JPS6033865B2 - Liquid crystal composition for matrix display - Google Patents
Liquid crystal composition for matrix displayInfo
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- JPS6033865B2 JPS6033865B2 JP9951275A JP9951275A JPS6033865B2 JP S6033865 B2 JPS6033865 B2 JP S6033865B2 JP 9951275 A JP9951275 A JP 9951275A JP 9951275 A JP9951275 A JP 9951275A JP S6033865 B2 JPS6033865 B2 JP S6033865B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はネマチック液晶組成物に係り、特に動的散乱効
果(DSM)を利用したマトリックス表示装置に適用し
得る安定なネマチック液晶組成物に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a nematic liquid crystal composition, and more particularly to a stable nematic liquid crystal composition that can be applied to a matrix display device utilizing the dynamic scattering effect (DSM).
ネマチック液晶の動的散乱効果(DSMと称す)が表示
装置など電気光学装置に適用し得ることは公知である。It is known that the dynamic scattering effect of nematic liquid crystals (referred to as DSM) can be applied to electro-optical devices such as display devices.
またこのDSMを利用して、マトリックス表示を行うに
は、時分割駆動を行なう必要があり、DSMが液晶に印
加される電圧の方向に対して選択性を有していないため
に生ずるクロストークを防止して、効果的に時分割駆動
を行なうには、電圧平均化法が最適であることも公知で
ある。他のこれまで提案されている時分割駆動方式例え
ば二周波駆動法、非線型素子あるいは半導体素子との組
合せによる方法は液晶表示装置を駆動するための周辺回
路が複雑となり信頼性に欠け、かつ安価な装置を提供す
ることは難しいとされているからである。また、電圧平
均化法を実施するためには、液晶材料の電気光学特性が
ある条件を満足するものでなければならないことも公知
である。特に、DSMが起る電圧(Vth)が広い周波
数範囲で一定であることは、マトリックス表示を可能に
する重要な要件である。一般に、Vthは印加電圧の周
波数に対して、第1図のような変化を示す。V比が一定
である上限の周波数fcoの値が、電圧平均化法による
マトリックス表示装置の規模、性能を左右する重要な因
子である。にoを便宜的にカットオフ周波数とすると、
カットオフ周波数が高い液晶組成物を用いることにより
、マトリックス表示装置の性能は向上すると言える。以
下にその理由を説明する。まず、DSMにおける印加電
圧と光散乱輝度の関係につい重要な実験的事実を述べる
。In addition, to perform matrix display using this DSM, it is necessary to perform time-division driving, which eliminates crosstalk that occurs because the DSM does not have selectivity in the direction of the voltage applied to the liquid crystal. It is also known that the voltage averaging method is optimal for preventing this and effectively performing time-division driving. Other time-division driving methods that have been proposed so far, such as the dual-frequency driving method and methods that use a combination of non-linear elements or semiconductor elements, require complicated peripheral circuits to drive the liquid crystal display, are unreliable, and are inexpensive. This is because it is considered difficult to provide a suitable device. It is also known that in order to carry out the voltage averaging method, the electro-optical properties of the liquid crystal material must satisfy certain conditions. In particular, it is an important requirement to enable matrix display that the voltage (Vth) at which DSM occurs is constant over a wide frequency range. Generally, Vth shows a change as shown in FIG. 1 with respect to the frequency of the applied voltage. The value of the upper limit frequency fco at which the V ratio is constant is an important factor that influences the scale and performance of a matrix display device using the voltage averaging method. Let o be the cutoff frequency for convenience,
It can be said that the performance of matrix display devices is improved by using a liquid crystal composition with a high cutoff frequency. The reason is explained below. First, important experimental facts regarding the relationship between applied voltage and light scattering brightness in DSM will be described.
それは、「Vthが一定な値を示す周波数範囲(fco
以下)では光散乱輝度は、印加電圧の波形によらず、印
加電圧の実効電圧(vrme)に依存する」ということ
である。これらは表示パターンによって電圧波形が異な
る電圧平均化法マトリックス表示にとって重要である。
電圧波形によって光散乱輝度が異なるとすれば、それは
必然的に表示ムラとなって現われるからである。この光
散乱輝度の実効電圧依存性により、電圧平均化法による
時分割駆動が可能となる訳である。すなわち、マトリッ
クス状に構成されたストライプ状電極の交点からなる表
示点の、表示すべく選択された点にはVthより高い実
効電圧を、選択されない点にはV印より低い実効電圧を
印加する様に駆動波形を決めれば良いことになる。その
ような駆動波形の一般的な形(Y電極を走査電極とする
)を第2図に示す。この図は、×電極、Y電極と記した
ストライプ状電極のそれぞれにある電圧を印加し、その
合成された電圧差(又は和)によって液晶層にかかる電
圧をコントロールするものである。第2図のaはX・Y
両方が選択された状態すなわち選択状態の電圧波形、b
,cはX・Yのどとちらか一方だけが選択された状態す
なわち半選択状態の電圧波形、dはX・Yどちらの電極
も選択されていない非選択状態の電圧波形である。時分
割駆動では、各表示点がこれらの状態のいずれかをとる
ことになる。走査電極数をNとすると、表示すべく選択
された点では、1回の走査期間(1フレームと称す)の
1/Nだけaの状態となり、残りのN−1/Nはb,c
あるいはdの状態となる。一方選択されない点では1/
Nだけc、残りはb,dいずれかの状態となる。この様
子を時間を横軸にし示したのが第3図である。aは選択
された表示点の、bは非選択表示点の電圧波形である。
表示パターンによる波形の変化は無視した形となってい
るが、既に説明してある様に、駆動条件を考える場合に
何ら支障を来たさない。この図は印加電圧の周波数の最
も高い場合の波形図で、後でfcoとの関係を考察する
のに用いることができる。それぞれについて実効電圧を
計算すると、選択点のそれ(ひS)は、また、非選択点
のそれ(ひ岬)は、
となる。It is defined as ``the frequency range in which Vth has a constant value (fco
(below), the light scattering brightness depends on the effective voltage (vrme) of the applied voltage, not on the waveform of the applied voltage. These are important for voltage averaging matrix display where voltage waveforms vary depending on the display pattern.
