JPS63108094A - 時分割駆動液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は時分割駆動液晶表示装置、特に時分割駆動方式
に好適な液晶組成物を備えた時分割駆動液晶表示装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

電界効果形液晶表示装置の一つであるツィステッドネマ
チック形（ＴＮ形）液晶表示装置の一例を第１図に示す
。同図に示す液晶表示装置は、それぞれ透明なガラスな
どからなる第１の基板１と第２の基板２とが所定の間隔
、例えば５〜１５　ｐｍでほぼ平行に配置され、その周
囲は、例えばフリットガラス、有機接着剤等からなる封
着部材３で封着され、これらによって形成される内部空
間にネマチック相液晶４が封入されている。所定の間隔
は、例えばファイバーガラス、ガラス粉末等のスペーサ
５によって得られる。なお特別にスペーサ５を使用せず
、封着部材３をスペーサとして兼用しても良い。

上記第１及び第２の基板１，２は、それぞれその対向す
る内面上に所定のパターンの電極６が形成され、更に液
晶に接する面は、その面付近の液晶分子が所望の一定方
向に配向させる液晶配向制御面７，８となっている。こ
のような配向制御面は、電極を有する基板面」二に例え
ばＳｉＯをその基板面に対して斜めの方向から蒸着させ
た斜方蒸着膜あるいは前記基板面上に有機高分子薄膜又
は無機物薄膜を被着し、その表面を綿などで一定方向に
こするいわゆるラビング処理を施すことなどによる作ら
れる。

液晶配向方向に関して、第１−の基板］の液晶配向制御
面７には第１の一定方向を、第２の基板２の液晶配向制
御面８には第２の一定方向をそれぞれ選びそれぞれの方
向を異ならせることにより、前記基板１，２間に挟持さ
れたネマチック相液晶４の分子は、第１の方向から第２
の方向に向かってねじれて配向される。第１の方向と第
２の方向とのなす角度すなわち液晶分子のツイスト角度
は任意に選ばれるが、一般には第２図に示すようにほぼ
９０度が選ばれる。

基板］−９２の外側には、それぞれ第１の偏光板９及び
第２の偏光板１０が配置される。

この場合２枚の偏光板９，１０の偏光軸のなす角度は通
常液晶分子のツイスト角度（前記第１の方向と第２の方
向とのなす角度）と同じ角度、又は、零度（すなわちそ
れぞれの偏光軸が平行である）が選ばれる。そして逆相
液晶配向面配向方向と偏光板の偏光軸とは互いに平行も
しくは直交するよう配置される。

このような表示装置は、第］の基板側からみた＝３− ときに正常の表示を行う場合、第２の偏光板９の裏面に
反射体１１を配置した反射形表示装置、又は更に第２の
偏光板９と反射体１１との間に所望の厚さのアクリル樹
脂板、ガラス板等の導光体を挿入し、その側面の適宜個
所に光源を配置した夜間表示用素子として広く利用され
ている。

ここで、ツイスト角度９０度、偏光軸交差角度９０度の
反射形の場合の液晶表示装置の表示動作原理について説
明する。

今、液晶層に電界が存在しないときは、外来光（この液
晶表示素子の第１の偏光板９へ入射する周囲光）はまず
第１の偏光板９を透過したときその偏光軸に沿った直線
偏光光となり液晶層４へ入射されるが、液晶分子はその
層の間で９００度ライスへしているので液晶層を通過し
たときは、前記偏光光の偏光面は９０度旋光され、第２
の偏光板１０を透過する。これが反射板１１で反射され
、」１記と逆の順序で第２偏光板１０．液晶層４．第１
偏光板９を透過して液晶表示装置へ放射される。

従って観察者には液晶表示装置に入射され、反射板で反
射されて再び液晶表示装置から出て来た偏光光を観察す
ることができる。

このような表示装置において所定の選択された電極６に
所定の電圧を印加し、液晶層の所定の領域に電界を与え
ると、その領域における液晶分子は電界の方向に沿って
配向される。その結果、その領域においては偏光面の旋
光能を失うので、その領域では偏光面は旋光しないため
、第１の偏光板９で偏光された光は第２の偏光板１０で
遮断される。このため観察者にはその領域は暗くみえる
。

従って、所望の選択された電極に電圧を印加することに
よって、所望の表示を行うことができるのである。

上記のような電界効果形液晶表示装置において、用いら
れるべき液晶組成物には、下記に述べる諸特性が付与さ
れていることが特に望ましいものである。すなわち、 −配向制御面に対する適応性が良好なこと、二　広い温
度範囲において動作可能なこと、三　広い温度範囲、特
に低温においても応答性の良いこと、 などである。

まず第一の要請に関しては、液晶４の分子を」二板、下
板の界面において平行にしかも一方向に配列されるよう
に制御することは、本装置の構成」二きわめて重要なこ
とで、従来よりこの制御はＳｉＯの斜方黒膜を形成した
り、あるいはラビング処理を施すことにより行っている
。

また、第二の要請に対しては、２５℃の常温近辺におい
て液晶であることが最低の必要条件であるが、実用的に
は一り０℃〜＋６０℃程度以上の温度範囲で液晶状態を
示す液晶体が必要である。

なお、本発明で述べる所の固体・液晶の転移温度は下記
の測定に基づいて決定、定義されたものである。個々の
液晶単体物質、およびそれらで構成される混合系組成物
が過冷却現象を示す場合が多い。その場合には十分低温
（たとえば−４０℃）に冷却して結晶化を計り、しかる
のちに微量融点測定装置によって、温度上昇時における
転移温度を測定し、これをもって固体・液晶の転移温度
とした。この第二の要請は通常のスタティック駆動につ
いては言うに及ばず、いわゆる時分割駆動方式による駆
動においてきわめて重要な意味をもっている。すなわち
最近、液晶表示装置、特に情報を多く必要とする装置、
例えば電卓あるいは７トリツクス・ディスプレイなどに
おいては、電圧平均法などによる時分割駆動方式を採用
することを必須としている。電卓などでは低電圧駆動が
望ましく、特に電池を直列に接続して直接駆動しうる４
、５ｖ駆動（電池１．５ｖ用３ケ）、３ｖ駆動（電池１
゜５ｖ用２ケ）などの低電圧駆動が採用されている。

この低電圧駆動は電池を直列に接続するため、昇圧回路
を必要とせず、Ｃ−ＭＯＳと組合せることにより、電池
寿命時間を５００時間〜２０００時間に保持しうるのが
特徴である。

しかしながら、かかる時分割駆動方式を採用すると、ス
タティック駆動方式では生じなかった動作上の制約が原
理的に存在することになる。すなわち時分割表示装置で
は半選択点、非選択点の各絵素におけるクロス１−一り
を防ぐ必要がある。このクロストークの防止法としては
最も一般的に用いられる電圧平均化法がある。この方法
はクロス１−−り電圧を平均化して選択電圧との差を大
きくすることによって動作の裕度を広げることを目的と
して工夫されたものである。以下この方法を具体例を挙
げながら説明する。

クロストーク電圧を選択電圧の１７３に平均化し、駆動
波形を交流にした電圧平均化法を適用した例を呈示する
。この方式の駆動波形は第３図の状態図のようになる。

第３図において選択状態では士Ｖｏの電圧が液晶に加わ
り、半選択状態、非選択状、態では士（１／３）Ｖｏの
電圧が液晶に加わる。このとき液晶が表示状態になる点
、すなわち表示点に加わる印加電圧の実効値υｓ１は次
式のようになる。

ただしＮ：デユーティ数＠ 一方液晶の非表示点に加わる印加電圧の実効値υ、２は
次式のようになる。

υ５２＝Ｔｖｏ０１１１０…………………………（２）
ここで、表示点を表示状態にするには、液晶のしきい値
電圧Ｖ　ｔ　ｈに対してυｓｔ≧Ｖ　ｔ　ｈであり、非
表示点にクロストークを生じないためには、υｓ２≦Ｖ
ｔｈでなければならない。すなわち、この駆動方式によ
ってクロストークを防いだ表示をする条件は次式のよう
になる。

υｓ２≦Ｖｔｈ≦υｓ１・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・団・・・・・・・（３）（３）式に（１）
、　（２）式を代入し、Ｖｏについて整理すそこでＶｏ
を変えて表示点および非表示点の輝度を測定すると第８
図のようになる。表示点および非表示点にＶｏに換算し
た液晶のしきい値電圧。

