 provided on the first substrate 1401 through an FPC 1409. The FPC 1409 or the connection wiring is provided with a drive circuit 1411 formed of an IC chip, and the wiring board 1410 is provided with an external circuit 1412 such as a control circuit or a power supply circuit.

冷陰極管１４１３、反射板１４１４及び光学フィルム１４１５はバックライトユニットであり、これらが光源となる。第１の基板１４０１、第２の基板１４０２、上記光源、配線基板１４１０、及びＦＰＣ１４０９は、ベゼル１４１７で保持及び保護されている。 The cold cathode tube 1413, the reflection plate 1414, and the optical film 1415 are backlight units, and these serve as light sources. The first substrate 1401, the second substrate 1402, the light source, the wiring substrate 1410, and the FPC 1409 are held and protected by a bezel 1417.

本実施例に示した液晶電気光学装置は、例えば、携帯電話機、テレビ受像機、デジタルカメラ等のカメラ、ノート型等のパーソナルコンピュータ、液晶プロジェクタなどの電子機器に搭載される。 The liquid crystal electro-optical device shown in the present embodiment is mounted on, for example, a mobile phone, a television receiver, a camera such as a digital camera, a laptop personal computer, and an electronic device such as a liquid crystal projector.

図１７は、本明細書に開示する発明が適用される液晶電気光学装置、例えば実施例１に示す液晶電気光学装置が搭載される携帯電話機の一例を示している。 FIG. 17 illustrates an example of a liquid crystal electro-optical device to which the invention disclosed in this specification is applied, for example, a mobile phone on which the liquid crystal electro-optical device described in Embodiment 1 is mounted.

液晶電気光学装置１５０１はハウジング１５３０に脱着自在に組み込まれる。ハウジング１５３０は液晶電気光学装置１５０１のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。液晶電気光学装置１５０１を固定したハウジング１５３０はプリント基板１５３１に嵌め込まれ、モジュールとして組み立てられる。 The liquid crystal electro-optical device 1501 is detachably incorporated in the housing 1530. The shape and dimensions of the housing 1530 can be changed as appropriate in accordance with the size of the liquid crystal electro-optical device 1501. A housing 1530 to which the liquid crystal electro-optical device 1501 is fixed is fitted into a printed board 1531 and assembled as a module.

液晶電気光学装置１５０１はＦＰＣ１５０２を介してプリント基板１５３１に接続される。プリント基板１５３１には、スピーカー１５３２、マイクロフォン１５３３、送受信回路１５３４、ＣＰＵ及びコントローラなどを含む信号処理回路１５３５が形成されている。このようなモジュールと、入力手段１５３６、バッテリ１５３７を組み合わせ、筐体１５３９に収納する。液晶電気光学装置１５０１の画素部は筐体１５３９に形成された開口窓から視認できるように配置する。 The liquid crystal electro-optical device 1501 is connected to the printed circuit board 1531 via the FPC 1502. A signal processing circuit 1535 including a speaker 1532, a microphone 1533, a transmission / reception circuit 1534, a CPU, a controller, and the like is formed over the printed board 1531. Such a module is combined with the input means 1536 and the battery 1537 and stored in the housing 1539. The pixel portion of the liquid crystal electro-optical device 1501 is disposed so as to be visible from an opening window formed in the housing 1539.

本実施例の携帯電話機において、本明細書に開示する発明の特徴である、所定の割合でネマティック液晶とスメクティック相を有する液晶とを混合した混合体を液晶層に用いた液晶電気光学装置を搭載することによって、残像の低減及びコントラストの向上をはかることが出来、画面のちらつきなどを気にする必要がなく、静止画のみならず動画の表示にも適するという効果を奏する。また、ネマティック液晶のＩ−Ｎ転移温度よりも、等方相からの相転移温度が高いスメクティック相を有する液晶を混合した混合体を用いることで、等方相からの相転移温度が高くなるため、使用温度範囲を広げることが出来るという効果を奏する。 In the cellular phone of this embodiment, a liquid crystal electro-optical device using a mixture of nematic liquid crystal and liquid crystal having a smectic phase at a predetermined ratio, which is a feature of the invention disclosed in this specification, is mounted. By doing so, it is possible to reduce afterimages and improve contrast, and there is no need to worry about flickering of the screen and the like, which is suitable for displaying not only still images but also moving images. In addition, by using a mixture in which a liquid crystal having a smectic phase having a higher phase transition temperature from the isotropic phase than that of the nematic liquid crystal is used, the phase transition temperature from the isotropic phase becomes higher. The effect is that the operating temperature range can be expanded.

本実施例に係る携帯電話機は、その機能や用途に応じてさまざまな態様に変容し得る。例えば、液晶電気光学装置を複数備えたり、筐体を適宜複数に分割して蝶番により開閉式とした構成としても、上記効果を奏することができる。 The mobile phone according to the present embodiment can be transformed into various modes according to the function and application. For example, the above-described effects can be obtained even if a plurality of liquid crystal electro-optical devices are provided, or a case where the housing is divided into a plurality of parts and is opened and closed by a hinge.

