JPH03192190A - Nematic liquid crystal composition - Google Patents
Nematic liquid crystal compositionInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電気光学的表示材料として有用なネマチック
液晶組成物とそれを用いた液晶表示装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a nematic liquid crystal composition useful as an electro-optical display material and a liquid crystal display device using the same.
液晶表示セルの代表的なものにTN−LCD (ツィス
テッド、ネマチック液晶表示装置)があり、時計、電卓
、電子手帳、ポケットコンピュータ、ワードプロセッサ
、パーソナルコンピュータなどに使用されている。近年
OA機器の処理情報の増加に伴い、一画面に表示される
情報量が増大しており、従来のTN−LCDではコント
ラスト及び視野角等の表示品位面から特にワードプロセ
ッサ、パーソナルコンピュータなどの高時分割駆動の要
求に応えられなくなっている。A typical liquid crystal display cell is a TN-LCD (twisted nematic liquid crystal display), which is used in watches, calculators, electronic notebooks, pocket computers, word processors, personal computers, and the like. In recent years, with the increase in information processed by office automation equipment, the amount of information displayed on a single screen has increased, and conventional TN-LCDs have been found to be particularly difficult to display in terms of display quality such as contrast and viewing angles, especially when used in word processors, personal computers, etc. It is no longer possible to meet the demand for split drive.
このような状況の中で、シェファー(Scheffer
)等(SID ’85 Digest、 P120 (
1985))あるいは衣用等[SID ’86 Dig
est、 ’P122 (1986))によってSTN
(スーパー・ツィステッド・ネマチック)−LCDが
開発され、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ
などの高情報処理用の表示に広く普及しはじめている。In this situation, Scheffer
) etc. (SID '85 Digest, P120 (
1985)) or clothing etc. [SID '86 Dig
est, 'P122 (1986)) by STN
(Super twisted nematic)-LCDs have been developed and are beginning to be widely used as displays for high information processing applications such as word processors and personal computers.
[発明が解決しようとする課題〕
5TN−LCDにおいて、配向面と液晶分子のなす角度
、すなわちプレチルト角の制御は、液晶表示セルの作製
にあたって、歩止まり等に大きな影響を与える重要な因
子となる。[Problem to be solved by the invention] In 5TN-LCD, controlling the angle between the alignment plane and the liquid crystal molecules, that is, the pretilt angle, is an important factor that greatly affects the yield etc. when manufacturing the liquid crystal display cell. .
配向法には、SiOつの斜方蒸着によってプレチルト角
を約20°の高チルト角に制御する方法が知られている
が、さらに実用的には、例えば、日産化学社製の「サン
エバー150」の如き有機膜をラビングすることによっ
て約5°のプレチルト角に制御する方法が知られている
。その他にも、各種の有機膜が開発されており、ラビン
グ法によって、5〜10@にプレチルト角を制御して使
われている。プレチルト角が高いほどストライプ・ドメ
インが発生しにくくなり、液晶表示セルの作製時の歩止
まりが良くなることが知られているが、ラビング法を使
って、プレチルト角が5″′〜10”で一定の安定した
配向膜をつくることは極めて難しいというのが現状であ
る。As an orientation method, a method is known in which the pretilt angle is controlled to a high tilt angle of about 20° by oblique evaporation of SiO, but more practically, for example, "Sunever 150" manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. A method is known in which the pretilt angle is controlled to about 5° by rubbing an organic film such as the above. In addition, various organic films have been developed and are used by controlling the pretilt angle to 5 to 10@ by a rubbing method. It is known that the higher the pretilt angle, the less likely stripe domains will occur and the better the yield rate during the production of liquid crystal display cells. The current situation is that it is extremely difficult to create a consistently stable alignment film.
本発明が解決しようとする課題は、品質面からラビング
法を用いて実用的に安定な配向膜によって形成可能なプ
レチルト角が約5°の液晶表示セルに封入することによ
って、5°より高いプレチルト角を形成することができ
るネマチック液晶組成物を提供することにある。The problem to be solved by the present invention is to create a liquid crystal display cell with a pretilt angle of about 5°, which can be formed with a practically stable alignment film by using a rubbing method in terms of quality. An object of the present invention is to provide a nematic liquid crystal composition capable of forming corners.
