JPH0629423B2

JPH0629423B2 - 液晶組成物

Info

Publication number: JPH0629423B2
Application number: JP60008254A
Authority: JP
Inventors: 浩藤村
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1985-01-19
Filing date: 1985-01-19
Publication date: 1994-04-20
Anticipated expiration: 2009-04-20
Also published as: JPS61166881A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、液晶組成物に係わり、特には、２周波駆動
方式により制御される液晶装置に用いて好適な液晶組成
物に関する。

〔従来の技術〕

液晶装置は、テレビ、コンピューター端末、事務機器等
への応用が進められている。この種の機器に用いられる
液晶装置としては、多数の画素をマトリックス状に配列
し、それら画素を時分割駆動させるタイプのものであ
る。しかしながら、このタイプの液晶装置は、画素の数
が多くなると、走査線数が増し、時分割数が多くなる
為、クロスイフェクト現象等により、点灯・非点灯画素
のコントラストを充分に高くすることができない。ま
た、このタイプの液晶装置は、コンピューター端末、事
務機器等に応用するには、その動作速度が遅いという問
題がある。

このような問題を解消するものをして、液晶の誘電率異
方性Δεが、印加される電界の周波数に依存する誘電分
散現象を利用した２周波駆動方式が知られている。この
駆動方式は、液晶に高い周波数の信号電圧を印加するこ
とによって液晶分子軸を電界に対して直交するように配
向させ、低い周波数の信号電圧を印加することによって
液晶分子軸を電界に対して平行に配向させるように制御
するものである。この２周波駆動方式によれば、液晶装
置は、高速応答が可能となり前述した事務機器等にも応
用することができる。

この２周波駆動方式による液晶装置に用いられる液晶と
して、例えば、特開昭５７−８３５７７号公報に種々の
液晶化合物を配合した液晶組成物が開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記公開公報に開示された液晶組成物を含めて、従来の
２周波駆動用液晶材料は、駆動電圧がなお高く（例え
ば、３０ボルト）、また駆動回路を構成する半導体集積
装置の耐圧に対する許容度が少ないという問題があり、
より低い電圧で駆動し得る液晶材料が要求されている。
また、この液晶材料は、応答速度も遅く（例えば、１ミ
リ秒）コンピューター端末、事務機器等の高速度で動作
する装置には、未だ不適当である。さらに、従来の液晶
材料は液晶のΔεが０になるときの周波数（交差周波数
ｆｃ）が高いため、印加する信号の周波数を高周波側で
特に高くすることが必要で、高周波で動作させる駆動回
路が複雑になり、また、誘電率が大きい液晶材料に周波
数が特に高い高周波信号を印加するので液晶素子の電極
間に流れる電流が増大し、この電極面で発熱するという
問題がある。

したがって、この発明の目的は、周波数が低く、且つ低
い電圧の信号で駆動させることができ、しかも応答速度
の速い液晶組成物を提供することにある。

〔問題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、低電圧で高速応答させるに
は、液晶組成物が大きなΔεを有し、あるいは低粘度で
あることが必要である。また、交差周波数ｆｃを下げる
には、各種液晶材料の混合に際して交差周波数ｆｃが高
くならないように、交差周波数ｆｃが低く、且つほぼ等
しく、しかも低の印加電界に対する変化幅が大きい液晶
を混合する必要がある。

すなわち、この発明では、それ自体の粘度が低く、他の
液晶組成物との相溶性が良好な液晶化合物をベースと
し、これに種々の液晶化合物を配合している。ベースと
なる液晶化合物は、その誘電率異方性が大きくなく、
（Δεは、ほぼ０〜−１．５）、また誘電分散性は示さ
なくてよい。このベースとなる液晶化合物としては、一般式（Ｒ^１は炭素数が１ないし８のアルキル基、Ｒ^２は炭素
数が１ないし８のアルキル基又はアルコキシ基）で示さ
れる液晶化合物があり、この発明では、この種類の液晶
化合物の中から選ばれた少なくとも１種の液晶化合物を
用い、これを第１の液晶材料ということとする。この第
１の液晶材料としては、式（Ｉ）で示される液晶化合物
でＲ^２がアルコキシ基である液晶化合物を選択するのが
好ましい。

