JPH06510384A - 灰色遮光の改良ディスプレーを有するｔｎセル - 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】 灰色遮光の改良ディスプレーを有するＴＮセル本発明は１撮および配向層付きの ２種の基体間で正の誘電異方性および実質的に９０°のねじれ角を有するネマチ ック性の液晶を電極層と配向層付きの基体間に含有するＴＮセルに関し、ただし 基体板の間隔ｄおよび液晶の光学異方性△ｎの積が０．１５および０゜７０μｍ 間にある。

ＤＥ３０　２２　８１８に記載されているこのタイプのセルはコントラストの好 ましい視角依存性に特徴があり、一般的に有力になっており、アクチブマトリッ クスでアドレスされている高いインフォメーションディスプレイにあっては特に 一般的に有力になっている。

しかしながら、逆コントラストと名付けられている効果が灰色遮光がディスプレ イされるときに観測されることがそのようなセル中では不利なことであった。

このことは取りも直さず、比較的高い電圧を印加した当初にコントラストが増加 した後に、再び減少することを意味している０図１は９０°のねじれ角度および ｄ＝５．９４μｍのセル間隔を示し、以下の液晶混合物ＬＣＩを含有するＴＮセ ルについて種々の視角θでの特性線を示している。

５．０％　４−０−ランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−１−フルオロベン ゼン ５．０％　４−（トランス−４−ヘプチルシクロヘキシル）−１−フルオロベン ゼン Ｆ３．０％　４−［トランス−４−（トランス−４−エチルシクロヘキシル）シ クロヘキシル１−１−トリフルオロメトキシベンゼン９．０％　４−［トランス −４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシル］−１−１− リフルオロメトキシベンゼン ９．０％　４−［トランス−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）シ クロヘキシル］−１−１−リフルオロメトキシベンゼン １１．０％　１−［トランス−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル） シクロヘキシ１１．０％　ｌ−［トランス−４−（トランス−４−ベンチルシク ロヘキシル）シクロへキシルコ−２−（３，４−ジフルオロフェニル）エタン ５．０％　２．６−ジフルオロ−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル ）−３’。

４′−ジフルロフェニル ４．０％　２，６−ジフルオロ−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル ）−３°。

４゛−ジフルロフェニル ８．０％　４−［トランス−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）シ クロへキシオロメトキシベンゼン １４．０％　４−［トランス−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル） シクロヘキシル］、−２．６−ジフルオロ−１−ジフルオロメトキシベンゼン ６．０％　４−トリフルオロメトキシフェニル　トランス−４−（トランス−４ −プロピルシクロヘキシル）−シクロへキシルカルボキシレート ６．０％　４−トリフルオロメトキシフェニル　トランス−４−（トランス−４ −ペンチルシクロヘキシル）−シクロへキシルカルボキシレート 液晶混合物ＬＣＩは以下のような特性を示す。

透明点　Ｎ１０’３℃　Ｉ 粘性　７７　（２０℃）　＝　２１　ｍｍ”　ｓ　−’誘電異方性　Δε（２０ ℃、１　ｋＨｚ）−６，９光学異方性　Δｎ（２０℃、５８９ｎｍ）＝０　、　 ０８４８ セルの光路差はｄ・Δｎ＝０．５０μｍである。セルは両面に線型偏光子を有し 、その吸収軸はお互いに９００回転しており、前面偏光子および分子の優先方向 は基体に９０’の角をなしている。偏光子が分子の優先配向に平行に配列してい るならば、類似の結果が得られる。互いに９０’回転している偏光子の場合には 、アドレス状態では（正のコントラストモードとして知られている）セルは暗く なる。逆に、互いに平行に配列している偏光子を持つセルはアドレスされてない 状態では暗く、さらにアドレスされた状態では（負のコントラストモードとして 知られている）明るくなる。

図２は視角θの定義を示している。ディスプレイをたがって下からの斜めの観察 した場合には、θは〉０である。視角依存性の特性化には第二の角度Φを必要と し、この角はθ＝０６に直角の面内にあり、しかも０−３６０’変動する。Φは 観測角度として以下に引用されている。

