JPS5950713B2 - 液晶組成物 - Google Patents
液晶組成物Info
- Publication number
- JPS5950713B2 JPS5950713B2 JP49061346A JP6134674A JPS5950713B2 JP S5950713 B2 JPS5950713 B2 JP S5950713B2 JP 49061346 A JP49061346 A JP 49061346A JP 6134674 A JP6134674 A JP 6134674A JP S5950713 B2 JPS5950713 B2 JP S5950713B2
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- JP
- Japan
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- liquid crystal
- crystal composition
- voltage
- type
- composition
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は広い液晶温度範囲を有する液晶組成物を提供す
るものであり更に詳しくは、ディスプレイ・デバイスに
利用されるネマチツク液晶物質の液晶温度範囲を大幅に
広げて温度特性を改良した液晶組成物を提供するもので
あり更にはマトリックス・ドライブに使用し得る液晶組
成物を提供するものである。
るものであり更に詳しくは、ディスプレイ・デバイスに
利用されるネマチツク液晶物質の液晶温度範囲を大幅に
広げて温度特性を改良した液晶組成物を提供するもので
あり更にはマトリックス・ドライブに使用し得る液晶組
成物を提供するものである。
ネマチツク液晶は、その誘電的性質で次の2つに分類さ
れる。
れる。
即ち一つは、電気的双極子モーメントの方向が分子長軸
と垂直方向にある負の誘電的異方性を有するNn型結晶
、今一つは、電気的双極子モーメントの方向が分子長軸
に平行である正の誘電異方性を有するNp型液晶である
。Np型液晶は動的散乱を示さ無い為開発か遅れていた
が、1971年、ホフマン・ラ・ロツシユのM−Sch
adt、とW−Helfrichにより発表された、(
AppliedPhysicsLetters3U3(
4)、12731971)ツィステッド・ネマチツク方
式(T−N・方式)に依り注目を引く様になつた。この
TN方式のセル製造方法は、前記文献及び特開昭47−
11737に詳述されているが、略記すると少く共一方
が透明な二枚の電極間に、スペーサーを介して液晶物質
が挾持され、電極面には液晶を方向付ける様な処理が為
されて居り、且つ、該電極面上に配向した液晶の分子軸
が互いに直角になる様に方向付けられ、偏光板を使用し
て表示可能とした構造を有するセルで、液晶分子は、そ
の分子軸が電極面に平行で一方の面から他方の面に90
0螺旋を巻く構造になつている。勿論、配向処理の方向
を変える事ができる。一方Nn型液晶は1968年にR
−C−A・ 社のHeilmeieにによつてその動的
散乱モードを利用したパネル型の表示装置に応用されて
以来急激に研究開発が進み時計、卓上計算機等に実用化
されている。
と垂直方向にある負の誘電的異方性を有するNn型結晶
、今一つは、電気的双極子モーメントの方向が分子長軸
に平行である正の誘電異方性を有するNp型液晶である
。Np型液晶は動的散乱を示さ無い為開発か遅れていた
が、1971年、ホフマン・ラ・ロツシユのM−Sch
adt、とW−Helfrichにより発表された、(
AppliedPhysicsLetters3U3(
4)、12731971)ツィステッド・ネマチツク方
式(T−N・方式)に依り注目を引く様になつた。この
TN方式のセル製造方法は、前記文献及び特開昭47−
11737に詳述されているが、略記すると少く共一方
が透明な二枚の電極間に、スペーサーを介して液晶物質
が挾持され、電極面には液晶を方向付ける様な処理が為
されて居り、且つ、該電極面上に配向した液晶の分子軸
が互いに直角になる様に方向付けられ、偏光板を使用し
