JPS6069190A - 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】 （技術分野） 本発明は、正の誘電異方性を示すネマチック液晶組成物
に関するものである。詳しくは、時分割駆動に適した混
合液晶組成物に関するものである。

（従来例） 近年、液晶をよシ低デユーティ比で駆動し、表示容量に
対する駆動素子の数を減らすことが要求されてきている
。

従来のネマチック液晶組成物を用いた時分割駆動は、１
／８デユーテイよシ小さなデユーティ比で時分割駆動を
行なおうとすると、駆動電圧が６Ｖ以上になったシ、消
費電力が大きくガるといった問題が生じた。

（目　的） 本発明の目的は、従来の液晶のかかる欠点を除去し、１
／８より小さガデューテイ比で時分割駆動を行ｉつても
、駆動電圧が５ｖ以下と低く消費電力が小さく、表示装
首の軽量化、簡略什を計る液晶組成物を提供する点にあ
る。

（構　成） 本発明は、かかる目的を達するために、一般式 ％式％（１） （２） （３１ （４１ 但し、Ｒ８は炭素数１〜１０の直鎖のアルキル基 Ｒ３は　Ｉ　１〜１０の　ｌ Ｒ３は　ｌ　２〜８の　ｌ Ｒ６は　ｌ　２〜８の　〃 Ｒ５は　Ｉ　２〜１２の　〃 Ｒ６は　ｌ　２〜１２の　ｌ Ｘはハロゲン基 で表わされる各群の化合物（ｔ）、　（２）、　（３）
、　（４）を各々少なくとも１成分以上含有して得られ
る液晶組成物が適当であることを見出し、構成されたも
のである。

（実施例） 第１表は、本発明の液晶組成物に用いる化合物（１）〜
（４）のそれぞれの具体例である。化合物（１）の具体
例をＡ　−Ｈに示し、化合物（２）の具体例を工〜Ｌ、
化合物（３）の具体例をＭ−Ｔ、化合物（４）の具体例
をＵ　−Ｙに、又、化合物（５）の具体例をａ　−ｙ　
ｂに示す。第１表には、化合物（１）〜（５）のそれぞ
れの具体例を示すと同時に、それぞれの具体例の化合物
の融点及び透明点を示している。

第１表 　６− 化合物（１）は、ベンドとスプレーの弾性係数の比Ｋａ
ｌｌ／Ｋ　Ｉｔが小さい。また化合物（１）の光学異方
性△ｎは約０．１２である。化合物（１）を含むことに
より、電圧マージンが大きくなる。また、化合物（１）
はマネチツク相を示す温度範囲が広く、溶解性が良い為
、化合物（１）を少量でも添加することにより低温での
析出を防ぐ。化合物（１）は本発明の液晶組成分中に３
〜５５重ｔＳ混合させることにより、このような作用が
強くなる。

化合物（２）は光学異方性△ｎが約０．１２である。

また、誘雷異方性△εが約＋２０と大きい。化合物（２
）を含むことにより、しきい値電圧が低下する。

そのため、化合物（２）はデユーティ比１／８以下、５
ｖ以下の時分割駆動において必要な成分で、８重量−以
上が望オしい。しかし、化合物（２）はあまり多いと、
低温において析出するため、４３重量−以下が望オしい
。つまシ、化合物（２）は８〜４３重量％が望オしい。

化合物（３）は、光学異方性Δｎが約０．１２である。

捷た、化合物（３）は、誘電異方性Δεが約＋２５と非
常に大きい。化合物（３）を含むことにより、化合物（
２）と同様、しきい値電圧が低下する。化合物（３）は
デユーティ比１／８以下、５ｖ以下の時分割駆動用、特
にデユーティ比１／１６以下、４．５Ｖ以下の時分割駆
動用の本発明の液晶組成物を構成する際に化合物（３）
を入れることは重要である。また、化合物（３）は化合
物（２）に比べ、溶解性は良く、低温での析出は心配外
い。しかし、化合物（３）はあまり多いと透明点全署し
く低下させる。っまシ化合物（３）は、５〜３０重量％
が望ましい。

