JPH06108054A - Nematic liquid crystal composition and liquid crystal display device using the same - Google Patents
Nematic liquid crystal composition and liquid crystal display device using the sameInfo
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- JPH06108054A JPH06108054A JP4256415A JP25641592A JPH06108054A JP H06108054 A JPH06108054 A JP H06108054A JP 4256415 A JP4256415 A JP 4256415A JP 25641592 A JP25641592 A JP 25641592A JP H06108054 A JPH06108054 A JP H06108054A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 一般式(I)
【化1】
(R1:C2〜C7のアルキル、アルケニル、l、m、
n:0、1、X1:H、F)で表わされる化合物及び一
般式(II)
【化2】
(R2:C2〜C7のアルキル、アルケニル、CjH2j+1-
O-CkH2k-、j:1〜3、k:2〜5)で表わされる
化合物を含有するネマチック液晶組成物及びこれを用い
た液晶表示装置。
【効果】 本発明のネマチック液晶組成物は、しきい値
電圧が低く、応答速度が速く、しかも化学的安定性が高
いものである。従って、これを用いた液晶表示装置は、
広い温度範囲において駆動電圧の変動が小さく高速応答
性を有するとともに、誘電異方性の低減により表示画面
のちらつきやクロストーク現象が改善され、情報量の多
いSTN-LCDにおいても良好な駆動特性及び表示特性が得
られる。(57) [Summary] [Structure] General Formula (I) (R 1 : C 2 -C 7 alkyl, alkenyl, 1, m,
n: 0, 1, X 1 : H, F) and a compound represented by the general formula (II) (R 2: alkyl C 2 -C 7, alkenyl, C j H 2j + 1 -
O-C k H 2k -, j: 1~3, k: 2~5 nematic liquid crystal composition containing the compound represented by) and a liquid crystal display device using the same. The nematic liquid crystal composition of the present invention has a low threshold voltage, a high response speed, and a high chemical stability. Therefore, a liquid crystal display device using this is
It has a small change in driving voltage over a wide temperature range and high-speed response, and the flicker and crosstalk phenomenon of the display screen are improved by reducing the dielectric anisotropy. Display characteristics are obtained.
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電気光学的表示材料と
して有用なネマチック液晶組成物及びこれを用いた液晶
表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nematic liquid crystal composition useful as an electro-optical display material and a liquid crystal display device using the nematic liquid crystal composition.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶表示素子の代表的なものにTN-LCD
(ツイスティッド・ネマチック液晶表示素子)があり、
時計、電卓、電子手帳、ポケットコンピュータ、ワード
プロセッサ、パーソナルコンピュータなどに使用されて
いる。一方、近年、OA機器の処理情報の増加に伴い、
一画面に表示される情報量が増大しており、従来のTN-L
CDではコントラスト及び視野角等の表示品位面からも、
特にワードプロセッサ、パーソナルコンピューターなど
の高時分割駆動の要求に応えられなくなっている。2. Description of the Related Art TN-LCD is a typical liquid crystal display device.
(Twisted nematic liquid crystal display element)
Used in clocks, calculators, electronic organizers, pocket computers, word processors, personal computers, etc. On the other hand, in recent years, with the increase in processing information of OA equipment,
The amount of information displayed on one screen is increasing, and the conventional TN-L
In terms of display quality such as contrast and viewing angle for CD,
In particular, it has become impossible to meet the demand for high time division driving of word processors, personal computers, and the like.
【0003】このような状況の中で、シェファー(Sche
ffer)等[SID '85 Digest, 120頁(1985年)]、あるい
は衣川等[SID '86 Digest, 122頁(1986年)]によっ
て、STN(スーパー・ツイスティッド・ネマチック)−L
CDが開発され、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュ
ータなどの高情報処理用の表示に広く普及しはじめてい
る。そして、この様な表示素子に対応するために現在も
新しい液晶化合物あるいは液晶組成物の提案がなされて
いる。In such a situation, Scheffer (Sche
FER) et al. [SID '85 Digest, p. 120 (1985)] or Kinugawa et al. [SID '86 Digest, p. 122 (1986)], STN (Super Twisted Nematic) -L
CD has been developed and has begun to spread widely in displays for high information processing such as word processors and personal computers. In order to deal with such a display device, new liquid crystal compounds or liquid crystal compositions have been proposed at present.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】TN-LCDやSTN-LCDに
は、液晶材料の化学的安定性、液晶表示装置の低電圧駆
動性及び応答特性等の課題がある。The TN-LCD and STN-LCD have problems such as chemical stability of liquid crystal materials, low voltage drivability and response characteristics of liquid crystal display devices.
【0005】例えば、ワードプロセッサ、パーソナルコ
ンピューター等の情報量の多いSTN-LCDには高時分割数
で良好な駆動特性が要求されるが、時分割数の増大は駆
動電圧の上昇を起こし駆動回路に大きな影響を与える。
これを低減させる一つの方法として、For example, an STN-LCD having a large amount of information such as a word processor and a personal computer is required to have good driving characteristics with a high number of time divisions. Have a big impact.
One way to reduce this is
【0006】[0006]
【数1】 [Equation 1]
【0007】(式中、Vthはしきい値電圧を、kは比例
定数を、Kは弾性定数を、Δεは誘電異方性をそれぞれ
表わす。)の関係から、誘電異方性の大きな液晶材料を
用いて駆動電圧を低下させる方法が知られている。しか
しながら、このような液晶材料の多くは液晶材料の粘性
を増加させるものであるので、良好な応答特性を得るこ
とを困難にさせる、あるいは各画素毎のキャパシタンス
成分を増加させるものであるので表示可能な駆動周波数
範囲を狭め、これによりクロストーク現象を発生させる
等の問題を有している。(Wherein V th is a threshold voltage, k is a proportional constant, K is an elastic constant, and Δε is a dielectric anisotropy). A method of reducing a driving voltage by using a material is known. However, since most of such liquid crystal materials increase the viscosity of the liquid crystal material, it is difficult to obtain a good response characteristic, or the capacitance component of each pixel is increased, so that display is possible. However, there is a problem in that the driving frequency range is narrowed and a crosstalk phenomenon is caused thereby.
【0008】一方、低電圧で駆動可能な従来の液晶材料
の場合、一般的に、調製された初期あるいは促進テスト
後の抵抗値が低いことが知られている。この様な液晶材
料の低い抵抗値は、時分割数の増大により表示画面のち
らつきやコントラストの低下等を引き起こす原因とな
り、好ましくなかった。On the other hand, in the case of a conventional liquid crystal material which can be driven at a low voltage, it is generally known that the prepared resistance value after the initial or accelerated test is low. Such a low resistance value of the liquid crystal material is not preferable because it causes a flicker of the display screen and a decrease in contrast due to an increase in the number of time divisions.
【0009】更に、情報量の増加による暗い画質を補う
目的で、STN-LCDにはバックライトを補助光源として利
用することが一般的である。このために、バックライト
方式のSTN-LCDに用いられる液晶材料には、耐熱性及び
耐光性等の化学的安定性が新たに要求されている。Further, in order to compensate for the dark image quality due to the increase in the amount of information, it is common to use a backlight as an auxiliary light source in STN-LCD. For this reason, liquid crystal materials used for backlight STN-LCDs are required to have new chemical stability such as heat resistance and light resistance.
【0010】本発明が解決しようとする課題は、TN-LCD
やSTN-LCD用液晶材料として誘電異方性と弾性定数の両
者の絶対値が小さく、また、しきい値電圧が低く、応答
速度が速く、しかも化学的安定性の高い液晶組成物を提
供することにあり、更に、この液晶組成物を用いた液晶
表示装置を提供することにある。The problem to be solved by the present invention is TN-LCD.
