JPH01132684A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は熱光学効果を利用した熱書込み型液晶表示装置
に用いる液晶組成物に係り、その特性として極めて狭い
ネマチック相を有し、かつ、融点の低いスメクチック相
を有することを特徴とした液晶組成物に関するものであ
る。

〔従来の技術とその問題点〕

昨今の液晶表示素子の進展は目覚しいものがあるが、そ
の主流はネマチック液晶の応用に関するものが殆んどで
ある。その一方で、他の液晶相の特性を利用した異った
動作モードによる表示装置の研究も実用化に向けて盛ん
に行われており、これらの中の一つにスメクチック人相
の熱光学効果を利用した熱書込み投写装置がある。この
ような装置の方式では、従来のＴＮ型（ツィステッドネ
マチック型）と比較して桁違いの大面積、大容量表示が
可能となる。

仁のような分野に用いられる液晶材料に要求される特性
としてつぎのようなことがあげられる。

１）広いスメクチック人相を有すること（好ましくは０
〜−２０℃以下までスメクチック人相を有すること。）
。

２）極めて狭いネマチック相を有すること。

３）複屈折率が大きいこと。

４）比熱・相転移エネルギーが小さいこと。

５）誘電異方性が大きいこと。

これらの中では、とりわけ１）、２）、３）項が投写画
面などのコントラストなど表示品位をよくするために重
要と思われる。これらの特性を有する液晶材料としては
現在のところ単一化合物では見当らないため、程々の液
晶化合物の混合系が検討されている。これらの例として
は、つぎのような一般式で示される化合物の混合系があ
る。

その組成の例としては表１に示すようなものがある。

表　　１ （ここで、ｍｐ；融点（”Ｃ）、ＳＮ点；スメクチック
・ネマチック転移点（’Ｃ）、ＮＩ点；ネマチック・ア
イソトロピック転移点（Ｔ、）、ＮＲ；ネマチックレン
ジ（’Ｃ）（−ＮＩ点（’Ｃ）−８Ｎ点（℃）〕である
。また組成の数字は式とｎの数を表す（例えば１．はｎ
−８の式■の化合物を意味する）。） 組成物ａでは、ネマチックレンジが０．５℃と極めて狭
いが融点が２４℃と高く室温付近であるため実験用とし
てはともかくも、実用的には使い難い材料である。一方
、組成物ｅ％　ｆでは融点が一３０℃、−３２，７℃と
かなシ低くネマチックレンジが３．２℃、２．６℃と広
くなっておシ必ずしも満足すべきものでない。

ネマチックレンジは表示素子の書込み速度や表示コント
ラストに影響をおよぼす要因であシ、ネマチックレンジ
が広くなると書込み速度の低下、コントラストの低下に
結びつく。すなわち、ネマチックレンジが広いと熱書込
みの際に、等方性液体からネマチック相を経て不透明な
スメクチック相を形成させる過程において、ネマチック
相で長い冷却時間を要することになシ、書込み速度を遅
くする要因となる。一方、ネマチック相状態である時間
が長くなると配向処理（垂直配向もしくはホモジニアス
配向）した基板によって、液晶が配向してしまい散乱し
たスメクチック人相が得られなくなシコントラストの低
下の要因となる。

融点については、０℃以下であれば通常の用途には供し
得るものと思われる。それは、熱書込み型液晶表示装置
は屋内で使用されるため、０℃以下の環境下では通常使
用されないと考えられるからである。

熱書込み用液晶組成物としては、前記組成物以外に４．
％開閉６０−１４４３８３、特開昭６０−２５２６８６
、特開昭６１−２６８７９０などが知られているが、ネ
マチックレンジが２℃以下で融点が０℃以下を合わせも
つ組成物は見当らない。

〔発明の目的〕

本発明者らは上記従来技術の問題点を解決すべく鋭意研
究を重ねた結果、ネマチックレンジが２℃以下で融点が
０℃以下の液晶組成物を得ることに成功した。すなわち
、本発明の目的は、熱書込み液晶表示素子用の液晶組成
物および該組成物を用いた液晶表示素子を提供すること
であシ、更に詳しくは、その特性として極めて狭いネマ
チックレンジを有し、かつ、融点の低い相転移を有する
液晶組成物および該組成物を用いた熱書込み液晶表示素
子を提供するととである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の第一の発明の液晶組成物は、４−ｎ−オクチル
−４′−シアノビフェニル、４−ｎ−ドデシル−４７−
シアノビフェニルおよび、一般式 （ここで、Ｒ１は炭素数９．１０もしくは１１のアルキ
ル基を示す）で示される４−ｎ−アルキル−４′−シア
ノビフェニルの少くとも１種からなるＡ成分、および一
般式 （ここで、Ｒ１は炭素数８もしくは９のアルキル基を示
す）で示される４−ｎ−アルカノイルオキシ−４７−シ
アノビフェニルの少くとも１８［および、一般式 （こむで、Ｒ８は炭素数１１もしくは１２のアルキル基
を示す）で示される４−ｎ−アルカノイルオキシ−４′
−シアノビフェニルの少くとも１種からなるＢ成分を含
有し、Ａ成分とＢ成分の比率が９５：５ないし４５　：
５５であることを特徴とする。

また、上記Ａ成分とＢ成分に一般式 （ここで、亀は炭素数８から１２のアルキル基を示す）
で示さｎる４−ｎ−アルコキシ−４′−シアノビフエニ
ルの少くとも１２１のＣ成分を加えた液晶組成物である
。

本発明の液晶組成物のＡ成分中の組成比は、４−ｎ−オ
クチル−４７−ジアツビフエ三ルと４−ｎ−ドデシル−
４′−シアノビフェニルの重量比が１：１ないし９：１
であシ、好ましくは３＝２ないし４：１である。また、
（Ｉ）式で示される４−ｎ−アルキル−４′−シアノビ
フェニルの具体的な化合物名としては、（ａ）　４−　
ｎ−ノナノイルオキシ−４′−シアノビフェニル、　ｆ
ｂｌ　４−ｎ−デカメイルオキシ−４′−シアノビフェ
ニル、（Ｃ）４−ｎ−ウンデカノイルオキシ−４′−ビ
フェニルであり、これらの少くとも１株がＡ成分中に４
０係以上含まｎる。好ましくは（ａ）と（ｂｌもしくは
／および（Ｃ１との混合系で使用するのがよく、その好
ましい使用重量比は１：１である。

本発明の液晶組成物のＢ成分中の組成比は、式（■）で
示さｎる４−ｎ−アルカノイルオキシ−４７−シアノビ
フェニルの少くとも１種と式（１）で示される４−ｎ−
アルカノイルオキシ−４７−シアノビフェニルの少くと
も１種の比率が５５：４５ないし９５：５である。

本発明の液晶組成物のＡ成分とＢ成分の比率は、９５：
５ないし４５：５５である。Ｂ成分が５０％以上になる
と融点が高くなり、また５係以下になると融点の低下の
効果が少であシ、ＮＲへの影響も小さくなる。

本発明の液晶組成物のＣ成分は、（■）式で示される４
−ｎ−アルコキシ−４′−シアノビフェニルの少くとも
１種であるが、２種以上を使用するのが好ましい。使用
量は組成物全体の２５係以下であシ、好ましくは２０係
以下である。

２０％以上になると融点に悪影響等をおよぼす。

本発明の第二の発明の液晶表示素子は、４−ｎ−オクチ
ル−４７−シアノビフェニル、４−ｍ−ドデシル−４′
−シアノビフェニルおよび、−般式 （ここで、Ｒ１は炭素数９．１０もしくは１１のアルキ
ル基を示す）で示される４−ｎ−アルキル−４′−シア
ノビフェニルの少くとも１ａＬからなるＡ成分、および 一般式 （ここで、馬は炭素数８もしくは９のアルキル基を示す
）で示される４−ｎ−アルカノイルオキシ−４′−シア
ノビフェニルの少くとも１種および、一般式 （ここで、Ｒ８は炭素数１１もしくは１２のアルキル基
を示す）で示される４−ｎ−アルカノイルオキシ−４′
−シアノビフェニルの少くとも１種からなるＢ成分を含
有し、Ａ成分とＢ成分の比率が９５：５ないし４５：５
５である液晶組成物を用いた熱書込み用であることが特
徴である。

また、本発明として上記人成分とＢ成分に二股式 （ここで、亀は炭素数８から１２のアルキル基を示す）
で示される４−ｎ−アルコキシ−４′−シアノビフェニ
ルの１種以上のＣ成分が含有された液晶組成物を用いた
熱書込み用液晶表示素子を示すことができる。

本発明の組成物は、染料、コレステリック液晶、ＮＩ点
の調整などのために用いられるための高温液晶と共に用
いることができる。

染料としては二色性染料、レーザー光の波長に合った二
色性染料が用いられ、アゾ系染料、アントラキノン染料
をあげることができる。その含有量は１０％以下、通常
５％以下である。

コレステリック液晶としては、たとえば、４′−シアノ
−４−（２’−メチルブチルオキシ）ビフェニル、４′
−シアノ−４−（２’−メチルブチル）ビフェニル、４
’−（２−メチルブチルオキシ）安息香酸−４′−シア
ノフェニル、２−クロル−１，４−ビス（４’−２−メ
チルブチルオキシベンツイルオキシ）ベンゼン、４’−
（２−メチルブチル）−４−ビフェニルカルボンｖ　、
ｉ／−ヘンチルシクロヘキシルエステルなどあげること
ができる。その含有量３０係以下通常は２０％以下であ
る。

