JP2000310797A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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JP2000310797A
JP2000310797A JP2000046710A JP2000046710A JP2000310797A JP 2000310797 A JP2000310797 A JP 2000310797A JP 2000046710 A JP2000046710 A JP 2000046710A JP 2000046710 A JP2000046710 A JP 2000046710A JP 2000310797 A JP2000310797 A JP 2000310797A
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博之 香川
Shintaro Takeda
新太郎 武田
Kotaro Araya
康太郎 荒谷
Sukekazu Araya
介和 荒谷
Katsumi Kondo
克己 近藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain fast response and high contrast and to realize low driving voltage in an active matrix liquid crystal display device using a transverse electric field method. SOLUTION: In this liquid crystal display device, spacers are disposed in a nondisplay region, and the liquid crystal layer contains a structural component having a dielectric anisotropy Δε<=1 by >=40 wt.% and <100 wt.%. The direction of alignment control of liquid crystal molecules on the two interfaces between the liquid crystal layer and a pair of substrates is almost parallel to each other. The polarization axis of one polarizing plate is almost coincident with the direction of alignment control of the liquid crystal molecules on the interfaces.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置、特
にアクティブマトリクス型液晶表示装置に関する。
The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to an active matrix type liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置は、基板間に挟まれた液晶
層の液晶分子に電界を加えることにより液晶分子の配向
方向を変化させ、それにより生じる液晶層の光学特性の
変化を利用して表示を行う。従来のアクティブマトリク
ス型液晶表示装置は、液晶の光旋光性を利用して表示を
行うツイスティッドネマティック(TN)表示方式に代
表されるように、液晶に印加する電界の方向が基板界面
にほぼ垂直な方向に設定されていた。一方櫛歯状の電極
を用いて、液晶に印加する電界の方向を基板に対してほ
ぼ平行な方向とし、液晶の複屈折性を利用して表示を行
う方式(横電界方式)が、例えば特公昭63−2190
7号,特表平5−505247号により提案されてい
る。この横電界方式は従来のTN方式に比べて広視野角
という利点があり、アクティブマトリクス型液晶表示装
置として有望な技術である。
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device changes the alignment direction of liquid crystal molecules by applying an electric field to the liquid crystal molecules of a liquid crystal layer sandwiched between substrates, and utilizes the resulting change in the optical characteristics of the liquid crystal layer. Display. In a conventional active matrix type liquid crystal display device, a direction of an electric field applied to the liquid crystal is almost perpendicular to a substrate interface, as represented by a twisted nematic (TN) display method in which display is performed using the optical rotation of the liquid crystal. Direction was set. On the other hand, a method of performing a display using a birefringent property of a liquid crystal by using a comb-shaped electrode to make the direction of an electric field applied to the liquid crystal substantially parallel to the substrate (lateral electric field method) is, for example, a special method. Kosho 63-2190
7, and Japanese Patent Publication No. 5-505247. The horizontal electric field method has an advantage of a wider viewing angle than the conventional TN method, and is a promising technology as an active matrix liquid crystal display device.

【0003】この横電界方式のアクティブマトリクス型
液晶表示装置用の液晶材料としては、比較的低い比抵抗
を有する液晶組成物(特開平7−306417号公
報),低駆動電圧と高速応答を両立するために、4―
(シクロヘキシルカルボニルオキシ)ベンゾニトリルを含
有する液晶組成物(特開平9−125063号公報),
フッ素を極性基として有する化合物を含有した液晶組成
物(特開平9−255956号公報,特開平10−67
988号公報),シアノ基を有する成分を含有する液晶
組成物(クレメント他、エスアイディ インターナショ
ナルシンポジウム98,26.3(International Sympos
ium 98、26.3))などが提案されている。
As a liquid crystal material for an in-plane switching type active matrix type liquid crystal display device, a liquid crystal composition having a relatively low specific resistance (Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 7-306417) is used to achieve both low driving voltage and high speed response. For that, 4-
A liquid crystal composition containing (cyclohexylcarbonyloxy) benzonitrile (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-125063),
Liquid crystal compositions containing compounds having fluorine as a polar group (JP-A-9-255596, JP-A-10-67)
988), a liquid crystal composition containing a component having a cyano group (Clement et al., SID International Symposium 98, 26.3 (International Sympos)
ium 98, 26.3)).

【0004】またこの横電界方式では、液晶の応答時間
及び駆動電圧と、液晶材料の物性値とが以下の[数式
1]及び[数式2]に示す関係にあることが知られてい
る(大江昌人、近藤克己、アプライドフィジックスレタ
ーズ、67巻、3895−3897頁、1995年、大
江昌人、近藤克己、アプライドフィジックスレターズ、
69巻、623−625頁、1996年)。
In the lateral electric field method, it is known that the response time and the driving voltage of the liquid crystal and the physical properties of the liquid crystal material have the relationship shown in the following [Equation 1] and [Equation 2] (Oe). Masato, Katsumi Kondo, Applied Physics Letters, 67, 3895-3897, 1995, Masato Oe, Katsumi Kondo, Applied Physics Letters,
69, 623-625, 1996).

【0005】[0005]

【数1】 τoff ∝γ1×d2/K22 …(数1)数 offoffγ1 × d 2 / K22 (Equation 1)

【0006】[0006]

【数2】 (Equation 2)

【0007】ここでVthは液晶のしきい値電圧、K22
は液晶材料のツイストの弾性定数、Δεは誘電率異方
性、Lは電極間隔(図1)、dは液晶層の厚さ(図
1)、τoff は電圧印加時から無印加時への液晶の応答
時間、γ1は液晶の回転粘性係数を示す。また光学特性
を維持するために、d×Δnをほぼ一定値とするため、
前記[数式1]及び[数式2]は[数式3]及び[数式
4]にそれぞれ変換することができる。
Here, Vth is the threshold voltage of the liquid crystal, K22
Is the twist elastic constant of the liquid crystal material, Δε is the dielectric anisotropy, L is the electrode spacing (FIG. 1), d is the thickness of the liquid crystal layer (FIG. 1), and τoff is the liquid crystal from when a voltage is applied to when no voltage is applied. , And γ1 represents the rotational viscosity coefficient of the liquid crystal. In order to keep d × Δn almost constant in order to maintain the optical characteristics,
[Equation 1] and [Equation 2] can be converted into [Equation 3] and [Equation 4], respectively.

