KR0156251B1

KR0156251B1 - 네마틱 액정조성물

Info

Publication number: KR0156251B1
Application number: KR1019900009908A
Authority: KR
Inventors: 후미아키 후나다; 마사꼬 오가다; 슈에블레 베른하르트; 슈이찌 고아자키; 다카마사 오야마
Original assignee: 곤이시 미노루; 샤프 코포레이션; 호이만, 쉬틀러; 메르크 파텐트 게젤샤프트 미트 베슈랭크터 하프퉁
Priority date: 1989-07-06
Filing date: 1990-07-02
Publication date: 1998-11-16
Also published as: KR910003070A; EP0406468A1; DE68903274D1; US5064567A; JP2513910B2; DE68903274T2; EP0406468B1; JPH03215591A

Abstract

내용 없음.

Description

네마틱 액정조성물

본 발명은 액티브 매트릭스에 사용하기 위한 네마틱 액정조성물에 관한 것이다.

액티브 매트릭스 디스플레이(AMD)는 고정보 용량을 가진 시판 디스플레이용으로 매우 바람직하다. 그러한 AMD는 TV용으로, 그리고 또한 자동차 및 비행기에 사용되는 고정보 용량을 가진 디스플레이에 사용된다.

AMD는 각 화송소자에 집적되는 비선형 전기스위칭 소자를 갖는다. 비선형 구동소자로는, 박막 트랜지스터(TFT)[Okubo, U., et al., 1982. SID 82 Digest, pp. 40-41] 또는 다이오드(예, 금속절연체 금속 :MIM)[Niwa, K., et al., 1984, SID 84 Digest., pp. 304-307]가 사용될 수 있다. 이들 비선형 구동소자가 양호한 시각 특성을 제공할 수 있는 경우에는 이 소자로부터 균일한 전기-광학 특성을 갖는 전기-광학 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 비틀림 각이 90°인 TN-형 LC셀[Schadt, M. and Helfrich, w., 1971. Appl. Phys. Lett., 18, 127]이 사용될 수 있다. 넓은 시야각에 걸쳐 양호한 콘트라스트를 제공하기 위해서는, 제1 최소투과에서의 작동[Pohl, L., Eidenschink, R., Pino, F. del, and Weber, G., 1980. German Pat., DBP 30 22 818, and 1981, US Pat. 4 398 803; Pohl, L., Weber, G., Eidenschink, R., Baur, G., and Fehrenbach, W., 1981, Appl. Phys. Lett., 38, 497; Weber, G., Finkenzeller, U., Geelhaar, T., Plach, H. J., Rieger, B., and Pohl, L., 1988, Int. Symp. on Liq. Cryst., Freiburg, to be published in Liq. Crys.]이 필요하게 된다. 이들 AMD는 TV용으로 아주 적합하므로, 상품가치가 높다. 이들을 적용함에 있어서는 액정의 물리적 성질이 패시브 TN 디스플레이에서 보다 더 중요하게 된다. AMD 성능에 결정적 요인이 되는 성질은 액정의 저항성과 안정성이다[Togashi, S., Sekiguchi, K., Tanabe, H., Yamamoto, E., Sorimachi, K. Tajima, E., Watanabe, H., Shimmzu, H., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: A 210-288 Matrix LCD Controlted by Double Stage Diode Rings, P. 141 ff, Paris; Stromer, M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design of Thin Film Transistors for Matrix Adressing of Television Liquid Crystal Display, p. 145 ff, Paris].

AMD에 있어서 비선형 스위칭 소자는 다중 시스템에 어드레스된다. 이와 같이 함으로써, 이들 소자는 이들이 활성중인 제한된 시간내에서 픽셀(pixel)의 전극을 하전한다. 그후 이들 소자는 다음 사이클에서 이들이 다시 어드레스 될 때까지 비활성이 된다. 따라서, 활성화(하전)된 픽셀상의 전압의 변화가 바람직한 것은 아니나, 이것은 그러한 디스플레이에 있어서 아주 결정적인 요인이 된다. 픽셀의 방전은 두 요인에 의해 결정되는데, 이들 요인은 픽셀의 전극의 용량과 전극들간의 유전물질, 즉 액정의 저항도이다. 픽셀에서의 전압 감쇠의 특정시간(RC-시간)의 상수는 두 어드레싱 사이클(tadr.)들 사이의 시간보다 매우 긴 것으로 나타났다. AMD의 성능을 나타내는데 자주 사용되는 파라메터는 화상소자의 전압보유율(HR)이다;

픽셀에서의 전압이 지수적으로 감쇠하기 때문에, 보유비율이 증가하는데는, 예측하는 바와 같이 높은 저항을 갖는 액정 물질이 필요하게 된다.