て表示可能とした構造を有するセルで、液晶分子は、そ
の分子軸が電極面に平行で一方の面から他方の面に90
0螺旋を巻く構造になつている。勿論、配向処理の方向
を変える事ができる。一方Nn型液晶は1968年にR
−C−A・ 社のHeilmeieにによつてその動的
散乱モードを利用したパネル型の表示装置に応用されて
以来急激に研究開発が進み時計、卓上計算機等に実用化
されている。
いずれの液晶についても、近年ディスプレイ素子として
の応用は目ざましく、アルフアニユーメリツクな表示或
いはマトリツクスの表示等々種々考案されている。アル
フアニユーメリツクな表示をする場合リード線の問題で
、スタテイツクドライブ方式とダイナミツクドライブ方
式の二通りがある。表示文字の数が多い場合はダイナミ
ツク・ドライブ方式の方が有利である事は周知である。
而乍ら現在知られている液晶では、種々の問題がありま
だダイナミツク・ドライブ方式を完全に採用することが
できない。そのーつに温度に依り電源電圧を変化させね
ばならない欠点がある。以下図面を以つて詳しく説明す
る。ダイナミツクドライブは原理的には第1図に示すマ
トリツクス・ドライブと全く同じである。
の応用は目ざましく、アルフアニユーメリツクな表示或
いはマトリツクスの表示等々種々考案されている。アル
フアニユーメリツクな表示をする場合リード線の問題で
、スタテイツクドライブ方式とダイナミツクドライブ方
式の二通りがある。表示文字の数が多い場合はダイナミ
ツク・ドライブ方式の方が有利である事は周知である。
而乍ら現在知られている液晶では、種々の問題がありま
だダイナミツク・ドライブ方式を完全に採用することが
できない。そのーつに温度に依り電源電圧を変化させね
ばならない欠点がある。以下図面を以つて詳しく説明す
る。ダイナミツクドライブは原理的には第1図に示すマ
トリツクス・ドライブと全く同じである。
一般的に液晶セルではクロス・トークを防ぐ為に第1図
に示す様な電圧のかけ方を行つている。黒丸が選択点で
電圧V、白丸は半選択点或いは非選択点で電圧−■がか
かつており、この黒丸の部分が散乱し、白丸の部分が散
乱しない様にVが決定さ》れる。第2図に電圧と光散乱
強度の関係を示す。
に示す様な電圧のかけ方を行つている。黒丸が選択点で
電圧V、白丸は半選択点或いは非選択点で電圧−■がか
かつており、この黒丸の部分が散乱し、白丸の部分が散
乱しない様にVが決定さ》れる。第2図に電圧と光散乱
強度の関係を示す。
散乱強度が飽和した時の電圧値■sよりも充分大きい電
圧Vを使用できれば、コントラスト等余り問題にならな
いが、前述の様にクロストークが起きてシしまうので、
この点から制限される上限電圧Vbが存在する。又一定
の散乱強度を得なければならず、その為に下限電圧■a
が必要である。即ち液晶セルを利用してマトリツクス駆
動を行なう時には電源電圧Vは■a≦V≦Vbを満たす
様に設計3されるわけであるがこのVb−■a (以後
電圧マ一ジンと称す)がO.1〜0.2■程度と大変に
小さく、回路の設計が複雑で高価である。加えて該電圧
マージンが温度により大きく変動するという困難がある
。結晶或いはスメクテイツク相からネマ5テイツク相へ
の転移温度TNと、ネマテイツク相から等方性液体への
転移温度T1との間、いわゆるメソモルフイツクレンジ
(M.R.)内での温度と電圧マージンの関係を第3図
aに、又通常のネマテイツク液晶の典型的例を第3図b
に示す。第43図aに於いて液晶セルの駆動温度範囲を
T1〜T2とした時、図の斜線部分Sが大きい程優れた
液晶組成物となる。若し第3図bの様にT1に於ける下
限電圧VaがT2での上限電圧Vbより大きいと前記S
に該当する部分が全たく無く、駆動温度範囲T1〜T2
を優先すると、電圧を温度に依り変化させる様に回路を
設計しなければならない。又、電圧を一定にすれば該セ
ルを利用したデバイスの使用温度域を限定せねばならず
従つて製品流通区域が限定されるなどいずれにしてもコ
ストあるいは製品販売面で非常に不利である。以上の事
を基に検討した結果T1,T2に対し充分大きなM−R
・(TN,T1)をもつ液晶物質が充分大きなSを与え
る事が判つた。
