JPS62220577A - アクテイブマトリクス型液晶表示素子 - Google Patents

アクテイブマトリクス型液晶表示素子

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JPS62220577A
JPS62220577A JP61065425A JP6542586A JPS62220577A JP S62220577 A JPS62220577 A JP S62220577A JP 61065425 A JP61065425 A JP 61065425A JP 6542586 A JP6542586 A JP 6542586A JP S62220577 A JPS62220577 A JP S62220577A
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JP
Japan
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trans
liquid crystal
formula
active matrix
display element
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Pending
Application number
JP61065425A
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English (en)
Inventor
Shoichi Ishihara
將市 石原
Fumiko Yokoya
横谷 文子
Yoshihiro Matsuo
嘉浩 松尾
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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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、電気光学的な液晶ディスプレイに用いられる
液晶表示素子、更に詳しくはスイッチング素子を組み込
んだアクティブマトリクス型TN−FEM用液晶表示素
子に関するものである。
従来の技術 従来からスイッチング素子、例えばC−MOSあるいは
TPTを組み込んだアクティブマトリクス型TPTを組
み込んだアクティブマトリクス型TN−FEM用液晶表
示素子をテレビ受像機として用いる場合には、下記要件
が必要とされている0(1)低電圧駆動 @)高速応答性、閾値電圧付近でも速いこと0(3)広
視野角 (4)  高コントラスト (5)高階調性 (6)幅広い使用温度範囲 そして、これらの要件を満たすためには、液晶組成物に
は次のような性質が必要とされる。
(1)誘電率異方性(Δε)が大きいこと0(2)  
粘度(η)が低いこと。
(3)  屈折率異方性(Δn)が小さいこと0(4)
弾性定数比(K33/に11)  の値が大きいこと。
(6)液晶温度範囲(M、R,)が広いこと。
しかしながら、これら物性値の中には、(1)と?)、
(1)と43)のごとくお互いに相反する物性もあり、
これらの物性値を充分に満足する液晶組成物は未だ提案
されていない。表1は代表的な液晶化合物の各物性値で
あり、これらの化合物を適当に混合することによシ実用
的な液晶組成物を得ているのが現状である。
p型液晶としては誘電率異方性(Δε)が太きいにも拘
らず粘度(η)が比較的小さいシアノフェニルシクロヘ
キサン系液晶が多用されている。そしてこの場合、その
狭い液晶温度範囲を広げるためにビフェニルシクロヘキ
サン系液晶やシクロヘキシルビフェニルシクロヘキサン
系液晶などの高温用液晶材料などが一般に加えられてい
る。しかしながらこのような高温用液晶材料を加えると
粘度(=7)や屈折率異方性(Δn)が大きくなってし
まうため、更に液晶の透明点cl、p、(ネマチック−
等方相相転移温度)が比較的高いうえ粘度(η)や屈折
率異方性(Δn)が小さいアルコキシフェニル−シクロ
ヘキシルカルボキシレート系液晶などが加えられる。
このアルコキシフェニル−シクロへキシルカルボキシレ
ート系液晶は物性調整用の液晶材料として非常に有用で
ある。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このようにして調製された液晶組成物は
、Δnが小さいためセルギャップを犬きくすることがで
き液晶セル作成が容易であるとい1うことや、マルチプ
レックス駆動のような使い方をする場合には充分速い応