第１の液晶材料に、誘電分散性を示し、交差周波数ｆｃ
より低周波領域ｆＬにおけるΔεが正に大きく、且つ交
差周波数ｆｃより高周波領域ｆＨにおけるΔεが比較的
小さい（約−１．５程度）液晶化合物が配合されてい
る。この液晶化合物は、最終液晶組成物に誘電分散性を
付与するものであり、一般式（各式において、Ｒは、それぞれ独立に、炭素数１ない
し８までのアルキル基）で示される液晶化合物がある。
この発明では、これらの液晶化合物よりなる群のうち、
少なくとも１種の液晶化合物を用い、これらの液晶化合
物を第２の液晶材料ということとする。

この第２の液晶材料に用いられる液晶化合物のうち、特
に（II）に示す液晶化合物は、印加された電界の周波数
変化に対するΔεの変化幅が大きいため、液晶組成物と
して｜Δε｜を大きくすることができ、最終液晶組成物
に高速応答性を付与する。また、この液晶化合物は、第
２の液晶材料として混合される他の液晶化合物と交差周
波数ｆｃがほぼ等しく、しかも低いのでこれらの液晶化
合物の混合によっても最終液晶組成物の交差周波数ｆｃ
を高くすることがない。

また、この発明の液晶組成物には、粘度が高く（すなわ
ち、交差周波数ｆｃが低く、またネマテイック−等方相
転移点（Ｎ−Ｉ点）が高い故に液晶相を示す温度を高温
側に押し上げる）、Δεが負に大きな液晶化合物、すな
わち最終液晶組成物の誘電率異方性全体を負側に下げ、
かつ交差周波数ｆｃを下げるための液晶化合物が配合さ
れている。このタイプの液晶化合物は、一般式（Ｒ^１およびＲ^３は、それぞれ独立に炭素数１ないし８
のアルキル基）で示される液晶化合物であり、本発明で
はこの種頼の液晶化合物よりなる群の中から選ばれた少
なくとも１種の液晶化合物を用い、これを第３の液晶材
料ということとする。

さて、この発明の液晶組成物は、以上述べた３種の液晶
材料のみで構成されていてもよい。又、もう一方の発明
は、第１乃至第３の液晶材料だけでは液晶組成物の粘度
が高くなりすぎる場合、あるいは誘電特性が悪い場合に
は、それを微調整するために、上述の液晶組成物に、一般式（Ｒは、炭素数１ないし８のアルキル基）で示される種
類の液晶化合物よりなる群の中から選ばれた少なくとも
１種の液晶化合物を、第４の液晶材料として配合するこ
とを特徴とするものである。この発明における第４の液
晶材料は、誘電分散性は示さず、また、式（VII）の液
晶化合物は低粘度で、Δεが＋３程度のものである。な
お、この発明に用いられている液晶化合物はそれ自体知
られているものである。

上記４種類の液晶材料の一般的配合割合は、液晶組成物
総重量に対して、第１の液晶材料が３０ないし７０％、
第２の液晶材料が１７ないし６０％、第３の液晶材料が
２ないし１５％、及び第４の液晶材料が０ないし１５％
の割合であることが望ましい。

上記一般的配合割合を満足した上で、第１の液晶材料の
内、式（Ｉ）の液晶化合物の配合割合は、３０ないし７
０％の範囲内であることが好ましい。また、第３の液晶
材料の式（VI）で示される液晶化合物の配合割合は、２
ないし１５％であることが好ましい。

この発明の最も好ましい態様において、式（Ｉ）で示さ
れる液晶化合物は、４０ないし６５％の割合で、式（I
I）、式（III）、式（IV）および式（Ｖ）で示される液
晶化合物は合計で１７ないし４０％の割合で、式（VI）
で示される液晶化合物は２ないし１５％の割合で、およ
び式（VII）で示される液晶化合物は０ないし１５％の
割合で配合されることが望ましい。

