JPS62100580A - 液晶組成物 - Google Patents
液晶組成物Info
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- JPS62100580A JPS62100580A JP60239022A JP23902285A JPS62100580A JP S62100580 A JPS62100580 A JP S62100580A JP 60239022 A JP60239022 A JP 60239022A JP 23902285 A JP23902285 A JP 23902285A JP S62100580 A JPS62100580 A JP S62100580A
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- Liquid Crystal Substances (AREA)
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。
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〕
この発明は、ドツトマトリックス用液晶組成物に係り、
特には、コントラストが高く、かつ低電圧駆動に適した
液晶組成物に関する。
特には、コントラストが高く、かつ低電圧駆動に適した
液晶組成物に関する。
液晶装置は、ワードプロセッサー、コンピュータの端末
機器、計算機等事務機器の表示装置への応用が進められ
ている。この種の機器に用いられているドツトマトリッ
クス型の表示装置は、機器の小型化および低消費電力化
を達成するために、液晶素子を低い電圧で駆動すること
(すなわち、液晶素子に用いられる液晶組成物の閾値電
圧が低いこと)、および表示コントラストが高いことが
要求される。
機器、計算機等事務機器の表示装置への応用が進められ
ている。この種の機器に用いられているドツトマトリッ
クス型の表示装置は、機器の小型化および低消費電力化
を達成するために、液晶素子を低い電圧で駆動すること
(すなわち、液晶素子に用いられる液晶組成物の閾値電
圧が低いこと)、および表示コントラストが高いことが
要求される。
ところで、従来、TN型液晶装置に使用されている液晶
組成物としては、小型機器用のものではあるが、置換シ
クロヘキザン環と置換ベンゼン環もしくは置換シクロヘ
キサン環とがエステル結合によって結合されたタイプの
液晶化合物を主成分とし、これにp型(誘電異方性Δξ
〉0)の液晶化合物を配合したものがある。
組成物としては、小型機器用のものではあるが、置換シ
クロヘキザン環と置換ベンゼン環もしくは置換シクロヘ
キサン環とがエステル結合によって結合されたタイプの
液晶化合物を主成分とし、これにp型(誘電異方性Δξ
〉0)の液晶化合物を配合したものがある。
しかしながら、上記従来の液晶組成物では、その液晶組
成物を用いた液晶素子の閾値電圧が、スタティック駆動
で測定し*[合1.5vよりも大きい。それ故、この液
晶組成物を用いたドツトマトリックス型の表示装置を、
充分なコントラストが得らハ、るように時分割駆動させ
るためには、かなり高い駆動電圧が必要となる。その結
果、駆動用LSIの価格がそれに応じて上昇し、また消
費電力も増大するという欠点がある。
成物を用いた液晶素子の閾値電圧が、スタティック駆動
で測定し*[合1.5vよりも大きい。それ故、この液
晶組成物を用いたドツトマトリックス型の表示装置を、
充分なコントラストが得らハ、るように時分割駆動させ
るためには、かなり高い駆動電圧が必要となる。その結
果、駆動用LSIの価格がそれに応じて上昇し、また消
費電力も増大するという欠点がある。
したがって、この発明の目的は、コントラストが高く、
かつ低電圧駆動が可能なドツトマトリックス用液晶組成
