JPS647116B2 - - Google Patents

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JPS647116B2
JPS647116B2 JP338981A JP338981A JPS647116B2 JP S647116 B2 JPS647116 B2 JP S647116B2 JP 338981 A JP338981 A JP 338981A JP 338981 A JP338981 A JP 338981A JP S647116 B2 JPS647116 B2 JP S647116B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
voltage
sat
alkyl group
carbon atoms
Prior art date
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Expired
Application number
JP338981A
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Japanese (ja)
Other versions
JPS57117579A (en
Inventor
Tomio Sonehara
Norihisa Okamoto
Sadao Kanbe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP338981A priority Critical patent/JPS57117579A/en
Publication of JPS57117579A publication Critical patent/JPS57117579A/en
Publication of JPS647116B2 publication Critical patent/JPS647116B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は二色性色素を含有した誘電異方性が負
のネマチツク液晶を用いた液晶表示装置の改良に
関する。 例えば、電界印加時に着色する、いわゆるポジ
型表示のゲスト―ホスト液晶表示装置として、遷
移モーメントの方向が分子軸と直交する色素を用
いる方法(特開昭54−111847号)、パネル構造を
工夫する方法等があるが、数多く製作されている
のは負の誘電異方性を持つネマチツク液晶と分子
軸に平行な遷移モーメントを持つ二色性色素の組
合わである。 しかるに、誘電異方性が負のネマチツク液晶だ
けでは誘電異方性の絶対値が小さく、10V以上の
高い駆動電圧を必要とする。駆動電圧を下げる方
法として公開特許公報、昭54−67578号,昭55−
72156号に示されるような、負の誘電異方性が大
きな添加物を混入させる方法が考えられている。
これらの添加物に要求されるのは、大きな負の誘
電異方性、被添加液晶の応答性、液晶性を損なわ
ないこと、被添加液晶の安定性を害さないことで
ある。これらを完全に満足する物質は現在のとこ
ろ得られていないが、使用に耐えうるものは前述
の公開特許公報の中に数種類見られるだけであ
る。 このように優れた添加物質の開発が鋭意なされ
ているが、添加される液晶、基板の界面処理につ
いても同様に検討がされなければならない。 本発明の目的は、安定かつ低電圧でも充分な応
答性を有する液晶表示装置を提供することにあ
る。 本発明は上述の目的を達成するために、一般式
が、 で与えられる新規な化合物(式中、R3は炭素数
4又は5の直鎖アルキル基を示し、R4は炭素数
5又は7の直鎖アルキル基を一般式が で与えられるフエニルシクロヘキシルカーボネー
ト系液晶(式中、R1は炭素数3〜5の直鎖アル
キル基を示し、R2は炭素数1又は2のアルキル
基又は4の直鎖アルキル基)に添加した液晶組成
物を用いたものである。 以下実施例に基づき本発明の詳細な説明をす
る。 第1図に、対向する2枚の電極にクロム錯体等
の垂直配向処理を施したパネルに於ける、二色性
色素3と液晶分子4の配向状態を示す。電界が印
加されていない状態aでは、液晶分子、二色性色
素共に基板に対し垂直に配向する。この状態は着
色の薄いOFF状態である。このパネルに電圧を
印加すると、液晶は負の誘電異方性を持つため、
第1図bに示すように基板に対し平行に配向す
る。この状態は着色したON状態である。 第2図に、このようなパネルに電圧を印加した
際の透過率Tと印加電圧Vとの関係を示す。透過
率は電圧の増加と共に減少している。透過率変化
のうち、10%まで変化した時の電圧をVth,90%
まで変化した時の電圧をVsatとすれば、ON時の
駆動電圧はVsatより大きいことが望ましい。 従来の誘電異方性が負の液晶はVsatが高く、フ
エニルシクロヘキシルカーボネート系液晶でも
7V(パネル間ギヤツプ8μ)程度である。 第1表に、本発明に基づく代表的液晶組成物の
組成を示す。
The present invention relates to improvements in liquid crystal display devices using nematic liquid crystals containing dichroic dyes and having negative dielectric anisotropy. For example, for a so-called positive type guest-host liquid crystal display device that is colored when an electric field is applied, a method using a dye whose transition moment direction is perpendicular to the molecular axis (Japanese Patent Application Laid-open No. 111847/1984), and a method to devise a panel structure. There are various methods, but the most commonly produced combination is a nematic liquid crystal with negative dielectric anisotropy and a dichroic dye with a transition moment parallel to the molecular axis. However, if only a nematic liquid crystal with negative dielectric anisotropy is used, the absolute value of the dielectric anisotropy is small, and a high driving voltage of 10 V or more is required. As a method of lowering the drive voltage, published patent publications, No. 67578, 1982, and 1983-
A method of incorporating an additive with a large negative dielectric anisotropy, as shown in No. 72156, has been considered.
These additives are required to have a large negative dielectric anisotropy, not to impair the responsiveness and liquid crystallinity of the liquid crystal to which they are added, and not to impair the stability of the liquid crystal to be added. At present, no material that completely satisfies these requirements has been obtained, but only a few types of materials that can be used are found in the above-mentioned published patent publications. Although efforts are being made to develop such excellent additive substances, the interface treatment of the liquid crystal to be added and the substrate must also be considered. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that is stable and has sufficient responsiveness even at low voltages. In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides that the general formula is A novel compound (wherein R 3 represents a straight-chain alkyl group having 4 or 5 carbon atoms, and R 4 represents a straight-chain alkyl group having 5 or 7 carbon atoms when the general formula is Added to a phenylcyclohexyl carbonate liquid crystal given by This liquid crystal composition uses a liquid crystal composition. The present invention will be described in detail below based on Examples. FIG. 1 shows the alignment state of the dichroic dye 3 and liquid crystal molecules 4 in a panel in which two opposing electrodes are subjected to vertical alignment treatment using a chromium complex or the like. In state a where no electric field is applied, both the liquid crystal molecules and the dichroic dye are aligned perpendicularly to the substrate. This state is a lightly colored OFF state. When voltage is applied to this panel, the liquid crystal has negative dielectric anisotropy, so
It is oriented parallel to the substrate as shown in FIG. 1b. This state is a colored ON state. FIG. 2 shows the relationship between the transmittance T and the applied voltage V when a voltage is applied to such a panel. The transmittance decreases with increasing voltage. The voltage when the transmittance changes up to 10% is V th , 90%
If the voltage when the voltage changes to V sat is V sat , it is desirable that the drive voltage at the time of ON is greater than V sat . Conventional liquid crystals with negative dielectric anisotropy have a high V sat , and even phenylcyclohexyl carbonate liquid crystals have a high V sat.
It is about 7V (gap between panels 8μ). Table 1 shows the composition of typical liquid crystal compositions based on the present invention.

