JPS6041108B2 - 液晶組成物 - Google Patents

液晶組成物

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JPS6041108B2
JPS6041108B2 JP10864077A JP10864077A JPS6041108B2 JP S6041108 B2 JPS6041108 B2 JP S6041108B2 JP 10864077 A JP10864077 A JP 10864077A JP 10864077 A JP10864077 A JP 10864077A JP S6041108 B2 JPS6041108 B2 JP S6041108B2
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JP
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liquid crystal
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crystal composition
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JP10864077A
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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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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコレステリック相を有した液晶の電界効果を利
用した表示装置に関するもので、特にコレステリック相
を示す液晶の組成に係る。
コレステリック相(以下Chという。
)の電界効果にはグラジュアン(Grandjean)
組織(以下Gjと言う。)からフオーカルーコミツク(
focal−conic)組識(以下にと言う。)への
組織変化モ−ドと、Chからネマチツク相(以下Nと言
う。)への相転移モード(phasetransiti
onmode)(以下PTMと言う。)がある。後者に
はChのピッチ変化にる光学効果も含まれている。本発
明は特に後者のPTMの材料に関するものである。この
PTMの電気光学特性は、低電界領域ではChのfcに
よる光散乱現象を示すが、ある臨界電界Ec以上ではホ
メオトロピック配向の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うのである。このP
TMの電気光学特性はEc,Ecにおける透過率Ts(
%)及び応答特性でその主な特長を表わすことができる
。上記の応答特性としては、ChからNへの応答を表わ
す?cN,NからChへの応答を表わす7Nc,EくE
cである保持電界E。を印加した場合のNからChへの
応答を表わす↑肋ミある。ここで7cNは電界EがE。
(ミEc)から班。(>Ec)へ変った時点より光学効
果がその飽和値の90%に到達するまでの時間であり、
第1図aに電界Eの変化、第1図bに透過率Ts(%)
の変化を示し、丁。Nを図解する。丁鮒ま電界Eが波。
からE。へ変った時点より光学効果が先の飽和値90%
まで10%だけ減少する時間であり、第2図aに電界B
、第2図bに透過率Ts(%)の変化を示し、7母を図
解する。7Ncは電界Eが斑。
又はE。から0へ変った時点より光学効果が飽和値から
その10%値まで減少するに要する時間であり第3図a
に電界E、第3図Bに透過率Ts(%)の変化を示し、
7Ncを図解する。また第4図PTMの電界Eに対する
透過率Ts(%)の変化の特性を示す。このP.TMを
マトリックス表示に応用する際には、特性として、駆動
電圧(V。
=d・E。)が低くすることが出来、特にその値がC/
MOS型ドライバーの耐圧以下であることが望ましい。
ここでdは液晶層厚であり、この値は、素子製作面より
最少限度があり、約5r机程度である。従がつてV。を
下げる為にはE。の上限値となるEcを下げなければな
らない。こEcは、液晶材料により決定され、その、物
性定数依存性は次式で表わされる。
EC=汀2(K滋÷ごaご。
)裏÷P ……‘・)‘11においてPはChのらせん
ピッチであり、K22はねじり弾性率、どaは誘電異方
性であり、ごoは真空定数である。ところで1:2バイ
アス電圧で駆動し、一旦N状態にしてChのfcで書込
む表示方式をとればマトリックス駆動が出釆るライン数
Mの上限値は近似値的に先の応答特性の値を用いて次の
ように書きことが出来る。
Mミ(7母−↑cN)÷↑Nc …・・・{
2)すなわち第{2)式よりMを増加させる為には、7
3を増加させ、一方7cN,丁Ncを減少させることが
望ましい。
この内↑母‘ま主として液晶層を保持している基板の表
