JP3070119B2 - Nematic liquid crystal composition - Google Patents

Nematic liquid crystal composition

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JP3070119B2
JP3070119B2 JP3078994A JP7899491A JP3070119B2 JP 3070119 B2 JP3070119 B2 JP 3070119B2 JP 3078994 A JP3078994 A JP 3078994A JP 7899491 A JP7899491 A JP 7899491A JP 3070119 B2 JP3070119 B2 JP 3070119B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電気光学的表示材料と
して有用なネマチック液晶組成物及び該組成物を用いた
液晶表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nematic liquid crystal composition useful as an electro-optical display material, and a liquid crystal display using the composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示セルの代表的なものにTN-LCD
(ツイステッド・ネマチック−液晶表示装置)があり、
時計、電卓、電子手帳、ポケットコンピュータ、ワード
プロセッサ、パーソナルコンピュータなどに使用されて
いる。近年OA機器の処理情報の増加に伴い、一画面に
表示される情報量が増大しており、従来のTN-LCDではコ
ントラスト及び視野角等の表示品位面から特にワードプ
ロセッサ、パーソナルコンピュータなどの高時分割駆動
の要求に応えられなくなっている。
2. Description of the Related Art A typical TN-LCD is a liquid crystal display cell.
(Twisted nematic-liquid crystal display)
It is used in watches, calculators, electronic organizers, pocket computers, word processors, personal computers and the like. In recent years, the amount of information displayed on one screen has been increasing with the increase in the processing information of OA equipment. It is no longer possible to meet the demand for split drive.

【0003】このような状況の中で、シェファー(Sche
ffer)等[SID '85 Digest, P.120(1985)]あるいは衣
川等[SID '86 Digest, P.122 (1986)]によってSTN
(スーパー・ツイスティッド・ネマチック)−LCDが開
発され、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータな
どの高情報処理用の表示に広く普及しはじめている。
[0003] Under such circumstances, Schefer (Sche
ffer) etc. [SID '85 Digest, P.120 (1985)] or Kinukawa et al. [SID '86 Digest, P.122 (1986)]
(Super Twisted Nematic)-LCDs have been developed and have begun to spread widely in displays for high information processing such as word processors and personal computers.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、TN-LCD
やSTN-LCDは、液晶材料の化学的安定性、液晶表示装置
の低電圧駆動性及び応答特性等の点で課題を有してい
る。
However, TN-LCD
And STN-LCD have problems in terms of the chemical stability of the liquid crystal material, low-voltage drivability and response characteristics of the liquid crystal display device, and the like.

【0005】STN-LCDにおいて、配向面と液晶分子のな
す角度、すなわちプレチルト角の制御は、液晶表示セル
の作製にあたって、表示性能及び歩止まり等に大きな影
響を与える重要な因子となる。
In the STN-LCD, the control of the angle between the alignment plane and the liquid crystal molecules, that is, the control of the pretilt angle is an important factor that greatly affects display performance, yield, and the like in manufacturing a liquid crystal display cell.

【0006】配向法には、SiOx の斜方蒸着によってプ
レチルト角を約20°の高チルト角に制御する方法が知
られているが、さらに実用的には、例えば、日産化学社
製の「サンエバー150」の如き有機膜をラビングする
ことによってプレチルト角を約5゜に制御する方法が知
られている。その他にも、各種の有機膜が開発されてお
り、ラビング法によってプレチルト角を5〜10°に制
御して使われている。
As the orientation method, a method of controlling the pretilt angle to a high tilt angle of about 20 ° by oblique deposition of SiOx is known. More practically, for example, “Sun Ever” manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. is used. A method of controlling the pretilt angle to about 5 ° by rubbing an organic film such as 150 ”is known. In addition, various organic films have been developed and are used by controlling the pretilt angle to 5 to 10 ° by a rubbing method.

【0007】一般に、プレチルト角が高いほどストライ
プ・ドメインが発生しにくくなり、液晶表示セル作製時
の歩止まりが良くなることは知られているが、ラビング
法によってプレチルト角を5〜10°に制御できる、一
定の安定した配向膜をつくることは、極めて難しいとい
うのが現状である。
In general, it is known that the higher the pretilt angle is, the more difficult it is to generate a stripe domain and the better the yield at the time of manufacturing a liquid crystal display cell. At present, it is extremely difficult to form a stable and stable alignment film.

【0008】また、ワードプロセッサ、パーソナルコン
ピューター等の情報量の多いSTN-LCDには、高時分割駆
動特性が要求される。しかしながら、時分割数の増大は
駆動電圧の上昇を起こし、駆動回路に大きな影響を与え
る。これに応えるには、液晶材料の駆動電圧を低下させ
る必要がある。それと同時に、ストライプドメインの発
生を防止するためにも、駆動電圧を制御するのに重要な
液晶材料の弾性定数や誘電率の物性値を最適化する必要
がある。
In addition, STN-LCDs with a large amount of information, such as word processors and personal computers, are required to have high time-division driving characteristics. However, an increase in the number of time divisions causes an increase in the drive voltage, which greatly affects the drive circuit. In order to respond to this, it is necessary to lower the driving voltage of the liquid crystal material. At the same time, in order to prevent the occurrence of stripe domains, it is necessary to optimize the physical constants of the elastic constant and the dielectric constant of the liquid crystal material, which are important for controlling the driving voltage.