図１は種々の視角について印加電圧の関数として上記のセルの相対コントラスト を示している。１００％の相対コントラストは光学測定装置中で（ハロゲン）ラ ンプをスイッチオンおよびオフしたときに、透過が液晶なしで測定されたときに 得られる。電圧軸に関して電気光学特性線の位置は電圧値Ｖ　ｇ、ＪＴ、！を使 用して記載されている。その際Ｘ％のコントラストがｙｏの視角θおよび２℃の 温度で観測される。　Ｖ　Ｉａ、　０．２゜は閾値電圧としてとして良く知られ ており、■、。、。、２゜は飽和電圧として良く知られている。

図１から明らかなことは、電圧軸に関して電気光学特性線の位置と形状が視角θ が変化するとともに変化することである。ディスプレイが下から斜めの、例えば θＮＩＯ’の観察で最も良いコントラストが得られるように調整されているなら ば、視角θは固定電圧で変化し、例えばＶ、。、。、２゜で変化し、相対コント ラストＣの減少が観測され、すなわちディスプレイはθく０では、すなわち上か ら斜めからでは、より明るくなる。θ〉ｏ、すなわち下から斜めからでは、コン トラストＣの増加がまず観測され、すなわちＶ　ｓｏ、　ｏ、　ｓｏで定義され ている灰色調がより暗くなる。さらに視角が増加するならば、灰色調が再びより 明るくなり、小さい視角θの場合に観測されたコントラストより以下に低下する 。この現象は逆コントラストとして知られており、ディスプレーの観測中の重大 な厄介物であることが明らかになっている。黒／白ディスプレイを斜め下から観 察するときには（θ〉０°）、増加する視角が（典型的にはθ〜３０°から）比 較的小さい正のθの場合に暗灰色であるディスプレイ中の部分を黒色にする原因 になり、一方比較的に小さい正のθの場合に黒色である部分が大きな正のθの場 合には暗灰色になって現われる。カラーディスプレイの場合には、その効果は一 部分の色が交換するような原因となる。逆コントラストの強さのグラフ上の測定 は初回にマキシマムコントラストに到達した後に大きな視角θ（例えばθ＝４５ °）での電気光学特性線の下降の程度である（図１では概ねθ＝４５°において １．８及び２．７間の電気光学特性線の部分）。

灰色遮光をディスプレイするためには、セルは上昇する特性線の領域にアドレス されており、例えばＶａＯｏ。、２゜、Ｖａ。、。、２゜、■　、。、。、２゜ 等で観測される相対コントラスト値Ｃは異なった灰色遮光に一致している、逆コ ントラストの現象を解明するためには、図３では２種の異なった電圧■、。、１ ゜１゜±１００ｍＶで測定したコントラスト値から逆コントラストを視角θおよ び観測角度Φの関数として等コントラストダイアグラムの中で示している。比ａ 　”　Ｃ（Ｖ　９０．　＋ｏ、ｓ丁＋　１００ｍＶ）　／　ｃ　（ＶｌＩＯ，Ｉ Ｏ，１１７−１ｏ　ｏ　ｍＶ）が〉１であるならば、コントラストの増加は電圧 が増大したときに観測され、灰色調が従って暗くなっている（通常コントラスト ）、コントラストによってこの比が１より小さいならば、電圧の上昇とともにコ ントラストは減少し、灰色調はより明るくなる（逆コントラスト）１図３では０ ．９＜ａ≦１である部分が薄い灰色に塗られており、０．８＜ａ≦０．９である 部分は暗い灰色に塗られており、ａ≦０．８である部分は黒色に塗られている。

セルを斜め下から観察すると、通常のＴＮセルについては逆コントラストを有す る大きな領域が生ずることが見えるのである。

逆コントラストの現象が従来のセルの中よりも顕著ではないというＴＮセルを製 造することを本発明は目的としている０本発明のその他の目的はこれ以上の説明 が無くても以下の詳細な記載から当業者には自明のことである。

本発明によるＴＮセルの製造によってこれらの目的を達成したことを見出したの である。

したがって、本発明は電極および配向層付きの２枚の基体間で正の誘電異方性お よび実質的に９０°であるねじれ角度を有するネマチック性の液晶を含有するＴ Ｎセルに関し、ただし基体板の間隔ｄおよび液晶の光学異方性の積が０．１５お よび０．７０μｍ間にあリ、その特徴とするところはその液晶が灰色遮光８世な 改善するために、ドーピング成分を含有しており、その結果セルは基体板間の間 隔ｄおよび液晶の未攪乱状態のピッチｐの比の値が０．１≦ｄ／ｐ≦０．５であ る値を有している。