This is because if the light scattering brightness differs depending on the voltage waveform, this will inevitably appear as display unevenness. This dependence of the light scattering luminance on the effective voltage makes it possible to perform time-division driving using the voltage averaging method. In other words, an effective voltage higher than Vth is applied to the points selected to be displayed among the display points formed by the intersections of striped electrodes arranged in a matrix, and an effective voltage lower than the V mark is applied to the unselected points. It is only necessary to decide the drive waveform accordingly. FIG. 2 shows a general form of such a drive waveform (with the Y electrode serving as a scanning electrode). In this figure, a certain voltage is applied to each of the striped electrodes labeled as an x electrode and a Y electrode, and the voltage applied to the liquid crystal layer is controlled by the combined voltage difference (or sum). a in Figure 2 is X/Y
Voltage waveform in a state where both are selected, that is, in a selected state, b
, c is a voltage waveform in a state in which only one of the X and Y electrodes is selected, that is, in a half-selected state, and d is a voltage waveform in a non-selected state in which neither the X nor Y electrode is selected. In time-division driving, each display point will take one of these states. When the number of scanning electrodes is N, the point selected to be displayed is in the state a for 1/N of one scanning period (referred to as one frame), and the remaining N-1/N is in the state b, c.
Or it will be in state d. On the other hand, for points that are not selected, 1/
Only N is in state c, and the rest are in either state b or d. FIG. 3 shows this situation using time as the horizontal axis. A is the voltage waveform of the selected display point, and b is the voltage waveform of the non-selected display point.
Although changes in the waveform due to the display pattern are ignored, as already explained, this does not pose any problem when considering the driving conditions. This figure is a waveform diagram when the applied voltage has the highest frequency, and can be used later to discuss the relationship with fco. When the effective voltage is calculated for each, that of the selected point (HiS) and that of the non-selected point (Himisaki) are as follows.
クロストークのない表示を行うには、ひS>V仇および
し眠くVthを同時に満足する必面がある。したがって
となる。In order to perform a display without crosstalk, it is necessary to satisfy both S>V and Vth at the same time. Therefore.
Voおよびaの値を適当に選ぶことによってこの条件を
満足することができる。またvsとりuSの電圧差が大
きいほど安定した表示が可能であり、その目やすとして
はひs/ひ瓜の比Qで与えられる。これはVoの値によ
らずとなり、Nおよびaの値によって決まる。This condition can be satisfied by appropriately selecting the values of Vo and a. Further, the larger the voltage difference between vs and uS, the more stable the display can be, and a measure of this is given by the ratio Q of his/uS. This does not depend on the value of Vo, but is determined by the values of N and a.
Qが最大となるa‘ま礎=oの難物求まりa=ノN+1 となる。Finding the difficult problem of a' ma foundation = o where Q is maximum a = no N + 1 becomes.
これによって、Qを最大にする駆動電圧波形、すなわち
最適駆動条件が決められることになる。次に印加電圧の
周波数に対する関係の考察を行う。As a result, the drive voltage waveform that maximizes Q, that is, the optimum drive condition, is determined. Next, we will discuss the relationship between applied voltage and frequency.
液晶は、直流で駆動した場合に、短時間で特性変化が起
るため、通常交流電圧で駆動される。その一例が第3図
に示した場合である。これは、1フレーム中に完全な交
流波形となる場合である。この波形からわかる様に、駆
動電圧の周波数は選択点、非選択点とも同じであり1フ
レーム期間をTとすると駆動周波数fDは・
fo=可両
となる。Liquid crystals are usually driven with alternating current voltage because their characteristics change in a short time when they are driven with direct current. An example of this is the case shown in FIG. This is a case where a complete AC waveform is generated within one frame. As can be seen from this waveform, the frequency of the driving voltage is the same for both the selected point and the non-selected point, and if one frame period is T, the driving frequency fD becomes .fo = possible.
