JPH0349957B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

＜技術分野＞ 本発明は、ねじれネマチツク電界効果型（TN
−FEM型）液晶表示装置に用いる液晶組成物に
関し、特に電圧平均化駆動法におけるマルチプレ
ツクス駆動特性時の表示コントラスト及び応答特
性に優れた組成物に関するものである。 近年、液晶表示装置において、特に表示情報量
の拡大化が要求されているが、そのためには必然
的にマルチプレツクス駆動の度数（Ｎ）を増すこ
とが必要となる。またこれとともに応答速度の向
上も望まれており、特にマトリツクス型液晶表示
方式を用いた動画表示にあつては、応答速度が画
像品位を決定付ける大きな要素となる。 ＜発明の目的＞ 本発明は、以上のような要素に応えるべくなさ
れたものでありマルチプレツクス駆動に適した、
応答速度の速い混合ネマチツク液晶組成物を提供
することを目的とするものである。 ＜実施例の説明＞ 最適なマルチプレツクス駆動法では、液晶表示
に際しての選択画素に印加される電圧V_S及び非
選択画素に印加される電圧V_NSとマルチプレツク
スの度数Ｎとの間には次式が成立する。 この式によれば、度数Ｎを増すためには、V_S
はV_NSに近い値にすることが望ましい。従つて、
液晶組成物をねじれネマチツクTNセルに封入し
て測定した光透過率対印加電圧曲線の閾値特性が
急峻であるほど表示コントラストが良好となり、
その結果Ｎを大きくすることができるので、情報
量の大きな表示が可能となる。液晶組成物のこの
ような特性を評価するためのパラメータとして光
透過率対印加電圧曲線の急峻度αを次のように定
義した。 α＝V₁₀／V₉₀ ここにV₉₀およびV₁₀は、TNセルの法線方向か
ら観測した光透過率がそれぞれ90％および10％と
なる電圧を表わす。 また、立上りおよび立下りの応答時間τr，τdは
ともに液晶層の厚さに依存するため、応答速度の
評価は液晶セル厚を統一して定める。 以上のパラメータα，τrおよびτdに着目してマ
ルチプレツクス駆動に適した応答特性の良い液晶
組成物を得た。この液晶組成物を構成する各成分
とそれを選択した理由について以下説明する。ま
ず、閾値の急峻度を増すための成分として種々の
化合物を検討した結果、 （Ｒ，R′はアルキル基：以下同様） で表わされる４−アルキルフエニル４−アルカノ
イルオキシ安息香酸が有効であることが判明し
た。一般に、閾値の急峻度を増すためにはスプレ
イの弾性定数K₁₁とベントの弾性係数K₃₃の比
K₃₃／K₁₁の小さいネマチツク液晶が適している
ことが知られているが、上記成分のK₃₃／K₁₁は、
約1.0と小さい。またこのエステル化合物の誘電
率は、分子長軸に直角方向の成分（ε⊥ ）が平行
成分（ε₁₁）より大きいいわゆる誘電率の異方性
Δεが負（Δε＝ε₁₁−ε⊥ ＜０）の液晶である。従
つて、Δεが正の組成物を得るためには、Δεが正
の成分液晶を添加しなければならない。Δεが正
の成分液晶として種々の化合物を検討した結果 で表わされる４−（４−アルキルシクロヘキシル）
ベンゾニトリルが効果的であることが判明した。
以下、実験試料として を混合して成る組成物に、それぞれ別個に４−
（４−アルキルシクロヘキシル）ベンゾニトリル
70％、4′−アルキル−４−シアノビシクロヘキシ
ル70％、または４−シアノフエニル４−アルキル
シクロヘキサンカルボキシレート70％を添加して
３種の組成物（それぞれ組成物１、２、３と称
す。）を構成した。それぞれの組成物１、２、３
の閾値特性と応答特性を測定したところ第１表に
示す結果を得た。これから明らかなように、組成
物１が両特性ともに優れている。