圧Vを使用できれば、コントラスト等余り問題にならな
いが、前述の様にクロストークが起きてシしまうので、
この点から制限される上限電圧Vbが存在する。又一定
の散乱強度を得なければならず、その為に下限電圧■a
が必要である。即ち液晶セルを利用してマトリツクス駆
動を行なう時には電源電圧Vは■a≦V≦Vbを満たす
様に設計3されるわけであるがこのVb−■a (以後
電圧マ一ジンと称す)がO.1〜0.2■程度と大変に
小さく、回路の設計が複雑で高価である。加えて該電圧
マージンが温度により大きく変動するという困難がある
。結晶或いはスメクテイツク相からネマ5テイツク相へ
の転移温度TNと、ネマテイツク相から等方性液体への
転移温度T1との間、いわゆるメソモルフイツクレンジ
(M.R.)内での温度と電圧マージンの関係を第3図
aに、又通常のネマテイツク液晶の典型的例を第3図b
に示す。第43図aに於いて液晶セルの駆動温度範囲を
T1〜T2とした時、図の斜線部分Sが大きい程優れた
液晶組成物となる。若し第3図bの様にT1に於ける下
限電圧VaがT2での上限電圧Vbより大きいと前記S
に該当する部分が全たく無く、駆動温度範囲T1〜T2
を優先すると、電圧を温度に依り変化させる様に回路を
設計しなければならない。又、電圧を一定にすれば該セ
ルを利用したデバイスの使用温度域を限定せねばならず
従つて製品流通区域が限定されるなどいずれにしてもコ
ストあるいは製品販売面で非常に不利である。以上の事
を基に検討した結果T1,T2に対し充分大きなM−R
・(TN,T1)をもつ液晶物質が充分大きなSを与え
る事が判つた。
然るに、現在知られているネマチツク液晶物質のうちN
n型液晶では比較的広いM−Rを持つたものも数種ある
が、Np型液晶では皆無であり、せいぜいO℃〜60℃
程度で、実用面からは余り好ましいものとは云えず不充
分である。
n型液晶では比較的広いM−Rを持つたものも数種ある
が、Np型液晶では皆無であり、せいぜいO℃〜60℃
程度で、実用面からは余り好ましいものとは云えず不充
分である。
この様な背景のもとに、種々検討を試みた結果前記性能
を充分に満足する液晶組成物を得る事ができた。
を充分に満足する液晶組成物を得る事ができた。
本発明は、電気的性能と温度特性が充分に優れた巾広い
液晶温度範囲(M−R)を有すると共に正の誘電異方性
を有する液晶組成物を提供するものであり更にマトリツ
クス・ドライブに応用し得る液晶組成物を提供するもの
である。
液晶温度範囲(M−R)を有すると共に正の誘電異方性
を有する液晶組成物を提供するものであり更にマトリツ
クス・ドライブに応用し得る液晶組成物を提供するもの
である。
本発明の液晶組成物は下記の様に一般式(1)で示され
るビフエニル系のN,型液晶物質の少くとも1つ以上と
、一般式(2)で示されるカルボン酸エステル系のN,
型液晶物質の少くともlつ以上とを主成分として構成さ
れる(但しRはアルキル基又はアルコキシ基)(但しR
1,R2はアルキル基、アルコキシ基、又はアシルオキ
シ基である)本発明の特徴は一般式(1)で示される液
晶物質と一般式(2)で示される液晶物質とから構成さ
れる液晶組成物が、M−Rが低温側から高温側まで充分
広く、且つ、該液晶セルの作動温度範囲(例えば0℃〜
5『C)で殆んど電気的性能が変化し無いという事を見
いだした点にある。
るビフエニル系のN,型液晶物質の少くとも1つ以上と
、一般式(2)で示されるカルボン酸エステル系のN,
型液晶物質の少くともlつ以上とを主成分として構成さ
れる(但しRはアルキル基又はアルコキシ基)(但しR
1,R2はアルキル基、アルコキシ基、又はアシルオキ
シ基である)本発明の特徴は一般式(1)で示される液
晶物質と一般式(2)で示される液晶物質とから構成さ
れる液晶組成物が、M−Rが低温側から高温側まで充分
広く、且つ、該液晶セルの作動温度範囲(例えば0℃〜
5『C)で殆んど電気的性能が変化し無いという事を見
いだした点にある。
該液晶組成物は上記以外にも優れた性能を有して居り例
えば、その化学構造の為に耐熱、耐酸、アルカリ、耐光
、耐候性、電気化学的反応に優れ、(1×2)共に薄層
にした場合無色透明と成り、コントラストが良く、又N
