JPH0699684B2 - 液晶組成物 - Google Patents
液晶組成物Info
- Publication number
- JPH0699684B2 JPH0699684B2 JP61220898A JP22089886A JPH0699684B2 JP H0699684 B2 JPH0699684 B2 JP H0699684B2 JP 61220898 A JP61220898 A JP 61220898A JP 22089886 A JP22089886 A JP 22089886A JP H0699684 B2 JPH0699684 B2 JP H0699684B2
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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。
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。
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。
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、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。
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線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。
示方式であるため、安価なＸ−Ｙ線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、一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。
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、一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。
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Vu20とVd90の差である。ここでVu20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、Vd90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が大きくならざる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、固有のら旋ピッ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。
テリシスΔ（ΔはVu20とVd90の差である。ここでVu20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、Vd90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が大きくならざる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、固有のら旋ピッ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ィックは粘度
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。
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。
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ものである： 式I; （式中、Ｒは または である、但し、R1は炭素数２〜６の直鎖アルキルを表わ
す） 式II; （式中、Ｒは式Ｉで定義された意味と同じである）。
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ものである： 式I; （式中、Ｒは または である、但し、R1は炭素数２〜６の直鎖アルキルを表わ
す） 式II; （式中、Ｒは式Ｉ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。
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およびネマティック相から
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
（Sackmann,Grabmaier;Applications of Liquid Cry
stals,Springer Verlag 139〜140（1975））。
ク相転移のしきい電界強度Ehおよびネマティック相から
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
（Sackmann,Grabmaier;Applications of Liquid Cry
stals,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E
h,El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がらVdを小さくする条件を検
討した。
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E
h,El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がら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 K22:ひねりの弾性定数 K23: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K22、曲げの弾
性定数K33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K22,K33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K22,K33は小さくなる
が、式（１）よりK22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K22お
よびK33をどのように小さくすればΔを小さくせずにEh,
El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。式（３）
よりEh/El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。
式（１），（２）中のひねりの弾性定数K22、曲げの弾
性定数K33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K22,K33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K22,K33は小さくなる
が、式（１）よりK22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K22お
よびK33をどのように小さくすればΔを小さくせずにEh,
El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。式（３）
よりEh/El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。
式（４）の関係を、縦軸に弾性定数比K33/K22、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/El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、K
33/K22とＰの関係を可能な限り曲線K33/K22＝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）K33/K22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K22,K33は小さくなり、Eh
にはK22の項しか含まれないため、ηを小さくすること
はΔの確保およびEh,El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、および式（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。
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/El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、K
33/K22とＰの関係を可能な限り曲線K33/K22＝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）K33/K22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K22,K33は小さくなり、Eh
にはK22の項しか含まれないため、ηを小さくすること
はΔの確保およびEh,El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、および式（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。
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ィッ
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旋ピッチが十分
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。
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ィッ
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旋ピッチが十分
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。
エステル系 ビフェニル系 R1:炭素数２〜６の直鎖アルキル基 ＊：不斉炭素を表わす 〔実施例〕 φ10mmの透明導電膜（ITO）付きガラス基板（50×60×
1.1mm）２枚を洗浄した後、ポリビニルアルコール（PV
A）を約1,500A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
て低粘度化されていることがわかる。
1.1mm）２枚を洗浄した後、ポリビニルアルコール（PV
A）を約1,500A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
て低粘度化されていることがわかる。
従って、組成D,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。
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： 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。
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。
〔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、コレステリッ
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。
ス効果）を利用した液晶組成物において、コレステリッ
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。
第１図は相転移型液晶の駆動原理を説明するグラフであ
り 第２図はら旋ピッチと弾性定数比K33/K22の関係を示す
グラフである。
り 第２図はら旋ピッチと弾性定数比K33/K22の関係を示す
グラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 正之 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 山岸 康男 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−273285（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−149284（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−60384（ＪＰ，Ａ) 特表 昭62−501915（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項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; （式中、Ｒは または である、但し、R1は炭素数２〜６の直鎖アルキルを表わ
す） 式II; （式中、Ｒは式Ｉで定義された意味と同じである） - 【請求項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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61220898A JPH0699684B2 (ja) | 1986-09-20 | 1986-09-20 | 液晶組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61220898A JPH0699684B2 (ja) | 1986-09-20 | 1986-09-20 | 液晶組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6377990A JPS6377990A (ja) | 1988-04-08 |
| JPH0699684B2 true JPH0699684B2 (ja) | 1994-12-07 |
Family
ID=16758259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61220898A Expired - Fee Related JPH0699684B2 (ja) | 1986-09-20 | 1986-09-20 | 液晶組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0699684B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4744668B2 (ja) * | 2000-03-31 | 2011-08-10 | Ａｇｃセイミケミカル株式会社 | 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 |
-
1986
- 1986-09-20 JP JP61220898A patent/JPH0699684B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6377990A (ja) | 1988-04-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |