JPH09176648A - 電気光学液晶システム - Google Patents
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- G02F1/1395—Optically compensated birefringence [OCB]- cells or PI- cells
Abstract
答性、広視角範囲、低いしきい値電圧の温度依存性等を
具備した電気光学システムの提供。 【解決手段】 対向する2枚の透明基板の界面の夫々の
液晶分子のプレチルト角が両基板の中心面に対し面対称
な位置関係のベンドセルの外側を複屈折フィルム(1枚
以上)と偏光板(2枚以上)でクロスニコルに挟み、前
記液晶分子として特定構造を有する化合物および/また
は特定構造を有する液晶化合物を含む液晶混合物、およ
び/またはさらに特定構造を有する配向膜を用いること
を特徴とする電気光学システム。
Description
ムに関する。更に詳しくは対向する透明基板の一方の基
盤界面の液晶分子のプレチルト方向と、対向するもう一
方の基盤界面の液晶分子のプレチルト角とが両基板の中
心面に対し面対称な位置関係にあるベンドセルの上下基
盤の外側を少なくとも1枚の複屈折フィルムおよび少な
くとも2枚の偏光板でクロスニコルに挟むことを特徴と
し、場合によっては、対向する透明基盤のどちらか一方
の透明基盤上にマトリックス状に能動スイッチ素子を形
成した良好な高速応答性、広視角範囲、高コントラスト
を有する新規な電気光学液晶システムに関する。
プレチルト方向が基板間の中心面に対して面対称になる
ように準平行配向した液晶を充填してなる液晶パネル
(以下πセルと称す。)は電気光学特性におけるON−
OFF時間(以下、応答時間と称す。)が短く、また視
角依存性が著しく少ないという特徴を有している(Phil
ipJ.Bos et al, SID 83 DIGEST P.30-P.31, 1983)。
マトリックス状に形成された能動スイッチング素子を選
択的にスイッチングすることによって、フラット液晶画
像表示パネルが得られる(特開昭61−11632
9)。またπセルにおいては、OFF状態(ベンド配
向)が準安定であり、数秒から数十秒の緩和時間でより
安定な準ホモジニアス状態(スプレイ配向)に移行して
しまう。ON状態(垂直配向)とOFF状態のスイッチ
ングを安定に行うためにはOFF状態のベンド配向がス
プレイ配向に移行する前に、ある程度のバイアス電圧を
かける必要がある。具体的には、表示を阻害しない程度
の周期的なON電圧や不定期なパルスであってよい(特
開昭61−128227)。またπセルと複屈折フィル
ムをクロスニコルで挟み、さらに視角依存性を改良した
ものはOCBセルとして知られる(Y.Yamaguchi et a
l., SID 93 DIGEST P.227, 1993)。OCBセルにおいて
は、従来のTN(ツイストネマチック)、STN(スー
パーツイストネマチック)モードのセルとは全く異な
り、上下基盤間のツイスト角が0゜のセル(上述のπセ
ル)、二軸性の位相差板、及びカイラル剤を添加してい
ないネマチック液晶組成物を使用する。このOCBセル
の駆動上の特徴はセル中で液晶分子をベンド配向させた
状態で駆動することである。即ち、ベンド配向させた液
晶と二軸性の位相差板を組み合わせることにより、従来
のTN(ツイストネマチック)、STN(スーパーツイ
ストネマチック)モードのセルと比較して、非常に広い
視野角、及び非常に高いコントラストを実現できる。さ
らには、液晶をベンド配向させた状態で駆動させること
から、従来のTN(ツイストネマチック)、STN(ス
ーパーツイストネマチック)モードのセルと比較して、
約1/20〜1/500程度の非常に速い応答時間を実
現できる。
能動スイッチング素子との組み合わせは知られていな
い。特にOCBセルと能動スイッチング素子とを組み合
わせて用いる場合、使用する材料の特性、例えば液晶材
料、配向膜等の組み合わせが同セルの表示品位に重大な
影響を左右することも知られていなかった。例えば、前
述の従来技術において用いられた液晶はシアノフェノル
シクロヘキサン誘導体からなるメルク社製ZLI−11
32およびシアノビフェニル誘導体からなるBDH社製
E−44等である。また配向膜については一切の開示が
ない。πセルにおいて、特にπセルのどちらか一方の透
明基板上にマトリックス状に形成された能動スイッチン
グ素子を選択的にスイッチングすることによって、フラ
ット液晶画像表示パネルを構成する場合、画像信号の劣
化が画像表示特性、なかでもコントラストの劣化を招く
ことが知られている。画像信号の劣化は、セルの内面に
配置される構成材料、とりわけ液晶材料および配向膜材
料の直流残留電荷や電圧保持率に大きく依存している。
例えば前記ZLI−1132やE−44は末端基として
CN基を持つ化合物を多用しており、その直流残留電荷
は大きくなるばかりでなく、電圧保持率は非常に小さく
なる。その結果、これらの液晶材料はアクティブマトリ
ックス駆動においては表示のコントラスト低下を招き、
実用に供することができない。しかしながら、達成され
ている種々のパラメーターの組み合わせはまだかなり不
適当であり、中でも高いコントラストを有する本発明の
電気光学システムについては不十分である。これは種々
の要求が物性によって相反する影響を受けるという事実
に帰せられる。
時に上述の要求に合う広い動作温度領域、良好な高速応
答性、広視角範囲、低いしきい値電圧の温度依存性、低
い周波数依存性を備えるには解決すべき問題が多い。
諸欠点を持たないか、又はわずかな程度にしかそのよう
な欠点を示さないように、これらの問題点を解決するも
のであって、良好な高速応答性、広視角範囲、高コント
ラストを有する新規な電気光学システムを提供すること
である。
(14)の構成を有する。 (1)対向する透明基板の一方の基盤界面の液晶分子の
プレチルト方向と、もう一方の基盤界面の液晶分子のプ
レチルト角とが両基板の中心面に対し面対称な位置関係
にあるベンドセルの上下基盤の外側を少なくとも1枚の
複屈折フィルムおよび少なくとも2枚の偏光板でクロス
ニコルに挟むことならびに、式1で示される液晶化合物
または液晶性化合物群から選ばれる少なくとも1以上の
化合物、および/または式2〜4で示される液晶または
液晶性化合物群から選ばれる少なくとも1以上の化合物
を含む液晶混合物、および/またはさらに式5で示され