本発明によるＴＮセルの構造は通常のＴＮセルの構造に対応している。液晶層は 枠と一緒にセルを構成している２枚の基体間あるいは外側板間に存在する。

例えば薄い、平板なおよび透明なインジウム／錫酸化物（ＩＴＯ）あるいはイン ジウム酸化物（１ｎ２０ｓ）ｆｆからなる電極層は基体の内部に存在する。シス テムがカラー再現の能力があるならば、２枚の基体内の少なくとも１枚は有機カ ラー素材を含有する別な暦を持っているか、あるいはセルは着色光で照射されて いる。

液晶と接触しており、しかも液晶分子の実質的に平面的なエツジ配向を起こして いる配向層はセルの内側に存在している。ここでは液晶分子はある種のプレチル トαを有し、一般的にはＯ０≦α≦１０°　（低傾斜配向）である、比較的低い 事前傾斜の平面的な配向層を製造するためには、ポリマー層、例えばポリイミド あるいはポリビニルアルコール層が通常使用されており、摩擦することによって 、場合によっては同時に加圧することによって優先配向をさせるのである。

例えば補償層および絶縁層のようなその他の層は電極および配向層間に配置して も良い。

配向層が引き起こした前面および後方基体板中の平面内にネマチック性の方向指 示の優先方向は一般的にはお互いに実質的に９０’回転しており、これが液晶層 のねじれ構造を生成している。実質的に９０°であるという用語はここでは広い 意味の用語と理解すべきであり、ねじれ角β＝９００±３０、特にβ＝９０’± １５を有するＴＮＮシル包含する。

１種またはそれ以上の光学活性ドープから成るドーピング成分は逆ねじれ領域の 生成を防止するために頻繁に液晶混合物に添加され、そのことはＥ、Ｐ、レイン ズ（Ｒａｙｎｅｓ）著、エレクトロン　レター（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、　Ｌｅｔｔ 、）二〇　（１９７４）１４１に記載されている通りである。しかしながら、ド ーピング成分の濃度およびＪ（Ｔ　Ｐはセル厚さと使用した液晶混合物のピッチ の比が小さくなるように、しかも典型的にはｄ　／　ｐが〈０．１であるように 、特に＜０．０５であるように選択する。ただしＨＴＰはドＨＴＰ＝□　と定義 されており、 ここではｐはμｍで表示した未攪乱状態のピッチであり、Ｃは％で表示したドー ピングの濃度である。

さらに広範囲の実験検討の結果では、コントラストの低視角依存性を有するおよ び灰色色調の改善されたディスプレイを有するＴＮセルが得られることが見出さ れた。

＊　０．１５μｍ≦ｄ−Δｎ≦Ｏ７７０ＬＬｍになるように液晶混合物を選択し 、さらに ＊　１種またはそれ以上のドープからなり、しかもＴＮセルが０．１≦ｄ　／　 ｐ≦０５になるような未攪占し状態のｄ　／　ｐ値を有するような濃度及びＨＴ Ｐを有するドーピング成分が液晶混合物に添加されたならば得られることが見出 された。

今まで及び今後のｄ　／　ｐ値は、例えば表面配向なしのくさびセル中に起るよ うな未攬乱状態でのｄ　／　ｐ値である。

例えば０．１≦ｄ　／　ｐ≦０．５である未攪乱状態のドーピングについて、９ ０’のねじれ角度を有しているＴＮセルでは、配向層によっておたがいに９０’ 回転しているネマチック性の方向指示の優先方向は前面および後方基体板の平面 内に強制されており、その結果ＴＮセルの実際のあるいは撹乱状態のｄ／ｐ値は 常にｄ／ｐ＝＝０．２５である。ドーピングのレベルが高く、その結果未攪乱状 態のｄ　／　ｐ値が０．５以上になるように選択されているならば、２７ｏ０の ねじれ角がこのような境界条件付きでＺＮセル中に形成され、すなわち撹乱状態 のｄ　／　ｐ値０．７５を有するＳＴＮセルが生ずる。

対照的に以上および以下に示したａ／ｐ値は境界条件を守っていない場合に得ら れた未攪乱状態あるいは計算によるｄ／ｐ値である。

図４および５は図１に記載したＴＮセルに実質的に対応するＴＮセル用の電気光 学特性線を示しており、ただし異なっているところは、図１からのＴＮセル中に 存在する液晶混合物はドーピングされてない状態（ｄ　／　ｐ　−０）であり、 一方トープＳ−８１１は（Ｅ。