1/Tをフレーム周波数fFとするとfD=N×fFと
なる。If 1/T is the frame frequency fF, then fD=N×fF.
fFはフリッカーが目に感じない限り低く設定して良い
。一般には、液晶の光散乱応答の立下り時間が比較的長
いためfFが30HZ程度でもフリツカーは生じない。
そこでfF=30HZとすると、N=100でfDは3
kr12、N=200でfoは6kH2となる。したが
ってそれぞれの場合に、3kHZあるいは6kHZにお
いても実効電圧依存性が成立っていることが必要である
。すなわち、第1図においてカットオフ周波数fcoが
それぞれ3kHZ,舷日2の材料が必要となる。最大駆
動周波数を低くする工夫は、液晶材料の周波数特性に対
する要求の緩和及び走査ライン数を多くして表示装置の
機能増大を図るためになされる必要がある。駆動周波数
を低くし得る駆動電圧波形を第4図に示す。この波形で
は第1フレームと第2フレームの極性が逆になっており
2フレームで完全な交流となる様に工夫されている。第
3図がT/Nで1サイクルとなっているのに対して、本
図では2r/Nで1サイクルを構成する形となっている
。したがって駆動周波数fDはN/2Tとなり、フレー
周波数fFで置き換えると2xf肌X)
f。fF may be set as low as possible so long as flicker is not perceivable to the eye. Generally, since the fall time of the light scattering response of liquid crystal is relatively long, flicker does not occur even when fF is about 30 Hz.
So, if fF=30Hz, then N=100 and fD is 3
With kr12 and N=200, fo will be 6kHz2. Therefore, in each case, it is necessary that the effective voltage dependence holds true even at 3 kHz or 6 kHz. That is, in FIG. 1, materials with a cutoff frequency fco of 3 kHz and a vessel length of 2 are required. Efforts to lower the maximum driving frequency need to be made in order to ease the requirements for the frequency characteristics of the liquid crystal material and increase the number of scanning lines to increase the functionality of the display device. FIG. 4 shows a drive voltage waveform that allows the drive frequency to be lowered. In this waveform, the polarity of the first frame and the second frame are reversed, so that a complete alternating current occurs in two frames. In contrast to FIG. 3, where T/N constitutes one cycle, in this figure, 2r/N constitutes one cycle. Therefore, the drive frequency fD becomes N/2T, and when replaced by the Fray frequency fF, it becomes 2xf skin X) f.
=亨fF(NMX=fFとなり、第3図に比べ、fFが
同じ場合、foは半分となりfcoが低い材料でも走査
ライン数の大きいマトリックス表示が可能となる。= + fF (NMX = fF, and compared to Fig. 3, when fF is the same, fo is halved, making it possible to perform a matrix display with a large number of scanning lines even with a material having a low fco.
いずれにしろ、N=100でfcoが1.5kHZの液
晶材料が必要な訳で、fcoの大きい液晶材料はマトッ
クス表示装置の大型化、機能増大のためには不可欠の要
素である。一方、液晶材料のカットオフ周波数は、その
材料の導電率と比例関係にあることが一般的事実として
当業者間には知られている。In any case, a liquid crystal material with N=100 and an fco of 1.5 kHz is required, and a liquid crystal material with a large fco is an essential element for increasing the size and functionality of a matrix display device. On the other hand, it is generally known to those skilled in the art that the cutoff frequency of a liquid crystal material is proportional to the electrical conductivity of that material.
したがってカットオフ周波数が高い液晶組成物を得るに
は、導電率の高い組成物とすれば良いことが、定性的に
理解される。液晶の導電率を高めるために行なわれる手
法としては、液晶化合物によって構成される組成物中に
、通常電解質と呼ばれている液体中にイオン対として溶
解する様な物質を混合する手法が用いられる。しかし、
液晶物質に対するイオン性物質の溶解度が非常に小さい
ため、十分に導電率を高めることができず、したがって
カットオフ周波数が高い液晶組成物が得られないため、
マトリックス表示装置の大型化、機能増大が図れないと
いう欠点があった。本発明の目的は、このような従来技
術の欠点を除き、電圧平均化法による液晶マトリックス
表示装置の大型化、機能増大を可能にするカットオフ周
波数の高い液晶組成物を提供することにある。Therefore, it is qualitatively understood that in order to obtain a liquid crystal composition with a high cutoff frequency, a composition with high conductivity is sufficient. A method used to increase the conductivity of liquid crystals is to mix a substance that dissolves as ion pairs in a liquid, usually called an electrolyte, into a composition composed of liquid crystal compounds. . but,
Because the solubility of the ionic substance in the liquid crystal substance is very low, the conductivity cannot be sufficiently increased, and therefore a liquid crystal composition with a high cutoff frequency cannot be obtained.
There was a drawback that it was impossible to increase the size and functionality of the matrix display device. An object of the present invention is to provide a liquid crystal composition with a high cutoff frequency, which eliminates the drawbacks of the prior art and enables the enlargement and functionality of a liquid crystal matrix display device using a voltage averaging method.
本発明は、液晶物質に対する電解質の溶解性が徴量の弱
酸性二塩基酸の存在下において著しく増大するという実
験的事実にもとずし、てなされたもので、導電性が高く
、したがってカットオフ周波数の高い液晶組成物の開発
に成功したものである。すなわち本発明は少くとも1種
の謙露異万性が負のネマチック液晶化合物および該液晶
化合物を基として、窒素を核とするオニウム塩約0.0
5〜0.5重量%、有機一塩基酸または/および有機一
酸塩基化合物約0.5〜2.の重量%および有機二塩基
酸約0.01〜0.1重量%を含むことを特徴とするマ
トリックス表示用液晶組成物である。The present invention is based on the experimental fact that the solubility of electrolytes in liquid crystal materials is significantly increased in the presence of weak dibasic acids, which are highly conductive and therefore cut-resistant. This was a successful development of a liquid crystal composition with a high off-frequency. That is, the present invention provides at least one nematic liquid crystal compound with negative anisotropy and an onium salt having nitrogen as the core based on the liquid crystal compound.
