JP4130242B2 - ネマティック液晶組成物 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネマティック液晶組成物、特にポリマー分散型の液晶ディスプレイデバイス用のネマティック液晶組成物に関し、さらに特に液晶とポリマーとの界面における光散乱を制御するために外部電圧を使用することにより滴状液晶（あるいは連続液晶ネットワーク）とポリマーとの間の屈折率の差を変えることによって表示モードに適用される液晶ディスプレイ部品として使用するためのネマティック液晶組成物に関する。平面ディスプレイデバイス、投映型テレビジョンまたはパーソナルコンピューター、ラップトップまたはパームトップ、遮断効果(shuttering effects)が応用される表示板、窓、ドアまたは壁に使用することができ、特に、ＭＩＭダイオードアレイによりアドレスされるディスプレイデバイスに適用することができるネマティック液晶組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、実用されるＴＮ型またはＳＴＮ型のディスプレイデバイスには、偏光および配向手段が必要である。
これらの欠陥を回避するためには、液晶材料の屈折率を利用して、透過性および白濁状態を電気的に制御することが示唆されている（例えば、ＪＰ５８−５０１６３１−Ａ、ＪＰ５９−２２６３２２−Ａ、ＪＰ６１−５０２１２８−Ａ）。
このようなポリマー分散型ディスプレイに使用される液晶材料は基本的に、末端シアノ基を含有する棒状化合物からなる。
最近、このようなポリマー分散型ディスプレイの性能を改良するために、或る種のクロロ−化合物を下記式で表わされる３−フルオロベンゾニトリル化合物と組合せることが提案された：
【０００３】
【化６】
式中、環Ａは１，４−フェニレンまたはトランス−１，４−シクロヘキシレンである（ＪＰ７−２３８２８５−Ａ）。しかしながら、このような組成物は８５℃以下の透明点を示す。透明点は、ポリマー分散型液晶ディスプレイデバイスの製造時において非常に重要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ポリマー型の液晶ディスプレイデバイスにとって最も重要な要件、すなわち低い駆動電圧、大きいコントラスト、優れた耐光性および高い鮮明度、とりわけ、８５℃またはそれ以上の透明点を必要とする広い動作温度範囲といった全ての要件に適合する新規液晶組成物を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
適当な樹脂材料と組合せて、大きい複屈折率（△ｎ≧０．２００）および８５℃〜１１０℃の透明点を有する液晶組成物を使用することによって本発明の課題を解消することができる。
従って、本発明はネマティック液晶組成物に関し、この組成物は下記グループ１からの少なくとも１種のシアノ−化合物を５〜２０重量％、好ましくは７．５〜１５重量％：
【化７】
式中、Ｒ1は炭素原子１〜５個を有する直鎖状アルコキシ基であり、そして
ＬはＨまたはＦである；
【０００６】
下記グループ２からの少なくとも１種のクロロ−化合物を２５〜５０重量％、好ましくは３０〜４０重量％：
【化８】
式中、Ｒ2は炭素原子１〜５個を有する直鎖状アルキル基である；
および
【０００７】
下記グループ３からの少なくとも１種のクロロ−化合物を５〜２０重量％、好ましくは７．５〜１５重量％：
【化９】
式中、ＬはＨまたはＦであり、そして
Ｒ3は炭素原子１〜５個を有する直鎖状アルキル基である；
含有するネマティック液晶組成物。
【０００８】
グループ２およびグループ３の液晶化合物は化学安定性の点で特に優れている。これらの化合物の含有量が多いほど、その液晶組成物は一層安定になる。しかしながら、組成物がグループ２およびグループ３の化合物からのみなる場合には、その誘電異方性は小さくなり、従ってそのしきい値電圧は高くなる。この結果として、形成されるディスプレイデバイスはより高い駆動電圧を必要とする。
好適態様において、本発明による組成物は下記グループ４から少なくとも１種のフルオロ−化合物を２０〜４０重量％、特に２５〜３５重量％を含有する：
【０００９】
【化１０】
式中、Ｒ4は炭素原子１〜５個を有する直鎖状アルキル基であり、そして
Ｌ1およびＬ2はそれぞれ独立して、ＨまたはＦである。
もう一つの好適態様において、本発明による組成物はグループ４の化合物において、Ｌ1およびＬ2がＨである少なくとも１種の化合物と、Ｌ1およびＬ2がＦである少なくとも１種の化合物とを含有する。
もう一つの好適態様において、本発明による組成物は下記グループ５から少なくとも１種のフルオロ−化合物を５〜２０重量％、特に７．５〜１５重量％を含有する：
【００１０】
【化１１】
式中、Ｒ5は炭素原子１〜５個を有する直鎖状アルキル基である。
【００１１】