図１８（Ａ）は、テレビ受像機（液晶テレビ）に搭載される、表示パネル１６０１と回路基板１６０２を組み合わせた液晶電気光学装置を示している。回路基板１６０２には、例えば、コントロール回路１６０３や信号分割回路１６０４などが形成されている。図１８（Ａ）は、信号線駆動回路１６０５及び走査線駆動回路１６０６は、画素部１６０７と同一の基板上に形成される例を示しているが、信号線駆動回路１６０５と走査線駆動回路１６０６の一方のみを画素部１６０７と同一基板上に形成してもよく、信号線駆動回路１６０５と走査線駆動回路１６０６の一方又は両方の構成要素の一部のみを画素部１６０７と同一基板上に形成してもよい。 FIG. 18A shows a liquid crystal electro-optical device which is mounted on a television receiver (liquid crystal television) and combines a display panel 1601 and a circuit board 1602. For example, a control circuit 1603 and a signal dividing circuit 1604 are formed on the circuit board 1602. FIG. 18A illustrates an example in which the signal line driver circuit 1605 and the scan line driver circuit 1606 are formed over the same substrate as the pixel portion 1607; however, the signal line driver circuit 1605 and the scan line driver circuit 1606 are formed. May be formed over the same substrate as the pixel portion 1607, or only part of one or both of the signal line driver circuit 1605 and the scanning line driver circuit 1606 are formed over the same substrate as the pixel portion 1607. May be.

この表示パネル１６０１の液晶層には、本明細書に開示する発明の特徴である、所定の割合でネマティック液晶とスメクティック相を有する液晶とを混合した混合体が用いられる。 For the liquid crystal layer of the display panel 1601, a mixture obtained by mixing nematic liquid crystal and liquid crystal having a smectic phase at a predetermined ratio, which is a feature of the invention disclosed in this specification, is used.

図１８（Ａ）に示す液晶電気光学装置を筐体１６１１に組みこんで、図１８（Ｂ）に一例を示すテレビ受像機を完成させることができる。液晶電気光学装置により、表示画面１６１２が形成される。また、スピーカー１６１３、操作スイッチ１６１４などが適宜備えられている。 A liquid crystal electro-optical device illustrated in FIG. 18A can be incorporated in the housing 1611, whereby the television receiver illustrated in FIG. 18B can be completed. A display screen 1612 is formed by the liquid crystal electro-optical device. In addition, a speaker 1613, an operation switch 1614, and the like are provided as appropriate.

本実施例のテレビ受像機（液晶テレビ）において、本明細書に開示する発明の特徴である、所定の割合でネマティック液晶とスメクティック相を有する液晶とを混合した混合体を液晶層に用いた液晶電気光学装置を搭載することによって、残像の低減及びコントラストの向上をはかることが出来、画面のちらつきなどを気にする必要がなく、動画を表示するのに適するという効果を奏する。また、ネマティック液晶のＩ−Ｎ転移温度よりも、等方相からの相転移温度が高いスメクティック相を有する液晶を混合した混合体を用いることで、等方相からの相転移温度が高くなるため、使用温度範囲を広げることが出来るという効果を奏する。 In the television receiver (liquid crystal television) of this embodiment, a liquid crystal using a mixture of nematic liquid crystal and liquid crystal having a smectic phase at a predetermined ratio, which is a feature of the invention disclosed in this specification, for a liquid crystal layer By mounting the electro-optical device, afterimages can be reduced and contrast can be improved, and there is no need to worry about screen flickering, which is suitable for displaying moving images. In addition, by using a mixture in which a liquid crystal having a smectic phase having a higher phase transition temperature from the isotropic phase than that of the nematic liquid crystal is used, the phase transition temperature from the isotropic phase becomes higher. The effect is that the operating temperature range can be expanded.

本明細書に開示する発明が適用される液晶電気光学装置が搭載される、投影型表示装置（液晶プロジェクタ）の一例を示す。 An example of a projection display device (liquid crystal projector) on which a liquid crystal electro-optical device to which the invention disclosed in this specification is applied is mounted.

図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）に示す背面投影型表示装置１７０１は、プロジェクタユニット１７０２、ミラー１７０３、スクリーン１７０４を備えている。その他にスピーカー１７０５、操作スイッチ１７０６を備えている場合もある。このプロジェクタユニット１７０２は、背面投影型表示装置１７０１の筐体１７０７の下部に配設され、映像信号に基づいて映像を映し出す投射光をミラー１７０３に向けて投射する。背面投影型表示装置１７０１はスクリーン１７０４の背面から投影される映像を表示する構成となっている。 A rear projection display device 1701 shown in FIGS. 19A and 19B includes a projector unit 1702, a mirror 1703, and a screen 1704. In addition, a speaker 1705 and an operation switch 1706 may be provided. The projector unit 1702 is disposed below the casing 1707 of the rear projection display device 1701 and projects projection light that projects an image based on the image signal toward the mirror 1703. The rear projection display device 1701 is configured to display an image projected from the rear surface of the screen 1704.

