[其他]鐵電體液晶組合物

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85104134
• 申請日: 1985-05-30
• 公開（公告）號: CN85104134B
• 公開（公告）日: 1988-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 服部紳太郎;近藤克己;北村輝夫;塙安男;向尾昭夫;中田忠夫
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社日立制作所;窒素株式會社
• 主分類號: C09K19/42
• 分類號: C09K19/42
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利代理部
• 代理人: 戴真秀,俞輝君

本發(fā)明系指一種鐵電體液晶組合物，該組合物特別適用于光學(xué)開關(guān)和顯示裝置，并具有極好的響應(yīng)性，同時顯示出手性近晶相C。

采用液晶的光學(xué)裝置在實踐中用于各種領(lǐng)域。在液晶顯示裝置中，主要利用向列液晶相（一種中間相）的扭轉(zhuǎn)向列（TN）效應(yīng)。這種TN效應(yīng)的特征是，耗電功率極小，裝置輕巧，對眼睛不產(chǎn)生疲勞，由于是接收光型的顯示，即使長期使用亦如此。但是TN效應(yīng)的問題是響應(yīng)時間遲緩。為了改善響應(yīng)時間，對液晶材料，激勵線路，以及裝置元件已經(jīng)進行了多種研究，但均無顯著進展。

為了保持液晶顯示具有的低電耗和光接收型特征，并使其具有與光發(fā)射型顯示如光發(fā)射二極管和電熒光相等效的響應(yīng)性，有必要發(fā)展一種新型的液晶顯示系統(tǒng)，以取代TN效應(yīng)。這種嘗試的例子之一是建議一種采用具有鐵電體性質(zhì)的手性近晶相C（以后稱為“SmC＊相”）的光學(xué)開關(guān)現(xiàn)象的顯示裝置[例如，N.A.Clark，S.T.Lagerwall：Appl.Phys.Lett.，36，899，（1980）]。發(fā)展這種顯示裝置，必需解決各種問題。特別是對于液晶材料，所開發(fā)的材料一定要滿足下列二點：

（1）在較包括室溫的溫度范圍（如0～60℃）更寬的溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)鐵電性SmC＊相，

（2）表現(xiàn)出的鐵電性，足以在實際使用時的足夠低的電壓下也能夠產(chǎn)生具有上述光開關(guān)現(xiàn)象的自發(fā)極化。

呈現(xiàn)鐵電性的SmC＊相液晶是一種近晶液晶，S.A.Pikin等人寫的一篇文章Usp.Fiz.Nauk，125，251（1978）[Sov.Phys.Usp.，21，481（1978）]中詳細揭示了這種液晶。當液晶材料呈SmC＊相時，則顯示鐵電性。“呈現(xiàn)鐵電性的溫度范圍”一詞是指當液晶材料呈SmC＊相時的溫度范圍。

已經(jīng)公開了各種各樣的顯示SmC＊相的液晶化合物，例如見Ph.MartiontLagarde著的J.physique（37C-3，129（1976）]，和A.Hallsby等人著的Mol.Cryst.Lig.Cryst.，[82，61（1982）]。但是呈現(xiàn)SmC＊相的溫度范圍（以后稱為“MR”）很窄，并且溫度邊界較室溫高，因此不實用。

為了擴大MR，已經(jīng)嘗試混合具有不同長度端基的液晶化合物的同系物，此外，還混合一種或幾種光學(xué)活性物質(zhì)或膽甾液晶。但是并不能擴大MR，也不能將其降低至室溫以下。

本發(fā)明的目的是提供一種在寬的溫度范圍內(nèi)具有SmC＊相的鐵電液晶組合物。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種比SmC＊相的溫度邊界更低的具有晶相的鐵電液晶組合物（以后稱為“C相”）。

本發(fā)明還有一個目的是提供一種在低于SmC＊相的溫度上限10度的溫度下具有自發(fā)極化至少為0.5nC/Cm²的鐵電液晶組合物。本發(fā)明的其它目的從以下的說明中可以清楚地看出。

圖1～4和7～9是本發(fā)明的鐵電液晶組合物的相變溫度圖。

圖5，6，10，11是對比實施例的液晶組合物的相變溫度圖。

圖12是表示顯示裝置響應(yīng)性的圖，其中包括本發(fā)明的一種液晶組合物。

在向列液晶中，尚未發(fā)現(xiàn)用單一的液晶就能夠符合實際使用要求的溫度范圍的材料，所以，不能指望在鐵電液晶中找出這樣一種合適的材料。本發(fā)明者研究利用鐵電液晶中的熔點降低現(xiàn)象，混合兩種或多種液晶化合物，以擴大顯示液晶的溫度范圍，由此實現(xiàn)了本發(fā)明。

本發(fā)明的第一方面是提供下述的鐵電液晶組合物。實際采用的鐵電液晶組合物的SmC＊相的特征是，分子間相互平行，并向某一方向傾斜，傾斜方向在一層與另一層之間逐漸移動，以致從整體看，形成一種螺旋狀結(jié)構(gòu)。在這樣的分子排列下，則產(chǎn)生自發(fā)極化，這是由于分子內(nèi)部極化基團環(huán)繞液晶分子長軸的熱運動所引起的分子內(nèi)的自由旋轉(zhuǎn)受到了相鄰分子的相互作用所阻礙自發(fā)極化的方向垂直于分子排列的螺旋軸（平行于近晶層）。

在包括室溫的一個寬溫度范圍內(nèi)，對一種混合的組合物，使其產(chǎn)生這樣的分子排列和自發(fā)極化，對此通過各種試驗進行了詳細的研究以后發(fā)現(xiàn)，被混合的組份中，應(yīng)至少含有一種呈現(xiàn)SmC＊相的化合物的組份，以便使組合物呈現(xiàn)出SmC＊相。