【0008】[0008]

【数3】 τoff ∝γ1/(K22×n2) …(数3)Τoff∝γ1 / (K22 × n 2 ) (Expression 3)

【0009】[0009]

【数4】 (Equation 4)

【0010】前記式から判るとおり、液晶の粘性係数γ
1が小さいほど応答時間は短くなり、Δεが大きいほど
駆動電圧は低減される。しかしながら、多くの液晶材料
は粘度とΔεがほぼ比例関係、すなわちΔεの小さい液
晶ほど粘度が低く、Δεが大きいほど粘度が高い傾向に
ある。これはΔεの大きい材料は、高極性、すなわち分
子の双極子モーメントが大きい傾向にあり、双極子モー
メントが大きな材料は、分子間での相互作用が強く、結
果として液晶全体の粘度が上昇してしまうことに原因が
ある。そのために横電界方式においては液晶の高速応答
性と低駆動電圧とがトレードオフの関係にある。すなわ
ち比較的粘度の低いΔε≦1の低極性成分、いわゆるニ
ュートラル成分を多く加えれば、粘度が低下し高速応答
が達成されるが、同時に駆動電圧が上昇してしまう。ま
たΔεの大きな高極性の液晶成分を多く添加すれば、駆
動電圧は低減できるが、粘度が上昇し液晶の応答が遅く
なってしまう。さらに駆動電圧と応答時間を支配するも
う一つのパラメータであるK22の制御方法に関して
は、提案されていない。
As can be seen from the above equation, the viscosity coefficient γ of the liquid crystal
The smaller the value of 1, the shorter the response time, and the larger the Δε, the lower the drive voltage. However, in many liquid crystal materials, the viscosity is approximately proportional to Δε, that is, a liquid crystal with a small Δε has a low viscosity, and a large Δε tends to have a high viscosity. This is because a material having a large Δε tends to have a high polarity, that is, a large dipole moment of a molecule, and a material having a large dipole moment has a strong interaction between molecules, resulting in an increase in the viscosity of the entire liquid crystal. There is a cause. Therefore, in the horizontal electric field method, there is a trade-off between the high-speed response of the liquid crystal and the low driving voltage. That is, if a large amount of a low-polarity component having a relatively low viscosity of Δε ≦ 1, that is, a so-called neutral component, is added, the viscosity decreases and a high-speed response is achieved, but at the same time, the driving voltage increases. Also, if a large amount of a high-polarity liquid crystal component having a large Δε is added, the driving voltage can be reduced, but the viscosity increases and the response of the liquid crystal becomes slow. Furthermore, no method has been proposed for controlling K22, which is another parameter governing the drive voltage and response time.

【0011】一方で、高コントラスト化のために、一対
の基板間隔を一定に保つためのスペーサを、非画素領域
に配置する技術も多く開発されている。例えば、特開平
10−170928号公報,特開平9−61828号公
報,特開平6−250194号公報,特開平5−531
21号公報,特開平5−173147号公報、特開平8
−160433号公報,特開平8−292426号公
報,特開平7−325298号公報等に記載の方法が提
案されている。
On the other hand, many techniques have been developed for arranging spacers in a non-pixel region for maintaining a constant interval between a pair of substrates in order to increase the contrast. For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 10-170928, Hei 9-61828, Hei 6-250194, Hei 5-531
JP-A-21, JP-A-5-173147, JP-A-5-173147
Methods described in JP-A-160433, JP-A-8-292426, JP-A-7-325298 and the like have been proposed.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】前述したとおり、これ
までの横電界方式アクティブマトリクス型液晶表示装置
用の液晶材料では、液晶の応答時間と駆動電圧がトレー
ドオフの関係、すなわち液晶のニュートラル成分の増大
による粘度低減により応答時間を短縮すると駆動電圧が
上昇し、液晶のΔεを大きくし駆動電圧を低減すると応
答時間が遅くなるという関係があり、液晶材料の低粘度
化と高Δε、すなわち高速応答と低駆動電圧との両立が
困難であるという問題があった。また液晶のツイスト弾
性定数K22の制御方法はこれまで明らかではなかっ
た。
As described above, in a conventional liquid crystal material for an in-plane switching type active matrix type liquid crystal display device, there is a trade-off between the response time of the liquid crystal and the driving voltage, that is, the neutral component of the liquid crystal. When the response time is shortened due to the decrease in viscosity due to the increase, the drive voltage increases, and when the drive voltage is reduced, the response time becomes longer. There is a problem that it is difficult to achieve both low driving voltage and low driving voltage. The control method of the twist elastic constant K22 of the liquid crystal has not been clarified so far.

【0013】さらに実験の結果、横電界方式アクティブ
マトリクス型液晶表示装置では高速応答化と高コントラ
スト化がトレードオフの関係にあることが判明した。こ
れは、液晶層中のニュートラル成分の含有量を増やし、
液晶の低粘度化による高速応答化を試みたところ、コン
トラストの低下、特に黒表示時の輝度が上昇する現象が
発生した。横電界方式アクティブマトリクス型液晶表示
装置では通常、液晶層の分子配向状態に応じて光学特性
を変える光学手段として、偏光軸がおおむね直交するよ
うに配置した偏光板が用いられている。この場合液晶層
に印加する電圧を増大させるに伴って透過率が上昇す
る、いわゆるノーマリークローズモードとなる。このノ
ーマリークローズモードの表示方式の場合、基板間隔を
一定に保つためのスペーサ周辺での液晶の配向が、基板
と液晶層との配向制御方向と異なることにより、黒表示
時にスペーサ周辺から光が漏れ、黒輝度の上昇、ひいて
はコントラストの低下をもたらしている。調査した結
果、液晶層中のニュートラル成分の含有量が増大する
と、このスペーサ周辺からの光漏れが大きくなり、黒表
示時の輝度が上昇し、結果としてコントラストが低下し
ていることが判明した。
Further, as a result of experiments, it has been found that in the lateral electric field type active matrix type liquid crystal display device, there is a trade-off between high-speed response and high contrast. This increases the content of neutral components in the liquid crystal layer,
When an attempt was made to increase the response speed by lowering the viscosity of the liquid crystal, a phenomenon occurred in which the contrast was reduced, and in particular, the luminance during black display was increased. In an in-plane switching mode active matrix type liquid crystal display device, a polarizing plate arranged so that polarization axes are substantially orthogonal to each other is generally used as an optical means for changing optical characteristics according to a molecular alignment state of a liquid crystal layer. In this case, a so-called normally closed mode in which the transmittance increases as the voltage applied to the liquid crystal layer is increased. In the case of this normally closed mode display method, light is emitted from the periphery of the spacer during black display because the orientation of the liquid crystal around the spacer to keep the substrate interval constant is different from the orientation control direction between the substrate and the liquid crystal layer. This results in leakage, an increase in black luminance, and a decrease in contrast. As a result of the investigation, it was found that when the content of the neutral component in the liquid crystal layer was increased, light leakage from the periphery of the spacer was increased, the luminance during black display was increased, and as a result, the contrast was lowered.