グループ１、２、３、４および５の化合物は、少なくとも８０重量％までの量で、特に９５〜１００重量％の量で添加する。本発明による組成物においてその他の成分を２０重量％までの量で含有する場合には、これらの成分は複屈折率または誘電異方性の調整のために添加される。これらの追加の成分は一般に、シアノビフェニル化合物、シアノターフェニル化合物、シクロヘキシルベンゾニトリル化合物、ジアルキルトラン化合物、アルキルアルコキシトラン化合物およびシクロヘキシルトラン化合物からなるメソゲン性化合物群から選択される。ネマティック液晶組成物をポリマー分散型液晶ディスプレイデバイスに使用する場合に、化合物の使用法およびデバイスの製造方法には特に制限はない。公知技術、例えば、液晶組成物をポリマーカプセル中に導入する方法、組成物および光硬化性または熱硬化性材料を混合し、次いで相分離させて、滴状液晶を生成させる方法、またはポリマーおよび組成物の両方を溶剤中に溶解し、このポリマーと組成物との混合物から溶剤を除去する方法、を使用することができる。
【００１２】
【実施例】
本発明を下記の具体例により説明する。しかしながら、本発明の範囲はこの具体例により制限されるものではない。
例１
表１に示されているとおりのネマティック液晶組成物を製造する。この組成物は下記の物性を示す：
透明点（℃）： ＋９９
複屈折率： ０．２２７８
誘電異方性： １１．９
しきい値電圧（Ｖｔｈ）： ２．１３Ｖ
【００１３】
この組成物を２−エチルヘキシルアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレートおよびウレタンアクリレートから得られるオリゴマーの樹脂混合物に添加する。光開始剤［チバガイギー社（Ciba Geigy,Basle,Switzerland）から得られるイルガキュア（Irgacure）１８４］を添加し、次いでこの組成物を２枚のＩＴＯ板から形成されているセル中に充填し、次いで室温で５分間、３６５ｎｍおよび３０ｍＷ／ｃｍ2の強度のＵＶを照射する。
【００１４】
表１：
【化１２】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネマティック液晶組成物、特にポリマー分散型の液晶ディスプレイデバイス用のネマティック液晶組成物に関し、さらに特に液晶とポリマーとの界面における光散乱を制御するために外部電圧を使用することにより滴状液晶（あるいは連続液晶ネットワーク）とポリマーとの間の屈折率の差を変えることによって表示モードに適用される液晶ディスプレイ部品として使用するためのネマティック液晶組成物に関する。平面ディスプレイデバイス、投映型テレビジョンまたはパーソナルコンピューター、ラップトップまたはパームトップ、遮断効果(shuttering effects)が応用される表示板、窓、ドアまたは壁に使用することができ、特に、ＭＩＭダイオードアレイによりアドレスされるディスプレイデバイスに適用することができるネマティック液晶組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、実用されるＴＮ型またはＳＴＮ型のディスプレイデバイスには、偏光および配向手段が必要である。
これらの欠陥を回避するためには、液晶材料の屈折率を利用して、透過性および白濁状態を電気的に制御することが示唆されている（例えば、ＪＰ５８−５０１６３１−Ａ、ＪＰ５９−２２６３２２−Ａ、ＪＰ６１−５０２１２８−Ａ）。
このようなポリマー分散型ディスプレイに使用される液晶材料は基本的に、末端シアノ基を含有する棒状化合物からなる。
最近、このようなポリマー分散型ディスプレイの性能を改良するために、或る種のクロロ−化合物を下記式で表わされる３−フルオロベンゾニトリル化合物と組合せることが提案された：
【０００３】
【化６】
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ポリマー型の液晶ディスプレイデバイスにとって最も重要な要件、すなわち低い駆動電圧、大きいコントラスト、優れた耐光性および高い鮮明度、とりわけ、８５℃またはそれ以上の透明点を必要とする広い動作温度範囲といった全ての要件に適合する新規液晶組成物を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
適当な樹脂材料と組合せて、大きい複屈折率（△ｎ≧０．２００）および８５℃〜１１０℃の透明点を有する液晶組成物を使用することによって本発明の課題を解消することができる。
従って、本発明はネマティック液晶組成物に関し、この組成物は下記グループ１からの少なくとも１種のシアノ−化合物を５〜２０重量％、好ましくは７．５〜１５重量％：
【化７】
ＬはＨまたはＦである；
【０００６】
下記グループ２からの少なくとも１種のクロロ−化合物を２５〜５０重量％、好ましくは３０〜４０重量％：
【化８】
および
【０００７】
下記グループ３からの少なくとも１種のクロロ−化合物を５〜２０重量％、好ましくは７．５〜１５重量％：
【化９】
Ｒ3は炭素原子１〜５個を有する直鎖状アルキル基である；
含有するネマティック液晶組成物。
【０００８】
グループ２およびグループ３の液晶化合物は化学安定性の点で特に優れている。これらの化合物の含有量が多いほど、その液晶組成物は一層安定になる。しかしながら、組成物がグループ２およびグループ３の化合物からのみなる場合には、その誘電異方性は小さくなり、従ってそのしきい値電圧は高くなる。この結果として、形成されるディスプレイデバイスはより高い駆動電圧を必要とする。
好適態様において、本発明による組成物は下記グループ４から少なくとも１種のフルオロ−化合物を２０〜４０重量％、特に２５〜３５重量％を含有する：
【０００９】
【化１０】
Ｌ1およびＬ2はそれぞれ独立して、ＨまたはＦである。
