JPH11508286A

JPH11508286A - 液晶組成物

Info

Publication number: JPH11508286A
Application number: JP8529765A
Authority: JP
Inventors: 佳子鶴田; 祐司中園; 温沢田; 良子木村; 研一西川; 恵子小林
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 1995-07-13
Filing date: 1996-07-01
Publication date: 1999-07-21
Anticipated expiration: 2016-07-01
Also published as: KR100433333B1; TW434310B; KR19990028911A; CN1137241C; DE19681567T1; DE19681567B4; WO1997003146A1; CN1190982A; JP4195083B2

Abstract

(57)【要約】本発明は、少なくとも１×１０¹¹Ωｃｍの比抵抗値を示し、かつまたクラウンエーテルを１〜１０，０００ｐｐｍの量で含有するネマティック液晶組成物およびこのような組成物を使用することによって、液晶ディスプレイデバイスの静電気による挙動を改善する方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】液晶組成物発明の背景１．発明の分野本発明は、１〜１０，０００ｐｐｍのクラウンエーテルを含有することを特徴とする、少なくとも１×１０¹¹Ωｃｍの抵抗値を示すネマティック液晶組成物に関する。２．従来技術の説明高い比抵抗値を有する液晶を含有する液晶ディスプレイデバイス（ＬＣＤ）は、下記の問題を抱えている：＊ＬＣＤの製造方法において、例えば保護膜が偏光子から剥離した場合に、デバイスにおいて静電気が電場を形成する。この電場は液晶組成物を配向し、デバイスは「オン状態」になる。従って、この静電気が放電されるまで、ディスプレイの製造は中断しなければならない。＊このようなデバイスから汚れを取るためにデバイスが布に触れるか、またはデバイスを布で擦ると、同一の静電気の作用によって、ＬＣＤは一様に、「オン状態」になる。本発明の目的は、この欠点の解決手段を提供することにあった、すなわち液晶の比抵抗値に有害な作用を及ぼすことなく、ＬＣＤの放電時間を短縮する方法を見出すことにあった。日本国公開特許出願ＪＰ４−０２８−７８８は、液晶にクリプタンド（ｃｒｙｐｔａｎｄ）をドープすることによって液晶の比抵抗値を減少させることによりＬＣＤの静電気による挙動を改善することを示唆している。生成する液晶組成物は、１×１０¹⁰Ωｃｍより小さい比抵抗値を有する。液晶にクラウンエーテル化合物を添加することによってＬＣＤにおけるナトリウムイオンを減少させる方法は、日本国公開特許出願ＪＰ５−０８８−１４８に記載されている。日本国公開特許出願ＪＰ５４−１０６−０８４には、液晶にクラウンエーテルまたはクリプタンドを添加することによって、マルチプレックス駆動ＬＣＤのクロストークを減少できることが記載されている。１〜１０，０００ｐｐｍまでのクラウンエーテルがドープされている１×１０¹¹ Ωｃｍの比抵抗値を有するネマティック液晶組成物が、ＬＣＤの静電気問題を軽減するのに適することは示唆されていない。発明の要旨従って、本発明の目的は、１〜１０，０００ｐｐｍのクラウンエーテルを含有することを特徴とする、少なくとも１×１０¹¹Ωｃｍの比抵抗値を示すネマティック液晶組成物を提供することにある。本発明のもう一つの目的は、このような組成物を使用することによってＬＣＤの静電気による挙動を改善する方法を提供することにある。好適態様本発明によるネマティック液晶組成物は好ましくは、クラウンエーテルがドープされている。クラウンエーテルの用語には、環状ポリエーテル類および対応するベンゾ誘導体が包含される。これらの化合物は好ましくは、下記式ＡまたはＢで表わされる環状化合物、特に下記式ＡａまたはＢａで表わされる化合物である：（これらの式において、ｍは４〜８の整数である）；本発明によるネマティック組成物は、静電荷の迅速な放電を同時に伴う、高い比抵抗値の獲得を可能にし、その結果として際立ったＬＣＤを得ることができる。本発明の組成物の比抵抗値は、＞１×１０¹¹Ωｃｍ、好ましくは２×１０¹¹〜１×１０¹⁴Ωｃｍである。その放電時間は添加されるクラウンエーテルの量に依存する。一般に、１ｐｐｍのクラウンエーテルでさえも、放電時間を少なくとも３０％減少させる。未ドープの組成物の種類によって、放電時間は１ｐｐｍのクラウンエーテルを用いることによって５０〜８５％減少される。従って、組成物中のクラウンエーテルの含有量は好ましくは、１０，０００ｐｐｍよりも少なく、好ましくは１〜１，０００ｐｐｍである。原則的に、あらゆる種類のネマティック組成物に上記クラウンエーテルを添加することができる。好ましくは、本発明はＴＮまたはＳＴＮデバイス、特に高いしきい値電圧を有するＴＮ−ＬＣＤまたはアクティブマトリックスＬＣＤに適用することができる。これら両型式のディスプレイは、グーチ（Ｇｏｏｃｈ）およびタリイ（Ｔａｒｒｙ）により示唆された第一光透過率極小値で動作させると好ましい（例えばC.H.Gooch、H.A.Tarry、Electron.Lett.,10,2〜4,1974）。従って、本発明によるネマティック組成物の複屈折率（△ｎ）は好ましくは、０．１１またはそれ以下であり、特に０．０７〜０．１０５、最も好ましくは０．０９０〜０．１０２である。