JPH0338623A - 高い自然分極と低い螺旋ピッチを持つ強誘電性液晶部材 - Google Patents

高い自然分極と低い螺旋ピッチを持つ強誘電性液晶部材

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JPH0338623A
JPH0338623A JP2166543A JP16654390A JPH0338623A JP H0338623 A JPH0338623 A JP H0338623A JP 2166543 A JP2166543 A JP 2166543A JP 16654390 A JP16654390 A JP 16654390A JP H0338623 A JPH0338623 A JP H0338623A
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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】 強誘電性液晶混合物(FLC混合物〉を含むスウィッチ
部材とデイスプレ一部材(“FLCディスプレー”)は
、例えば、EP−Bo、032,362号(−US−A
4,367.924号等で公知である。それらはFLC
層がその両側を特殊な層によって囲われており、それら
の層は普通はFLC層からスタートして此の順序に、少
なくとも一つの電気的絶縁層、電極、及び境界板(例え
ば、ガラス製の)から戒っている。更に、これらは若し
もそれらを“ゲスト−ホスト”モード又は再帰モードで
運転するならば一つの偏光子を、若しも屈折による分光
透過率をモードとして使用するならば二つの偏光子を含
む、一つ又は好ましくは二つの電気的な絶縁層は所謂配
向層として用いられる。
そのような配向層は、十分に小さく選ばれる境界板の面
間隔と一緒になって、FLC混合物中のFLCを分子が
長軸方向に互いに平行に並んだ配置を取らせ、スメクチ
ック平面は配向層に対して垂直または斜めに配置される
。このような並び方では、周知の如く分子は二つの等価
の配向を持ち、二つの配向の間で分子配向は電場のパル
スを適用することによってスウィッチ動作を行うことが
できる、即ち、FLCディスプレーは二つの方式にスウ
ィッチされる事ができ、スウィッチ開閉時間はマイクロ
秒の範的に在り、この時間はFLC混合物の自然骨% 
(Spontaneous  Po1arizatio
n)に逆比例する。
現在でも猶産業界の慣習に多く見ることができるLC(
w!晶〉ディスプレーと比較した時のそのようなFLC
ディスプレーの本質的な優位性は、得られるマルチプレ
ックス比、即ち、タイム−シーケンシャルなプロセス(
“マルチプレックス゛°プロセス)において駆動し得る
ターゲットの最大数であると考えられ、それがFLCデ
ィスプレーの渇きには有意的に大きい、この電気的駆動
は本質的に上述の電気パルスによるアドレッシングに基
づいている。しかしながら、過去10年間にFLCディ
スプレーが更に発展した過程で不利な点も出現した。そ
れは前述の電気パルスによるアドレッシングが、自然分
極の変化が十分に小さな値の場合に限ってのみ頻繁に二
つの安定な状態の間で再現性のあるスウィッチ動作をす
ると言う事実に在る0例として、比較的長い時間二つの
安定な状態の一つく″静止イメージ”)に置かれていた
FLCでは、夫れぞれ別の状態へのスウィッチの切り替
えに非常な困難を伴なうこと、即ち、高い振幅を与えた
時か又は印加電圧の非常に長いパルス持続時間を与えた
場きのみスウィッチ動作をすると言うことが観察される
。ディスプレーに映し出されたものが映像である場合は
、光学的なヒステリシスによる此の挙動は、比較的長い
時間に互って描き出されたイメージが次のイメージの中
に“ゴーストイメージ”の形のシルエット(影法師)と
して認められる状態になる。このような光学的なヒステ
リシス現象はFLC混き物の自然分極が大きければ大き
い程−層顕著であるように見える。特別に分極が高い値
の場合(P S> 35 nC−cm−’)、一般に電
気パルスのアドレッシングでは最早いかなるスウィッチ
動作も達成することは出来ない。この光学的ヒステリシ
スの現象の原因に関する一つの考え方は、FLC混合物
中のイオン性の不純物がその原因ではないかと言うこと
である。以前から知られている解決策;  a)FLC
混合物と電極の間を直接接触させることと b)集中的
洗浄、は未だ満足できる結果を与えていない。第一の方
法は短絡の回避に金が掛かり過ぎるし、第二の方法は混
合物の個々の各成分に就いて特別な洗浄を必要とする。
これまで知られているFLCディスプレーの場合は出発
点は、管理された基礎の上で、境界板の間隔を強誘電体
用特有の捩れ(パ螺旋″〉の発達が抑えられるように選
ぶことである。これは次のようにして行なわれる一最初
に引用した特許EP−Bを参照のこと一境界板の間隔が
大凡そ自然の螺旋ピッチの5倍以下になるようにする。
