JPS6377990A - 液晶組成物 - Google Patents

液晶組成物

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JPS6377990A
JPS6377990A JP61220898A JP22089886A JPS6377990A JP S6377990 A JPS6377990 A JP S6377990A JP 61220898 A JP61220898 A JP 61220898A JP 22089886 A JP22089886 A JP 22089886A JP S6377990 A JPS6377990 A JP S6377990A
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Akihiro Mochizuki
昭宏 望月
Fumiyo Onda
恩田 文代
Toshiaki Yoshihara
敏明 吉原
Masayuki Iwasaki
正之 岩崎
Yasuo Yamagishi
康男 山岸
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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】 〔発明の概要〕 本発明は、ネマティック−コレステリック相転移型液晶
の双安定性を利用した相転移型液晶組成物において、駆
動電圧Vdが高くコスト高になるという従来問題を解決
するため、基本骨格が異なる2種のカイラルネマティッ
ク液晶を採用しこれらの混合により、相転移型液晶表示
に不可欠な双安定性を確保しつつ、液晶混合物の粘度を
低下し、誘電率異方性を高め、駆動電圧Vdを低下させ
たものである。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ネマティック−コレステリック相転位型液晶
の電気−光学的双安定性を利用した相転位型液晶表示に
おける液晶組成物に関する。
〔従来技術および発明が解決しようとす、る問題点〕従
来、大容量表示が必要とされる例えばOA用キャラクタ
ディスプレイ等に対し相転移型液晶組成物が用いられて
いる。これは、このような液晶組成物を用いた。
相転移型液晶表示は電気−光学的双安定性を利用した表
示方式であるため、安価なX −Y &1状電極から構
成される単純マトリクスパネルにおいても液晶のメモリ
機能によって表示容量に制限がないからである。
しかし、表示容量の増大に伴ない、電極数が増え、液晶
の駆動に必要な回路数が増加し、一つ一つの回路に必要
な駆動用ICの駆動電圧Vdが高いと、全体として駆動
用ICのコスト高となる欠点があった。また、従来の液
晶表示にあっては、−文字書き替えるため全画面を書き
替える必要があり、いわゆるタイプイン(部分書替)が
困難であった。この部分書替を行った場合駆動電圧が高
くなり、装置の絶縁の問題更に消費電力の問題があった
このような高駆動電圧について、相転位型表示の表示原
理図である第1図に基づき説明する。第1図において縦
軸は光透過率(%)(T)を、横軸は印加電圧(V)を
示す。また、横軸中Elは電界強度、Vdは駆動電圧、
Ehは電界強度を示す。
従来、相転位型液晶組成物にあっては、第1図中のヒス
テリシスΔ(Δはy ut Oとv、190の差である
。ここでV u t Oはコレステリック相からネマテ
ィック相に転位する時のV−T曲線で透過率20%を示
す電圧であり、yd911はネマティック相からコレス
テリック相に転位する時のV−T曲線で透過率90%を
示す電圧である)を安定駆動に必要な大きさだけ確保す
るためには、駆動電圧Vdは35〜40V必要であった
。これは十分なヒステリシスΔを得るためには液晶のら
旋ピッチを小さくする必要があり、このためにVdが大
きくならざら得なかったからである。すなわち、従来の
相転移型液晶材料は双安定駆動に必要なヒステリシスΔ
を得ること、および十分広い駆動温度範囲を確保するた
めに、固有のら族ピンチが小さいカイラルネマティック
液晶を10−14重量パーセント混合する必要があった
また、従来の小ら旋ピッチカイラルネマテインクは粘度
が高く誘電率異方性も負あるいは極めて小さな正であっ
たために上記混合比率では駆動電圧Vdの上昇は避けら
れなかったのである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は以上の問題点を解決するため、ネマティック−
コレステリック相転位型液晶の電気−光学的双安定性を
利用した相転位型液晶組成物において、コレステリック
相の液晶として下記式■のエステル系化合物および式I
Iのビフェニル化合物を含んでなるものである: 式I; 素数2〜6の直鎖アルキルを表わす) 式■; (式中、Rは式■で定義された意味と同じである)。