A liquid crystal composition having a small absolute value of both dielectric anisotropy and elastic constant, a low threshold voltage, a high response speed, and a high chemical stability as a liquid crystal material for STN-LCD In particular, another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device using this liquid crystal composition.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、第1の液晶組成物として、(1)一般式
(I)In order to solve the above problems, the present invention provides, as a first liquid crystal composition, (1) general formula (I)
【0012】[0012]
【化4】 [Chemical 4]
【0013】(式中、R1は炭素原子数2〜7の直鎖状
アルキル基又はアルケニル基を表わし、l、m及びnは
各々独立的に0又は1を表わし、X1はH又はFを表わ
す。但し、mが0の場合、nは0である。)で表わされ
る化合物及び(2)一般式(II)(In the formula, R 1 represents a linear alkyl group or alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, l, m and n each independently represent 0 or 1, and X 1 represents H or F. Provided that when m is 0, n is 0.) and (2) the general formula (II)
【0014】[0014]
【化5】 [Chemical 5]
【0015】(式中、R2は炭素原子数2〜7の直鎖状
アルキル基、アルケニル基又はCjH2j+1-O-CkH2k-
を表わし、jは1〜3の整数を表わし、kは2〜5の整
数を表わす。)で表わされる化合物を含有することを特
徴とするネマチック液晶組成物を提供する。(In the formula, R 2 is a linear alkyl group having 2 to 7 carbon atoms, an alkenyl group or C j H 2j + 1 -O-C k H 2k-.
, J represents an integer of 1 to 3, and k represents an integer of 2 to 5. And a nematic liquid crystal composition containing a compound represented by the formula (1).
【0016】また、本発明の第2の液晶組成物として、
(1)上記一般式(II)で表わされる化合物及び
(2)一般式(III)〜(XII)As the second liquid crystal composition of the present invention,
(1) The compound represented by the general formula (II) and (2) the general formulas (III) to (XII).
【0017】[0017]
【化6】 [Chemical 6]
【0018】(式中、R3は炭素原子数2〜7の直鎖状
アルキル基、アルケニル基又はCpH2p+1-O-CqH2q-
を表わし、pは1〜3の整数を表わし、qは2〜5の整
数を表わし、R4は炭素原子数2〜7の直鎖状アルキル
基又はCsH2s+1-O-CtH2t-を表わし、sは1〜3の
整数を表わし、tは2〜5の整数を表わす。)で表わさ
れる化合物から成る群から選ばれる化合物を含有するこ
とを特徴とするネマチック液晶組成物を提供する。(In the formula, R 3 is a linear alkyl group having 2 to 7 carbon atoms, an alkenyl group or C p H 2p + 1 -O-C q H 2q-.
, P represents an integer of 1 to 3, q represents an integer of 2 to 5, R 4 represents a linear alkyl group having 2 to 7 carbon atoms or C s H 2s + 1 -O-C t. H 2t −, s represents an integer of 1 to 3, and t represents an integer of 2 to 5. And a nematic liquid crystal composition comprising a compound selected from the group consisting of compounds represented by
【0019】更に、本発明の第3の液晶組成物として、
(1)上記一般式(I)で表わされる化合物、(2)上
記一般式(II)で表わされる化合物及び(3)上記一
般式(III)〜(XII)で表わされる化合物から成
る群から選ばれる化合物を含有することを特徴とするネ
マチック液晶組成物を提供する。Further, as the third liquid crystal composition of the present invention,
(1) a compound represented by the general formula (I), (2) a compound represented by the general formula (II), and (3) a compound represented by the general formula (III) to (XII). There is provided a nematic liquid crystal composition containing a compound described below.
【0020】また、本発明は上記のネマチック液晶組成
物を用いたツイスティッド・ネマチック又はスーパー・
ツイスティッド・ネマチック液晶表示装置を提供する。The present invention also provides a twisted nematic or super nematic liquid crystal using the above nematic liquid crystal composition.
Provided is a twisted nematic liquid crystal display device.
【0021】本発明に係わる一般式(I)で表わされる
化合物の代表的なものの例(No.1〜6)とその相転
移温度を下記第1表に、一般式(II)で表わされる化
合物の代表的なものの例(No.7、8)とその相転移
温度を下記第2表に、また、一般式(III)〜(XI
I)で表わされる化合物の代表的なものの例(No.9
〜25)とその相転移温度を下記第3表に示す。Representative examples (Nos. 1 to 6) of the compounds represented by the general formula (I) according to the present invention and their phase transition temperatures are shown in Table 1 below, and the compounds represented by the general formula (II) are shown in Table 1. Examples (Nos. 7 and 8) and the phase transition temperatures thereof are shown in Table 2 below, and also in general formulas (III) to (XI).
Examples of typical compounds represented by I) (No. 9)
~ 25) and their phase transition temperatures are shown in Table 3 below.
【0022】尚、下記表中、m.p.は結晶相から液晶相
又は等方性液体相に相転移する温度を、c.p.は液晶相
から等方性液体相に相転移する温度をそれぞれ表わす。In the table below, mp is the temperature at which the crystal phase changes to the liquid crystal phase or the isotropic liquid phase, and cp is the temperature at which the liquid crystal phase changes to the isotropic liquid phase. Respectively.
【0023】[0023]
【表1】 [Table 1]
【0024】[0024]
【表2】 [Table 2]
【0025】[0025]
【表3】 [Table 3]
【0026】[0026]
【表4】 [Table 4]
【0027】一般式(II)で表わされる化合物自体
は、特開昭60−120858号公報において開示され
たものであり、これを用いた液晶材料としては、特開昭
61−289号公報の技術が知られている。しかしなが
ら、一般式(II)の化合物だけでは組成物の駆動電圧
を十分に低下させることができず、また、△nが大きい
ため、液晶表示素子への用途に制限がある。また、一般
式(II)の化合物と式(a)の化合物を併用すると、
後述の比較例にも示したように、液晶材料の比抵抗値が
大きく低下し、液晶材料自体が黄変し、化学反応をする
などの問題を有している。The compound itself represented by the general formula (II) is disclosed in JP-A-60-120858, and a liquid crystal material using the same is disclosed in JP-A-61-289. It has been known. However, the driving voltage of the composition cannot be sufficiently lowered only by the compound of the general formula (II), and since Δn is large, there is a limitation in application to a liquid crystal display device. When the compound of general formula (II) and the compound of formula (a) are used in combination,
As shown in Comparative Examples described later, there are problems that the specific resistance value of the liquid crystal material is significantly reduced, the liquid crystal material itself turns yellow, and a chemical reaction occurs.
【0028】本発明者らは、このような問題を解決する
ために鋭意検討した結果、一般式(II)で表わされる
化合物と、一般式(I)及び/又は一般式(III)〜
(XII)で表わされる化合物からなる群から選ばれる
化合物とを組み合わせて用いることにより、上記課題を
解決することができる優れたネマチック液晶組成物を得
られることを見いだしたのである。The inventors of the present invention have made extensive studies in order to solve such problems, and as a result, the compound represented by the general formula (II), the general formula (I) and / or the general formula (III) to
It has been found that an excellent nematic liquid crystal composition capable of solving the above problems can be obtained by using in combination with a compound selected from the group consisting of compounds represented by (XII).
【0029】本発明の液晶組成物は、一般式(II)の
化合物を5〜35重量%の範囲で含有することが好まし
く、5〜30重量%の範囲で含有することが特に好まし
い。The liquid crystal composition of the present invention preferably contains the compound of the general formula (II) in the range of 5 to 35% by weight, particularly preferably 5 to 30% by weight.
【0030】本発明の第1及び3の液晶組成物の特徴の
1つは、一般式(I)で表わされる化合物を含有するも
のであり、応答速度を悪化させることなく駆動電圧を低
減させる効果が得られる点にある。また、一般式(I)
の化合物は、STN-LCDの表示特性に重要な役割を果たす
液晶材料の弾性定数の調整にも有用なものであり、用途
に応じた弾性定数比K33/K11を示すネマチック液晶組
成物を調製可能とするものである。One of the characteristics of the first and third liquid crystal compositions of the present invention is that the liquid crystal composition contains the compound represented by the general formula (I), and has the effect of reducing the driving voltage without deteriorating the response speed. Is obtained. In addition, the general formula (I)
The compound is also useful for adjusting the elastic constant of a liquid crystal material that plays an important role in the display characteristics of STN-LCD, and a nematic liquid crystal composition exhibiting an elastic constant ratio K 33 / K 11 depending on the application can be obtained. It can be prepared.