化合物（４）は、光学異方性Δｎが約０．２２である。

また、化合物（４）は、融点が低い割に透明点が高く、
ネマチック相を示す温度範囲が広い。また、ベンドとス
プレーの弾性係数の比に８Ｂ／に１１が非常に小さく、
化合物（４）を添加することにより、電圧マージンが大
きくなる。また、化合物（４）はＫａｓ／に１ｔが小さ
い割に粘性が低く、応答スピードの低下をまねかない。

しかし、化合物（４）は可視光で吸収をもつが、黄色の
着色が気になら力い４１０ｎｍ以下の波長をカットする
フィルターを用いることにより、太陽光露光において２
４０日間、外観の着色、電流値の著しい増加等はみられ
ない。そこで、化合物（４）は、５〜５０重量％が望捷
しい。

また、化合物（５）は光学異方性Δｎが約０．３であり
、透明点が２００℃以上と高い。化合物（５）を添加し
なくても本発明の液晶組成物は構成できる。

また、化合物（５）のかわりに、例りげＲα唖ＯＮ、　
ＲＱＱＱＯＮ、　Ｒ＠ＩＤｌＯＲ’（Ｒ，Ｒ’はアルキ
ル基又はアルコキシ基）等でもよい。しかし、化合物（
５）はそれらに比べ、温度依存性が非常に小さく、化合
物（５）を含有させることにより本願の液晶組成物のし
きい値電圧の温度依存性が非常に小さくなる。化合物（
５）は、添加する場合は３〜ｓ　ｏｗｔ（ｉ量添加させ
る。

本発明の液晶組成物１は、第２図に示される様に所定の
間隙で保持された上下電極基板２ａ、２ｂ間に挾持され
ている。電極基板２ａ、２ｂ上にはそれぞれ５ｎＯ１，
■”ｌ　ｏｌ　＊工ＴＯ等の電［ａ＋３ｂが設けられ、
その上にそれぞれ配向層４ａ。

４ｂが蒸着、ラビング等によって設けられている。

　９− 配向層４ａ、４ｂは互いに所定の角度で配向処理され、
液晶１が約９０°（８０°〜１００’）　でツイスト配
向される。上下電極基板２ａ、２ｂ間にはシール材６が
配さね、液晶が漏れないようにしである。上下電極基板
２ａ、２ｂの上下には、上下偏光子５ａ、５ｂが偏光軸
（又は吸収軸）を液晶１の配向方向に合わせて配されて
いる。下側光子５ｂの下には、表示体を反射型で使用す
る場合は反射体７が配置され、透過型で使用する場合は
反射体７は配置され表い。また、液晶１はアゾキシ系の
液晶（４）を混合しておシ、液晶１に入射する光は少量
くとも約４１０ｎｍ以下の光をカットするフィルター５
０ａが置かれている。フィルター５０ａは液晶１に入射
する光のフィルターであり、上側光子５ａの下に配され
たり、上側光子５ａや上電極基板２ａ自体にフィルター
特性が付与されフィルター５０ａが単体で存在し外くて
も良いのけ勿論である。着た、透過型の場合、フィルタ
ー５０ａは液晶１の図面下側にも必要であり、液晶１と
光源の間に存在し、単独で下側光子５ｂの下−１ロ　− （図面中、下の意味）や下側光子５ｂと下電極基板２ｂ
の間に存在するか、又は下側光子５ｂや下電極基板２ｂ
自体がフィルター特性を有する。光源から４１０ｎｍ以
下の波長の光が出ない場合には光源側にフィルター５０
ａが不要なことけ勿論である。このようにして、本発明
の液晶１を内蔵した液晶表示体Ａが構成され、駆動回路
８によシ駆動される。図中、駆動回路８の駆動線が上下
電極３ａ、３ｂに接続されているが、原理的にこのよう
に駆動される意味であシ、液晶１を挾む一方の端子電極
を他方の基板に集中させても良いことは勿論である。ま
た、フィルター５０ａの特性は少なくとも約４１０ｎｍ
以下の波長の光をカットするものであシ、それより大き
な波長の光をカットしても良いのは勿論であるが、カッ
ト波長をあまり大きくするとフィルターの色付きが明視
され見にくくなり、カット波長け４１０ｎｍに近い方が
良い。また、駆動回路８は、一般に、デユーティ−比１
／Ｎ（Ｎは整数）で時分割駆動する際、点灯時にｖｅ　
（笑０）、非点灯時に（β＋１）■０の電圧を印加させ
、時分割駆動を行なう、いわゆるｖ　−（（ｙ＋１　）
　ｖ駆動方式の駆動電圧波形を創出し、液晶１に印加す
る。