【0009】しかしながら、駆動電圧を低くすることと
多くの情報量に対する表示性能の両者を満足させること
ができる弾性定数と誘電率を制御することは、極めて複
雑で難しいというのが現状である。
However, at present, it is extremely complicated and difficult to control the elastic constant and the dielectric constant that can satisfy both the driving voltage and the display performance for a large amount of information.

【0010】さらに、STN-LCDは、情報量の増加により
画質が暗くなるので、バックライトを補助光源として必
要とする。このため、バックライト方式のSTN-LCDに用
いられる液晶材料には、耐熱性及び耐光性等の化学的安
定性が要求されている。
[0010] Further, the STN-LCD requires a backlight as an auxiliary light source because the image quality becomes dark due to an increase in the amount of information. Therefore, a liquid crystal material used for a backlight type STN-LCD is required to have chemical stability such as heat resistance and light resistance.

【0011】一方、低電圧で駆動可能とする従来の液晶
材料は、作製された初期あるいは促進テスト後の抵抗値
が低いことが知られているが、液晶材料の低い抵抗値
は、時分割数の増大により非選択時間が長くなると、表
示画面のちらつきやコントラストの低下等を引き起こす
原因となりやすい。
On the other hand, it is known that a conventional liquid crystal material which can be driven at a low voltage has a low resistance value at the initial stage of manufacture or after an accelerated test. When the non-selection time is prolonged due to an increase in the number of images, flickering of the display screen, reduction in contrast, and the like are likely to occur.

【0012】本発明が解決しようとする課題は、特にST
N-LCD用液晶材料として、品質面からラビング法を用い
て実用的で安定な配向膜によって成形可能なプレチルト
角が約5゜より高いプレチルト角を形成することによ
り、ストライプドメインの発生を防止することができ、
しかも、化学的安定性を有し、高時分割駆動、及び低電
圧で駆動可能で、広い温度範囲で使用可能なネマチック
液晶組成物を提供することにある。
The problem to be solved by the present invention is, in particular, ST
Prevents the generation of stripe domains by forming a pretilt angle that can be formed with a practical and stable alignment film using a rubbing method from a quality aspect as a liquid crystal material for N-LCDs. It is possible,
In addition, it is an object of the present invention to provide a nematic liquid crystal composition which has chemical stability, can be driven in a high time-division manner, can be driven at a low voltage, and can be used in a wide temperature range.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、 1.(1)一般式(A)
The present invention has been made in order to solve the above problems. (1) General formula (A)

【0014】[0014]

【化13】 Embedded image

【0015】(式中、R1は炭素原子数1〜10の直鎖
状アルキル基を表わし、mは0又は1の整数を表わし、
1はH又はFを表わし、
(Wherein, R 1 represents a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, m represents an integer of 0 or 1,
X 1 represents H or F;

【0016】[0016]

【化14】 Embedded image

【0017】を表わし、## EQU1 ##

【0018】[0018]

【化15】 Embedded image

【0019】の時、nは2〜5の整数を表わし、In the formula, n represents an integer of 2 to 5,

【0020】[0020]

【化16】 Embedded image

【0021】の時、nは1〜5の整数を表わす。但し、
1 がHの時、nは2〜5を表わす。)で表わされる化
合物、及び (2)一般式(B)
In the above, n represents an integer of 1 to 5. However,
When X 1 is H, n represents 2-5. A) a compound represented by the general formula (B):

【0022】[0022]

【化17】 Embedded image

【0023】(式中、R2は炭素原子数1〜10の直鎖
状アルキル基を表わし、pは2〜5の整数を表わし、X
2はH又はFを表わす。)で表わされる化合物及び一
般式(C)
(Wherein R 2 represents a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, p represents an integer of 2 to 5,
2 represents H or F. And a compound represented by the general formula (C)

【0024】[0024]

【化18】 Embedded image

【0025】(式中、R3は炭素原子数1〜10の直鎖
状アルキル基、Y及びZは各々独立的に単結合、−C00
−又は−CH2CH2−を表わし、X3はH又はFを表わ
す。)で表わされる化合物から成る群から選ばれる化合
物を含有するネマチック液晶組成物を提供する。 2.上記1記載のネマチック液晶組成物を用い、5°よ
り高いプレチルト角を形成するスーパー・ツイステッド
・ネマチック液晶表示装置。 3.一般式(A)
(Wherein, R 3 is a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, Y and Z are each independently a single bond,
— Or —CH 2 CH 2 —, and X 3 represents H or F. The present invention provides a nematic liquid crystal composition containing a compound selected from the group consisting of compounds represented by the following formula: 2. 2. A super twisted nematic liquid crystal display device using the nematic liquid crystal composition according to the above item 1 and forming a pretilt angle higher than 5 °. 3. General formula (A)

【化19】 (式中、R1は炭素原子数1〜10の直鎖状アルキル基
を表わし、mは0又は1の整数を表わし、X1はH又は
Fを表わし、
Embedded image (Wherein, R 1 represents a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, m represents an integer of 0 or 1, X 1 represents H or F,

【化20】 を表わし、Embedded image Represents

【化21】 の時、nは2〜5の整数を表わし、Embedded image In the formula, n represents an integer of 2 to 5,

【化22】 の時、nは1〜5の整数を表わす。)で表わされる化合
物、及び (2)一般式(B)
Embedded image In the formula, n represents an integer of 1 to 5. A) a compound represented by the general formula (B):