答特性を示すという特長を有しているものの、スイッチ
ング素子を組み込んだアクティブマトリクス型TN−F
EM用液晶表示素子として用いる場合には、電圧無印加
の状態から閾値電圧に相当する電圧を印加した時の立ち
上がり応答時間を200 m5ec以下にするのが非常
に困難である。
問題点を解決するための手段 本発明のアクティブマトリクス型液晶素子素子は、 (式中mは3,4,5,6,7tたは8を表す)で表さ
れる6−アルキル−2−(4−シアノフェニル)ピリミ
ジンの一種以上と、 一般式 (式中m 、 nは1.2,3,4,6.6または7を
表す)で表される6−アルキル−2−(4−フルキルフ
ェニル)ピリミジン、および一般式(式中m 、 nは
1.2,3,4,5,6または7を表す)で表される6
−アルキル−2−(4−アルキルオキシフェニル)ピリ
ミジンかもなる群から選ばれる一種以上と、 (但し、Xは炭素鎖数が1〜7のアルキル基またはアル
コキシ基を表し、YはF1炭素鎖数が1〜7のアルキル
基またはアルコキシ基、シアノ基または4−置換フェニ
ル基を表す)で表される骨格を有する化合物とを含み、
かつスイッチング素子を有することを特徴とする。
作  用 一般にTN型液晶表示素子における立ち上がシ応答時間
τ1は次式で表される。
r、=rl @d2/(tQ*1tV2−Ki l a
yr2)但し、■は印加電圧、dはセルギャップ、co
は真空中の誘電率、Ki i = K11 + (K3
3−2に22 )/4(K11はスプレーの弾性定数、
K22はツイストの弾性定数、K33はペンドの弾性定
数)を表している。
本発明の液晶表示素子に用いられる液晶組成物が、何故
閾値電圧付近で立ち上がり応答速度が速いのかは明らか
でないが、アルコキシフェニル−シクロヘキシルカルボ
キシレート系液晶を含tAkの組成系に比べて、各組成
物の分子骨格が類似しており、系全体のに11が小さく
なっていることによるものであると考えられる。
また、ビシクロヘキサン骨格を有する化合物は電子密度
が低く、系全体の屈折率異方性Δnを下げる効果がある
前記の式(1)で表される化合物と、弐(2)で表され
る化合物および式(3)で表される化合物よシなる群か
ら選ばれる化合物と、式(4)で表される化合物ととも
に用いられる好ましい化合物として、下記のものがある
(、)  一般式 %式%(6) (式中pr qは1.2,3.4または6を表す)で表
される4−(トランス−4−アルキルシクロヘキシル)
−トランス−アルコキシメチルシクロヘキサンの少なく
とも一種 (ロ)一般式 (式中m 、 nは1.2,3,4,5,6または7を
表す)で表される4−(トランス−4−7kdf−ルシ
クロヘキシル)−アルキルベンゼン、一般式(式中m 
、 nは1.2,3,4,5.8または7を表す)で表
される4−(トランス−4−アルキルシクロヘキシル)
−アルコキシベンゼン、および一般式 (式中mは1.2,3,4,5,6まだは7を表す)で
表されるトランス−4−アルキル−(4−シアノフェニ
ル)シクロヘキサンからなる群から選ばれる少なくとも
一種 (9)一般式 %式%(9) (式中m 、 nは1.2,3,4,5.6または7を
表す)で表される4−アルキル−〔トランス−4/  
()ランス−4“−アルキルシクロヘキシル)シクロヘ
キシル〕ベンゼン、一般式 %式%(10) (式中m 、 nは1.2,3,4,5.6または7を
表す)で表される4−フルコキシー〔トランス−47(
トランス−4“−アルキルシクロヘキシル)シクロヘキ
シル〕ベンゼン、および一般式(式中mは1.2,3,
4.Si、6または7を表す)で表される4−フルオロ
−〔トランス−4′−(トララス−4“−フルキルシク
ロヘキシル)シクロヘキシル〕ベンゼンからなる群から
選ばれる少なくとも一種 (d)  一般式 (式中mは1.2,3,4.e5,6または7を表す)
で表される4−(トランス−4−アルキルシクロヘキシ
ル)−4−シアノビフェニルの少すくとも一種 本発明で用いる液晶組成物の好ましい例はトランス−4
−プロピル−(4−シアノフェニル)シクロヘキサン、
トランス−4−ペンチルー(4−シアノフェニル)シク
ロヘキサン、ト2yx−4−ヘア’チル−(4−シアノ
フェニル)シクロヘキサン、5−7’ロビルー2−(4
−フルオロフェニル)ピリミジン、6−ペンチル−2−
(4−シアノフェニル)ピリミジン、4−(トランス−
4−プロピルシクロヘキシル)−エトキシベンゼン、4
−()ランス−4−プロピルシクロヘキシル)。
−トランスーメトキシメチルシクロヘキサン、4−フル