本発明の組成物の２０℃における粘度は好ましくは、≦２５ｍＰａｓ．である。そのネマティック相範囲は好ましくは、少なくとも７０℃、特に少なくとも８０℃であり、少なくとも−２０°から＋７０℃までを包含する。このネマティック組成物は一般に、少なくとも３種、好ましくは５〜２０種、特に８〜１５種のメソゲン化合物を含有する。本発明の組成物の誘電異方性（△ε）は一般に、＋１．５よりも大きく。好ましくは、△εは＋３．０〜＋１０．０である。本発明による組成物のしきい値電圧は好ましくは、３．５Ｖよりも低く、特に３．０Ｖよりも低い。本発明によるネマティック液晶組成物は好ましくは、下記式Ｉで表わされる少なくとも１種の液晶化合物および下記式ＩＩで表わされる少なくとも１種の化合物を含有する：各式中、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³はそれぞれ独立して、１２個までの炭素原子を有するアルキル、アルコキシまたはアルケニルであり、Ｘは、−ＣＮ、Ｆ、Ｃｌ、−ＯＣＦ₃または−ＯＣＦ₂Ｈであり、環Ａ、Ｂ、ＣおよびＤはそれぞれ独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレンであり、これらの基はそれぞれ、１個または２個のフッ素原子により置換されていてもよく、Ｚ¹およびＺ²はそれぞれ独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＯＯ− または単結合であり、Ｌ¹およびＬ²はそれぞれ独立して、ＨまたはＦを表わし、ｎは、０または１であり、そしてｏは、０、１または２である。特に好適な態様において、本発明によるネマティック液晶組成物は、下記式Ｉａ〜Ｉｅから選択される少なくとも１種の化合物および下記式ＩＩａ、ＩＩｂおよびＩＩｅから選択される少なくとも１種の化合物を含有する：各式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｌ¹、Ｌ²、Ｚ¹および環ＢおよびＣは請求項５に記載の意味を有し、ｑは、０または１であり、そしてＬ³は、ＨまたはＦである。本発明のもう一つの態様は、本発明による組成物を使用することによって、静電気に帯電している液晶ディスプレイデバイスの放電時間を改善する方法にある。実施例本発明を一般的に説明したが、或る特定の例を参照することによってさらに完全な理解を得ることができる。これらの例は説明のためにのみ示されているものであって、別段の記載がないかぎり、本発明を制限しようとするものではない。下記例において、中間相の温度物性は相当する温度（℃）を示すことによって簡潔な方法で示されている。本発明による組成物が充填されているＬＣＤの放電時間の試験は、３つの相違する方法を使用して、５．７μｍのセル間隔を有するねじれネマティックセル（ＴＮ）で行った：試験Ａ：静電気放電シュミレーターにより１０ｋＶを印加する；試験Ｂ：ＤＣ電力供給により１０秒間、１０Ｖを印加する；試験Ｃ：セルを紙により擦ることによって静電気を発生させる。例１〜１０の混合物の組成を以下に示す；各化合物は下記のコード名で示されている：例１ネマティック組成物Ａは下記の組成を有する：この組成物に、種々の量で１８−クラウン−６を添加する。この化合物の濃度、放電時間（τ_dc）および比抵抗値（ρ）を下記表Ｉに示す：表Ｉ：１８−クラウン−６をドープした組成物Ａの放電時間試験Ａのクラウンエーテルの濃度と放電時間との関係が図１に示されている；図２は比抵抗値と放電時間との関係を示している。試験Ｂのクラウンエーテルの濃度と放電時間との関係は図４に示されている；試験Ｃのクラウンエーテルの濃度と放電時間との関係は図５に示されている。例２ネマティック組成物Ｂは下記の組成を有する：この組成物に、種々の量で１８−クラウン−６を添加する。この化合物の濃度、放電時間（τ_dc）および比抵抗値（ρ）を下記表ＩＩに示す：表ＩＩ：１８−クラウン−６をドープした組成物Ｂの放電時間試験Ａのクラウンエーテルの濃度と放電時間との関係は図３に示されている；試験Ｂのクラウンエーテルの濃度と放電時間との関係は図４に示されている；試験Ｃのクラウンエーテルの濃度と放電時間との関係は図５に示されている。例３ネマティック組成物Ｃは下記の組成を有する：この組成物に、種々の量で１８−クラウン−６を添加する。この化合物の濃度、放電時間（τ_dc）および比抵抗値（ρ）を下記表ＩＩＩに示す：表ＩＩＩ：１８−クラウン−６をドープした組成物Ｂの放電時間図面の簡単な説明図１：試験Ａによる組成物Ａ中の１８−クラウン−６の濃度の関数としての放電時間（τ_dc）（静電気放電シミュレータ、印加電圧１０ｋＶ）。図２：試験Ａによる組成物Ａにおける比抵抗値の関数としての放電時間（τ_dc ）（静電気放電シミュレータ、印加電圧１０ｋＶ）。図３：試験Ａによる組成物Ａ（−◆−）および組成物Ｂ（−▲−）における比抵抗智の関数としての放電時間（τ_dc）（静電気放電シミュレータ、印加電圧１０ｋＶ）。図４：試験Ｂによる組成物Ａ（−◆−）および組成物Ｂ（−▲−）における比抵抗値の関数としての放電時間（τ_dc）（ＤＣ３０Ｖ、１０秒間印加）。図５：試験Ｃによる組成物Ａ（−◆−）および組成物Ｂ（−▲−）における比抵抗値の関数としての放電時間（τ_dc）（紙で擦る）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者沢田温神奈川県厚木市妻田東１−６−48 ウッドパーク本厚木 (72)発明者木村良子神奈川県相模原市東淵野辺４−20−12 ハイツイトー (72)発明者西川研一神奈川県愛甲郡愛川町春日台 (72)発明者小林恵子神奈川県海老名市上今泉

