JPS62275187A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPS62275187A
JPS62275187A JP11845286A JP11845286A JPS62275187A JP S62275187 A JPS62275187 A JP S62275187A JP 11845286 A JP11845286 A JP 11845286A JP 11845286 A JP11845286 A JP 11845286A JP S62275187 A JPS62275187 A JP S62275187A
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JP
Japan
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group
liquid crystal
alkyl group
carbon atoms
phenylene
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JP11845286A
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English (en)
Inventor
Chiyoaki Iijima
千代明 飯島
Keiji Wada
啓志 和田
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Seiko Epson Corp
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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〕 本発明は液晶表示装置に係わり、特に時分割特性を向上
させたツイスト・ネマチック液晶表示装置に関する。
〔従来の技術〕
従来から一般的に使用している、例えば11極基板間で
液晶分子が90°ねじれるらせん構造を有するツイスト
・ネマチック液晶表示装置は、充分なコントラストが得
られず、デユーティ比1/32の時分割駆動が実用上限
界であった。
しかしながら、一方特開昭60−50511号等に記載
されている液晶表示素子、すなわち液晶分子のらせん構
造のねじれ角を160度から200度の範囲とし、この
液晶分子のらせん構造の前後に一対の偏光板を設け、こ
れらの偏光板の吸収軸を電極基板に隣接する液晶分子の
配向方向に対して一定の角度ずらせて配設した液晶表示
素子は、時分割特性が飛躍的に改良される。しかし、通
常液晶分子のらせん構造のねじれ角が90度のツイスト
・ネマチック液晶表示装置に使われているシクロヘキシ
ルフェニル系、ピリミジン系およびエステル系の液晶を
使用したねじれ角160度から200度の液晶表示装置
では、デエティ比1/100の時分割駆動が実用上限界
であった。更に応答スピードが非常に遅く実用的でなか
った。
〔発明が解決しようとする問題点〕
液晶表示装置において、デエティ比1/200の時分割
駆動になると、充分なコントラストが得られず、更に応
答スピードもかなり遅くなり実用的ではなく、問題とな
る。本発明は、上記問題点を克服したものであって、デ
ユーティ比が1/200以上であっても十分なコントラ
ストが得られる液晶組成物を提供する事を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はこのような問題点を解決するために、液晶分子
のねじれ角を180度から240度の範囲とし、液晶組
成は、一般式 %式%(1) CRIは1〜12個の炭素原子を有するアルキル基であ
り、そのアルキル基は1個のOH,基の代りに0原子ま
たは一〇−CO−基または−CO−〇−基を含有してい
てもよく;R1は?原子であるか1〜12個の炭素原子
を有するアルキル基もしくはアルコキシ基であり、■は
1.4−シクロヘキシレン基であるかまたは1,4−フ
ェニレン基であり;Xは−CH,=OH,+、 −aw
C−または単結合である〕で示される化合物を少なくと
も一成分含有し、一般式 %式%(2) Casは1〜12個の炭素原子を有するアルキル基であ
り、そのアルキル基は1個のCH2基の代りに0原子ま
たは一〇−CO−基または−CO−〇−基を含有してい
てもよ<;R4は−ON基であるか、1〜12個の炭素
原子を有するアルキル基もしくはアルキル基の1個のO
H,基がO原子でもよく;■は1.4−シクロヘキシル
基であるかまたは1.4−フェニレン基であり;@は1
゜4−フェニレン基であるかまたは、■が1.4−フェ
ニレン基である場合1個または2個の?原子またはat
原子またはCN基により置換されている1、4−フェニ