【化23】 (式中、R2は炭素原子数1〜10の直鎖状アルキル基
を表わし、pは2〜5の整数を表わし、X2はH又はF
を表わす。)で表わされる化合物及び一般式(C)
Embedded image (Wherein, R 2 represents a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, p represents an integer of 2 to 5, X 2 represents H or F
Represents And a compound represented by the general formula (C)

【化24】 (式中、R3は炭素原子数1〜10の直鎖状アルキル
基、Y及びZは各々独立的に単結合、−C00−又は−CH2
CH2−を表わし、X3はH又はFを表わす。)で表わされ
る化合物から成る群から選ばれる化合物を含有するネマ
チック液晶組成物を用い、5°より高いプレチルト角を
形成し、Δd/pが0.17以上であるスーパー・ツイ
ステッド・ネマチック液晶表示装置を提供する。
Embedded image (Wherein, R 3 is a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, Y and Z are each independently a single bond, —C00— or —CH 2
CH 2 - represents, X 3 represents H or F. A super twisted nematic liquid crystal display device having a pretilt angle higher than 5 ° and a Δd / p of 0.17 or more, using a nematic liquid crystal composition containing a compound selected from the group consisting of compounds represented by the following formula: I will provide a.

【0026】本発明に係わる一般式(A)、(B)及び
(C)で表わされる化合物の代表的なものの例と、その
相転移温度を、第1表〜第3表に掲げる。
Typical examples of the compounds represented by the general formulas (A), (B) and (C) according to the present invention and their phase transition temperatures are shown in Tables 1 to 3.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】[0028]

【表2】 [Table 2]

【0029】[0029]

【表3】 [Table 3]

【0030】(表中、Cは結晶相、Sはスメクチック
相、Nはネマチック相、Iは等方性液体相を夫々表わ
す。)本発明のネマチック液晶組成物は、(1)一般式
(A)で表わされる化合物を5〜70重量%、(2)一
般式(B)及び一般式(C)で表わされる化合物から成
る群から選ばれる化合物を20〜60重量%の範囲で含
有することが好ましい。
(In the table, C represents a crystalline phase, S represents a smectic phase, N represents a nematic phase, and I represents an isotropic liquid phase.) The nematic liquid crystal composition of the present invention has the general formula (A) 5) to 70% by weight, and (2) a compound selected from the group consisting of compounds represented by formulas (B) and (C) in an amount of 20 to 60% by weight. preferable.

【0031】本発明に係わる一般式(A)、(B)又は
(C)で表わされる化合物と混合して使用することがで
きる液晶化合物の例を以下に挙げる。
Examples of the liquid crystal compound which can be used by mixing with the compound represented by formula (A), (B) or (C) according to the present invention are shown below.

【0032】[0032]

【化25】 Embedded image

【0033】[0033]

【化26】 Embedded image

【0034】(上記一般式中、R4はアルキル基を表わ
し、R5はアルキル基又はアルコキシル基を表わし、X4
はH又はFを表わす。)第4表は、本発明に係わる一般
式(A)、(B)及び(C)で表わされる化合物を含有
する液晶組成物No.33の混合比、ネマチック相−等方性
液体相転移温度(TN-I)、屈折率の異方性(△n)の
物性値、公知の液晶組成物を封入した際に、約5゜のプ
レチルト角を形成できることが知られている液晶表示セ
ルに封入した際に、得られるプレチルト角を掲示したも
のである。比較のために、液晶組成物No.33において、
一般式(A)で表わされる化合物の代わりに、一般式
(A)と類似構造を有し、現在汎用されている化合物を
混合して得られる混合液晶(a)を調製し、その混合
比、諸特性を第5表に掲示した。
(In the above general formula, R4 represents an alkyl group, R5 represents an alkyl group or an alkoxyl group, and X4
Represents H or F. Table 4 shows the mixing ratio of the liquid crystal composition No. 33 containing the compounds represented by formulas (A), (B) and (C) according to the present invention, the nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature. (T NI ), physical property value of anisotropy of refractive index (Δn), and sealed in a liquid crystal display cell known to be capable of forming a pretilt angle of about 5 ° when a known liquid crystal composition is sealed. In this case, the obtained pretilt angle is indicated. For comparison, in the liquid crystal composition No. 33,
Instead of the compound represented by the general formula (A), a mixed liquid crystal (a) having a structure similar to that of the general formula (A) and obtained by mixing currently used compounds is prepared. Various properties are listed in Table 5.

【0035】[0035]

【表4】 [Table 4]

【0036】[0036]

【表5】 [Table 5]

【0037】第4表、第5表から、本発明に係わる液晶
組成物No.33は、構造類似の化合物を含有する混合液晶
(a)と比較して、1゜以上高いプレチルト角を形成で
きることが理解できる。このプレチルト角1°の差によ
ってストライプ・ドメインが顕著に発生しにくくなり、
STN液晶表示セルの作製時の歩止まりが良くなった。
From Tables 4 and 5, it can be seen that the liquid crystal composition No. 33 according to the present invention can form a pretilt angle 1 ° or more higher than the mixed liquid crystal (a) containing a compound having a similar structure. Can understand. Due to the difference of 1 ° in the pretilt angle, the stripe domain is hardly generated,
The yield during the fabrication of STN liquid crystal display cells was improved.