【0031】このような効果は、一般式(I)で表わさ
れる化合物の一方の末端基がアルキル基又はアルケニル
基であり、他方が−OCNの極性基であることによると
考えられる。そしてより詳しくは、一般式(I)の化合
物の誘電異方性が非常に小さく、弾性定数比K33/K11
の大きさに係わりなく、弾性定数の絶対値も非常に小さ
いことによると考えられる。It is considered that such an effect is due to one terminal group of the compound represented by the general formula (I) being an alkyl group or an alkenyl group and the other being a polar group of -OCN. More specifically, the dielectric anisotropy of the compound of the general formula (I) is very small, and the elastic constant ratio K 33 / K 11
It is considered that the absolute value of the elastic constant is very small regardless of the magnitude of.
【0032】本発明の第1及び3の液晶組成物は、一般
式(I)の化合物を5〜75重量%の範囲で含有するこ
とが好ましく、10〜50重量%の範囲が特に好まし
い。The first and third liquid crystal compositions of the present invention preferably contain the compound of formula (I) in the range of 5 to 75% by weight, particularly preferably 10 to 50% by weight.
【0033】本発明の第1及び3の液晶組成物における
一般式(I)の化合物の効果を明らかにするために、以
下の実験を行った。まず、現在汎用されている化合物か
らなる母体液晶として、下記に示す混合液晶(A)を調
製した。The following experiments were conducted in order to clarify the effects of the compounds of the general formula (I) in the first and third liquid crystal compositions of the present invention. First, a mixed liquid crystal (A) shown below was prepared as a host liquid crystal composed of a currently widely used compound.
【0034】[0034]
【化7】 [Chemical 7]
【0035】(上記中、「%」は『重量%』を意味す
る。) 次いで、混合液晶(A)70重量%及び上記第1表に示
したNo.1の化合物30重量%からなる液晶組成物N
o.26を調製した。また、比較のために、No.1の
化合物の類似構造を有し、−OCNの代わりに−CNの
極性基を有する式(a)(In the above, "%" means "% by weight".) Next, 70% by weight of the mixed liquid crystal (A) and No. 1 shown in Table 1 above. A liquid crystal composition N comprising 30% by weight of the compound 1
o.26 was prepared. In addition, for comparison, No. Formula (a) having a similar structure of the compound of 1 and having a polar group of -CN instead of -OCN.
【0036】[0036]
【化8】 [Chemical 8]
【0037】の化合物を用いて、同様にして液晶組成物
(b)を調製した。これらの組成物No.26、(b)
及び混合液晶(A)について、ネマチック相−等方性液
体相転移温度(TN-I)、誘電異方性(△ε)、複屈折
率(△n)、弾性定数(K11、K33)、セル厚8μmの
TN-LCDを構成したときのしきい値電圧(Vth)、応答速
度に重要な影響を与える粘性(η)の測定を行った。こ
の結果を下記第4表に示す。A liquid crystal composition (b) was prepared in the same manner using the compound (1). These composition Nos. 26, (b)
And the mixed liquid crystal (A), nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (T NI ), dielectric anisotropy (Δε), birefringence (Δn), elastic constants (K 11 , K 33 ), Cell thickness of 8 μm
The threshold voltage (V th ) when the TN-LCD was constructed, and the viscosity (η) which has an important influence on the response speed were measured. The results are shown in Table 4 below.
【0038】[0038]
【表5】 [Table 5]
【0039】この結果から、一般式(I)で表わされる
化合物を含有するネマチック液晶材料No.26は、△
εが比較の組成物(b)の60%に相当する小さい値に
も拘らず、駆動電圧が低いことが認められた。これは極
性基の僅かな違いにより、弾性定数K11、K33のそれぞ
れの値が小さいことに由来するものであると考えられ
る。更に、本発明のNo.26の組成物では、20℃、
0℃、−20℃の全ての温度で低粘性の特性を示し、特
に−20℃では比較の組成物(b)の65%に相当する
小さい値になっている。この特性は、特に低温での高速
応答性が重要視される車載用に有用なものである。この
ように、駆動電圧と応答速度の両者を十分に低減できる
特性は、いまだかつて類を見ないものである。From these results, the nematic liquid crystal material No. containing the compound represented by the general formula (I) was obtained. 26 is △
It was found that the drive voltage was low, despite the small value of ε corresponding to 60% of the comparative composition (b). It is considered that this is because the elastic constants K 11 and K 33 have small values due to slight differences in polar groups. Further, according to the present invention No. 26 compositions at 20 ° C.,
It exhibits a low-viscosity characteristic at all temperatures of 0 ° C. and −20 ° C., and particularly at −20 ° C., it has a small value corresponding to 65% of the comparative composition (b). This characteristic is particularly useful for in-vehicle use where high-speed response at low temperatures is important. In this way, the characteristic that both the driving voltage and the response speed can be sufficiently reduced is unprecedented.
【0040】本発明の第1の液晶組成物は、(1)一般
式(I)で表わされる化合物及び(2)一般式(II)
で表わされる化合物を併用することにより、特に上述の
特性を維持向上する効果が得られるものである。The first liquid crystal composition of the present invention comprises (1) a compound represented by the general formula (I) and (2) a general formula (II).
By using the compound represented by the formula (1) together, the effect of maintaining and improving the above-mentioned properties can be obtained.
【0041】また、本発明の第2の液晶組成物は、
(1)一般式(II)で表わされる化合物及び(2)一
般式(III)〜(XII)で表わされる化合物からな
る群から選ばれる化合物を併用することにより、特に化
学的安定性に優れ、しきい値の温度依存性を低減し、低
温での応答特性に優れるという効果が得られるものであ
る。Further, the second liquid crystal composition of the present invention comprises
By using a compound selected from the group consisting of (1) the compound represented by the general formula (II) and (2) the compound represented by the general formulas (III) to (XII), particularly excellent chemical stability, The effect of reducing the temperature dependence of the threshold value and excellent response characteristics at low temperatures can be obtained.
【0042】また、本発明の第3の液晶組成物は、
(1)一般式(I)で表わされる化合物、(2)一般式
(II)で表わされる化合物及び(3)一般式(II
I)〜(XII)で表わされる化合物からなる群から選
ばれる化合物を併用することにより、上述の特性を維持
向上する効果が得られるものである。また、表示特性に
重要な役割を果たす弾性定数の最適化ができ、用途に応
じた弾性定数比K33/K11を示すネマチック液晶組成物
を調製可能とするものである。Further, the third liquid crystal composition of the present invention comprises
(1) a compound represented by the general formula (I), (2) a compound represented by the general formula (II), and (3) a general formula (II)
By using a compound selected from the group consisting of the compounds represented by I) to (XII) in combination, the effect of maintaining and improving the above-mentioned properties can be obtained. Further, it is possible to optimize the elastic constant which plays an important role in display characteristics, and to prepare a nematic liquid crystal composition having an elastic constant ratio K 33 / K 11 according to the application.
【0043】本発明の第2及び3の液晶組成物で使用す
る一般式(III)〜(XII)で表わされる化合物
は、誘電異方性が4〜12の中位の値を有する化合物で
あり、一般的にはこれらの化合物を用いて液晶組成物の
しきい値電圧を1.6V以下に低減させることが難しい
という欠点を有するが、本発明においては、一般式
(I)で表わされる化合物及び/又は一般式(II)で
表わされる化合物と併用することにより、十分に低い駆
動電圧で動作できるネマチック液晶組成物を得ることが
できるものである。The compounds represented by the general formulas (III) to (XII) used in the second and third liquid crystal compositions of the present invention are compounds having a dielectric anisotropy of a medium value of 4 to 12. In general, it is difficult to reduce the threshold voltage of the liquid crystal composition to 1.6 V or less using these compounds, but in the present invention, the compound represented by the general formula (I) is used. And / or a nematic liquid crystal composition that can operate at a sufficiently low driving voltage can be obtained by using it in combination with the compound represented by the general formula (II).
【0044】このうち、一般式(III)〜(VII
I)で表わされる化合物は、液晶組成物の△nを容易に
低減させることができ、ネマチック液晶組成物に要求さ
れるΔnを最適化して、液晶表示装置の色むらの低減、
視角特性の向上、コントラスト比の増加等を行うことが
できるものである。そして、STN-LCDの表示特性に必要
な大きな弾性定数比K33/K11を得るのに有用なもので
あり、多くの情報を表示することができる。また、ネマ
チック相を高温側及び低温側に拡大させる傾向を有し、
液晶表示装置の操作可能な温度範囲を広げることができ
る。更に、ネマチック液晶組成物の粘性を向上させるも
のであり、高速応答の液晶表示装置を得ることができる
ものである。Of these, general formulas (III) to (VII
The compound represented by I) can easily reduce Δn of the liquid crystal composition, and optimize Δn required for the nematic liquid crystal composition to reduce color unevenness of the liquid crystal display device.