p型液晶同志の混合であるのでレスポンスが良い等実用
面で要求される性能をすべて含んでいる。本発明の液晶
組成物は所望の性能に応じて任意に混合する事ができる
が、電気特性の面の改良にはビフエニル系のNp型液晶
が多い方が良く、M−Rの改良即ち温度特性の点に就い
ては、カルボン酸エステル系の液晶の多い方が良く、又
液晶セルの作動下限温度T,における下限電圧Vaより
、作動上限温度T2における上限電圧Vbが大きい該液
晶組成物のすべてを自むものである。又、Rとしては炭
素数1〜10のアルキル基又はアルコキシ基が、R1,
R2としては炭素数1〜10のアルキル基、アルコキシ
基又はアシルオキシ基が望ましい。更にビフエニル系N
p型液晶が10%〜99%、好ましくは30%〜95%
特に好ましくは50%〜90%、又カルボン酸エステル
系Np型液晶が,1%〜90%好ましくは5%〜70%
J特に好ましくは10%〜50%でありこれ以外にも1
0%を越えない程度で、例えば、02Nべ?Σ卜一〈臣
》−CN の様に正の誘電 異方性を示す物質を自んだ液晶組成物でも本発明に叶う
。
えば、その化学構造の為に耐熱、耐酸、アルカリ、耐光
、耐候性、電気化学的反応に優れ、(1×2)共に薄層
にした場合無色透明と成り、コントラストが良く、又N
p型液晶同志の混合であるのでレスポンスが良い等実用
面で要求される性能をすべて含んでいる。本発明の液晶
組成物は所望の性能に応じて任意に混合する事ができる
が、電気特性の面の改良にはビフエニル系のNp型液晶
が多い方が良く、M−Rの改良即ち温度特性の点に就い
ては、カルボン酸エステル系の液晶の多い方が良く、又
液晶セルの作動下限温度T,における下限電圧Vaより
、作動上限温度T2における上限電圧Vbが大きい該液
晶組成物のすべてを自むものである。又、Rとしては炭
素数1〜10のアルキル基又はアルコキシ基が、R1,
R2としては炭素数1〜10のアルキル基、アルコキシ
基又はアシルオキシ基が望ましい。更にビフエニル系N
p型液晶が10%〜99%、好ましくは30%〜95%
特に好ましくは50%〜90%、又カルボン酸エステル
系Np型液晶が,1%〜90%好ましくは5%〜70%
J特に好ましくは10%〜50%でありこれ以外にも1
0%を越えない程度で、例えば、02Nべ?Σ卜一〈臣
》−CN の様に正の誘電 異方性を示す物質を自んだ液晶組成物でも本発明に叶う
。
又更には該組成物のM−Rが該液晶セルの作動温度範囲
T1〜T2よりも上に20℃、下に10°C広いものが
良く、好ましくは、上に30℃、下に15℃特に好まし
くは上に40℃、下に20℃広いものが追い例えば本発
明の液晶組成物を電子卓上計算機に使用する場合には−
10℃〜60℃以上のM−Rを有する液晶組成物が良く
、好ましくは−15°C〜70℃特に好ましくは−20
℃〜80℃以上のM−Rを有する組成物である事が良い
。
T1〜T2よりも上に20℃、下に10°C広いものが
良く、好ましくは、上に30℃、下に15℃特に好まし
くは上に40℃、下に20℃広いものが追い例えば本発
明の液晶組成物を電子卓上計算機に使用する場合には−
10℃〜60℃以上のM−Rを有する液晶組成物が良く
、好ましくは−15°C〜70℃特に好ましくは−20
℃〜80℃以上のM−Rを有する組成物である事が良い
。
本発明に好ましく使用できる一般式(1)で示される液
晶物質の具体例は、例えば下表の様な物である。
晶物質の具体例は、例えば下表の様な物である。
R−く○》一《O,}CN系化合物
又同様に一般式(2)で示される好ましい液晶は下表の
通りである。
通りである。
ーく?少−R2系の化合物
本発明に使用される液晶は、これ等に限られるものでは
無く本発明の目的に叶うものであれば単体若しくは混合
して正の誘電的性質を示す液晶組成物の総てを台むもの
である。
無く本発明の目的に叶うものであれば単体若しくは混合
して正の誘電的性質を示す液晶組成物の総てを台むもの
である。
以下実施例を示す。
実施例 1
A2,3重量部とA4,2重量部の混合ビフエニル液晶
(液晶Mと略称)とC41重量部とE21重量部(液晶
Nと略称)よりなる混合カルボン酸エステル液晶とを混