面処理状態に依存すると共に、Ch液晶組成物も少なか
らず関係する。逆に7M,丁cNは表面状態よりもむし
ろCh液晶材料に依存しCh液消の粘度をりとすると次
のようになる。
丁CN=C,り平÷K22 ……【3’
7NC=C2り平÷K22 …・・・【
4’となる。ここでC,,C2は物質によらない定数で
ある。さて■式にm及び{3}、■を代入するとM 丁
群・ごaE2/り …‐‐‐(51となる。
すなわちMを増加させるためには7篭が大きくなる様な
表面処理(例えば垂直配向処理)を行ない、ごよ叉びE
cの大きな値を有しりの小さな値を有した液晶材料を選
定すればよい。
ここでMは、Ecを含んでおり、V。
の低下とMの増大とは、相反する面を有している。従っ
て、V。を高くしないで、かつMを増加させる方法はど
aが大きくりが小さい材料を選ぶ必要がある。本発明は
、この点に関してなされたものであり従来得られなかっ
た7cN, 7Ncの小さな値を有する液晶材料の発見
によるものである。表一1は、各種液晶材料の混合糸に
おける諸特性である。測定条件交流、IKHz、250
0、セル厚:6仏の、配向処理:Si02ラビング、7
cN,7Nc,ヶ母、Ts値はEo=Ecの場合A: B: D: E: この表からサンプル○、Eは本発明の組成の1例であり
一定Ec値においてヶNcが非常に小さく、?母も同等
か極めて大きな数値を示し、マトリックス走査可能ライ
ン数Mを■式より求めた場合、従来例A、B、Cよりも
極めて大きな値を示している。
これは、次のような理由によるのであろう。
サンプルDにおいて、比較的大きいごa(ごa>0)を
持っているpーシアノフエニル−p′−n一アルキルベ
ンゾェィト系液晶混合物に、極めて大きなごa(ごa>
0)を持ち、上記ェステル系液晶より粘性りが比較的低
いピリミジン誘導体液晶組成物を添加することにより得
られる液晶組成物は全体として高いごa′り値をもたら
していると考えられる。そして、液晶をコレステリック
相とする為に添加される光学活性物質としては、極めて
高いれ(ごa>0)を持つ、W−p−2ーメチルブチル
ベンゾイルオキシp′−シアノベンゼンを用いることに
より、液晶系全体のごa/り値を大中に低くすることが
ないので、従来例A、B、Cよりマトリックス可能走査
ライン数が多くなっている。
又サンプルEにおいて、比較的大きなごa(ム>0)を
持ち、比較的小さなり値を持つp−n−アルキルp′ー
シアノビフエニールとp−n−アルコキシーp′−シア
ノピフェニールの混合液晶系に極めて大きなごa(ごa
>0)を持ち、比較的粘性刀の低いピリミジン誘導体液
晶組成物を添加することにより得られる液晶組成物は全
体として高いごa/り値をもたらすと考えられる。
そして上記液晶組成物をコレステリツク相とする為に添
加する光学活性物質W一p−2−メチルプチルベンゾイ
ルオキシp′ーシアノベンゼンごa(ごa>0)が大き
く混合液晶系のどaノリを大中に低くすることなく、従
来A、B、Cよりマトリックス可能走査ライン数が極め
て多くなっている。
このように本発明サンプルD及びEは、マトリックス走
査ライン数をA、B、Cと比較し大中に増加させること
が出来る。
又、本発明サンプルD及びEの液晶材料は、従来A、C
と比較して、可視領域での光吸収が少ないので光に対し
て安定である。と共に表示品位も良好である。次に具体
的な本発明の組成(サンプルD、サンプルE)示してお
く。
(サンプルD) (サンプルE) ※不斉炭素 なお本発明の組成はピリミジン誘導体液晶化合物を20
〜4帆【%含有するものであるが、ピリミジン譲誘導体
液晶化合物とp型ネマティツク液晶*組成物を形成する
為に次のような化合物を約20〜60%程度含まれても
良い。
(Rはn−CmH机十,一又はn−CmH2m+,0を
示し、n=1〜8である。
)表−1のサンプルD、中のWp一2ーメチルブテルベ
ンゾィルオキシp′−シアノ(Ch液晶)ベンゼンのド
ープ量に対するEc及び7cN,?Ncの特性を第5図
、第6図に示す。
T鮒まCh液晶のドープ量に関係なくほとんど一定であ
る。又表−1のサンプルE中のWp−2−メチルプチル
ベンゾイルオキシp′−シアノベンゼンのドープ量に対
するEc及び↑cN,7Ncの特性を第7図、第8図に
示す。
7鮒まCh液晶のドープ量と関係なくほとんど一定であ
る。
第5図、第6図の結果によりサンプル○を表示素子に応
用する場合、Ecとして3×1ぴv/肌以下が望ましく
↑cN,丁Ncの値として100msec(25℃)以
下が望ましいので{十ーーp−2−メチルプチルベンゾ
ィルオキシp′−シアノベンゼンの添加量は25〜3肌
t%程度が望ましい。
又非Ch液晶である、ピリミジン誘導体液晶化合物とp
−シアノフェニルーp′−n−アルキルベンゾェイト液
晶化合物の組成比は、約20%〜90%の間で用除に応
じて変化することが出来る。第7図、第8図の結果より
サンプルEを表示素子に応用する場合、Ecとして3×
1ぴv/肌以下が望ましく、ヶcN, 7Mの値として