る液晶化合物の配向膜を用いることを特徴とする電気光
学システム。
らに、アルコキシメチル、またはアルコキシエチル基、
または炭素数7までのアルケニル基。Z1 、Z2 は各々
独立に−CH2 CH2 −、−COO−、および単結合を
示す。Qは−CF2 −、−OCF2 −、−OCF2 CF
HCF2 −または単結合である。YはH、F、Clまた
は一部のH原子がF原子に置き換わっていてもよいアル
キル基を示す。X1 、X2 はH、ClまたはFである。
A1 、A2 は各々独立にトランス−1,4−シクロヘキ
シレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−
フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、2,
3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、3,5−ジフル
オロ−1,4−フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイ
ル、ピリジン−2,5−ジイルである。)
シ、アルコキシアルキルである。Z1 は−CH2 CH2
−、−COO−、および単結合を示す。Qは−CF2
−、−OCF2 −または単結合である。YはH、F、C
lまたは一部のH原子がF原子に置き換わっていてもよ
いアルキル基を示す。X1 、X2 はH、ClまたはFで
ある。A1 はトランス−1,4−シクロヘキシレン、
1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレ
ン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフ
ルオロ−1,4−フェニレン、3,5−ジフルオロ−
1,4−フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、ピ
リジン−2,5−ジイルである。)
Z2 、Z3 は各々独立に−CH2 CH2 −、−COO
−、および単結合を示す。Qは−CF2 −、−OCF2
−または単結合である。YはH、F、Clまたは一部の
H原子がF原子に置き換わっていてもよいアルキル基を
示す。X1 、X2 はH、ClまたはFである。A1 、A
2 、A3 は各々独立に、トランス−1,4−シクロヘキ
シレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−
フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、2,
3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、3,5−ジフル
オロ−1,4−フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイ
ル、ピリジン−2,5−ジイルである。)
Phe−,−Cyc−,−Phe−Phe−,−Phe
−Cyc−,−Cyc−Cyc−,−Pyr−,−G−
Phe−,−G−Cyc−および鏡像体を示す。−Ph
e−はフッ素原子で修飾されてもよい1,4−フェニレ
ンを、−Cyc−はトランス−1,4−シクロヘキシレ
ン、トランス−1,4−シクロヘキセニレンを、−Py
r−はピリミジン−2,5−ジイル、またはピリジン−
2,5−ジイルを、−G−は2−(トランス−1,4−
シクロヘキシル)エチル、ピリミジン−2,5−ジイ
ル、ピリジン−2,5−ジイルを示す。置換基L、Eの
ひとつは−Phe−,−Cyc−または−Pyr−,−
Phe−Cyc−である。式4A、4Bにおいて、R
1 、R2 は各々独立して炭素数8までのアルキル、アル
ケニル、アルコキシ、アルケニルオキシ、アルカノイル
オキシである。)
族環又は4、5、又は6環構造を有する脂肪族環を表
す。式X1〜X8において、RはHまたは炭素数1〜1
0のアルキル基を表し、nは1〜3の実数を表す。式Y
1〜Y8において、RはHまたは炭素数1〜10のアル
キル基、nは0〜4の実数を表す。)
いて、対向する透明基盤のどちらか一方の透明基盤上に
マトリックス状に能動スイッチ素子を形成してなる電気
光学システム。
°の範囲にあり、液晶の屈折異方性とその層厚との積が
少なくとも0.3≦△n・d≦1.2の範囲にある前記
(1)、(2)に記載の電気光学システム。
晶または液晶性化合物群から選ばれる少なくとも1以上
の化合物を60%以上、好ましくは80%以上、さらに
好ましくは100%含有し、その屈折率異方性が0.0
5≦△n≦0.25であり、弾性定数比がK33/K11≦
1.5であり、かつ誘電異方性が△ε≧1であるととも
に正の誘電値を有し、さらに好ましくは△ε≧3である
ことを特徴とする液晶混合物を含んでなる前記(1)〜
(3)に記載の電気光学システム。 式1、式2、式3、式4A、4B
3が以下で表される電気光学システム。
のアルケニル基。Z1 、Z2 は各々独立に−CH2 CH
2 −、単結合を示す。Qは−CF2 −、−OCF2 −、
−OCF2 CFHCF2 −または単結合である。Yは
H、F、Clまたは一部のH原子がF原子に置き換わっ
ていてもよいアルキル基を示す。X1 、X2 はH、Cl
またはFである。A1 、A2 は各々独立に、トランス−
1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−
フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−1,4
−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレ
ン、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、ピリミ
ジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイルであ
る。)
キル、または炭素数7までのアルケニル基である。Z1
は−CH2 CH2 −、単結合を示す。Qは−CF2 −、
−OCF2 −または単結合である。YはH、F、Clま
たは一部のH原子がF原子に置き換わっていてもよいア
ルキル基を示す。X1 、X2 はH、ClまたはFであ
る。A1 はトランス−1,4−シクロヘキシレン、1,
4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、
