JPH0359089A - 強誘電性液晶組成物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、強誘電性液晶表示素子に用いられる強誘電性
液晶組成物に関する。

〔従来の技術〕

強誘電性液晶を用いた液晶表示素子は、応答が速く、表
示がメモリー効果を有するなどの利点がある。

この強誘電性液晶表示素子では、周知のように印加電場
の極性の反転によって液晶分子の配向状態を交互に変換
して表示を行うようにしているため、液晶分子の自発分
極の方向が交互に反転する。

この自発分極の反転に伴って、液晶セルの配向膜と液晶
層との界面において分極電荷（以下、電荷と略記する）
が発生し、該界面での静電気的エネルギーが増加する。

この電荷は、印加電場の極性の反転による自発分極の反
転に対して抑止力として働くため、メモリー性を不安定
にする。

特に、自発分極の大きな強誘電液晶などを用いた場合に
は、発生する電荷も増大し、良好なメモリー性を得るこ
とができなかった。

ところで、実際の強誘電性液晶表示素子においては、液
晶組成物中に含まれる不純物やポリイミドなどの配向膜
から滲出する不純物中に少量のイオン性物質が含まれて
いる。このため、このイオン性物質が印加電場に引かれ
て前記界面に移動し、前記電荷を打ち消し、メモリー性
を安定化せしめる機能を発揮することが予想される。し
かし、この不純物中のイオン物質は、その移動速度（以
下移動度と略記する）が小さく、７夜晶分子の自発分極
の反転速度に追従できないため、電荷を打ち消すことが
できず、むしろ逆にメモリー性を不安定化させることに
しか機能しないものと考えられる。

（１９８８，ＳＩＤ、１３．５　　参考）事実、自発分
極が２９　ｎＣ／　ｃｍ’と大きな値を有する強誘電性
液晶組成物（メルク社製ｒＺＬｌ−３７７４Ｊ）を用い
た表示素子ではメモリー性が得られず、またポリイミド
配向膜を用いた液晶表示素子でもメモリー性が得られに
くいことが知られている。（１４回液晶討論会予稿集、
２Ｂ１］５　参照） 〔発明が解決しようとする課題〕 したがって、この発明における課題は強誘電性液晶の液
晶分子の自発分極の反転によって生ずる前記界面での電
荷の発生を確実に打ち消して電荷による悪影響を防止し
安定なメモリー性が得られるような強誘電液晶組成物を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明では、大きな移動度を有するイオン性物質を強
誘電性液晶組成物に添加することをその解決手段とした
。

以下、この発明の詳細な説明する。

この発明で用いられるイオン性物質とは、強誘電性液晶
あるいは強誘電性液晶組成物中に完全に溶解し、イオン
に解離するとともに移動度が大きいものを言う。すなわ
ち、移動度がｌ　Ｘ　Ｉ　Ｑ−”ｃｍｔ／Ｖ−ｓｅａ以
上のものを言う。このような条件を満すイオン物質の具
体例としては、テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ、
分子量２０４、ジメチルテトラシアノキノジメタン（分
子量２３２、）テトラフルオロテトラシアノキノジメタ
ン（分子Ｍ２７６）、テトラシアノベンゾキノン（分子
量２０８）、テトラシアノジフェノキノジメタン（分子
量２８０）、テトラシアノナフトキノジメタン（分子！
２５４）などが挙げられ、これらはいずれも１〜５　Ｘ
　Ｉ　Ｏ−’ｃ＋ｎ’／　Ｖ−ｓｅａの移動度を有する
。

また、ここでの強誘電性液晶としては、特に限定されず
、例えばｐ−デシルオキシベンヂリデンーｐ°−アミノ
−２−メチルブチルーシンナメイトなど大きい自発分極
を示すスメクティック液晶が用いられ、特にカイラルス
メクティック相を示す温度領域が常温以下の低温から高
温にかけて広いものが好ましい。

大きな移動度を有するイオン性物質の強誘電性液晶への
添加量は、強誘電性液晶の自発分極の反転に伴って生じ
る界面での電荷量の少なくとも５０％以上の電荷を有す
る量とされ、上記化合物については強誘電性液晶の０．
０１〜１重量％程度とされる。