物を提供することにある。
かつ低電圧駆動が可能なドツトマトリックス用液晶組成
物を提供することにある。
上記問題点を解決するために、この発明では、弾性定数
比に33/に11が小さくかつ誘電異方性(Δε)が正
の液晶化合物のりち、(■)Δeが正に大きい少なくと
も1種の特定の液晶化合物、(It)N−I点が高い少
なくとも1徨の特定の液晶化合物、および場合に応じて
(III)粘度が低込少なくとも工種の特定の液晶化合
物とを配合している。
比に33/に11が小さくかつ誘電異方性(Δε)が正
の液晶化合物のりち、(■)Δeが正に大きい少なくと
も1種の特定の液晶化合物、(It)N−I点が高い少
なくとも1徨の特定の液晶化合物、および場合に応じて
(III)粘度が低込少なくとも工種の特定の液晶化合
物とを配合している。
具体的には、この発明の液晶化合物は、一般式
%式%()
(ここで、Rは炭素数2〜8の直鎖アルキル基)、(こ
こで、R2は炭素数2〜6の直鎖アルキル基)、(ここ
で、Rは炭素数1〜10の直鎖アルキル基、)、および (ここで、R4は炭素数2〜8の直鎖アルキル基)で示
される液晶化合物よりなる群の中から選ばれた少なくと
も1種の液晶化合物からなる第1の液晶材料、 一般式 (ここで R5は炭素数3〜5の直鎖アルキル基)、(
ここで、R6は炭素数3〜5の直鎖アルキル基、および
R’ Fi、エチル基)、 (ここで、Rはn−ペンチル基、およびRはn−プロピ
ル基)、および (ここで、Rはn−プロピル基、およびn 11idn
−ブチル基またはn−ペンチル基)で示される液晶化合
物よりなる群の中から選ばれた少なくとも1種の液晶化
合物からなる第2の液晶材料、並びに、必要に応じて、 一般式 (ここで、Rは炭素数3〜5の直鎖アルキル基、R15
は炭素数2〜4の直鎖アルキル基または−oH14基、
およびRは炭素数2〜4の直鎖アルキル基)で示される
液晶化合物よりなる群の中から選ばれた少なくとも1徨
の液晶化合物からなる第3の液晶材料を配合したことを
特徴とするものである。
こで、R2は炭素数2〜6の直鎖アルキル基)、(ここ
で、Rは炭素数1〜10の直鎖アルキル基、)、および (ここで、R4は炭素数2〜8の直鎖アルキル基)で示
される液晶化合物よりなる群の中から選ばれた少なくと
も1種の液晶化合物からなる第1の液晶材料、 一般式 (ここで R5は炭素数3〜5の直鎖アルキル基)、(
ここで、R6は炭素数3〜5の直鎖アルキル基、および
R’ Fi、エチル基)、 (ここで、Rはn−ペンチル基、およびRはn−プロピ
ル基)、および (ここで、Rはn−プロピル基、およびn 11idn
−ブチル基またはn−ペンチル基)で示される液晶化合
物よりなる群の中から選ばれた少なくとも1種の液晶化
合物からなる第2の液晶材料、並びに、必要に応じて、 一般式 (ここで、Rは炭素数3〜5の直鎖アルキル基、R15
は炭素数2〜4の直鎖アルキル基または−oH14基、
およびRは炭素数2〜4の直鎖アルキル基)で示される
液晶化合物よりなる群の中から選ばれた少なくとも1徨
の液晶化合物からなる第3の液晶材料を配合したことを
特徴とするものである。
液晶素子の閾値電圧は、液晶のΔεの大きさに依存する
。また、液晶素子のコントラストは、液晶の光透過率が
90チになる電圧をV、。、とし、光透過率が10%に
なる電圧をv、8%とするとV、。%/v1o%によっ
て定義されるγ特性に依存するものであり、エム・シャ
ット(M、 5chadt )等の報告(Z、 Nat
urforach、* 37a 、 165 (198
2)およびゾロシーf4ングス・オブ・デ・ニス・アイ
・デ4− (Proce@dings of tbe
SID 23(1)# 29(1982) ) Kよれ
ば、液晶の光透過率が50%になる!圧をv50%とす