5-0.5% by weight, about 0.5-2% organic monobasic acid or/and organic monoacid-base compound. % by weight and about 0.01 to 0.1% by weight of an organic dibasic acid.
従来から弱酸あるいは弱塩基の存在下で、電解質の液晶
物質に対する溶解性が向上すると考えられいたが、導電
率を高めるのに決定的な効果は確認されていなかった。It has been thought that the solubility of electrolytes in liquid crystal substances improves in the presence of weak acids or bases, but no definitive effect on increasing conductivity has been confirmed.
何故なら、それら弱酸、弱塩基が十分な効果を発揮する
ためには相当量(5%程度)液晶組成物中に存在しなけ
ればならず、その反面談組成物が液晶相を示す温度範囲
が著しく狭められるため実用上の重大な欠点となってし
まうからである。しかしながら前記のように、本発明に
よれば弱酸性二塩基酸の場合には、電解質を有する液晶
組成物の導電率を高めるのに顕著な効果を奏することが
見出された。弱酸、弱塩基の液晶中における挙動につい
ては、必ずしも明らかにされていないため、二塩基酸の
上記効果についても理論的根拠を明確にすることはでき
ないが、通常の弱酸、弱塩基に比べ、二塩基酸では導電
性を高める効果は1ぴ音以上大きい。すなわち電解質の
存在する液晶組成物の導電率を同一にするのに通常の弱
酸、弱塩基の1/10以下の二塩基酸鼻が存在すれば良
いことがわかった。この事実に基ずけば、従来の欠点で
ある液晶相温度範囲が狭められるという副作用ないこ、
導電率を高め、カットオフ周波数が高い液晶組成物が得
られることになる。このようにし、カットオフ周波数の
高い液晶組成物を得ることが可能となったが、さらにス
レッシュホールド電圧(V比)の値あるいは電圧が印加
される動作状態におけるカットオフ周波数及びVthの
安定な組成物が実用的には重要であり、これらの条件を
考慮すれば、二塩基酸の量をできるだけ少なくし、一塩
基酸あるし、は(及び)一酸塩基との併用によってカッ
トオフ周波数を高める方法が最も有効な手段であること
がわかった。すなわち本発明の液晶組成物は、前記のよ
うにネマチック液晶相を示す化合物の一種又は二種以上
の混合からなる組成物で、しかもそれ全体として誘電異
万性が負である液晶組成物に、電解質物質および一酸塩
基、一塩基酸ならびに二塩基酸をそれぞれ少量ずつ添加
されてなるものである。ネマチック液晶相を示す化合物
は数多く知られているが、表示装置が実用的に使用され
る温度範囲(例えば0℃〜50oo)でネマチック液晶
相を示すものを得るためには、二種以上の液晶相を示す
化合物を混合し、共融効果を利用した組成物とすること
が一般的になされている。例えば、バラメトキシベンジ
リデンーバラブチルアニリン(M旧BA、液晶温度範囲
(MR):10〜4800)とバラェトキシベンジリデ
ンーバラブチルアニリン(EBBA:MR;36〜78
00)の等モル混合物はMRが−15〜5500であり
、M旧BAとバラエトキシベソジリデンーバラヘキシル
アニリン(EBHA:MR;41〜79.5o0)の等
モル混合物ではMRが−25〜60ご○であり、いずれ
も誘電異方性が負の組成物となる。This is because in order for these weak acids and weak bases to exhibit sufficient effects, they must be present in a considerable amount (approximately 5%) in the liquid crystal composition, and on the other hand, the temperature range in which the composition exhibits a liquid crystal phase is limited. This is because it becomes extremely narrow, resulting in a serious practical drawback. However, as described above, according to the present invention, it has been found that a weak dibasic acid has a remarkable effect on increasing the electrical conductivity of a liquid crystal composition having an electrolyte. The behavior of weak acids and weak bases in liquid crystals is not necessarily clear, so it is not possible to clarify the theoretical basis for the above-mentioned effects of dibasic acids. In the case of basic acids, the effect of increasing conductivity is greater than one ping. In other words, it has been found that in order to equalize the conductivity of a liquid crystal composition in which an electrolyte is present, it is sufficient to have a dibasic acid nose that is 1/10 or less of that of a normal weak acid or weak base. Based on this fact, the side effect of narrowing the liquid crystal phase temperature range, which is a drawback of the conventional method, can be avoided.
