JPS6197384A - ネマチツク液晶組成物 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は電界効果型液晶表示素子、特に高時分割駆動方
式の表示素子に用いる材料として好適な液晶組成物に関
するものである。

（従来の技術） 液晶表示素子は、従来の時計、電卓等に加え、近年にな
って携帯用コンピューター、携帯用テレビ、各穐事務計
測機器等の大型でより多くの情報を表示できる表示体に
も用途が拡大し始めている。この様な要求に対応した駆
動方式の一つに電圧平均化法による時分割駆動方式があ
り、現在、高時分割駆動方式の液晶表示素子が市場に出
されるようになってきた。それに伴い高時分割駆動方式
に適合した液晶組成物が望まれ【いるが、従来の組成物
の多くのものがこの方式に適合性を有しない。

（発明が解決しようとする問題点） 表示素子に用いられる液晶組成物に一般的に要求される
特性は、 （１）　　室温附近の広温度範囲で液晶であること、（
２）　　化学的、熱化学的に安定であること、（３）比
較的低粘性であること、 （４）温度変化及び視野変化による電圧−輝度特性の変
化が小さいこと、 （５）電圧−輝度特性が急峻であること、等であるが、
高時分割駆動を行なう場合、特に（５）の特性が重要で
ある。それＫついてドツトマトリクス表示素子を例にと
って以下に説明する。

第１図において、下板にストライプ状のＹ８、Ｙｔ　ｓ
　Ｙａ・・・ｙｍ電極（信号電極）を、下板に対して一
定の間隙を有する上板に同様にストライプ状のＸ、　、
　Ｘ、、Ｘ、・・・Ｘｎ電極（走査電極）を形成し、両
電極間に液晶を存在させる。文子図形の表示はＸ、　Ｙ
両電極の各交点部の液晶を選択的に点灯、或は非点灯に
して行なう。ある走査電極（図においてＸｓ）が選択さ
れたとき、その電極上の総ての画素に信号電極Ｙ８、Ｙ
、・・・・・・Ｙｍより表示すべき信号に従い点灯、或
いは非点灯の表示信号を同時に加える。つまり、走査電
極と信号電極に加える電圧パルスの組合せで両電極の交
点部を点灯、或いは非点灯にする。従って、例えば点灯
点■以外の非点灯点■、■、■にも電圧が印加されるこ
とになる。

点灯点には高い実効電圧、非点灯点には低い実効電圧が
それぞれ印加され、その電圧差によって点灯及び非点灯
状態をつくり、文字、図形等の表示を行なっている。点
灯点の電圧と非点灯点の電圧とは相互に関係があり、こ
の関係は以下の式で表わすことができる。

但し　　ａ　＝　ＪＷ　＋　１ ｖｏ：　　駆動電源電圧 ａ　：　バイアス比 Ｎ　：　時分割走査線数 第２図は時分割走査線数（Ｎ）と動作マージン（α）と
の関係を示す図である。この図から明らかの如く、Ｎの
増大に伴ってαは１に漸近する。即ち、高時分割駆動方
式では点灯点と非点灯点の電圧差が極端に小さくなる。

液晶の電界効果型表示における一般的な電圧−輝度特性
は第３図に示す如きカーブを描く。時分割駆動方式で良
好な表示を得るためには点灯点の印加実効電圧（Ｙｏｎ
）は飽和実効電圧（Ｖｓａｔ）以上の電圧、非点灯点の
印加実効電圧（Ｖｏｆｆ）はしきい値実効電圧（ｖｔｈ
）以下の電圧であることが必要である。従って、Ｖｓａ
ｔ　／　Ｖｔｈ　（＝７”　）≦Ｖ　ｏ　ｎ／Ｖｏｆｆ
（α）の関係式が満足されなければならない。ｒ〉αと
なるような液晶組成物を用いる場合には、表示濃度の低
下、クロストークの発生等の表示に悪い影響が生ずる。