3−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオ
ロ−1,4−フェニレン、3,5−ジフルオロ−1,4
−フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン
−2,5−ジイルである。)
Z2 、Z3 は各々独立に−CH2 CH2 −、単結合を示
す。Qは−CF2 −、−OCF2 −または単結合であ
る。YはH、F、Clまたは一部のH原子がF原子に置
き換わっていてもよいアルキル基を示す。X1 、X2 は
H、ClまたはFである。A1 、A2 、A3 は各々独立
に、トランス−1,4−シクロヘキシレン、1,4−フ
ェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フ
ルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−
1,4−フェニレン、3,5−ジフルオロ−1,4−フ
ェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−
2,5−ジイルである。)
から選ばれる化合物の少なくとも一つが以下で表される
電気光学システム。 式1
独立に−CH2 CH2 −、単結合を示す。Qは−CF2
−、−OCF2 −、−OCF2 CFHCF2 −または単
結合である。YはH、F、Clまたは一部のH原子がF
原子に置き換わっていてもよいアルキル基を示す。X
1 、X2 はH、ClまたはFである。A1 、A2 は各々
独立に、トランス−1,4−シクロヘキシレン、1,4
−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3
−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ
−1,4−フェニレン、3,5−ジフルオロ−1,4−
フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−
2,5−ジイルを表すが、A1 、A2 のいずれか一つは
ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイ
ルである。)
から選ばれる化合物の少なくとも一つが以下で表される
電気光学システム。 式2
素数7までのアルケニル基である。Z1 は−CH2 CH
2 −、単結合を示す。Qは−CF2 −、−OCF2 −ま
たは単結合である。YはH、F、Clまたは一部のH原
子がF原子に置き換わっていてもよいアルキル基を示
す。X1 、X2 はH、ClまたはFである。A1 はピリ
ミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイルで
ある。)
から選ばれる化合物の少なくとも一つが以下で表される
電気光学システム。 式3
1 、Z2 、Z3 は各々独立に−CH2 CH2 −、単結合
を示す。Qは−CF2 −、−OCF2 −または単結合で
ある。YはH、F、Clまたは一部のH原子がF原子に
置き換わっていてもよいアルキル基を示す。X1 、X2
はH、ClまたはFである。A1 、A2 、A3 は各々独
立に、トランス−1,4−シクロヘキシレン、1,4−
フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−
フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−
1,4−フェニレン、3,5−ジフルオロ−1,4−フ
ェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−
2,5−ジイルを表すが、A1 、A2 、A3 のいずれか
一つはピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5
−ジイルである。)
から選ばれる化合物の少なくとも一つが以下で表される
電気光学システム。 式(1−15)〜式(1−22)
−OCF2 −または単結合である。YはH、F、Clま
たは一部のH原子がF原子に置き換わっていてもよいア
ルキル基を示す。X1 、X2 はH、ClまたはFであ
る。1,4−フェニレンは1以上のF原子で修飾され、
2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−
1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フ
ェニレン、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンで
あってもよい。)
2から選ばれる化合物の少なくとも一つが以下で表され
る電気光学システム。 式(2−7)〜式(2−12)
−OCF2 −または単結合である。YはH、F、Clま
たは一部のH原子がF原子に置き換わっていてもよいア
ルキル基を示す。X1 、X2 はH、ClまたはFであ
る。1,4−フェニレンは1以上のF原子で修飾され、
2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−
1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フ
ェニレン、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンで
あってもよい。)
式3から選ばれる化合物の少なくとも一つが以下で表さ
れる電気光学システム。 式(3−1)〜式(3−4)
−OCF2 −または単結合である。YはH、F、Clま
たは一部のH原子がF原子に置き換わっていてもよいア
ルキル基を示す。X1 、X2 はH、ClまたはFであ
る。1,4−フェニレンは1以上のF原子で修飾され、
2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−
1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フ
ェニレン、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンで
あってもよい。)
06≦△n≦0.20であり、弾性定数比がK33/K11
≦1.2である前記(1)〜(11)の電気光学システ
ム。
配向膜式5のXとして、式X1、X2、X4、X8から