100肌sec(25℃)以下が望ましいので川−p−
2−メチルプチルーベンゾイルオキシp′ーシアノベン
ゼル添加量は、15M%〜25.5wt%程度が望まし
い。
又非Ch液晶であるピリミジン誘導体液晶化合物とp−
nーアルキルp′−シアノビフヱニール液晶化合物の組
成比は、約20〜90%の間で用途に応じて変化するこ
とが出来る。以上、述べた様に本発明は相転移をマトリ
ックス駆動に応用する液晶材料として可視領域で透明で
あり、比較的低粘性でメモリー特性も良好であるため効
果的な組成を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は?cNを説明する図で、第1図aは電界E、第
1図bは透過率Tsを示し、第2図ヶ母を説明する図で
第2図aは電界E、第2図bは透過率Tsを示し、第3
図は〜cを説明する図で、第3図aは電界E、第3図b
は透過率Tsを示し、第4図は電界Eに対する透過率T
sの変化特性を表わす図、第5図、第6図、第7図、第
8図は本発明の液晶組成において、ある成分の濃度を変
化させたときの特性曲線図で、第5図及び第7図は臨界
電界Ecの変化、第6図及び第8図は7NcとヶcNの
変化を示す。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 マトリツクス電極を有する液晶表示装置の前記マト
    リツクス電極間に表示媒体として介挿される液晶組成物
    を下記に示す各成分の混合物で構成したことを特徴とす
    る液晶組成物。 (i) ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされる化合物。 但し、置換期X、Yは次に示すものでX≠Yとする。 (a) CnH_2_n_+_1、(n=1乃至8)(
    b)▲数式、化学式、表等があります▼ (n=1乃至8) (c) ▲数式、化学式、表等があります▼ (d) ▲数式、化学式、表等があります▼ (n= 1乃至8) (e) ▲数式、化学式、表等があります▼ (f) −CN、(この場合、X、Yの他方は上記(b
    )又は(d)である。 )(ii) P−シアノフエニル−P′−n−アルキルベ
    ンゾエイト系液晶。 但し、n−アルキル基はCmH_2_m_+_1(m
    =1乃至8)で表わされる。 (iii) (+)−P−2−メチルブチルベンゾイルオキ
    シ−P′−シアノベンゼン。 2 マトリツクス電極を有する液晶表示装置の前記マト
    リツクス電極間の示媒体として介挿される液晶組成物を
    下記に示す各成分の混合物で構成したことを特徴とする
    液晶組成物。 (i) ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされる化合物。 但し、置換基X、Yは次に示すものでX≠Y、とする
    。 (a) CnH_2_n_+_1、(n=1乃至8)(
    b)▲数式、化学式、表等があります▼ (n=1乃至8) (c) ▲数式、化学式、表等があります▼ (d) ▲数式、化学式、表等があります▼ (n= 1乃至8) (e) ▲数式、化学式、表等があります▼ (f) −CN、(この場合、X、Yの他方は(b)ま
    たは(d)である。 (ii) P−アルキル−P′−シアノビフエニール系液
    晶 但し、n−アルキル基はCmH_2_m_+_1(
    m=1乃至8)で表わされる。 (iii) P−n−アルコキシ−P′シアノビフエニー
    ル系液晶 但し、n−アルコキシ基はCiH_2_i_
    +_1O(i=1乃至8)で表わされる。 (iv) (+)−P−2−メチルブチルベンゾイルオキ
    シ−P′−シアノベンゼン。
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US4788000A (en) * 1983-05-26 1988-11-29 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid-crystal composition
JPS59219381A (ja) * 1983-05-26 1984-12-10 Sharp Corp 液晶組成物
EP0136480B1 (en) * 1983-08-22 1990-01-17 Chisso Corporation 2,3-dicyano-5-substituted pyrazines and liquid crystal composition containing them
DE3401321A1 (de) * 1984-01-17 1985-07-25 Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt Stickstoffhaltige heterocyclen

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