一方、図２０は、前面投影型表示装置１８０１を示している。前面投影型表示装置１８０１は、プロジェクタユニット１８０２と投射光学系１８０３を備えている。この前面投影型表示装置１８０１はその前面に配設するスクリーン等に映像を投影する構成となっている。 On the other hand, FIG. 20 shows a front projection display device 1801. The front projection display device 1801 includes a projector unit 1802 and a projection optical system 1803. The front projection display device 1801 is configured to project an image on a screen or the like disposed on the front surface thereof.

図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）に示す背面投影型表示装置１７０１、図２０に示す前面投影型表示装置１８０１にそれぞれ適用されるプロジェクタユニット１７０２、１８０２の構成を以下に説明する。 Configurations of projector units 1702 and 1802 respectively applied to the rear projection display device 1701 shown in FIGS. 19A and 19B and the front projection display device 1801 shown in FIG. 20 will be described below.

図２１は、プロジェクタユニットの一例を示している。このプロジェクタユニット１９０１は、光源ユニット１９０２及び変調ユニット１９０３を備えている。光源ユニット１９０２は、レンズ類で構成された光源光学系１９０４と、光源ランプ１９０５を備えている。光源ランプ１９０５は迷光が拡散しないように筐体内に収納されている。光源ランプ１９０５としては、大光量の光を放射可能な、例えば、高圧水銀ランプやキセノンランプなどが用いられる。光源光学系１９０４は、光学レンズ、偏光機能を有するフィルム、位相差を調節するためのフィルム、ＩＲフィルム等を適宜設けて構成される。そして、光源ユニット１９０２は、放射光が変調ユニット１９０３に入射するように配設されている。変調ユニット１９０３は、複数の液晶電気光学装置１９０６、位相差板１９０７、ダイクロイックミラー１９０８、全反射ミラー１９０９、プリズム１９１０、投射光学系１９１１を備えている。光源ユニット１９０２から放射された光は、ダイクロイックミラー１９０８で複数の光路に分離される。 FIG. 21 shows an example of a projector unit. The projector unit 1901 includes a light source unit 1902 and a modulation unit 1903. The light source unit 1902 includes a light source optical system 1904 composed of lenses and a light source lamp 1905. The light source lamp 1905 is housed in the housing so that stray light does not diffuse. As the light source lamp 1905, for example, a high-pressure mercury lamp or a xenon lamp capable of emitting a large amount of light is used. The light source optical system 1904 is configured by appropriately providing an optical lens, a film having a polarization function, a film for adjusting a phase difference, an IR film, and the like. The light source unit 1902 is disposed so that the emitted light is incident on the modulation unit 1903. The modulation unit 1903 includes a plurality of liquid crystal electro-optical devices 1906, a phase difference plate 1907, a dichroic mirror 1908, a total reflection mirror 1909, a prism 1910, and a projection optical system 1911. Light emitted from the light source unit 1902 is separated into a plurality of optical paths by a dichroic mirror 1908.

各光路には、所定の波長若しくは波長帯の光を透過するカラーフィルターを伴う液晶電気光学装置１９０６が備えられている。透過型である液晶電気光学装置１９０６は映像信号に基づいて透過光を変調する。液晶電気光学装置１９０６を透過した各色の光は、プリズム１９１０に入射し投射光学系１９１１を通して、スクリーン上に映像を表示する。プロジェクタユニット１９０１によって投射され、必要に応じてミラーで反射された投影光は、フレネルレンズによって概略平行光に変換され、スクリーンに投影される。 Each optical path includes a liquid crystal electro-optical device 1906 with a color filter that transmits light of a predetermined wavelength or wavelength band. The transmissive liquid crystal electro-optical device 1906 modulates the transmitted light based on the video signal. The light of each color transmitted through the liquid crystal electro-optical device 1906 enters the prism 1910 and displays an image on the screen through the projection optical system 1911. The projection light projected by the projector unit 1901 and reflected by the mirror as necessary is converted into substantially parallel light by the Fresnel lens and projected onto the screen.

図２２で示すプロジェクタユニット２００１は、反射型液晶電気光学装置２００２を複数備えた構成を示している。反射型液晶電気光学装置２００２は、実施例１の液晶電気光学装置において、画素部における画素電極がアルミニウム、チタンのような金属、又はこれらの合金により形成され、一対の基板のうち少なくとも一方が透光性を有すればよい。 A projector unit 2001 shown in FIG. 22 has a configuration including a plurality of reflective liquid crystal electro-optical devices 2002. The reflective liquid crystal electro-optical device 2002 is the liquid crystal electro-optical device according to the first embodiment, in which the pixel electrode in the pixel portion is formed of a metal such as aluminum or titanium, or an alloy thereof, and at least one of the pair of substrates is transparent. What is necessary is just to have light nature.