It is possible to improve the viewing angle characteristics and increase the contrast ratio. It is useful for obtaining a large elastic constant ratio K 33 / K 11 necessary for the display characteristics of STN-LCD, and can display a lot of information. Further, it has a tendency to expand the nematic phase to the high temperature side and the low temperature side,
The operable temperature range of the liquid crystal display device can be expanded. Further, the viscosity of the nematic liquid crystal composition is improved, and a liquid crystal display device having a high-speed response can be obtained.
【0045】また、一般式(IX)〜(XII)で表わ
される化合物は、液晶組成物の△nを増大させることが
でき、ネマチック液晶組成物に要求されるΔnを最適化
して、液晶表示装置の色むらの低減やコントラスト比の
増加を行うことができるものである。また、大きな弾性
定数比K33/K11を容易に得ることができ、ビューファ
インダー等の表示特性を改善するのに有用なものであ
る。特にネマチック相を高温側に拡大させる傾向を有
し、液晶表示装置の駆動可能な温度範囲を広げることが
でき、ネマチック液晶組成物の粘性を悪化させず、高速
応答の液晶表示装置を得ることができるものである。更
に一般式(IX)〜(XII)の化合物は、一般式(I
II)〜(VIII)の化合物より駆動電圧を低下させ
る傾向を有するものが多い。Further, the compounds represented by the general formulas (IX) to (XII) can increase the Δn of the liquid crystal composition, and the Δn required for the nematic liquid crystal composition is optimized to obtain a liquid crystal display device. It is possible to reduce the color unevenness and increase the contrast ratio. Further, a large elastic constant ratio K 33 / K 11 can be easily obtained, which is useful for improving the display characteristics of a viewfinder or the like. In particular, it is possible to obtain a high-speed response liquid crystal display device that has a tendency to expand the nematic phase to a high temperature side, can extend the drivable temperature range of the liquid crystal display device, and does not deteriorate the viscosity of the nematic liquid crystal composition. It is possible. Furthermore, the compounds of the general formulas (IX) to (XII) are
Many of them have a tendency to lower the driving voltage than the compounds of II) to (VIII).
【0046】本発明の第2及び第3の液晶組成物は、一
般式(III)〜(VIII)で表わされる化合物から
なる群から選ばれる化合物を各々0〜30重量%の範囲
で含有することが好ましく、総量では10〜80重量%
の範囲で含有することが好ましい。あるいは、一般式
(IX)〜(XII)で表わされる化合物からなる群か
ら選ばれる化合物を各々0〜25重量%の範囲で含有す
ることが好ましく、総量では5〜80重量%の範囲で含
有することが好ましい。勿論、より高度の液晶表示装置
に適した特性が必要とされる場合には、本発明の液晶組
成物は一般式(III)〜(VIII)で表わされる化
合物からなる群から選ばれる化合物及び一般式(IX)
〜(XII)で表わされる化合物からなる群から選ばれ
る化合物を併用することがより好ましい。The second and third liquid crystal compositions of the present invention each contain a compound selected from the group consisting of compounds represented by the general formulas (III) to (VIII) in the range of 0 to 30% by weight. Is preferable, and the total amount is 10 to 80% by weight.
It is preferable to contain in the range of. Alternatively, each of the compounds selected from the group consisting of the compounds represented by the general formulas (IX) to (XII) is preferably contained in the range of 0 to 25% by weight, and the total amount thereof is contained in the range of 5 to 80% by weight. It is preferable. Of course, when properties suitable for a higher level liquid crystal display device are required, the liquid crystal composition of the present invention is a compound selected from the group consisting of compounds represented by the general formulas (III) to (VIII) and a general compound. Formula (IX)
It is more preferable to use a compound selected from the group consisting of compounds represented by to (XII) in combination.
【0047】また、後述の実施例にも示したように、本
発明の液晶組成物を用いることによって、しきい値電圧
の温度依存性が改善された液晶表示装置を提供すること
ができる。Further, as shown in Examples below, by using the liquid crystal composition of the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device in which the temperature dependence of the threshold voltage is improved.
【0048】しきい値電圧の温度依存性を改善させる従
来の技術としては、誘起されたピッチが負の温度依存性
を有するカイラル化合物を用いることが知られている。
本発明はこの様な化合物の添加に起因した欠点、即ち粘
性の悪化、しきい値電圧の増加、調整の煩わしさ、コス
トの上昇等の課題をも解決できる優れたものである。As a conventional technique for improving the temperature dependence of the threshold voltage, it is known to use a chiral compound whose induced pitch has a negative temperature dependence.
The present invention is excellent in that it can solve the problems caused by the addition of such a compound, that is, the problems such as deterioration of viscosity, increase of threshold voltage, troublesome adjustment, and cost increase.
【0049】更に、本発明の液晶組成物は、一般式(I
II)〜(XII)で表わされる化合物からなる群から
選ばれる化合物を含有することにより、より大きなプレ
チルト角を形成できる効果も認められる。具体的には、
一般式(I)又は一般式(II)で表わされる化合物だ
けでは、形成されるプレチルト角に特段の効果は見られ
ないが、一般式(III)〜(XII)で表わされる化
合物における末端基がアルコキシアルキル基である化合
物、あるいはこれを多く含有する液晶組成物では大きな
プレチルト角が形成され、この化合物あるいは液晶組成
物に一般式(I)及び/又は一般式(II)で表わされ
る化合物を混合した場合も、プレチルト角を改善維持で
きる効果が得られる。この様なプレチルト角を改善維持
できる効果によって、ストライプ・ドメインが顕著に発
生しにくくなり、STNーLCDの作製時の歩止まりを向上さ
せることができる。Further, the liquid crystal composition of the present invention has the general formula (I
By containing a compound selected from the group consisting of compounds represented by II) to (XII), it is also recognized that a larger pretilt angle can be formed. In particular,
Although only the compound represented by the general formula (I) or the general formula (II) has no particular effect on the pretilt angle formed, the terminal group in the compound represented by the general formula (III) to (XII) is A compound having an alkoxyalkyl group or a liquid crystal composition containing a large amount of the same forms a large pretilt angle, and this compound or the liquid crystal composition is mixed with a compound represented by the general formula (I) and / or the general formula (II). Also in the case, the effect of improving and maintaining the pretilt angle can be obtained. Due to such an effect of improving and maintaining the pretilt angle, stripe domains are less likely to occur, and the yield in manufacturing STN-LCD can be improved.
【0050】また、本発明の液晶組成物は後述の実施例
にも示したように、化学的に安定であって高い抵抗値を
有するものであり、従って、広い駆動周波数で表示可能
である。Further, the liquid crystal composition of the present invention is chemically stable and has a high resistance value, as shown in Examples described later, and thus can be displayed at a wide driving frequency.
【0051】本発明の液晶組成物は、上記一般式(I)
〜(XII)の化合物に加えて、液晶組成物の他の特性
を改善するために、液晶化合物として認識される通常の
ネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液
晶などを含有していてもよい。この様な液晶化合物の代
表的なものの例を以下に挙げる。The liquid crystal composition of the present invention has the above general formula (I).
In addition to the compounds (XII) to (XII), in order to improve other properties of the liquid crystal composition, a normal nematic liquid crystal, a smectic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal or the like recognized as a liquid crystal compound may be contained. Typical examples of such liquid crystal compounds are given below.
【0052】[0052]
【化9】 [Chemical 9]
【0053】(上記一般式中、Rはアルキル基、アルケ
ニル基又はアルコキシアルキル基を表わし、XはH又は
Fを表わす。)(In the above general formula, R represents an alkyl group, an alkenyl group or an alkoxyalkyl group, and X represents H or F.)
【0054】[0054]
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を詳述するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。ま
た、以下の実施例及び比較例において、「%」は『重量
%』を表わす。The present invention will be described in detail below with reference to examples.