【0014】本発明は、このような従来発明の問題点に
鑑みなされたもので、第1の目的は、高速応答と高コン
トラストを両立した横電界方式のアクティブマトリクス
型液晶表示装置を提供することにある。本発明の第2の
目的は、高速応答と高コントラストを両立し、かつ低駆
動電圧を達成した横電界方式のアクティブマトリクス型
液晶表示装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and a first object of the present invention is to provide a lateral electric field type active matrix type liquid crystal display device which achieves both high-speed response and high contrast. It is in. A second object of the present invention is to provide an in-plane switching mode active matrix type liquid crystal display device which achieves both high-speed response and high contrast while achieving a low driving voltage.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本出願の液晶表示装置の
一つの実施態様は、スペーサによって間隔が規定された
一対の基板と、一対の基板の間に充填された液晶層と、
液晶層に電界を印加するために一対の基板の内の一方の
基板に形成された電極群と、液晶層を挟んで配置され偏
光軸が互いにほぼ直交した一対の偏光板とを備え、スペ
ーサを非表示領域に配置し、液晶層は誘電率異方性Δε
≦1の構成成分を40重量%以上100重量%未満含有
し、液晶層と一対の基板との二つの界面における液晶分
子の配向制御方向がほぼ平行であり、一方の偏光板の偏
光軸と前記界面における液晶分子の配向制御方向とがほ
ぼ一致しているというものである。
According to one embodiment of the liquid crystal display device of the present invention, there are provided a pair of substrates spaced by a spacer, a liquid crystal layer filled between the pair of substrates,
An electrode group formed on one of the pair of substrates to apply an electric field to the liquid crystal layer, and a pair of polarizing plates disposed with the liquid crystal layer interposed therebetween and having polarization axes substantially orthogonal to each other, and a spacer is provided. In the non-display area, the liquid crystal layer has a dielectric anisotropy Δε
≦ 1 is contained in an amount of 40% by weight or more and less than 100% by weight, the orientation control directions of liquid crystal molecules at two interfaces between the liquid crystal layer and the pair of substrates are substantially parallel, and the polarization axis of one polarizing plate is That is, the alignment control direction of the liquid crystal molecules at the interface is almost the same.

【0016】本出願の液晶表示装置の別の実施態様は、
スペーサによって間隔が規定された一対の基板と、一対
の基板の間に充填された液晶層と、液晶層に電界を印加
するために一対の基板の内の一方の基板に形成された電
極群と、液晶層を挟んで配置され偏光軸が互いにほぼ直
交した一対の偏光板とを備え、液晶層の回転粘性係数γ
1と屈折率異方性Δnとが、1×103mPa・s≦γ
1/Δn2≦1.2×104mPa・sを満たすというも
のである。
Another embodiment of the liquid crystal display device of the present application is as follows.
A pair of substrates having an interval defined by spacers, a liquid crystal layer filled between the pair of substrates, and an electrode group formed on one of the pair of substrates to apply an electric field to the liquid crystal layer. A pair of polarizing plates disposed with the liquid crystal layer interposed therebetween and having polarization axes substantially orthogonal to each other.
1 and the refractive index anisotropy Δn are 1 × 10 3 mPa · s ≦ γ
1 / Δn 2 ≦ 1.2 × 10 4 mPa · s.

【0017】本出願の液晶表示装置のさらに別の実施態
様によれば、スペーサによって間隔が規定された一対の
基板と、一対の基板の間に充填された液晶層と、液晶層
に電界を印加するために一対の基板の内の一方の基板に
形成された電極群と、液晶層を挟んで配置され偏光軸が
互いにほぼ直交した一対の偏光板とを備え、スペーサは
非表示領域に配置され、液晶層は誘電率異方性Δε≦1
の構成成分を40重量%以上100重量%未満含有し、
前記液晶層の回転粘性係数γ1と屈折率異方性Δnと
が、1×103mPa・s≦γ1/Δn2≦1.2×104
mPa・sを満たし、液晶層と前記一対の基板との二つ
の界面における液晶分子の配向制御方向がほぼ平行であ
り、一方の偏光板の偏光軸と界面における液晶分子の配
向制御方向とがほぼ一致しているというものである。
According to still another embodiment of the liquid crystal display device of the present invention, a pair of substrates having an interval defined by a spacer, a liquid crystal layer filled between the pair of substrates, and an electric field applied to the liquid crystal layer. An electrode group formed on one of the pair of substrates, and a pair of polarizing plates that are disposed with a liquid crystal layer interposed therebetween and whose polarization axes are substantially orthogonal to each other, and the spacer is disposed in a non-display area. The liquid crystal layer has a dielectric anisotropy Δε ≦ 1
Containing 40% by weight or more and less than 100% by weight of
The rotational viscosity coefficient γ1 and the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal layer are 1 × 10 3 mPa · s ≦ γ1 / Δn 2 ≦ 1.2 × 10 4
mPas, and the alignment control directions of the liquid crystal molecules at two interfaces between the liquid crystal layer and the pair of substrates are substantially parallel, and the polarization axis of one polarizing plate and the alignment control direction of the liquid crystal molecules at the interface are substantially equal. They are in agreement.

【0018】尚、ニュートラル成分の含有量は、40重
量%以上90重量%以下であることが好ましい。
The content of the neutral component is preferably 40% by weight or more and 90% by weight or less.

【0019】本出願の液晶表示装置のさらに別の実施態
様は、液晶表示装置の液晶層中に、下の化学式で表され
る構造を分子中に有している化合物を含有している。
In still another embodiment of the liquid crystal display device of the present application, the liquid crystal layer of the liquid crystal display device contains a compound having a structure represented by the following chemical formula in a molecule.

【0020】[0020]

【化5】 Embedded image

【0021】(式中X1,X2は、HもしくはFを表
す) さらには、液晶層中に、誘電率異方性Δε≦1の低極性
成分と前記式で表される高極性成分との間の中極性の成
分を含有していることを特徴とする。中極性の液晶成分
は、下記式からなる群より選ばれた構造を有する液晶成
分であっても良い。
(Wherein X1 and X2 represent H or F) Further, in the liquid crystal layer, a low-polarity component having a dielectric anisotropy Δε ≦ 1 and a high-polarity component represented by the above formula are provided. Characterized by containing a component of medium polarity. The medium-polarity liquid crystal component may be a liquid crystal component having a structure selected from the group consisting of the following formula.