【表】【table】

【表】 第1表の組成物の電圧―透過率特性は第2図に
実線で示したものである。破線のフエニルシクロ
ヘキシルカーボネート系液晶に比べ、Vth,Vsat
に著しい低下が見られる。 第2表に該液晶組成物に含有される液晶及び化
合物の融点Tn.p.,液晶相から等法性液体に転移
する転移温度Tcを示す。
[Table] The voltage-transmittance characteristics of the compositions in Table 1 are shown by solid lines in FIG. Compared to the phenylcyclohexyl carbonate liquid crystal shown by the broken line, V th and V sat
There is a significant decrease in Table 2 shows the melting point T np and the transition temperature T c at which the liquid crystal phase transitions to an isotropic liquid for the liquid crystal and compound contained in the liquid crystal composition.

【表】【table】

【表】 第3図に の添加濃度を変えた時のVth,Vsatの変化を示す。
被添加液晶は第3表にフエニルシクロヘキシルカ
ーボネート系液晶である。
[Table] Figure 3 This shows the changes in V th and V sat when the concentration of addition of is changed.
The liquid crystals to be added are phenylcyclohexyl carbonate liquid crystals shown in Table 3.

【表】 アルキル基の炭素数を変えた場合も第3図に示
した。 の場合とほぼ同一の特性を得た。 また、10wt%添加時の誘電異方性から外挿し
た添加物単体の誘電異方性は、いずれの炭素数の
場合も△ε=ε11−ε⊥−15程度であつた。 第4表に、第1表の組成物の20℃と0℃に於け
る応答速度を示す。印加電圧は第2図に於ける
Vsat,パネルのギヤツプはいずれも8μである。比
較に示したのは第3表のフエニルシクロヘキシル
カーボネート系液晶と低電圧駆動用のフエニルテ
ル系液晶である。本発明で用いた液晶組成物はフ
エニルシクロヘキシルカーボネート系、液晶の応
答性を凌ぐことはできないまでも十分実用可能な
値である。
[Table] Figure 3 also shows cases where the number of carbon atoms in the alkyl group was changed. Almost the same characteristics as in the case of . Furthermore, the dielectric anisotropy of the additive alone extrapolated from the dielectric anisotropy when 10 wt% was added was about Δε=ε 11 −ε⊥−15 for any number of carbon atoms. Table 4 shows the response speeds of the compositions shown in Table 1 at 20°C and 0°C. The applied voltage is as shown in Figure 2.
V sat and panel gap are both 8μ. For comparison, the phenylcyclohexyl carbonate liquid crystal shown in Table 3 and the phenyltel liquid crystal for low voltage driving are shown. The liquid crystal composition used in the present invention is a phenylcyclohexyl carbonate-based liquid crystal composition, and although it cannot surpass the responsiveness of liquid crystals, it has a value that is sufficiently practical.

