JPS6027707B2 - 液晶組成物 - Google Patents

液晶組成物

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JPS6027707B2
JPS6027707B2 JP51064956A JP6495676A JPS6027707B2 JP S6027707 B2 JPS6027707 B2 JP S6027707B2 JP 51064956 A JP51064956 A JP 51064956A JP 6495676 A JP6495676 A JP 6495676A JP S6027707 B2 JPS6027707 B2 JP S6027707B2
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liquid crystal
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crystal composition
additive
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JP51064956A
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茂平 峰崎
文明 船田
昌孝 松浦
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 二枚の基板の対向面上に電極を形成するとともに、該電
極の間にネマティック液晶物質を充填して透明な薄層を
形成し、ネマティック液晶層に光を入射させつつ電極間
に電圧を印加すると、電圧の印加された部分の液晶層が
白濁して透過光を遮断する現象が知られている。
この現象を利用して光を遮断する光遮断装置、あるいは
文字、数字、記号,図形等を表示する表示装置が製作さ
れている。このような液晶装置に於いては、ネマティツ
ク液晶層の白濁の度合を高める為に、あるいは応答速度
を速める為に種々の添加剤をネマティック液晶物質に添
加することが行われている。しかし従来一般に用いられ
ている第四級アンモニウムのハロゲン塩やカルポン酸塩
をネマティック液晶に添加した液晶組成物に於いては、
導電率の温度依存性(温度変化に対する導電率の割合)
が大きく、低温度領域で必要とされる導電率を保証すれ
ば、室温領域での消費電力が大きくなるという欠点を有
している。
ところで白濁を生じさせる為には液晶系に添加剤を添加
して液晶系の導電率(電流)を、誘電率×駆動周波数
の値で決まる一定値以上にする必要がある。
そして導電率の温度依存性は一般に。=0。exp(一
△E/K・T) Zで表わされる。但し
:温度ToKにおける導電率。
o:温度のoKにおける導電率△E:温度依存性におけ
る活性化エネルギー(単位はeV)
Z K:ボルッマン定数 T:絶対温度 上記導電率の式において、ある一定電圧 (25V,60HZ)を印加して0℃で液晶系に効果的
に白濁を生じさせる最低導電率は約10‐100,弧‐
1である。
また0℃以上の任意の温度Tに於ける導電率〇は導電率
の温度依存性における活性化エネルギー△Eが小さい程
温度依存性が小さくてなる。そこで、白濁現象を用いた
液晶表示方式に於いて本発明の添加剤を加えた液晶組成
物による液晶表示装置はむだな消費電力が省かれる。本
発明は上述の点に鑑みてなされたものである。
即ち、本発明は、応答速度及び白濁の度合が秀れている
とともに、導電率(電流)の温度依存性も少ない液晶組
成物を提供することを目的とする。本発明者は鋭意研究
を進めた結果、〔芳香族アミンと3,5ージニトロ安息
香酸の塩〕又は〔複秦環又は多還式複秦環含窒素化合物
と3,5−ジニトo安息香酸の塩〕の内の少なくとも一
種類を添加剤として液晶物質に添加(添加量は0.05
重量%〜2.の重量%、より望ましくは0.1重量%〜
1.0重量%)して得られる液晶組成物が白濁の度合及
び応答速度に於いて秀れていると共に導電率(電流)の