このプロジェクタユニット２００１は、光源ユニット２００３と変調ユニット２００４を備えている。光源ユニット２００３は、図２１に示す光源ユニット１９０２と同様の構成である。光源ユニット２００３から放射された光は、ダイクロイックミラー２００５で赤の波長領域の光のみを透過し、緑および青の波長領域の光を反射する。さらに、ダイクロイックミラー２００６では、緑の波長領域の光のみが反射される。ダイクロイックミラー２００５を透過した赤の波長領域の光は、全反射ミラー２００７で反射され、偏光ビームスプリッタ２００８へ入射する、また、緑の波長領域の光は偏光ビームスプリッタ２００９へ入射し、青の波長領域の光は偏光ビームスプリッタ２０１０に入射する。偏光ビームスプリッタ２００８、２００９、２０１０は、入射光をＰ偏光とＳ偏光に分離する機能を有し、且つＰ偏光を透過させる機能を有するものであり、複数の反射型液晶電気光学装置２００２それぞれに対応するように配置される。反射型液晶電気光学装置２００２で反射し偏光ビームスプリッタを透過した各色の光は、プリズム２０１１に入射し、投射光学系２０１２を通してスクリーンに投射される。 The projector unit 2001 includes a light source unit 2003 and a modulation unit 2004. The light source unit 2003 has the same configuration as the light source unit 1902 shown in FIG. The light emitted from the light source unit 2003 is transmitted through the dichroic mirror 2005 only in the red wavelength region, and reflects the light in the green and blue wavelength regions. Further, the dichroic mirror 2006 reflects only light in the green wavelength region. The light in the red wavelength region that has passed through the dichroic mirror 2005 is reflected by the total reflection mirror 2007 and is incident on the polarization beam splitter 2008. The light in the green wavelength region is incident on the polarization beam splitter 2009, and the blue wavelength is reflected. The light in the region enters the polarization beam splitter 2010. The polarization beam splitters 2008, 2009, and 2010 have a function of separating incident light into P-polarized light and S-polarized light, and have a function of transmitting P-polarized light. Arranged to correspond. The light of each color reflected by the reflective liquid crystal electro-optical device 2002 and transmitted through the polarization beam splitter enters the prism 2011 and is projected onto the screen through the projection optical system 2012.

図２２に示すプロジェクタユニットは、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）に示す背面投影型表示装置、並びに図２０に示す前面投影型表示装置に適用することができる。 The projector unit shown in FIG. 22 can be applied to the rear projection display device shown in FIGS. 19A and 19B and the front projection display device shown in FIG.

図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）及び図２３（Ｃ）に示すプロジェクタユニットは単板式の構成を示している。図２３（Ａ）に示したプロジェクタユニットは、光源ユニット２１０１、液晶電気光学装置２１０２、位相差板２１０３、投射光学系２１０４を備えている。投射光学系２１０４は一つ又は複数のレンズにより構成されている。液晶電気光学装置２１０２にはカラーフィルターが設けられている。 The projector unit shown in FIGS. 23A, 23B, and 23C has a single-plate configuration. The projector unit shown in FIG. 23A includes a light source unit 2101, a liquid crystal electro-optical device 2102, a phase difference plate 2103, and a projection optical system 2104. The projection optical system 2104 includes one or a plurality of lenses. The liquid crystal electro-optical device 2102 is provided with a color filter.

図２３（Ｂ）は、フィールドシーケンシャル方式で動作するプロジェクタユニットの構成を示している。フィールドシーケンシャル方式は、赤、緑、青などの各色の光を時間的にずらせて順次液晶パネルに入射させて、カラーフィルター無しでカラー表示を行う方式である。特に、高速応答性の液晶電気光学装置と組み合わせると高精細な映像を表示することができる。図２３（Ｂ）に示すプロジェクタユニットは、光源ユニット２１１１と液晶電気光学装置２１１２の間に、赤、緑、青などの複数のカラーフィルターが備えられた回動式のカラーフィルター板２１１３を備え、さらに投射光学系２１１４を備えている。 FIG. 23B shows the structure of a projector unit that operates in a field sequential manner. The field sequential method is a method in which light of each color such as red, green, and blue is temporally shifted and sequentially incident on a liquid crystal panel to perform color display without a color filter. In particular, when combined with a high-speed liquid crystal electro-optical device, a high-definition image can be displayed. The projector unit shown in FIG. 23B includes a rotary color filter plate 2113 provided with a plurality of color filters such as red, green, and blue between the light source unit 2111 and the liquid crystal electro-optical device 2112. Furthermore, a projection optical system 2114 is provided.