本発明は、上記課題を解決するために、分子の末端に一
般式(1)
%式%(1)
(式中、R1は炭素原子数1〜10の直鎖状アルキル基
を表わし、nは1〜5の整数を表わす。)で表わされる
官能基を有する化合物(以下、化合物(A)という。)
及び一般式(B)
(式中、R2は炭素原子数1〜lOのアルキル基を表わ
し、Xは、水素原子又はフッ素原子を表わす。)
で表わされる化合物
を含有するネマチック液晶組成を提供する。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has the general formula (1) % formula % (1) (wherein R1 represents a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and n is represents an integer from 1 to 5) (hereinafter referred to as compound (A))
and general formula (B) (wherein R2 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and X represents a hydrogen atom or a fluorine atom).
本発明で使用する化合物(A)の代表的なものの相転移
温度を第1表に掲げる。Table 1 lists the phase transition temperatures of typical compounds (A) used in the present invention.
(表中、Cは結晶相、Sはスメクチック相、Nはネマチ
ック相、■は等方性液体相を夫々表わす。)本発明で使
用する化合物(A)の、本発明のネマチック液晶組成物
中の含有量は、3〜40重量%の範囲が好ましい。(In the table, C represents a crystalline phase, S represents a smectic phase, N represents a nematic phase, and ■ represents an isotropic liquid phase.) Compound (A) used in the present invention in the nematic liquid crystal composition of the present invention. The content is preferably in the range of 3 to 40% by weight.
本発明で使用する一般式(B)で表わされる化合物の代
表的なものの相転移温度を第2表に掲げる。Table 2 lists the phase transition temperatures of typical compounds represented by the general formula (B) used in the present invention.
第
表
本発明で使用する一般式(B)で表わされる化合物の、
本発明のネマチック液晶組成物中の含有量は、5〜50
重量%の範囲が好ましい。Table 1 Compounds represented by general formula (B) used in the present invention,
The content in the nematic liquid crystal composition of the present invention is 5 to 50
A weight percent range is preferred.
本発明で使用する化合物(A)及び一般式(B)で表わ
される化合物と混合して使用することができる液晶化合
物の好ましい代表例を以下に挙げる。Preferred representative examples of liquid crystal compounds that can be used in combination with the compound (A) and the compound represented by the general formula (B) used in the present invention are listed below.
表わす。)
第3表はネマチック液晶材料として現在汎用されている
第4表に記載の組成から成る混合液晶(A)と一般式(
1)の官能基を分子の末端に有する化合物(A)から成
る混合液晶を、約5°のプレチルト角を形成するとされ
ている日産化学製rサンエバー150」の有機膜をラビ
ングして作製した配向膜を上下反平行にして組合せた液
晶表示セルに封入し、磁界電位法によって測定したプレ
チルト角を掲示し、比較のために混合液晶(A自体と混
合液晶(A)と末端基にブトキシ基(C4H90−)を
有する第5表に記載の化合物(a) 〜(eの各々から
成る混合液晶を同様にして封入したもののプレチルト角
を掲示したものである。represent ) Table 3 shows the mixture liquid crystal (A) with the composition listed in Table 4, which is currently widely used as a nematic liquid crystal material, and the general formula (
1) An alignment prepared by rubbing a mixed liquid crystal consisting of a compound (A) having a functional group at the end of the molecule with an organic film of Nissan Chemical's R Sunever 150, which is said to form a pretilt angle of approximately 5°. The films were sealed in a liquid crystal display cell in which the films were arranged vertically and antiparallel, and the pretilt angles measured by the magnetic field potential method were displayed. The pretilt angles of mixed liquid crystals composed of each of compounds (a) to (e) listed in Table 5 having C4H90-) encapsulated in the same manner are shown.
R3()σ冶oo +R4
R’+ΣC!H,舎Y
(上記一般式中、R3はアルキル基を表わし、R4はア
ルキル基又はアルコキシル基を表わし、Xは水素原子又
はフッ素原子を表わし、Yはフッ素原子、シアノ基、ア
ルキル基又はアルコキシル基を第
表
(表中、1%」は「重量%」を表わす。)第
表
第3表に掲示したデータから、一般式(1)の官能基を
分子の末端に有する化合物(A)は、混合液晶のプレチ
ルト角を約1″以上上昇させ、それぞれ構造類似の化合
物(a) 、 (b) 、 (c) 、 (d)及び(
e)含有混合液晶より1°以上高いプレチルト角を形成
することが理解できる。プレチルト角1°の差第
表
によってストライプ・ドメインが顕著に発生しにくくな
り、STN液晶表示セルの作製時の歩止まりが良くなる
。さらに式(1)の官能基を末端基に含有する化合物の
ほとんどは、ネマチック状態でガラス面上で均一な垂直
配向性を有することが確認された。R3 () σjioo +R4 R'+ΣC! H, Y (In the above general formula, R3 represents an alkyl group, R4 represents an alkyl group or an alkoxyl group, X represents a hydrogen atom or a fluorine atom, and Y represents a fluorine atom, a cyano group, an alkyl group, or an alkoxyl group. From the data listed in Table 3 (in the table, 1% represents "wt%"), the compound (A) having the functional group of general formula (1) at the end of the molecule is: The pretilt angle of the mixed liquid crystal is increased by about 1″ or more, and structurally similar compounds (a), (b), (c), (d) and (
e) It can be understood that a pretilt angle that is 1° or more higher than that of the mixed liquid crystal contained therein is formed. Due to the difference in pretilt angle of 1°, stripe domains are significantly less likely to occur, and the yield rate during production of STN liquid crystal display cells is improved. Furthermore, it was confirmed that most of the compounds containing the functional group of formula (1) as an end group have uniform vertical alignment on the glass surface in a nematic state.