液晶物質中でのイオン性物質の移動度の測定方法は、−
殻内には確立されておらず、したがってこの発明での移
動度は本発明者が開発した方式によって求めたものであ
る。

この測定方法は、第１図に示すように、掌性によって作
製された液晶セル■の両電極間に、三角波発振器２から
の三角波を抵抗３を介して印加する。この時両電極間に
流れる７４流をＹ軸に、印加電圧をＸ軸に取ってメモリ
ー付Ｘ−Ｙレコーダ４に記録させると、例えば第２図に
示すようなグラフが得られる。第２図のグラフは、強誘
電性液晶組成物としてｒＺＬｌ−３７７４Ｊ　　（商品
名；メルク社製）を、配向膜としてポリイミド膜を用い
た液晶セルで、三角波の周波数を２０Ｈｚ、電圧を±２
０　Ｖ　（ｒｍｓ）とした時に得られたものである。こ
のグラフにおける電流のビークＰ、は液晶分子の自発分
極の反転による電流を示し、電流ビークＰ、は液晶組成
物中のイオン性物質（この例ではテトラシアノキノジメ
タンを０．０１重量％添加した。）の移動によって流れ
る電流を示す。

このイオン性物質による電流ビークＰ、のＸ軸上での位
置（電圧）から移動度が算出される。すなわち、電流ピ
ークＰ、の電圧値、印加三角波の周波数、液晶セルの液
晶層の厚さから算出される。

この例での移動度は１．４　Ｘ　Ｉ　Ｏ−”ｃｍ’／Ｖ
−ｓｅｃである。なお、電流ビークＰ、の位置は三角波
の周波数によってシフトし、周波数が高くなると高電位
側にシフトする。

通常、強誘電性液晶中に含まれる不純物中のイオン性物
質やポリイミドなどの配向膜から滲出する不純物中のイ
オン性物質のイオン移動度は、この測定方法では１〜３
　Ｘ　１０−’ａｍ／　Ｖ−ｓｅｃ程度である。一方、
上述の大きな移動度を有するイオン性物質は１〜５　Ｘ
　Ｉ　Ｏ−１ｌａｍ’／　Ｖ−ｓｅｃ程度の移動度を示
し、不純物中のイオン性物質の１０倍近い速度で移動す
ることがわかる。

したがって、この発明の強誘電性液晶組成物を用いて作
製された強誘電性液晶素子にあっては、強誘電性液晶分
子の自発分極の反転に伴って生じる電荷が、添加された
大きな移動度を有するイオン性物質の速やかな移動によ
って確実に打ち消され、安定なメモリー性が得られる。

以下、実施例を示してこの発明の作用効果を明確にする
。

〔実施例〕

（実施例１） 強誘電性液晶組成物として、自発分極Ｐｓが２９　ｎＣ
／　ｃｍ”のｒＺＬｌ−３７７４Ｊ　　（商品名；メル
ク社製）を用い、配向膜としてポリイミド配向膜ｒＪＩ
Ｂ−ＩＪ　　（商品名；日本合成ゴム製）を用いセルギ
ャップが２μｍの強誘電性液晶セルを作成する際に、上
記液晶組成物中に移動度が２×１０−Ｉｌａｍ”／　Ｖ
　ｓｅａのテトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）を重
量比で０％、０．０１％、０．１％、１％添加した４種
の液晶セルを用意した。

これらの液晶セルの電極間に周波数２０　Ｈｚ。

電圧４０Ｖ　（Ｐ−Ｐ）の双極性矩形波パルスを印加し
て、液晶セルの表示のメモリー性を評価した。

その結果、テトラシアノキノジメタンを０１Ｏ１％、０
１％、１％添加した強誘電性液晶組成物を用いたもので
は、いずれも第３図に示すような光学特性が得られ、安
定したメモリー性が得られることがわかった。これに対
し、テトラシアノキノジメタンを添加しない強誘電性液
晶組成物を用いたものでは、第４図に示すような光学特
性が得られ、メモリー性が得られないことが判明した。

（実施例２） 実施例１において、大きな移動度を有するイオン性物質
として、ジメチルテトラシアノキノジメタン、テトラフ
ルオロシアノ＋７ジメタン、ベンゾキノンをそれぞれ０
．１重量％添加した液晶セルを用意し、同様にしてメモ
リー性を評価したところ、いずれの液晶セルについても
第３図に示すような光学特性が得られ、安定したメモリ
ー性が得られることがわかった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の強誘電性液晶組成物は
、大きな移動度を有するイオン性物質を添加してなるも
のであるので、この強誘電性液晶組成物を用いて作られ
た液晶表示素子にあっては、強誘電性液晶分子の自発分
極の反転に伴う電荷が、前記イオン性物質の速やかな移
動によって確実に打ち消され、安定なメモリー性が得ら
れるものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明における移動度を測定するための装置
を示す構成図、第２図はこの装置によって得られた電圧
−電流曲線の一例を示すグラフ、第３図および第４図は
いずれも実施例での結果を示す光学特性のグラフであり
、第３図のものはメモリー性が得られたものを、第４図
のものはメモリー性が得られないものを示す。 第 図 ム 第 ２ 図 ■ 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 大きな移動度を有するイオン性物質を添加してなる強誘
   電性液晶組成物。