図２３（Ｃ）に示すプロジェクタユニットは、カラー表示の方式として、マイクロレンズを使った色分離方式の構成を示している。この方式は、マイクロレンズアレイ２１２３を液晶電気光学装置２１２２の光入射側に備え、各色の光をそれぞれの方向から照明することでカラー表示を実現する方式である。この方式を採用するプロジェクタユニットは、カラーフィルターによる光の損失がないので、光源ユニット２１２１からの光を有効に利用することができるという特徴を有している。図２３（Ｃ）に示すプロジェクタユニットは、液晶電気光学装置２１２２に対して各色の光をそれぞれの方向から照明するように、ダイクロイックミラー２１２５、２１２６、２１２７を備え、さらに投射光学系２１２４を備えている。 The projector unit shown in FIG. 23C shows a configuration of a color separation system using a microlens as a color display system. In this method, a microlens array 2123 is provided on the light incident side of the liquid crystal electro-optical device 2122, and color display is realized by illuminating light of each color from each direction. A projector unit that employs this method has a feature that light from the light source unit 2121 can be used effectively because there is no loss of light due to the color filter. The projector unit shown in FIG. 23C includes dichroic mirrors 2125, 2126, and 2127, and further includes a projection optical system 2124 so as to illuminate the liquid crystal electro-optical device 2122 with light of each color from each direction. Yes.

本実施例の投影型表示装置（液晶プロジェクタ）において、本明細書に開示する発明の特徴である、所定の割合でネマティック液晶とスメクティック相を有する液晶とを混合した混合体を液晶層に用いた液晶電気光学装置を搭載することによって、残像の低減及びコントラストの向上をはかることが出来、画面のちらつきなどを気にする必要がなく、動画を表示するのに適するという効果を奏する。特に、フィールドシーケンシャル方式で動作するプロジェクタユニットに用いる液晶電気光学装置として、本明細書に開示する発明を適用した液晶電気光学装置は好適である。また、ネマティック液晶のＩ−Ｎ転移温度よりも、等方相からの相転移温度が高いスメクティック相を有する液晶を混合した混合体を用いることで、等方相からの相転移温度が高くなるため、使用温度範囲を広げることが出来るという効果を奏する。 In the projection display device (liquid crystal projector) of this embodiment, a mixture of nematic liquid crystal and liquid crystal having a smectic phase at a predetermined ratio, which is a feature of the invention disclosed in this specification, is used for the liquid crystal layer. By mounting the liquid crystal electro-optical device, it is possible to reduce afterimages and improve contrast, and there is no need to worry about flickering of the screen and the like, which is suitable for displaying moving images. In particular, a liquid crystal electro-optical device to which the invention disclosed in this specification is applied is suitable as a liquid crystal electro-optical device used for a projector unit that operates in a field sequential system. In addition, by using a mixture in which a liquid crystal having a smectic phase having a higher phase transition temperature from the isotropic phase than that of the nematic liquid crystal is used, the phase transition temperature from the isotropic phase becomes higher. The effect is that the operating temperature range can be expanded.

本明細書に開示する発明は、上記実施例２、実施例３及び実施例４に示す電子機器に限らず、液晶電気光学装置が搭載される他の電子機器にも適用可能である。 The invention disclosed in this specification is applicable not only to the electronic devices shown in the second, third, and fourth embodiments, but also to other electronic devices in which the liquid crystal electro-optical device is mounted.