【表】 次に、液晶組成物のネマチツク温度範囲を拡大
する目的で高いネマチツク−等方性移温度を示す
成分を検討した。その結果 で表わされる４−アルキル−4′−（４−アルキル
フエニル）ビシクロヘキシルが有効であることが
判明した。以下、実験試料として （Ｒ＝C₃H₇，C₅H₁₁，C₇H₁₅） （R′＝C₃H₇，C₅H₁₁，C₇H₁₅） を混合して成る組成物に別個に４−アルキル−
4′−（４−アルキルフエニル）ビシクロヘキシル
30％または４−アルキル−4′−（４−アルキルシ
クロヘキシル）ビフエニル30％を添加した組成物
（それぞれ組成物４、５と称する）を調製した。
ところが、組成物４が室温でネマチツク相を示す
のに対して組成物５は室温でスメチツク相を示し
た。また組成物４は本成分液晶も添加する前に比
べて、清澄点が52℃から79℃に上昇しており実用
上必要な液晶温度範囲を有している。 次に、応答特性をさらに高めるための成分を選
定した。応答時間τは液晶組成物の粘度ηおよび
弾性定数Ｋと次の関係にある。 τ∝η／Ｋ そこで粘度の低い化合物として、ジ（４−アル
キルシクロヘキシル）エタン、４−（４−アルキ
ルシクロヘキシル）−１−アルコキシベンゼンま
たは４−（４−アルキルシクロヘキシル）−１−ア
ルキルベンゼンをそれぞれ別個に10重量％ずつ上
記組成物４に添加して、組成を調製した。得られ
た各組成物をそれぞれ、組成物６、７、８と称す
る。これらの組成物６、７、８の特性を第２表に
示す。

【表】

【表】 組成物４のτdが77ｍ秒であるから、応答特性
が明確に改善されたのは、組成物６のみである。
組成物７、８で改善が見られなかつた理由は、こ
れらの添加成分が、粘度を下げるだけでなく、同
時に弾性定数をも低下させたためと考えられる。 以上の結果に基いて構成した液晶組成物の実施
例を以下に示す。 実施例 ４−ヘキサノイルオキシ安息香酸 ４−プロピ
ルフエニル……17％ ４−ヘキサノイルオキシ安息香酸 ４−ペンチ
ルフエニル……14％ ４−ヘキサノイルオキシ安息香酸 ４−ヘプチ
ルフエニル……11％ ４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）
ベンゾニトリル……７％ ４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）
ベンゾニトリル……７％ ４−（トランス−４−ヘプチルシクロヘキシル）
ベンゾニトリル……７％ ４−プロピル−4′−（４−メチルフエニル）−ト
ランス、トランス−ビシクロヘキシル……14％ ４−プロピル−4′−（４−エチルフエニル）−ト
ランス、トランス−ビシクロヘキシル……14％ ジ（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）
エタン……９％ 以上の成分を混合して成る液晶組成物は、結晶
析出温度−５℃から清澄点77℃までネマチツク相
を示す。この液晶組成物を予めシランカツプリン
グ剤処理とラビング法の併用によるツイスト配向
処理を行なつたTNセルに注入し、TNセルの両
面に偏光板をその偏光軸が基板のラビング方向と
直交するように配置し、印加電圧対光透過率曲線
を測定した。その結果を３表に示す。 比較の対象として、次の組成による従来の液晶
組成物の特性も合せて第３表に示す。 ４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）
ベンゾニトリル……11.6％ ４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）
ベンゾニトリル……30.5％ ４−ペンチル−4′−シアノビフエニル……21.1
％ ４−（トランス−４−ペンチル）−4′−シアノビ
フエニル……11.0％ ４−ペンチル−4″−シアノターフエニル……
10.3％ トランス−４−ブチルシクロヘキシル安息香酸 トランス−４−プロピルシクロヘキシル……
15.5％

【表】 第３表の結果から、本実施例の液晶組成物は従
来のものと比較して光透過率対印加電圧の閾値特
性がより急峻でありマルチプレツクス駆動を行な
つた場合のコントラストが改善されている。また
応答速度も大幅に向上していることがわかる。 ＜発明の効果＞ 以上の如く、本発明の液晶組成物は表示特性が
非常に優れているため、電子式卓上計算器や時計
等の数値表示装置のみならず、さらに複雑な表示
形態の装置特にＸ−Ｙマトリツクス方式の表示容
量が大きい動画表示装置に使用した場合にその有
用性が顕著に表われる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１類； 第２類； 第３類； 第４類； 〔ここにR₁〜R₇は炭素数１から７の直鎖状ア
   ルキル基を表わし、シクロヘキサン環上の置換基
   はトランス配置をとつている。〕 なる構造式で表わされる各類からそれぞれ少なく
   とも１種を選択して混合し、第１類より選択され
   た化合物の含有量を30〜50wt％、第２類より選
   択された化合物の含有量を20〜70wt％、第３類
   より選択された化合物の含有量を30wt％前後、
   第４類より選択された化合物の含有量を10wt％
   前後にそれぞれ設定したことを特徴とする液晶組
   成物。