Ｖｔｈｘ＋　Ｖｔｈ２が存在し、 ■い工≦Ｖｏ≦Ｖｔｈｚ・１旧・・・旧・・・・・・・
・・・・・・・・・・（５）のときクロストークを防い
だ表示が可能になる。

なお、（４）式によりＶ　ｔ　ｈ　ｓ　＋　Ｖ　ｔ　ｈ
　２は次式で表わせる。

Ｖｔｈｚ＝　３　Ｖｔｈ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）（
５）式について、さらに厳密に言えば、表示の可能な電
圧の下限値はＶｃｈｌではなく第８図に示す飽和電圧Ｖ
　ｓ　ａ　ｔ　１を下限とすべきである。すなわち下記
の（８）式が、 ｖｓａ口≦Ｖｏ≦Ｖｔｈ２・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・（８）クロスト−りを防
いだ表示が可能になる電圧範囲を決める式となる。（８
）式におけるＶｏの可動範囲が大きい装置はど動作マー
ジンが広い装置であるということができる。以上の式の
誘導ではυｓ１゜υ５２ＬｌたがってＶｔｈｉ、Ｖｔｈ
２．Ｖｓａｔｔなどは一定値として考えてきたが、これ
らは温度（Ｔ）、素子に対する視角（φ、Ｏ）（第４図
）などによって変わりうるものである６（１）式から（
８）式の説明では第４図に定義した視角φ＝Ｏと定めて
考えてきたが、現実にはφはある有限の範囲の値を取る
ものである。このように動作マージンをきめる要因は種
々あり、これを以下に順をおって説明するが、動作マー
ジンをきめる要因を考察する上で下記の３つの因子を取
り上げると問題の本質を見通す」−で便利である。

（ａ）　　温度によるしきい値電圧の変動（ｂ）　　角
度によるしきい値電圧の変動（ｃ）電圧−輝度特性のシ
ャープさ さて（ａ）〜（ｃ）と動作マージンの関係を測定法の具
体例に則して定量的に明らかにする。

時分割駆動方式の電気光学特性は第５図に示す方法で測
定した。液晶表示装置５１は輝度計５２に対して１０″
〜４０６の間で傾斜させて恒温槽５３内に配置されてい
る。そして輝度計５２に対して３０°の角度をもって配
置されたタングステンランプ５４より熱吸収ガラスフィ
ルター５５を介して液晶表示装置５１に光を照射し、液
晶表示装置５１の輝度を輝度計５２によりＨ１’ｌ定す
る。

前記した方法で測定した時分割駆動１／３バイアス・１
／３デユテイ、１／２バイアス・１／２デユテイの場合
のそれぞれの駆動波形は第６図。

第７図のような波形で行う。この波形で電圧と輝度特性
を示したのが第８図である。領域Ｉは点灯しない領域で
あり、領域■は選択点のみ点灯する領域である。この領
域■で数字２文字等の所望の表示ができることになる。

領域■ではすべてのセグメントが点灯する領域であり、
表示機能としての役目をなさない領域である。すなわち
クロストークの生じる領域である。

Ｖ　ｔ　ｈ　１は輝度１０％の選択点（ＯＮ状態）にお
ける電圧、Ｖｔ＋＋２は輝度１０％の非選択（ＯＦＦ状
態）点における電圧、ｖ　ｓ　ａ　ｔ　ｔは輝度５０％
の選択点電圧、Ｖ　ｓ　ａ　ｔ　２は輝度５０％の非選
択電圧である。動作マージンを次式で定義する。

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（９）た
だし、Ｔ＝湿温度℃）　　　０°〜４０’Ｃφ＝視角（
”）　　　１０°〜４０’ ｆ＝周波数（七）１００〜５５０　Ｉ（ｚしたがって、
広い動作マージンとは領域■が広いということと同義で
ある。このように時分割駆動ではある一定の電圧の幅（
マージン）の中で駆動しなければならない。

一１２＝ この（９）式で表わされる動作マージンＭを更に分析す
ると、前記した（ａ）〜（ｃ）の五つの因子によってＭ
が決定されることがわかる。それぞれの因子は次の式に
よって定量的に定義される。

（ａ）　　Ｖｉｈの温度特性式Ｔ ただし、温度ＴはＯ°〜４０℃の範囲とし、φ＝４０’
、ｆ＝１００Ｉ（ｚでの値として八Ｔを定義する。

（ｂ）　　Ｖｔｈの角度依存性Δφ してΔφを定義した。

（Ｃ）　　電圧−輝度特性のシャープさγこれらの（ａ
）〜（ｃ）が三つが主要素であるが、この他に周波数特
性Δｆが一般には存在する。

ただしＴ＝４０℃、φ＝４０°での値としてΔｆを定義
する。

さらに式の導出に便利なように電圧平均化法におけるマ
ージンαなるものを定義しておく。

ここで（９）式に（１０）〜（１４）を代入して整理す
ると、動作マージンＭは次式で与えられる。

一般にγ、Δψ、ΔＴ、Δｆはγ≧１．Δφ≦１、ΔＴ
≧０．Δｆ≦］、の値を取る。

ここで定義された動作マージンは液晶材料によって種々
異なる値を取りうるちのであり、より大きいマージンＭ
を与えうる材料が時分割駆動用に適していることになる
。（１５）式より明らかなように動作マージンＭを拡大
するには温度特性へＴは０に近づくほど、角度依存性Δ
Ｔ、電圧−輝度のシャープさγおよび周波数特性Δｆの
各々は１に近くなることが必要である。場合によっては
温度特性へＴはその装置に温度補償回路を導入すること
によって温度特性の影響をほぼ無視して取扱うこともで
き、装置としての動作マージンを拡大させることができ
る。しかし、温度補償回路を設けることは必然的に装置
を高価なものにするため、電卓などの普及品などではコ
ストを下げるために装置にこのような余分な補償回路な
どを−切つけない条件で広い動作マージンが取れる部品
材料（素子）を採用することがきわめて好ましいのであ
る。

第三の要請すなわちパ広い温度範囲、特に低温において
も応答性の良いこと”に関しては、次のような考察から
その方法が導出されよう。時分割駆動動作時のツィステ
ッドネマチックモードにおける応答は次式で与えられる
。

ｔ、ａｔｔ　ｏｃ　　ｄ”η／Ｋ・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・（１７）ηは粘度、には
弾性定数、ｄは液晶層の厚み。

Ｋについては（６１）式を参照のこと。

上式より、液晶の応答は液晶材料の粘度によって主とし
て決定されることが判る。この理論式は実測ともよい一
致を見るとされており、応答性の一１５＝ 向」〕は液晶材料の粘性の低減によって行ないうろこと
は当業者であれば容易に認めうる理屈である。

すなわちこの第三の要請に対してはいかに粘性の低い（
勿論他の第一、第二の要請を満した上で）液晶材料を見
出しうるかが成否の鍵をにぎっているのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来から液晶表示用、特に時分割駆動用の材料として、
シッフ塩基型、エステル型、ビフェニル型、アゾキシ型
など種々提案されている。アゾキシ型は温度特性が良好
（八Ｔが小さい）すなわち温度によるしきい値電圧の変
動が少ない材料であり、さきに定義した動作マージンＭ
は１／３バイアス、１／３デユーテイの時分割駆動の条
件で１０％以上と大きな値を取りうる。アゾキシ型液晶
は次の一般式で与えられ、 Ｒｓ　−Ｏ）　−Ｎ　（０）　Ｎ−■−Ｒ２それ自身弱
い負の誘電率異方性を示す物質である。

通常圧の誘電率異方性を有するネマチック液晶（Ｎ　ｐ
　）を混合した系で用いられる。しかしこのアジキシ型
の材料は可視光の一部を吸収し着色（黄色）しており、
光に対する最大吸収が３５０ｎｍにあり、この付近の波
長によって次のような光化学反応をともなうものである
。

ｈν Ｒ１−Ｑ−Ｎ（０）Ｎ−■−０Ｒ２−→Ｒ＋−Ｑ−すな
わち光化学反応によって非液晶物質を生成せしめるもの
で、この新しい生成物の出現によって黄色から赤色に変
色し、かつ一般には液晶の電気抵抗も急激に低下する。

上記の理由により、アゾキシ系ネマティック液晶は太陽
光や蛍光灯による光劣化効果をさけるために、実用上５
００ｎｍのカットフィルターを装置（素子）に装着して
使用する必要がある。このため装置（素子）として複雑
になる。