The invention is not limited to these examples. Further, in the following examples and comparative examples, "%" represents "% by weight".
【0055】組成物の比抵抗は、液晶組成物2gをアン
プル管に入れ、真空脱気後、窒素置換の処理をして封入
し、150℃、1時間の加熱促進テスト、及び10時間
の紫外線照射促進テスト「SUNTEST」(オリジナ
ルハナウ社製)を行なった後の液晶組成物の比抵抗を測
定した。The specific resistance of the composition was determined by placing 2 g of the liquid crystal composition in an ampoule tube, degassing in a vacuum, enclosing it by a process of nitrogen substitution, enclosing it at 150 ° C. for 1 hour in a heat acceleration test, and for 10 hours in an ultraviolet ray. The specific resistance of the liquid crystal composition after the irradiation acceleration test "SUNTEST" (manufactured by Original Hanau) was measured.
【0056】実施例中、測定した特性の各記号の意味は
以下の通りである。 TN-I : ネマチック相−等方性液体相転移温度(℃) Δε : 誘電異方性 Δn : 複屈折率 Vth : セル厚8μmのTN-LCDを構成した時のしきい
値電圧(V) τr=τd: 電圧無印加状態から電圧を印加して光が透
過する状態になるまでの立ち上がり時間(τr)と電圧
印加状態から電圧を除いて光が透過しなくなるまでの立
ち下がり時間(τd)が等しくなる応答時間(ミリ秒) ηT : T℃における粘度(c.p.) K11、K22、K33 : 弾性定数(Newton) K33/K11、K33/K22: 弾性定数比In the examples, the symbols of the measured characteristics have the following meanings. T NI : Nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (° C) Δε: Dielectric anisotropy Δn: Birefringence V th : Threshold voltage (V) τ when a TN-LCD having a cell thickness of 8 μm is constructed r = τ d : rise time (τ r ) from the state where no voltage is applied to the state where light is transmitted when voltage is applied, and the fall time (time when light is no longer transmitted from the state where voltage is applied except voltage) ( Response time (msec) where τ d ) becomes equal η T : Viscosity (cp) at T ° C. K 11 , K 22 , K 33 : Elastic constant (Newton) K 33 / K 11 , K 33 / K 22 : Elastic constant ratio
【0057】(参考例1)第2表中のNo.7とNo.
8の化合物について、合成最終工程で以下の精製を行な
った。Reference Example 1 No. 2 in Table 2 7 and No.
The following purification was performed on the compound of 8 in the final step of the synthesis.
【0058】まず、3%中性アルミナ精製剤、3%シリ
カゲル精製剤及び5%活性炭を、No.7の化合物又は
No.8の化合物に混合し、液晶相状態の温度で2時間
攪拌した。その後、0.1μmのメンブランフィルター
を用いて濾過し、各化合物を精製した。この様にして得
られたNo.7及びNo.8の化合物を等量ずつ混合
し、この混合液晶2gをアンプル管に入れ、真空脱気
後、窒素置換の処理をして封入し、150℃、1時間の
加熱促進テスト後の比抵抗を測定した。First, 3% neutral alumina purification agent, 3% silica gel purification agent and 5% activated carbon were added to No. No. 7 compound or No. 7 It was mixed with the compound of Example 8 and stirred at a temperature of a liquid crystal phase state for 2 hours. Then, each compound was purified by filtration using a 0.1 μm membrane filter. Thus obtained No. 7 and No. The compounds of 8 were mixed in equal amounts, and 2 g of this mixed liquid crystal was put into an ampoule tube, degassed in vacuum, and then subjected to nitrogen substitution treatment and sealed, and the specific resistance after a heating acceleration test at 150 ° C. for 1 hour was measured. did.
【0059】その結果、未精製混合液晶の比抵抗が1.
0×109Ω・cmであったのに対して、精製後の混合液晶
の比抵抗は2.0×1010Ω・cmであった。本発明の以
下の実施例及び比較例においては、全てこのような精製
を施した化合物を使用しており、化学的信頼性の高いも
のであることが明らかである。As a result, the specific resistance of the unpurified mixed liquid crystal was 1.
The specific resistance of the mixed liquid crystal after purification was 2.0 × 10 10 Ω · cm, while it was 0 × 10 9 Ω · cm. In the following examples and comparative examples of the present invention, it is clear that all such purified compounds are used and that they have high chemical reliability.
【0060】(実施例1)(Example 1)
【0061】[0061]
【化10】 [Chemical 10]
【0062】からなるネマチック液晶組成物No.27
を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下
の通りであった。 TN-I : 93.6 ℃ △ε : 11.3 △n : 0.120 Vth : 1.55 V η20 : 19.5 c.p.A nematic liquid crystal composition No. 27
Was prepared and various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 93.6 ° C. Δε: 11.3 Δn: 0.120 V th : 1.55 V η 20 : 19.5 cp
【0063】このネマチック液晶組成物No.27にカ
イラル物質「S−811」(メルク社製)を添加して混
合液晶を調製した。一方、対向する平面透明電極上に
「サンエバー150」(日産化学社製)の有機膜をラビン
グして配向膜を形成し、ツイスト角220度のSTN-LCD表示
用セルを作製した。上記の混合液晶をこのセルに注入し
て液晶表示装置を構成し、表示特性を測定した。その結
果、しきい値電圧が低く、高時分割特性に優れ、表示画
面のちらつきやクロストーク現象が改善されたSTN-LCD
表示特性を示す液晶表示装置が得られた。This nematic liquid crystal composition No. A chiral substance “S-811” (manufactured by Merck) was added to 27 to prepare a mixed liquid crystal. On the other hand, an organic film of "SAN EVER 150" (manufactured by Nissan Kagaku Co., Ltd.) was rubbed on the opposing flat transparent electrodes to form an alignment film, and a STN-LCD display cell with a twist angle of 220 degrees was produced. The above-mentioned mixed liquid crystal was injected into this cell to construct a liquid crystal display device, and display characteristics were measured. As a result, the STN-LCD has a low threshold voltage, excellent high time division characteristics, and improved display screen flicker and crosstalk.
A liquid crystal display device having display characteristics was obtained.
【0064】なお、カイラル物質は、カイラル物質の添
加による混合液晶の固有らせんピッチPと表示用セルの
セル厚dが、Δn・d=0.85、d/P=0.53と
なるように添加した。With respect to the chiral substance, the peculiar spiral pitch P of the mixed liquid crystal and the cell thickness d of the display cell due to the addition of the chiral substance are Δn · d = 0.85 and d / P = 0.53. Was added.