選ばれ、かつ、式5のYとして、式Y1、Y2、Y4、
Y6、Y7から選ばれることを特徴とする配向膜を有す
る電気光学システム。 式5、式X1、X2、X4、X8、式Y1、Y2、Y
4、Y6、Y7
素数1〜10のアルキル基を表し、nは1〜3の実数を
表す。式Y1、Y2、Y4、Y6、Y7において、Rは
Hまたは炭素数1〜10のアルキル基、nは0〜4の実
数を表す。)
合物として、式6A1、6A2、6A3で表される化合
物の少なくとも1種60〜90%と、式6B1、6B2
で表される化合物の少なくとも1種0〜40%を共重合
し、および/または、さらに式6C1、6C2の側鎖を
有するジアミンの少なくとも1種を0〜20%共重合す
ることを特徴とする配向膜を用いた電気光学システム。 式6A1〜6A3、式6B1〜6B2、式6C1〜6C
2
族環又は4、5、又は6環構造を有する脂肪族環を表
す。式6A1〜6A3において、RはHまたは炭素数1
〜10のアルキル基を表し、nは1〜3の実数を表す。
式6B1〜6B2において、nは1〜3の実数を表す。
式6C1〜6C2において、XはR−0−またはR−、
Rは炭素数5〜20のアルキル基を表す。)
る。図1は本発明の電気光学システムのセル構成の1例
を示す。また図2は図1における液晶分子、複屈折膜お
よび偏光板の光学軸方向を示す。本発明の電気光学シス
テムの表示コントラスト、応答時間の最適化のために
は、セル内面に配置される構成材料特に液晶、配向膜材
料に重要ないくつかの要求、すなわち 1)長期間の化学的安定性が高いこと。 2)電気抵抗が高いこと。 3)しきい値電圧の温度依存性が小さいこと。 等が求められる。また本発明の電気光学システムにおい
て、高いコントラストおよび広い視野角を得るには、液
晶材料が小さいK33/K11、 好ましくは1.5以下、さ
らに好ましくは1.2以下のK33/K11をもつ必要があ
る。OCBセルの駆動上の特徴はセル中で液晶分子をベ
ンド配向させた状態で駆動することである。しかし、電
圧を印加しない状態ではスプレイ配向であるので、スプ
レイ配向からベンド配向に転移する転移電圧(VCR)以
上の電圧領域で駆動しなければならない。この転移電圧
(VCR)の大きさは液晶組成物の誘電率異方性(△ε)
が同じであるならば、液晶組成物のベンドの弾性定数K
33とスプレイの弾性定数K11のそれぞれの絶対値、そし
てその比K33/K11に依存し、この2つの弾性定数
K33、K11の絶対値及びその比K33/K11が小さいほ
ど、転移電圧(VCR)は小さくなる。すなはち、より小
さいK33/K11はベンド配向状態をとりやすく、かつス
プレイ配向状態からベンド配向状態への転移速度を速く
する。またプレティルト角が高い方が転移速度が速くな
る。(液晶討論会、P.396-397,1993) 本発明の電気光学システムにおいて、式1の化合物は、
例えば式(1−1)〜式(1−22)で表される。
学構造式で表される。
炭素数7までのアルケニル基。Z1 、Z2 は各々独立に
−CH2 CH2 −、単結合を示す。Qは−CF2 −、−
OCF2 −、−OCF2 CFHCF2 −または単結合で
ある。YはH、F、Clまたは一部のH原子がF原子に
置き換わっていてもよいアルキル基を示す。X1 、X2
はH、ClまたはFである。A1 、A2 は各々独立にト
ランス−1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレ
ン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ
−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−
フェニレン、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレ
ン、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−
ジイルである。) さらに好ましくは、上記式1において以下である。
1 、Z2 は各々独立に−CH2 CH2 −、単結合を示
す。Qは−CF2 −、−OCF2 −、−OCF2 CFH
CF2 −または単結合である。YはH、F、Clまたは
一部のH原子がF原子に置き換わっていてもよいアルキ
ル基を示す。X1 、X2 はH、ClまたはFである。A
1 、A2 は各々独立にトランス−1,4−シクロヘキシ
レン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フ
ェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3
−ジフルオロ−1,4−フェニレン、3,5−ジフルオ
ロ−1,4−フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイ
ル、ピリジン−2,5−ジイルを表すが、A1 、A2 の
いずれか一つはピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン
−2,5−ジイルである。) さらに好ましくは、式1から選ばれる化合物の少なくと
も一つが以下で表される。
−CF2 −、−OCF2 −または単結合である。Yは
H、F、Clまたは一部のH原子がF原子に置き換わっ
ていてもよいアルキル基を示す。X1 、X2 はH、Cl
またはFである。1,4−フェニレンは1以上のF原子
で修飾され、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−
フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−
1,4−フェニレン、3,5−ジフルオロ−1,4−フ
ェニレンであってもよい。) 式2の化合物は、例えば式(2−1)〜(2−12)で
表される。
ル、または炭素数7までのアルケニル基である。Z1 は
−CH2 CH2 −、単結合を示す。Qは−CF2 −、−
OCF2 −または単結合である。YはH、F、Clまた
は一部のH原子がF原子に置き換わっていてもよいアル
キル基を示す。X1 、X2 はH、ClまたはFである。
A1 はトランス−1,4−シクロヘキシレン、1,4−
フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−
フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−