オロ−〔トランス−47(トランス−4”−プロピルシ
クロヘキシル)シクロヘキシル〕ベンゼン、4−メチル
−〔トランス−4/()、ランス−4“−エチルシクロ
ヘキシル)シクロヘキシル〕ぺ/ゼン、4−メチル−〔
トランス−4’−(トランス−4“−ブチルシクロヘキ
シル)シクロヘキシル〕ベンゼン、及び6−ペンテルー
2−(4−エチルフェニル)ピリミジンよシなるもので
ある。
また、式(4)で表される骨格を有する化合物の混合割
合は20〜70wt% が適当である。
実施例 以下に本発明の実施の態様を図面を参照しつつ、詳細に
説明する。本実施例では測定の便宜上、個々の液晶表示
素子は外部駆動回路によりスイッチングを行った。
〈実施例1〉 下記組成の液晶組成物(^を調製した。
この液晶組成物向の物性値は表2の通りである。
表   2 次に、このようにして得られた液晶組成物式に4−シア
ノ−4’−(2−メチルブチル)ビフェニルを0.1w
t%添加した後、TNセル〔A〕(セルギャップ:6.
6μm、ポリイミド配向膜使用)に減圧注入した。
その後、偏光板を上下基板にラビング方向と偏光軸とが
一致するように貼り、常法に従い、セルの光透過率の電
圧依栂性および電圧応答特性を測定した。測定はキャノ
ン社製液晶評価装置を用い、20℃で行った0液晶組成
物四の閾値電圧は2.06■、飽和電圧は3.15V 
であった〇また、電圧無印加の状態から閾値電圧に相当
する電圧を印加した時の立ち上が9応答時間は126m
 84I Cであり、6vの電圧を印加した状態から電
圧無印加の状態にした時の立ち下がシ応答時間は17m
5ecであった。
以上より明らかなように、本発明の液晶表示素子は低電
圧駆動が可能であるとともに、高階調性、高速応答性に
優れアクティブマトリクス型液晶表示素子に適している
〈実施例2〉 下記組成の液晶組成物の)を調製した0この液晶組成物
向の物性値は表3の通りである。
表   3 次に、このようにして得られた液晶組成物の)に4−シ
アノ−4’−(2−メチルブチル)ビフェニルを0,1
wt%添加した後、TNセル〔B〕(セルギャップ:6
.5μm、ポリイミド配向膜使用)に減圧注入した。
その後、偏光板を上下基板にラビング方向と偏光軸とが
一致するように貼り、常法に従い、セルの光透過率の電
圧依存性および電圧応答特性を測定した◇測定はキャノ
ン社製液晶評価装置を用い、20℃でおこなった。電圧
応答特性の測定結果を図に示す。
また、比較例として下記組成の液晶組成物qを調製した
C3H7% CH2OCH310wt%C3H7召X心
CH2QC2H55wt%C3H7召Y〆娶F    
 4wt%C3H7召$oc2H68wt% C3H11召に沢少C2H55wt% C3H7令X今C2C2H61o% C3H−r<E> Coo@QC2H61owtesこ
の液晶組成物◎の物性値は表4の通りである。
表   4 次に、このようにして得られた液晶組成物0に4−シア
ノ−4′−(2−メチルブチル)ビフェニルを0.1w
t%添加した後、液晶組成物四の場合と同様にしてTN
セル〔C〕(セルギャップ:6.5μm、ポリイミド配
向膜使用)に減圧注入し、セルの光透過率の電圧依存性
および電圧応答特性を測定した。電圧応答特性の測定結
果を液晶組成物0の場合と共に図に示す。
液晶組成物(B)の閾値電圧は1.86v、液晶組成物
qの閾値電圧は1.93Vであった。何れの場合も立ち
下がり電圧応答時間は、閾値電圧付近の電圧でも50 
m5ec以下であり実用上問題はなかった0図より明ら
かなようにアルコキシフェニル−シクロヘキシルカルボ
キシレート系液晶を系に含tない組成物は、アルコキシ
フェニル−シクロヘキシルカルボキシレート系液晶を系
に含む組成物に比べて、閾値電圧付近での立ち上がり応
答速度が非常に速く、アクティブマトリクス型液晶表示
素子に用いる場合、その実用的価値は極めて高い。
また、本発明の液晶表示素子に用いられる4−アルキル
−〔トランス−4′−(トランス−4“−アルキルシク
ロヘキシル)シクロヘキシル〕ペンゼシクロヘキシル)
−トランス−アルコキシメチルシクロヘキサン、4−フ
ルオロ−()う7スー4’−(トランス−4”−アルキ
ルシクロヘキシル)シクロヘキシルベンゼン、4−シア
ノ−〔トランス−4′−(トランス−4“−アルキルシ
クロヘキシル)シクロヘキシルベンゼン、トランス−4
−アルキル−(a−シアノシクロヘキシル)シクロヘキ
サンなどのビシクロヘキサン骨格を有する液晶化合物は
、誘電率異方性(Δε)が大きいものでも屈折率異方性
(Δn)が小さく、液晶表示素子のセルギャップを大き
くすることができセル作成上有利である0これらビシク