디스플레이내의 액정의 저항도에 있어서 몇가지 중요한 점으로서 배향층, 배향물질의 경화조건을 들 수 있다. 그러나, 사용되는 액정의 전기 특성이 덜 중요하다는 것을 의미하는 것은 아니다. 특히 디스플레이내의 액정의 저항도는 픽셀에서의 전압 강하량을 결정한다.

따라서, AMD에 사용하기 위해 높은 저항도와 다른 적합한 재료의 특성을 갖는 액정 조성물이 아직도 크게 요구되고 있다.

본 발명은 다른 적용분야에도 알맞는 매우 높은 저항성을 갖는 액정 조성물을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명자들은 말단과 측면상에서 플루오르화된 화합물을 기본으로 하는 네마틱 액정 조성물에 있어서, 다음 그룹 (1)에서 선택된 3종 이상의 화합물 약 25-35 중량%와; 다음 그룹 (2)에서 선택된 1종 이상의 화합물 약 10-20중량%와; 다음 그룹(3)에서 선택된 하나의 화합물 약 15-25 중량%와; 다음 그룹 (4)에서 선택된 하나의 화합물 약 20-30 중량%와; 다음 그룹 (5)에서 선택된 3종 이상의 화합물 약 2-15 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 네마틱 액정 조성물이 AMD 적용에 매우 적합하다는 것을 알게 되었다.

(상기 식에서, R¹은 탄소수 5이상의 직쇄 알킬 그룹이다);

(상기 식에서, R²는 탄소수 3의 직쇄알킬 그룹이고, X는 H 또는 F이다);

(상기 식에서, R³내지 R⁶은 각기 독립적으로 탄소수 3 내지 5의 직쇄알킬 그룹을 나타낸다). 매우 높은 RC 시간 값은 AMD에서 얻을 수 있다. 이들 조성물은 점도가 낮고, 또한 AMD가 제1최소 투과에서 작동할 수 있게 한다.

상기한 조성물은 그룹(1)에서 선택된 3종이상의 화합물중 R¹이 n-펜틸, n-헥실 및 n-헵틸인 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 또한 그룹(2)에서 선택된 1종이상의 화합물중의 X가 F인 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.

그룹 (1) 내지 (5)의 화합물은 유럽 특허 제 0 125 563호, 국제 특허출원 제 WO 89/02884호 및 미합중국 특허 제4,302,352호, 동 특허 제4,710,315호 및 동 특허 제4,419,264호로부터 공지되어 있거나, 또는 공지된 화합물과 유사하게 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 조성물의 제조는 통상의 방법으로 실시된다. 일반적으로, 소량으로 사용되는 성분을 소망하는 양으로 하여 주성분을 이루는 성분에, 바람직하기는 상승된 온도에서 용해시킨다. 이때 온도를 주성분 의 투명점 이상으로 선택하는 경우, 완전하게 용해되는 것을 쉽게 관찰할수 있을 것이다.

그러나, 성분들을 적합한 유기용매, 예를 들면 아세톤, 클로로프름 또는 메탄올에 녹인 용액들을 혼합하고, 잘 혼합한 후, 예를 들면 감압하에 증류하여 용매를 제거하는 것도 가능하다.

이 방법에서는 용매에 오염물질이나 원치 않는 도우판트가 도입되지 않도록 해야 한다.

적합한 첨가제를 사용함으로써 본 발명에 따른 액정상을 이제까지 개시된 어느 종류의 AMD에나 사용할 수 있도록 변형시킬 수 있다.