【0022】[0022]

【化6】 Embedded image

【0023】[0023]

【化7】 Embedded image

【0024】(式中X1,X2は、HもしくはFを表
す。Aはベンゼン環もしくはシクロヘキサン環を表す)
(Wherein X1 and X2 represent H or F. A represents a benzene ring or a cyclohexane ring)

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】まず、本発明の前提となる横電界
方式の動作原理を図1の一例を用いて説明する。図1
は、横電界方式の液晶パネル内での液晶の動作を示す図
で、(a)(b)は側断面図を、(c),(d)は平面図
を表す。なお、表示素子全体ではストライプ状の電極を
マトリクス状に形成して複数の画素を構成するが、図1
では一画素の部分を示したものである。図2に電界20
1の方向に対する、偏光板透過軸方向112のなす角Φ
pおよび基板界面近傍での液晶分子長軸(光学軸)の配
向方向111のなす角ΦLCの定義を示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the principle of operation of a lateral electric field system as a premise of the present invention will be described with reference to an example of FIG. FIG.
7A and 7B are diagrams showing the operation of the liquid crystal in the liquid crystal panel of the horizontal electric field type, wherein FIGS. 7A and 7B are side sectional views, and FIGS. 7C and 7D are plan views. In the whole display element, a plurality of pixels are formed by forming stripe-shaped electrodes in a matrix.
Shows a part of one pixel. FIG.
The angle Φ formed by the polarizing plate transmission axis direction 112 with respect to the direction 1
The definition of p and the angle ΦLC formed by the orientation direction 111 of the long axis (optical axis) of the liquid crystal molecules near the substrate interface will be described.

【0026】図1(a)に電圧無印加時の液晶の状態
を、図1(c)にその時の平面図を示す。透明な一対の
基板101,101′の内側にストライプ状の電極10
2,103が形成され、その上に配向制御膜108が形
成されている。そして、両基板間には液晶組成物層が挟
持されている。基板間隔はスペーサ(不図示)により保
持されている。棒状の液晶分子106は、電界無印加時
には45度≦|ΦLC|<90度となるように、配向制御
膜108により矢印で示す配向方向111に配向されて
いる。なお、液晶の誘電異方性は正を想定している。Φ
LC=90度でないのは、電界に対して液晶分子の動く方
向を一方向に規定するためである。すなわち図1中で、
液晶分子106が電界方向113に対して、かならず共
通電極102から画素電極103の方向に動くように設
定するためである。ΦLC=90度とすると、液晶分子1
06が図上で左回り、右回り(時計回り)どちらの方向
にも動いてしまい、ドメインが発生し表示不良となって
しまうためである。
FIG. 1A shows a state of the liquid crystal when no voltage is applied, and FIG. 1C shows a plan view at that time. A striped electrode 10 is provided inside a pair of transparent substrates 101 and 101 '.
2, 103 are formed, and an orientation control film 108 is formed thereon. A liquid crystal composition layer is sandwiched between the two substrates. The distance between the substrates is held by a spacer (not shown). The rod-shaped liquid crystal molecules 106 are oriented in the orientation direction 111 indicated by the arrow by the orientation control film 108 so that 45 degrees ≦ | ΦLC | <90 degrees when no electric field is applied. Note that the dielectric anisotropy of the liquid crystal is assumed to be positive. Φ
LC is not 90 degrees because the direction in which the liquid crystal molecules move with respect to the electric field is defined in one direction. That is, in FIG.
This is for setting so that the liquid crystal molecules 106 always move from the common electrode 102 to the pixel electrode 103 with respect to the electric field direction 113. If ΦLC = 90 degrees, liquid crystal molecule 1
This is because 06 moves in either direction counterclockwise or clockwise (clockwise) in the figure, resulting in a domain and display failure.

【0027】次に、図1(b),(d)に示すように、
電極102,103に電界113を印加すると、右回り
に液晶分子106がその向きを変える。このとき液晶組
成物層の屈折率異方性と偏光板109,109′の作用
により本液晶素子の光学特性が変化し、この変化により
表示を行う。
Next, as shown in FIGS. 1B and 1D,
When an electric field 113 is applied to the electrodes 102 and 103, the liquid crystal molecules 106 change their directions clockwise. At this time, the optical properties of the present liquid crystal element change due to the refractive index anisotropy of the liquid crystal composition layer and the action of the polarizing plates 109, 109 ', and display is performed by the change.

【0028】本発明の液晶表示装置では、一対の偏光板
を供えた横電界方式の液晶表示装置であって、前記一対
の偏光板の偏光軸が互いにほぼ直交しており、前記液晶
層と前記一対の基板との二つの界面における液晶分子の
配向制御方向がほぼ平行であり、一方の偏光版の偏光軸
と液晶分子の配向制御方向とがおおむね一致している。
図3にその配置を示す。このような配置にすると、低電
圧時に黒表示、高電圧時に白表示、すなわち電圧の上昇
に伴って輝度が上昇する、いわゆるノーマリークローズ
の表示装置となる。この配置にすることにより、より黒
表示の輝度が低く、従って高コントラストな液晶表示装
置を得ることができる。一方で一対の偏光板の偏光軸、
液晶分子の配向制御方向が全て平行な場合は、表示は可
能であるが、黒輝度が高く、コントラストが低くなって
しまう。
The liquid crystal display of the present invention is a horizontal electric field type liquid crystal display having a pair of polarizing plates, wherein the polarizing axes of the pair of polarizing plates are substantially orthogonal to each other, and The orientation control directions of the liquid crystal molecules at the two interfaces with the pair of substrates are substantially parallel, and the polarization axis of one polarizing plate and the orientation control direction of the liquid crystal molecules substantially match.
FIG. 3 shows the arrangement. With this arrangement, a so-called normally-closed display device in which black display is performed at low voltage and white display is performed at high voltage, that is, the luminance increases with an increase in voltage, is obtained. With this arrangement, it is possible to obtain a liquid crystal display device with lower black display luminance and higher contrast. On the other hand, the polarization axes of a pair of polarizing plates,
When the alignment control directions of the liquid crystal molecules are all parallel, display is possible, but black luminance is high and contrast is low.

【0029】また、図1における液晶106は、誘電異
方性が正のものを用いた場合について説明したが、負の
ものであっても構わない。その場合には初期配向状態を
ストライプ状電極の垂直方向から0度≦|ΦLC|<45
度に配向させると良い。
Although the liquid crystal 106 shown in FIG. 1 has a positive dielectric anisotropy, the liquid crystal 106 may have a negative dielectric anisotropy. In this case, the initial alignment state is set to 0 degree ≦ | ΦLC | <45 from the vertical direction of the stripe electrode.
It is good to be oriented at a time.

