JPH03229789A - 液晶組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上のｔり用分野） 本発明は液晶表示素子に用いられる誘電異方性が正の液
晶組成物に関する。

（従来の技術と課題） 電卓、時計等の表示装置として、液晶表示素子する様に
、誘電異方性Δεの値が大きく（４〜１２）低粘度で（
４Ｑｃｐ以下）、且つ、広い温度範囲で動作する様に、
Ｃ−Ｎ点（結晶相−ネマチンク相の転移点）が低く（０
°Ｃ以（ト）、Ｎ−１点（ネマチンク相−等方相の転移
点）が高い（６０°Ｃ以上）ことが望まれている。これ
らの特性を満足させるために、従来の液晶は、２つの環
構造を持つ２環の誘電異方性Δεが正に大きい液晶材料
と、２つの環構造を持つ２環の誘電異方性Δεが負、又
はほとんどｒＱ、に近い低粘度の液晶材料と、３つの環
構造を持つ３環のＮ−１点が高い高温液晶材料とを、そ
れぞれ配合した液晶組成物が用いられている。

即ち、この液晶組成物は、２環の誘電異方性Δεが負の
液晶材料として、液晶組成物の粘度を低下させるために
、低粘度であるが屈折率異方性Δｎの値が小さい、一般
式 で表わされる液晶化合物が用いられ、そして、液晶素子
の印加電圧に対する透過光強度の変化の急峻性を良（す
るために屈折率異方性Δｎの値が大きいことが要求され
ているので、２環の誘電率異方性Δｎの値が正の液晶材
料として、屈折率異方正Δｎの大きな、一般式 で表わされる液晶化合物が多量に配合され、誘電率異方
性Δεの値が正で特に大きな値をもつ、形式 で表わされる液晶化合物が小量配合され、さらに、３環
の高温液晶材料として、液晶組成物全体の屈折率異方性
の値を適性化するために屈折率異方性Δｎの値が０．１
３〜０．１５と大きく、誘電異方性Δεの値が正の、−
形式 で表わされる液晶化合物が配合されており、これらの液
晶材料の配合によって液晶組成物としての所望の特性を
得ようとしていた。

しかしながら、上述した様な従来の液晶組成物は、屈折
率異方性Δｎの値が大きい一般式（ｂ）、　（ｃｌ（ｅ
）、げ）で表わされる液晶化合物の配合割合が多く、こ
れらの液晶化合物は誘電異方性Δεの値手大きく、且つ
粘度が高いためイオン性の不純物を取り込み易く、液晶
組成物の信鱈性を低下させると共に粘度を十分低くする
ことができなかった。また、−形式（ｅ）、げ）で表わ
される屈折率異方性Δｎの値が大きく、誘電異方性Δε
の値が正である３環の液晶は、弾性定数にの値が大きく
、 で表わされる液晶表示素子のしきい値電圧Ｖｔｈを低下
させることができながった。

その結果、従来の液晶組成物は、誘電異方性Δεの値が
大きい割には、弾性定数にの値が大きいため、液晶表示
素子のしきい値電圧ｖｔｈを低下させることができず、
初期電流値が高く、消費電流が多いという欠点があり、
また誘電異方性Δεが負の液晶材料として低粘度の液晶
化合物を用いていでも、屈折率異方性Δｎの値が大きく
、且つ粘度が高い液晶化合物を多量に配合しているため
、粘度が十分低下せず応答速度が遅いという欠点があっ
た。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その
目的は、屈折率異方性Δｎの値が大きく、低粘度で、低
電圧の印加により高速応答させる液晶表示素子に通した
液晶組成物を提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するため、誘電異方性Δεの
値が正の液晶材料中、特に誘電異方性Δεの値が大きく
、且つ低粘度の液晶化合物と、誘電異方性Δεの値がほ
ぼ０又は負の液晶材料中及び高温液晶材料中、屈折率異
方性Δｎの値が大きく、且つ低粘度の液晶化合物とを配
合したものであり、特に、屈折率異方性Δｎの値が大き
く、且つ低粘度の液晶化合物の配合割合を多くしたこと
を特徴とする液晶組成物である。