もう一つの好適態様において、本発明による組成物はグループ４の化合物において、Ｌ1およびＬ2がＨである少なくとも１種の化合物と、Ｌ1およびＬ2がＦである少なくとも１種の化合物とを含有する。
もう一つの好適態様において、本発明による組成物は下記グループ５から少なくとも１種のフルオロ−化合物を５〜２０重量％、特に７．５〜１５重量％を含有する：
【００１０】
【化１１】
【００１１】
グループ１、２、３、４および５の化合物は、少なくとも８０重量％までの量で、特に９５〜１００重量％の量で添加する。本発明による組成物においてその他の成分を２０重量％までの量で含有する場合には、これらの成分は複屈折率または誘電異方性の調整のために添加される。これらの追加の成分は一般に、シアノビフェニル化合物、シアノターフェニル化合物、シクロヘキシルベンゾニトリル化合物、ジアルキルトラン化合物、アルキルアルコキシトラン化合物およびシクロヘキシルトラン化合物からなるメソゲン性化合物群から選択される。ネマティック液晶組成物をポリマー分散型液晶ディスプレイデバイスに使用する場合に、化合物の使用法およびデバイスの製造方法には特に制限はない。公知技術、例えば、液晶組成物をポリマーカプセル中に導入する方法、組成物および光硬化性または熱硬化性材料を混合し、次いで相分離させて、滴状液晶を生成させる方法、またはポリマーおよび組成物の両方を溶剤中に溶解し、このポリマーと組成物との混合物から溶剤を除去する方法、を使用することができる。
【００１２】
【実施例】
本発明を下記の具体例により説明する。しかしながら、本発明の範囲はこの具体例により制限されるものではない。
例１
表１に示されているとおりのネマティック液晶組成物を製造する。この組成物は下記の物性を示す：
透明点（℃）： ＋９９
複屈折率： ０．２２７８
誘電異方性： １１．９
しきい値電圧（Ｖｔｈ）： ２．１３Ｖ
【００１３】
この組成物を２−エチルヘキシルアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレートおよびウレタンアクリレートから得られるオリゴマーの樹脂混合物に添加する。光開始剤［チバガイギー社（Ciba Geigy,Basle,Switzerland）から得られるイルガキュア（Irgacure）１８４］を添加し、次いでこの組成物を２枚のＩＴＯ板から形成されているセル中に充填し、次いで室温で５分間、３６５ｎｍおよび３０ｍＷ／ｃｍ2の強度のＵＶを照射する。
【００１４】
表１：
【化１２】
Claims (2)
- 下記グループ１からの少なくとも１種のシアノ−化合物を５〜２０重量％：
下記グループ２から少なくとも１種のクロロ−化合物を２５〜５０重量％：
下記グループ３からの少なくとも１種のクロロ−化合物を５〜２０重量％：
Ｒ3は炭素原子１〜５個を有する直鎖状アルキル基である；
下記グループ４からの少なくとも１種のフルオロ−化合物を２０〜４０重量％：
Ｌ 1 およびＬ 2 はそれぞれ独立して、ＨまたはＦである；および
下記グループ５からの少なくとも１種のフルオロ−化合物を５〜２０重量％：
含有するネマティック液晶組成物。 - グループ４からの化合物において、Ｌ1およびＬ2がＨである少なくとも１種の化合物と、Ｌ1およびＬ2がＦである少なくとも１種の化合物とを含有する、請求項１に記載のネマティック液晶組成物。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP96106199 | 1996-04-19 | ||
| EP96119288 | 1996-12-02 | ||
| DE96106199.1 | 1996-12-02 | ||
| DE96119288.7 | 1996-12-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1053771A JPH1053771A (ja) | 1998-02-24 |
| JP4130242B2 true JP4130242B2 (ja) | 2008-08-06 |
Family
ID=26141877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11510697A Expired - Fee Related JP4130242B2 (ja) | 1996-04-19 | 1997-04-18 | ネマティック液晶組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4130242B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5154758B2 (ja) * | 2005-02-25 | 2013-02-27 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 液晶媒体 |
-
1997
- 1997-04-18 JP JP11510697A patent/JP4130242B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1053771A (ja) | 1998-02-24 |
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