しかしながら、光学的なスウィッチング挙動の為に、そ
して又全般的な技術上の理由から、プレートの間隔を任
意に小さく設定する可能性は実際上無いも同然であるの
で、実際の慣例では大凡そ2μ論の間隔が採用されてい
る。この理由から、従来は可能な限り最大の螺旋ピッチ
を有するFLC211き物の開発に努力が向けられてき
た。この努力は同じく又最近になってプレートの間隔を
螺旋ピッチの4分の1以下にすべきであると言う更に高
い要求(グレイ他、執    −モ ロビック よZと旦Uユ)に従って為されてきた。
本発明の目的は、自然分極の値が高いにも拘わらずいか
なる光学的ヒステリシスも示さないようなFLC混合物
を開発することである。
発明は、例えば、前述の特許EP−Bに記述されたよう
なSSFLC(“Su+(ace  5tabiliz
edF erroelecLric  L 1quid
  CrysLaloo、表面安定化強誘電性液晶)技
術を使って操作できる既知のFLCディスプレー(強誘
電体用を示すLC混き物を用いたディスプレーとスウィ
ッチ部材による〉から出発する。これらのFLCディス
プレーは、層の厚さ(即ち、境界プレートの間隔)が1
〜10μ噛、特に1.2〜3μ論のものである0本発明
に従えば、そのようなFLCディスプレーでは、高い自
然分極PS> 20 nC−cm−2<25°C″′C
測定して〉、好ましくはP 5 > 35 n C−c
i*−”、特に好ましくはP 5> 40 nC−2を
示し、そして自然の螺旋ピッチが前述のSSFLCディ
スプレーの層の厚さの半分以下、特に好ましくは171
0以上を示すようなFLC混含物が利用される。好まし
くは、そのようなディスプレーは電気パルスによるアド
レッシングを受ける。
好ましい具体例において、強誘電相はS(*相であり、
そしてFLC混合物のフェイズシーケンスは次のように
進む: ■→N−+S^→Sc この場、6 、N *相の全温度範囲内で螺旋ピッチは
8μ−を下回ることなく、好ましくは15μ蛸以下にな
ることは無い、述べられた性質(即ち、高い自然分極、
スメクチック相における第一指定の螺旋ピッチとコレス
テリック相における第二指定の螺旋ピッチ)は、特に二
つ又は二つ以上の適当なキラルドーパント(対掌性の微
量添加不純物)が添加される非対掌性の液晶塩基性混合
物によって満足される。好都合には、そのような対掌性
ドーパントは全部=tSの自然分極に対して少なくとも
20%程度の貢献をしており、自然分極の値の中で同じ
符号を持ち;同時に、スメクチック相における自然螺旋
ピッチに対しては少なくとも20%程度寄与していて、
ツイスト(捩れ)容量では同一方向の回転を有し;N8
相においては、非対掌性ドーパントの二つは確かにそれ
らのツイスト容量の中で異なる符号(異なる方向の回転
)を示す・。
非対掌性の液晶塩基性混合物の中で前述の条件を満たす
化き物には、特に次の一般式(r)と(II)の化合1
勿がある; 但し、式中の記号と指数は下記の意味を持つ:R′=直
鎖もしくは枝分かれした(C+〜Cl2)のアルキル基
であり、その中で隣接しない一つ又は二つの−C82〜
基は一〇−及び/又は−8−によって置換されても良い
、 A−ジアジン−2,5−ジイル(diyl)又はアジン
−2,5−ジイル x、y=o及び/又はS R2,R’、R’−相互独立にH1直鎖の(cI〜c1
o)のアルキル基または枝分かれした(C3〜c1゜〉
のアルキル基であり、その中でR2、R3、R4は同時
にHであることはない。
特別に好ましい具体例においては下記の通りである R l =直鎖の(CS−C11)アルキル基であり、
その中で−CH2−基は一〇−又は−8−で置換され得
る。
X、Y=O; R2,Rコー トI R4=直鎖又は枝分がれした<CS〜Ct)のアルキル
基; A=ピリミジン−2,5−ジイル。
驚くべきことに、前述のFLC混合物を用いた時に、若
しも層の厚さを自然の螺旋ピッチの10倍より大きくす
れば強誘電相における螺旋の発展この場合は望ましくな
い−を抑圧することさえ可能であった0強誘電相におけ
る自然の螺旋ピッチが0.7μ−より小さいFLC混合
物においてさえ高い自然分極、PSliI!においては
いかなる光学的なヒステリシスも起こらず:PSM>1
00nC・c12ではいかなるゴースト現象も最早TA
察されなかった。更に本発明の利点は、短いスウイッチ
ング時間が維持されることと灰色の階調の描写が可能な
点に在る。
4、実施例 以下に述べる実施例では二つの非対掌性の液晶の塩基性
混合物AとB及び種々の対掌性ドーパントを用いる。そ
れとの比較において、二つの対掌性ドーパントと組み合
わせた液晶塩基性部き物A(本発明に従わない)の値を
研究する。
液晶混合物Aの含有成分は以下の通りである(含有率は
重量%〉。
混合物は次のフェイズシーケンスを示す:X−1s  
69  S^76  N  93  I液晶部き物Bの
含有成分は以下の通りである(含有率は重量%)。