合した場合のM−Rの変化を第4図に示した。
(液晶Mと略称)とC41重量部とE21重量部(液晶
Nと略称)よりなる混合カルボン酸エステル液晶とを混
合した場合のM−Rの変化を第4図に示した。
これで明らかな様に広範囲のM−Rを有する液晶組成物
が得られた。
が得られた。
更にA2とA4の混合比を変えてC4とE2の混合比を
変えても殆んど同様な結果を得た。実施例 2 実施例1において例えば下表の様なビフエニル液晶を用
いても同様の結果を得た。
変えても殆んど同様な結果を得た。実施例 2 実施例1において例えば下表の様なビフエニル液晶を用
いても同様の結果を得た。
実施例 3
実施例1に於いて、例えば下表の様なカルボン酸エステ
ルを用いても全たく同様の結果を得た。
ルを用いても全たく同様の結果を得た。
実施例 4一般式(1)に於けるRがアルキル基の液晶
とアルコキシ基の液晶から成るメルク社のビフエニル混
合液晶E3(商品名)(液晶Pと略称)とC,:E,:
E2=2:1:2のカルボン酸エステル混合液晶(液晶
Qと略称)との混合液組成物のM−Rに就ての相図を第
5図に示す。
とアルコキシ基の液晶から成るメルク社のビフエニル混
合液晶E3(商品名)(液晶Pと略称)とC,:E,:
E2=2:1:2のカルボン酸エステル混合液晶(液晶
Qと略称)との混合液組成物のM−Rに就ての相図を第
5図に示す。
図からも明かな様にM−Rが広範であり優れた液晶組成
物である。
物である。
実施例 5
A2:A4:C4:E2=4.2:2.8:1.5:1
.5なる組成比を有する混合組成物(M−R:−30〜
82℃)を用いて、前記構造のTN型液晶セルを作り、
ダイナミツクドライブを行なつた所、実用温度範囲であ
る0.℃〜40℃で、電圧を変化させる事無く充分なる
駆動ができた。
.5なる組成比を有する混合組成物(M−R:−30〜
82℃)を用いて、前記構造のTN型液晶セルを作り、
ダイナミツクドライブを行なつた所、実用温度範囲であ
る0.℃〜40℃で、電圧を変化させる事無く充分なる
駆動ができた。
又該セルをー15℃及ぴ60℃にて連続放置し、温度に
対する信頼性を調べた所4ケ月以上でも、性能に変化が
見られず初期の良好な状態を維持した。実施例 6 実施例5で作成した液晶セルをAC5■で連続通電した
結果、半年たつても初期状態と変化無く、寿命の面でも
、充分なる信頼性が確認できた。
対する信頼性を調べた所4ケ月以上でも、性能に変化が
見られず初期の良好な状態を維持した。実施例 6 実施例5で作成した液晶セルをAC5■で連続通電した
結果、半年たつても初期状態と変化無く、寿命の面でも
、充分なる信頼性が確認できた。
以上実施例にて、本発明になる液晶組成物が特に優れて
いる事が、理解される。本発明の液晶組成物は、従来の
液晶物質同様種種の用途が考えられるが特に電気光学効
果を利用したデイスプレイ素子への応用が期待され時計
卓上電子計最機その他アルフアニユーメリツクな表示に
使用できるが、なかんずく、ダイナミツク・ドライブ(
或いはマトリツクス・ドライブ)に対する適性が優れて
いるので、桁数の多い表示に向いて居り4桁以上の卓上
電子計算機や壁掛けテレビ、平面デイスプレイ装置等に
特に有効である。
いる事が、理解される。本発明の液晶組成物は、従来の
液晶物質同様種種の用途が考えられるが特に電気光学効
果を利用したデイスプレイ素子への応用が期待され時計
卓上電子計最機その他アルフアニユーメリツクな表示に
使用できるが、なかんずく、ダイナミツク・ドライブ(
或いはマトリツクス・ドライブ)に対する適性が優れて
いるので、桁数の多い表示に向いて居り4桁以上の卓上
電子計算機や壁掛けテレビ、平面デイスプレイ装置等に
特に有効である。
第1図はマトリツクス・ドライブの電極構成を模式的に
示した説明図である。
示した説明図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で示されるビフェニル系液晶の少なくとも一種と一般式
▲数式、化学式、表等があります▼ で示されるカルボン酸エステル系液晶の少なくとも一種
とを含有することを特徴とする液晶組成物。 (一般式において、Rはアルキル基又はアルコキシ基を