メルク（Ｍｅｒｃｋ）ダルムシュタット（Ｄａ　ｒ　ｍ　５ｔａｄｔ）の市販品 ） ＣＨ。

６Ｈ１３ 以下の濃度で図４および５からのＴＮセル中に液晶混合物に添加された。

上記の液晶混合物ＬＣＩは図１．４および５からの各ＴＮセル中に使用されてい る。

図１と図４および５と比較すると、明らかに示されていることは逆コントラスト の効果がｄ／ｐの増加とともに顕著に減少していることである。最初のコントラ ストマキシマムを通過した後の電気光学特性線中のミニマムの深さくこれが逆コ ントラストの強さの可視的な尺度である）がｄ／ｐ＝０．２および特にｄ／ｐ＝ ０．４では本発明によるＴＮセル中では在来のｄ／ｐＮＯよりも著しく顕著でな くなる。

図６および７ａは図４および５に記載したＴＮセルについて図３に対応する等コ ントラストダイアグラムな示しているｅ　Ｖ　９Ｇ、　Ｉ　Ｏ，Ｎｏ±１００ｍ Ｖ（図６、ｄ／ｐ＝Ｑ、２０）あるいはＶ　Ｓｏ、　１０．２０±１００ｍＶ（ 図７ａ、ｄ／ｐ＝０．４０）におけるコントラスト値の比ａをそれぞれの場合に プロットした。電圧が変化した時に（０，９＜ａ≦１．淡い灰色マーク、０．８ 〈ａ≦０．９．暗い灰色マーク、ａ≦０．８、黒色マーク）コントラストの逆転 が観測された領域が有意に小さくなっていることが見出される。

図７ｂは図５　（ＬＣＩ、ｄ／ｐ＝０．４０）Ｇ：おいて記載されたＴＮセルの 等コントラストダイアグラムな示しており、ただし■、。、１゜、２゜±１１７ ｍＶにおけるコントラスト値の比ａがプロットされている０図５からのドーピン グしたシステムについては、コントラストの同じ相対的な（目に見える）変化は Ｖ＠ｏ、ｒｏ。

２゜以上の１１７ｍＶからＶ　１１０．１（１，２０以下の１１７ｍＶに電圧に 変化したことによって達成され、一方図１からのドープしていないシステムにつ いては、ｖ＠ｏ、＋。。

２゜以上の１００　ｍ　ＶからＶ、。、、。１゜以下の１００ｍＶに電圧に変化 したことによって達成された。

■９゜ −（ｄ　／　ｐ　＝　Ｏ） ＶｉＯ Ｘ１００ｍＶ＝１１７ｍＶ −　（ｄ　／　ｐ　＝　０　、４　） ■、。

電圧の大きな変化がドーピングしたシステムにおいては必要であって、その理由 はその増加の上の領域において電気光学特性線が低い勾配を持っているためであ る。

図３および７ｂを比較が示していることは本発明によるＴＮセルはたとえセルが 同一の可視的なコントラストを示す条件下で操作されていても、在来のＴＮセル よりも逆コントラストを有する有意により小さい角度領域を持っていることであ る。

図１０ａは在来のドーピングされてないＴＮセル、しかも９０°のねじれ角度お よびｄ＝４．７２μｍのセル間隔を有し、液晶混合物ＬＣＩを含有しているＴＮ セルについての種々の視角θについての電気光学特性線を示しており、その結果 ｄ・Δｎ＝０．４μｍである０図１０ｂはこのセルの等コントラストダイアグラ ムを示しており、■、。、１゜、２゜±１００ｍＶにおけるコントラスト値の比 ａがプロットされているのである。

図１１ａは本発明によるＴＮセルの種々の視角θについでの電気光学特性線を示 しており、ただしｄ　／　ｐ＝０．４９　（ねじれ角度９０’　、ｄ＝４．７２ μｍ、ドーピング　Ｓ−８１１０，８６％が添加されている液晶混合物ＬＣＩ） および図１１ｂはこのセルの等コントラストダイアグラムを示しており、■、。

、１゜。

２０±１００ｍＶにおけるコントラスト値の比ａがプロットされているのである 。

図１０ａおよび１０ｂあるいは図１１ａおよび１１ｂを比較するならば、逆コン トラストの顕著な減少を示しており、本発明によるＴＮセルの場合に灰色色調容 量の増加を示している。