一方このような光劣化しやすい材料以外のものとして、
シップ塩基系、ビフェニル系、エステル系などの液晶が
いわゆる白色表示用材料として従来から表示装置への応
用の対象物として考慮されてきた。

ビフェニル系は光、水、酸素などによっておかされがた
く、化学的に安定であるとされている。

しかしこの物質系は主として正の誘電率異方性の液晶系
にのみ室温液晶であるものが知られ、負の相当物には室
温液晶となるもので実用的に有用なものが少ない。した
がってビフェニル系のみによって混合系として構成され
うる液晶系の種類は少なく、かつ、また正の誘電率異方
性も特に大きな値ではないため、しきい値電圧の調整を
広い範囲にわたっては行いがたいものである。また、し
きい値電圧値の温度依存性が大きく　（八Ｔが大きく）
時分割駆動には一般に不適当とされる。

エステル系の液晶は比較的化学的安定性に優れ、また正
の誘［準異方性、および負の誘電率異方性の液晶Ｏ１体
物質の種類も多い。しかしそのしきい値電圧値の温度依
存性は比較的大きく、かつ粘度も比較的大きいので前記
第二、第三の要請には、一般に沿いがたいものである。

シッフ塩基に関しては、エステル系よりも良好な物性値
をもつものであるが、化学的性質として加水分解性が強
く、素子構成との整合を取らないと使用できない場合が
あり、万能とは言いがたいものである。

本発明は」１記従来液晶材料の欠点を克服すること、す
なわち広い温度範囲で安定に配向し、かつしきい値電圧
値を広い範囲の任意の電圧値に設定し得、かつその値の
温度依存性が小さく、応答速度の早い液晶組成物を特徴
とする液晶表示装置を提供するものである。

従来から前記三つの要請中の第二、第三の要請に適した
ものとして、母体として誘電率の異方性が負のネマチッ
ク液晶（Ｎｎ型液晶）を用い、これに適量の誘電率異方
性が正のネマチック液晶（Ｎ　ｐ型液晶）および／また
は誘電率異方性が正の液晶類似物（分子構造が正のネマ
チック液晶に類似している物質で以下Ｎｐ型液晶類似物
という）を添加した系がシッフ塩基型液晶系の中などに
存在しうろことを本発明者らは見出している。

ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明者らは新に、次の一般式 ％式％（８） １〜１．０とする）の各単体液晶の複数個の混合組成か
ら成る母体系が−に記第二、第三の要請に適した母体系
であることを見出したものである。なお、ｎは炭素が直
鎖であることを意味する記号であり、以上本明細書で用
いるｎは同様の意味とする。また、シクロヘキサン環炭
素とカルボニル基炭素との結合はイカトリアル結合であ
るとする。

本明細書において開示される発明のうち、代表的なもの
は下記のとおりである。

一般式Ｒｓ−ｅ−Ｃｏｏ−■−Ｒ２ 〔式中、Ｒ１はｎ　−Ｃ１１Ｈ２１１＋１１　ｎ　−Ｃ
ｍＨ２＋ａ＋ｔ　−Ｏｒ−Ｃのいずれかを表わす（ｍ＋
ｑは１〜１０の整数）の化合物と、 （ａ）　　一般式Ｒｓ　−（９−■−〇Ｎ〔式中、Ｒ８
はｎ　−ＣｍＨｚｍ＋ｔ、　ｎ　−ＣｍＨ２ｍ＋ｘ　−
〇（但しｍは１〜１０の整数）のいずれかを表わす。〕
で示される化合物の少なくとも一種、 （ｂ）　　一般式Ｒ４−■−〇−ＣＮ 〔式中、Ｒ４はｎ　−ＣＩＩＨ２１１＋１．　ｎ　−Ｃ
ｍＨ２ｍ＋ｓ　−Ｑ、　ｎ−ＣＩＩＨ２１１＋Ｉ　　Ｃ
Ｏ（但しｍは１〜１０の整数）　　　　　０ のいずれかを表わす。〕で示される化合物の少なくとも
一種、 （ｃ）　　一般式Ｒ５−■−■−〇−〇Ｎ〔式中、Ｒ５
はｎ　−ＣＣ１１Ｈ２＋＋１　（但しｍは１〜１０の整
数）のいずれかを表わす。〕で示される化合物の少なく
とも一種、または、 （ｄ）　　一般式Ｒｅ　−ｅ　−Ｑ　−Ｑ　−ＣＮ〔式
中、Ｒ６はｎ　−Ｃ：１ｌＨ２１１＋１　（但しｍは１
〜８の整数）のいずれかを表わす。〕で示される化合物
の少なくとも一種、 とを含有するネマチック液晶体を一対の相対向する電極
間に挟持してなる時分割駆動液晶表示装置。

〔作用〕

本発明者らは」二記一般式で表わしうるたぐいの負の誘
電率異方性のネマチック液晶及びその類似物はこれらを
組合わせて混合系を形成することによって広い液晶温度
範囲の有用な母体液晶を与えることを見出したのである
。さらに本発明者は上記母体混合系と組合せうる正の誘
電率異方性のネマチック液晶（Ｎ　ｐ　）及びその類似
物を探索し、これを」１記母体と組合せることによりき
わめて時分割駆動用に適した液晶組成物系を見出すに至
ったものである。さらに上記（１８）式のＮｎ型と」１
記探索によって得たＮｐ型との混合系にさらに添加する
ことによって時分割駆動に適した諸性質を向−１−させ
うるＮ。型液晶およびその類似物をも見出すことが出来
た。

〔実施例〕

以下順をおって実施例をまじえて発明の詳細な説明を行
う。

（１８）式に示した構造の各液晶単体より構成される母
体組成に関して、とくに好ましい構成物質として、 ｎ−（、ｗＨｚｍ＋ｚ−ｅ−ＣＯ０−Ｏ−０−ＣｑＨ２
ｑ＋ｚ−ｎ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（１９）（ただしｍ＋９は１〜１０の整数） が良く、（１９）式において（ｍ、ｑ）の組合わせとし
ては、（３，５）、（４，５）、（５，５）、（６，５
）、（４，６）、（３，１）、（３，２）、（３，３）
、（３，４）、（３，９）、（４，１）、（４，２）。

（４，３）、（４，４）、（４，６）、（４，８）、（
５，１）、（５，２）、（５゜３）、（５，４）、（５
，６）、（５，７）などが好ましい。

ｎ　　−Ｃ、Ｈ２１１１＋１−（＋３−　ＣＯ○−４Ｇ
−Ｃｑ　Ｈｚｑ＋ｓ、−ｎ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・（２０）（但しｍ＋Ｑは１〜１０の整
数） については（５，２）、（５，３）、（５，５）などの
組合せが良い。

については（３，４）、（４，４）、（４，１）、（５
，４）、（５，９）などの組合せが良い。

ｎ　−ＣｍＨｚｍ＋ｔＯ−ｆ−Ｄ−ＣＯ０−Ｑ−ＣｑＨ
２ｑ＋１−ｎ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（２２）（但しｍ＋９は１〜１０の整数） については（５，３）、（５，５）などの組合せが良い
。

＝２４− 第１表には主なＮ、単体液晶４−ｎ−アルキル−シクロ
ヘキサンカルボン酸−ｔｒａｎｓ　−４’−アルコキシ
フェニルエステルの液晶温度範囲（ＭＲ）　　を示した
。

また、これらの化合物を混合すると第２表に示すように
広いＭＲの混合系を得る。

第２表 第２表１−１の液晶は室温（２５℃）において約３５セ
ンチポアズ（ｃｐ）の粘度を示す。これに対してこれら
液晶のシクロヘキサン環に置換えた分子構造に相当する
公知のエステル型液晶は約２倍もの高い粘度を示す。

例えば、 Ｃ４Ｈ９−Ｑ−ＣＯ０−（ｉ−ＯＣ１１Ｈ１８−−・・
・（２３）Ｃ［１Ｈ１１−０−◎−ＣＯＯ−◎−Ｃｓ　
Ｈｓ　ｔ・・・・・・（２４）の混合系の粘度は室温で
約７０センチポアズ（ｃｐ）を与える。一般に通常のベ
ンゼン環を二個含むエステル系の液晶に比較して本発明
になる系は約二分の−と小さな粘度を示し、高速応答に
有利な物性を示す。−上記の例かられかるように、Ｒｔ
　−（Ｊ＋　−ＣＯＯ−（Ｑ　−Ｒ２・・・・・・・・
・・・・・・・・（１８）のいずれかとする〕（但しｍ
＋Ｑは１〜１０の整数とする）の混合系から成る母体液
晶（Ｎｎ）は前記第三の要請に適した母体系であること
が明らかである。

