JPS6020993A - 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】 く技術分野〉 本発明は可視光に吸収を持たない）マチック液晶組成物
に関するものであり、更に詳しくは、直鎖アルキル基、
又は直鎖アルコキシ基の炭素数の和が８以上のフェニル
シクロヘキサン系液晶と直鎖アルキル基又は直鎖アルコ
キシ基の炭素数の和が１０以上のエステル系液晶を共存
させたことを特許とするネマチック液晶混合物で、正の
誘電異方性を示すネマチック液晶を適当量添加すること
によって、駆動電圧１５Ｖ以下で少なくともデユーティ
比１／６４　、までの時分割駆動が十分に行える優れた
時分割特性を有する混合液晶組成物に関する。

〈従来技術〉 Ｔｌ−型液晶表示装置を駆動する方法としてはスタティ
ック駆動および時分割駆動が知られているが、時分割駆
動はり−ド取出航を少なくできるため、 ■　液晶セルの構造の簡素化 ■　液晶セルと駆動回路出力部との結合部数の軽減 ■　駆動回路の簡素化 等の点から有利である。′まだ、さらに大容量の表示を
行なおうとすると、いっそうリード取出数が増大するた
め、デユーティ比の小さい時分割駆動が必要となる。

然るに時分割＠動する場合液晶との関係において駆ＶＪ
電圧が制限されることが問題となっている。

例えば時分−トリ駆動波形の選択波形を第１ト１＆）　
とし、半選択波形を第１図ｂ）とし、この波形に対応す
る液晶セルの電圧と光透過率との関・県をム；２図に示
す。但し、第２図においてグラフ１とグラフ２はそれぞ
れ選択波形（イ）と半選択波形（ロ）が液晶セルに印）
ＪＯされた時、液晶セルと観察する方向とのなす角（視
角）を８０度にした場合の電圧と光透過率との関係を示
す。また、ｖｔｍ　１とＶｃｈ−２はそれぞれ光透過率
２０％と８０チのしきい電圧を示す。この時、時分Ｓ駆
動が実用上充分な表示コントラストを伴なって行なわれ
得る駆動電圧幅Ｖｄは Ｖ”、ｈ−１≦Ｖｄ（Ｖｔｈ−２ となる。

一方駆動或圧は電池ｔｄ圧の経時変化あるいは回路のバ
ラツキ等によっても変動する。そこで駆動′層１圧の変
動を許容する尺度として電圧マージン←）を入代の様に
定義し、 （Ｖｔｌｌ−２）−（Ｖｒ、ｎ　−１）Ｍ　−ｖｏ　Ｘ
１００（％） 但し、Ｖｃ　は枢動１圧で、 Ｖｃ＝Ｈ［（Ｖｔｈ−２）＋（Ｖｒ；１１−１月液晶の
時分割駆動に対する適性を表すことができる。

ところが、一般にデユーティ比が小さくなればなる程選
択波形と半選択波形の実効電土比は小さくなるため、Ｖ
ｔｈ−１と７ｔｈ−２の差は減少し、マージンＣＭ）も
減少する。また、さらにデユーティ比を小さくすると、 ７ｔｈ−１）Ｖｔｈ−２、かつＭ　（０となり、このデ
ユーティ比における時分割駆動は芙用上不可能となる。

よって大容量の表示を高品質で行なうためには、より小
さいデユーティ比の時分割駆動をより広い電圧マージン
を侍って行ない得る液晶が必要となる。

こうした観点より、従来はアゾキシ液晶を主体とした混
合液晶が用いられた。しかしアゾキシ液晶は可視光によ
う劣化するために、有害元をし・や断する必要から黄色
フィルターが用いられていた。

このため表示色は黄色に限定され、種々のカラー表示を
行なうことができなかった。

一方黄色フイルターを必要としない非アゾキシ液晶とし
ては次のようなものを主体とした混合液晶としては次の
ようなものを主体とした混合液晶が知られている。

Ｈ−Ｇ−Ｇ−ＯＮ 一昏つ→Ｎ Ｒ−＜トｃ　ＯＯ−Ｑ−ＯＮ ｐｏ　−ｏ−ｃ　ｏ　ｏ　−ｏ−ｒ Ｈ）ＣＯＯ−ｕ−ＯＲ ト）針ＯＮ 但し、Ｒｊ？、Ｒ”は直鎖アルキル基を示す。

又、Ｘと！の炭素数の和は９以下。

しかし、これらの液晶を組み合わせた混合液晶にお゛い
ては、　１／１６　より小さいデユーティ比の時分割駆
動を行なうと負マージンとなり、ががるデユーティ比の
時分割駆動を行なうことは不可能であり、大答萱衣示に
ンよ不向きであった。