ると(v50% −”90% ) v90% テ定義さ
れる値Pが最小値を示すときに、時分割特性が最もよく
なり、かつ急峻なγ特性が得られ、コントラストがよく
なる。この場合、PFi式 (ここで、Δn== R7−n1二屈折率異方性、K7
3二曲がシ弾性定数、 K11 ”、スプレィ弾性定数、 d:μmで表した液晶層の厚さ で近似的に表され、K33 /に11 < 1および右
辺第3項がOのとき、Pは最小値を示す。ここで、可視
光線のほぼ中心の波長500 nmをλとすれば、 Δn−d(μm)=1 のときにPは最小となり、r%性が最も急峻となるので
ある。
。また、液晶素子のコントラストは、液晶の光透過率が
90チになる電圧をV、。、とし、光透過率が10%に
なる電圧をv、8%とするとV、。%/v1o%によっ
て定義されるγ特性に依存するものであり、エム・シャ
ット(M、 5chadt )等の報告(Z、 Nat
urforach、* 37a 、 165 (198
2)およびゾロシーf4ングス・オブ・デ・ニス・アイ
・デ4− (Proce@dings of tbe
SID 23(1)# 29(1982) ) Kよれ
ば、液晶の光透過率が50%になる!圧をv50%とす
ると(v50% −”90% ) v90% テ定義さ
れる値Pが最小値を示すときに、時分割特性が最もよく
なり、かつ急峻なγ特性が得られ、コントラストがよく
なる。この場合、PFi式 (ここで、Δn== R7−n1二屈折率異方性、K7
3二曲がシ弾性定数、 K11 ”、スプレィ弾性定数、 d:μmで表した液晶層の厚さ で近似的に表され、K33 /に11 < 1および右
辺第3項がOのとき、Pは最小値を示す。ここで、可視
光線のほぼ中心の波長500 nmをλとすれば、 Δn−d(μm)=1 のときにPは最小となり、r%性が最も急峻となるので
ある。
このような観点から、本発明者は、コントラストが高く
低電圧駆動を可能とする液晶組成物を得るべく弾性定数
比に33/に11が小さく、かつΔεが正に大きくなる
ような液晶化合物の組合せを検討しこの発明を完成する
に至った。
低電圧駆動を可能とする液晶組成物を得るべく弾性定数
比に33/に11が小さく、かつΔεが正に大きくなる
ような液晶化合物の組合せを検討しこの発明を完成する
に至った。
この発明の液晶組成物に用すられる第1の液晶材料は、
誘電異方性Δeが正に大きい(例えば、+10〜+30
) Np液晶であって、液晶組成物の閾値電圧を低く
するものであシ、以下の特定の液晶物群の中から選ばれ
る少なくとも1種である。すなわち、一般式 %式%() (ここで、Bは炭素数2〜8の直鎖アルキル基)、(こ
こで 12は炭素数2〜6の直鎖アルキル基)、(ここ
で R3は炭素数1〜10の直鎖アルキル基)、および (ここで、R4は炭素数2〜8の直鎖アルキル基)で示
される液晶化合物である。この第1の液晶材料は、相異
なる式で示される液晶化合物を2種以上含むことが好筐
しく、特に式Ca>で示される少々くとも1種の液晶化
合物を含んでいることが好ましhoさらに、第1の液晶
材料は、式(a)および式(b)で示される液晶化合物
をそれぞれ1種以上含んでいることが殊に好ましい。
誘電異方性Δeが正に大きい(例えば、+10〜+30
) Np液晶であって、液晶組成物の閾値電圧を低く
するものであシ、以下の特定の液晶物群の中から選ばれ
る少なくとも1種である。すなわち、一般式 %式%() (ここで、Bは炭素数2〜8の直鎖アルキル基)、(こ
こで 12は炭素数2〜6の直鎖アルキル基)、(ここ
で R3は炭素数1〜10の直鎖アルキル基)、および (ここで、R4は炭素数2〜8の直鎖アルキル基)で示
される液晶化合物である。この第1の液晶材料は、相異
なる式で示される液晶化合物を2種以上含むことが好筐
しく、特に式Ca>で示される少々くとも1種の液晶化