1,4−フェニレン、3,5−ジフルオロ−1,4−フ
ェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−
2,5−ジイルである。) さらに好ましくは、式2から選ばれる化合物の少なくと
も一つは以下で表される。
ル、または炭素数7までのアルケニル基である。Z1 は
−CH2 CH2 −、単結合を示す。Qは−CF2 −、−
OCF2 −または単結合である。YはH、F、Clまた
は一部のH原子がF原子に置き換わっていてもよいアル
キル基を示す。X1 、X2 はH、ClまたはFである。
A1 はピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5
−ジイルである。) さらに好ましくは、式2から選ばれる化合物の少なくと
も一つは以下で表される。
−CF2 −、−OCF2 −または単結合である。Yは
H、F、Clまたは一部のH原子がF原子に置き換わっ
ていてもよいアルキル基を示す。X1 、X2 はH、Cl
またはFである。) 式3の化合物は、例えば式(3−1)〜(3−16)で
表される。
る。
ル基。Z1 、Z2 、Z3 は各々独立に−CH2 CH2
−、単結合を示す。Qは−CF2 −、−OCF2 −また
は単結合である。YはH、F、Clまたは一部のH原子
がF原子に置き換わっていてもよいアルキル基を示す。
X1 、X2 はH、ClまたはFである。A1 、A2 、A
3 は各々独立に、トランス−1,4−シクロヘキシレ
ン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェ
ニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−
ジフルオロ−1,4−フェニレン、3,5−ジフルオロ
−1,4−フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、
ピリジン−2,5−ジイルである。) さらに好ましくは
ル基。Z1 、Z2 、Z3 は各々独立に−CH2 CH2
−、単結合を示す。Qは−CF2 −、−OCF2 −また
は単結合である。YはH、F、Clまたは一部のH原子
がF原子に置き換わっていてもよいアルキル基を示す。
X1 、X2 はH、ClまたはFである。A1 、A2 、A
3 は各々独立に、トランス−1,4−シクロヘキシレ
ン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェ
ニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−
ジフルオロ−1,4−フェニレン、3,5−ジフルオロ
−1,4−フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、
ピリジン−2,5−ジイルを表すが、A1 、A2 、A3
のいずれか一つはピリミジン−2,5−ジイル、ピリジ
ン−2,5−ジイルである。) さらに好ましくは、式3から選ばれる化合物の少なくと
も一つが以下で表される。
−CF2 −、−OCF2 −または単結合である。Yは
H、F、Clまたは一部のH原子がF原子に置き換わっ
ていてもよいアルキル基を示す。X1 、X2 はH、Cl
またはFである。1,4−フェニレンは1以上のF原子
で修飾され、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−
フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−
1,4−フェニレン、3,5−ジフルオロ−1,4−フ
ェニレンであってもよい。) 式4A、4Bの化合物は、例えば式(4−1)〜(4−
68)で表される。
で表される。
各々独立に−Phe−、−Cyc−,−Phe−Ph
e,−Phe−Cyc−,−Cyc−Cyc−,−Py
r−、−G−Phe−,−G−Cyc−および鏡像体を
示す。−Phe−はフッ素原子で修飾されてもよい1,
4−フェニレンを、−Cyc−はトランス−1,4−シ
クロヘキシレン、トランス−1,4−シクロヘキセニレ
ンを、−Pyr−はピリミジン−2,5−ジイル、また
はピリジン−2,5−ジイルを、−G−は2−(トラン
ス−1,4−シクロヘキシル)エチル、ピリミジン−
2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイルを示す。置
換基L、Eのひとつは−Phe−,−Cyc−または−
Pyr−、−Phe−Cyc−である。式4A、4Bに
おいて、R1 、R2 は各々独立して炭素数8までのアル
キルである。) 好ましくは、配向膜式5のXとして、式X1、X2、X
4、X8から選ばれ、かつ、式5のYとして、式Y1、
Y2、Y4、Y6、Y7から選ばれる。
素数1〜10のアルキル基を表し、nは1〜3の実数を
表す。式Y1〜Y8において、RはHまたは炭素数1〜
10のアルキル基、nは0〜4の実数を表す。) さらに好ましくは、式6A1、6A2、6A3で表され
る化合物の少なくとも1種60〜90%と、式6B1、
6B2で表される化合物の少なくとも1種0〜40%を
共重合し、および/または、プレチルトを持たせる目的
で、さらに式6C1、6C2などの側鎖を有するジアミ
ンの少なくとも1種を0〜20%共重合する。
6C1、6C2
は炭素数1〜10のアルキル基を表し、nは1〜3の実
数を表す。式6B1、6B2において、nは1〜3の実
数を表す。式6C1、6C2において、XはR−O−ま
たはR−を表し、Rは炭素数5〜20のアルキル基を表
す。) 例えば、6A1、6B1、6C1が共重合された場合、
以下の式で示される。
基を表し、nは1〜3の実数を表す。)
/または式2〜5の液晶または液晶性化合物群から選ば
れる少なくとも1以上の化合物を60%以上、好ましく
は80%以上、さらに好ましくは100%含むのが好ま
しい。また市販において入手できるカイラル性ドーパン
トを目的に応じ含有できる。本発明の液晶混合物は△ε
≧1とともに正の誘電値を有する。△ε≧3である液晶
混合物が特に望ましい。
よび粘度について好ましい値を有する。もし光路長△n
・dが特定されているときには、dの値は光学異方性値
△nによって決定される。△nの比較的大きいものは、
dの値を小さく選ぶことができ好ましい応答時間をもた
らす。本発明に係る液晶混合物は電気特性曲線の急峻性
について有利な値によって特徴づけられる。加えて本発