ロヘキサン骨格を有する液晶化合物の混合割合は1〜g
 □ w t%、好ましくは2o〜7 Q w t%が
適当である。混合割合が1wt%未満の場合にはその効
果は認められず、混合割合がsow1%  を越えると
実用的な物性を有する液晶組成物を得るのが甚だ困難に
なる。
〈実施例3〉 下記組成の液晶組成物0を調製した。
C6H11(X沢少C2H610wtチC3H7q C
H2OCH332wt%C3Hy + CN     
swt%この液晶組成物0の物性値は表5の通りである
表   6 次に、このように°して得られた液晶組成物側に4−シ
アノ−4’ −(2−メチルブチル)ビフエニルを0.
1wt% 添加した後、液晶組成物式。場合と同様べし
てTNセル〔D〕(セルギャップ:6、。
μm、ポリイミド配向膜使用)に減圧注入し、セルの光
透過率の電圧依存性および電圧応答特性を測定した。液
晶組成物(D)の閾値電圧は2.26V、飽和電圧は3
.38Vであった。
また、電圧無印加の状態から閾値電圧に相当する電圧を
印加した時の立ち上がり応答時間は180m5ec で
あり、6vの電圧を印加した状態から電圧無印加の状態
にした時の立ち下カリ応答時間は211fflaec 
であった0 以上より明らかなように、本発明の液晶表示素子は高階
調性、高速応答性に優れアクティブマトリクス型液晶表
示素子に適している。
発明の効果 以上述べたように、本発明液晶表示素子はスイッチング
素子を有するアクティブマトリクス型において特に優れ
た特性を示す液晶組成物を用いた液晶表示素子であり、
閾値電圧付近での高速応答特性に優れており、その実用
的価値は非常に高いC
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施例であるTNセルの電圧応答特性を
示すグラフである。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中mは3、4、5、6、7または8を表す)で表さ
    れる5−アルキル−2−(4−シアノフェニル)ピリミ
    ジンの一種以上と、 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中m、nは1、2、3、4、5、6または7を表す
    )で表される5−アルキル−2−(4−アルキルフェニ
    ル)ピリミジン、および一般式▲数式、化学式、表等が
    あります▼ (式中m、nは1、2、3、4、5、6または7を表す
    )で表される5−アルキル−2−(4−アルキルオキシ
    フェニル)ピリミジンからなる群から選ばれる一種以上
    と、 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (但し、Xは炭素鎖数が1〜7のアルキル基またはアル
    コキシ基を表し、YはF、炭素鎖数が1〜7のアルキル
    基またはアルコキシ基、シアノ基または4−置換フェニ
    ル基を表す)で表される骨格を有する化合物とを含み、
    かつスイッチング素子を有することを特徴とするアクテ
    ィブマトリクス型液晶表示素子。
  2. (2)少なくとも、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中p、qは1、2、3、4または5を表す)で表さ
    れる4−(トランス−4−アルキルシクロヘキシル)−
    トランス−アルコキシメチルシクロヘキサンの一種以上
    を含む特許請求の範囲第1項記載のアクティブマトリク
    ス型液晶表示素子。
  3. (3)少なくとも、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中m、nは1、2、3、4、5、6または7を表す
    )で表される4−(トランス−4−アルキルシクロヘキ
    シル)−アルキルベンゼン、一般式▲数式、化学式、表
    等があります▼ (式中m、nは1、2、3、4、5、6または7を表す
    )で表される4−(トランス−4−アルキルシクロヘキ
    シル)−アルコキシベンゼン、および一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中mは1、2、3、4、5、6または7を表す)で
    表されるトランス−4−アルキル−(4−シアノフェニ
    ル)シクロヘキサンからなる群から選ばれる一種以上を
    含む特許請求の範囲第1項記載のアクティブマトリクス
    型液晶表示素子。