13.39^1(=81) 4.49^2(=82) 14.78^3(=83) 8.14^4(=84) 混合物は次のフェイズシーケンスを示す:X−68 7
1 8^78  N  94  I本発明に従って適当
であるドーパントの例は下記の通りである: 詳細には、液晶混合物Aおよび/またはBの中で上に載
せたドーパントは温き物比10%において以下のデータ
を示す(表Iを参照のこと)。
本発明による以下の実施例(FLC混き物)は、上記の
データを考慮しながら前述のドーパント並びに同じくリ
ストアツブされた液晶混り物がち製造されたものである
(実施例1) FLC混合物M1は下記の組成(モル%)液晶混合物A
      85.8 ドーパントD 1     11.4 ノ)D25.7 71  D3    11.4 ノ/    D4          5.9とフェイ
ズシーケンス 本 Sc 63  S^ 7478 ■ を持つ。
(実施例2〉 FLC混合物M2は下記の組成(モル%)液晶混合物 
     70.6 ドーパントD 1     23.0 /7   D4     7.0 とフェイズシーケンス S(64S^65.5  N   80  Iを持つ。
(実施例3〉 FLC混合物M3は下記の組成(モル%)液晶混合物8
       72.0 ドーパントD 1       8.8/7  D2 
      4.4 1ノ   D  3               8
.8!t    D8               
6 、。
とフェイズシーケンス 寧 Sc  68.5  S^76  N   83.5 
 Iを持つ。
(参考例■〉 FLC混合物VMIは下記の組成 液晶混合物A        77.7ドーバントD 
7       10.3)I    D8     
         5 、Q77  D4      
 7.0 ドーパントD8 とフェイズシーケンス 車 5c58   Sp、  67   N  78  I
を持つ。
温度15℃で、このFLC混含物VMIはP+ 55+
+C−clの分極値を示す St相ではドーパントD7
とD8はそのツイスト容量で異なる狩号を持ち、全体と
してはセルの厚さ(層の厚さ)と比較して大きいピッチ
を与える。
本発明による実施PA1〜3の測定結果を表Hに示す、
すべての測定温度に対して、コレステリック相における
MlからM3のピッチは8μ−より大きい、15℃にお
ける電気パルスによるアドレッシングの場合は、全幅4
00μS、高さV/μmの二極パルスが発生しくMlに
就いて〉、パルス間のギャップは20+sに達する。V
MIと比較しても、本発明による液晶部な物のパルス高
さには達せず、却って最初に記述したような光学的ヒス
テリシスを生ずる結果となる。試験セル(指示したよう
な厚さの〉における二つの双安定性状態間の透過率の差
として光学的コントラスト(露光単位で表示した)を決
定した(表■を参照のこと)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、厚さ1〜10μmの層を有するSSFLCディスプ
    レーに、P_S>20nC・cm^−^2の高い自然分
    極(SpontaneousPolarization
    )と層の厚さの半分より小さい自然の螺旋ピッチを有す
    る強誘電性液晶(FLC)混合物を使用する方法。 2、層の厚さが1.2〜3μmである請求項1記載の方
    法。 3、螺旋ピッチが層の厚さの1/10よりも大きい請求
    項1記載の方法。 4、螺旋ピッチが層の厚さの1/10よりも大きい請求
    項2記載の方法。 5、FLC混合物がP_S>35nC・cm^−^2の
    自然分極を示す請求項1記載の方法。 6、FLC混合物がP_S>35nC・cm^−^2の
    自然分極を示す請求項2記載の方法。 7、FLC混合物がP_S>35nC・cm^−^2の
    自然分極を示す請求項3記載の方法。 8、FLC混合物がP_S>40nC・cm^−^2の
    自然分極を示す請求項1記載の方法。 9、FLC混合物がP_S>40nC・cm^−^2の
    自然分極を示す請求項2記載の方法。 10、FLC混合物がP_S>40nC・cm^−^2
    の自然分極を示す請求項3記載の方法。 11、厚さ1〜10μmの層を持ち、P_S>20nC
    ・cm^−^2の高い自然分極とFLCディスプレーの
    層の厚さの半分よりも小さい自然の螺旋ピッチを有する
    FLC混合物を含むSSFLC技術用のFLCディスプ
    レ−。 12、ディスプレーが電気パルスのアドレッシングを受
    ける請求項11記載のFLCディスプレー。
JP2166543A 1989-06-23 1990-06-25 高い自発分極と短い螺旋ピッチを有する強誘電性液晶部材を使用する方法および強誘電性液晶ディスプレー Expired - Fee Related JP2825318B2 (ja)

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