【0038】また、本発明に係わる一般式(A)で表わ
される化合物、TN-Iを効果的に上昇させることを特徴
とした公知の式(g)の化合物、応答速度の改善に有用
とされている公知の式(h)の化合物から成る混合液晶
(i)を調製し、その混合比と測定結果を第6表に掲示
した。
Further, the compound represented by the general formula (A) according to the present invention, the known compound of the formula (g) characterized by effectively increasing TN-I, and useful for improving the response speed. A mixed liquid crystal (i) comprising the known compound of the formula (h) was prepared, and the mixing ratio and the measurement results are shown in Table 6.

【0039】[0039]

【表6】 [Table 6]

【0040】なお、式(g)及び式(h)の化合物は、
各々
The compounds of the formulas (g) and (h)
Each

【0041】[0041]

【化27】 Embedded image

【0042】で表わされる化合物である。この混合液晶
(i)は、本発明に係わる液晶組成物No.33に比べ、形
成できるプレチルト角が小さいことが明らかである。こ
の混合液晶(i)を用いて前述と同様にしてSTN-LCDを
作製したところ、駆動電圧特性を改善できたものの、ス
トライプ・ドメインが発生してしまい、歩留まりを改善
することはできなかった。
Is a compound represented by the formula: It is apparent that the mixed liquid crystal (i) has a smaller pretilt angle than the liquid crystal composition No. 33 according to the present invention. When an STN-LCD was fabricated using the mixed liquid crystal (i) in the same manner as described above, the drive voltage characteristics could be improved, but stripe domains were generated, and the yield could not be improved.

【0043】このように本発明のネマチック液晶組成物
は、従来の液晶組成物を封入した時よりもプレチルト角
を高くすることを特徴とするものであって、公知の液晶
組成物を封入した際に、約5゜のプレチルト角を形成で
きる液晶表示セルに限定されるものではない。
As described above, the nematic liquid crystal composition of the present invention is characterized in that the pretilt angle is made higher than when a conventional liquid crystal composition is encapsulated, and when the known liquid crystal composition is encapsulated. However, the present invention is not limited to a liquid crystal display cell capable of forming a pretilt angle of about 5 °.

【0044】次に、本発明に係わる液晶組成物No.33
と、比較のための上記混合液晶(a)に、カイラル物質
「S−811」(メルク社製)をそれぞれ添加し、対向
する平面透明電極上に「サンエバ−150」の有機膜を
ラビングして形成した配向膜をもつツイスト角220゜
のSTN用表示セルに、各液晶組成物を注入して諸特性
を測定した。
Next, the liquid crystal composition No. 33 according to the present invention was prepared.
And a chiral substance “S-811” (manufactured by Merck) was added to the mixed liquid crystal (a) for comparison, and an organic film “San-Eva-150” was rubbed on the opposed flat transparent electrode. Each liquid crystal composition was injected into a display cell for STN having a formed alignment film and having a twist angle of 220 °, and various characteristics were measured.

【0045】なお、カイラル物質は、カイラル物質の添
加による混合液晶の固有らせんピッチPと表示用セルの
セル厚dが、△n・d=0.85、d/P=0.53と
なるように添加した。
The chiral substance is such that the intrinsic helical pitch P of the mixed liquid crystal and the cell thickness d of the display cell by adding the chiral substance are Δn · d = 0.85 and d / P = 0.53. Was added.

【0046】ここで、Δd/Pは、ストライプ・ドメイ
ンが発生しない境界のクサビ形セルの厚みをd1とd
2(d1>d2)とした時、
[0046] Here, Δd / P is, the thickness of the wedge-shaped cell of the boundary stripe domain does not occur d 1 and d
2 (d 1 > d 2 ),

【0047】[0047]

【数1】 (Equation 1)

【0048】と定義され、大きい値が優れている。ま
た、表示用セル面に垂直な光の透過率が10%となる時
の電圧をVth、80%となる時の電圧をVsatとした
時、電気光学特性の急峻性γは、Vsat/Vthと定義さ
れ、この値が1に近い程、高時分割特性に優れている。
The larger value is superior. When the voltage when the transmittance of light perpendicular to the display cell surface is 10% is Vth and the voltage when the light transmittance is 80% is Vsat, the steepness γ of the electro-optical characteristics is Vsat / Vth. Defined, and the closer this value is to 1, the better the high time division characteristics.

【0049】本発明に係わる液晶組成物No.33を用いたS
TN-LCDのVthは1.50Vであった。これに対し、混合
液晶(a)を用いた場合のVthは1.89Vであった。
この結果から、本発明のネマチック液晶組成物は、駆動
電圧を大幅に低下した優れた液晶組成物であることが明
らかである。
[0049] S using the liquid crystal composition No. 33 according to the present invention
Vth of TN-LCD was 1.50V. On the other hand, Vth when the mixed liquid crystal (a) was used was 1.89V.
From these results, it is clear that the nematic liquid crystal composition of the present invention is an excellent liquid crystal composition having a drastically reduced driving voltage.

【0050】さらに本発明の液晶組成物は、化学的安定
性にも優れていることを示すために、強い誘電率の異方
性(△ε)を有し、現在汎用されている化合物を混合液
晶(a)に添加し、駆動電圧特性を改善した混合液晶
(b)を調製した。この混合液晶(b)の混合比と測定
結果を第7表に掲示した。
Furthermore, the liquid crystal composition of the present invention has a strong dielectric anisotropy (△ ε) in order to show that it is also excellent in chemical stability. A mixed liquid crystal (b) was added to the liquid crystal (a) to improve the driving voltage characteristics. Table 7 shows the mixing ratio of the mixed liquid crystal (b) and the measurement results.