ＴＮモード液晶電気光学装置の概略図Schematic diagram of TN mode liquid crystal electro-optical device 実施の形態２における等方相からの相転移温度の変化を示す図The figure which shows the change of the phase transition temperature from an isotropic phase in Embodiment 2 実施の形態２における応答時間の変化を示す図The figure which shows the change of the response time in Embodiment 2. 実施の形態２における電圧保持率の変化を示す図The figure which shows the change of the voltage holding | maintenance rate in Embodiment 2. 実施の形態３における等方相からの相転移温度の変化を示す図The figure which shows the change of the phase transition temperature from an isotropic phase in Embodiment 3 実施の形態３における応答時間の変化を示す図The figure which shows the change of the response time in Embodiment 3. 実施の形態３における電圧保持率の変化を示す図The figure which shows the change of the voltage holding | maintenance rate in Embodiment 3. 実施の形態４における等方相からの相転移温度の変化を示す図The figure which shows the change of the phase transition temperature from an isotropic phase in Embodiment 4. 実施の形態４における応答時間の変化を示す図The figure which shows the change of the response time in Embodiment 4. 実施の形態４における電圧保持率の変化を示す図The figure which shows the change of the voltage holding rate in Embodiment 4. 実施の形態４におけるオシロスコープに出力された波形を示す図The figure which shows the waveform output to the oscilloscope in Embodiment 4 実施の形態５における等方相からの相転移温度の変化を示す図The figure which shows the change of the phase transition temperature from an isotropic phase in Embodiment 5. 実施の形態５における応答時間の変化を示す図The figure which shows the change of the response time in Embodiment 5. 実施の形態５における電圧保持率の変化を示す図The figure which shows the change of the voltage holding rate in Embodiment 5. 実施の形態５におけるオシロスコープに出力された波形を示す図The figure which shows the waveform output to the oscilloscope in Embodiment 5 実施例１における液晶電気光学装置を示す図1 is a diagram illustrating a liquid crystal electro-optical device according to Embodiment 1. 実施例２における携帯電話機を示す図The figure which shows the mobile telephone in Example 2. 実施例３におけるテレビ受像機を示す図The figure which shows the television receiver in Example 3. 実施例４における背面投影型表示装置を示す図The figure which shows the rear projection type display apparatus in Example 4. FIG. 実施例４における前面投影型表示装置を示す図The figure which shows the front projection type display apparatus in Example 4. FIG. 実施例４における投影型表示装置のプロジェクタユニットの構成を示す図The figure which shows the structure of the projector unit of the projection type display apparatus in Example 4. FIG. 実施例４における投影型表示装置のプロジェクタユニットの構成を示す図The figure which shows the structure of the projector unit of the projection type display apparatus in Example 4. FIG. 実施例４における投影型表示装置のプロジェクタユニットの構成を示す図The figure which shows the structure of the projector unit of the projection type display apparatus in Example 4. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０１基板
１１１基板
１０２電極
１１２電極
１０３配向膜
１１３配向膜
１０４間隙材（スペーサー）
１０５シール材
１０６液晶層
１４００シール材
１４０１第１の基板
１４０２第２の基板
１４０３画素部
１４０４液晶層
１４０５着色層
１４０６偏光板
１４０７偏光板
１４０８接続端子
１４０９ＦＰＣ
１４１０配線基板
１４１１駆動回路
１４１２外部回路
１４１３冷陰極管
１４１４反射板
１４１５光学フィルム
１４１６保護膜
１４１７ベゼル
１５０１液晶電気光学装置
１５０２ＦＰＣ
１５３０ハウジング
１５３１プリント基板
１５３２スピーカー
１５３３マイクロフォン
１５３４送受信回路
１５３５信号処理回路
１５３６入力手段
１５３７バッテリ
１５３９筐体
１６０１表示パネル
１６０２回路基板
１６０３コントロール回路
１６０４信号分割回路
１６０５信号線駆動回路
１６０６走査線駆動回路
１６０７画素部
１６１１筐体
１６１２表示画面
１６１３スピーカー
１６１４操作スイッチ
１７０１背面投影型表示装置
１７０２プロジェクタユニット
１７０３ミラー
１７０４スクリーン
１７０５スピーカー
１７０６操作スイッチ
１７０７筐体
１８０１前面投影型表示装置
１８０２プロジェクタユニット
１８０３投射光学系
１９０１プロジェクタユニット
１９０２光源ユニット
１９０３変調ユニット
１９０４光源光学系
１９０５光源ランプ
１９０６液晶電気光学装置
１９０７位相差板
１９０８ダイクロイックミラー
１９０９全反射ミラー
１９１０プリズム
１９１１投射光学系
２００１プロジェクタユニット
２００２反射型液晶電気光学装置
２００３光源ユニット
２００４変調ユニット
２００５ダイクロイックミラー
２００６ダイクロイックミラー
２００７全反射ミラー
２００８偏光ビームスプリッタ
２００９偏光ビームスプリッタ
２０１０偏光ビームスプリッタ
２０１１プリズム
２０１２投射光学系
２１０１光源ユニット
２１０２液晶電気光学装置
２１０３位相差板
２１０４投射光学系
２１１１光源ユニット
２１１２液晶電気光学装置
２１１３回動式のカラーフィルター板
２１１４投射光学系
２１２１光源ユニット
２１２２液晶電気光学装置
２１２３マイクロレンズアレイ
２１２４投射光学系
２１２５ダイクロイックミラー
２１２６ダイクロイックミラー
２１２７ダイクロイックミラー 101 substrate 111 substrate 102 electrode 112 electrode 103 alignment film 113 alignment film 104 gap material (spacer)
105 Sealant 106 Liquid crystal layer 1400 Sealant 1401 First substrate 1402 Second substrate 1403 Pixel portion 1404 Liquid crystal layer 1405 Colored layer 1406 Polarizing plate 1407 Polarizing plate 1408 Connection terminal 1409 FPC
1410 Wiring board 1411 Drive circuit 1412 External circuit 1413 Cold cathode tube 1414 Reflector 1415 Optical film 1416 Protective film 1417 Bezel 1501 Liquid crystal electro-optical device 1502 FPC
1530 Housing 1531 Printed circuit board 1532 Speaker 1533 Microphone 1534 Transmission / reception circuit 1535 Signal processing circuit 1536 Input means 1537 Battery 1539 Case 1601 Display panel 1602 Circuit board 1603 Control circuit 1604 Signal division circuit 1605 Signal line drive circuit 1606 Scan line drive circuit 1607 Pixel unit 1611 Housing 1612 Display screen 1613 Speaker 1614 Operation switch 1701 Rear projection display device 1702 Projector unit 1703 Mirror 1704 Screen 1705 Speaker 1706 Operation switch 1707 Housing 1801 Front projection display device 1802 Projector unit 1803 Projection optical system 1901 Projector unit 1902 Light source Unit 1903 Modulation unit 190 Light source optical system 1905 Light source lamp 1906 Liquid crystal electro-optical device 1907 Phase difference plate 1908 Dichroic mirror 1909 Total reflection mirror 1910 Prism 1911 Projection optical system 2001 Projector unit 2002 Reflective liquid crystal electro-optical device 2003 Light source unit 2004 Modulation unit 2005 Dichroic mirror 2006 Dichroic mirror 2007 Total reflection mirror 2008 Polarization beam splitter 2009 Polarization beam splitter 2010 Polarization beam splitter 2011 Prism 2012 Projection optical system 2101 Light source unit 2102 Liquid crystal electro-optical device 2103 Phase difference plate 2104 Projection optical system 2111 Light source unit 2112 Liquid crystal electro-optical device 2113 Rotating type Color filter plate 2114 Projection optical system 2121 Light source unit 2122 Crystal electro-optical device 2123 microlens array 2124 projection optical system 2125 dichroic mirror 2126 dichroic mirror 2127 dichroic mirror