〈発明の目的〉 本発つ］の目ｄシは、駆動磁圧１５Ｖ以下で少なくとも
デユーブイ比１／’６４　’までの時分割駆動が実用上
十分に行える・凝れた時分割付性を有する液晶組成物を
提供するにある。

不元例の他の目的は、かかる液晶組成・吻を用いた大容
量の表示を高品質で行ない得る液晶表示装置を提供する
にある。

本発明の（に他の目的は、かかる液晶組成物を用いた小
型化、簡素化した液晶表示装置を提供するにある。

本発明の更に他の目的は、黄色フィルターを必要としな
いコントラストが島＜、視角範囲の広い見易い表示装置
用液晶組成物を提供するにある。

〈発明の特徴〉 本発明者は上記目的に鑑み、種々研死、検討を重ねた結
果上記目的を全て満足する液晶組成物を見出したもので
ある。即ち、本発明は、一般式％式％（］） （２） 但し、Ｒ１は炭素数６〜５の直鎖アルキル基ｒｔ２　は
炭素数４〜７の直鎖アルをル基Ｒ３は炭素数４〜７の直
鎖アルキル基又は直鎖アルコキシ基 Ｒ４は炭素数４〜８のＵｉ鎖アルキル基又は直鎖アルコ
キシ基 で表わされ、かつＲ１とＦＬ２の炭素数の和が８以上で
ある化合物（１）と、Ｒ３と軸の級素数の和が１０以上
である化合物（２）を含有して得られる液晶組成物に関
するものでめる。

〈発明の構成及び作用〉 不発明に用いられる化合物Ｉｌｌ　、　ｔ２）？ユいず
２ｔも安定でＣわり、又アゾキシ液晶と異なり可視光域
に吸収を持だ雇いため、光劣化防止のだりの黄色フィル
ターを必要としない。従って明るい表示を可能とするば
かシでなく、種々のカラー表示にも応用できる優れた利
点含有する。

本発明においで化合物（１１は王にかかる液晶組成物？
用いた液晶表示装置の時分＝’ｌ扇励における一足視角
でのコントラストを向上さぜる効果があり、Ｒ１とＲ２
の炭素数の和が増大すると、上記効−禾はいっそう増大
する。また化合物（１）はすでによく知られでいるよう
に液晶組成物の粘度、を減少させ、かかる液晶組成物を
用いた液晶表示装置の応答時間を減少させる効果がある
。

化合物（２）も同様に液晶表示装置ホの時分子ＩＩ反駆
動２ける一定視角でのコントラストを向上させる効果が
るり、Ｒ１とＲ２の炭素数の和が逓太すると、上自己効
呆はいっそう増大するが、粘度の−Ｆ昇を伴なう。

次に本発明に用いられるかかる化合＋ｒＪ（］、）　、
　（２）の具体例を第１域に示す〇 第１表−１ 実施例 第１表に示した化合物を使用して本発明の液晶組成物を
構成した実施例を第２表に示す。

第２表で例示する液晶組成物は、Ｍ３図に示される様な
液晶表示装置で使用される。時分割駆動回路１１は液晶
セル１２に時分割信号を印加し、液晶セル１２を駆動す
る。液晶セル１２は上電極基板１３と下電極基板１４が
スペーサー１６により所定の間隔で隔られておυ、電極
基板１５．’１４にはそれぞれ電極１７．１８がその内
表面に形成されている。電極基板１３．１４間間隔よシ
一定に保つために、液晶−セル内にグラスファイバー。

ガラスポール等のスペーサーを散在させてもよい。

液晶セル１２には上側光子２０と下側光子２１がセルの
上下に配されており、下側光子２１の下には反射体２２
が配される。液晶表示装置が透過型の場合には反射体２
２は不要である。本発明の液晶組成物１９は上下電極基
板１３．１４の間に置かれ、約９０°（８０°〜１００
°）でツイスト配向されている。そして上下電極基板２
０．２１は少なくとも液晶組成物１９に接する表面が液
晶配向層１３０．１４０でおおわれている。駆動信号は
選択的に電極１５．１４に印加される。そして、電極１
３．１４間に選択的に印加される電圧により液晶の配向
が変化し、配向が変化しない部分との間で液晶セル１２
を通過する光の状態がかわり、光が反射（又は透過）す
る部分と遮断する部分に分かれ、表示が行なわれる。そ
して、少なくとも電極１７．１８の一方は透明電極であ
る。透過型セルにおいては少なくとも表示部の電極１７
．１８が共に透明電極である。