即ち、誘電異方性Δεの値が正に大きい液晶材料七して
：よ、 一般式 （ここで、計は炭素数が２乃至３のアルキル基を示し、
Ｒ２は炭素数が２乃至５のアルキル基を示し、Ｒ３は炭
素数が２乃至４のアルキル基を示す。）で表わされる液
晶化合物が用いられる。特に、−形式（ＩＩ）の液晶化
合物は、信鎖性が高く、誘電異方性Δεの値が大きく、
且つ低粘度であるため多量に配合させることができる。

これらの−形式（１）、　　（ＩＩ）、　　（ＩＩＩ）
で表わされる液晶化合物のうち、少なくとも２種（好ま
しくは異なる一般式に属する少なくとも２種）を配合し
て第１の液晶材料とする。

誘電異方性Δεの値が負の液晶材料としては、−船人、 ｆ承虜 （ここで、Ｒ４は炭素数が３乃至５のアルキル基を示し
、Ｒ５は炭素数が１乃至６のアルキル基又はアルコキシ
基を示す。） で表わされる液晶化合物が用いられる。この−船人（Ｉ
Ｖ）の液晶化合物は、低粘度であるが屈折率いて第２の
液晶材料とする。

誘電異方性Δεの値がほぼ０である液晶材料としては、
−船人、 （ここで、Ｒ６は炭素数が１乃至５のアルキル基を示し
、Ｒ７は、炭素数が１乃至６のアルキル基又はアルコキ
シ基を示し、Ｒ１１は炭素数が２乃至７のアルキル基を
示し、Ｒ９は炭素数が２乃至７のアルキル基又はアルコ
キシ基を示すａ）で表わされる液晶化合物が用いられる
。これらの液晶化合物は、屈折率異方性Δｎの値が大き
く、特に−船人（Ｖ）の液晶化合物は低粘度であり、比
較的多量に配合される。また、−船人（Ｖｌ）の液晶化
合物は弾性定数にの値が小さい。これらの−船人（Ｖ）
、　　（ＶＩ）で表わされる液晶化合物のうち、少なく
とも１種を用いて第３の液晶材料とする。Ｎ−１点が高
い高温液晶材料としては、船人 （ここで、ＲＩｏは炭素数が３乃至５のアルキル基を示
し、Ｒ１＋は炭素数が２のアルキル基を示し、Ｒ１２４
及びＲ１４は炭素数が３のアルキル基を〆示し、Ｒ′３
は炭素数が４乃至５のアルキル基を示し、ＲＩ５は炭素
数が２乃至４のアルキル基を示す。）で表わされる液晶
化合物が用いられる。−船人（■）の液晶化合物は、屈
折率異方性Δｎの値が大きく、且つ、低粘度であり、−
船人（ＩＸ）の液晶化合物は、屈折率異方性Δｎの値が
大きく、且つ弾性定数にの値が小さい。

これら帖−船人（■）、（■）、　　（ＩＸ）で表わさ
れる液晶化合物のうち、少なくとも１種を用いて液晶材
料を、それぞれ、５乃至７５重量％、１０乃至５０重量
％、Ｏ乃至４０重量％、１ｏ乃至４５重量％の割合で配
合される。望ましくは、第１乃至第４の液晶材料の配合
割合が、それぞれ、１９乃至６０重量％、ｌＯ乃至２５
重量％、０乃至３１重量％、２０乃至３０重量％である
。

また、本発明の液晶組成物は、第１の液晶材料として一
般式（■）、及び（Ｉ［［）の液晶化合物と、第２の液
晶材料として一般式（■）の液晶化合物と、第３の液晶
材料として一般式（Ｖ）の液晶化合物と、及び第４の液
晶材料として、−船人（■）又は−船人（■）、（■）
に液晶化合物とを配合することによって達成される。こ
の場合の配合割合は、−船人（ｎ）、　　（ＩＩＩ）、
　　（ＩＶ）、　　（Ｖ）。