合物を含んでいることが好ましhoさらに、第1の液晶
材料は、式(a)および式(b)で示される液晶化合物
をそれぞれ1種以上含んでいることが殊に好ましい。
第2の液晶材料は、N−I点が高い(例えば、160℃
ないし310℃)高温液晶であり、液晶組成物全体のN
−I点を高くし、液晶相を示す温度範囲を広くするもの
であり、以下の特定の液晶化合物群の中から選ばれる少
なくとも1種である。すなわち、一般式 (ここで、R5は炭素数3〜5の直鎖アルキル基)、(
ここで、R6は炭素数3〜5の直鎖アルキル基、および
R7はエチル基)、 (ここで、Rはn−ペンチル基、およびRはn−プロピ
ル基)、および (ここで、Rはn−プロピル基、およびR11はn−グ
チル基またはn−ペンチル基)で示される液晶化合物よ
pなる群の中から選ばれた少なくとも1種の液晶化合物
である。
ないし310℃)高温液晶であり、液晶組成物全体のN
−I点を高くし、液晶相を示す温度範囲を広くするもの
であり、以下の特定の液晶化合物群の中から選ばれる少
なくとも1種である。すなわち、一般式 (ここで、R5は炭素数3〜5の直鎖アルキル基)、(
ここで、R6は炭素数3〜5の直鎖アルキル基、および
R7はエチル基)、 (ここで、Rはn−ペンチル基、およびRはn−プロピ
ル基)、および (ここで、Rはn−プロピル基、およびR11はn−グ
チル基またはn−ペンチル基)で示される液晶化合物よ
pなる群の中から選ばれた少なくとも1種の液晶化合物
である。
この発明の液晶材料は、上記第1の液晶材料および第2
の液晶材料以外に、必要に応じて第3の液晶材料を含ん
でhてもよい。この第3の液晶材料は、低粘度(例えば
、25℃で4なりし10 ep 、ただし外挿粘度)の
液晶であり、液晶組成物の粘度を低下させるものである
。第3の液晶材料は式 %式% 〔ここで、Rは炭素数3〜5の直鎖アルキル基、Rは炭
素数2〜4の直鎖アルキル基または一〇R基、およびR
は炭素数2〜4の直鎖アルキル基〕で示される液晶化合
物よりなる群の中から選ばれた少なくとも1種の液晶化
合物である。なお、第1の液晶材料と第2の液晶材料の
配合によって充分に低い粘度(例えば、25℃で20な
いし40 cP)が達成できれば、第3の液晶材料を配
合する必要はないが、これを配合した方が応答時間が速
くなるので好ましい。
の液晶材料以外に、必要に応じて第3の液晶材料を含ん
でhてもよい。この第3の液晶材料は、低粘度(例えば
、25℃で4なりし10 ep 、ただし外挿粘度)の
液晶であり、液晶組成物の粘度を低下させるものである
。第3の液晶材料は式 %式% 〔ここで、Rは炭素数3〜5の直鎖アルキル基、Rは炭
素数2〜4の直鎖アルキル基または一〇R基、およびR
は炭素数2〜4の直鎖アルキル基〕で示される液晶化合
物よりなる群の中から選ばれた少なくとも1種の液晶化
合物である。なお、第1の液晶材料と第2の液晶材料の
配合によって充分に低い粘度(例えば、25℃で20な
いし40 cP)が達成できれば、第3の液晶材料を配
合する必要はないが、これを配合した方が応答時間が速
くなるので好ましい。
さて、この発明の液晶材料は、低電圧駆動が可能である
ために、Δεが大きいNp液晶(第1の液晶材料)を多
く含んでいることが好ましい。
ために、Δεが大きいNp液晶(第1の液晶材料)を多
く含んでいることが好ましい。
一般に、第1の液晶材料はこれを60ないし90重量%
の割合で配合する。特に、式(a)と式(b)で示され
る液晶化合物は合計で30ないし80重量%の割合で配
合することが好ましり。
の割合で配合する。特に、式(a)と式(b)で示され
る液晶化合物は合計で30ないし80重量%の割合で配
合することが好ましり。
また、第2の液晶材料は、これを10ないし30重量%
の割合で配合することが好ましboさらに、第3の液晶
材料の配合割合は、20重量%までである。