しかしながら、未攪乱状態のｄ／ｐ値は本発明によりセル中では無限に高くは選 択出来ない、配向層によって引き起こされるネマチッグ方向指示の優先方向が２ 枚の基体の所で実質的にはおたがいに直角であるならば、未攪乱状態のｄ／ｐ値 は０．５より大きな値を選択することは出来ない、その理由はそうでなければβ ＝２７０’というねじれ角が生ずるからである。

他方、逆コントラストの十分な減少を得るためには未攪乱状態のｄ／ｐ値は０． １０より小さな値を選択することは出来なく、特に０．１５およびさらに特に０ ．２０より小さな値を選択することは出来ない。

ｏ、１０≦ｄ／ｐ≦０．５０（７）範囲内の、あルイは０．１５あルイは０．２ ０≦ｄ／ｐ≦０．５０とイウ好ましい間隔中のｄ　／　ｐ作業点の選択は以下の ２種類の効果の影響を受ける。

（１）　図１．４および５の比較が示していることは電気光学特性線が高電圧側 にシフトしていることである。このことは特に次の表から特に明らかである、す なわちこの表は図１に示したＴＮセルに対応するＴＮセルについてＶ　ｒｏ、　 ｓｏ、ｓｏｂ　Ｖ　ｓｏ、　ｔｏ、　ｔｏおよびＶｉＯ，ＩＯ。

、。電圧を示しており、しかしながらｄ／ｐ値はＯおよび０．５の間を変化して いる。

青 なわち例えば閾電圧■１゜、１゜、２゜が大きくなり、このことは比較的高い閾 電圧は一般にさらに複雑な、さらに高価な駆動力を要求するので、不利である。

特殊な場合になお許されるｄ　／　ｐ値はかくして基本的には使用予定の駆動力 エレクトロニクスの仕様によって決定されるのである。

（２）　図８ではパラメーターとして種々の温度Ｔにおける相対勾配 Ｖ　ＳＯ，、。１丁　−■、。、。１丁■９０／１０：□　あるいは ｖｓｏ、＋ｏ、丁 をｄ　／　ｐ値から離れて図１に記載したセルに対応するＴＮセルのｄ　／　ｐ 値の関数としてプロットした。

■＠◎／１０が実際上一定であるにもかかわらず、■、。

７、。値はｄ　／　ｐ値が増大するにつれて、増大する。■、。／１０の増加は 特性線が上昇の上の部分でフラットになることを示しており、すなわち、最初の コントラストマキシマムに達するまえにフラットになることを意味しており、こ のことは重要な暗灰色領域（正のコントラストモードのＴＮセル、直交偏光）に おいてディスプレイをもっと灰色色調にするので、好ましい。

当業者は各々の場合に表記のｄ　／　ｐ範囲からｄ／ｐ値を選択し、逆コントラ ストの効果の抑制および特性線上の領域中の勾配の減少が出来るだけ大きくし、 しかし、閾電圧および飽和電圧を増大することが予定の駆動力エレクトロニクス を使用することを不可能にすることにはなっていない、この最適化は当業者が少 しの実験でインベンチブステップの必要性もなく、実行できる。範囲０．２５≦ ｄ／ｐ≦０．５０、特ニ０゜３５＜ｄ／ｐ≦０５０が特に好ましい。

＊　０．１より小さくないｄ　／　ｐ値を有し、＊　０．１５μｍ≦ｄ−△ｎ≦ ０．７０μｍの光路差を有するＴＮセルは文献には記載されていない。

ＪＰ１９５，２２１／１９８２は液晶混合物が。。

１５＜ｄ／ｐ＜０．３５．特！：　ｄ　／　ｐ　〜０　、２５　＋：成るように 光学活性化合物でドーピングするようなＴＮセルを提案している。液晶層の光学 行路差は記載されておらず、唯一の実施例にはｄ・Δｎ＝１．３μｍと記載され ている。光学活性化合物を液晶層中の非配向状態を抑制するために添加されてお り、この非配向状態は不完全な配向層から生起している可能性がある。