【0065】(実施例2)(Example 2)
【0066】[0066]
【化11】 [Chemical 11]
【0067】からなるネマチック液晶組成物No.28
を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下
の通りであった。 TN-I : 75.9 ℃ △ε : 9.5 △n : 0.113 Vth : 1.52 V η20 : 16.5 c.p. η0 : 48.4 c.p. η-20 :219 c.p.A nematic liquid crystal composition No. 28
Was prepared and various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 75.9 ° C. Δε: 9.5 Δn: 0.113 V th : 1.52 V η 20 : 16.5 cp η 0 : 48.4 cp η -20 : 219 cp
【0068】(実施例3)(Example 3)
【0069】[0069]
【化12】 [Chemical 12]
【0070】からなるネマチック液晶組成物No.29
を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下
の通りであった。 TN-I : 73.6 ℃ △ε : 8.0 △n : 0.104 Vth : 1.55 V K11 : 6.7×10-12 newton K33 : 17.1×10-12 newton K33/K11 : 2.54A nematic liquid crystal composition No. 29
Was prepared and various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 73.6 ° C. Δε: 8.0 Δn: 0.104 V th : 1.55 V K 11 : 6.7 × 10 −12 newton K 33 : 17.1 × 10 −12 newton K 33 / K 11 : 2.54
【0071】(実施例4)(Example 4)
【0072】[0072]
【化13】 [Chemical 13]
【0073】からなるネマチック液晶組成物No.30
を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下
の通りであった。 TN-I : 87.3 ℃ △ε : 7.9 △n : 0.091 Vth : 1.58 V K11 : 8.3×10-12 newton K33 : 16.5×10-12 newton K33/K11 : 1.98 テスト前の比抵抗 : 2.1×1012Ω・c
m 加熱促進テスト後比抵抗 : 4.6×1011Ω・c
m 紫外線照射促進テスト後比抵抗: 4.8×1011Ω・c
mA nematic liquid crystal composition No. Thirty
Was prepared and various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 87.3 ° C. Δε: 7.9 Δn: 0.091 V th : 1.58 V K 11 : 8.3 × 10 −12 newton K 33 : 16.5 × 10 −12 newton K 33 / K 11 : 1.98 Specific resistance before test: 2.1 × 10 12 Ω · c
m Specific resistance after accelerated heating test: 4.6 × 10 11 Ω ・ c
m Specific resistance after UV irradiation acceleration test: 4.8 × 10 11 Ω ・ c
m
【0074】(実施例5)(Example 5)
【0075】[0075]
【化14】 [Chemical 14]
【0076】からなるネマチック液晶組成物No.31
を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下
の通りであった。 TN-I : 72.8 ℃ △ε : 8.4 △n : 0.101 Vth : 1.46 V K11 : 7.4×10-12 newton K33 : 16.6×10-12 newton K33/K11 : 2.24A nematic liquid crystal composition No. 31
Was prepared and various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 72.8 ° C. Δε: 8.4 Δn: 0.101 V th : 1.46 V K 11 : 7.4 × 10 −12 newton K 33 : 16.6 × 10 −12 newton K 33 / K 11 : 2.24
【0077】このネマチック液晶組成物No.31に実
施例1と同様にしてカイラル物質「S−811」を添加
して混合液晶を調製した。この混合液晶を用いて実施例
1と同様にして、ツイスト角220度のSTN-LCDを作製し、
表示特性を測定した。その結果、しきい値電圧が低く、
高時分割特性に優れ、表示画面のちらつきやクロストー
ク現象が改善されたSTN-LCD表示特性を示す液晶表示装
置が得られた。This nematic liquid crystal composition No. A chiral substance “S-811” was added to 31 in the same manner as in Example 1 to prepare a mixed liquid crystal. Using this mixed liquid crystal, a STN-LCD having a twist angle of 220 degrees was produced in the same manner as in Example 1,
The display characteristics were measured. As a result, the threshold voltage is low,
A liquid crystal display device having excellent high time division characteristics, STN-LCD display characteristics with improved flickering of display screen and crosstalk phenomenon was obtained.
【0078】なお、カイラル物質は、カイラル物質の添
加による混合液晶の固有らせんピッチPと表示用セルの
セル厚dが、Δn・d=0.85、d/P=0.53と
なるように添加した。With respect to the chiral substance, the peculiar helix pitch P of the mixed liquid crystal by the addition of the chiral substance and the cell thickness d of the display cell are Δnd = 0.85 and d / P = 0.53. Was added.
【0079】(実施例6)(Example 6)
【0080】[0080]
【化15】 [Chemical 15]
【0081】からなるネマチック液晶組成物No.32
を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下
の通りであった。 TN-I : 81.0 ℃ △ε : 7.3 △n : 0.118 Vth : 2.11 V τr=τd : 19.0 ミリ秒A nematic liquid crystal composition No. 32
Was prepared and various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 81.0 ° C. Δε: 7.3 Δn: 0.118 V th : 2.11 V τr = τd: 19.0 milliseconds
【0082】(実施例7)(Embodiment 7)
【0083】[0083]
【化16】 [Chemical 16]
【0084】からなるネマチック液晶組成物No.33
を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下
の通りであった。 TN-I : 92.2 ℃ △ε : 6.7 △n : 0.112 Vth : 1.96 VA nematic liquid crystal composition No. 33
Was prepared and various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 92.2 ° C. Δε: 6.7 Δn: 0.112 V th : 1.96 V
【0085】(実施例8)(Embodiment 8)
【0086】[0086]
【化17】 [Chemical 17]
【0087】からなるネマチック液晶組成物No.34
を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下
の通りであった。 TN-I :104.7 ℃ △ε : 7.3 △n : 0.132 Vth : 1.98 VA nematic liquid crystal composition No. 34
Was prepared and various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 104.7 ° C. Δε: 7.3 Δn: 0.132 V th : 1.98 V
【0088】(実施例9)(Example 9)
【0089】[0089]
【化18】 [Chemical 18]
【0090】からなるネマチック液晶組成物No.35
を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下
の通りであった。 TN-I : 91.0 ℃ △ε : 6.9 △n : 0.111 Vth : 1.80 VA nematic liquid crystal composition No. 35
Was prepared and various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 91.0 ° C. Δε: 6.9 Δn: 0.111 V th : 1.80 V
【0091】(実施例10)(Example 10)
【0092】[0092]
【化19】 [Chemical 19]
【0093】からなるネマチック液晶組成物No.36
を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下
の通りであった。 TN-I : 91.0 ℃ △ε : 7.3 △n : 0.118 Vth : 1.91 VA nematic liquid crystal composition No. 36
Was prepared and various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 91.0 ° C. Δε: 7.3 Δn: 0.118 V th : 1.91 V
【0094】このネマチック液晶組成物No.36に実
施例1と同様にして、カイラル物質「S−811」を添
加して混合液晶を調製した。この混合液晶を用いて実施
例1と同様にして、ツイスト角220度のSTN-LCDを作製
し、表示特性を測定した。その結果、しきい値電圧が低
く、高時分割特性に優れ、表示画面のちらつきやクロス
トーク現象が改善されたSTN-LCD表示特性を示す液晶表
示装置が得られた。This nematic liquid crystal composition No. In the same manner as in Example 1, 36 was added with a chiral substance “S-811” to prepare a mixed liquid crystal. Using this mixed liquid crystal, an STN-LCD having a twist angle of 220 degrees was produced in the same manner as in Example 1, and the display characteristics were measured. As a result, a liquid crystal display device having a low threshold voltage, excellent high time division characteristics, and STN-LCD display characteristics with improved display screen flicker and crosstalk phenomenon was obtained.
【0095】なお、カイラル物質は、カイラル物質の添
加による混合液晶の固有らせんピッチPと表示用セルの
セル厚dが、Δn・d=0.85、d/P=0.53と
なるように添加した。The chiral substance is adjusted so that the inherent helical pitch P of the mixed liquid crystal and the cell thickness d of the display cell due to the addition of the chiral substance are Δn · d = 0.85 and d / P = 0.53. Was added.