温度依存性も小さいことを見し、出した。
芳香族アミンはなる構造 式を有し、窒素に結合する置換基R,及びR2は−CQ
,一C2&または一C3日7で、R,,R2は同一のも
のであっても異なるものであってもよい。
また、X,は日または一CH3,X2,X3は日,一C
H3,一C夕,一Brまたは−N02である。後述する
液晶組成物として電流の温度依存性や応答特性を改善す
るためにはXけX2,X3は上述の如き置換基に設定す
ることが必要である。以上により本発明の添加剤を構成
する化合物の成分に係る芳香族アミンの構造は明確に特
定されかつ認識される。芳香族アミンと3,5ージニト
ロ安息香酸の化合物は淡黄色又は黄色の結晶性の良い塩
を形成する。一方、複素環又は多境式複秦環含窒素化合
物であるピリジン又はキノリンも3,5ージニトロ安息
香酸と淡黄色又は白色結晶性塩を形成する。芳香族アミ
ン又は榎素環舎窒素化合物のみを液晶物質へ添加しても
充分な導電率を得ることは困難であり、又3,5−ジニ
トロ安息香酸のみの添加はァゾメチン基を有する液晶物
質の分解を促進する。
即ちアゾメチン基を有する液晶物質はR:アルキル基)
で表わされるが、CH=Nの部分は酸やアルカ川こよっ
て分解を受け易く、一方3,5ージニトロ安息香酸は弱
酸性であるから液晶物質の分解が促進される。しかし、
本発明に係る添加物である芳香族ァミンと3.5−ジニ
トロ安息香酸の塩、又は複秦環含窒素化合物と3.5ー
ジニトロ安息香酸の塩は液晶物質の分解を助長すること
がない。即ち、本発明の添加剤は結晶性塩であるから、
アゾメチン基を有する液晶物質の分解を促進しない。こ
のため、充分な白濁効果を有するとともに導電率の温度
依存性の少ない液晶組成物を形成する。また、この添加
物はあらゆるN型ネマティツク液晶物質(誘電異方性の
値が負)に対して有効であり、例えばP−アゾキシアニ
ゾールの如きアゾキシ系化合物、P−ベンチルフヱニル
2ークロロ−4−(Pーフエニルベンゾイルオキシ)
ペンゾェィトの如きェステル系化合物またはPーアルコ
キシベンジリデンーP′ーブチルアニリンの如きシッフ
系化合物に加えた場合良好な結果を得ることができる。
次に実施例によって本発明を具体的に説明する。
まず、前述の如き添加物を形成する為の合成例を示す。
{1) 芳香族アミンと3.5−ジニトロ安息香酸の塩
アニリン、0−トルイジン、mートルイジン、Pートル
イジン、0−クロロアニリン、m−クロロアニリン、p
−クロロアニリン、Pーブロモアニリン、mーニトロア
ニリン、P−ニトロアニリン、Nーメチルアニリン、N
,N−ジメチルアニリン、N−エチルアニリン、N,N
−ジエチルアニリン、N,Nージブロピルアニリン等の
芳香族アミン0.01モルとこれに等モルの則ち2.1
2夕の3,5ージニトロ安息香酸をエタノール中で反応
させると淡黄色又は黄色の結晶性塩が得られる。
それらは溶媒としてェタ/−ル又はベンゼンを用いた再
結法により精製することができる。‘2} 複素環又は
多環式複秦環含窒素化合物と3,5−ジニトロ安息香酸
の塩。
ピリジン又はキノリン0.01モルと3,5ージニトロ
安息香酸0.01モル(=2.12夕)をエタノール中
で反応させると淡黄色又は白色結晶性塩を得る。
それらは溶媒としてェタ/ール又はベンゼンを用いた再
結法により精製することができる。下記第1表に示す割
合で各種液晶材料を調整した液晶混合物を作製する。
第1表 上記液晶混合物のネマチツク液晶相を示す温度範囲は−
16℃〜6チ○である。
酸化インジウムよりなる透明電極を表面上に設けた2枚
のガラス板を用意し、透明電極を内側として2枚のガラ
ス板を平行に配置して電極間が20一mの透過型液晶セ
ルを作製する。
次に、上記液晶混合物、上記液晶混合物に従来一般に用
いられている添加剤であるテトラブチルァンモニウムブ
ロマィドを添加した液晶組成物及び本発明に係る種々の
添加剤を種々の割合で添加した液晶組成物を上記セルに
充填して透明な薄層を形成し、上記透明電極間に60H
Zで25Vの交流電圧を印加してその間に流れる電流.