A liquid crystal composition with increased conductivity and a high cutoff frequency can be obtained. In this way, it has become possible to obtain a liquid crystal composition with a high cutoff frequency, but in addition, the composition has a stable threshold voltage (V ratio) value or a stable cutoff frequency and Vth in the operating state where voltage is applied. Considering these conditions, it is important to minimize the amount of dibasic acid and increase the cutoff frequency by using monobasic acid (and) in combination with monobasic acid. method was found to be the most effective method. That is, the liquid crystal composition of the present invention is a composition comprising one or a mixture of two or more compounds exhibiting a nematic liquid crystal phase as described above, and which has negative dielectric anisotropy as a whole. It is made by adding a small amount of an electrolyte substance, a monoacid base, a monobasic acid, and a dibasic acid. Many compounds are known that exhibit a nematic liquid crystal phase, but in order to obtain a compound that exhibits a nematic liquid crystal phase in the temperature range where display devices are practically used (e.g. 0°C to 50 oo), it is necessary to combine two or more types of liquid crystals. It is common practice to mix compounds that exhibit phases to form a composition that takes advantage of the eutectic effect. For example, paramethoxybenzylidene-parabutylaniline (M old BA, liquid crystal temperature range (MR): 10-4800) and paramethoxybenzylidene-parabutylaniline (EBBA: MR; 36-78
An equimolar mixture of 00) has an MR of -15 to 5500, and an equimolar mixture of M old BA and baraethoxy besodylidene-barahexylaniline (EBHA:MR; 41 to 79.5o0) has a MR of -25 to 5500. 60 degrees, and both compositions have negative dielectric anisotropy.
また、4−メトキシ−4−プチルアゾキシベンゼン、4
−ブチル−4′ーメトキシアゾキシベンゼン、4ーメト
キシ−4′ーエチルアゾキシベンゼンおよび4−エチル
−4−メトキシアゾキシベンゼンの4成分混合液晶はM
Rが−5〜75qoでかつ誘電異万性が負である。この
ようにして実用的な温度範囲でネマチック液晶相を示す
組成物は容易に得られ、本発明ではそれらがいずれも用
いられる。また前記の液晶化合物が単独で使用できるこ
とは説明するまでもなく明らかであろう。本発明でいう
電解質化合物としては、窒素原子を核とするオニウム塩
が用いられる。その理由は該オニウム塩が他のオニゥム
塩に比べれば比較的液晶に対する溶解度が大きいことに
よる。本発明における窒素を核とするオニウム塩として
は、一般式(R,,R2,R3,R4:アルキル基又は
アリール基、X:1,Br,CI等、n:1,3,5)
で示されるアルキルアンモニウム塩、アルキルアリール
アンモニウム塩などの第4級アンモニウム塩類、一般式
(R5:アルキル基、×:1,Br,CI等、n=1,
3,5)で示されるアルキルピリジニウム塩類、
一般式
および
(R6:アルキル基、X:1,Br,CI等、n=1,
3,5)で示されるキノリニウム塩およびインキノリニ
ウム塩、および一般式
(R7:ァルキル基、X:1,Br,CI等、n=1,
3,5)で示されるアルキルアクリジニウム塩類が含ま
れる。Also, 4-methoxy-4-butylazoxybenzene, 4
The four-component mixed liquid crystal of -butyl-4'-methoxyazoxybenzene, 4-methoxy-4'-ethylazoxybenzene and 4-ethyl-4-methoxyazoxybenzene is M
R is -5 to 75 qo and dielectric anisotropy is negative. In this way, compositions exhibiting a nematic liquid crystal phase in a practical temperature range can be easily obtained, and any of them can be used in the present invention. Further, it is obvious that the above-mentioned liquid crystal compounds can be used alone without any explanation. As the electrolyte compound in the present invention, an onium salt having a nitrogen atom as a nucleus is used. The reason for this is that the onium salt has a relatively high solubility in liquid crystals compared to other onium salts. The onium salt having a nitrogen core in the present invention has a general formula (R,, R2, R3, R4: alkyl group or aryl group, X: 1, Br, CI, etc., n: 1, 3, 5)
Quaternary ammonium salts such as alkylammonium salts and alkylaryl ammonium salts represented by the general formula (R5: alkyl group, x: 1, Br, CI, etc., n = 1,
Alkylpyridinium salts represented by the general formula and (R6: alkyl group, X: 1, Br, CI, etc., n=1,
3,5), and the general formula (R7: alkyl group, X: 1, Br, CI, etc., n=1,
3 and 5) are included.
特にビリジニウム塩類は電圧印加に対する特性低下が少
なく良好な組成物が得られる。これらの電解質化合物は
本来比較的に液晶物質中に溶解し易いと考えられている
が、それでもたかだか0.01〜0.03重量%が限度
であり、本発明で要求されているカットオフ周波数fc
oがlkH2以上の液晶組成物を得ることは困難である
。本発明によれば該電解質化合物が液晶化合物を基とし
て0.05〜0.5重量%含まれる様な液晶組成物を作
ることが可能であり、それによってにoがlkHZ以上
の値を示す液晶組成物が得られる。本発明における一塩
基酸、一酸塩基化合物としては脂肪族、芳香族カルボン
酸およびアミン類の外、フェノール性水酸基を有する酸
性物質およびビリジンのような塩基性複素環式化合物を
含む。その例としては、酪酸、ィソ酪酸、クロトン酸、
カブロン酸、カブリン酸、ジメチル安息香酸、ィソフ。
ロピル安息香酸、ニトロ安息香酸、ジニトロ安息香酸、
クロル安息香酸、o−トルィル酸、m−トルィル酸、p
−トルィル酸、ケイ皮酸、o−クロルケィ皮酸、m−ク
ロルケイ皮酸、pーク。ルケィ皮酸、o−オキシケィ皮
酸、mーオキシケィ皮酸、ニトロケィ皮酸、Q−ナフト
ェ酸、B−ナフトェ酸、3−オキシー2ーナフトェ酸な
どのカルボン酸、o−クレゾール、mークレゾール、p
−クレソ、一ル、ニトロフェノール、ジニトロフエノー
ル、ブロムフエノール、クロルフエノール、ジクロルフ
エノール、アミノフエ/ールなどのフェノール類、トリ
ヱチルアミン、オクチルアミン、オクタデシルアミン、
トリエタノールアミン、ニトロアニリン、ニトロ一N,
N−ジメチルアニリン、クロルアニリン、oートルイジ
ン、mートルイジン、p−トルイジン、2−アミノピリ
ジン、3ーアミノピリジン、4−アミノピリジンなどの
塩基化合物がある。これらは液晶化合物を基として0.