【0096】(実施例11)(Example 11)
【0097】[0097]
【化20】 [Chemical 20]
【0098】からなるネマチック液晶組成物No.37
を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下
の通りであった。 TN-I : 96.0 ℃ △ε : 6.9 △n : 0.109 Vth : 1.89 VA nematic liquid crystal composition No. 37
Was prepared and various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 96.0 ° C. Δε: 6.9 Δn: 0.109 V th : 1.89 V
【0099】(実施例12)(Example 12)
【0100】[0100]
【化21】 [Chemical 21]
【0101】からなるネマチック液晶組成物No.38
を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下
の通りであった。 TN-I : 95.9 ℃ △ε : 6.5 △n : 0.120 Vth : 2.14 VA nematic liquid crystal composition No. 38
Was prepared and various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 95.9 ° C. Δε: 6.5 Δn: 0.120 V th : 2.14 V
【0102】(実施例13)(Example 13)
【0103】[0103]
【化22】 [Chemical formula 22]
【0104】からなるネマチック液晶組成物No.39
を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下
の通りであった。 TN-I : 88.2 ℃ △ε : 9.1 △n : 0.131 Vth : 1.69 V τr=τd : 30.6 ミリ秒 η20 : 21.5 c.p. η0 : 69.4 c.p. η-20 :352 c.p. K11 : 9.1×10-12 newton K22 : 3.2×10-12 newton K33 : 19.5×10-12 newton K33/K11 : 1.95 K33/K22 : 6.10A nematic liquid crystal composition No. 39
Was prepared and various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 88.2 ° C. Δε: 9.1 Δn: 0.131 V th : 1.69 V τr = τd: 30.6 milliseconds η 20 : 21.5 cp η 0 : 69.4 cp η -20 : 352 cp K 11 : 9.1 x 10 -12 newton K 22 : 3.2 x 10 -12 newton K 33 : 19.5 x 10 -12 newton K 33 / K 11 : 1.95 K 33 / K 22 : 6.10
【0105】(比較例1)(Comparative Example 1)
【0106】[0106]
【化23】 [Chemical formula 23]
【0107】からなる比較の混合液晶(c)を調製し、
この組成物の諸特性を測定した。結果は以下の通りであ
った。 TN-I : 96.5 ℃ △ε : 12.8 △n : 0.150 Vth : 1.91 V η20 : 32.1 c.p. K11 : 10.5×10-12 newton K22 : 3.0×10-12 newton K33 : 31.8×10-12 newton K33/K11 : 3.02 K33/K22 : 10.5A comparative mixed liquid crystal (c) consisting of:
Various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 96.5 ° C. Δε: 12.8 Δn: 0.150 V th : 1.91 V η 20 : 32.1 cp K 11 : 10.5 × 10 −12 newton K 22 : 3.0 X 10 -12 newton K 33 : 31.8 x 10 -12 newton K 33 / K 11 : 3.02 K 33 / K 22 : 10.5
【0108】この混合液晶(c)と実施例1のネマチッ
ク液晶組成物No.27のTN-Iはほぼ等しいが、N
o.27の組成物は、混合液晶(c)と比べて誘電異方
性が小さいにも拘らず、しきい値電圧が低くなってい
る。また、No.27の組成物は粘性にも優れているこ
とが明らかである。このような効果は、一般式(I)の
化合物の誘電異方性と弾性定数のそれぞれの絶対値が小
さいことによると考えられる。This mixed liquid crystal (c) and the nematic liquid crystal composition No. 1 of Example 1 were used. T NI of 27 is almost equal, but N
o. The composition No. 27 has a lower threshold voltage, although the dielectric anisotropy is smaller than that of the mixed liquid crystal (c). In addition, No. It is clear that the composition of 27 also has excellent viscosity. It is considered that such an effect is due to the small absolute values of the dielectric anisotropy and elastic constant of the compound of the general formula (I).
【0109】(比較例2)(Comparative Example 2)
【0110】[0110]
【化24】 [Chemical formula 24]
【0111】からなる比較の混合液晶(d)を調製し、
この組成物の諸特性を測定した。結果は以下の通りであ
った。 TN-I : 87.3 ℃ △ε : 12.1 △n : 0.120 Vth : 1.62 V τr=τd : 54.2 ミリ秒 η20 : 27.0 c.p. η0 : 98.0 c.p. η-20 : スケール・オーバー K11 : 8.4×10-12 newton K22 : 4.3×10-12 newton K33 : 22.8×10-12 newton K33/K11 : 2.71 K33/K22 : 5.30A comparative mixed liquid crystal (d) consisting of:
Various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 87.3 ° C. Δε: 12.1 Δn: 0.120 V th : 1.62 V τr = τd: 54.2 milliseconds η 20 : 27.0 cp η 0 : 98.0 cp η -20 : Scale over K 11 : 8.4 × 10 -12 newton K 22 : 4.3 × 10 -12 newton K 33 : 22.8 × 10 -12 newton K 33 / K 11 : 2.71 K 33 / K 22 : 5.30
【0112】この混合液晶(d)と実施例13のネマチ
ック液晶組成物No.39のTN-Iはほぼ等しいが、N
o.39の組成物は応答時間、各温度での粘性にも優
れ、特にネマチック液晶性が低温域でより安定して得ら
れることが認められた。このような効果は、一般式
(I)の化合物の誘電異方性と弾性定数のそれぞれの絶
対値が小さいことによると考えられる。This mixed liquid crystal (d) and the nematic liquid crystal composition No. 1 of Example 13 were used. T NI of 39 is almost equal, but N
o. It was found that the composition No. 39 was excellent in response time and viscosity at each temperature, and particularly nematic liquid crystallinity was obtained more stably in a low temperature range. It is considered that such an effect is due to the small absolute values of the dielectric anisotropy and elastic constant of the compound of the general formula (I).
【0113】(実施例14)実施例13のネマチック液
晶組成物No.39及び比較例2の混合液晶(d)を用
いて、ツイスティッド・ネマチック液晶表示装置(TN-L
CD)をそれぞれ作製した。この液晶表示装置の各温度に
おけるしきい値電圧を測定し、その結果を第1図に示し
た。Example 14 The nematic liquid crystal composition of Example 13 No. 39 and the mixed liquid crystal (d) of Comparative Example 2 were used to produce a twisted nematic liquid crystal display device (TN-L
CD) respectively. The threshold voltage of this liquid crystal display device at each temperature was measured, and the results are shown in FIG.
【0114】第1図から、本発明の液晶組成物は、比較
の混合液晶に比べて、温度変化に対するしきい値電圧の
変化が小さいことが明らかであり、これを用いることに
よって、しきい値電圧の温度依存性が改善された液晶表
示装置を提供することができる。From FIG. 1, it is clear that the liquid crystal composition of the present invention has a smaller change in the threshold voltage with respect to the temperature change as compared with the comparative mixed liquid crystal. It is possible to provide a liquid crystal display device in which the temperature dependence of voltage is improved.
【0115】また、しきい値電圧の温度依存性が低減し
たことにより TN-LCDやSTN-LCDの時分割駆動に係わる
課題を解決することができ、高時分割数で良好な駆動特
性が得られ、時分割駆動の温度マージンを拡大できる優
れた液晶表示装置を提供することができる。Further, since the temperature dependence of the threshold voltage is reduced, it is possible to solve the problems related to the time division driving of TN-LCD and STN-LCD, and to obtain good driving characteristics with a high number of time divisions. Therefore, it is possible to provide an excellent liquid crystal display device capable of expanding the temperature margin of time-division driving.
【0116】また、従来のように、しきい値電圧の温度
依存性を改善するために、誘起されたピッチが負の温度
依存性を有するカイラル化合物を用いる必要がなく、こ
の様な化合物の添加に起因した欠点、即ち粘性の悪化、
しきい値電圧の増加、調整の煩わしさ、コストの上昇等
の課題をも解決できることが明らかである。Further, unlike the prior art, it is not necessary to use a chiral compound whose induced pitch has a negative temperature dependence in order to improve the temperature dependence of the threshold voltage, and the addition of such a compound is not necessary. Defects caused by, namely, deterioration of viscosity,
It is clear that problems such as increase in threshold voltage, troublesome adjustment, and cost increase can be solved.
【0117】(比較例3)(Comparative Example 3)
【0118】[0118]
【化25】 [Chemical 25]
【0119】からなる比較の混合液晶(e)を調製し、
この組成物の諸特性を測定した。結果は以下の通りであ
った。 TN-I : 89.5 ℃ △ε : 10.0 △n : 0.120 Vth : 1.69 V テスト前の比抵抗 : 6.4×1011Ω・c
m 加熱促進テスト後比抵抗 : 9.9×109Ω・cm 紫外線照射促進テスト後比抵抗: 8.9×1010Ω・c
mA comparative mixed liquid crystal (e) consisting of:
Various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 89.5 ° C. Δε: 10.0 Δn: 0.120 V th : 1.69 V Specific resistance before test: 6.4 × 10 11 Ω · c
m Specific resistance after heating accelerated test: 9.9 × 10 9 Ω ・ cm Specific resistance after ultraviolet irradiation accelerated test: 8.9 × 10 10 Ω ・ c
m
【0120】この混合液晶(e)と実施例4のネマチッ
ク液晶組成物No.30のTN-Iはほぼ等しいが、N
o.30の組成物は、混合液晶(e)と比べて誘電異方
性が小さいにも拘らず、しきい値電圧が低く、低電圧で
表示可能なことが認められた。This mixed liquid crystal (e) and the nematic liquid crystal composition No. 3 of Example 4 were used. T NI of 30 is almost equal, but N
o. It was confirmed that the composition of No. 30 has a low threshold voltage and can be displayed at a low voltage, although it has a smaller dielectric anisotropy than the mixed liquid crystal (e).
【0121】更に、各促進テストによる化学的安定性に
おいても、優れていることが明らかである。このような
効果は、一般式(I)の化合物の誘電異方性と弾性定数
のそれぞれの絶対値が小さいことによると考えられる。Furthermore, it is clear that the chemical stability by each accelerated test is also excellent. It is considered that such an effect is due to the small absolute values of the dielectric anisotropy and elastic constant of the compound of the general formula (I).