レン基である〕で示される化合物を少なくとも一成分含
有し、一般式 8式%(3) CRsは1〜12個の炭素原子を有するアルキル基であ
り、そのアルキル基は1個のCH2基の代りに0原子ま
たは一〇−CO−基または−c’o −〇−基を含有し
ていてもよ<;R6は1〜12個の炭素原子を有するア
ルキル基もしくはアルコキシ基であり、■は1.4−フ
ェニレン基であるかあるいは1個または2個の?原子ま
たはct原子またはCN基により置換されている1、4
−フェニレン基である〕で示される化合物を少なくとも
一成分含有し、一般式 %式%(4) 〔R7は1〜12個の炭素原子を有するアルキル基であ
り、■は1,4−フェニレン基であるかまたは1個のC
H2基または隣接していない2個のそれぞれのCH,基
の代りに0原子を含有していてもよい1.4−シクロヘ
キシレン基である〕で示される化合物を少なくとも一成
分含有し、更に化合物(1) # (2) # (3)
及び(4)の合計ね度が80重最多以上であることを特
徴としている。
〔作用〕
まず液晶表示装置の時分割駆動特性を表わす鼠をβと定
藉する。第3図はTN型液晶表示装置の一般的な電圧−
透過率特性を示したもので、曲線1において透過率90
%になる電圧をv90とし、透過率10%になる電圧を
VIOとしたとき、βは、 β=■lO/v90 と定偵される。そして、βは1以上の値を示し、1に近
ければ近い程時分制駆動特性が良いことをまたコントラ
ストが良くなることを表わしている。なお液晶表示装置
の表示面の法糊方向と観測方向は一致している。
液晶のツイスト弾性定数に22とベンド弾性定数に33
の比に33/に22と時分割特性値βの関係は、実験的
に第1図のようになる。第1図より明らがなようにに3
3/に22が大きい程時分割特性値βは優れている。
更に弾性定数比に33 / K22及び液晶の粘度ηと
液晶層の厚さdの2乗の債ηd2と応答時間の関係を第
2図に示す。第2図より明らかなようにに33 / K
22が小さい程、ηd2が小さい程、応答時間が短くな
る。
これより、コントラスト及び応答時間がバランスがとれ
て良くなるのは、K33/に22が2.2〜2.8が好
ましい。
化合物(1)〜(4)はに33/ K22の値が2.2
〜2.8を示し、適当である。更に化合物(1)は液晶
化合物中でも最も低粘性であり、化合物(4)も正の誘
電異方性を示す化合物中でも最も低粘性であり、よって
、応答時間を短くすることが可能となる。また更に化合
物(2)及び(3)は透明点が非常に高いが、液晶性に
すぐれ、多量に添υ口しても低温で析出することかない
〔実施例1.〕 まず、液晶分子のらせん構造のねじれ角が180度から
200度の範囲に設定し、この液晶分子のらせん構造の
前後に一対の偏光板を設け、これらの偏光板の吸収軸(
あるいは偏光軸)を電極基板に隣接する液晶分子の配向
方向に対して30度ないし60度の範囲の角度にずらせ
て配置するとともに、液晶層の厚さd(μm)と液晶の
屈折率異方性Δ外との檀Δ外・dをcL8から1.1μ
扉の範囲に設定し、液晶組成物(α)は下記のようであ
る。
化合物(1)         40vt%C3H7+
g@QC!2H512wt%03H741MQ)004
H912wt%a4HsOJo(!zHs      
5 wt%05H11鈎QC!H311wt% 化合物(2)         20wt%Q5H11
軸(社)CN     10wt%csult■り◇c
zHs     1 0 w t%化合物(3)   
      10 w t%csHtt■り診0asH
710w t %化合物(4)        50f
t%02Hs@g)ON        1 2 w 
t%csH’tすON         8wt%04
H90@C!N         5 W t%05H
111ON         5 W t%液晶組成物
(α)の特性は、透明点は78°0゜−30℃、7日間
放置でも異常はなく実用的なものである。時分割特性値
βは1.065となり、デユーティ比1/200の時分
DJ駆動の実効電圧比t 075を下回り、デユーティ
比1/200の時分割駆動を可能にしている。更にデユ
ーティ比1/200の時分割駆動時の応答時間は20’
Oで250 m sとなり、パソコン、ワープロ等の表
示装置としては問題がない。
〔実施例2〕 実施例1と同様にして封入する液晶を下記液晶組成物<
h>にした。
化合物(1)          20 v t%C3
H76◎QC!2Hs     12wt%CsHフ[
株]ヰ)OO4Hs            8  w
  t  %化合物(2)          20 
W t%C3H11輯力02Hs     12wt%
CIIHII仮婚C4H118w t%化合物(1) 
         1o w t%0!5H119C!