明に従う液晶混合物は電気抵抗およびしきい値電圧の周
波数依存性、温度依存性について高い安定性と好ましい
値を有する。本発明に従う電気光学システムは広い動作
温度範囲と高いコントラスト、良好な角度依存性を有す
る。
ぞれの電極に接する各液晶分子の優先配向(ディレクタ
ー)が上下基盤に垂直な方向にベンド配向するように表
面処理が施された電極と、ポラライザーおよび/または
2軸性復屈折フィルムおよび電極基盤からなる構造は通
常の構造の液晶表示要素のそれと同じである。本発明の
電気光学システムプレチルトは0〜20°であり、好ま
しくは1〜10°である。また本発明の電気光学システ
ムの△n・dは0.3≦△n・d≧1. 2、好ましくは
0.5≦△n・d≧1. 1である。ここで用いる(通常
の構造)の概念は広い意味のものであり、πセル、OC
Bセルの全ての変形を含むものとする。中でもアクティ
ブマトリックス要素を含むものとする。上下基盤の表面
チルト角は同一であっても異なっていてもよい。等しい
チルト角の方が好ましい。
ムの従来通常的であった液晶表示素子との本質的な違い
はその液晶層の液晶成分の選択、配向膜の選択組み合わ
せに存在する。
合物は公知の様態で作られる。一般により少ない量で用
いられる成分の所望量をその主要部をなす成分のなか
に、好都合に高められた温度において溶解させる。それ
らの誘電体はまた、当業者に公知で文献に記載されてい
るような種々の添加物を含有することができる。例えば
0〜20%の多色性染料を、詳しくはメロシアニン系、
スチリル系、アゾ系、アゾメチン系、アゾキシ系、キノ
フタロン系、アントラキノン系およびテトラジン系等の
二色性染料を加えることができる。
D2で表される配向膜を組み合わせたOCBセルを作成
した。
は炭素数1〜20のアルキル基を表し、nは1〜3の実
数を表す。) 以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではない。また、実施例の
液晶混合物の組成比はすべて重量部で示される。なお、
実施例で用いる化合物は表1に示した定義に基づき記号
で表した。
点は80.3℃であった。
点は93.6℃であった。以下実施例3〜8の液晶混合
物を調製しOCBセルにおける電圧保持率(V.H.
R.)を測定した。それぞれの結果を表2に示した。
動作温度領域、高速応答性、広視角範囲、低いしきい値
電圧の温度依存性等を具備した電気光学システムが提供
できた。
ある。
の光学軸方向を示す。
Claims (14)
- 【請求項1】 対向する透明基板の一方の基盤界面の液
晶分子のプレチルト方向と、もう一方の基盤界面の液晶
分子のプレチルト角とが両基板の中心面に対し面対称な
位置関係にあるベンドセルの上下基盤の外側を少なくと
も1枚の複屈折フィルムおよび少なくとも2枚の偏光板
でクロスニコルに挟むことならびに、 式1で示される液晶化合物または液晶性化合物群から選
ばれる少なくとも1以上の化合物、および/または式2
〜4で示される液晶または液晶性化合物群から選ばれる
少なくとも1以上の化合物を含む液晶混合物、および/
またはさらに式5で示される液晶化合物の配向膜を用い
ることを特徴とする電気光学システム。 式1 【化1】 (R1 は炭素数1〜8のアルキルまたはアルコキシ、さ
らに、アルコキシメチル、またはアルコキシエチル基、
または炭素数7までのアルケニル基。Z1 、Z2 は各々
独立に−CH2 CH2 −、−COO−、および単結合を
示す。Qは−CF2 −、−OCF2 −、−OCF2 CF
HCF2 −または単結合である。YはH、F、Clまた
は一部のH原子がF原子に置き換わっていてもよいアル
キル基を示す。X1 、X2 はH、ClまたはFである。
A1 、A2 は各々独立にトランス−1,4−シクロヘキ
シレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−
フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、2,
3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、3,5−ジフル
オロ−1,4−フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイ
ル、ピリジン−2,5−ジイルである。) 式2 【化2】 (R1 は好ましくは炭素数1〜8のアルキル、アルコキ
シ、アルコキシアルキルである。Z1 は−CH2 CH2
−、−COO−、および単結合を示す。Qは−CF2
−、−OCF2 −または単結合である。YはH、F、C
lまたは一部のH原子がF原子に置き換わっていてもよ
いアルキル基を示す。X1 、X2 はH、ClまたはFで
ある。A1 はトランス−1,4−シクロヘキシレン、
1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレ
ン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフ
ルオロ−1,4−フェニレン、3,5−ジフルオロ−
1,4−フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、ピ
リジン−2,5−ジイルである。) 式3 【化3】 (R1 は好ましくは炭素数1〜8のアルキル基。Z1 、
Z2 、Z3 は各々独立に−CH2 CH2 −、−COO
−、および単結合を示す。Qは−CF2 −、−OCF2
−または単結合である。YはH、F、Clまたは一部の
H原子がF原子に置き換わっていてもよいアルキル基を
示す。X1 、X2 はH、ClまたはFである。A1 、A
2 、A3 は各々独立に、トランス−1,4−シクロヘキ
シレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−
フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、2,
3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、3,5−ジフル
オロ−1,4−フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイ
ル、ピリジン−2,5−ジイルである。) 式4A、4B 【化4】 (式4A、4Bにおいて、置換基L,Eは各々独立に−
Phe−,−Cyc−,−Phe−Phe−,−Phe