この場合、第２の液晶材料は、式（II）で示される液晶
化合物が２ないし２０％の割合で、式（III）で示され
る液晶化合物が１０ないし２０％で、（IV）で示される
液晶化合物を５ないし２０％の割合で、式（Ｖ）で示さ
れる液晶化合物が０ないし１０％の割合で配合したもの
が最適である。

上記（Ｉ）ないし式（VII）で示される液晶化合物は、
上記一般的配合割合を満足することを条件として、次の
量的範囲内で配合することが殊に好ましい。すなわち、
式（Ｉ）で示される液晶化合物が２０ないし７０％の範
囲内で、式（II）で示される液晶化合物が２ないし２０
％の範囲内で、式（III）で示される液晶化合物が１０
ないし２０％の範囲内で、式（IV）で示される液晶化合
物が５ないし２０％の範囲内で式（Ｖ）で示される液晶
化合物が０ないし２０％の範囲内で、式（VI）で示され
る液晶化合物が２ないし１５％の範囲内で、式（VII）
で示される液晶化合物が０ないし１５％の範囲内であ
る。

〔実施例〕

以下、この発明を最も好ましい実施例によってさらに詳
しく説明する。

表１に示す液晶化合物を同表に示す割合で配合し、４種
の液晶組成物を調製した。この液晶組成物を用い、液晶
セルを作製し、電圧２５ボルトで２００Ｈｚおよび１０
０ｋＨｚの２周波で駆動させた。このときの液晶組成物
のΔε及び交差周波数ｆｃ（測定温度２５℃）を表２に
示す。なお、各液晶組成物の粘度（測定温度２５℃）、
およびＮ−Ｉ点も表２に併記する。また、各液晶化合物
の立ち上がり、立ち下がり時間は０．５ミリ秒以下で、
いずれの液晶組成物も０℃のフリーザー中で４日間放置
しても凍結しなかった（Ｃ−Ｎ点０℃以下）。

この表２に示すように、この実施例の液晶組成物は、粘
度が低く、低周波領域ｆＬにおけるΔεが正に大きな値
（すなわち、２００ＨｚにおけるΔεは＋４以上であ
る）を示し、高周波領域ｆＨである１００ｋＨｚにおけ
るΔεは−１以下であり、またＮ−Ｉ点が１１０℃以上
である。

〔発明の効果〕

以上述べたこの発明の液晶組成物は、第２の液晶材料に
式（II）で示す液晶化合物を少なくとも含んでおり、こ
の液晶化合物は、印加された電界の周波数変化に対する
Δεの変化幅が大きく、低粘度で、且つ交差周波数ｆｃ
が他の液晶化合物の交差周波数ｆｃとほぼ等しく、しか
も低いため、２０ないし２５ボルト程度の低い電圧が動
作し、また、立ち上がり立ち下がり時間が１．５ミリ秒
以下の高速応答性を示す。更に、交差周波数ｆｃが低
く、且つ液晶相を示す温度範囲が広い。