応答.時間.スレッシュホールド電圧及び光透過率を側
定した結果第2表の如くとなった。また、同様にして電
流(導電率)の温度依存性を側定した結果第3表及び図
面に示すようなデータを得た。ここで図面は第1表に示
す液晶混合物に従来より用いCれているテトラブチルア
ンモニゥムの3,5−ジニトロ安息香酸塩と本発明に係
るN,Nージェチルアニリンの3,5ージニトo安息香
酸塩またはピリジンの3,5ージニトロ安息香酸塩を添
加した液晶組成物A.B.Cの導電率温度依存性を示す
グラフである。′t2 但し、 a:無添加 b:テトラブチルアンモニウムブロマイドc:N,N−
ジエチルアニリンの3−5−ジニトロ安息香酸塩d:ピ
リジンの3,5ージニトロ安息香酸塩‘1):添加量(
重量%)【2}:スレツシュホールド電圧(Vnns)
‘3’:電流(rA/の)【4}:透過率(%) ■:応答速度(m sec) (51):立上り、(52):立下り 設定条件 25V、25℃、60HZ、セル厚20山m
斑3表但し、 e:テトラブチルアンモニウムの3,5 ージニト。
安息香酸塩c:N,Nージエチルアニリンの3,5 ージニトロ安息香酸塩 d:ピリジンの3,5−ジニトロ安息香酸塩(1}:添
加量(モル/夕)■:温度(00) ‘3’:電流(仏A/の) 測定条件 25V,60HZ、セル厚20山m‘7’:
導電率(ひ,抑‐1)側:電流の増加率(25ooの電
流/0℃の電流)‘91:導電率の活性化エネルギー(
eV)ここで流れる電流Jの直流成分をJoc,交流成
分をJAcとするとJはJ2=Joc2十J^c2で表
わされる。
また各J。c,1^cは次の如くとなる。JDC=舎・
EJ^。
=骨ご2mfCV=2汀f●ご小・詔し。
:導電率d:液晶層厚 E:電界強度 V:印加電圧 Z:インピーダンス f:周波数 C:液晶の単位当りの容量 z:液晶の誘電率 ごo:誘電定数(8.85×10‐1坪/m)第2表か
ら明らかな如く、上記第1表の液晶混合物に、芳香族ア
ミンであるN,N−ジェチルアニリンの3,5−ジニト
ロ安息香酸塩、又は複秦環含窒素化合物であるピリジン
の3,5ージニトロ安息香酸塩を添加剤として添加する
ことにより液晶組成物の電流値、透過率、応答速度の立
下IJ時間及びスレツシュホールド電圧を従釆より使用
されている添加剤の添加された場合と比べて著しく向上
させることができる。
また、第3表及び図面から明らかなように、従来のテト
ラブチルアンモニウムの3,5ージニトo安息香酸塩と
比較して、本発明に係る添加剤である芳香族アミン又は
ピリジンの3,5−ジニトロ安息香酸塩を添加すること
により、導電率(電流)の温度依存性を小さくすること
ができる。即ち、導電率の温度依存性の式。
=0。 exp(一△E/k,T)に於ける△Eを従釆
例と比較して0.4段vから0.31eVに低下させる
ことができる。
また、電流0値で比較すれば第3表から明らかなように
、本発明に係る添加剤は従来例と比較して25ooに於
いて約1/3程度電流の温度依存性を小さくすることが
できる。即ち第3表に示すように、電流の増加率(2ず
Cの時の電流/0℃の時の電流)を約1/35にするこ
とができる。以上の結果は従釆例としてテトラエチルア
ンモニウムの3,5−ジニトロ安息香酸塩と比較した場
合であっても、テトラブチルアンモニウムの3,5−ジ
ニトロ安息香酸塩とテトラエチルアンモニウムの3,5
ージニトロ安0息香酸塩とは温度特性等がほとんど同じ
であるため、同一の結果が得られる。尚、本発明に係る
添加剤であるはR,,R2のアルキル基がCnHが十1
で表わされるものであり、R.,R2=CH3〜C44
程度の長さではnの値に関係なく添加剤としての効果は
同等である。
このように電流値の温度依存性が少ないことは最低動作
温度を0℃にした時の電流値を5.7レA/のにすれば
、0℃以上の高温領域例えば25qCの従来のものに於
いては約55〃A/の(25V,60HZ,セル厚20
山m)であるが、本発明の液晶組成物では約19ムA/
の(25V,60日2,セル厚20rm)となり、低消
費電力で液晶ディスプレイを駆動することができる非常
に優れた効果が得られる。以上詳細に説明したように、
本発明によれば、液晶組成物の応答速度の立下り時間、
透過率、スレッシュホールド電圧を従来のものに比べて
著しく向上させることができるとともに、電流(導電率
)の温度依存性を少なくすることができ、消費電力の低
減に寄与することが可能である。
【図面の簡単な説明】
図面は第1表に示す液晶混合物に従来より用いられてい
たテトラブチルアソモニウムの3,5−ジニトロ安息香
酸塩(1.1×io‐3モル/そ)、本発明に係るN,
Nージェチルアニリンの3,5−ジニトロ安息香酸塩(
1.1xlo‐3モル/そ)、ピIJジンの3,5ージ
ニトo安息香酸塩(0.11モル/そ)を添加した液晶
組成物A,B,Cの導電率の温度依存性を示すグラフで
ある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 下記構造式 ▲数式、化学式、表等があります▼ または ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔但し、X_1〜X_3はH,CH_3,Cl,Br及
    びNO_2の群より選ばれたもの、R_1,R_2はC
    nH_2_n_+_1(n=1〜3)で表わされるアル
    キル基。 〕で表わされる化合物の少なくとも一方を添加剤として
    負の誘電異方性を有するネマテイツク液晶物質中に含有
    して成ることを特徴とする液晶組成物。
JP51064956A 1976-05-31 1976-05-31 液晶組成物 Expired JPS6027707B2 (ja)

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