−Cyc−,−Cyc−Cyc−,−Pyr−,−G−
Phe−,−G−Cyc−および鏡像体を示す。−Ph
e−はフッ素原子で修飾されてもよい1,4−フェニレ
ンを、−Cyc−はトランス−1,4−シクロヘキシレ
ン、トランス−1,4−シクロヘキセニレンを、−Py
r−はピリミジン−2,5−ジイル、またはピリジン−
2,5−ジイルを、−G−は2−(トランス−1,4−
シクロヘキシル)エチル、ピリミジン−2,5−ジイ
ル、ピリジン−2,5−ジイルを示す。置換基L、Eの
ひとつは−Phe−,−Cyc−または−Pyr−,−
Phe−Cyc−である。式4A、4Bにおいて、R
1 、R2 は各々独立して炭素数8までのアルキル、アル
ケニル、アルコキシ、アルケニルオキシ、アルカノイル
オキシである。) 式5、式X1〜X8、式Y1〜Y8 【化5】 【化6】 (式5において、Xは2価の芳香族基、Yは4価の芳香
族環又は4、5、又は6環構造を有する脂肪族環を表
す。式X1〜X8において、RはHまたは炭素数1〜1
0のアルキル基を表し、nは1〜3の実数を表す。式Y
1〜Y8において、RはHまたは炭素数1〜10のアル
キル基、nは0〜4の実数を表す。) - 【請求項2】 請求項1の電気光学システムにおいて、
対向する透明基盤のどちらか一方の透明基盤上にマトリ
ックス状に能動スイッチ素子を形成してなる電気光学シ
ステム。 - 【請求項3】 プレチルト角が少なくとも0〜20°の
範囲にあり、液晶の屈折異方性とその層厚との積が少な
くとも0.3≦△n・d≦1.2の範囲にある請求項
1、2に記載の電気光学システム。 - 【請求項4】式1および/または式2〜4Bの液晶また
は液晶性化合物群から選ばれる少なくとも1以上の化合
物を60%以上、好ましくは80%以上、さらに好まし
くは100%含有し、その屈折率異方性が0.05≦△
n≦0.25であり、弾性定数比がK33/K11≦1.5
であり、かつ誘電異方性が△ε≧1であるとともに正の
誘電値を有し、さらに好ましくは△ε≧3であることを
特徴とする液晶混合物を含んでなる請求項1〜3に記載
の電気光学システム。 式1、式2、式3、式4A、4B 【化7】 【化8】 【化9】 【化10】 - 【請求項5】 請求項1〜4において式1〜3が以下で
表される電気光学システム。 式1 【化11】 (R1 は炭素数1〜8のアルキル、または炭素数7まで
のアルケニル基。Z1 、Z2 は各々独立に−CH2 CH
2 −、単結合を示す。Qは−CF2 −、−OCF2 −、
−OCF2 CFHCF2 −または単結合である。Yは
H、F、Clまたは一部のH原子がF原子に置き換わっ
ていてもよいアルキル基を示す。X1 、X2 はH、Cl
またはFである。A1 、A2 は各々独立に、トランス−
1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−
フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−1,4
−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレ
ン、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、ピリミ
ジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイルであ
る。) 式2 【化12】 (式2において、R1 は好ましくは炭素数1〜8のアル
キル、または炭素数7までのアルケニル基である。Z1
は−CH2 CH2 −、単結合を示す。Qは−CF2 −、
−OCF2 −または単結合である。YはH、F、Clま
たは一部のH原子がF原子に置き換わっていてもよいア
ルキル基を示す。X1 、X2 はH、ClまたはFであ
る。A1 はトランス−1,4−シクロヘキシレン、1,
4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、
3−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオ
ロ−1,4−フェニレン、3,5−ジフルオロ−1,4
−フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン
−2,5−ジイルである。) 式3 【化13】 (R1 は好ましくは炭素数1〜8のアルキル基。Z1 、
Z2 、Z3 は各々独立に−CH2 CH2 −、単結合を示
す。Qは−CF2 −、−OCF2 −または単結合であ
る。YはH、F、Clまたは一部のH原子がF原子に置
き換わっていてもよいアルキル基を示す。X1 、X2 は
H、ClまたはFである。A1 、A2 、A3 は各々独立
に、トランス−1,4−シクロヘキシレン、1,4−フ
ェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フ
ルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−
1,4−フェニレン、3,5−ジフルオロ−1,4−フ
ェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−
2,5−ジイルである。) - 【請求項6】 請求項1〜5において、式1から選ばれ
る化合物の少なくとも一つが以下で表される電気光学シ
ステム。 式1 【化14】 (R1 は炭素数1〜8のアルキル基。Z1 、Z2 は各々
独立に−CH2 CH2 −、単結合を示す。Qは−CF2
−、−OCF2 −、−OCF2 CFHCF2 −または単
結合である。YはH、F、Clまたは一部のH原子がF
原子に置き換わっていてもよいアルキル基を示す。X
1 、X2 はH、ClまたはFである。A1 、A2 は各々
独立に、トランス−1,4−シクロヘキシレン、1,4
−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3
−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ
−1,4−フェニレン、3,5−ジフルオロ−1,4−
フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−
2,5−ジイルを表すが、A1 、A2 のいずれか一つは
ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイ
ルである。) - 【請求項7】 請求項1〜6において、式2から選ばれ
る化合物の少なくとも一つが以下で表される電気光学シ
ステム。 式2 【化15】 (R1 は好ましくは炭素数1〜8のアルキル、または炭
素数7までのアルケニル基である。Z1 は−CH2 CH
2 −、単結合を示す。Qは−CF2 −、−OCF2 −ま
たは単結合である。YはH、F、Clまたは一部のH原
子がF原子に置き換わっていてもよいアルキル基を示
す。X1 、X2 はH、ClまたはFである。A1 はピリ
ミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイルで
ある。) - 【請求項8】 請求項1〜7において、式3から選ばれ
る化合物の少なくとも一つが以下で表される電気光学シ
ステム。 式3 【化16】 (R1 は好ましくは炭素数1から8のアルキル基。Z
1 、Z2 、Z3 は各々独立に−CH2 CH2 −、単結合
を示す。Qは−CF2 −、−OCF2 −または単結合で
ある。YはH、F、Clまたは一部のH原子がF原子に
置き換わっていてもよいアルキル基を示す。X1 、X2
はH、ClまたはFである。A1 、A2 、A3 は各々独
立に、トランス−1,4−シクロヘキシレン、1,4−
フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−
フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−
1,4−フェニレン、3,5−ジフルオロ−1,4−フ
ェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−
2,5−ジイルを表すが、A1 、A2 、A3 のいずれか
一つはピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5
−ジイルである。) - 【請求項9】 請求項1〜8において、式1から選ばれ
る化合物の少なくとも一つが以下で表される電気光学シ
ステム。 式(1−15)〜式(1−22) 【化17】 【化18】 (R1 は炭素数1〜8のアルキル基。Qは−CF2 −、
−OCF2 −または単結合である。YはH、F、Clま
たは一部のH原子がF原子に置き換わっていてもよいア
ルキル基を示す。X1 、X2 はH、ClまたはFであ
る。1,4−フェニレンは1以上のF原子で修飾され、
2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−
1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フ
ェニレン、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンで
あってもよい。) - 【請求項10】 請求項1〜8において、式2から選ば
れる化合物の少なくとも一つが以下で表される電気光学
システム。 式(2−7)〜式(2−12) 【化19】 (R1 は炭素数1〜8のアルキル基。Qは−CF2 −、
−OCF2 −または単結合である。YはH、F、Clま
たは一部のH原子がF原子に置き換わっていてもよいア
ルキル基を示す。X1 、X2 はH、ClまたはFであ
る。1,4−フェニレンは1以上のF原子で修飾され、
2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−
1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フ
ェニレン、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンで
あってもよい。) - 【請求項11】 請求項1〜10において、式3から選
ばれる化合物の少なくとも一つが以下で表される電気光
学システム。 式(3−1)〜式(3−4) 【化20】 (R1 は炭素数1〜8のアルキル基。Qは−CF2 −、
−OCF2 −または単結合である。YはH、F、Clま
たは一部のH原子がF原子に置き換わっていてもよいア
ルキル基を示す。X1 、X2 はH、ClまたはFであ
る。1,4−フェニレンは1以上のF原子で修飾され、
2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−
1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フ
ェニレン、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンで
あってもよい。) - 【請求項12】 液晶混合物の屈折率異方性が0.06
≦△n≦0.20であり、弾性定数比がK33/K11≦
1.2である請求項1〜11の電気光学システム。 - 【請求項13】 請求項1〜12において、配向膜式5
のXとして、式X1、X2、X4、X8から選ばれ、か
つ、式5のYとして、式Y1、Y2、Y4、Y6、Y7
から選ばれることを特徴とする配向膜を有する電気光学
システム。 式5、式X1、X2、X4、X8、式Y1、Y2、Y
4、Y6、Y7 【化21】 (式X1、X2、X4、X8において、RはHまたは炭
素数1〜10のアルキル基を表し、nは1〜3の実数を
表す。式Y1、Y2、Y4、Y6、Y7において、Rは
Hまたは炭素数1〜10のアルキル基、nは0〜4の実
数を表す。) - 【請求項14】 請求項13において、式5の化合物と
して、式6A1、6A2、6A3で表される化合物の少
なくとも1種60〜90%と、式6B1、6B2で表さ
れる化合物の少なくとも1種0〜40%を共重合し、お
よび/または、さらに式6C1、6C2の側鎖を有する
ジアミンの少なくとも1種を0〜20%共重合すること
を特徴とする配向膜を用いた電気光学システム。 式6A1〜6A3、式6B1〜6B2、式6C1〜6C
2 【化22】 【化23】 【化24】 (式5において、Xは2価の芳香族基、Yは4価の芳香
族環又は4、5、又は6環構造を有する脂肪族環を表
す。式6A1〜6A3において、RはHまたは炭素数1
〜10のアルキル基を表し、nは1〜3の実数を表す。
式6B1〜6B2において、nは1〜3の実数を表す。
式6C1〜6C2において、XはR−0−またはR−、
Rは炭素数5〜20のアルキル基を表す。)
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