（■）、及び（■）の液晶化合物がそれぞれ、３０重量
％、１５重量％、１５乃至２０重量％、１゜乃至１５重
量％、０乃至１０重量％、２０重量％である。

一般式（１）乃至（■）の液晶化合物を配合する場合、
−船人（１）、　　（Ｉｆ）、　　（ｆｉｒ）、　　（
ＩＶ）。

（Ｖ）、（■）、及び（■）の液晶化合物は、それぞれ
、０乃至１７重量％、４乃至３３重量％、１０乃至１５
重量％、１０乃至２５重量％、０乃至３１重量％、Ｏ乃
至５重量％、１０乃至２２重量％、４乃至２０重量％の
割合で配合される。望ましくは、一般弐Ｎ）、（ｎ）、
（Ｉ［［）、（ｒＶ）（Ｖ）、（■）、（■）の液晶化
合物によって配合され、この場合の配合割合は、それぞ
れＯ乃至１７重量％、４乃至３３重量％、ＩＯ乃至１５
重量％、１０乃至２５重量％、０乃至３１重量％、１０
乃至２２重量％、４乃至２０重量％である。

さらに望ましくは、−形式（１）、　　（ＩＩ）、　　
（ＩＩＩ）（ｒｖ）、（Ｖ）、　　（■）、（■）の液
晶化合物の配合割合がそれぞれ、０乃至１７重量％、４
乃至３３重量％、１０乃至１５重量％、１４乃至２５重
量％、Ｏ乃至２８重量％、２２重量％、４乃至６重量％
である。

上述した本発明の液晶組成物は、第１の液晶材料中、低
粘度の一般式（ｎ）で表わされる液晶化合物の配合割合
を多くするか、又は、第２の液晶材料の一般式（ＩＶ）
の液晶化合物及び第３の液晶材料中、−形式（Ｖ）の液
晶化合物が多量に配合され、さらに第４の液晶材料中、
屈折折率異方性Δｎの値が大きい一般式（■）で表わさ
れる液晶化合物が多量に配合されている。したがって、
液晶組成物全体として屈折率異方性Δｎの値が大きく、
且つ低粘度の液晶化合物の配合割合が多くなり、低粘度
で且つ屈折率異方性Δｎの値が大きい。

（実施例） 本発明の液晶組成物について、その具体的な実施例を以
下に説明する。

表１に本発明の第１実施例乃至第１１実施例を示した。

この表１は、各−形式で表わされた液晶化合物の各実施
例ごとの配合割合を重量％で現わしたものである。この
表１中で、実施例１．２は、−形式（ｎ）、（■）、（
ＩＶ）、（Ｖ）、（■）又は−形式（ｎ）、（Ｉｎ）、
（ＩＶ）、（Ｖ）、（■）（■）で表わされる液晶化合
物のみからなる本発明の液晶組成物を示している。実施
例３，４．６は一般式（ｎ）で表わされる液晶化合物の
配合割合を多くして、誘電異方性Δεの値を大きくした
液晶組成物であり、実施例５．７は、−形式（ｒＶ）（
Ｖ）の液晶化合物の配合割合を多くして、誘電異方性Δ
εの値を小さくした液晶組成物である。

また、本発明の液晶組成物は、誘電異方性Δεの値が大
きい実施例６の液晶組成物と、誘電異方性Δεの値が小
さい実施例７の液晶組成物とを調製し、これらの２つの
液晶組成物をそれぞれ所定の比率で配合することによっ
て、所望の誘電異方性Δεの値を有する液晶組成物を調
製することができる。実施例８，９．１０．１１は、実
施例６の液晶組成物と実施例７の液晶組成物との配合比
率が、それぞれ３７／６３．４０／６０．４６１５４、
　５１／４’９の場合を示しており、その配合比率に応
じて異なる誘電異方性をもった液晶組成物が得られる。

上述した実施例１乃至１１は、表１に開示した特性から
明らかな如く、Ｎ−Ｉ点が６４°Ｃ以上と高（、屈折率
異方性Δｎが０．１３３〜０．１３９と大きく、粘度が
２７ｃｐ以下（常温において、以下同じ）と極めて低く
、また、誘電率異方性Δεの値は、２．９〜１０までの
任意の値が得られる。