【0051】[0051]

【表7】 [Table 7]

【0052】前述と同様にして、混合液晶(b)を封入
したSTN-LCDを作製したところ、Vthは1.58Vとな
り駆動電圧は改善されたが、本発明に係わる液晶組成物
No.33と比較すると、プレチルト角が低く、ストライプ
・ドメインの発生を防止することができなかった。
When an STN-LCD enclosing the mixed liquid crystal (b) was prepared in the same manner as described above, the Vth was 1.58 V and the driving voltage was improved, but the liquid crystal composition according to the present invention was improved.
As compared with No. 33, the pretilt angle was low, and the occurrence of stripe domains could not be prevented.

【0053】また、熱及び光による液晶材料の劣化につ
いて、以下の実験を行った。本発明に係わる液晶組成物
No.33と比較のための混合液晶(b)2gをそれぞれアン
プル管に入れ、真空脱気した後、窒素置換の処理をして
封入した。これらについて、加熱促進テスト(150
℃、1時間)、又は紫外線照射促進テスト「サンテス
ト」(オリジナルハナウ社製、10時間)後、各混合液
晶の比抵抗を測定し、その結果を第8表に掲示した。
The following experiment was conducted on the deterioration of the liquid crystal material due to heat and light. Liquid crystal composition according to the present invention
No. 33 and 2 g of the mixed liquid crystal (b) for comparison were each put into an ampoule tube, degassed under vacuum, and then sealed with nitrogen substitution. For these, the heating acceleration test (150
C., 1 hour), or after the UV irradiation promotion test "Suntest" (Original Hanau Co., Ltd., 10 hours), the specific resistance of each mixed liquid crystal was measured, and the results are shown in Table 8.

【0054】[0054]

【表8】 [Table 8]

【0055】第8表から、本発明に係わる液晶組成物N
o.33は、混合液晶(b)に比べ、耐熱性及び耐光性に優
れたものであることが明らかである。さらに、一般式
(A)で表される化合物と類似構造を有する式
Table 8 shows that the liquid crystal composition N according to the present invention
It is clear that o.33 has better heat resistance and light resistance than the mixed liquid crystal (b). Further, a compound having a similar structure to the compound represented by the general formula (A)

【0056】[0056]

【化28】 Embedded image

【0057】で表わされる式(c)又は(d)で表わさ
れる化合物、あるいは一般式(B)で表わされる化合物
と類似構造を有する式
A compound represented by the formula (c) or (d) represented by the formula or a compound having a similar structure to the compound represented by the formula (B)

【0058】[0058]

【化29】 Embedded image

【0059】で表わされる式(e)又は(f)で表わさ
れる化合物は、室温において窒素置換した保存条件で
も、TN-Iが低下し、液晶性が失われる等、広い温度域
で使用する液晶組成物に混合することは不適切な化合物
である。
The compound represented by the formula (e) or (f), which is used in a wide temperature range, such as a decrease in TN-I and a loss of liquid crystallinity even at room temperature under nitrogen-substituted storage conditions. It is an unsuitable compound to mix with the composition.

【0060】さらに一般式(A)、(B)又は(C)で
表わされる化合物のほとんどは、ネマチック状態でガラ
ス面上で均一な垂直配向性を示すことはないが、これら
を混合して得られる多くの混合液晶は、ガラス面上又は
ITO電極面上で均一な垂直配向性を示すことが確認さ
れた。
Further, most of the compounds represented by the general formulas (A), (B) and (C) do not show uniform vertical alignment on a glass surface in a nematic state, but they are obtained by mixing these. It was confirmed that many of the resulting mixed liquid crystals exhibited uniform vertical alignment on the glass surface or the ITO electrode surface.

【0061】また、STN-LCDにおける表示画面のちらつ
きは、時分割数の増大による非選択時間が長くなること
により発生するが、このちらつきの評価方法として、V
thの周波数依存性を測定する方法があり、特に低周波数
におけるVthの変動が小さいもののほうが優れているこ
とが知られている。本発明に係わる液晶組成物No.33と
混合液晶(b)を用いてTN-LCD及びSTN-LCDを作製し、
Vthの周波数依存性を測定した。この結果、本発明の液
晶組成物No.33は混合液晶(b)に比べ、Vthの変動が
小さく、また32Hzの周波数における表示画面のちらつ
きが発生しなかった。
The flickering of the display screen in the STN-LCD is caused by a longer non-selection time due to an increase in the number of time divisions.
There is a method for measuring the frequency dependence of th, and it is known that a method in which the fluctuation of Vth at a low frequency is small is particularly excellent. Using the liquid crystal composition No. 33 according to the present invention and the mixed liquid crystal (b) to produce a TN-LCD and an STN-LCD,
The frequency dependence of Vth was measured. As a result, in the liquid crystal composition No. 33 of the present invention, the fluctuation of Vth was smaller than that of the mixed liquid crystal (b), and the display screen did not flicker at a frequency of 32 Hz.