5〜2.の重量%の範囲で添加して用いられるが、既に
述べたように、これら物質を大量に添加すると、M旧が
狭められるという副作用が生ずるので、1.0重量%以
下が好ましい。In particular, with viridinium salts, good compositions can be obtained with little deterioration in properties due to voltage application. Although these electrolyte compounds are originally thought to be relatively easy to dissolve in liquid crystal materials, the limit is still 0.01 to 0.03% by weight at most, and the cutoff frequency fc required in the present invention is
It is difficult to obtain a liquid crystal composition in which o is lkH2 or more. According to the present invention, it is possible to produce a liquid crystal composition in which the electrolyte compound is contained in an amount of 0.05 to 0.5% by weight based on the liquid crystal compound, thereby making it possible to produce a liquid crystal composition in which the value of o is greater than or equal to 1 kHz. A composition is obtained. Monobasic acids and monoacid-base compounds in the present invention include aliphatic and aromatic carboxylic acids and amines, as well as acidic substances having a phenolic hydroxyl group and basic heterocyclic compounds such as pyridine. Examples include butyric acid, isobutyric acid, crotonic acid,
Cabroic acid, Cabric acid, Dimethylbenzoic acid, Isof.
Lopylbenzoic acid, nitrobenzoic acid, dinitrobenzoic acid,
Chlorbenzoic acid, o-toluic acid, m-toluic acid, p
-Tolulic acid, cinnamic acid, o-chlorocinnamic acid, m-chlorocinnamic acid, p-k. Carboxylic acids such as lucinnamic acid, o-oxycinnamic acid, m-oxycinnamic acid, nitrocinnamic acid, Q-naphthoic acid, B-naphthoic acid, 3-oxy-2-naphthoic acid, o-cresol, m-cresol, p-
- Phenols such as creso, monol, nitrophenol, dinitrophenol, bromophenol, chlorphenol, dichlorophenol, aminophenol, triethylamine, octylamine, octadecylamine,
triethanolamine, nitroaniline, nitro-N,
Basic compounds include N-dimethylaniline, chloraniline, o-toluidine, m-toluidine, p-toluidine, 2-aminopyridine, 3-aminopyridine, and 4-aminopyridine. These are based on liquid crystal compounds.
5-2. These substances are added in a range of 1.0% by weight or less, but as mentioned above, adding a large amount of these substances has the side effect of narrowing M old, so it is preferably 1.0% by weight or less.
これら弱酸、弱塩基は、電解質化合物の液晶物質への溶
解度を向上させる効果を示すことは既に述べたが、さら
に副次的な効果として、Vthを低くする効果を示す外
、電圧印加時の特性低下を抑制するものであり、それら
を併用して用いることにより一層性能のすぐれた液晶組
成物を得ることも可能である。次に本発明の液晶組成物
の成分の特徴である有機二塩基酸としては脂肪族または
芳香族二塩基酸たとえばコハク酸、マロン酸、メチルマ
ロン酸、ジメチルマロン酸、ジェチルマロン酸、フマル
酸、マレィン酸、リンゴ酸、酒石酸、ジオキジ酒石酸お
よびフタル酸、テレフタル酸等が挙げられる。It has already been mentioned that these weak acids and weak bases have the effect of improving the solubility of the electrolyte compound in the liquid crystal material, but as a secondary effect, they also have the effect of lowering Vth, as well as the characteristics when voltage is applied. By using them in combination, it is possible to obtain a liquid crystal composition with even better performance. Next, examples of organic dibasic acids which are characteristic components of the liquid crystal composition of the present invention include aliphatic or aromatic dibasic acids such as succinic acid, malonic acid, methylmalonic acid, dimethylmalonic acid, jetylmalonic acid, fumaric acid, and maleic acid. Acids include malic acid, tartaric acid, dioxyditartaric acid and phthalic acid, terephthalic acid and the like.