高温液晶としては、４−ｎ−ノニル−４”−シアノター
フェニル、４−ｎ−ノニルオキシ−４“−シアノターフ
ェニル、４−（）ランス−４−〇−ノニルシクロヘキシ
ル）　＋　４７−シアノビフェニル、１−（４’−ｎ−
へキシルフェニル）−２−（４’−シアノ−４−ビフェ
ニリル）エタン、トランス−４−ｎ−ノニルシクロヘキ
サンカルボンＩ！１２−４’−シアノビフェニルエステ
ル、１−（４’−ｎ−へキシルシクロヘキシル）−２−
（４’−シアノー４−ビフェニル）エタン、トランス−
４−ｎ−ノニル安息香酸−４′−シアノ−４−ビフェニ
リルエステル、トランス−４−ｎ−７ニルオキシ安息香
酸−４７−ジアツー４−ビフェニリルエステルなどをあ
げることができる。その含有量は３０％以下、好ましく
は２０％以下である。

〔本発明の効果〕

本発明の液晶組成物および液晶素子は、極めて狭いネマ
チック相を有しかつ融点の低い相転移を有するのが特徴
であシ、熱書込み用液晶表示装置に用いるに適したもの
である。

本発明の液晶組成物は、具体的にはネマチックレンジが
２℃以下であるため表示素子の書き込み速度は速くなυ
、また、投写画面などのコントラストがよくなり、表示
品位が著しく向上する。また、融点０℃以下であるため
屋内、室温で使用熱書込み型液晶表示装置に使用しても
問題がなく、実用的に使用し得る液晶材料である。

実施例１〜７ 表２の所定の組成（重量％）に基づいて液晶組成物を調
製し、その特性を測定し、結果を表に示す。

比較例１〜９ 実施例と同様に組成物を調製し、その特性を測定した。

結果を表３に示す。

手続補正書（自発） 昭和６３年　３月ユ／日

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）４−ｎ−オクチル−４′−シアノビフェニル、４
   −ｎ−ドデシル−４′−シアノビフェニルおよび、一般
   式 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （ここで、Ｒ＿１は炭素数９、１０もしくは１１のアル
   キル基を示す）で示される４−ｎ−アルキル−４′−シ
   アノビフェニルの少くとも１種からなるＡ成分、 および、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（II） （ここで、Ｒ＿２は炭素数８もしくは９のアルキル基を
   示す）で示される４−ｎ−アルカノイルオキシ−４′−
   シアノビフェニルの少くとも１種および、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（III） （ここで、Ｒ＿３は炭素数１１もしくは１２のアルキル
   基を示す）で示される４−ｎ−アルカノイルオキシ−４
   ′−シアノビフェニルの少くとも１種からなるＢ成分、 を含有し、Ａ成分とＢ成分の比率が９５：５ないし４５
   ：５５であることを特徴とする液晶組成物。
2. （２）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（IV） （ここで、Ｒ＿４は炭素数８から１２のアルキル基を示
   す）で示される４−ｎ−アルコキシ−４′−シアノビフ
   ェニルの１種以上を含有する特許請求の範囲第（１）項
   記載の液晶組成物。
3. （３）４−ｎ−オクチル−４′−シアノビフェニルと４
   −ｎ−ドデシル−４′−シアノビフェニルの比が１：１
   ないし９：１であり、（ I ）式で示される４−ｎ−ア
   ルキル−４′−シアノビフェニルがＡ成分中に４０％以
   上含有し、式（II）で示される４−ｎ−アルカノイルオ
   キシ−４′−シアノビフェニルの少くとも１種と式（I
   II）で示される４−ｎ−アルカノイルオキシ−４′−シ
   アノビフェニルの少くとも１種の比率が５５：４５ない
   し９５：５である特許請求の範囲第（１）項もしくは第
   （２）項記載の液晶組成物。
4. （４）４−ｎ−オクチル−４′−シアノビフェニル、４
   −ｎ−ドデシル−４′−シアノビフェニルおよび、一般
   式 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （ここで、Ｒ＿１は炭素数９、１０もしくは１１のアル
   キル基を示す）で示される４−ｎ−アルキル−４′−シ
   アノビフェニルの少くとも１種からなるＡ成分、および
   一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（II） （ここで、Ｒ＿２は炭素数８もしくは９のアルキル基を
   示す）で示される４−ｎ−アルカノイルオキシ−４′−
   シアノビフェニルの少くとも１種および、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（III） （ここで、Ｒ＿３は炭素数１１もしくは１２のアルキル
   基を示す）で示される４−ｎ−アルカノイルオキシ−４
   ′−シアノビフェニルの少くとも１種からなるＢ成分を
   含有し、Ａ成分とＢ成分の比率が９５：５ないし４５：
   ５５である液晶組成物を用いたことを特徴とする熱書込
   み用液晶表示素子。
5. （５）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（IV） （ここで、Ｒ＿４は炭素数８から１２のアルキル基を示
   す）で示される４−ｎ−アルコキシ−４′−シアノビフ
   ェニルの少くとも１種を含有する液晶組成物を用いた特
   許請求の範囲第（４）項記載の熱書込み用液晶表示素子
   。