どの程度の輝度を示す実効電圧をＶｓａｔ又はｖｔｈと
するかの基準は現在業界では一定ではないが、一般的に
、輝度５０〜９０％の範囲内に設定した成る輝度を与え
るときの実効電圧なＶｓａｔ　（第３図では、Ｖ　８　
ａ　ｔの輝度は８０％に設定されている。）、輝度１０
〜２０％の範囲内に設定した成る輝度を与えるときの実
効電圧をｖｔｈ　（第３図では、ｖｔｈの輝度は１０％
に設定されている。）としている。いずれにしても上述
した通り、時分割走査線数の増大に伴ってα値が低下す
るから、ｒ値もまた低下しなければならない。

即ち、高時分割駆動方式では、ｒ値の小さな液晶組成物
、換言すれば、第６図に点線で示す如く、僅かな印加電
圧の変化で輝度が急峻に変化する液晶組成物が必要とさ
れる。

屈折率異方性△ｎの小さな液晶組成物を充填した液晶セ
ルには表示面に光の干渉色が現われるものがある。これ
を防止する方法として、セルギャップを広める方法、Δ
ｎの大きな他の液晶を添加することによって組成物全体
のΔｎを大とする方法等がとられるが、このような方法
は時として応答性の悪化、時分割駆動性の悪化等をもた
らす。

以上型するに、本発明の目的は、前記（１）〜（４）の
各特性に加え、特に前記（５）の急峻な電圧−輝度特性
をもつ液晶組成物を提供することにある。

本発明の他の目的は、屈折率異方性が大きく、セルに充
填したときセルの表示面に光の干渉色を発生させない液
晶組成物を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の発明の目的は、 （ａｌ　　一般式 （式中、Ｒは炭素原子数１〜１ｏの直鎖状アルキル基、
Ｒ′は炭素原子数１〜１０の直鎖状アルキル基又は炭素
原子数１〜１０の直鎖状アルコキシル基を表わす。）で
表わされる化合物（以下、化合物（１）という。）、（
ｂｌ　　一般式 （式中、Ｒは炭素原子数１〜１０の直鎖状アルキル基、
Ｒ′は炭素原子数１〜１０の直鎖状アルコキシル基を表
わす。）で表わされる化合物（以下、化合物（２）とい
う。）、（ｃ）一般式 （式中、Ｒは炭素原子数１〜１０の直鎖状アルキル基、
Ｒ′は炭素原子数１〜１０の直鎖状アルコキシル基を表
わす。）で表わされる化合物（以下、化合物（３）とい
う。）及び （ｄｉ　　一般式 （式中、Ｒは炭素原子数１〜１０の直鎖状アルキル基、
Ｘは水素原子、弗素原子又は塩素原子を表わす。）で表
わされる化合物（以下、化合物（４）という。）及び 一般式 （式中、Ｒは炭素原子数１〜１０の直鎖状アルキル基、
で表わされる化合物（以下、化合物（５）という。）よ
り成る群から選ばれる少なくとも一種の化合物を含有す
ることを特徴とする本発明のネマチック液晶組成物によ
って達成される。

本発明の液晶組成物は上記の化合物（り〜（５）のほか
に、駆動電圧、駆動温度範囲、応答速度等の各ｓ要求特
性に適合するようしきい値電圧、液晶温度範囲、粘度等
を調節する目的で他のネマチック液晶化合物を本発明の
目的を害さない範囲で適当量含有することができる。こ
のような他のネマチック液晶化合物の好適な代表例とし
【下記一般式（９）〜（ＩＩの化合物を挙げることがで
きる。

（上記式（９）〜舖中、Ｒ及びＲ′はそれぞれ炭素原子
数１〜１０の直鎖状アルキル基を表わす。） 本発明の液晶組成物を構成する各成分の好ましい配合割
合は、重合割合で、化合物（１）１５〜４０％、化合物
（２）５〜３０％、化合物（３）５〜４０％、化合物（
４）と（５）の合計５〜４０％、他のネマチック液晶化
合物０〜２０％である。