【0030】図4は、本発明の第1の実施形態である液
晶表示装置の、単位画素における各種電極の平面構造及
びその断面を示した図である。ガラス基板401と共通
電極402及び走査信号電極414、それらの電極上の
絶縁膜404、さらに映像信号電極410及び画素電極
403,アモルファスシリコン416からなるアクティ
ブ素子である薄膜トランジスタ415(TFT:Thin F
ilm Transistor)、さらにその上層の絶縁層404から
構成されている。なお、アクティブ素子としては、他に
薄膜ダイオードも使用可能であるが、スイッチング素子
としての動作特性により優れたTFTの使用が好まし
い。
FIG. 4 is a diagram showing a planar structure of various electrodes in a unit pixel and a cross section thereof in the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention. The glass substrate 401, the common electrode 402, the scanning signal electrode 414, the insulating film 404 on these electrodes, the video signal electrode 410, the pixel electrode 403, and the thin film transistor 415 (TFT: Thin F) as an active element composed of amorphous silicon 416.
ilm Transistor) and an insulating layer 404 thereover. In addition, a thin film diode can be used as the active element, but it is preferable to use a TFT having better operation characteristics as a switching element.

【0031】さらに、共通電極もしくは画素電極が透明
な材質で構成されている場合は、図5〜図7に示すよう
に、電極の幅を広くしても輝度の低下が少ない。図5
中、(a)(b)は側断面図を、(c),(d)は平面
図を表す。図1及び図2と同様の液晶配向方向,偏光板
透過軸方向とし、電界により液晶分子506がその向き
を変え、光学特性の変化により表示を行う。図6,図7
は、本発明の第2,第3の実施形態である、液晶表示装
置の単位画素における各種電極の平面構造及びその断面
を示した図である。図3に示した構成と異なる点は、共
通電極及び画素電極が、可視光を透過する透明電極、た
とえばインジウム−チン−オキサイド(ITO)である
点である。
Further, when the common electrode or the pixel electrode is made of a transparent material, as shown in FIGS. FIG.
Here, (a) and (b) are side sectional views, and (c) and (d) are plan views. 1 and 2, the liquid crystal molecules 506 change their directions by an electric field, and display is performed by changing optical characteristics. Figures 6 and 7
FIG. 3 is a diagram showing a planar structure of various electrodes and a cross section thereof in a unit pixel of a liquid crystal display device according to the second and third embodiments of the present invention. The difference from the configuration shown in FIG. 3 is that the common electrode and the pixel electrode are transparent electrodes that transmit visible light, for example, indium-tin-oxide (ITO).

【0032】本発明の液晶表示装置では、用いる液晶層
中に誘電率異方性Δε≦1の構成成分を40重量%以上
100重量%未満含有する。これはニュートラル成分を
多く含有させることで、液晶層の粘度を低下させ、第1
の目的の一つである高速応答を達成するためである。ニ
ュートラル成分は、本質的に液晶層の粘度を低下させる
ことができる。これは、Δε≦1の構成成分は、双極子
モーメントが小さいため、分子間力が小さいためであ
る。例えば、分子軌道計算MOPAC93(AM1)で
計算した、誘電率異方性の大きな化合物である、4−メ
チル−(4−シアノフェニル)シクロヘキサン、4−メ
チル−(4−シアノ−3,5―ジフッ素フェニル)シク
ロヘキサンの双極子モーメントが、それぞれ3.93デ
バイ、5.43デバイであるのに対して、Δε≦1のビ
ス(4−メチルシクロヘキサン)、ビス(4−メチルベ
ンゼン)の双極子モーメントは、それぞれ0.035デ
バイ,0.027デバイと非常に小さい。すなわちこの
計算結果からΔε≦1の化合物は、双極子モーメントが
小さく、従って分子間相互作用が小さいため、低粘度化
が可能であると説明できる。
In the liquid crystal display device of the present invention, a component having dielectric anisotropy Δε ≦ 1 is contained in the liquid crystal layer to be used in an amount of 40% by weight or more and less than 100% by weight. This is to reduce the viscosity of the liquid crystal layer by adding a large amount of neutral components,
This is to achieve a high-speed response which is one of the objects of the present invention. The neutral component can essentially lower the viscosity of the liquid crystal layer. This is because the component of Δε ≦ 1 has a small dipole moment and therefore a small intermolecular force. For example, 4-methyl- (4-cyanophenyl) cyclohexane and 4-methyl- (4-cyano-3,5-di), which are compounds having large dielectric anisotropy, calculated by molecular orbital calculation MOPAC93 (AM1). The dipole moments of fluorine (phenyl) cyclohexane are 3.93 Debye and 5.43 Debye, respectively, whereas the dipole moments of bis (4-methylcyclohexane) and bis (4-methylbenzene) satisfying Δε ≦ 1 Are very small, 0.035 debyes and 0.027 debyes, respectively. That is, from the calculation results, it can be explained that a compound having Δε ≦ 1 has a small dipole moment, and therefore has a small intermolecular interaction, and thus can be reduced in viscosity.

【0033】次に応答時間について説明する。本発明の
液晶表示装置では、電圧により液晶の配向状態をコント
ロールすることで輝度を調節し、様々な表示を行う。応
答時間とは、ある電圧から、次の電圧に切り替えたと
き、所望の輝度に到達するまでの時間のことをいう。表
示は1フレーム期間毎に書き換わるため、少なくとも1
フレーム期間以内に液晶の応答が完了しなければ、所望
の輝度に到達しない。特に動画を表示した場合、液晶の
応答遅延の影響により、画像がぼやけて見えてしまう。
ここで1フレーム期間とは、走査回路の走査周波数が6
0Hzの場合は1/60秒=約17msとなる。実験の
結果得られた、本発明の液晶表示装置における、ニュー
トラル成分の含有量と応答時間の関係を図8に示す。本
発明の液晶表示装置では、ニュートラル成分の含有量が
40重量%以上で、フレーム周波数60Hzの場合の1
フレーム時間、約17ms以下の応答時間となることが
判明した。従って本発明の液晶表示装置では、ニュート
ラル成分の含有量を40重量%以上とした。しかしなが
ら、ニュートラル成分が100%では、Δε=0とな
り、液晶を電界により駆動することができなくなる。従
って液晶を駆動するために、ニュートラル成分の含有量
は100%未満が必要であり、実用上はニュートラル成
分の含有量は90重量%以下が好ましい。
Next, the response time will be described. In the liquid crystal display device of the present invention, by controlling the alignment state of the liquid crystal by the voltage, the luminance is adjusted and various displays are performed. The response time refers to a time required to reach a desired luminance when switching from one voltage to the next voltage. Since the display is rewritten every frame period, at least one
Unless the response of the liquid crystal is completed within the frame period, the desired brightness is not reached. In particular, when a moving image is displayed, the image is blurred due to the response delay of the liquid crystal.
Here, one frame period means that the scanning frequency of the scanning circuit is 6
In the case of 0 Hz, 1/60 second = about 17 ms. FIG. 8 shows the relationship between the content of the neutral component and the response time in the liquid crystal display device of the present invention obtained as a result of the experiment. In the liquid crystal display device of the present invention, when the content of the neutral component is 40% by weight or more and the frame frequency is 60 Hz,
It was found that the response time was about 17 ms or less for the frame time. Therefore, in the liquid crystal display device of the present invention, the content of the neutral component is set to 40% by weight or more. However, when the neutral component is 100%, Δε = 0, and the liquid crystal cannot be driven by the electric field. Therefore, in order to drive the liquid crystal, the content of the neutral component needs to be less than 100%, and the content of the neutral component is preferably 90% by weight or less in practical use.