Claims

【特許請求の範囲】１．少なくとも１×１０¹¹Ωｃｍの比抵抗値を示すネマティック液晶組成物であって、クラウンエーテルを１〜１０，０００ｐｐｍの量で含有することを特徴とするネマティック液晶組成物。２．クラウンエーテルが下記式ＡまたはＢで示される環状化合物であることを特徴とする、請求項１に記載のネマティック液晶組成物：各式中、ｍは４〜８の整数である。３．クラウンエーテルが下記式ＡａまたはＢａで示される化合物であることを特徴とする、請求項２に記載のネマティック液晶組成物：４．複屈性率が０．１１０またはそれ以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のネマティック液晶組成物。５．下記式Ｉで表わされる少なくとも１種の液晶化合物および下記式ＩＩで表わされる少なくとも１種の化合物を含有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のネマティック液晶組成物：各式中、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³はそれぞれ独立して、１２個までの炭素原子を有するアルキル、アルコキシまたはアルケニルであり、Ｘは、−ＣＮ、Ｆ、Ｃｌ、−ＯＣＦ₃または−ＯＣＦ₂Ｈであり、環Ａ、Ｂ、ＣおよびＤはそれぞれ独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレンであり、これらの基はそれぞれ、１個または２個のフッ素原子により置換されていてもよく、Ｚ¹およびＺ²はそれぞれ独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＯＯ− または単結合であり、Ｌ¹およびＬ²はそれぞれ独立して、ＨまたはＦを表わし、ｎは、０または１であり、そしてｏは、０、１または２である。６．下記式Ｉａ〜Ｉｅから選択される少なくとも１種の化合物および下記式ＩＩａ、ＩＩｂおよびＩＩｅから選択される少なくとも１種の化合物を含有することを特徴とする、請求項５に記載のネマティック液晶組成物：各式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｌ¹、Ｌ²、Ｚ¹および環ＢおよびＣは請求項５に記載の意味を有し、ｑは、０または１であり、そしてＬ³は、ＨまたはＦである。７．液晶ディスプレイデバイスの静電気による挙動を改善する方法であって、請求項１〜６のいずれかに記載の組成物を、このディスプレイデバイスに誘電体として使用することを特徴とする方法。８．静電気に帯電した液晶ディスプレイデバイスの放電時間を改善する方法であって、請求項１〜６のいずれかに記載の組成物を、このディスプレイデバイスに誘電体として使用することを特徴とする方法。