ＴＮセルの電気光学特性の改善、特にコントラストの低視角依存性の逆フントラ ストの効果の実質的な抑制の組合せ、暗灰色領域における増大した灰色色調容量 の逆フントラストの効果の実質的な抑制との組合せは検討されてない、加えて、 ＪＰ１９５，２２１／１９８２が新規に教えるところはその液晶混合物がタイプ の液晶混合物を高い割合で含有するようなＴＮセルに限定しており、ただしこの 式のなかではＲ゛およびＲ”はＣＮ、アルギル、アルコキシ、アルカノイルオキ シあるいはアルコキシカルボニルオキシであり、実施例では液晶混合物中のこの タイプの化合物の割合は約２／３（液晶混合物ＺＬＩ−１５６５，Ｅ、　メルク 、ダルムシュタットの市販品）である。

ＵＳ４，１４３．９４７はねじれたセルの応答時間の改善方法を提案しており、 応答時間を減少するために、その液晶混合物をドーピングし、さらにその液晶混 合物は０．２５＜ｄ／ｐ＜ｌのｄ　／　ｐ値を有している。この条件はＴＮセル およびＳＴＮセル両者をカバーし、その内の後者は完全に異なった電気光学特性 の特徴（電気光学特性線の急勾配、従って低い灰色色調容量、コントラストの低 い視角依存性、干渉色等）を有している。光学異方性は詳細には検討されてなく 、１実施例中でｄ−△ｎ＝２．８１ｕｍ　（ｄ＝１２．５ｕｍ、混合物Ｅ７の複 屈折△ｎ＝０．２２５、Ｅ７は英国メルク社の市販品）である。

本発明の技術上の教えを利用するに際しては、達成可能な有利さを実質的に出来 るかぎり達成するためには、すなわち ＊　灰色色調の容量の増加および ＊　逆コントラストの抑制 ただし ＊　許容できないほどに高い閾電圧をしなければならないことなく、 当業者は液晶混合物がドーピング成分の添加前に低い閾電圧を持つように液晶混 合物を好ましいように選択する。

１実施例として、図９は図１に示したＴＮセルについて４５°でのθ＝００につ いて電気光学特性線（細い破線）と、更に対応するＴＮセルについて４５°でθ ＝　Ｑ　Ｏでの電気光学特性線（太い破線）とを比較している。ただし図１のＴ Ｎセル中に使用した液晶混合物ＬＣＩと対照的にＬＣＩｉを使用した。この物は 以下の化合物を含有している。

４．０％　４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−１−ベンゼン、 ９．０％　４−［トランス−４−（トランス−４−エチルシクロヘキシル）シク ロヘキシル］−１−トリフルオロメトキシベンゼン９．０％　４−［トランス− ４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシル］−１−トリフ ルオロメトキシベンゼン、 ９．０％　４−［トランス−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）シ クロヘキシル］−１−トリフルオロメトキシベンゼン、 ７．０％　２．６−ジフルオロ−４−（トランス−４−エチルシクロヘキシル） −３°、４°　−ジフルオロビフェニル、 ７．０％　２．６−ジフルオロ−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル ）−３°。

４゛−ジフルオロビフェニル、 ８．０％　２．６−ジフルオロ−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル ）−３’。

４゛−ジフルオロビフェニル、 １６．０％　４−［トランス−４−（トランス−４−エチルシクロヘキシル）シ クロヘキシル］−１−ジフルオロメトキシベンゼン、１４．０％　４−［トラン ス−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）シクロへキシルゴー１−ジ フルオロメトキシベンゼン１７．０％　４−［トランス−４−（トランス−４− ペンチルシクロヘキシル）シクロへキシルゴー１−ジフルオロメトキシベンゼン ＬＣＩＩはＳ−８１１の添加によるドーピングを受け、その結果ｄ／ｐ＝０．４ ９　（Ｓ−８１１の濃度二０．６３％）である、ドーピングを受けてない液晶混 合物ＩＩは以下の特性を持っている： 透明点　Ｎ　８５℃　工 誘電異方性　△ｃ　（１ｋＨｚ、２０”Ｃ）＝９．４光学異方性　△ｎ　（５８ ９ｎ　ｍ　、　２０　’Ｃ）＝０．０９１１ 許容できるｄ　／　ｐ範囲の上限に近い極めて高いドーピングレベルについては 、θ＝４５°でのドーピングされたＴＮセルの電気光学特性線のミニマムが実質 的には消失していることが認められる。ドーピングされたＴＮセルの電気光学特 性線の勾配は上の領域では比較的に小さく、この領域では高い灰色色調容量を示 している０図９の中で特徴づけているＴＮセルは両親角θ＝Ｏおよびθ＝４５° についてほぼ同一の閾電圧を有しており、このことはドーピングされたＴＮセル のドーピングされてない出発液晶混合物ＬＣＩＩはドーピングされてないＴＮセ ルの液晶混合物ＬＣＩよりも顕著に低い閾電圧を有しているという事実によって 達成された。