Claims

第１の電極、及び前記第１の電極を覆う第１の配向膜が形成された第１の基板と、第２の電極、及び前記第２の電極を覆う第２の配向膜が形成された第２の基板と、前記第１の基板及び前記第２の基板のセルギャップに形成された液晶層と、を有し、
前記液晶層は、ネマティック液晶及び２０℃においてスメクティック相となる液晶の混合体でなり、
前記混合体における前記２０℃においてスメクティック相となる液晶の割合は、１０重量％以上２０重量％以下であり、
前記混合体に含まれる液晶分子の立ち上がり応答時間と立ち下がり応答時間の相加平均は、８ｍ秒以下であり、
前記セルギャップ及び前記ネマティック液晶の屈折率異方性Δｎの積は、０．２７μｍ以上０．３４μｍ以下であることを特徴とするＴＮモードの液晶電気光学装置。 A first substrate on which a first alignment film covering the first electrode and the first electrode is formed, and a second alignment film covering the second electrode and the second electrode are formed. A second substrate, and a liquid crystal layer formed in a cell gap of the first substrate and the second substrate,
The liquid crystal layer is a mixture of a nematic liquid crystal and a liquid crystal that becomes a smectic phase at 20 ° C. ,
The proportion of the liquid crystal that becomes a smectic phase at 20 ° C. in the mixture is 10 wt% or more and 20 wt% or less,
The arithmetic average of the rise response time and the fall response time of the liquid crystal molecules contained in the mixture is 8 ms or less,
The product of the cell gap and the refractive index anisotropy Δn of the nematic liquid crystal is 0.27 μm or more and 0.34 μm or less, TN mode liquid crystal electro-optical device.

第１の電極、及び前記第１の電極を覆う第１の配向膜が形成された第１の基板と、第２の電極、及び前記第２の電極を覆う第２の配向膜が形成された第２の基板と、前記第１の基板及び前記第２の基板のセルギャップに形成された液晶層と、を有し、
前記液晶層は、ネマティック液晶及び２０℃においてスメクティック相となる液晶の混合体でなり、
前記２０℃においてスメクティック相となる液晶の等方相からの相転移温度は前記ネマティック液晶の等方相からの相転移温度よりも高く、
前記混合体における前記２０℃においてスメクティック相となる液晶の割合は、１０重量％以上２０重量％以下であり、
前記混合体に含まれる液晶分子の立ち上がり応答時間と立ち下がり応答時間の相加平均は、８ｍ秒以下であり、
前記セルギャップ及び前記ネマティック液晶の屈折率異方性Δｎの積は、０．２７μｍ以上０．３４μｍ以下であることを特徴とするＴＮモードの液晶電気光学装置。 A first substrate on which a first alignment film covering the first electrode and the first electrode is formed, and a second alignment film covering the second electrode and the second electrode are formed. A second substrate, and a liquid crystal layer formed in a cell gap of the first substrate and the second substrate,
The liquid crystal layer is a mixture of a nematic liquid crystal and a liquid crystal that becomes a smectic phase at 20 ° C. ,
The phase transition temperature from the isotropic phase of the liquid crystal that becomes a smectic phase at 20 ° C. is higher than the phase transition temperature from the isotropic phase of the nematic liquid crystal,
The proportion of the liquid crystal that becomes a smectic phase at 20 ° C. in the mixture is 10 wt% or more and 20 wt% or less,
The arithmetic average of rise response time and fall response time of the liquid crystal molecules contained in the mixture is state, and are less 8m seconds,
Product of the refractive index anisotropy Δn of the cell gap and the nematic liquid crystal, liquid crystal electro-optical device of a TN mode, characterized in der Rukoto least 0.34μm below 0.27 [mu] m.