一方、これらのＮｎ型液晶系はε１１をネマチック液晶
のディレクター（ｄｉｒｅｃｔｏｒ）方向の誘電率とし
、またＥＪ−を液晶のディレクターに直交する方向の誘
電率とするときΔε＝ε１１−ε１の値は負でかつその
絶対値は比較的小さな値を示すものである。例えば、 ｎ、　−Ｃｍ　Ｈ２＋＋＋＋１−ｅ’−ＣＯ〇−■−〇
　ｑ　Ｈ２１？＋１−　ｎ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・（２０）で示される物質
は小さな誘電率をもち、その電気的極性が弱く、いわゆ
る有機化学上の概念からは、非極性な溶媒に近いもので
ある。このような非極性な溶媒にＮｐ型、たとえば、Ｃ
ｓ　Ｈ７Ｇ　−ＣＨ＝Ｎ−（１）−ＣＭなどのような大
きな誘電率をもち、かつその異方性も大きい溶質を混合
すると、当然その相互の相溶性が問題となる。たとえば
Ｃｓ　Ｈ７−■−ＣＨ＝Ｎ−◎−ＣＮとＣｅ　Ｈｉ　ａ
−■−ＣＨ＝Ｎ−Ｑ−ＣＮの１：２モル比の混合系の誘
電率（２２℃測定）はｆｕ（１，５に玉）　＝２５．７
．Ｃ１（１゜５ｋＨｚ）　＝７．３．ΔＥ　（１，５ｋ
Ｈｚ）　＝１８．４であり（（）内は測定周波数）、誘
電率も大きく、またその異力性も大きい。すなわち、こ
れらの溶質は有機化学上の概念からは極性のグループに
属するものである。このような溶媒と溶質、すなわち非
極性のＮｎ型液晶母体系と極性のＮｐ型液晶／またはＮ
Ｐ型液晶類似物とを吟味せずに混合すれば、つぎに述べ
るような問題が生じることは容易に予測しうろことであ
り、かつまた本発明者らはその事実の存在することを既
に経験的に認めているものである。

工）溶質（Ｎ　ｐ型ネマチック液晶及びその類似物）の
比率を大きくすると相分離が生じることがある。

２）混合系におけるネマチック液晶の下限温度が」−昇
する。

３）低温において、液晶分子の配向制御が困難となるこ
とがある。

これらの好ましからざる現象を示す具体例を以下に示す
。母体のＮｎ型液晶として、 ＣＪ　Ｈ日−〇−Ｑ−ＣＨ＝Ｎ−■−Ｃ４Ｈ［１１モル
　づの混合母体系（Ａ−１）を用い、Ｎｐ型液晶として
、 ＣｅＨｌｇ−■−ＣＨ＝Ｎ−■−ＣＮ　　・・・・・・
（２６）を用いた。配向制御膜としてはＳｊ、Ｏ斜方蒸
着（入射角８３°）を用いた。（２６）式の物質の添加
量を種々変えたものをＳｉＯ斜方蒸着膜を内蔵するツィ
ステッドネマチック液晶装置に封入した。この装置を恒
温槽に入れ、温度を室温から低温へと下げて行くと、あ
る装置ではある種の配向の異常性が表われることが判っ
た。」二、下偏光板と反射板とを装着した装置において
、表示部の一部または全部が暗くなることが認められた
。すなわち、液晶分子の配列が正常のツイストの状態か
ら何らかの変化が生じ、光の制御能力が低下したと考え
られる配向異常が生じたものである。前記のＮｐ型液晶
（式（２６））の添加量と上記配向異常との関係を第３
表に示す。この表には各組成の液晶が配向異常を起し始
める温度の」二限を示す。前記Ｎｐ型液晶（式（２６）
　）の添加量が少ない領域では、低温安定性は良好であ
る。配向異常は、はぼＮｐとＮｎを等量混合した場合に
最も起りやすく、Ｎｐ型液晶（式（２６））の量が少な
いと起りにくい傾向を示している。

第　　３　　表 このような配向の異常と相溶性の欠如を防ぎ、より信頼
性の高い液晶組成物を得る方法として、本発明者らはつ
ぎのようなきわめて一般性のある方法を見出したのであ
る。

すなわち、非極性なＮｎ型母体系液晶と極性のＮｐ型液
晶および／またはＮＰ型液晶の類似物との相溶性を増大
させ、かつ広いＭＲを得るには、第主成分として前記の
Ｎｎ以外の種類のＮｎ型液晶系を添加させると良い。と
くに第三成分のＮｎ型としては、その分子内に電気的に
極性をもち、かつ負の誘電率異方性をもつネマチック液
晶又は液晶類似物であると上記の好ましい性質、すなわ
ち混合系の相溶性を増大させ、かつ広いＭＲを得ること
ができる。たとえば前記（Ａ−１）の系統のシッフ塩基
型液晶（Ｎｎ型液晶）の混合系に、前記のＮＰ型液晶（
式（２６）　）を加えるに際して、次の例に示すような
極性の基を分子内に含むＮｎ型液晶および／またはＮｎ
型液晶類似物をさらに第三成分として加えるのである。

実施例として、母体のＮｎ型液晶としては、３ｌ− Ｃ４Ｈ１ｌ−０−■−〇Ｈ＝Ｎ−Ｇ−Ｃ７Ｈｚ５　８．
３モＡ’％　　Ｊを用い、これにＮｐ型としてＣＩＩＨ
７−Ｑ−ＣＨ＝Ｎ−Ｑ−ＣＮを１３ｗｔ％加えたものに
、極性のＮｎ型物質として。

Ｃ５Ｈ工を一〇−Ｃｏｏ−Ｑ−ＯＣＨａ・・・・・・（
Ｃ−２）を加えた。この（Ｃ−２）の添加量と液晶温度
範囲（ＭＲ）との関係を第９図に示す。同図で知れるご
とく、液晶温度範囲（ＭＲ）は（Ｃ−２）の添加量の増
加につれて下降し、しかも液晶−液体転移温度（Ｎ−Ｉ
点）の低下は比較的少なく、全体として（Ｃ−２）の添
加によってＭＲが拡大するという好ましい結果を与えて
いる。

以」二の実施例においては、母体のＮｎ型としてシッフ
塩基型液晶を対象として第三成分の有効性を説明したが
、まったく同様なことは母体系（Ｎ。型）として第２表
に示した４、　−ｎ−アルキル−シクロヘキサンカルボ
ン酸−ｔｒａｎｓ　−４’−アルコキシフェニルエステ
ルの混合系（表２１−１〜１−１１）を用いた場合でも
生じることが明らかとなった。

すなわち、上記母体（Ｎｎ）系に各種Ｎｐ型液晶および
／又はＮｐ型液晶類似物を加えるに際して、上に説明し
た第三成分としてＮ０型液晶および／またはＮｎ型液晶
類似物を加えると上記Ｎｐ型物質との相溶性を増大させ
、かつ広いＭＲを得ることができることが明らかになっ
た。

第三成分として好ましいＮｎ型液晶および／またはＮｎ
型液晶類似物は次の通りである。

ｎ−ＣｍＨ２ｍ＋ｔ−０−Ｑ−ＣＨ＝＝Ｎ−Ｑ−ＣｑＨ
２ｑ＋ｔ−ｎ　　　□・−−−−・−（３９）（以」二
、（２８）〜（３９）におけるｍおよび／またはｑは１
〜１０の整数） Ｒ−Ｑ−ＣＨ＝Ｎ−■−Ｃ，Ｈ９−ｎ　−−（４０）た
だしＲはＣＨ３−０−ＣＨ２ＧＨｚ−０またはＣＨｓ−
０−（ＣＨａ）８−０ Ｒ−Ｑ−ＣＨ＝Ｎ−Ｇ−０−Ｃ−Ｈｚ、＋ニーｎ　　−
・・・（４１）（ｍは１〜９の整数） Ｒは（ＣＨｚ）ｚ　−ＣＨ−０または （ＣＨａ）Ｉ　−ＣＨ（ＣＨａ）２−〇（ｍ、ｑは１〜
１０の整量） ＲはＣＨａ　−０−ＣＨ２−０。