【0034】さらに本発明の液晶表示装置では、式1及
び式3に示したとおり、応答時間は液晶の粘度だけでな
く、セルギャップすなわち、液晶のΔnに依存する。そ
こで本発明の液晶表示装置における、最低輝度と最大輝
度を与える電圧間での応答時間とγ1/Δn2の関係を
図9に示す。この図から、17ms以下の応答時間を達
成するには、γ1/Δn2≦1.2×104mPa・sで
あればよいことが判った。このとき、γ1およびΔn測
定時の温度は25℃である。さらに液晶画面上には、最
低輝度と最高輝度の表示だけでなく、その間、すなわち
中間調の画像も多く表示される。従って、中間調の応答
時間も重要である。本発明の液晶表示で用いた横電界方
式では、中間調間の応答時間が、最低−最高輝度間の応
答時間の約2倍程度である。そこで中間調間の応答時間
も17ms以下とするためには、最低−最高輝度間の応
答時間が8msであればよく、その場合γ1/Δn2
6.0×103mPa・sであればよいことが判った。
Further, in the liquid crystal display device of the present invention, the response time depends on not only the viscosity of the liquid crystal but also the cell gap, that is, Δn of the liquid crystal, as shown in Expressions 1 and 3. FIG. 9 shows the relationship between the response time between the voltages giving the minimum luminance and the maximum luminance and γ1 / Δn 2 in the liquid crystal display device of the present invention. From this figure, it was found that γ1 / Δn 2 ≦ 1.2 × 10 4 mPa · s is sufficient to achieve a response time of 17 ms or less. At this time, the temperature at the time of measuring γ1 and Δn is 25 ° C. Further, on the liquid crystal screen, not only the display of the lowest luminance and the highest luminance but also a large number of halftone images are displayed therebetween. Therefore, the halftone response time is also important. In the horizontal electric field method used in the liquid crystal display of the present invention, the response time between halftones is about twice as long as the response time between minimum and maximum luminance. Therefore, in order to make the response time between the halftones 17 ms or less, the response time between the minimum and the maximum brightness may be 8 ms, in which case γ1 / Δn 2
It turned out that it is sufficient if it is 6.0 × 10 3 mPa · s.

【0035】次に、ニュートラル成分の含有量とγ1/
Δn2の相関について検討した。図10にその結果を示
す。液晶層のニュートラル成分を40重量%以上にすれ
ば、γ1/Δn2≦1.2×104mPa・sが達成でき
ることが判った。
Next, the content of the neutral component and γ1 /
The correlation of Δn 2 was studied. FIG. 10 shows the result. It was found that γ1 / Δn 2 ≦ 1.2 × 10 4 mPa · s can be achieved by setting the neutral component of the liquid crystal layer to 40% by weight or more.

【0036】本発明の液晶表示装置では、液晶層の屈折
率異方性Δn、厚さをdとしたときのパラメータd・Δ
nが、 0.2μm<d・Δn<0.4μm と設定されている。横電界方式のような複屈折モードの
表示方式では、偏光軸が直交した偏光板の間に液晶を挟
んで観測される透過光強度は、sin(πd・Δn/λ)に
比例する。ここでλは光の波長である。透過光強度を最
大にするためにはd・Δnをλ/2,3λ/2,5λ/
2,…とすれば良いが、透過光の波長依存性を抑えて白
色透過光を得るため、望ましくはλ/2を設定する。す
なわち視感度の高い550nmの光を考慮すれば、d・
Δn=0.275μmとなる。このd・Δnは実用的に
は少なくとも、0.2μmから0.4μmの範囲内であれ
ばよい。
In the liquid crystal display device of the present invention, the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal layer and the parameter d · Δ
n is set as 0.2 μm <d · Δn <0.4 μm. In a birefringence mode display method such as a horizontal electric field method, the transmitted light intensity observed with a liquid crystal interposed between polarizing plates whose polarization axes are orthogonal to each other is proportional to sin (πd (Δn / λ). Here, λ is the wavelength of light. In order to maximize the transmitted light intensity, d · Δn should be λ / 2, 3λ / 2, 5λ /
However, in order to obtain white transmitted light while suppressing the wavelength dependence of the transmitted light, λ / 2 is desirably set. That is, considering light of 550 nm having high visibility, d ·
Δn = 0.275 μm. This d · Δn may be practically at least in the range of 0.2 μm to 0.4 μm.

【0037】本発明の液晶表示装置では、一対の基板間
に挟まれたスペーサを有する横電界方式の液晶表示装置
であって、前記一対の基板の間に挟まれたスペーサが、
非表示領域にあること特徴とする。以下この作用につい
て説明する。
The liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device of a horizontal electric field type having a spacer sandwiched between a pair of substrates, wherein the spacer sandwiched between the pair of substrates is:
It is characterized by being in a non-display area. Hereinafter, this operation will be described.