【0062】以上詳細に述べてきたように、本発明のネ
マチック液晶組成物は、混合液晶の物性値を最適化する
煩わしさを解消し、高いプレチルト角を形成できるた
め、ストライプ・ドメインの発生を防止し、STN-LCDの
歩留まりを改善することができる。さらに、本発明のネ
マチック液晶組成物は、低電圧駆動性に優れ、時分割数
の増大による駆動回路への悪影響を与えることがない、
情報量の多いSTN-LCDに適した液晶組成物であり、耐熱
性及び耐光性に優れ、種々の環境下で使用される液晶表
示素子に特に有用な液晶組成物である。
As described above in detail, the nematic liquid crystal composition of the present invention eliminates the trouble of optimizing the physical properties of the mixed liquid crystal and can form a high pretilt angle. It can prevent and improve the yield of STN-LCD. Furthermore, the nematic liquid crystal composition of the present invention is excellent in low-voltage driving properties and does not adversely affect a driving circuit due to an increase in the number of time divisions.
It is a liquid crystal composition suitable for STN-LCDs with a large amount of information, excellent in heat resistance and light resistance, and particularly useful for liquid crystal display devices used in various environments.

【0063】[0063]

【実施例】以下、実施例により本発明を詳述するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0064】なお、以下の実施例及び比較例において、
「%」は『重量%』を表わす。 (比較例4)
In the following Examples and Comparative Examples,
"%" Represents "% by weight". (Comparative Example 4)

【0065】[0065]

【化30】 Embedded image

【0066】から成る混合液晶を調製した。この混合液
晶のネマチック相−等方性液体相転移温度(TN-I)、
この混合液晶を用いて作製したTN-LCDにおけるしきい値
電圧(Vth)及び屈折率の異方性(Δn)は、以下の通
りであった。
A mixed liquid crystal was prepared. The nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (T NI ) of this mixed liquid crystal,
The threshold voltage (Vth) and the anisotropy (Δn) of the refractive index in the TN-LCD manufactured using this mixed liquid crystal were as follows.

【0067】TN-I: 90.5 ℃ Vth : 1.31V Δn : 0.089 この混合液晶を、日産化学社製「サンエバー150」の有
機膜をラビングして形成した配向膜を上下反平行にして
組合せたセル中に封入し、磁場電位法によって、プレチ
ルト角を測定した結果、6.3゜であった。
[0067] T NI: 90.5 ℃ Vth: 1.31V Δn: 0.089 The liquid crystal mixture, the alignment film and the organic film is formed by rubbing of Nissan Chemical Industries, Ltd. "Sunever 150" in the vertical antiparallel The cell was sealed in the combined cell, and the pretilt angle was measured by a magnetic field potential method. As a result, it was 6.3 °.

【0068】また、この混合液晶2gをアンプル管に入
れ、真空脱気後窒素置換の処理をして封入し、150
℃、1時間の加熱促進テスト、及び10時間の紫外線照
射促進テスト「SUNTEST」(オリジナルハナウ社
製)後の液晶組成物の比抵抗を測定した。この結果は以
下の通りであった。
Also, 2 g of the mixed liquid crystal was placed in an ampoule tube, vacuum-degassed, and then subjected to a process of purging with nitrogen and sealed.
C., the specific resistance of the liquid crystal composition after a 1-hour heating acceleration test and a 10-hour ultraviolet irradiation acceleration test "SUNEST" (manufactured by Original Hanau) was measured. The results were as follows.

【0069】加熱促進テスト後比抵抗 : 6×1
11Ω・cm 紫外線照射促進テスト後比抵抗: 3×1011Ω・cm (実施例2)
Specific resistance after heating acceleration test: 6 × 1
0 11 Ω · cm Specific resistance after UV irradiation acceleration test: 3 × 10 11 Ω · cm (Example 2)

【0070】[0070]

【化31】 Embedded image

【0071】から成る混合液晶を調製し、比較例4と同
様にして、各物性を測定し、各試験を行った。その結果
は以下の通りであった。 TN-I : 82.1℃ Vth : 1.39V Δn : 0.099 プレチルト角 : 6.8゜ 加熱促進テスト後比抵抗 : 6×1011Ω・cm 紫外線照射促進テスト後比抵抗: 4×1011Ω・cm (実施例3)
A mixed liquid crystal was prepared, and each physical property was measured and each test was performed in the same manner as in Comparative Example 4. The results were as follows. T NI: 82.1 ℃ Vth: 1.39V Δn: 0.099 pretilt angle: 6.8 ° heating acceleration test after resistivity: 6 × 10 11 Ω · cm ultraviolet irradiation accelerated testing after Resistivity: 4 × 10 11 Ω · cm (Example 3)

【0072】[0072]

【化32】 Embedded image

【0073】から成る混合液晶を調製し、比較例4と同
様にして、各物性を測定し、各試験を行った。その結果
は以下の通りであった。 TN-I : 77.0℃ Vth : 1.29V Δn : 0.106 プレチルト角 : 7.1゜ 加熱促進テスト後比抵抗 : 9×1011Ω・cm 紫外線照射促進テスト後比抵抗: 5×1011Ω・cm (実施例4)
A mixed liquid crystal was prepared, and its physical properties were measured and each test was carried out in the same manner as in Comparative Example 4. The results were as follows. T NI: 77.0 ℃ Vth: 1.29V Δn: 0.106 pretilt angle: 7.1 ° heating acceleration test after Resistivity: 9 × 10 11 Ω · cm ultraviolet irradiation accelerated testing after resistivity: 5 × 10 11 Ω · cm (Example 4)

【0074】[0074]