ＣＨａ　−０−（ＣＨａ）！−〇　。

Ｃ２Ｈ５−０（ＣＨａ）２−０　。

ＣＨａ　−０−（ＣＨＡ）８−０　。

ＣＩＩＨ７−０−（ＣＨａ）２−０またはＣ２Ｈ５−０
−（ＣＨ２）＋１−０ ｎ−Ｃ，＋Ｈ２ｍ＋ｔ−Ｃ−０−Ｇ−ＣＨ＝Ｎ−■−Ｃ
ｑＨｚｑ＋ｚ−ｎ　・・曲（４５）占 ｎ−ＣｍＨ２＋ａ＋ｚ−〇−■−ＣＨ＝Ｎ＠０−ＣｑＨ
ｚｑ＋ｔ−ｎ−・−（ｓｚ）ｎ　−ＣｍＨｘｍ＋ｘ−Ｏ
り−Ｑ−０−Ｃ６Ｈｚ　ｓ−ｎ　曲曲曲・・・曲曲曲（
５４）（以上（４４）−（５４）のｍおよび／又はｑは
１−１０の整数）（ｍ＋　ｑは３〜８の整数） ｎ−ＣｍＨｚｍ＋ｔ−０−◎ぺ”、？）−Ｃｑ　Ｈ２１
１＋１−　ｎ　・＝　・−−−・・・・・・・・（６０
）（ｍ、ｑは１〜１０の整数） これら（２７）ないしく６０）の各物質あるいはこれら
の任意の混合系を第三成分として添加するに際し、その
添加すべき量を決定するにはつぎの一般的事実または法
則が指導原理となる。

すなわち、母体であるＮｎ型液晶に混合するＮｐ型液晶
および／又はＮＰ型液晶類似物の量は、混合系液晶の必
要とする動作しきい電圧値によって決められるものであ
るが、その混合する量と動作しきい電圧値との関係は、
はぼつぎのような考え方に従って決められる。そして上
記第三の成分である極性の基をもったＮｎ型液晶および
／または極性の基をもったＮ。型液晶類似物の添加量も
、上記Ｎｐ型液晶および／またはＮｐ型液晶類似物の混
合量に見合って加えられるべきものである。ツィステッ
ドネマチック液晶装置のしきい電圧値（ｖｔｈ）は次式
で与えられる。

（４π）−１（ｓｕ　　ｔ↓）Ｖｔｈ”＝π”拳Ｋｕ＋
（Ｋ８８２に２２）ψ”・・・・・・・・・・・・・・
・・・・（６１）ただし、ψはツイスト角で通常はπ／
２の値を取る。Ｋｚｚ、　Ｋ２２１　Ｋ８１１はそれぞ
れスプレィ（ｓｐｌａｙ）　ｔツイスト（ｔｗｉｓｔ）
　、ベンド（ｂｅｎｄ）の弾性定数である。式（６１）
を簡単にかくと、ただしΔε＝ε１書−ε工 Δεの異なる値の液晶の混合により、任意のΔεの液晶
を原理的には得ることができる。いま二種の液晶Ａおよ
びＢの誘電率をそれぞれＡ／Ｂ＝Ｘ／１−Ｘとする。誘
電率の加成性が成り立つとすると混合系の八Ｅはつぎの
ように与えられる。

またＫについても加成性が成立つとすると、混合液晶の
Ｋは、次のように与えられる。

（６２）　、　（６３）を（６１）’に代入すると。

ここで各定数に具体的数値をあてはめ、しきし）電圧値
の算出を例示する。

Ｎ□型液晶の八Ｅ　を−０，３，Ｎｐ型液晶Ｃ４Ｈ１ｌ
　　Ｇ　　Ｃｏｏ−■−〇Ｎ（７）Ａｔ　　を２５１、
０−７ｄｙｎｅとおくと（６４）式はＶｔｈ＝２＊’ｊ
、面玉７巧〒「シ侶了四薄−・・・・・・・・・・・・
・・・（６４）’え方は決して恣意的なものではなく、
現実の液晶の物性を良く反映した値であることは当業者
であれば容易に納得し得るものである。

第１０図はＮＰ型液晶として（：、　４　Ｈ９−◎−Ｃ
Ｏ〇−◎−ＣＮを、またＮｎ型液晶として実施例４に示
した母体１−４を用いてＮＰとＮｎ両型の液晶を混合し
たときの混合比をＶｔｈ　（ｓｔａｔｉｃ　ｄｒｉｖｅ
）の値との関係を示したものである。理論式（計算式）
　（６４）または（６４）’と実験結果はよい一致を示
している。

しかしながら上記の組合せのみでは既に詳しく説明した
ように、その相溶性に関して十分満足しきれない。そこ
で第三の成分としてのＮｎ型、とくに極性のＮｎ型物質
（極性のＮｎ型液晶および／またはＮｎ型液晶類似物）
を添加する必要がある。

その添加量はＮｐ型液晶および／またはＮＰ型液晶類似
物の量に合せて種々調整すれば良い。その例は後述の実
施例によって説明する。

第２表などに開示されているＮｎ型の一般式％式％（１
８） 〔式中、Ｒ１はｎ　　ｅ　ｗ＋　Ｈｘ、＋ｘ　＋　ｎ　
　Ｃｍ　Ｈ２＋１＋１−〇ｙ　ｎ　−Ｃｍ　Ｈ１２＋ｍ
＋Ｉ　　Ｃのいずれかで、Ｒ２がｎ−ＣｑＨｚｑ＋ｓ＋
　ｎ　−ＣｑＨｚｑ＋ｓ−０，ｎ−ＣｑＨｘッ＋１−Ｃ
ｏのいずれかとする。〕（但しｍ、ｑは１〜１０の整数
）で示される母体系に加えられるべきＮｐ型液晶および
／またはＮｐ型液晶類似物として下記の物質を見出した
。

ｎ　−Ｃｍ　Ｈ２ｍ＋１−■−ＣＯＯ−■−〇　Ｎ　−
・−−−−・・−（６５）ｎ−Ｃ，Ｈｘ−＋＋−０−４
’３−ＣＯ０−（Ｄ−ＣＮ　−（６６）ｎ−Ｃ，ｌ−１
ｘ−＋ｘ−Ｑ−ＣＯ０−Ｇ−Ｎ　０２−−（６７）ｎ−
Ｃ，Ｈｚ−＋ｌ−０−Ｑ−ＣＯ０−Ｃ２）−Ｎ　（）ｚ
−（６８）ｎ−Ｃ，Ｈｚ、＋ｔ−（Ｄ−ＣＯＳ−Ｃり−
ＣＮ−（６９）Ｔｌ−Ｃ，Ｈ２１１＋１−Ｇ−ＣＨ＝Ｎ
−■−ＣＮ−・−（７０）ｎ−Ｃ，Ｈｚ、＋１−Ｃ−１
−Ｃ−０−Ｑ−ＣＨ＝Ｎ−Ｑ−ＣＮ＝（７２）ｎ−Ｃ＋
ｚ−■−ＣＨ＝Ｎ−■−Ｎ　Ｏｘ　−（７３）ｎ−Ｃｍ
Ｈｚｍ＋５−Ｑ−（０）−ＣＮ　・・・・・・・・・・
・・・・・・・・（７４）ｎ−ＣＩＩＨｘｍ＋１−Ｃ−
■−０１−ＣＮ　−−−−・−−−−−・−−−−（７
６）ｎ−ＣｗＨｚ＋ｍ＋ｔ−ｅ−Ｑ−ＣＮ　　−・−−
・（１”ｌ）ｎ−ＣｍＨｘ＊＋１−０−＠−■−ＣＮ　
−−−−−−・−・・−・・・（７８）（（６５）　〜
（７８）におけるｍは１〜１０の整数）など（６５）な
いしく７８）の物質が好ましい。

また、下記の物質を母体系に添加し、良好な結果を得た
。

ｎ　−Ｃｍ　Ｈ２ｍ＋１−　ｅ−◎−Ｑ−ＣＮ　・−−
−−−−−−−−−−−−（７９）ｍは１〜８の整数 ＸはハロゲンＦ、Ｂｒ、ＣＱ、Ｉを表わす。

ｎ−ＣｍＨ２＋＋＋＋ｘ−■−ｃＨ＝Ｎ−Ｂ−ｃＮ　−
−−−−−（８１）ｍは１〜１０の整数 ＸはハロゲンＦ、Ｂｒ、ＣＱ、Ｉを表わす。

ｎ−ＣｍＨ２＋ｍ＋ｚ−■−ＣＯ〇−■−Ｑ−ＣＮ−（
８２）ｍは１〜１０の整数 ｍは１〜１０の整数 第４表 以下余白 第５表 一般式（１８）式の物質Ｎｎ型と第三の成分Ｎ。型物質
よりなる組成系の例（実施例）としては下記の第４表に
示すものが特に好ましいことを見出した。