第１の電極、及び前記第１の電極を覆う第１の配向膜が形成された第１の基板と、第２の電極、及び前記第２の電極を覆う第２の配向膜が形成された第２の基板と、前記第１の基板及び前記第２の基板のセルギャップに形成された液晶層と、を有し、A first substrate on which a first alignment film covering the first electrode and the first electrode is formed, and a second alignment film covering the second electrode and the second electrode are formed. A second substrate, and a liquid crystal layer formed in a cell gap of the first substrate and the second substrate,
前記液晶層は、ネマティック液晶及び２０℃においてスメクティック相となる液晶の混合体でなり、The liquid crystal layer is a mixture of a nematic liquid crystal and a liquid crystal that becomes a smectic phase at 20 ° C.,
前記混合体における前記２０℃においてスメクティック相となる液晶の割合は、１０重量％以上１５重量％以下であり、The proportion of the liquid crystal that becomes a smectic phase at 20 ° C. in the mixture is 10 wt% or more and 15 wt% or less,
前記混合体に含まれる液晶分子の立ち上がり応答時間と立ち下がり応答時間の相加平均は、８ｍ秒以下であり、The arithmetic average of the rise response time and the fall response time of the liquid crystal molecules contained in the mixture is 8 ms or less,
前記セルギャップ及び前記ネマティック液晶の屈折率異方性Δｎの積は、０．２７μｍ以上０．３４μｍ以下であることを特徴とするＴＮモードの液晶電気光学装置。The product of the cell gap and the refractive index anisotropy Δn of the nematic liquid crystal is 0.27 μm or more and 0.34 μm or less, TN mode liquid crystal electro-optical device.

第１の電極、及び前記第１の電極を覆う第１の配向膜が形成された第１の基板と、第２の電極、及び前記第２の電極を覆う第２の配向膜が形成された第２の基板と、前記第１の基板及び前記第２の基板のセルギャップに形成された液晶層と、を有し、A first substrate on which a first alignment film covering the first electrode and the first electrode is formed, and a second alignment film covering the second electrode and the second electrode are formed. A second substrate, and a liquid crystal layer formed in a cell gap of the first substrate and the second substrate,
前記液晶層は、ネマティック液晶及び２０℃においてスメクティック相となる液晶の混合体でなり、The liquid crystal layer is a mixture of a nematic liquid crystal and a liquid crystal that becomes a smectic phase at 20 ° C.,
前記２０℃においてスメクティック相となる液晶の等方相からの相転移温度は前記ネマティック液晶の等方相からの相転移温度よりも高く、The phase transition temperature from the isotropic phase of the liquid crystal that becomes a smectic phase at 20 ° C. is higher than the phase transition temperature from the isotropic phase of the nematic liquid crystal,
前記混合体における前記２０℃においてスメクティック相となる液晶の割合は、１０重量％以上１５重量％以下であり、The proportion of the liquid crystal that becomes a smectic phase at 20 ° C. in the mixture is 10 wt% or more and 15 wt% or less,
前記混合体に含まれる液晶分子の立ち上がり応答時間と立ち下がり応答時間の相加平均は、８ｍ秒以下であり、The arithmetic average of the rise response time and the fall response time of the liquid crystal molecules contained in the mixture is 8 ms or less,
前記セルギャップ及び前記ネマティック液晶の屈折率異方性Δｎの積は、０．２７μｍ以上０．３４μｍ以下であることを特徴とするＴＮモードの液晶電気光学装置。The product of the cell gap and the refractive index anisotropy Δn of the nematic liquid crystal is 0.27 μm or more and 0.34 μm or less, TN mode liquid crystal electro-optical device.

前記ネマティック液晶は、カイラル剤が添加されたネマティック液晶であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のＴＮモードの液晶電気光学装置。 The nematic liquid crystal, TN-mode liquid crystal electro-optical device according to any one of claims 1 to 4, wherein the chiral agent is a nematic liquid crystal is added.

前記ネマティック液晶は、フッ素系液晶であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のＴＮモードの液晶電気光学装置。 The nematic liquid crystal, liquid crystal electro-optical device of a TN mode according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a fluorine-based liquid crystal.

前記ネマティック液晶の誘電率異方性Δεは、２０℃において５以上１０以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のＴＮモードの液晶電気光学装置。 The dielectric constant anisotropy Δε of the nematic liquid crystal, TN-mode liquid crystal electro-optical device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that 5 to 10 at 20 ° C..

前記セルギャップは、２．０μｍ以上２．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のＴＮモードの液晶電気光学装置。 The cell gap, TN mode liquid crystal electro-optical device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that at 2.0μm or 2.5μm below.

請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の液晶電気光学装置を備えた電子機器。 Electronic apparatus having the liquid crystal electro-optical device according to any one of claims 1 to 8.

前記電子機器が携帯電話機、テレビ受像機、カメラ、パーソナルコンピュータ、又は液晶プロジェクタである請求項９に記載の電子機器。 The electronic apparatus according to claim 9 , wherein the electronic apparatus is a mobile phone, a television receiver, a camera, a personal computer, or a liquid crystal projector.