【0038】前述したとおり、液晶層中にΔε≦1の構
成成分の含有量を増加させると、液晶層の粘度が低下
し、高速応答が可能となる。しかしながらニュートラル
成分含有量の増大に伴い、コントラストが低下すること
が判明した。詳細に検討した結果、Δε≦1の構成成分
含有量の増大に伴い、黒表示時におけるスペーサ周辺の
光漏れ量が増大することが判明した。本発明の横電界方
式液晶表示装置では、前述した通り、偏光板や液晶の配
向制御方向が、低電圧時に黒表示となる、いわゆるノー
マリークローズとなるように配置されている。液晶層中
にスペーサが存在する場合、スペーサ−液晶界面で、液
晶の配向方向が一様でなく、液晶−基板界面の液晶分子
の配向制御方向と異なってしまい、その結果、黒表示時
においても、スペーサ周辺から光漏れが発生し、黒表示
の輝度上昇、すなわちコントラストが低下してしまう。
このスペーサ周辺からの光漏れによるコントラスト低下
は、特にノーマリークローズの液晶表示装置において顕
著である。本発明において、ニュートラル成分含有量を
40重量%以上としたとき、特にコントラストの低下が
著しかった。詳細に検討した結果、コントラストの著し
い低下は、スペーサ周辺からの光漏れが著しく増大する
ことに起因していることが判明した。そこでこのスペー
サ周辺からの光漏れの原因を明らかにするために、図1
1に示す測定用セルを作製した。この測定用セルは、ス
ペーサ1104を挟んだガラス基板上間に、液晶層11
05を挟んだものである。ガラス基板1101にはポリ
イミド配向膜1108が形成されており、そのラビング
方向は互いに反平行方向である。このセル中に、 (1)ニュートラル成分:PCH302(1−(4−エ
トキシフェニル)−4−プロピルシクロヘキサン)とP
CH304(1−(4−ブトキシフェニル)−4−プロ
ピルシクロヘキサン)の等量混合物(Δε=約0) (2)Δεの大きな成分:メルク社製ZLI−1083
(シアノPCHの3成分混合物でΔε=約10(なお、
PCHはフェニルシクロヘキサンを意味する))の組成
比を変えた混合液晶を注入し、偏光板のクロスニコル下
で、セルのラビング方向と一方の偏光板の偏光軸を一致
させた状態で、そのスペーサ周辺での液晶の配向を観察
した。上記(1)のPCH302とPCH304の等量
混合物を用いるのは、前述した通り前記Δε≦1の液晶
を少なくとも40重量%以上用いることが横電界方式の
液晶表示装置において有効だからである。すなわち
(1)の液晶は、Δε≦1の液晶の一例として用いた。
As described above, when the content of the component satisfying Δε ≦ 1 in the liquid crystal layer is increased, the viscosity of the liquid crystal layer is reduced, and high-speed response is possible. However, it was found that the contrast decreased with an increase in the neutral component content. As a result of a detailed study, it has been found that the amount of light leakage around the spacer during black display increases with an increase in the content of the constituent components of Δε ≦ 1. In the in-plane switching mode liquid crystal display device of the present invention, as described above, the alignment control direction of the polarizing plate and the liquid crystal is arranged so that black display is performed at a low voltage, that is, so-called normally closed. When a spacer is present in the liquid crystal layer, the alignment direction of the liquid crystal is not uniform at the spacer-liquid crystal interface, and is different from the alignment control direction of the liquid crystal molecules at the liquid crystal-substrate interface. In addition, light leaks from the periphery of the spacer, and the luminance of black display increases, that is, the contrast decreases.
This decrease in contrast due to light leakage from around the spacer is particularly remarkable in a normally closed liquid crystal display device. In the present invention, when the content of the neutral component was set to 40% by weight or more, the contrast was significantly reduced. As a result of a detailed study, it was found that the remarkable decrease in contrast was caused by a remarkable increase in light leakage from the periphery of the spacer. Therefore, in order to clarify the cause of light leakage from around the spacer, FIG.
The measurement cell shown in FIG. This measuring cell is provided between the liquid crystal layer 11 and the glass substrate with the spacer 1104 interposed therebetween.
05. A polyimide alignment film 1108 is formed on the glass substrate 1101, and the rubbing directions thereof are antiparallel to each other. (1) Neutral components: PCH302 (1- (4-ethoxyphenyl) -4-propylcyclohexane) and P
Equivalent mixture of CH304 (1- (4-butoxyphenyl) -4-propylcyclohexane) (Δε = about 0) (2) Large component of Δε: ZLI-1083 manufactured by Merck & Co.
(Δε = about 10 in a ternary mixture of cyanoPCH (note that
PCH means phenylcyclohexane)) A mixed liquid crystal having a different composition ratio is injected, and under the crossed Nicols of the polarizing plate, the rubbing direction of the cell and the polarizing axis of one of the polarizing plates are made to coincide with each other. The orientation of the liquid crystal in the periphery was observed. The reason why the equivalent mixture of PCH302 and PCH304 in the above (1) is used is that, as described above, it is effective to use at least 40% by weight or more of the liquid crystal of Δε ≦ 1 in a liquid crystal display device of an in-plane switching mode. That is, the liquid crystal of (1) was used as an example of the liquid crystal of Δε ≦ 1.

【0039】その結果、(1)の液晶50重量%、
(2)の液晶50重量%の混合液晶の場合、図12
(a)に示すように、スペーサ1204の周囲に環状に
明部1201が観察され、明部1201の外側は暗部に
なっていた。また、明部1201には、偏光板の偏光軸
と一致する方向に十字に暗部線1202,1203が観
察された。偏光顕微鏡を用いて詳細に観察したところ、
図13(a)に示すようにスペーサ1302の周りで液
晶分子1301が配向していると推察された。図13
(a)では、スペーサ1302の周囲の一分子だけを示
しているが、実際には、図12の明部1201の径方向
の長さ分にほぼ相当する、複数の分子がスペーサ表面に
配向している。明部1201の外側の暗部では、液晶分
子がラビング方向に平行に配向している。このため、明
部1201の外側では、直交している偏光板を光が通過
できないため暗部となっている。図13(a)のように
スペーサ1302の周囲の液晶分子1301が配向して
いる部分は、液晶分子1301の配向方向と、偏光板の
偏光軸とが一致している部分のみが図12(a)中の暗
部線1202,1203として観察される。液晶分子1
301の配向方向が偏光板の偏光軸に対して傾いている
部分は、偏光板を透過する偏光成分が生じるため図12
(a)中の明部1201として観察される。
As a result, 50% by weight of the liquid crystal of (1)
In the case of the mixed liquid crystal of 50% by weight of the liquid crystal of (2), FIG.
As shown in (a), a bright portion 1201 was observed annularly around the spacer 1204, and the outside of the bright portion 1201 was a dark portion. In the bright part 1201, dark part lines 1202 and 1203 were observed crosswise in the direction coinciding with the polarization axis of the polarizing plate. When observed in detail using a polarizing microscope,
As shown in FIG. 13A, it was presumed that the liquid crystal molecules 1301 were oriented around the spacer 1302. FIG.
12A shows only one molecule around the spacer 1302, but in reality, a plurality of molecules substantially corresponding to the length in the radial direction of the bright portion 1201 in FIG. ing. In the dark part outside the bright part 1201, the liquid crystal molecules are aligned parallel to the rubbing direction. For this reason, outside the bright portion 1201, the light cannot pass through the orthogonally polarizing plates, and is therefore a dark portion. As shown in FIG. 13A, only the portion where the liquid crystal molecules 1301 around the spacer 1302 are aligned is the portion where the alignment direction of the liquid crystal molecules 1301 and the polarization axis of the polarizing plate coincide with each other. ) Are observed as dark lines 1202 and 1203. Liquid crystal molecule 1
In the portion where the orientation direction of 301 is inclined with respect to the polarization axis of the polarizing plate, a polarized light component that passes through the polarizing plate is generated.
It is observed as a bright portion 1201 in (a).