薦２表−１− 第２表−２ す。

組成表の数字は重量％を示す。

第２表において○印は、本発明による組成物を封入した
セルを一５０℃に４日間放置した後も結晶化が認められ
なかった事を示す。Ｖｔｈ−１，７ｔｈ−２９Ｍ、応答
時間は、すべてＶ−９Ｖ、デユーティ比１／６４　のＶ
−（β＋１）Ｖ方式の波形で駆動した場合の特性を示し
ている。いずれの実施例においても実用上充分な電圧マ
ージン（Ｍ）が得られた。

なお第２表における化合物■〜０は第１表と同じ化合物
を示す。また、本実施例に゛おいては正の誘電異方性を
示すネマチック液晶として、エステｋ　（Ｃ２Ｒ５−ｏ
−ＣＯｏ−ｏ−ｃ　Ｎ　及びＣ４Ｈ９−ｏ−０００−。

−０Ｎ）とビフェニル（０，Ｈ，−〇−〇−ＯＮ及び０
４　Ｈ。

−ｏ−ｏＣＣＮ）を透明点を高くする液晶として、５−
Ｃ；　Ｂｅ　Ｈ−５（０５”’Ａ代ト会４に０３　Ｒ７
＞を、低温でＨ）１ の結晶化を防ぎ、粘度を誠少される液晶として、Ｒ１と
Ｒ２の炭素数の和が７以下である化合物（１）を適当量
添加した。

以下実施例を詳細に説明する。

本発明の液晶組成物の実施例１〜５は、いずれもＲ１１
とＲ２の炭素数の和が８以上である化合物（１）とＲ３
とＲ４の炭素数の和が１０以上である化合物（２）を各
々少なくとも一成分含有させることにより、デユーティ
比１／６４　の駆動で正のマージンを得ることを可能に
した。さらに実施例１〜５に示すように、本発明の液晶
組成物は低温において結晶化せず、透明点の温度も高い
為、使用温就範囲が広く、実用上問題ない、等の利点を
有する。これらの効果は、実施例１〜５に示すように、
本発明の液晶組成物として、Ｒ１とＲ２の炭素数の和が
８以上である化合物（１）とＲ３とＲ４の炭素数の和が
１０以上である化合物（２）ヲ各々少なくとも一成分含
有させることによって得られたものである。

実施例１の液晶組成物は、Ｒ１とＲ２の炭素数の和が８
以上である化合物（１）を３０％、Ｒ３とＲ４の炭素数
の和が１０以上である化合物（２）を１０％、Ｒ１とＲ
２の炭素数の和が７以下である化合物を２０％、５−Ｏ
ＢＯＨ−３を１０％混合せしめたもので、駆動電圧が１
５Ｖ以下と低いにもかかわらず、デユーティ比１／６４
　の駆動で正のマージンが得られた。また応答時間も優
れた特性を示した。

実施例２の液晶組成物は実施例１に対して、Ｒ１とＲ２
の炭素数の和が８以上である化合物（１）を１゜チ減ら
し、Ｒ３とＲ４の炭素数の和が１０以上である化合物（
２）を１０係増やしたもので、他の組成は同一であるに
もかかわらず、はぼ同一の電圧で、マージンＭが増加し
ている。これは、Ｒ３とＲ４の炭素数の和が１０以上で
ある化合物（２）が優れた時分割特性を有するｌＶＬ晶
組成物であることを示している。

実施例６の液晶組成物は実施例２に対して、Ｒ３とＲ４
の炭素数の和が１０以上である化合物（２）をさらに１
０チ増やし、Ｒ１とＲ２の炭素数の和が７以下である化
合物（１）を１０％減らしたもので、はぼ同一の電圧で
、マージンＭがさらに増加しているが、応答時間が２０
０ｍθと増加した。これは、Ｒ３とＲ４の炭素数の和が
１０以上である化合物（２）は、優れた時分割特性を有
するが、あまり多量に含有せしめると、粘度の上昇を伴
ない、応答時間を悪化させることを示している。

実施例４の液晶組成物は実施例２に対して、Ｒ１とＲ２
の炭素数の和が８以上である化合物（１）を１０チ増や
し、Ｒ１とＲ２の炭素数の和が７以下である化合物（１
）を１０チ減らしたもので、はぼ同一の電圧でマージン
Ｍが増加し、応答時間もほとんど悪化していない。これ
は、Ｒ１とＲ２の炭素数の和が８以上でるる化合物（１
）がＲ，とＲ２の炭素数の和が７以下である化合物（１
）に比べ、優れた時分割特性を有し、粘度もほとんど変
わらないことを示している、しかし、Ｒ１とＲ２の炭素
数の４１３が８以上である化合物（１）はめｔ−９多虚
に含有せしめると、低温での結晶化が発生する。二 実施例５の液晶組成物は実施例１〜４に対して、正の誘
電異方性を示すネマチック液晶（エステルとビフェニル
）を１０％減らし、Ｒ１とＲ２の炭素数の和が８以上の
化合物（１）を５０％、Ｒ３とＲ４の炭素数の和が１０
以上の化合物（２）を５８％、Ｒ１とＲ２の炭素数の和
が７以下の化合物（１）を２θ％。