したがって、この発明の液晶組成物を用いれば、動作温
度範囲が広く、低い電圧でしかも比較的低い周波数を用
いた単純な駆動回路による２周波駆動によっても高速応
答する液晶素子を得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式（Ｒ^１は炭素数が１ないし８のアルキル基、Ｒ^２は炭素
数が１ないし８のアルキル基又はアルコキシ基）で示さ
れる液晶化合物の少なくとも１種からなる第１の液晶材
料と、一般式（各式において、Ｒは炭素数１ないし８までのアルキル
基）で示される液晶化合物よりなる群のうち、少なくと
も３種の液晶化合物を含む第２の液晶材料と、一般式（Ｒ^１およびＲ^３は、それぞれ独立に炭素数１ないし８
のアルキル基）で示される液晶化合物の少なくとも１種
からなる第３の液晶材料とを配合したことを特徴とする
液晶組成物。
【請求項２】液晶組成物総重量に対して、第１の液晶材
料が３０ないし７０％、第２の液晶材料が１７ないし６
０％、第３の液晶材料が２ないし１５％の割合で配合さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
液晶組成物。
【請求項３】第２の液晶材料が式（Ｖ）で示される液晶
化合物を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の液晶組成物。
【請求項４】液晶組成物総重量に対して、第１の液晶材
料が４０ないし６５％、第２の液晶材料が１７ないし４
０％の割合で配合されていることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の液晶組成物。
【請求項５】第２の液晶材料が式（II）で示される液晶
化合物を２ないし２０％の範囲内で含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第４項記載の液晶組成物。
【請求項６】第２の液晶材料が式（III）で示される液
晶化合物を１０ないし２０％、式（IV）で示される液晶
化合物を５ないし２０％の範囲内で含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第５項記載の液晶組成物。
【請求項７】式（Ｉ）で示される液晶化合物が３０ない
し７０％の範囲内で、式（II）で示される液晶化合物が
２ないし２０％の範囲内で、式（III）で示される液晶
化合物が１０ないし２０％の範囲内で、式（IV）で示さ
れる液晶化合物が５ないし２０％の範囲内で、式（Ｖ）
で示される液晶化合物が０ないし２０％の範囲内で、式
（IV）で示される液晶化合物が２ないし１５％の範囲内
で配合されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の液晶組成物。
【請求項８】一般式（Ｒ^１は炭素数が１ないし８のアルキル基、Ｒ^２は炭素
数が１ないし８のアルキル基又はアルコキシ基）で示さ
れる液晶化合物の少なくとも１種からなる第１の液晶材
料と、一般式（各式において、Ｒは炭素数１ないし８までのアルキル
基）で示される液晶化合物よりなる群のうち、少なくと
も３種の液晶化合物を含む第２の液晶材料と、一般式（Ｒ^１およびＲ^３は、それぞれ独立に炭素数１ないし８
のアルキル基）で示される液晶化合物の少なくとも１種
からなる第３の液晶材料と、一般式（Ｒは、炭素数１ないし８のアルキル基）で示される液
晶化合物の少なくとも１種からなる第４の液晶材料が配
合されていることを特徴とする液晶組成物。
【請求項９】液晶組成物総重量に対して、第１の液晶材
料が３０ないし７０％、第２の液晶材料が１７ないし６
０％、第３の液晶材料が２ないし１５％、及び第４の液
晶材料が１５％以下の割合で配合されていることを特徴
とする特許請求の範囲第８項記載の液晶組成物。
【請求項１０】液晶組成物総重量に対して、第１の液晶
材料が４０ないし６５％、第の２液晶材料が１７ないし
４０％の割合で配合されていることを特徴とする特許請
求の範囲第９項記載の液晶組成物。
【請求項１１】第２の液晶材料が式（II）で示される液
晶化合物を２ないし２０％の範囲内で含むことを特徴と
する特許請求の範囲第１０項記載の液晶組成物。
【請求項１２】第２の液晶材料が式（III）で示される
液晶化合物をを１０ないし２０％、式（IV）で示される
液晶化合物を５ないし２０％の範囲内で含むことを特徴
とする特許請求の範囲第１１項記載の液晶組成物。
【請求項１３】式（Ｉ）で示される液晶化合物が２０な
いし７０％の範囲内で、式（II）で示される液晶化合物
が２ないし２０％の範囲内で、式（III）で示される液
晶化合物が１０ないし２０％の範囲内で、式（IV）で示
される液晶化合物が５ないし２０％の範囲内で、式
（Ｖ）で示される液晶化合物が０ないし２０％の範囲内
で、式（VI）で示される液晶化合物が２ないし１５％の
範囲内で、式（VII）で示される液晶化合物が３０％以
下の範囲内で配合されていることを特徴とする特許請求
の範囲第９項記載の液晶組成物。