これらは、液晶物質に0.01重量%程度存在しても、
既に述べた有機電解質化合物の液晶物質に対する溶解性
が向上する。したがって、有機電解質化合物と、有機二
塩基酸化合物を用いるだけでも、本発明の主たる目的で
ある導電率が高く、カットオフ周波数の高い液晶組成物
を得ることができる。しかしながらそれでは、電圧印加
に対する特性の変動が大きく、実用的には満足すべきも
のは得られ難い。そこで本発明においては電圧印加によ
る特性変動を最小限にとどめるため、有機二塩基酸の使
用量を少なくし、前記弱酸又は弱塩基類を併用すること
により、本発明の目的物を得ることに成功したものであ
る。したがって有機二塩基酸は0.01〜0.1重量%
の範囲で用いるのが適当である。本発明の液晶組成物は
前述のように少くとも1種のネマチック液晶化合物、窒
素を核とするオニゥム塩、有機一塩基酸または/および
有機一酸塩基並に有機二塩基酸より成るが場合により若
干の水を含む場合もある。Even if these are present in the liquid crystal material in an amount of about 0.01% by weight,
The solubility of the organic electrolyte compound already mentioned in the liquid crystal substance is improved. Therefore, by simply using an organic electrolyte compound and an organic dibasic acid compound, a liquid crystal composition with high conductivity and a high cutoff frequency, which is the main objective of the present invention, can be obtained. However, in this case, the characteristics vary greatly with respect to voltage application, and it is difficult to obtain practically satisfactory results. Therefore, in the present invention, in order to minimize the variation in characteristics due to voltage application, we succeeded in obtaining the object of the present invention by reducing the amount of organic dibasic acid used and also using the weak acids or weak bases mentioned above. This is what I did. Therefore, the organic dibasic acid is 0.01 to 0.1% by weight.
It is appropriate to use within the range of . As mentioned above, the liquid crystal composition of the present invention is composed of at least one nematic liquid crystal compound, an onium salt having a nitrogen core, an organic monobasic acid and/or an organic monoacid base, and an organic dibasic acid. It may also contain some water.
本発明の液晶組成物の調製は、これを2種の液晶化合物
を使用する場合について説明すると、先づ2種の液晶化
合物を総量で約10夕(実験室的な量)になるように秤
量瓶に秤量し、これを約80qoで加熱、損拝して一様
な混合物とする。To explain the preparation of the liquid crystal composition of the present invention in the case where two types of liquid crystal compounds are used, first, the two types of liquid crystal compounds are weighed so that the total amount is about 10 days (laboratory amount). Weigh it into a bottle, heat it at about 80 qo, and stir to make a homogeneous mixture.
この混合物の一部(約5タ程度)を別の秤量瓶に正確に
秤量し、これに他の成分を正確に秤量して加える。これ
を再び約8000で4〜88寺間加熱して液晶組成物を
得る。次に本発明を実施例を示して具体的に説明するが
、本発明はこれによりなんら限定されるものではない。A portion of this mixture (approximately 5 ta) is accurately weighed into a separate weighing bottle, and the other ingredients are added to this by accurately weighing. This is heated again at about 8,000 ℃ for 4 to 88 degrees to obtain a liquid crystal composition. Next, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
実施例 1
液晶化合物としてMBBA5.34夕、EBBA5.6
2夕を秤量瓶にとり、約8000で10分間加熱し混合
した。Example 1 MBBA5.34 and EBBA5.6 as liquid crystal compounds
The mixture was placed in a weighed bottle, heated at about 8,000 ℃ for 10 minutes, and mixed.
この混合物を別の秤量瓶に正確に5タ採取し、これにへ
キサデシルピリジニウムブロマイド3雌、pーアミノフ
エノール60の9およびマレイン酸0.6の9を精密上
皿天秤を用いて秤量し添加した。これを約8000の恒
温槽内に8時間放置して均一な混合物とした。この組成
物について前記のVthおよびfco(HZ)を求め、
これからこの組成物によって作られる液晶表示装置の走
査可能係数(最大値)と求めた。Accurately take 5 parts of this mixture into another weighing bottle, and weigh 3 parts of hexadecylpyridinium bromide, 6 parts of p-aminophenol, and 0.6 parts of maleic acid into this using a precision balance. Added. This was left in a constant temperature bath of about 8000 for 8 hours to form a homogeneous mixture. Determine the above Vth and fco (HZ) for this composition,
From this, the scannability coefficient (maximum value) of a liquid crystal display device manufactured using this composition was determined.
この数値を第1表に示す。These values are shown in Table 1.
第1表
実施例2〜3および比較例1〜4は実施例1に記載の方
法に準じて液晶組成物を製造した。In Examples 2 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 in Table 1, liquid crystal compositions were manufactured according to the method described in Example 1.
以上により本発明組成物はマトリックスディスプレイの
走査線数を多くし、大型ディスプレイを可能にする組成
物であることが判る。次に、これらの組成物の電圧EO
刀ロもこ対しても特性が安定していることを比較例と対
比して第2表に示す。From the above, it can be seen that the composition of the present invention is a composition that increases the number of scanning lines in a matrix display and enables large-sized displays. Next, the voltage EO of these compositions
Table 2 shows that the characteristics are stable even against swords and irons, in comparison with comparative examples.
これはガラスの内面に、インジウムオキサィドの透明導
電膜を蒸着により形成した2枚のガラス基板を、導電膜
が対向するように配置し、その間隙をポリエチレンテレ
フタレートフイルムにより約15仏mとし、液晶組成物
をそのガラス基板間に導入し、基板周辺部をェポキシ系
の接着剤によって接着固定した素子を用い、透明導電膜
を通して液晶に、50HZ、12V。‐pの交流矩形波
を印加し、一定時間毎にVth,fcoを測定した結果
にもとすくものであるご第2表
* 父り5脚皿BAとEBBAとの等モルG 。In this method, two glass substrates each having a transparent conductive film of indium oxide formed by vapor deposition on the inner surface of the glass are arranged so that the conductive films face each other, and the gap between them is set to about 15 m by polyethylene terephthalate film. A liquid crystal composition was introduced between the glass substrates, and a voltage of 50Hz and 12V was applied to the liquid crystal through a transparent conductive film using an element in which the periphery of the substrates was adhesively fixed with an epoxy adhesive. The results of applying an alternating current rectangular wave of -p and measuring Vth and fco at regular intervals are shown in Table 2.