  4. (4)少なくとも、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中m、nは1、2、3、4、5、6または7を表す
    )で表される4−アルキル−〔トランス−4′−(トラ
    ンス−4″−アルキルシクロヘキシル)シクロヘキシル
    〕ベンゼン、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中m、nは1、2、3、4、5、6または7を表す
    )で表される4−アルコキシ−〔トランス−4′−(ト
    ランス−4″−アルキルシクロヘキシル)シクロヘキシ
    ル〕ベンゼン、および一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中mは1、2、3、4、5、6または7を表す)で
    表される4−フルオロ−〔トランス−4′−(トランス
    −4″−アルキルシクロヘキシル)シクロヘキシル〕ベ
    ンゼンからなる群から選ばれる一種以上を含む特許請求
    の範囲第1項記載のアクティブマトリクス型液晶表示素
    子。
  5. (5)少なくとも、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中mは1、2、3、4、5、6または7を表す)で
    表される4−(トランス−4−アルキルシクロヘキシル
    )−4′−シアノビフェニルを含む特許請求の範囲第1
    項記載のアクティブマトリクス型液晶表示素子。
  6. (6)トランス−4−プロピル−(4−シアノフェニル
    )シクロヘキサン、トランス−4−ペンチル−(4−シ
    アノフェニル)シクロヘキサン、トランス−4−ヘプチ
    ル−(4−シアノフェニル)シクロヘキサン、5−プロ
    ピル−2−(4−フルオロフェニル)ピリミジン、5−
    ペンチル−2−(4−シアノフェニル)ピリミジン、4
    −(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)−エトキ
    シベンゼン、4−(トランス−4−プロピルシクロヘキ
    シル)−トランス−メトキシメチルシクロヘキサン、4
    −フルオロ−〔トランス−4′−(トランス−4″−プ
    ロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル〕ベンゼン、4
    −メチル−〔トランス−4′−(トランス−4″−エチ
    ルシクロヘキシル)シクロヘキシル〕ベンゼン、4−メ
    チル−〔トランス−4′−(トランス−4″−ブチルシ
    クロヘキシル)シクロヘキシル〕ベンゼン、5−ペンチ
    ル−2−(4−エチルフェニル)ピリミジンを含む特許
    請求の範囲第1項記載のアクティブマトリクス型液晶表
    示素子。
  7. (7)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (但し、Xは炭素鎖数が1〜7のアルキル基またはアル
    コキシ基を表し、YはF、炭素鎖数が1〜7のアルキル
    基またはアルコキシ基、シアノ基または4−置換フェニ
    ル基を表す)で表される骨格を有する化合物の混合割合
    が20〜70wt%の液晶組成物を有する特許請求の範
    囲第1項記載のアクティブマトリクス型液晶表示素子。
JP61065425A 1986-03-24 1986-03-24 アクテイブマトリクス型液晶表示素子 Pending JPS62220577A (ja)

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JP (1) JPS62220577A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4913532A (en) * 1987-10-19 1990-04-03 Casio Computer Co., Ltd. Liquid crystal composition and liquid crystal display device using the same
US4944577A (en) * 1987-10-19 1990-07-31 Casio Computer Co., Ltd. Liquid crystal display device

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