3H710W t%化合物(4)         5
0wt%02H5すON       12wt%C3
H7剣加N        8wt%04H9すCN 
       5 w t%06H11歇加N    
    5wt%その他の化合物      20ft
%R■COO◎OR20w t% (Rはアルキル基を示す) 液晶組成物(h)は液晶組成物(d)の化合物(1)の
代りにその化合物を20wt%にした。透明点は85℃
となった。時分割特性値βは1.072となり、デユー
ティ比1/200の時分割駆動時の応答時間は20℃で
500mBとなった。なんとかデユーティ比1/200
の時分割駆動は可能であるが、化合物(4) * (2
) + (3)及び(4)の合計濃度を80wt%以下
にするのは好ましくない。
〔実施例五〕
実施例1と同様にして、封入する液晶を下記液晶組成物
(C)にした。
化合物(1)          50 W t%Q 
3H7す2H515w t% Q3)(7すC3H1115wt% C3H7@@OC2H510vr t %Q3)(7□
QC!4H910wt% 化合物(Z)          10 w t%QS
H7昨0C!2H55W t% c3H7@@g5)c3Ht      5 w t%
化合物(3)          1o w t%C5
HxtQつ回[相]03H71(1wt %化合物(4
)         30wt%C2H5すON   
         5  w  t %C!3H7eo
ON            5 Wt %Q3g7◎
◇CN          10wt %04)19−
ON          1(]wt%液晶m成物(C
)は化合物(1)を低粘性化合物にした。デユーティ比
1/200の時分割駆動の応答時間は230 m Bと
速くなった。透明点は、72℃であった。
〔実施例4.〕 実施例1と同様にして、封入する液晶を下記液晶組成物
(d)とした。
化合物(1)          10wt%C3H7
すOC2H5五5wt% C3H7特0CaHe      3.5 w t%0
4H9QIOC!2H5CL 5 W t%(1!5H
1sω◎0OH32,5w  t %化合物(2)  
        3o w t%C!3H7嘩C3H7
15wt% 05H7頓ρC3H?      j5wt%化合物(
3)          20 w t%(:3H7斬
莢沖C!3H710w t%? C3H11剣℃ρC3H710wt% ? 化合物(4)         40wt%C!3H7
Q◇ON          12wt %05HII
暢ON            8  vr t %C
!7H15・◇ON            5  w
 t %05H11◎φCM          15
wt %液晶組成物(d)の特性は、しきい値実効電圧
は1.5vとなり、デユーティ比1/200の時分割駆
動において、動作電圧が18Vとなるため、供給it源
が容易である。また、時分割駆動特性値βは1.070
となり、デユーティ比1/200の時分割駆動時の応答
時間は500yasであった。
〔実施例&〕
実施例1と同様にして、封入する液晶を下記液晶組成物
Cl)とした。
化合物(1)          50 w t%C5
H7Q@002H510w t% C3H7■(!H20H2◎P     7wt%04
H9■(:’H2CH2◎F     6wt%05H
114DCFI20H2◎r     6wt%化合物
(2)          20 W t%C3H7#
C3H710W t% 05H7空C3H710W t% ? 化合物(3)          1o w t%03
H7QC3H75W t% C5Hx 1す〒c 3H75w t%化合物(4) 
         40 w t%C3H7@@ON 
      12 W t%05H11@@ON   
     8 W t%07H15@Q)CN    
    5 W t%。
C5Htt榔ON       15 w t%液晶組
成物(e)の特性は、しきい値実効電圧は1.3vとな
り、実施例4より低電圧になった。
更に時分割特性値βは1.063となり、コントラスト
は良くなった。ただし、透明点は65℃となった。
〔実施例6〕 実施例1と同様にして、封入する液晶を下記液晶組成物
(1)とした。
化合物(1)          40 w t%03
H74j@002H510W t%03H7◎QmQ◎
0C3H710wt%(4H9◎C−C◎OC2H51
0W t%05H11◎CmIC◎OCH310wt%
化合物(2)          20 w t%C3
H11・軸QC2H510wt% C5Hxx斬澹C!4H1t    10 w t%化
合物(3)          1o w t%C5H
tt炊凝層(3H710w t%化合物(4)    
     30wt%azHso@ON       
   1 2 w t %C3H711@ON    
       8 W t%caa*@@CN    
       5 vr t%csHstQ@ON  
         5 vr t%液晶組成物(1)の
、特性は、時分割特性値βは1、062となり、デユー
ティ比1/250の時分割駆動も可能となった。更に応
答時間は20’Oで550mBとなった。
〔実施例Z〕
実施例1と同様にして、封入する液晶を下記液晶組成物
(ダ)とした。
化合物(1) C3H7すQC!2Hs      5 w t%化合
物(2)          30 w t%csHt
tcス巨()C2Hs               
5  y  t %05H11$CH20C!H310
W t%C3H7QC3H710w t% 化合物(3)          15 w t%cs
Hx1e□c3Hr      1 0  w t %
CH30CH2■◇◎■C5Htt     5 w 
t %化合物(4)         50wt%C2
H3Q@C!N          1 0 w t 
%Q3)(7すON          15wt %
Q4i(9すON          10wt %(
:!5H110@OH10W  t %C3H11◎◎
OH5w t % 液晶組成物(ダ)の特性は、6明点が100℃以上とな
り温度変化による色変化は小さくなる。
時分割特性値βは1.070となり、デユーティ比1/
200の時分割駆動での応答時間は250m日となった
〔実施例&〕