次にＮｎ系混合系母体にＮＰ型液晶および／またはＮｐ
型の液晶類似物を加えた系の実施例を第５表に示す。

実施例２４ないし２７，２９，３０，３２，３３に見る
ように各混合系は室温を中心に広いＭＲを保持している
。いずれも表示装置に利用しうる良好な液晶系を形成し
ているものである。

次に上記の本発明になるＮｎ型物質とＮｐ型物質の混合
系を表示装置に適用した場合、とくに時分割駆動方式に
適用した場合にきわめて好ましい表示特性を示すことを
実施例（第６表）によって示す。第６表中ｔｒは立上り
応答速度を、ｔｆは立下り応答速度を表わす。

時分割駆動を実行する上で最も必要な要件、動作マージ
ンについてはすでに詳細に説明した。第６表の実施例に
おいて本発明になる組成物が大きな動作マージン値を示
し、さらにその動作マージ＝４４− ン値を決定する要因を示した。また比較のため第７表に
は従来の材料についての評価データを示した。第７表に
おいて×１における１／３，１／３は１／３バイアス、
１／３デユーテイを、×２における１／２．１／２は１
／２バイアス、１／２デユーテイを意味する。

液晶を構成する各組成間の相溶性を反映するＭＲ２さら
に表示特性として重視すべき応答性などについても実施
例を示した。

動作マージンを決める要因はすでに示したようにＶ　ｔ
　ｈの温度依存性（ΔＴ　）　、Ｖ　ｔ　ｈの角度依存
性（Δφ）、ｖｔｈの電圧−輝度立上り特性（γ）によ
って決定される。これらは液晶そのものによって主とし
て決定される。しかし素子界面、素子の光学系などによ
っても多少変化しうるものであるが本実施例ではすべて
ほぼ同一の条件において測定を行い液晶そのものの特性
を反映させたものである。

動作マージンの主要かつ液晶材料を反映する因子として
第一にはＶｔｈの温度存性（八Ｔ）、第二にはＶ　ｔ　
ｈの視角依存性（Δφ）であることは多くの実験によっ
て明らかにされている。これらの因子は液晶の物性値、
特にΔε（ΔεＩＩ−ε工）（誘電率異方性）、Ｋ（弾
性定数）、Δｎ（屈折率異方性）などによって支配され
るもので、したがって液晶の分子構造と深い係りをもつ
ものである。

液晶の各成分の混合時の相溶性はＭＲに反映する。特に
結晶−ネマチック液晶転移点（Ｃ−Ｎ点）の値に反映す
ると考えられる。

したがって、ＭＲ値を各組成系について表示し、相溶性
については液晶材料としての熱力学的安定性の判定の目
安とし各実施例に付記した。さらに表示特性として必須
の応答特性を各組成系について測定し、実施例として以
下に示した。

一般にＮイ型液晶とＮＰ型液晶の混合系においてＮｐの
添加量を増加するとＶ　ｔ　ｈは低下するが、それと同
時に動作マージンＭの値も減少する傾向がある。したが
って低電圧で駆動可能なこと（例えば１／３バイアス、
１／３デユーテイの時分割駆動の条件で３ｖ駆動を可能
にすること）すなわち低電圧駆動用の液晶を見出すこと
は一般にきわめてむずかしい課題である。一般に動作マ
ージンＭの値が６％以上でないと素子の量産はきわめて
困難だとされている。さらに低電圧駆動の場合にはＮｐ
の添加量を増加する必要があるが、Ｎｐ型液晶自体、多
くの場合大きな粘度を持つものが多く、混合系（Ｎ　ｐ
とＮ。）の全体としての粘度を上昇させ、ひいては系の
応答性を悪化させることもしばしばである。

かかる困難な課題を回避する方法１手段として本発明者
らは次のような一般的な方法を見出した。

すなわちＶｖｈの低下をはたすＮｐとしてΔεの大きな
材料と同じ＜Ｎｐ型ではあるが混合系の粘度を低下させ
、したがって応答性を改良するような物質をＮｐ型の添
加系として併用することである。

Ｖｔｈの低下に特に有効なＮｐ型物質として、ｎ　−Ｃ
ｍ　Ｈ２１１＋１−Ｑ−ＣＯＳ−■−ＣＮ・・・・・・
・・・（６９）（ｍは１〜１０の整数） などが有効である。これらの実施例を実施例３６゜３７
．３８，３９，４２．４３に示した（第６表）。

Ｃ４Ｈｅ−■−Ｃ００−Ｑ−ＯＮなどの式（８０）に属
するエステル型Ｎｐ型液晶はＶｔｈの低下に効果があり
、かつその粘性も比較的低く、利用価値が高い併用添加
系である。Ｃ５Ｈｔｚ−４Ｇ−ＣＯＳ−■−ＣＮ（式（
６９）に属す）はΔεが大きく、かつＮ−Ｉ点が高い（
９８℃）材料であり、混合系のＮ−Ｉ点を高く保つ上で
有効なＮｐ物質である（実施例４２゜４３）。第１１　
図にはＣ５Ｈｒ−（９−ＣＯＯ−■−０−Ｃ５Ｈ１ｔ　
、　Ｃｔｒ　Ｈｓニー■−ＣＯＯ−■−〇　−Ｃ５Ｈ１
工、　ＣＨｓ加えた場合のＮ−Ｉ点とＶｃｈ（Ｌきい値
電圧）を示した。また前記した粘度の低下に有効なＮｐ
型物質としてビフェニル系が存在することが判った（式
（７４）、　（７５）、　（７６））。実施例３４．３
５に示すように応答時間ｔｒが２００ｍ５以下の値を示
した。

これは他のＮｐ物質（式（８０））　、実施例３６．３
７（式（６５））実施例３８．３９などに比較して優れ
た値である。ビフェニル系と同様、応答性を改良しうる
減粘剤でかっＮｐの物質として、 ｎ　−ＣＩＩＨ２１１＋１−（Ｅ）−Ｇ−ＣＮ　−−−
−−−（７７）（ｍは１〜１０の整数） がきわめて有効であることを見出した。この点について
はより詳細に後述する。

一般に非液晶性物質（液晶類似物質）の添加は液晶−液
体転移温度（Ｎ−Ｉ点）を低下させる傾Ｎ−Ｉ点の低下
は多くの場合、八Ｔの悪化（増大）をもたらすものであ
る。実施例３７ではＮ−Ｉ点が５０℃と低い。これは他
の実施例（３４ないし３９）に比べて明らかに低い値で
ある。かつ八Ｔが１８．５であり、他の実施例に比べて
異常に大きい。

ΔＴの増大は（１５）式から明らかなようにＭ（動作マ
ージン）の減少につながる（実施例３７ではＭ＝３．５
と小さい値である）。かがるＮ−Ｉ点の低下を防止し、
八Ｔの増大を防ぎ、ひいては動作マージン（Ｍ）の値を
増加させるのに有効な物質（添加削）として本発明者ら
は次の（８２）式、　（７９）式の２つ系統の物質を見
出した。

ｎ　−Ｃｍ　Ｈｚｍ＋ｔ−４１＞−０１−Ｑ−ＣＮ　−
−−−−（８２）ｎ　−Ｃｍ　Ｈ２ｍ＋ｓ−ｆ＋−■−
Ｇ−ＣＮ　・・−−−−−・−・−−−−（７９）これ
らの物質を実施例Ｊ。ないし１１（第２表）。

実施例１２ないし２２（第４表）に示したＮ０型母体液
晶、実施例２；３（第５表）、実施例２８（第５表）、
実施例３１（第５表）などの母体液晶などに添加すると
その効果はきわめて顕著である。