すなわち、本発明の液晶組成物は、特定のビフェニル系
およびエステル系化合物を基本骨格とする中央結合基が
異なる2種類の同方向ら旋を持つカイラルネマティック
液晶の混合物を含む相転移型液晶組成物からなるもので
ある。
ところで第1図に示すコレステリック相からネマティッ
ク相転移のしきい電界強度Ehおよびネマチイック相か
らコレステリック相転移のしきい電界強度Elはそれぞ
れ後記の式(1)、 (2)で表わされることが知られ
ている(Sacko+ann。
GrabmaierHApplications of
 Liqutd Crystals。
Springer Verlag 139〜140 (
1975))。
式(1)、(2)よりら旋ピッチPが小さくなるほどま
た誘電率異方性Δεが小さくなるほどEh。
Elともに大きくなってしまうことがわかる。そこで、
本発明者等はEh、Eji’を小さくするために、安定
な双安定駆動および十分な駆動温度範囲を維持しなから
Vdを小さくする条件を検討した。
ただしP:ら旋ピッチ、Δε:誘電率異方性Ktt:ひ
ねりの弾性定数 Kts:曲げの弾性定数 d:パネルギャップ(上下電極間距離)上記式(1)お
よび(2)には露には含まれていないが式(1)、(2
)中のひねりの弾性定数KZZ、曲げの弾性定数に0は
液晶の粘度、とりわけ回転粘度計で測定される粘度ηは
Kz、、に、、と大きな相関を持つことが知られている
。一般にはηが小さいほどKzt+に33は小さくなる
が、式(1)よりに!zが小さくなるほど即ちηが小さ
いほどコレステリック相からネマティック相転移の臨界
電界強度Ehは小さくなることがわかる。そこで次にK
ttおよびK。をどのように小さくすればΔを小さくせ
ずにRh、FJを小さくすることができるかについて検
討した。ヒステリシスの大きさΔはコレステリック相か
らネマティック相転移とネマティック相からコレステリ
ック相転移の臨界電界強度に差があることにより生ずる
ため、この比Eh /Elが大きいほどΔは大きくなる
と考えられる。そこで式(1)、 (2)より後記式(
3)を得た0式(3)よりEh /Ej!を極大にする
条件を求めると、式(4)の条件が満たされる時Eh/
El→■となることがわかる。
π に33   2 d −= −(4) Ktz    り 式(4)の関係を、縦軸に弾性定数比に3!/Ktt、
横軸にら旋ピッチP(μm)をとったグラフ(第2図)
に示す。この第2図および式(4)より、Eh /Ej
!の大きな液晶組成物を得るためには、第2図の斜線領
域の中で、Kss/KtzとPの関係を可能な限り曲線
に33/に!□=2d/Pに近づけるようにすれば良い
ことがわかる。そのためには (1)Kzs/Kz□を大きくする (2)dを小さくする (3)Pを大きくする の3つが考えられる。このうち、式(3)のPについて
は、十分広い駆動温度範囲を確保するためにはある程度
小さい値である必要があることが本発明者らの検討によ
り知り得ている。そこで、Eh、Elを小さくする条件
とEh /Elを大きくする条件の比較検討を行ったと
ころ、前述のように一般にηが小さいほどK 2t+ 
K 33は小さくなり、EhにはK。の項しか含まれな
いため、lを小さくすることはΔの確保およびEh、E
lの低下に有効なことがわかる。また、dに関しては、
パネルギャップが小さくなるほど、電極両端に印加しな
ければならない電圧、即ち駆動電圧Volを小さくでき
ることがわかる。従ってη、dを小さくすること、およ
び弐(1)、 (2)中のΔεを大きくすることによっ
てVdを低減できることがわかる。
そこで、相転移型液晶組成物の中で最も粘度を増大させ
る組成物であるカイラルネマティック組成につき検討し
た。
その結果、一般に、中央結合構造、いわゆる基本骨格が
異なる2種のカイラルネマティック液晶の混合によって
、結晶化温度が低く粘度の小さいカイラルネマテインク
組成物が得られることが判明した。このとき、2種の液
晶の混合にあたってはともに固有のら族ピッチが十分に
小さく、かつら旋の巻き方向が同一方向のカイラルネマ
ティック液晶を用いる必要がある。このような考察およ
び検討結果に基づき以下のエステル系およびビフェニル
系の組成物により低粘度、正の誘電率異方性ならびに双
安定駆動に必要な十分なヒステリシスΔおよび温度、範
囲を持った相転移型液晶組成物が得られることの知見を
得た。
ビフェニル系 ただしRニーCH,CHRI ■  H3 : −CHz CHORI H3 R9:炭素数2〜6の直鎖アルキル基 * :不斉炭素を表わす 〔実施例〕 φ10鰭の透明導電膜(ITO)付きガラス基板(50
X60X 1.1鶴)2枚を洗浄した後、ポリビニルア
ルコール(PVA)を約1 、500 Aの厚さで成膜
し、6μm径のグラスファイバー粉抹をスペーサとして