本発明で使用するネマチック液晶組成物は従来の液晶組
成物を封入した時よりもプレチルト角を高くすることを
特徴とするものであって、約5゜のプレチルト角を形成
できる液晶表示セルに限定されるものではない0本発明
のネマチック液晶組成物を封入した5TN−LCDを作
製したところ、ストライブ・ドメインが顕著に発生しに
くくなり、歩留りの改善を確認できた。さらに、本発明
のごとき垂直配向性の液晶組成物は、例えばECB (
複屈折制御Il)方式の表示装置において必要とされる
垂直配向時にも極めて有用である。The nematic liquid crystal composition used in the present invention is characterized by a higher pretilt angle than when conventional liquid crystal compositions are encapsulated, and is limited to liquid crystal display cells that can form a pretilt angle of approximately 5°. When a 5TN-LCD filled with the nematic liquid crystal composition of the present invention was manufactured, it was confirmed that stripe domains were significantly less likely to occur and the yield was improved. Furthermore, a vertically aligned liquid crystal composition such as the one of the present invention can be prepared using, for example, ECB (
It is also extremely useful for vertical alignment required in birefringence controlled display devices.
以下に実施例により本発明を詳述するが、本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではない。The present invention will be explained in detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
実施例1〜8
第6表に実施例1〜8で使用する各混合液晶の組成を示
した。また、比較の為に分子の末端に一般式(1)で表
わされる官能基を有する化合物を含有しない比較例1の
混合液晶の組成を示した。Examples 1-8 Table 6 shows the composition of each mixed liquid crystal used in Examples 1-8. For comparison, the composition of a mixed liquid crystal of Comparative Example 1 which does not contain a compound having a functional group represented by the general formula (1) at the end of the molecule is shown.
但し、表中の数字は、重量%を示す。However, the numbers in the table indicate weight %.
実施例1〜8及び比較例1で使用した各混合液晶のN−
1転移部度(TN−1”) 、屈折率の異方性(Δn)
及び誘電異方性(Δε)の物性を測定した結果を第7表
に示した。N- of each mixed liquid crystal used in Examples 1 to 8 and Comparative Example 1
1 transition degree (TN-1”), refractive index anisotropy (Δn)
Table 7 shows the results of measuring the physical properties of dielectric anisotropy (Δε).
さらに、各混合液晶を、口座化学社製「サンエバー15
0」の有機膜をラビングして形成した配向膜を上下反平
行にして組合せたセル中に封入し、磁場電位法によって
、プレチルト角を測定した。Furthermore, each mixed liquid crystal was
An alignment film formed by rubbing an organic film of 0" was sealed vertically antiparallel in a combined cell, and the pretilt angle was measured by a magnetic field potential method.
結果を同じく第7表に示した。The results are also shown in Table 7.
実施例1〜8のいずれも比較例1より10もしくはそれ
以上のプレチルト角を上昇させた。特に、実施例5及び
6では、大きな効果を示した。All of Examples 1 to 8 increased the pretilt angle by 10 or more than Comparative Example 1. In particular, Examples 5 and 6 showed great effects.
実施例10
実施例1〜8及び比較例1で使用した各混合液晶にカイ
ラル物質(メルク社製rS−811J)を添加した混合
液晶を、対向する平面透明電極上に「サンエバー150
」の有機膜をラビングして形成した配向膜をもつツイス
ト角220°のクサビ形セル及び表示用セルに各々注入
して緒特性を測定した。Example 10 A mixed liquid crystal obtained by adding a chiral substance (rS-811J, manufactured by Merck & Co., Ltd.) to each of the mixed liquid crystals used in Examples 1 to 8 and Comparative Example 1 was placed on an opposing flat transparent electrode using "Sunever 150".