【化33】 Embedded image

【0075】から成る混合液晶を調製し、比較例4と同
様にして、各物性を測定し、各試験を行った。その結果
は以下の通りであった。 TN-I : 76.7℃ Vth : 1.27V Δn : 0.103 プレチルト角 : 7.0゜ 加熱促進テスト後比抵抗 : 5×1011Ω・cm 紫外線照射促進テスト後比抵抗: 1×1011Ω・cm (比較例1)
A mixed liquid crystal was prepared, and each physical property was measured and each test was performed in the same manner as in Comparative Example 4. The results were as follows. T NI: 76.7 ℃ Vth: 1.27V Δn: 0.103 pretilt angle: 7.0 ° heating acceleration test after resistivity: 5 × 10 11 Ω · cm ultraviolet irradiation accelerated testing after resistivity: 1 × 10 11 Ω · cm (Comparative Example 1)

【0076】[0076]

【化34】 Embedded image

【0077】から成る混合液晶を調製し、比較例4と同
様にして、各物性を測定し、各試験を行った。その結果
は以下の通りであった。 TN-I : 83.5℃ Vth : 1.70V Δn : 0.099 プレチルト角 : 5.0゜ 加熱促進テスト後比抵抗 : 8×1010Ω・cm 紫外線照射促進テスト後比抵抗: 3×1010Ω・cm (比較例2)
A mixed liquid crystal was prepared, and each physical property was measured and each test was performed in the same manner as in Comparative Example 4. The results were as follows. T NI: 83.5 ℃ Vth: 1.70V Δn: 0.099 pretilt angle: 5.0 ° heating acceleration test after Resistivity: 8 × 10 10 Ω · cm ultraviolet irradiation accelerated testing after resistivity: 3 × 10 10 Ω · cm (Comparative Example 2)

【0078】[0078]

【化35】 Embedded image

【0079】から成る混合液晶を調製し、比較例4と同
様にして、各物性を測定し、各試験を行った。その結果
は以下の通りであった。 TN-I : 88.0℃ Vth : 1.45V Δn : 0.118 プレチルト角 : 5.1゜ 加熱促進テスト後比抵抗 : 5×1010Ω・cm 紫外線照射促進テスト後比抵抗: 8×109Ω・cm (比較例3)
A mixed liquid crystal was prepared, and each physical property was measured and each test was performed in the same manner as in Comparative Example 4. The results were as follows. T NI: 88.0 ℃ Vth: 1.45V Δn: 0.118 pretilt angle: 5.1 ° heating acceleration test after resistivity: 5 × 10 10 Ω · cm ultraviolet irradiation accelerated testing after Resistivity: 8 × 10 9 Ω · cm (Comparative Example 3)

【0080】[0080]

【化36】 Embedded image

【0081】から成る混合液晶を調製し、比較例4と同
様にして、各物性を測定し、各試験を行った。その結果
は以下の通りであった。 TN-I : 74.9℃ Vth : 1.47V Δn : 0.140 プレチルト角 : 5.1゜ 加熱促進テスト後比抵抗 : 1×1011Ω・cm 紫外線照射促進テスト後比抵抗: 5×1010Ω・cm 上記実施例2〜4のいずれもが、比較例1〜3と比べ
て、1°もしくはそれ以上高いプレチルト角を形成でき
た。 (実施例5〜8及び比較例5〜7) 実施例2〜4及び比較例1〜4で使用した各混合液晶
に、カイラル物質「S−811」(メルク社製)を添加
した混合液晶を調製し、対向する平面透明電極上に「サ
ンエバー150」の有機膜をラビングして形成した配向膜
をもつ、ツイスト角220°のクサビ形セル及び表示用セ
ルに各々注入して諸特性を測定した。
A mixed liquid crystal was prepared, and its physical properties were measured and each test was performed in the same manner as in Comparative Example 4. The results were as follows. T NI: 74.9 ℃ Vth: 1.47V Δn: 0.140 pretilt angle: 5.1 ° heating acceleration test after resistivity: 1 × 10 11 Ω · cm ultraviolet irradiation accelerated testing after resistivity: 5 × 10 10 Ω · cm All of Examples 2 to 4 were able to form a pretilt angle higher by 1 ° or more than Comparative Examples 1 to 3. (Examples 5 to 8 and Comparative Examples 5 to 7) A mixed liquid crystal obtained by adding a chiral substance “S-811” (manufactured by Merck) to each of the mixed liquid crystals used in Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 4. Prepared and injected into a wedge-shaped cell with a twist angle of 220 ° and a display cell, each having an alignment film formed by rubbing an organic film of “Sun Ever 150” on the opposing flat transparent electrode, and measuring various characteristics .

【0082】なお、カイラル物質は、カイラル物質の添
加による混合液晶の固有らせんピッチPと表示用セルの
セル厚dが、Δn・d=0.85、d/P=0.53と
なるように添加した。
The chiral substance is adjusted so that the intrinsic helical pitch P of the mixed liquid crystal by the addition of the chiral substance and the cell thickness d of the display cell are Δn · d = 0.85 and d / P = 0.53. Was added.

