JPS5962686A - 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】 本発明はコレステリック液晶相を示す液晶の電界効果を
利用した表装置として用いた場合に有効な特性を示す液
晶組成物に関するものである。

コレステリック液晶相”（以下Ｃｈと称す）の電界効果
にはグランシュアン（Ｇｒａｎｄｊｅａｎ）Ｍｉ織（す
、下Ｇｊと称す。）がらフォーカル−コニック（Ｆｏｃ
ａ　１−ｃｏｎ　ｉ　ｃ　）ｍ織（以下Ｆｃと称す。）
への組織変化モードと、ｃｈからネマチック液晶相（以
下Ｎと称す。）への相転移モー　ド（以下ＰＴλ■と称
す。）かある。本発明は特にＩ）　Ｔ　Ｍに関するもの
である。

このＰ　Ｔ　Ｍの電気光学特性は、低電界領域ではＦＣ
による光散乱現象を示すが、ある臨界電界（Ｅｃ）Ｊ２
Ｊ、上てはホメ第１・ロピック配向のＮとなり透明状態
となる。この光学的二状態を用いて表示を行なうのであ
る。このＩ）　Ｔ　Ｍの電気光学特性はＥ−ｃ、Ｅｃに
おける透過率Ｔｓ（ヴ）及び応答特性でその主な特徴を
表わすことかできる。上記の応答、特性としては、ｃｈ
からＮへの応答を表わすτ。ＮＩＮからＣ１１への応答
を表わすτ。Ｎ　、Ｅ　＜　ＩＥ　ｃとなる保持電界を
印加した場合のＮからｃｈへの応答を表わすτ暑がある
。

ここて、τ。、は電界がＥ。（〈Ｅｃ）から２Ｅ。

（＞Ｅｃ）へ変った時点より光学効果かその飽和値の９
０チに到達するまでの時間である。

τＮは電界が２ＥｏからＥ。へ変化した時点・より光学
効果が先の飽和値の９０チまで１０％だけ減少する時間
である。τ、。は電界か２Ｅｏ又はＥ。

からＯへ変化した時点より光学効果か飽和値からその値
の１０％値まで減少するに要する時間である。

このＰ　Ｔ　ＭをマＩ−ＩＪフックス示に応用すれば、
駆動電圧（ＶＯ）を低くすることかでき、特に低消費電
力駆動か可能なＣ／’ＭＯＳドライバーの耐圧を、μさ
ないようにすることか可能である。また、特性的には、
１：２バイ゛アス電圧法で駆動し、１フレームことに一
旦Ｎ状態にする時間分割法を採ればマトリックス表示が
可能となり、そのライン数（Ｎ）の上限値は近似的に次
の関係式で表わされる。

Ｍ゛≦（τ脣−τ。Ｎ）÷τ、。　　　　・・・（１）
（］）式より、マトリックスの本数Ｍを増加させるため
にはτ　を増加さぜ、τ　　τ　を減少させＮ　　　　
　　　　　　　　　　　　ＣＮＩ　　　ＮＯればよい。

この内τ脣は主として液晶を保持する基板の表面処理に
依存し、Ｃｂ液晶材料にはあまり依存しない。

一方、τ。８．τ、。は逆に基板の表面処理状態には依
存せす、Ｃｈ液晶材料に依存する。そしてτ。８．τＮ
ＯはＣｈ液晶の粘性をη、ねじれ弾１生係数をＩり２２
＋ピツチをＰとすると、τｃＮ　二　Ｃ１η　ｐ２　　
　÷　Ｉく　、□　　　　　　　　　　　　　　　　　
　・・・（２）τＮｃ　；　Ｃ２η　Ｐ２　　÷　Ｉぐ
２　□　　　　　　　　　　　　　　　　　−（３１と
なる。ここでＣ］　Ｉ　’−２ｉｔ物質によらない定数
である。

またＥｃは誘電異方性をεａ、誘電定数をＥ。

とすると、 Ｅｃ　＝　ｙｒ２（Ｋ２２÷εａ’ｏ）％十Ｐ　　　　
、、、、　＋４１となる。液晶層厚をｄとすれば１．印
加電圧ＶｃはＶ　　ｃ　＝　　ｄ　　Ｅ　　ｃ　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　−−−１５１である
１、液晶層厚は素子の製造技術によって異なるが、現在
ではｄ≧６μｍが一般的である。

′以上のことから液晶材料としては、　８ａか大きくη
が小さい値のものが望ましい。そのためにはＮ液晶に液
晶分子ツイスト力の強いｃｈ液晶を加えて作った混合型
のロングピッチなｃｈ液晶が適している。