【0122】(実施例15)本発明における実施例1〜
13の各ネマチック液晶組成物と比較例3の混合液晶
(e)各々2gをアンプル管に入れ、真空脱気後、窒素
置換の処理をして封入した状態で、冷暗所に6ヵ月間保
存した。保存後、諸特性を測定し、調製直後の結果と比
較したところ、本発明のネマチック液晶組成物について
は大きな変化は認められなかったが、混合液晶(e)は
黄変し、固形物の析出が認められ、比抵抗が劣化してい
た。(Example 15) Examples 1 to 1 of the present invention
2 g of each of the nematic liquid crystal compositions of 13 and the mixed liquid crystal (e) of Comparative Example 3 was placed in an ampoule tube, degassed in vacuum, and subjected to nitrogen substitution, sealed and stored in a cool dark place for 6 months. After storage, various properties were measured and compared with the results immediately after preparation, but no significant change was observed in the nematic liquid crystal composition of the present invention, but the mixed liquid crystal (e) turned yellow and precipitation of solid matter. Was recognized, and the specific resistance was deteriorated.
【0123】(比較例4)第2表中のNo.7及びN
o.8の化合物の等量混合液晶、混合液晶(A)及び比
較の式(a)の化合物を三つの成分とする混合液晶を調
製した。この混合液晶2gをアンプル管に入れ、真空脱
気後、窒素置換の処理をして封入し、150℃、1時間
の加熱促進テスト後の比抵抗を測定し、その結果を第2
図に示した。(Comparative Example 4) No. 2 in Table 2 7 and N
o. Equivalent mixed liquid crystals of the compound of 8 and mixed liquid crystal (A) and a mixed liquid crystal containing the compound of formula (a) for comparison as three components were prepared. 2 g of this mixed liquid crystal was placed in an ampoule tube, degassed in vacuum, subjected to nitrogen substitution treatment and sealed, and the specific resistance after a heat acceleration test at 150 ° C. for 1 hour was measured.
As shown in the figure.
【0124】調製されたほとんどの混合液晶の比抵抗
は、1.0×1010Ω・cm以下となり、化学的に不安定
なものであることが明らかとなった。これは式(a)の
化合物以外の−CNを有する他の液晶化合物と一般式
(II)で表わされる化合物からなる混合物においても
発生した。The specific resistance of most of the prepared mixed liquid crystals was 1.0 × 10 10 Ω · cm or less, which proved to be chemically unstable. This also occurred in a mixture of other liquid crystal compound having -CN other than the compound of the formula (a) and the compound represented by the general formula (II).
【0125】従って、極性基−CNを有する液晶化合物
と一般式(II)で表わされる化合物を併用すること
は、実用上困難であることが明らかとなった。Therefore, it has been revealed that it is practically difficult to use the liquid crystal compound having the polar group —CN and the compound represented by the general formula (II) together.
【0126】[0126]
【発明の効果】本発明のネマチック液晶組成物は、しき
い値電圧が低く、応答速度が速く、しかも化学的安定性
が高いものである。The nematic liquid crystal composition of the present invention has a low threshold voltage, a high response speed, and a high chemical stability.
【0127】従って、これを用いた本発明の液晶表示装
置は、広い温度範囲において駆動電圧の変動が小さく、
高速応答性を有するとともに、誘電異方性の低減により
表示画面のちらつきやクロストーク現象を改善したもの
である。よって情報量の多いSTN-LCDにおいても良好な
駆動特性及び表示特性が得られる。Therefore, in the liquid crystal display device of the present invention using this, the fluctuation of the driving voltage is small in a wide temperature range,
It has a high-speed response and improves the flicker and crosstalk phenomenon of the display screen by reducing the dielectric anisotropy. Therefore, good drive characteristics and display characteristics can be obtained even in an STN-LCD having a large amount of information.
【図1】本発明及び比較の液晶組成物における温度とし
きい値電圧の関係を示した図表である。FIG. 1 is a chart showing the relationship between temperature and threshold voltage in liquid crystal compositions of the present invention and a comparative example.
【図2】比較の三成分系液晶組成物における混合割合と
比抵抗値の関係を示した図表である。FIG. 2 is a chart showing a relationship between a mixing ratio and a specific resistance value in a comparative three-component liquid crystal composition.
Claims (4)
はアルケニル基を表わし、l、m及びnは各々独立的に
0又は1を表わし、X1はH又はFを表わす。但し、m
が0の場合、nは0である。)で表わされる化合物及び
(2)一般式(II) 【化2】 (式中、R2は炭素原子数2〜7の直鎖状アルキル基、
アルケニル基又はCjH2j+1-O-CkH2k-を表わし、j
は1〜3の整数を表わし、kは2〜5の整数を表わ
す。)で表わされる化合物を含有することを特徴とする
ネマチック液晶組成物。1. A general formula (I): (In the formula, R 1 represents a linear alkyl group or an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, l, m and n each independently represent 0 or 1, and X 1 represents H or F. However, m
When is 0, n is 0. ) And a compound represented by the general formula (II): (In the formula, R 2 is a linear alkyl group having 2 to 7 carbon atoms,
Represents an alkenyl group or C j H 2j + 1 -O-C k H 2k- , j
Represents an integer of 1 to 3, and k represents an integer of 2 to 5. ) A nematic liquid crystal composition comprising a compound represented by the formula:
表わされる化合物及び(2)一般式(III)〜(XI
I) 【化3】 (式中、R3は炭素原子数2〜7の直鎖状アルキル基、
アルケニル基又はCpH2p+1-O-CqH2q-を表わし、p
は1〜3の整数を表わし、qは2〜5の整数を表わし、
R4は炭素原子数2〜7の直鎖状アルキル基又はCsH
2s+1-O-CtH2t-を表わし、sは1〜3の整数を表わ
し、tは2〜5の整数を表わす。)で表わされる化合物
から成る群から選ばれる化合物を含有することを特徴と
するネマチック液晶組成物。2. A compound represented by the general formula (II) according to claim 1 and (2) general formulas (III) to (XI).
I) [Chemical Formula 3] (In the formula, R 3 is a linear alkyl group having 2 to 7 carbon atoms,
Alkenyl or C p H 2p + 1 -O- C q H 2q - represents, p
Represents an integer of 1 to 3, q represents an integer of 2 to 5,
R 4 is a linear alkyl group having 2 to 7 carbon atoms or C s H
2s + 1 -O-C t H 2t - represents, s represents an integer of 1 to 3, t is an integer of 2-5. ) A nematic liquid crystal composition containing a compound selected from the group consisting of compounds represented by
II)で表わされる化合物から成る群から選ばれる化合
物を含有することを特徴とする請求項1記載のネマチッ
ク液晶組成物。3. General formulas (III) to (X) according to claim 2.
The nematic liquid crystal composition according to claim 1, containing a compound selected from the group consisting of compounds represented by II).
用いたツイスティッド・ネマチック又はスーパー・ツイ
スティッド・ネマチック液晶表示装置。4. A twisted nematic or super twisted nematic liquid crystal display device using the nematic liquid crystal composition according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4256415A JPH06108054A (en) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | Nematic liquid crystal composition and liquid crystal display device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4256415A JPH06108054A (en) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | Nematic liquid crystal composition and liquid crystal display device using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06108054A true JPH06108054A (en) | 1994-04-19 |
Family
ID=17292359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4256415A Pending JPH06108054A (en) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | Nematic liquid crystal composition and liquid crystal display device using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06108054A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6716491B2 (en) * | 2000-05-08 | 2004-04-06 | Merck Patent Gmbh | Liquid-crystalline medium |
| JP2018021101A (en) * | 2016-08-02 | 2018-02-08 | Jnc株式会社 | Liquid crystal composition and liquid crystal display element |
-
1992
- 1992-09-25 JP JP4256415A patent/JPH06108054A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6716491B2 (en) * | 2000-05-08 | 2004-04-06 | Merck Patent Gmbh | Liquid-crystalline medium |
| JP2018021101A (en) * | 2016-08-02 | 2018-02-08 | Jnc株式会社 | Liquid crystal composition and liquid crystal display element |
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