【0083】ここで、Δd/Pは、ストライプ・ドメイ
ンが発生しない境界のクサビ形セルの厚みをd1とd
2(d1 >d2 )とした時
[0083] Here, Δd / P is, the thickness of the wedge-shaped cell of the boundary stripe domain does not occur d 1 and d
2 (d 1 > d 2 )

【0084】[0084]

【数2】 (Equation 2)

【0085】と定義され、大きい値が優れている。ま
た、表示用セル面に垂直な光の透過率が10%となる時
の電圧をVth、80%となる時の電圧をVsatとした
時、電気光学特性の急峻性γは、Vsat/Vthと定義さ
れ、この値が1に近い程、高時分割特性に優れている。
The larger value is superior. When the voltage when the transmittance of light perpendicular to the display cell surface is 10% is Vth and the voltage when the light transmittance is 80% is Vsat, the steepness γ of the electro-optical characteristics is Vsat / Vth. Defined, and the closer this value is to 1, the better the high time division characteristics.

【0086】実施例2〜4及び比較例1〜4で調製した
各混合液晶にカイラル物質を添加したスーパー・ツイス
テッド・ネマチック液晶の表示特性の測定結果を第9表
に示した。
Table 9 shows the measurement results of the display characteristics of the super twisted nematic liquid crystal obtained by adding a chiral substance to each of the mixed liquid crystals prepared in Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 4.

【0087】[0087]

【表9】 [Table 9]

【0088】実施例2〜4及び比較例4のいずれの混合
液晶を使用した各表示用セルは、比較例1〜3の混合液
晶を使用した各表示用セルよりも△d/Pの値が大幅に
改善され、ストライプ・ドメインが発生しにくくなっ
た。また、駆動電圧も大幅に低下し、急峻性γも1に近
くなり、本発明のネマチック液晶組成物は、高時分割特
性に優れた液晶表示特性を示した。
Each of the display cells using the mixed liquid crystal of any of Examples 2 to 4 and Comparative Example 4 has a Δd / P value larger than each of the display cells using the mixed liquid crystal of Comparative Examples 1 to 3. Significantly improved, stripe domains are less likely to occur. In addition, the driving voltage was also greatly reduced, and the steepness γ was close to 1, and the nematic liquid crystal composition of the present invention exhibited liquid crystal display characteristics excellent in high time division characteristics.

【0089】[0089]

【発明の効果】本発明のネマチック液晶組成物は、公知
のネマチック液晶を封入した際に約5°のプレチルト角
を形成できる液晶表示セルに封入した際に、5゜より高
いプレチルト角を形成できるものである。従って、本発
明のネマチック液晶組成物は、ストライプ・ドメインの
発生率が顕著に低く、また化学的にも安定であり、LCD
作製時の歩留りが良好なSTN-LCDの材料として極めて有
用である。
The nematic liquid crystal composition of the present invention can form a pretilt angle higher than 5 ° when sealed in a liquid crystal display cell capable of forming a pretilt angle of about 5 ° when a known nematic liquid crystal is sealed. Things. Therefore, the nematic liquid crystal composition of the present invention has a remarkably low occurrence rate of stripe domains, is chemically stable, and
It is extremely useful as a material for STN-LCDs with good yield during fabrication.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−63621(JP,A) 特開 昭58−180465(JP,A) 特開 昭58−59956(JP,A) 特開 平2−245089(JP,A) 特開 平3−2137(JP,A) 特開 平2−311461(JP,A) 特開 平3−39934(JP,A) 特開 平2−244120(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09K 19/30 C09K 19/42 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-63621 (JP, A) JP-A-58-180465 (JP, A) JP-A-58-59956 (JP, A) JP-A-2- 245089 (JP, A) JP-A-3-2137 (JP, A) JP-A-2-311461 (JP, A) JP-A-3-39934 (JP, A) JP-A-2-244120 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C09K 19/30 C09K 19/42

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 (1)一般式 【化1】 (式中、R1は炭素原子数1〜10の直鎖状アルキル基
を表わし、mは0又は1の整数を表わし、X1はH又は
Fを表わし、 【化2】 を表わし、 【化3】 の時、nは2〜5の整数を表わし、 【化4】 の時、nは1〜5の整数を表わす。但し、X1がHの
時、nは2〜5を表わす。)で表わされる化合物、及び (2)一般式 【化5】 (式中、R2は炭素原子数1〜10の直鎖状アルキル基
を表わし、pは2〜5の整数を表わし、X2はH又はF
を表わす。)で表わされる化合物及び一般式 【化6】 (式中、R3は炭素原子数1〜10の直鎖状アルキル
基、Y及びZは各々独立的に単結合、−COO− 又は −C
H2CH2− を表わし、X3はH又はFを表わす。)で表わ
される化合物から成る群から選ばれる化合物を含有する
ネマチック液晶組成物。
(1) General formula (1) (Wherein, R 1 represents a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, m represents an integer of 0 or 1, X 1 represents H or F, And In the formula, n represents an integer of 2 to 5, In the formula, n represents an integer of 1 to 5. Provided that when X 1 is H, n represents 2-5. And (2) a compound represented by the general formula: (Wherein, R 2 represents a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, p represents an integer of 2 to 5, X 2 represents H or F
Represents And a compound represented by the general formula: (Wherein, R 3 is a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, Y and Z are each independently a single bond, —COO— or —C
X 2 represents H 2 or F 2 , and X 3 represents H or F. A nematic liquid crystal composition containing a compound selected from the group consisting of compounds represented by the following formula:
【請求項2】 請求項1記載のネマチック液晶組成物を
用いたスーパー・ツイステッド・ネマチック液晶表示装
置。
2. A super twisted nematic liquid crystal display device using the nematic liquid crystal composition according to claim 1.
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