液晶用パネルを作製した。このパネルにエタン系を主と
するネマティック混合液晶と表1に示すエステル系およ
びビフェニル系カイラルネマティック液晶の混合物より
なる相転移型液晶組成物Aを封入しヒステリシス幅Δ、
Vdを測定した。その結果を表2に示す。表2から明ら
かなように従来例F、Gに比べてVdが低下しているこ
とがわかる。また、同じエステル系およびビフェニル系
より成るカイラルネマティック混合液晶を含んだ異なる
組成比の相転移型液晶組成物B。
C,D、Eの測定結果よりエステル系カイラルネマティ
ック液晶の混合比率がカイラルネマティック液晶全体の
50重量%以下の時、Vdを低下させかつ十分なヒステ
リシス幅Δが取れていることがわかる。さらに表2に各
液晶組成物の粘度を比較したが、組成A、B、C,D、
Eでは従来例に比べ低粘度化されていることがわかる。
従って、組成り、Eは本発明の組成物A、B。
Cに対し比較例となるものである。
尚、エタン系混合物の1例は次の通りである二本実施例
では表1のエステル系およびビフェニル系の例を示した
が、基本的には、中央結合構造が異なりかつ同一のら旋
巻き方向を持ったカイラルネマティック液晶同志の適当
量混合によって液晶組成物全体の低粘度化が図られVd
が低下できる。
表2 各相転移型液晶組成物の ヒステリシスΔ、Vdおよびη H戒名ヒス−5−’)シスΔ(V)  Vd(V)  
77(cP)A      2.7       19
.0   46.4B      2,6      
 19,5   46.8G      2.6   
    21.0   50.4D      1.5
       17.6   42.3F      
2.2       28.5   60.1注)Δ、
Vdは26℃における値である。
ηは20℃における値である。
〔発明の効果〕
本発明はこのように電気−光学的双安定性(ヒステリシ
ス効果)を利用した液晶組成物において、コレステリフ
ク相をとるための液晶として一定のエステル系およびビ
フェニル系化合物を採用するように構成したものである
から、相転移型液晶を用いた双安定駆動に必要な十分大
きなヒステリシスΔが、十分広い温度範囲で確保でき、
かつVdが従来に比べて約30%低下せしめる効果を奏
する。従って大容量表示を行うために駆動回路数が多く
なっても駆動用ICのコストを低減させ、相転移型液晶
表示ユニットの価格を低くする効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は相転移型液晶の駆動原理を説明するグ係を示す
グラフである。 印加電圧V 相転移型液晶の駆動原理 第1図 ら旋ピッチP I’m) 液晶材料の弾性定数比の存在領域と 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ネマティック−コレステリック相転位型液晶の電気
    −光学的双安定性を利用した相転位型液晶組成物におい
    て、コレステリック相の液晶として下記式 I のエステ
    ル系化合物および式IIのビフェニル化合物を含んでなる
    液晶組成物: 式 I ; ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Rは▲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▼である、但し、R_
    1は炭 素数2〜6の直鎖アルキルを表わす) 式II: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Rは式 I で定義された意味と同じである)2
    、前記式 I および式IIの化合物の混合比率が式 I の化
    合物/式IIの化合物≦1であり、前記式 I および式II
    の化合物の合量が全組成の5〜20重量%である、特許
    請求の範囲第1項記載の液晶組成物。
JP61220898A 1986-09-20 1986-09-20 液晶組成物 Expired - Fee Related JPH0699684B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001288158A (ja) * 2000-03-31 2001-10-16 Seimi Chem Co Ltd 光学活性化合物、それを含有する液晶組成物および液晶光学素子

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001288158A (ja) * 2000-03-31 2001-10-16 Seimi Chem Co Ltd 光学活性化合物、それを含有する液晶組成物および液晶光学素子

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