다음 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 본 발명이 이들 실시예로써 제한되는 것은 아니다. 액정물질의 융점 및 투명점은 섭씨이며, 퍼센트는 중량%이다.

[실시예 1]

12%의 트랜스 1-p-플루오로페닐-4-펜틸시클로헥산,

5%의 트랜스 1-p-플루오로페닐-4-헥실시클로헥산,

10%의 트랜스 1-p-플루오로페닐-4-헵틸시클로헥산,

13%의 p-[트랜스-4-(트랜스-4-프로필시클로헥실)-시클로헥실]-트리플루오로메톡시벤젠,

12%의 p-[트랜스-4-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)-시클로헥실]-트리플루오로메톡시벤젠,

11%의 1-[트랜스-4-(트랜스-4-프로필시클로헥실)-시클로헥실]-2-(p-트리플루오로메톡시페닐)-에탄,

8%의 1-[트랜스-4-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)-시클로헥실]-2-(p-트리플루오로메톡시페닐)-에탄,

12%의 1-[트랜스-4-(트랜스-4-프로필시클로헥실)-시클로헥실]-2-(3,4-디플루오로페닐)-에탄,

7%의 1-[트랜스-4-(트랜스-4-프로필시클로헥실)-시클로헥실]-2-(p-플루오로페닐)-에탄,

3%의 4,4'-비스-(트랜스-4-프로필시클로헥실)-2-플루오로비페닐,

3%의 4,4]-비스-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)-2-플루오로비페닐 및

4%의 4-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)-4'-(트랜스-4-프로필시클로헥실)-2-플루오로비페닐, 로 이루어진 액정 조성물은 투명점 100°, 20°에서 점도 15mPa's, 및 복굴절 Δn + 0.085를 나타낸다.

[실시예 2]

12%의 트랜스 1-p-플루오로페닐-4-펜틸시클로헥산,

10%의 트랜스-1-p-플루오로페닐-4-헥실시클로헥산,

10%의 트랜스-1-p-플루오로페닐-4-헵틸시클로헥산,

9%의 1-[트랜스-4-(트랜스-4-프로필시클로헥실)-시클로헥실]-2-(p-트리플루오로메톡시페닐)-에탄,

13%의 1-[트랜스-4-(트랜스-4-프로필시클로헥실)-시클로헥실]-2-(3,4-디플루오로페닐)-에탄,

3%의 4,4'-비스-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)-2-플루오로비페닐 및

4%의 4-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)-4-(트랜스-4-프로필시클로헥실)-2-플루오로비페닐로 이루어진 액정조성물은 투명점 90°, 20°에서 점도 14mPa·s 및 복굴절 Δn + 0.085를 나타낸다.

이들 두 조성물은 10¹³Ω·㎝이상의 높은 저항도를 나타내며, AMD용으로 아주 적합하다.

Claims

말단과 측면상에서 플루오르화된 화합물을 기본으로 하는 네마틱 액정 조성물에 있어서, 다음 그룹 (1)에서 선택된 3종 이상의 화합물 25∼35 중량%와; 다음 그룹 (2)에서 선택된 1종 이상의 화합물 10∼25 중량%와; 다음 그룹 (3)에서 선택된 하나의 화합물 15∼25 중량%와; 다음 그룹 (4)에서 선택된 하나의 화합물 20∼30 중량%와; 다음 그룹 (5)에서 선택된 3종 이상의 화합물 5∼15 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 네마틱 액정 조성물.

(상기 식에서, R¹은 탄소수 5이상의 직쇄 알킬 그룹이다);

(상기 식에서, R²는 탄소수 3의 직쇄알킬 그룹이고, X는 H또는 F이다);

(상기 식에서, R³내지 R⁶은 각기 독립적으로 탄소수 3 내지 5의 직쇄알킬 그룹을 나타낸다)
제1항에 있어서, 상기한 조성물에 함유되는 그룹 (1)에서 선택된 3종이상의 화합물 R¹이 n-펜틸, n-헥실 및 n-헵틸인 것을 특징으로 하는 네마틱 액정 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 조성물에 함유되는 그룹 (2)의 화합물중 X가 F인 것을 특징으로 하는 네마틱 액정 조성물.