第２表は、本発明の液晶組成物の実施例である。

実施例１〜５に示される液晶組成物は、いずれも化合物
（１）、　（２）、　（３）、　＋４１をそれぞれ含み
構成されている。第２表の下には、実施例１〜５に示さ
れる液晶組成物を、液晶層の厚さとそれぞれの液晶組成
物の光学異方性△ｎにセル厚を合わせ、ジターデー。ジ
ョンＲ（＝△ｎ−ａ）が約１μになるように構成し、上
下に偏光板を介して約９０’（８０゜〜１００°）ツイ
ストさせた液晶表示装置を各種試験した結果を示してい
る。

第２表に明示されているように、実施例１〜５の液晶組
成物は、いずれも透明点が６０℃以上である。また、低
温（−２０℃）においても液晶組成物中に異常がなく、
液晶表示体にも何ら異常が生じない。

捷た、実施例１〜５の液晶組成物を用いた液晶表示体は
、非選択時にＶｏ　（’ｑＯ）ボルト、選択時にＳＶ０
ポルトの電圧を印加し、デユーティ比１／１６（ｖ−（
β＋１）ｖ駆動方式でデユーティＮが１６の場合）で時
分割駆動したところ、第２表に示されているように、非
常に駆動電圧が低く、０℃においても４．５ｖ以下で乾
電池１．５ｖを３個により駆動することが出来、表示装
置の軽量化。

簡略化を計ることになる。

また、電圧マージンＭもいずれも正を示す。

なお、この電圧マージンＭは、第１図において２５℃の
ときの駆動電圧−透過率特性をとシ、Ｖｏｐ”’ＪｆＶ
ｔｈ−２（５０度Ｈ−ｖｔｈ−３（８０度））で計算し
たものである。

また、実施例１〜５のいずれも応答スピードが速い。即
ち、いずれも２５℃での立上りの応答時間ＴＲ及び立下
りの応答時間Ｔ１は、共に２００ｍ５ｅｃ以下である。

実施例１〜５については、そわぞれ若干の相違がある。

　１３一 実施例１は、化合物（５）を添加せず、化合物（１）を
５０重ｔＳ含み、透明点を６０℃以上にした液晶組成物
である。

実施例２は、化合物（５）により透明膚を上げ、化合物
（４）を４０重量％含み、電圧マージンを１．５チとか
なシ広くしている。

実施例３は、化合物（２）、　＋３１の濃度を増やし、
低電圧にした液晶組成物で、０℃でも４．０ｖ以下で駆
動を可能にしている。

実施例４は、実施例２の改良品で、化合物（３）のハロ
ゲン基をＣ！からＦに変え、液晶相の安定化。

低電圧化を狙った液晶組成物である。

実施例５は、化合物（５）を２０重量−含み、透明点を
６７℃と上げ、また電圧の温度依存性を小さくしたもの
である。

実施例２は、化合物（５）により透明点を上げ、化合物
（４）を４０重量−含み、電圧マージンを１．５　％と
かなシ広くしている。

実施例３け、化合物（２１１（３）の濃度を増やし、低
電圧にした液晶組成物で、０℃でも４．０ＶＩＪ下で−
１４− 第　２　表 駆動を可能にしている。

実施例４は、実施例２の改良品で、化合物（３）のハロ
ゲン基をＣ！からＦに変ヌ、液晶相の安定化。

低電圧化を狙った液晶組成物である。

実施例５は、化合物（５）を２０重量％含み、透明点を
６７℃と上げ、また電圧の温度依存性を小さくしたもの
である。

本発明の液晶組成物は化合物（１）が添加されているた
め、マージンが大きくなシ、温度依存性も小さくなった
。また、化合物（２）が添加されているため、しきい値
電圧が借下された。そして、化合物（３）が添加され、
駆動電圧が非常に小さくなった。