表わす。R_1およびR_2はアルキル基、アルコキシ
基又はアシルオキシ基を表わす。但し、Rがアルキル基
の時、R_1はアルキル基又はアルコキシ基となること
はない。)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49061346A JPS5950713B2 (ja) | 1974-05-30 | 1974-05-30 | 液晶組成物 |
| US05/543,431 US4137192A (en) | 1974-01-25 | 1975-01-23 | Liquid crystalline composition |
| DE19752502904 DE2502904A1 (de) | 1974-01-25 | 1975-01-24 | Fluessigkristall-zusammensetzung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49061346A JPS5950713B2 (ja) | 1974-05-30 | 1974-05-30 | 液晶組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS50152987A JPS50152987A (ja) | 1975-12-09 |
| JPS5950713B2 true JPS5950713B2 (ja) | 1984-12-10 |
Family
ID=13168466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49061346A Expired JPS5950713B2 (ja) | 1974-01-25 | 1974-05-30 | 液晶組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5950713B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5345682A (en) * | 1976-10-06 | 1978-04-24 | Sharp Corp | Liquid crystal composition |
| JPS53144479A (en) * | 1977-05-23 | 1978-12-15 | Canon Inc | Composition of liquid crystall |
| US4253740A (en) * | 1977-09-12 | 1981-03-03 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Liquid crystal materials and devices containing them |
| JPS6126691A (ja) * | 1984-07-13 | 1986-02-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶組成物 |
| JPS6069188A (ja) * | 1984-08-03 | 1985-04-19 | Hitachi Ltd | 時分割駆動液晶表示装置 |
| JPS6069187A (ja) * | 1984-08-03 | 1985-04-19 | Hitachi Ltd | 時分割駆動液晶表示装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS526847B2 (ja) * | 1972-05-19 | 1977-02-25 | ||
| JPS5214072B2 (ja) * | 1972-05-31 | 1977-04-19 |
-
1974
- 1974-05-30 JP JP49061346A patent/JPS5950713B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS50152987A (ja) | 1975-12-09 |
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