多くの実験検討のなかで、液晶混合物が式１の１種またはそれ以上の化合物を含 有しているようなこのタイプの新規なＴＮセルは極めて特に好ましいことが見た だしこの式においては Ｒはアルキルグループであって、その中ではさらにｌあるいは２個の非隣接のＣ Ｈ２グループが一〇−１−ＣＯ−１−ＣＯＯ−１−ＯＣＯ−、アロ　イハ−ＣＨ ＝ＣＨ−で置換されていても良く、 ランス−１，４−シクロヘキシレン、１．４−フェニレン、２−フルオロ−１， ４−フェニレン、３−フルオロ−１，４−フェニレン、２．３−ジフルオロ−１ ，４−フェニレンあるいは３．５−ジフルオロ−１゜４−フェニレンであり、 一〇−オヨび　−■−の何れかはピリミジン−２゜５−ジイル、ピリジン−２， ５−ジイルあるいはトランス−１，４−ジオキサン−２，５−ジイルの何れかで あり、 ＺｌおよびＺ２はおたがいに独立であって、単結合、ＣＨ２ＣＨ２−１−ＣＯＯ −５−〇Ｃ○−あるいは一〇ミＣ−であり、 Ｘ’　、Ｘ２およびｘ３はおたがいに独立であって、水素或は弗素であり、 ＱはＣＦ２．０ＣＦ２　、Ｃ，Ｆ４．ｏｃｚ　Ｆ４あルイは単結合であり、 Ｙは水素、弗素あるいは塩素であり、 ｎはＯｌｌあるいは２である。

液晶混合物が１種あるいはそれ以上の式１の化合物を５０％より少なくなく、し かも特に７５％より多く含有しているような本発明によるＴＮセルは本発明によ るＴＮセルのその他の利点に加えて、高いＨＲを持ち、および従って特にアクチ ブマトリックスアドレッシングには適している。

式Ｉの液晶化合物は公知であり、またＳＦＭ（スーパー弗素化素材、５ｕｐｅｒ ｉｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ）としても公知であり、例えばホ ウベンーヴアイル著、有機化学の方法、シュツットガルトで当業者に明らかなよ うにそれ自身公知の方法で合成することができる。

ドーピング成分は１種またはそれ以上のキラル化合物を含有していても良く、ド ーピングを更に添加しても良くおよび／または液晶混合物の化合物も又キラルで あることも出来る。

１種より多い例えば２種のキラル化合物が使用されたならば、得られた全ピッチ ｐの逆数が個々の化合物の寄与の一次結合によって示されることが明らかになっ た０例えば １　／　ｐ＝　ＨＴ　Ｐ　ＩＣ＋　＋　ＨＴ　Ｐ　ｚ　Ｃ２、ここで指数は２種 の異なった化合物を示している。

試験混合物として使用した液晶混合物　ＺＬ／’ｌ−１１３２（Ｅ、メルク　ド イツの市販品）のなかではドーピング成分は好ましくは１０ｆ！より多くない、 特に５より多くない、特に好ましくは１−３種のキラル化合物を含有している。

本発明によるＴＮセルが実質的に温度依存性がない電気光学パラメーターおよび 特に実質的に温度依存性のない閾電圧を持っているようにドーピング成分を好ま しく選択する。このことについて、２種の妥当なドーピングから成るドーピング 成分は例えばＤＥ２８２７　４７１で提案されており、一方ＤＥ３３　３３６７ ７およびＤＥ３５　２３　１８５に記載されているドーピングが単独のドーピン グだけを使用したときでさえ電気光学パラメーターの低い温度依存性を有するＴ Ｎセルにするのである。