の割合で配合することが好ましboさらに、第3の液晶
材料の配合割合は、20重量%までである。
このように各液晶材料を配合することにより、この発明
の液晶組成物は低電圧駆動が可能になるとともに、弾性
定数比に55/Kj、が小さくなるので前記パラメータ
Pが小さく々す、高いコントラストが得られる。
の液晶組成物は低電圧駆動が可能になるとともに、弾性
定数比に55/Kj、が小さくなるので前記パラメータ
Pが小さく々す、高いコントラストが得られる。
以下の表Aに、上記配合割合を満足した上で、液晶化合
物(a)〜(h)の好ましい配合割合をまとめて示す。
物(a)〜(h)の好ましい配合割合をまとめて示す。
表 A
式(a) 10〜45
式(b)0〜45
式(C)0〜30
液晶化合物 配合割合(劃i)
式(d)0〜25
式(e)0〜10
式(f)0〜20
式(g)0〜15
式(h) 0〜25
〔実施例〕
実施例1〜8
以下の表Bに示す液晶化合物を同表に示す割合で配合し
、液晶組成物を調製した。各液晶組成物をセルに封入し
、第1図に示す測定系で電気光学特性を25℃で測定し
た。第1図において、セル2(厚さ91Rn)を光源1
と検出器3との間に軸に対して角度ψ(= i o’)
の傾きで配設した。セルのラビング角度は2β=900
であり、偏向板の吸収軸の貼付角度は2α=800であ
った(第2図参照。同図において、4は上基板のラビン
グ方向、5は下基板のラビング方向、6は下側偏向板の
吸収軸、7は上側偏向板の吸収軸を示す)。結果を表B
に併記する。
、液晶組成物を調製した。各液晶組成物をセルに封入し
、第1図に示す測定系で電気光学特性を25℃で測定し
た。第1図において、セル2(厚さ91Rn)を光源1
と検出器3との間に軸に対して角度ψ(= i o’)
の傾きで配設した。セルのラビング角度は2β=900
であり、偏向板の吸収軸の貼付角度は2α=800であ
った(第2図参照。同図において、4は上基板のラビン
グ方向、5は下基板のラビング方向、6は下側偏向板の
吸収軸、7は上側偏向板の吸収軸を示す)。結果を表B
に併記する。
なお、実施例7の液晶組成物の閾値電圧v9ot4は約
1.08 Vで6D、また実施例8の液晶組成物の閾値
電圧は約1.04 Vであや、それぞれ低電圧で駆動で
きることがわかった。他の実施例の液晶組成物も閾値電
圧V、。%<1.5Vであった。
1.08 Vで6D、また実施例8の液晶組成物の閾値
電圧は約1.04 Vであや、それぞれ低電圧で駆動で
きることがわかった。他の実施例の液晶組成物も閾値電
圧V、。%<1.5Vであった。
これらの測定はスタテイ、り駆動によるものであるが、
実施例7および8の液晶組成物とも1/32デユーテイ
駆動で6v以下の駆動電圧で駆動できた。またその時の
コントラストは1:4以上でアシ、ドツトマトリックス
表示としては高い値を示した。
実施例7および8の液晶組成物とも1/32デユーテイ
駆動で6v以下の駆動電圧で駆動できた。またその時の
コントラストは1:4以上でアシ、ドツトマトリックス
表示としては高い値を示した。
以上述べたよpに、この発明の液晶組成物は低電圧で駆
動することができるとともに高いコントラストが得られ
る。従って、この発明の液晶組成物はドツトマトリック
ス型表示素子に用いて最適である。
動することができるとともに高いコントラストが得られ
る。従って、この発明の液晶組成物はドツトマトリック
ス型表示素子に用いて最適である。
第1図は、この発明の液晶組成物の電気化学的特性を測
定するために用いた測定系を示す図、第2図は第1図の
測定系に用いたセルを説明するための図。
定するために用いた測定系を示す図、第2図は第1図の
測定系に用いたセルを説明するための図。
Claims (7)