本発明は以上の考案に基つき、上記諸条件を満足させる
液晶組成物を提供することを目的とする。

本発明によるＣ　Ｉ＋液晶の組成は（ａ１４−ｎ−アル
コキシ−／Ｌ’−ｎ−アルキルアゾキシベンゼン（４゛
−ｎ−ａＩｋｏｘｙ−４’　−ｎ−ａＩｋｙｌａｚｏｘ
ｙｌ〕ｃｎｚｅｎ）、＋１）＋　４−ｎ−アルキル−４
′−シアノビフコニニール（４−ｎ−ａｌｋｙｌ−４’
　−ｃｙａｎｏｂｉｐｈｃｎｙｌ）及び（ｃ）光学活性
物質よりなるものである。そして（ａ１４　　ｎ−アル
コキシ−４１−〇−アルキルアゾキシベンセンのアルコ
キシ基が例えばメゾキ、シ（Ｉｎｅｔ＋１０Ｘｙ）基で
あり、アルキル（ａｌｋｙｌ）基の炭素数か例えば２又
は４てあり、＋１）＋　４−　ｎ　−アルキルー４′−
シアノビフェニールのアルキル基の炭素数が例えば５，
６又は７であり、ＦＣ＋光学活性物質゛かコレステリー
ルクロライド、コレステリールオレイルノＪ−ポネイト
又は２−メチルフチル〔Ｎ−Ｐ−メトキシベンジリデン
アミノシンナメイトであるＣ　ｈ液晶の組成を特徴とす
る。

表−１は本発明を創出するにあたって測定した各種液晶
材料１．ｎ、］Ｉ、ＩＶの特性データを示すもの−であ
る。

表−１ この表〜］のテ〜りは２５℃で測定小、圧の周波をｌ　
Ｋ　Ｈｚに設定した→寺の４１ｃ工である。

液ｂｔ’＋　Ｉ　ｉｆ　シッフベース系液晶に１０％の
コレステリールノナノエイト（ＣＮ）を加えた混合液晶
である。シッフベース系液晶はｎ　−Ｃ３Ｈ７裔ＣＨ＝
　Ｎ　＋ＣＮ　（２９，９ｗｔ　％　）とｎ　−Ｃ６１
−１１３＋ｃ　ｎ　＝　Ｎ　−＠）−ＣＮ　（７０，１
ｗ　ｔ％）の混合物である。

液晶１１はエステル士ピリミジン系液晶に１０％のＣＮ
を加えた混合液晶である。このエステル士ピリミジン系
液晶は Ｃ３Ｈ７％　Ｃｓ　Ｈ］、ＩＩ　−１７，２ｗｔ％Ｃ５
，Ｈ］　］’−＠＋　ＣＮ　　−＝　　９．９　ｗｔ％
Ｃ山裔ｃｏｏ裔ＣＮ−７，６ｗｔ　％ Ｃ６Ｈ１３＋Ｃ００＋　ＣＮ−１２，２Ｗ　ｔ　％Ｃ７
Ｈ］　５＋　ＣＯＯ＋　ＣＮ　・＝　１３．９　Ｗ　ｔ
　％Ｎ　Ｃ（Ｏ”Ｍ　Ｃ４Ｈ９−１３，５Ｗ　ｔ　％か
ら成る混合物である。

液晶■はビフェニール系液晶に１０　％　）ＣＮ　ヲ加
えた混合液晶である。ヒフェニール系ｌ（ン晶は、Ｃ５
Ｈｌ　］　４！　ＣＮ　−１０８１ｖ＋　＊’−Ｃ５１
−１．．（（公℃翔ＣＮ　　・・・４５．２込自Ｃ３）
１．．０−ＣＢα−ＣＮ　　＝・＋２．ｏｗｔｚＣ８Ｉ
−■１７０−■（瀘ＣＮ　　・・・１６゜（５〜１！自
Ｃ３Ｉ■７０−＠）＋ＣＮ　　・・・１５，５〜■自か
ら成る混合物である。

液晶ＩＶは次のＡ、＋３．Ｃ及びＩ〕がら成るｊ（［１
成物である。

Ａ　：　ＣＨ３０−◇ＸＮ　”　Ｎ　４−Ｃａ　ｆ（９
Ｂ　　二　ＣＨ３０−（二＝甲＝巨Ｉ　Ｎ　＝　Ｎ　　
℃−Ｃ２１１５Ａ：Ｂ：Ｃ：Ｄ＝４７：２５：１８：１
０（重バー、比） 表−】の結果より、液晶■は他の液晶１　、　Ｉ＋■と
比較してτゝ１は略々間しであるがτ。、及びτ、０か
非常に小さいことかわかる。従って上述した（１）式よ
り、液晶１ｖはライン数Ｍを著しく多くすることのでき
る液晶相別であり、マトリックス表示の目的に合致して
シ号ることが認められる。更にこの液晶１〜′は一２０
℃の保存試験でも結晶化せずｌｆν品状前状態ち、実用
液晶としての条件を備えている。

ここて、液晶Ｉ〜ｌの組成Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは、Ａと■３
か［ａｌ　４−　ｎ−アルコキシ−４′−〇−アルキル
アゾキシベンセンに、Ｃが［＋）＋４’−１１−アルキ
ル−４′−シアノビフェニールに、Ｄが（ｃ　）光学活
性物質に相当している、。

末完１ｙ］は光学活性物質きして上記糾成り即ちコレス
テリール７ナノエイト以外の物質を用い、コレステリー
ルノナノエイトと同様な効果を得ることのできる液晶組
成物を創出したものである。コレステリール７ナノエイ
ト以外の光学活性物質としては第２表に示すものを用い
ている。表中の液晶名の欄に於いてＸはアゾキシ系液晶
を示し、２０　ＣＰ　Ｂはシアンペンチルヒフェニール
スハ糸−３２０ｗｔ％添加されていることを表わしてい
る。

ＣＣ、ＣＯＣ、ＭＢＭＣ活は光学活性物質を表わ才略ｄ
であり、その直前の数値はこのＸ−２０ｃＰ１３に対す
る添加Ｑｉ（ＴＶ　を係）を示すものである。尚測定温
度は２５°Ｃ１駆動周波数はｌ　Ｋ　ＩＩ　ｚに設定し
た。

ト 表−２ 尚、組成Ｃ：Ｃ５１１，□−ΦＸ◇）ＣＮの代りに、Ｃ
６１１，３−（可Ｂ唖））−ＣＮ又はＣ７ＩＪ１５べ◇
べＯ−Ｃきを同し１・−ブｔ１．加えてもｆ捏合液晶の
特性は殆んと変化しないことが確められている。そして
この成分の濃度は高くなればなる程、混合液晶のεａか
増加し、低臨界？１う圧死のためには望ましい結果か１
）ｌられる。しかしあまり濃度か旨くなると、メンモフ
ィックレンジか狭くなるので一定の限度（」ある。第１
図に縦軸にε、横軸に本実施例の混合液晶のＣＩ）　Ｂ
　（シアンペンチルヒフエニール）濃度としてＷＬ％を
単位にとり、混合液晶のεの［ｃ　ｐ　１３３依存性を
示す。図中、白丸はε１１、黒丸はξユ、Ｘ印はεａを
示す。表−３に組成比とメゾモフイソクレンンの関係を
示す。表−３の中でＴ　ｅ　ｌ＋−１はコレステリック
液晶相からアイソトロピックｉ＆晶相への転移ｉ’Ａ’
Ａ度である。またＴｃｈ−Ｔｃはコレステリック液晶相
から同相への転移Ｉ：Ｍ度である。

表−３ ここで、第＋ｎ式は（２）　、　＋３島１４）式を用い
て書きなおすと、 ＭｏＣｒ　”’　・ε２＠　Ｅｃ／　ｒ）　　　　−（
６）となる。この式よりＭを増すためにはＥｃを大きく
すればよいことか分る。一方第１．５）式からＶｃを下
げるためにはＥＣを下ける必要がある。これらのことが
らＥｃは適宜駆動条件に合わせることが必要である。参
考として第２図にＥｃと光学活性物質として［ＣＨ３を
用いた場合の関係を、横軸に［ｃＮ３、縦軸にＥｃをと
って示す。

す、上述へたように本発明の組成を持つ混合液晶Ｄｉ−
１：、記諸要求を（１１４だし、Ｉ’　Ｔ　Ｍを、利用
したマトリックス表示に適した新規材料であり非常に有
効なもの−Ｃある。

【図面の簡単な説明】

第１図は混合液晶のεのＣＩ”　Ｂ依存性を表わす図、
第２図（まＥｃのＣＮ依存性、を表わす図である。 代叩人　弁理士　福′士　愛　彦（他２名）（ＣＰＢ３
．７１７％　・ （Ｃ／ＩＱ／ｗｆ％

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 】　４−ｎ−アルコキシ−４′−〇−アルキルアゾキシ
   ベンセン、４−ｎ−アルキル−４′−シアノヒフエニー
   ル及び光学活性物質としてコレステリールクロライド、
   コレステリールオレイルカーホネイト又は２−メチルブ
   チル−Ｐ−（Ｎ１）−メトキンベンジリゾ、ンアミ刀シ
   ンナメイト　を主成分として含有し、コレステリンク液
   晶相を示す液晶組成物。