式ＩＩのキラルドーピング Ｒ’−ＣＤ−０−Ｃ）ＩＲ’−ＣＨｚ　−０−０（ニーＲ”　Ｉ　Ｉが好ましい 、 ただしＲ１およびＲ２はおたがいに独立であり、それぞれ−（Ａ’−ｚ３）、　 −（Ａ’　）Ｏ−Ｖ基Ｔアｌ）、ただしこの式の中では Ａ３およびＡ４はおたがいに独立であり、それぞれ１．４−フェニレン、ピリミ ジン−２，５−ジイル、１．４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２， ５−ジイル、１，４−ジチアン−２，５−ジイルあるいは１．４−ビシクロ−（ ２，２，２）オクチレン基であり、さらに後者は弗素、塩素、臭素、ＣＮおよび ／または１２個までの炭素原子を有するアルキル基で１回あるいは多重置換され ていても良く、ただしアルキル基のなかの１あるいは２個のＣＨｚグループが酸 素で置換されていてもよく、 ｚ３は−ｃｏ−ｏ−１−Ｏ−ＣＯ−１Ｃ’Ｈｚ　ＣＨｘ−１−０ＣＨｚ−１−Ｃ Ｈｚ〇−１−ＣＨ＝Ｎ−１−Ｎ＝ＣＨ−１−Ｎ＝Ｎ−１−Ｎ　（０）　＝ＪＩＪ −あルイは単結合であり、 ｍおよび０はおたがいに独立であり、それぞれ。、１あるいは２であり、 ■は１２個迄の炭素原子を有する直鎖あるいは枝別れしたアルキル基であり、た だし１あるいは２個の非隣接のＣＨ，基は酸素原子で置換されていても良く、あ るいはＯが１あるいは２であるならば、弗素、塩素、臭素あるいはＣＮであり、 Ｒ３は１−５の炭素原子を有するアルキル基であり、あるいは置換されてない或 は置換された（　Ｃ６−Ｃ１ｍ）アリールあるいは（Ｃ８−Ｃ１□）−シクロア ルキルである。

式ＩＩの特に好ましい化合物およびその合成方法はＤＥ３５　２３　１８５に詳 しくＪ２載されて（ハる。

キラルドーピングは１あるいはそれ以上のキラリティー中心を持っている。少な くとも１種のキラルドーピングが２個のキラリティー中心を持っているようなド ーピング成分が好ましい、構造単位ＩＩを含有するキラル成分が特に好ましい。

ただし各々の８はるたがいに独立であり、ｌ−５個の炭素原子を有するアルキル あるいはアルコキシ基、ＯＮあるいはハロゲンであり、 それぞれのＴはおたがいに独立であり、−Ｏ−、−Ｃ００−、−００Ｃ−、−Ｃ ，）１２．ＣＨ２−４６ｆｆ：を単結ｓ　ハ好まＬ＜１ｉＣＨ，−１ＣＨ，−Ｃ Ｈ２、塩素あるいはＣＮであり、特に好ましくはＣＨ，−５塩素あるいはＣＮで ある。

本発明によるＴＮセルは改善成った電気光学特性では傑出しており、さらに特に コントラストの高い視角非依存性、減少した逆コントラストおよび改善なった灰 色遮光容量では傑出している０本発明によるＴＮセルは光学部品を内蔵する光学 機器におよび／または光学部品を内蔵する電子装置に使用可能である０本発明に よるＴＮセルは特にＴＶ上セット中、ビデオ装置中の、あるいは娯楽電子機器中 のディスプレイとして、コンピュータースクリーンとしておよびさらにマルチメ ディア再生装置あるいは交通ガイダンスシステムおよび極めて広範囲なディスプ レイ利用に使用することが可能である１本発明にょるＴＮセルは特に正確な灰可 能であって、ここで述べる実施例は光学コンピューター中での使用である。

第３図 【シ “Ｏ１ ［０７，１Ａ　Ｙ　４−４ζ口 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　灰色遮光の容量を改善するために、液晶がドーピング成分を含有しており、 その結果セルは基体板間の間隔ｄおよび液晶のピッチｐの未撹乱状態の比の値が ０．１≦ｄ／ｐ≦０．５であることを特徴とする基体板間の間隔ｄおよび液晶の 光学異方性の積ｄ・Δｎが０．１５および０．７０μｍ間にある電極および配向 層付きの２枚の基体間で正の誘電異方性および実質的に９０°であるねじれ角度 を有するネマチック性の液晶を含有するＴＮセル。 ２　閾電圧の温度依存性が低くなるようにドーピング成分を選択することを特徴 とする請求項１によるＴＮセル。 ３　ＴＶセット中あるいはビデオ装置中のディスプレイとして、コンピューター スクリーンとして、マルチメディア再生装置用に、交通ガイダンスシステムのな かで、光学コンピューター中で、光学装置中であるいは光学成分を内蔵した電子 機器中で請求項１によるＴＮセルの使用。