化合物（４）が添加されているため、電圧マージンが大
きくなると共に応答スピードが早くなった。さらに、実
施例（２）〜（５）の様に化合物（５）が添加されたこ
とによシ、温度依存性が小さく、かつ透明点があがった
。

また、本発明の実施例においては、液晶紹成物それぞれ
の光学異方性△ｎに応してセル厚を決め、セル厚ｄと光
学異方性△ｎの積であるリターデー　１７− ショクＲを約１μにした。このため、リターデーション
による色付きが生ぜず、白黒表示でコントラストの良い
液晶表示装置を構成できた。

また、本発明の液晶組成物は、第２表の実施例に示され
る様に、透明点が約６０．”（：、以上と高く、低温に
おいても一２０℃、４日間で液晶状態を維持し、液晶と
して使用する動作及び保存温度範囲が広かった。また、
駆動マージンも正であり、実用上、充分に駆動表示を行
なうことができた。さらに、２５℃における駆動電圧Ｖ
ｏｐもＩ／６デユーテイでいずれも、約４．５Ｖ以下で
あシ、低電圧駆動が可能であった。Ｏ”Ｃにおいても、
駆動電圧Ｖｏｐはいずれも約５ｖ以下（実施例では約４
．５ｖ以下）であシ、低電圧駆動が可能であった。

また、リターデーションＲを約１μに合わせたセル厚を
有する液晶表示装置もいずれも２５℃における応答速度
が早く、表示として充分な応答速度を有した。

さらに、化合物（４）を混合させたにもかかわらず、濃
い色付きを有するフィルターが不要であシ、約　１８− ４１０ｎｍ以下の波長をカットすれば良いため、白黒表
示が可能であシ、コントラストが高く、外観の良い液晶
表示装置を構成することが可能になった。

（効　果） このように、本発明の液晶組成物を用いると、デユーテ
ィ比の小さなマルチプレックス駆動で、駆動電圧が低く
、かつ、マージンの大きな液晶表示を行なうことができ
、近来、盛んに行なわれている液晶のマルチプレックス
駆動を行なう際に、非常に有用である。本発明の液晶組
成物を用いれば、液晶表示装置を具備した、ワープロ、
電卓。

コンピューター、事務機、タイプライタ−１等の電源装
置を簡単にしたり、少々い数の電池で電源を構成するこ
とができ、装置の小型化、軽量化に役立つ。

一！六、駆動電圧が低いにもかかわらず、表示が鮮明で
ある。さらに、色の濃いフィルターが不要であシ、白黒
表示が可能である。

以上、本発明の液晶組成物は液晶のマルチプレックス駆
動に対して特に有用であシ、液晶の応用。

利用を広範にして産業の発達に寄与すること大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は駆動電圧と透過率の関停図である。 第２図は、本発明の液晶組成物を入れた液晶表示体Ａを
用いた液晶表示装置。 以　上 出願人　エプソン株式会社 代理人　弁理士　最上　務

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　一般式 ％式％（１）
2. （２） で表わされ、各群の化合物（１）、　（２）、　（３）
   、　（４）を各々少なくとも１成分以上含有する事を特
   徴とする液晶組成物。 但し、Ｒ１は炭素数１〜１０の直鎖のアルキル基 Ｒ２は炭素数１〜１０の直鎖のアクキル基 Ｒ３は炭素数２〜８の直鎖、のアルキル基Ｒ４は炭素数
   ２〜８の直鎖のアルキル基Ｒ６け炭素数２〜１２の直鎖
   のアルキル基 Ｒ６は炭素数２〜１２の直鎖のアルキル基 Ｘはハロゲン基 （２）一般式 ％式％ で表わされる化合物を、少力くとも１成分以上含有する
   事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液晶組成物
   。 但し、Ｒ１は炭素数２〜６の直鎖のアルキル基Ｒ，は炭
   素数１〜５の直鎖のアルキル基