'' was injected into a wedge-shaped cell with a twist angle of 220° and a display cell each having an alignment film formed by rubbing an organic film, and the cell characteristics were measured.
なお、カイラル物質は、カイラル物質の添加による混合
液晶の固有らせんピッチPと表示用セルのセル厚dが、
Δn −d −0,85,d / P =0.53とな
るように添加した。Note that the chiral substance has the characteristic helical pitch P of the mixed liquid crystal and the cell thickness d of the display cell due to the addition of the chiral substance.
It was added so that Δn −d −0.85, d/P = 0.53.
ここで、Δd/pは、ストライブ・ドメインが発生しな
い境界のクサビ形セルの厚みをd+ とd2と定義され
、大きい値が優れている。Here, Δd/p is defined as d+ and d2, which are the thicknesses of the wedge-shaped cells at the boundary where no stripe domain occurs, and a larger value is better.
また、表示用セル面に垂直な光の透過率が10%及び8
0%となる時の電圧を各々vth及びVsatとした時
の電気光学特性の急峻性TはVsat/Vthと定義さ
れ、1に近い程高時分割特性に優れている。。In addition, the transmittance of light perpendicular to the display cell surface is 10% and 8%.
The steepness T of the electro-optical characteristics is defined as Vsat/Vth, where the voltage at the time of 0% is vth and Vsat, respectively, and the closer it is to 1, the better the high time division characteristics are. .
実施例1〜8及び比較例1で用いた混合液晶にカイラル
物質を添加したスーパー・ツィステッド・ネマチック液
晶の表示特性の測定結果を第8表に示した。実施例1〜
8のいずれも、比較例1よりストライプ・ドメインが発
生しにくくなっている。また、急峻性Tも1に近くなり
高時分割特性に優れた液晶表示特性を示した。Table 8 shows the measurement results of the display characteristics of the super twisted nematic liquid crystal obtained by adding a chiral substance to the mixed liquid crystal used in Examples 1 to 8 and Comparative Example 1. Example 1~
8, stripe domains are less likely to occur than in Comparative Example 1. Further, the steepness T was close to 1, and liquid crystal display characteristics with excellent high time division characteristics were exhibited.
本発明に係わる一般式(1)の官能基を分子の末端に有
する化合物(A)及び一般式(B)で表わされる化合物
を含有するネマチック液晶組成物は、通常のネマチック
液晶組成物と混合して用いた場合に約5°のプレチルト
角を形成可能な配向膜を有する液晶表示セルに封入する
ことによって、そのプレチルト角を上昇させることがで
きるものである。The nematic liquid crystal composition containing the compound (A) having the functional group of general formula (1) at the end of the molecule and the compound represented by general formula (B) according to the present invention can be mixed with a normal nematic liquid crystal composition. By enclosing the liquid crystal display cell in a liquid crystal display cell having an alignment film capable of forming a pretilt angle of about 5° when used in a liquid crystal display cell, the pretilt angle can be increased.
従って、本発明に係わるネマチック液晶組成物は、スト
ライプ・ドメインの発生率が顕著に低く、LCD作製時
の歩留りが良好な5TN−LCDの材料として極めて有
用である。Therefore, the nematic liquid crystal composition according to the present invention has a significantly low incidence of stripe domains and is extremely useful as a material for 5TN-LCD, which has a good yield during LCD manufacturing.
Claims (1)
基を表わし、nは1〜5の整数を表わす。)で表わされ
る官能基を有する化合物 及び一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^2は炭素原子数1〜10のアルキル基を表
わし、Xは、水素原子又はフッ素原子を表わす。) で表わされる化合物 を含有することを特徴とするネマチック液晶組成物。 2、請求項1記載のネマチック液晶組成物を用いたスー
パー・ツィステッド・ネマチック液晶表示装置。 3、請求項1記載のネマチック液晶組成物を垂直配向さ
せることを特徴とする液晶表示装置。[Claims] 1. At the end of the molecule there is a general formula ▲ a mathematical formula, a chemical formula, a table, etc. ▼ (wherein R^1 represents a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and n is 1 (Represents an integer from 1 to 5.) and general formulas ▲ Numerical formulas, chemical formulas, tables, etc. represents a hydrogen atom or a fluorine atom.) A nematic liquid crystal composition characterized by containing a compound represented by the following. 2. A super twisted nematic liquid crystal display device using the nematic liquid crystal composition according to claim 1. 3. A liquid crystal display device, characterized in that the nematic liquid crystal composition according to claim 1 is vertically aligned.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1329482A JP2847834B2 (en) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | Super twisted nematic liquid crystal display |
Applications Claiming Priority (1)
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