【表】 また、ピツチPとパネルギヤツプd<pとする
ように光学活性物質、コレステリツク液晶を添加
することによつて、コントラストの向上、Vth
Vsatの低下が可能である。第1表の組成物に、光
学活性物質としてB.D.H.社製CB―15を添加した
場合のVth,Vsatの低下の様子を第4図に示す。
図中のパラメータはCB―15の添加重量%である。 本発明による液晶表示装置は、 一般式が、 と、一般式が で表される所定のアルキル基を有するを主成分と
する液晶組成物を用いることにより、 Vthをほぼ2V近くまでさげることが出来るとと
もに、従来例えばゲストホスト液晶表示装置にお
いては、高電圧をかけねば駆動するのが困難だと
されていたものが、大幅な改善を果たすことがで
き、したがつて低電圧駆動を可能とし、また通常
使用する上での応答速度も余り低下させることが
なく充分に使用できることにより、低電圧駆動の
要求される腕時計や電卓等の表示装置として有効
である。
[Table] In addition, by adding an optically active substance and cholesteric liquid crystal so that pitch P and panel gap d<p, contrast can be improved, V th ,
A reduction in V sat is possible. FIG. 4 shows the decrease in V th and V sat when CB-15 manufactured by BDH Co., Ltd. was added as an optically active substance to the composition shown in Table 1.
The parameter in the figure is the weight percent of CB-15 added. The liquid crystal display device according to the present invention has the general formula: And the general formula is By using a liquid crystal composition whose main component is a compound having a predetermined alkyl group represented by Although it was thought that it would be difficult to drive the device, it has been significantly improved, making it possible to drive at a low voltage, and the response speed is sufficient for normal use without significantly reducing the response speed. Since it can be used for many purposes, it is effective as a display device for wristwatches, calculators, etc. that require low voltage drive.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はパネルとパネル内の液晶分子、二色性
色素の配向状態を示す図である。aは無電界状
態、bは十分な電圧が印加された状態である。 1,2……垂直配向処理された透明電極付ガラ
ス基板、3……二色性色素分子、4……液晶分
子、5……入射光、6……透過光。 第2図は印加電圧と透過率との関係を示す図で
ある。実線は第1表、破線は第3表の組成物のも
のである。尚、温度は20℃である。 第3図は、フエニルシクロヘキシルカーボネー
ト系液晶に、 を添加した際のVth,Vsatの変化を示す図。縦軸
は電圧、横軸は添加重量%である。 第4図は、第1表の液晶組成物にCB―15を添
加していつた場合の印加電圧―透過率特性の変化
を示す図である。尚、矢印は電圧の掃引方向を表
している。
FIG. 1 is a diagram showing a panel and the alignment state of liquid crystal molecules and dichroic dyes within the panel. A is a state in which there is no electric field, and b is a state in which a sufficient voltage is applied. 1, 2...Glass substrate with vertically aligned transparent electrodes, 3...Dichroic dye molecules, 4...Liquid crystal molecules, 5...Incoming light, 6...Transmitted light. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between applied voltage and transmittance. The solid line is for the composition in Table 1, and the broken line is for the composition in Table 3. Note that the temperature was 20°C. Figure 3 shows phenylcyclohexyl carbonate liquid crystal. A diagram showing changes in V th and V sat when adding . The vertical axis is voltage, and the horizontal axis is added weight %. FIG. 4 is a diagram showing changes in applied voltage-transmittance characteristics when CB-15 is added to the liquid crystal compositions shown in Table 1. Note that the arrow represents the voltage sweep direction.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一般式が、 (但しR1は炭素数3〜5の直鎖アルキル基を
示し、R2は炭素数1又は2のアルキル基又は4
の直鎖アルキル基を示す。) で表わされる化合物と、 一般式が (但し、R3は炭素数4又は5の直鎖アルキル
基を示し、R4は炭素数5又は7の直鎖のアルキ
ル基を示す。) で表わされる化合物とからなる液晶組成物を用い
たことを特徴とする液晶表示装置。
[Claims] 1. The general formula is (However, R 1 represents a straight chain alkyl group having 3 to 5 carbon atoms, and R 2 represents an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms or 4
represents a straight-chain alkyl group. ) and the general formula is (However, R 3 represents a straight chain alkyl group having 4 or 5 carbon atoms, and R 4 represents a straight chain alkyl group having 5 or 7 carbon atoms.) A liquid crystal display device characterized by:
JP338981A 1981-01-13 1981-01-13 Liquid crystal display device Granted JPS57117579A (en)

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JP338981A JPS57117579A (en) 1981-01-13 1981-01-13 Liquid crystal display device

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JPS57117579A JPS57117579A (en) 1982-07-22
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JPS5817414A (en) * 1981-07-24 1983-02-01 Seiko Epson Corp liquid crystal optical device
GB2114994B (en) * 1982-02-18 1984-10-10 Suwa Seikosha Kk Liquid crystal compositions
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US6697129B1 (en) * 1996-02-14 2004-02-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Guest-host mode liquid crystal display device of lateral electric field driving type

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JPS57117579A (en) 1982-07-22

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