５−ＯＢＯＨ−３を１０％混合せしめたもので、駆動電
圧は１５Ｖを越えるが、電圧マージンＭは最も浸れた特
性を示し、応答時間も１００ｍ５台である。

以上実施例１〜５は、Ｒ１とＲ２の炭素数の和が８以上
である化合物（１）とＲ３とＲ４の炭素数の和が１０以
上である化合物（２）の割合を適当に調整することによ
って、゛心圧マージンＭが大きくとれ、なおかつ、応答
特性の優れた液晶組成物を構成できることを示している
。

さらに実施例１〜５で具体例を示した本発明の液晶組成
物は、駆動電圧が１５Ｖ近傍と低い。特に実施例１〜４
は１３Ｖ近傍である。電圧を低くすることは電源の簡略
化、装置の小型化において有利であるばかりでなく、駆
動用の集積回路の製造上も大変有利である。集積回路は
製造の容易性低消費電力の点から、Ｃ−ＭＯＳで製作す
ることが一般的であるが、駆動電圧が高くなると製造が
非常に難しくなる。本発明の液晶組成物は格別に高いＪ
駆動電圧を必要としないため、０−ＭＯＳの駆動回路の
製造が容易であり、かつ歩留も良くコストも安い。以上
、駆動回路上も利点がある。

さらに第５表に本発明の特許請求の範囲記載の液晶組成
物に対する比較例を示す。

第３表において、Ｖｔｈ−１、Ｖｔｈ−２、Ｍ、応答時
間は、すべて第２表と同様にＶ−９Ｖ、デユーティ比１
／６４　の波形で駆動した場合の特性を示している。

比較列１の液晶組成物は、Ｒ，とＲ２の炭素数の和が７
以下の化合物（１）を７０％、残９３０％は実施例１〜
４と同一の組成にしたにもかかわらず、電圧マージンＭ
は負の値を示している。

比較例２の液晶組成物は、Ｒ３とＲ４の炭素数の和が９
以下の化合物（２）を７０チ、残り３０係は実施例１〜
４と同一の組成にしたにもかかわらず、／ 電圧マージンＭは負の値を示している。

比較例３の液晶組成物は、ａｌとＲ２の炭素数の和が７
以下の化合物（１）を３５％、Ｒ３とＲ４の炭素数のａ
が９以下の化合物（２）を６５％、残り３０チは実施例
１〜４と同一の組成にしたにもかかわらず、電圧マージ
ンＭは負の値を示している。

これらのことは、本発明のＲ１とＲ２の炭素数の和が８
以上の化合物（１）及びＲ３とＲ４の炭素数の和が１０
以上である化合物（２）がそれぞれ、Ｒ１とＲ２の炭素
数の和が７以下である化合物（］）及びＲ３とＲ４の炭
素数の和が９以下である化合物（２）に比較し、格段に
優れた時分割特性を有することを示している。

次頁に続く 第　３　表　−１ 第３表−２ 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明による液晶組成物を用いた
液晶表示装置は、駆動電圧１５Ｖ以下でデユーティ比１
／６４までの時分割駆動が実用上十分に行なえる優れた
時分割特性を有するため、大容量の表示を高品質で行な
う事ができるばがシでなく、黄色フィルターを必要とし
ないため、明るい表示やカラー表示を行なう事ができる
等の利点があり、実用的価値は非常に太きいものである

【図面の簡単な説明】

第１図は時分割駆動波形の一例を示し、ａ）は選択波形
、ｂ）は半選択波形を示す。 第２図は電圧−光透過率の関係を説明するだめの図。 第３図は本発明の液晶組成物を使用した液晶表示装置。 以上 出願人　エプソン株式会社 代理人　弁理士　最上　務 ｊＩ２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一般式 但し、Ｒ１は炭素ａ３〜５の直鎖アルキル基Ｒ，は炭素
   ａ４〜７の直鎖アルキル基 で表わされ、かつＲ１とＲ２の炭素数の和が、８以上で
   ある化合物（１）と 一般式 ％式％（２］ 但し、Ｒ３は炭素ａ４〜７の直鎖アルキル基又は直鎖ア
   ルコ資シ基 Ｒ４は炭素数４〜８の直鎖アルキル基又は直鎖アルコキ
   シ基 で表わされ、かつＲ３とＲ４の炭素数の和が１０以上で
   ある化合物（２）を各々少なくとも一成分含有する事ｔ
   −特徴とする液晶組成物。