その有効性は実施例４．０．４１に示されており、（８
２）式で示される一般式に属する物質の少量添加はＮ−
Ｉ点を高い値に保つ点、また八Ｔの減少にきわめて効果
的である。同様の役割を（７９）式で示される物質が果
していることを実施例に基づいて説明する。実施例５３
．５４（式（７９）で示される物質が添加されている系
）と実施例５２（式（７９）で示される物質が添加され
ていない系）との比較、実施例５８（式（７９）で示さ
れる物質が添加されている系）と実施例５７（式（７９
）で示される物質が添加されていない系）との比較から
明らかであるようにこれらの添加剤のＮ−Ｉ点の上昇２
ΔＴの減少の効果は明らかである。実施例４０において
Ｎることによって広いＭ、Ｒを保持し、かつ動作マージ
ンＭ＝１２（％）のものを見出に至った。

実施例５０はＶｉｈの低下に有効なＣ４Ｈθ−■−００
０−Ｑ−ＣＮ　（Ｎｐ）と、粘度低下に有効なＣ７Ｈ工
５−■−Ｑ−ＣＮ　（Ｎｐ）と上述のＮ−Ｉ点の上昇、
八Ｔの減少に有効なＣ３Ｈｘｓ−Ｃ’ｊ）−■−〇−Ｃ
Ｎを組合せた例である。

本発明者らが見出したもっとも顕著にして、応用上効果
のある新しい組成系として一般式％式％（１８） 〔式中、Ｒ１はｎ−ＣｍＨ２ｍ＋ｔ、ｎ−ＣｍＨ２ｍ＋
ｚ○。

ｎ−（、＋Ｈｚｍ＋ｔＣＯのいずれかで、Ｒ２はｎ　−
Ｃｍ　Ｈｚ１１＋１１　　ｎ−ＣｍＨ２ｍ＋ｚＯ１ｎ−
ＣｍＨ２ｍ＋ｚＣＯのいずれかとする〕　（但しｍ、ｑ
は１〜１ｏの整数とする）で示される各物質を中心とす
る母体系に、ｎ　−Ｃｍ　Ｈ２ｍ＋１−６−◎−ＣＮ　
・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７７）（但し
ｍは１〜１０の整数） を添加した系が挙げられる。これを実施例によって説明
する。

実施例４４．．４５，４６．４７は実施例２３に示した
母体系■に 一般式　ｎ　−Ｃ、Ｈｘ、＋ｘ−’９−Ｃｈ−ＣＮ　−
−（７７）と　　　ｎ　−Ｃｍ　Ｈｘｍ＋ｘ−６−■−
Ｑ−ＣＮ−（７９）（但しｍは１〜１０の整数） で示されるシクロヘキサンフェニル系及びシクロヘキサ
ンビフェニル系のＮＰ型混合系■（実施例４４参照）を
加えた組成物に関するものである。

■の添加量が増大するに従い応答性が良好になっていく
ことがいちじるしい特徴である。しかも動作マージン（
Ｍ）も１０〜１２（％）程度の高い水準を保持している
点が第二の優れた特徴である。

この高いマージンの保持は一つにはΔψの比較的１．０
０に近い大きい値０．９〜０．８８を取ることが要因と
なっていると考えられ、母体系の（４−ｎ−アルキル−
シクロへキサンカルボン酸−ｔｒａｎｓ　−４’−アル
コキシフェニルエステルを主体とするＮｎ型母体系）と
シクロヘキサン・フェニル系とシクロヘキサンビフェニ
ル系とのＮ。型混合体■との混合系が電気光学的特性に
対して好ましい効果を示す光学的性質（屈折率（ｎ）、
屈折率異方性（Δｎ））を保有していることを示唆する
ものである。またもう一つの高い動作マージンの保持の
要因としてＮｐ型の混合比が増大しても八Ｔの値が増大
せずほぼ一定の８．０〜８．６の水準を保持しているこ
とが挙げられる。一般に他のＮｐ型の成分の増大はΔＴ
の増大をもたらすことが多い（実施例３４と３５．４２
と４３が比較例と成る）。

１／３バイアス、１／３デユーテイ、３Ｖ駆動に最も適
した本発明になる組成物系を実施例５２ないし５８に示
した。これら実施例で示した系の特徴はＮｐ型物質とし
てＶｉｈの低下に有効なＣＩＩＨ２１１＋１−■−ＣＯ
Ｏ−■−ＣＮ（エステルシアノ系）と前記シクロヘキサ
ンビフェニル（式（７７））およびシクロヘキサンビフ
ェニル（式（７９））を組合せた点にあり、駆動電圧が
３ｖ近辺と低く、しかも動作マージンが１０％前後（実
施例５５，５６．５８）と高い水準を示し、かつ応答時
間（ｔｒ。

２５℃）も２００ｍ５前後と良好な値を示すことである
。これらの総合的に優れた特性は時分割駆動用装置への
応用においてきわめて好ましいものである。

実施例５９ないし−６２は母体系■（４−ｎ−アルキル
−シクロヘキサンカルボン酸−ｔｒａｎｓ　−４’−ア
ルコキシフェニルエステルを主体とするＮｎ型母体系）
（実施例５０参照）にさらにＮ。型液晶として、 ＣＨａＯ−Ｇ−ＣＨ＝Ｎ−ｎ−Ｃ４Ｈ９、Ｃ７Ｈｘｈ−
（Ｄ−ＣＯ５−Ｑ−ＣａＨｌｚ、　Ｃ１）Ｈｌｌ−ｏ−
〇−〇Ｃｌ２Ｈ！１１　ＣｓＨ＋１−Ｇ−Ｑ−ＣＯＯ−
Ｇ−ＣＦ、Ｈｌｌを各々加え、Ｎｐ型液晶としてＣ４Ｈ
θ−ｏ−ｃｏｏ−■−〇Ｎを混合した液晶によって広い
ＭＲのネマチック液晶を得ることができることを示した
ものである。特に実施例５９，６０，６］に示すように
固体一液晶転移点（Ｃ−Ｎ点）の低い液晶系を見出した
ものである。

実施例６３ないし６６は母体系■にＮＰ型物質ＣＲＨＩ
Ｉ−Ｑ−ＣＯ０−Ｑ−Ｎ　ＯＸ、Ｃ８Ｈ７−Ｑ−ＣＨ＝
Ｎ−Ｑ−ＣＮ、ＣｅＨｚｇ−■−ＣＨ＝Ｎ−■−ＣＮ。

Ｃｓ　Ｈ１１−Ｑ　−ＣＨ＝　Ｎ−■−Ｎ　Ｏｘ　（７
）各物質を添加することにより、広いＭＲと高い動作マ
ージンを保有する組成物を与えることを示したものであ
る。

実施例６７．６８はＲ−Ｑ−ＣＯＯ−■−■−〇Ｈに関
するものである。Ｒ−ｅ−ＣＯＯ−Ｑ−Ｑ−Ｃ：Ｎ液晶
はＭＲが非常に広く、母体系■（Ｎ−Ｉ点６０℃）に１
０％添加するとＮ−Ｎ点が１７℃上昇する。一般にベン
ゼン環３つ持つ液晶は粘度が大きく、応答速度が急激に
低下する。

Ｌ、かり、、ｍ（７）Ｒ−θ−ＣＯＯ−Ｑ−Ｑ−ＣＮ液
晶は粘度が他のベンゼン環３つを有する材料に比べて粘
度は低く、母体系■（粘度３０〜４０ＣＰ（２５℃））
添加においては応答に悪影響がない。したがってこの母
体系■に添加することは非常に有効で動作マージンも上
昇する傾向にある（添加することによって八Ｔが低下す
る）。

以上実施例３４乃至実施例６８に示した実施例に基づい
て時分割駆動特性の良好な混合液晶の案出の一般的方法
として下記のような結論を述べることができる。

Ｖｉｈの低下をはたすＮｐとしてΔεの大きな材料（こ
れをＮｐｓと定義する）とＮｐｓと同様Ｎｐ型ではある
が混合系の粘度の上昇をおさえるかあるいは低下させ、
したがって応答性を改良するような物質（これをＮ　、
Ｗと定義する）とをＮｐ型の添加としてＮＰｓと又はＮ
　Ｐ　ｗ同志併用すると得られた混合系は時分割駆動特
性が良好であり、とくにＶｔｈの低下と応答性の良好性
の両立が保たれる。ＮｐＳ型物質としては式（６５）乃
至式（７３）　、式（８０）　、式（８１）　。