本発明の液晶組成物について、さらに具体的な実施例を
表２に示す。表２中、実施例１２．１３１４は、第１の
液晶材料の配合割合を多くして誘電異方性Δεの値を大
きくした液晶組成物であり、実施例１５．１６は、第２
．第３の液晶材料の配合割合を多くして誘電異方性Δε
の値を小さくした液晶組成物である。表２に開示した特
性から明らかな如く、実施例１２乃至１６は、Ｎ−１点
が６４°Ｃ以上と高く、屈折率異方性Δｎの値が０．１
３７〜０．１３９と大きく、粘度が２７ｃｐ以下と極め
て低い。また誘電異方性Δεの値は３．０乃至９．５の
範囲で得られ、これらの液晶組成物を用いた液晶表示素
子をスタティック駆動したときのしきい値電圧ｖｔｈは
、２．３０　Ｖ乃至１．４０　Ｖであり、本発明の液晶
組成物は誘電異方性Δεの値に比べて駆動電圧を低くす
ることができる。

（発明の効果） 上述した様に、本発明の液晶組成物は、誘電異方性Δε
の値がほぼ０である第３の液晶材料及び第４の液晶材料
として、屈折率異方性Δｎの値が比較的大きく、且つ低
粘度の液晶化合物を多く配合したので、液晶化合物とし
ての屈折率異方性Δｎの値が大きくなり、且つ、粘度を
低下させることができた。その結果、本発明の液晶組成
物を用いた液晶表示素子は、駆動するときのしきい値電
圧が低下して消費電力が減少し、且つ、低粘度であるた
め応答速度も速い。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（II）′ ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（III） （ここで、Ｒ＾１は炭素数が２乃至３のアルキル基を示
   し、Ｒ＾２は炭素数が２乃至５のアルキル基を示し、Ｒ
   ＾３は炭素数が２乃至４のアルキル基を示す。）で表わ
   される液晶化合物のうち、少なくとも２種からなる第１
   の液晶材料を５乃至７５重量％と、 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（IV） （ここでＲ＾４は炭素数が３乃至５のアルキル基を示し
   、Ｒ＾５は炭素数が１乃至６のアルキル基又はアルコキ
   シ基を示す。） で表わされる液晶化合物のうち、少なくとも１種からな
   る第２の液晶材料を１０乃至５０重量％と、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（Ｖ） ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（VI） （ここで、Ｒ＾６は炭素数が１乃至５のアルキル基を示
   し、Ｒ＾７は、炭素数が１乃至６のアルキル基又はアル
   コキシ基を示し、Ｒ＾８は炭素数が２乃至７のアルキル
   基を示し、Ｒ＾９は炭素数が２乃至７のアルキル基又は
   アルコキシ基を示す。） で表わされる液晶化合物のうち、少なくとも１種からな
   る第３の液晶材料を０乃至４０重量％と、及び 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（VII） ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（VIII） ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（IX） （ここで、Ｒ＾１＾０は炭素数が３乃至５のアルキル基
   を示し、Ｒ＾１＾１は炭素数が２のアルキル基を示し、
   Ｒ＾１＾２及びＲ＾１＾４は炭素数が３のアルキル基を
   も示し、Ｒ＾１＾３は炭素数が４乃至５のアルキル基を
   示し、Ｒ＾１＾５は炭素数が２乃至４のアルキル基を示
   す。）で表わされる第４の液晶材料を１０乃至４５重量
   ％とを配合してなる液晶組成物。
2. （２）第１の液晶材料を１９乃至６０重量％と、第２の
   液晶材料を１０乃至２５重量％と、 第３の液晶材料を０乃至３１重量％と、及び第４の液晶
   材料を２０乃至３０重量％とを配合してなる請求項１記
   載の液晶組成物。
3. （３）一般式 I で表わされる液晶化合物が０乃至１７
   重量％と、 一般式IIで表わされる液晶化合物が４乃至３３重量％と
   、 一般式IIIで表わされる液晶化合物が１０乃至１５重量
   ％と、 一般式IVで表わされる液晶化合物が１０乃至２５重量％
   と、 一般式Ｖで表わされる液晶化合物が０乃至３１重量％と
   、 一般式VIIで表わされる液晶化合物が１０乃至２２重量
   ％と、及び一般式VIIIで表わされる液晶化合物が４乃至
   ２０重量％とを配合してなる請求項１記載の液晶化合物
   。