Kへキサデシルピリジニウムブロマィト0.1重量およ
びマレイン酸0.2重量※を配合した篠路鰯物であるo
これにより、本発明の組成物がfcoが大きいにもかか
わらず、通電によるfooの低下が少なく、大型のディ
スプレイとして長時間使用し得る特性を保持しているこ
とが判る。これらの液晶組成物に用いた添加剤の効果は
、これらの組成物の主成分をなす液晶化合物の構成には
よらないことは当業者間では周知であるが、以下にその
例を示すいくつかの実施例を示す。Shinoji sardine blended with 0.1 weight of K hexadecylpyridinium bromite and 0.2 weight of maleic acid*
This shows that although the composition of the present invention has a large fco, there is little decrease in foo due to energization, and it maintains characteristics that allow it to be used for a long time as a large display. It is well known among those skilled in the art that the effects of additives used in these liquid crystal compositions do not depend on the composition of the liquid crystal compound that is the main component of these compositions, but some examples are shown below. An example is shown below.
実施例4〜7実施例 8〜10
実施例1〜7の液晶化合物とは異なる化合物群の組合せ
からなる液晶組成物に対する本発明の効果を明らかにす
る実施例8〜10を示す。Examples 4 to 7 Examples 8 to 10 Examples 8 to 10 are shown to clarify the effects of the present invention on a liquid crystal composition comprising a combination of compound groups different from the liquid crystal compounds of Examples 1 to 7.
これらの実施例は、シッフ塩基型液晶にェステル型液晶
物質あるいはアゾ型液晶物質を配合した母体液晶を用い
た例であり、実施例1と同じ方法により液晶組成物を製
造した。以上により本発明の組成物が時分割駆動による
マトリックス表示を行なう液晶表示装置、特に100ラ
イン以上走査する表示装置に用いて有効なことが明らか
であろう。These Examples are examples in which a parent liquid crystal in which an ester type liquid crystal substance or an azo type liquid crystal substance is blended with a Schiff base type liquid crystal is used, and liquid crystal compositions were produced by the same method as in Example 1. From the above, it is clear that the composition of the present invention is effective for use in liquid crystal display devices that perform matrix display by time-division driving, particularly for display devices that scan 100 lines or more.
これは、表示装置として液晶を封入したパネルの光散乱
を直接透過光又は反射光で見る様なタイプのものでもま
たプロジェクターを用いてスクリーンに没映するタイプ
のものに対しても有効なことは言うまでもない。This is effective for display devices in which the light scattering of a panel filled with liquid crystal is viewed directly through transmitted light or reflected light, as well as in display devices in which the image is projected onto a screen using a projector. Needless to say.
第1図は、液晶組成物の動的散乱のしきし、値電圧(V
th)の周波数依存性を示す模式図である。
第2図は、電圧平均化法マトリックス駆動時の選択時、
半選択時、非選択時の電圧波形を示す図である。第3図
は、第4図はそれぞれ選択点、非選択点にかかる電圧波
形を示す図である。才3図
矛1図
牙2図
矛4図Figure 1 shows the dynamic scattering threshold of the liquid crystal composition, the value voltage (V
th) is a schematic diagram showing the frequency dependence of . Figure 2 shows the voltage averaging method when matrix driving is selected.
FIG. 7 is a diagram showing voltage waveforms during half selection and non-selection. FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams showing voltage waveforms applied to selected points and non-selected points, respectively. 3 illustrations of spears, 1 illustration of tusks, 2 illustrations of spears, 4 illustrations
Claims (1)
合物および該液晶化合物を基として、窒素を核とするオ
ニウム塩約0.05〜0.5重量%、有機−塩基酸また
は/および有機一酸塩基化合物約0.5〜2.0重量%
および有機二塩基酸約0.01〜0.1重量%を含むこ
とを特徴とするマトリツクス表示用液晶組成物。1 At least one nematic liquid crystal compound with negative dielectric anisotropy, and based on the liquid crystal compound, about 0.05 to 0.5% by weight of an onium salt having a nitrogen core, an organic-basic acid or/and an organic Monoacid base compound approximately 0.5-2.0% by weight
and about 0.01 to 0.1% by weight of an organic dibasic acid.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9951275A JPS6033865B2 (en) | 1975-08-18 | 1975-08-18 | Liquid crystal composition for matrix display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9951275A JPS6033865B2 (en) | 1975-08-18 | 1975-08-18 | Liquid crystal composition for matrix display |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5223582A JPS5223582A (en) | 1977-02-22 |
| JPS6033865B2 true JPS6033865B2 (en) | 1985-08-05 |
Family
ID=14249296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9951275A Expired JPS6033865B2 (en) | 1975-08-18 | 1975-08-18 | Liquid crystal composition for matrix display |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033865B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6027707B2 (en) * | 1976-05-31 | 1985-07-01 | シャープ株式会社 | liquid crystal composition |
-
1975
- 1975-08-18 JP JP9951275A patent/JPS6033865B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5223582A (en) | 1977-02-22 |
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