式（８３）が存在することを見い出した。

またＮｐＩＩ型物質としては式（７４）乃至式（７８）
　、式（８２）が存在することを見い出した。

またＮｐｓ及びＮ　Ｐ　Ｗの添加はＶｔｈの低下、応答
性の良好化に有効であるが、混合系のＮ−Ｎ点の低下、
したがって動作温度範囲の低下、あるいは八Ｔの増大と
いった動作特性、時分割駆動特性の悪化につながる影響
を与える可能性がある。かかるＮ−Ｎ点の低下を防止し
、八Ｔの増大を防ぎ、ひいては動作マージン（Ｍ）の値
を増加させるのに有効な物質として（８２）式、　（７
９）式の二つ系統の物質を見い出した。これらの物質は
■三つの環構造を分子内にもち、■その単体のＮ−Ｎ点
が高く、■比較的弱い誘電率の正のＮＰ型物質に属して
いる。こわらの■、■、■の性質をもつ物質（これをＮ
　ｐ”と定義する）の少量添加は一般的に動作マージン
の改良に有効であることを見い出した。

以上説明した第６表（その１〜５）記載の本発明に係る
混合液晶の組成割合を整理するとっぎのようにまとめる
ことができる。

Ａ：式（１９）の物質 Ｂ：Ａ以外のＮ０型物質 Ｃ：　ＮｐＳ型物質 Ｄ　：　Ｎｐ’型物質及びＮ　ｐｗ　を型物質（１）物
質Ａ、Ｂ、Ｃの組合せにおいて良好な時分割駆動特性を
与える組成として、 ４０〜９０モル％のＡ ０〜４０モル％のＢ 及び １０−３５モル％のＣ から成る混合液晶 （２）物質Ａ、Ｂ、Ｄの紹合せにおいて良好な時分割駆
動特性を法える組成として、 ４０〜９０モル％のＡ ０〜３０モル％のＢ 及び １０〜４０モル％のＤ から成る混合液晶。

（３）物質Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの紹合せにおいて良好な時分
割駆動特性を与える組成として、２８〜５９．４モル％
のＡ １２〜２９．６モル％のＢ ６〜２５モル％のＣ 及び ５〜４０モル％のＤ より成る混合液晶。

（以下余白） 第７表より明らかなように従来用いられているアゾキシ
液晶は１０％以上のマージンが充分にとりうる。しかし
、前記したようにこの材料系は光に対する化学的安定性
が極端に弱いことがらフィルターを必要とし、また黄色
であるため好ましくない。白色材料としてはビフェニル
、エステルフェニルシクロヘキサン系の各ネマチック液
晶がある。これらの材料、たとえばエステル系は低電圧
駆動にはある意味では適しているが、粘度が高く、応答
が遅い。フェニルシクロヘキサン系ネマチック液晶は粘
度が低く高速応答の特長をもつ。

しかし第７表よりあきらかなように、いずれの系も動作
マージンが小さく、時分割駆動用の材料としては不適で
ある。これに対して本発明になる材料は白色材料であり
、かつ時分割駆動に必須な動作マージンが十分に大きな
材料である。

さらに実用上意れることのできぬ液晶材料の保有すべき
特性″配向制御膜に対する適応性が良好なこと″第１の
要請に関して、本発明者らはＲ１−ｅ−ＣＯＯ−■−Ｒ
ｘＣ式中のＲ１はｎ−ＣｎＨ２ｎ＋１゜ｎ−ＣｍＨｚｍ
＋ｓ−０，ｎ−ＣｎＨ２ｎ＋１−Ｃ−０のいずれかであ
り、Ｒ２はｎ−ＣｑＨ２ｑ＋ｔ、ｎ−ＣｑＨ２ｑ＋ｔ−
０゜ｎ−ＣｑＨｚｑ＋ｘ−Ｃ−０のいずれかとする。〕
（但しｍ、ｑは１〜１０の整数とする）を主体とする本
発明においてこれまでに呈示した各組成物の配向性につ
いて詳細に調査、実験を重ねた。その結果、これらの組
成物はいずれもＳｉＯ斜方蒸着膜、ラビングされた有機
高分子膜、ラビングされたカーボン膜などに対して良好
な配向性を示した。

本発明になる上記の液晶組成物にある種の第４゜第５の
成分として微量の添加剤を加えて好ましい特性、たとえ
ば旋回性に基づくドメインの防止。

除去の性質を付与するなどのことは、さらに本発明の材
料組成物を利用する上で有用であることはいうまでもい
。前記の第４．第５の成分としては、たとえばコレスチ
リルクロライド、コレスチリルノナノエー１−などに代
表されるコレステリック液晶、１２−メントール、４−
’−（２“−メチルブチロシキ）−４−シアノ−ビフェ
ニルなどの旋光性物質などが用いられる。

またこれらの旋光性を与える物質をさらに増量添加し、
いわゆる相転移型の組成物を構成することも可能である
。

また、さらに多色性の染料を添加し、”　Ｐｈａｓｅｃ
ｈａｎｇｅ　ｗｉｔｈ　ｄｙｅ”と称されるカラー表示
効果に本発明になる各種組成物を利用することも可能で
ある。あるいは電界により液晶の複屈折性の変化を利用
する型などの電界効果形用の液晶材料としても有用であ
る。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかな如く、本発明における液晶は白
色であるので表示装置としては好ましく、光に対して強
く、化学的にも安定であるので液晶材料としては信頼性
の強いものであると同時に、時分割駆動においてこれま
での白色材料に比べて広いマージンが取れるので液晶表
示装置用として最適なものであるなど種々の特長を有す
る優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が係わる液晶表示装置の一例を示す断面
図、第２図は液晶分子の配向状態を示す構成図、第３図
は電圧平均化法（１／３バイアス）時分割駆動波形の一
例を示す状態図、第４図は視角の定義を示す図、第５図
は電気光学特性測定装置の説明図、第６図は１／３バイ
アス、１／３デユテイの駆動波形、第７図は１／２バイ
アス、１／２デユテイの駆動波形を示す図、第８図は時
分割駆動した時の輝度−電圧特性を示す図、第９図はシ
ッフ塩基Ｎ。型及びＮｐ型混合系にＮ０型物質ＣＩ、ｌ
１ｚ−■−０００−■−ＯＣＨｓの添加量と液晶温度範
囲との関係を示す図、第１０図は本発明に関係したＮｎ
型物質とＮｐ型物質との混合比と、しきい電圧値との関
係の一例を示す図、第１１図はＮｐ型物質をＮ、型物質
に添加した場合の一例を示す図である。 ］・・・上板、２・・下板、５・・・液晶、６・・・電
極、８゜９・・・偏光板、５１・・・液晶表示素子。 苓Ｓ図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一般式▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒ＿１はｎ−Ｃ＿ｍＨ＿２＿ｍ＿＋＿１、ｎ−
   Ｃ＿ｍＨ＿２＿ｍ＿＋＿１−Ｏ、▲数式、化学式、表等
   があります▼のいずれかを表わし、 Ｒ＿２はｎ−Ｃ＿ｑＨ＿２＿ｑ＿＋＿１、ｎ−Ｃ＿ｑＨ
   ＿２＿ｑ＿＋＿１−Ｏ、▲数式、化学式、表等がありま
   す▼のいずれかを表わす（ｍ、ｑ は１〜１０の整数）の化合物と、 （ａ）一般式▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒ＿３はｎ−Ｃ＿ｍＨ＿２＿ｍ＿＋＿１、ｎ−
   Ｃ＿ｍＨ＿２＿ｍ＿＋＿１−Ｏ（但しｍは１〜１０の整
   数）のいずれかを表わす。〕で示される化合物の少なく
   とも一種、 （ｂ）一般式▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒ＿４はｎ−Ｃ＿ｍＨ＿２＿ｍ＿＋＿１、ｎ−
   Ｃ＿ｍＨ＿２＿ｍ＿＋＿１−Ｏ、▲数式、化学式、表等
   があります▼（但しｍは１〜 １０の整数）のいずれかを表わす。〕で示される化合物
   の少なくとも一種、 （ｃ）一般式▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒ＿５はｎ−Ｃ＿ｍＨ＿２＿ｍ＿＋＿１（但し
   ｍは１〜１０の整数）のいずれかを表わす。〕で示 される化合物の少なくとも一種、または、 （ｄ）一般式▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒ＿６はｎ−Ｃ＿ｍＨ＿２＿ｍ＿＋＿１（但し
   ｍは１〜８の整数）のいずれかを表わす。〕で示さ れる化合物の少なくとも一種と を含有するネマチック液晶体を一対の相対向する電極間
   に挟持してなる時分割駆動液晶表示装置。