- (1)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼(a) (ここで、R^1は炭素数2〜8の直鎖アルキル基)▲
数式、化学式、表等があります▼(b) (ここで、R^2は炭素数2〜6の直鎖アルキル基)、
▲数式、化学式、表等があります▼(c) (ここで、R^3は炭素数1〜10の直鎖アルキル基)
および ▲数式、化学式、表等があります▼(d) (ここで、R^4は炭素数2〜8の直鎖アルキル基)で
示される液晶化合物よりなる群の中から選ばれた少なく
とも1種の液晶化合物からなる第1の液晶材料、 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼(e) (ここで、R^5は炭素数3〜5の直鎖アルキル基)、
▲数式、化学式、表等があります▼(f) (ここで、R^6は炭素数3〜5の直鎖アルキル基、お
よびR^7はエチル基)、 ▲数式、化学式、表等があります▼(g) (ここで、R^8はn−ペンチル基、およびR^9はn
−プロピル基)、および ▲数式、化学式、表等があります▼(h) (ここで、R^1^0はn−プロピル基、およびR^1
^1はn−ブチル基またはn−ペンチル基)で示される
液晶化合物よりなる群の中から選ばれた少なくとも1種
の液晶化合物からなる第2の液晶材料、並びに、必要に
応じて、 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼(i) (ここで、R^1^2は炭素数3〜5の直鎖アルキル基
、R^1^3は炭素数2〜4の直鎖アルキル基またはO
R^1^4基、およびR^1^4は炭素数2〜4の直鎖
アルキル基) で示される液晶化合物よりなる群の中から選ばれた少な
くとも1種の液晶化合物からなる第3の液晶材料を配合
したことを特徴とする液晶化合物。 - (2)第1の液晶材料が60ないし90重量%の割合で
、第2の液晶材料が10ないし30重量%の割合で、第
3の液晶材料が30重量%までの割合で配合されている
特許請求の範囲第1項記載の液晶組成物。 - (3)第1の液晶材料が一般式(a)で示される液晶化
合物を含む特許請求の範囲第2項記載の液晶組成物。 - (4)一般式(a)で示される液晶化合物が10ないし
45重量%の割合で配合されている特許請求の範囲第3
項記載の液晶組成物。 - (5)第1の液晶材料が一般式(a)で示される液晶化
合物および一般式(b)で示される液晶化合物をそれぞ
れ少なくとも1種含む特許請求の範囲第2項記載の液晶
組成物。 - (6)一般式(a)で示される液晶化合物および一般式
(b)で示される液晶化合物が合計で30ないし80重
量%の割合で配合されている特許請求の範囲第5項記載
の液晶組成物。 - (7)一般式(a)で示される液晶化合物が10ないし
45重量%の割合で、一般式(b)で示される液晶化合
物が45重量%までの割合で、一般式(c)で示される
液晶化合物が30重量%までの割合で、一般式(d)で
示される液晶化合物が25重量%までの割合で、一般式
(e)で示される液晶化合物が10重量%までの割合で
、一般式(f)で示される液晶化合物が20重量%まで
の割合で、一般式(g)で示される液晶化合物が15重
量%までの割合で、一般式(h)で示される液晶化合物
が25重量%までの割合で、一般式(i)示される液晶
化合物が20重量%までの割合で配合されている特許請
求の範囲第2項記載の液晶組成物。
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1985
- 1985-10-25 JP JP60239022A patent/JP2623523B2/ja not_active Expired - Lifetime
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