本発明を更に具体的に明らかにするために次に実施例を
示す。また、比較のために、低粘度液晶組成物として汎
用されているフェニルシクロセキサン系液晶組成物を比
較例１とし、大きな屈折率異方性を有する液晶組成物と
して汎用されているビフェニル系液晶組成物を比較例２
として示す。これら２つの比較例の液晶組成物はい〜嘱
デユーティ一時分割表示用（走査線数４）のものである
。

尚、表中に記した下記の用語は下記の意味をもつ。

Ｍ、Ｒ，：液晶温度範囲 Δｎ　：屈折率異方性 ６ｇ　＝誘電率異方性 Ｔａｘ　　：ネマチツク相−等方性液体相関転移温度Ｔ
ｓ＊　　：スメクチツク相−ネマチック相間転移温度Ｉ
Ｅ１表 ＩＥ　　　２　　　ＩＩ　　　ｉｌ＋ 第　　２　　表　　（２） 第　　２　　表　　ｌ） 上記の各実施例及び比較例の液晶組成物をセルギャップ
の異なる３種類の表示セルに充填し、各セルのしきい値
実効電圧（ｖｔｈ）と飽和実効電圧（Ｖｓａｔ）を測定
し、ｖｔｈとＶｓａｔからｒ値を算出した。測定では、
温度２５℃、視角０°で輝度１０％となる実効電圧をｖ
ｔｈとし、温度２５℃、視覚０°で輝度８０％となる実
効電圧をＶｓａｔとした。

これらの結果を次表に掲げる。表中ｄはセルギャップを
表わす。

／′ 第　　３　　表 以上の結果から明らかの如く、本発明の液晶組成物は比
較例に比べて高時分割駆動に必須の特性であるｒ特性に
おいて著しく改善されており、且つセル表示面における
光干渉色の発生を防止するに充分な屈折率異方性を有す
る。

（発明の効果） 以上詳細に説明した如く、本発明の液晶組成物は、急峻
な電圧−輝度特性を有するので、高時分割駆動性に優れ
ると共にセル表示面に光の干渉色が発生しないという特
有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は時分割駆動方式を説明するためのドットマ）　
ＩＪツク表示素子の平面図、第２図は液晶表示素子の動
作マージンと時分割走査線数の関係を示す図表、第３図
は液晶表示素子の輝度と印加実効電圧との関係を示す図
表である。 代理人　弁理士　高　橋　勝　利 第１図 笛２■ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒは炭素原子数１〜１０の直鎖状アルキル基、
   Ｒ′は炭素原子数１〜１０の直鎖状アルキル基又は炭素
   原子数１〜１０の直鎖状アルコキシル基を表わす。）で
   表わされる化合物、 （ｂ）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒは炭素原子数１〜１０の直鎖状アルキル基、
   Ｒ′は炭素原子数１〜１０の直鎖状アルコキシル基を表
   わす。）で表わされる化合物、 （ｃ）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒは炭素原子数１〜１０の直鎖状アルキル基、
   Ｒ′は炭素原子数１〜１０の直鎖状アルコキシル基を表
   わす。）で表わされる化合物 及び （ｄ）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒは炭素原子数１〜１０の直鎖状アルキル基、
   Ｘは水素原子、弗素原子又は塩素原子を表わす。）で表
   わされる化合物 及び 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒは炭素原子数１〜１０の直鎖状アルキル基、
   ▲数式、化学式、表等があります▼は▲数式、化学式、
   表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼
   、▲数式、化学式、表等があります▼又は ▲数式、化学式、表等があります▼を表わす。） で表わされる化合物 より成る群から選ばれる少なくとも一種の化合物を含有
   することを特徴とするネマチツク液晶組成物。