実施例1と同様にして、封入する液晶を下記液晶組成物
(ん)とした。
化合物(リ         30wt%C3H7QO
C!zH510W t% C3H7@0H2CH2◎T!    7wt%04H
9■CH2(1!H2◎?     6wt%C!5H
t t■CH20H2◎F     6wt%化合物(
2)          20 W t%0sH11釧
℃C!2H510w t%05Ff11頓恐C!H2O
CH310W t%化合物(3)          
20 w t%−CIH11QC3H7’     5
 W t%C3H119C4H95W t% 0H30CH2QC!5H1110W t%化合物(4
)         30wt%C2H5@◎ON  
     10wt%03H50@ON       
15 W t%csHxx@QcN5 w t% 液晶組成物(A)の特性は、透明点は101°Cとなり
温度変化による色変化は著しく小さい。時分割特性値β
は1.067どなり、デユーティ比j/200の時分割
駆動での応答時間は250yxθとなった。
〔実施例9.〕 次に、液晶分子のらせん構造のねじれ角が200度から
220度の範囲に設定し、この液晶分子のらせん構造の
前後に一対の偏光板を設け、これらの偏光板の吸収軸(
あるいは偏光軸)を電極基板に隣接する液晶分子の配向
方向に対して30度ないし60度の範Hの角度にずらせ
て配置するとともに、液晶層の厚さd(μm)と液晶の
屈折率異方性Δnとの積Δn−dを0.8から1.1 
/j mの範囲に設定した。液晶は液晶組成物(g)を
用いた。
その時の液晶装置特性は、時分割特性値βは1、055
となり、デユーティ比1/ 500の時分割駆動も可能
となった。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本う0明によって1デユーテイ比
1/200の時分割駆動でも充分なコントラストと、実
用的な応答スピードが得られる。更に、温度変化による
色変化も小さくすることも可能となる。また更にデユー
ティ比1/200の時分割駆動で、駆動電圧を18V以
下にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の詳細な説明するための弾性定数比に3
s / K22と時分割特性値βの関係図、第2図は本
発明の詳細な説明するための弾性定数比に33 / K
22及び液晶の粘度lと液晶層の厚さdの2乗の債ηd
2と応答時間の関係図、第5図は本発明の説明に用いた
電圧と透過率の関係図である以  上 出願人 セイコーエプソン株式会社 第1図 に33/に22 第 21辺 第31凹

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 対向して配置する二枚の電極基板間にねじれ配向したネ
    マチック液晶を挾持してなる液晶セルと前記液晶セルを
    挾んで両側に配置された一対の偏光板を備え、前記ネマ
    チック液晶はねじれ角が180度から240度の範囲を
    有する液晶表示装置において、前記ネマチック液晶は、
    一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・(1) 〔R_1は1〜12個の炭素原子を有するアルキル基で
    あり、該アルキル基は1個のCH_2基の代りにO原子
    または−O−CO−基または−CO−O−基を含有して
    いてもよく、;R_2はF原子であるか、1〜12個の
    炭素原子を有するアルキル基もしくはアルコキシ基であ
    り、−■−は1,4−シクロヘキシレン基であるかまた
    は1,4−フェニレン基であり、;Xは−CH_2=C
    H_2−、−C≡C−または単結晶である〕で示される
    化合物を少なくとも一成分含有し、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・(2) 〔R_3は1〜12個の炭素原子を有するアルキル基で
    あり、該アルキル基は1個のCH_2基の代わりにO原
    子または−C−CO−基または−CO−O−基を含有し
    ていてもよく、:R_4は−CN基であるか、1〜12
    個の炭素原子を有するアルキル基もしくはアルキル基の
    1個のCH_2基がO原子でもよく;■は1,4−シク
    ロヘキシル基であるかまたは1,4−フェニレン基であ
    り;■は1,4−フェニレン基であるかまたは、■が1
    ,4−フェニレン基である場合1個または2個のF原子
    またはCl原子またはCN基により置換されている1,
    4−フェニレン基である〕で示される化合物を少なくと
    も一成分含有し、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・(3) 〔R_5は1〜12個の炭素原子を有するアルキル基で
    あり、該アルキル基は1個のCH_2基の代りにO原子
    または−O−CO−基または−CO−O−基を含有して
    いてもよく;R_6は1〜12個の炭素原子を有するア
    ルキル基もしくはアルコキシ基であり;■は1,4−フ
    ェニレン基であるかあるいは1個または2個のF原子ま
    たはCl原子またはCN基により置換されている1,4
    −フェニレン基である〕で示される化合物を少なくとも
    一成分含有し、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・(4) 〔R_7は1〜12個の炭素原子を有するアルキル基で
    あり;■は1,4−フェニレン基であるかまたは1個の
    CH_2基または隣接していない2個のそれぞれのCH
    _2基の代りにO原子を含有していてもよい1,4−シ
    クロヘキシレン基である〕で示される化合物を少なくと
    も一成分含有し、更に化合物(1)、(2)、(3)及
    び(4)の合計濃度が80重量%以上である液晶組成で
    あることを特徴とする液晶表示装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01156392A (ja) * 1987-12-14 1989-06-19 Chisso Corp 液晶組成物
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