【0040】また(1)の液晶45重量%,(2)の液
晶55重量%の混合液晶の場合、及び(1)の液晶40
重量%,(2)の液晶60重量%の混合液晶の場合のス
ペーサ周辺の様子を、図12(b),(c)に示す。こ
れらの場合、(1)の液晶50重量%、(2)の液晶5
0重量%の混合液晶の場合と異なり、明部1201中
に、偏光板の偏光軸方向とは異なる方向に暗部線120
5,1205が新たに現れた。詳細に検討した結果、液
晶分子1301が、図13(b),(c)に示すように
スペーサ1302の表面に配向していると推察された。
In the case of the mixed liquid crystal of (1) 45% by weight of the liquid crystal and (2) the liquid crystal of 55% by weight, and in the case of (1) the liquid crystal 40%
FIGS. 12 (b) and 12 (c) show the surroundings of the spacer in the case of the mixed liquid crystal of 60% by weight of the liquid crystal of (2). In these cases, 50% by weight of the liquid crystal of (1) and 5% of the liquid crystal of (2)
Unlike the case of 0% by weight of the mixed liquid crystal, the dark portion line 1201 is included in the bright portion 1201 in a direction different from the polarization axis direction of the polarizing plate.
5,1205 has newly appeared. As a result of a detailed study, it was inferred that the liquid crystal molecules 1301 were oriented on the surface of the spacer 1302 as shown in FIGS. 13B and 13C.

【0041】さらにこれらの液晶を図1に示す液晶表示
装置に注入し、コントラスト比を測定したところ、
(1)液晶:(2)液晶=40重量%:60重量%,
(1)液晶:(2)液晶=45重量%:55重量%,
(1)液晶:(2)液晶=50重量%:50重量%の順
で、コントラスト比が200:1,160:1,10
0:1であった。すなわち、Δε≦1の液晶である
(1)液晶の含有量が増大するにつれ、コントラストが
低下した。特にニュートラル成分が50重量%以上で
は、光漏れが大きくコントラストが大きく低下する。こ
れは、ニュートラル成分の含有量が多い場合は、前述の
ようなスペーサ表面での液晶分子が図13(a)のよう
な配向状態となり、このような配向状態では、より黒表
示時のスペーサ周辺での光漏れが大きくなるためである
と説明できる。すなわち、Δε≦1の液晶成分の含有量
を増大させ、高速応答化することと、高コントラストが
トレードオフの関係となっている。
Further, these liquid crystals were injected into the liquid crystal display device shown in FIG. 1 and the contrast ratio was measured.
(1) liquid crystal: (2) liquid crystal = 40% by weight: 60% by weight,
(1) liquid crystal: (2) liquid crystal = 45% by weight: 55% by weight,
(1) Liquid crystal: (2) Liquid crystal = 50% by weight: 50% by weight, and the contrast ratio is 200: 1, 160: 1, 10
0: 1. That is, (1) a liquid crystal satisfying Δε ≦ 1 (1) The contrast was lowered as the content of the liquid crystal was increased. In particular, when the neutral component is 50% by weight or more, light leakage is large and contrast is greatly reduced. This is because, when the content of the neutral component is large, the liquid crystal molecules on the spacer surface as described above are in an alignment state as shown in FIG. It can be explained that this is because the light leakage at the point becomes large. That is, there is a trade-off between increasing the content of the liquid crystal component satisfying Δε ≦ 1 to achieve high-speed response and high contrast.

【0042】そこで前記トレードオフを回避し、低駆動
電圧と高コントラストとを両立するために、本発明では
スペーサを表示領域(画素領域)外へ配置する。これに
より、液晶層中のニュートラル成分の含有量が増大する
ことにより、スペーサの周辺で光漏れが増大しても、表
示領域にスペーサが存在しないため、黒輝度は上昇しな
い。すなわち高コントラストを実現できる。このスペー
サを配置する非表示領域とは、電極基板上では例えば図
1において、共通電極102や画素電極103,映像信
号電極110上のような非光透過領域である。カラーフ
ィルタを形成した基板上では、遮光部であるブラックマ
トリクス1410(図14)上が非光透過領域である。
スペーサを非画素領域に配置する方法としては、球状の
スペーサを選択的に非画素領域に配置する方法や、柱状
のスペーサを非画素領域に形成する方法等を用いる。柱
状のスペーサを形成する方法は、感光性材料とフォトリ
ソグラフィ工程により、より簡便にスペーサを所望の場
所に形成することが可能であり、この柱状のスペーサを
形成する方法がより望ましい。本発明の柱状スペーサを
用いた液晶表示装置の一例を図14に示す。この液晶表
示装置においては、カラーフィルタ1405上の平坦化
膜1407と柱状スペーサ1412とを、感光性樹脂を
用い同時に形成した例である。このように、本発明で
は、液晶層中のニュートラル成分の含有量を40重量%
以上とし、スペーサを非表示領域に配置することで、応
答時間を1フレーム期間以下とする高速応答化と、黒表
示時の輝度上昇を抑制した高コントラスト化を実現し
た。
Therefore, in order to avoid the trade-off and achieve both low driving voltage and high contrast, in the present invention, the spacer is arranged outside the display area (pixel area). As a result, even if light leakage increases around the spacer due to an increase in the content of the neutral component in the liquid crystal layer, the black luminance does not increase because there is no spacer in the display area. That is, high contrast can be realized. The non-display area in which the spacer is arranged is a non-light-transmitting area on the electrode substrate, for example, on the common electrode 102, the pixel electrode 103, and the video signal electrode 110 in FIG. On the substrate on which the color filter is formed, a region above the black matrix 1410 (FIG. 14), which is a light shielding portion, is a non-light-transmitting region.
As a method of disposing the spacer in the non-pixel region, a method of selectively disposing a spherical spacer in the non-pixel region, a method of forming a columnar spacer in the non-pixel region, or the like is used. As a method of forming the columnar spacer, the spacer can be more easily formed at a desired place by a photosensitive material and a photolithography process, and the method of forming the columnar spacer is more preferable. FIG. 14 shows an example of a liquid crystal display device using the columnar spacer of the present invention. This liquid crystal display device is an example in which a planarizing film 1407 and a columnar spacer 1412 on a color filter 1405 are simultaneously formed using a photosensitive resin. Thus, in the present invention, the content of the neutral component in the liquid crystal layer is reduced to 40% by weight.
As described above, by arranging the spacers in the non-display area, a high-speed response in which the response time is equal to or less than one frame period, and a high contrast in which a rise in luminance during black display is suppressed are realized.

【0043】さらに本発明では、このようなΔε≦1の
構成成分としては、環状構造を分子中に二つ有する化合
物であり、その環状構造がベンゼン環とシクロヘキサン
環の組み合わせである化合物が挙げられる。このような
構造を有する化合物の代表的な構造を(化8)に示す。
Further, in the present invention, such a component having Δε ≦ 1 is a compound having two cyclic structures in a molecule, and a compound in which the cyclic structure is a combination of a benzene ring and a cyclohexane ring. . A typical structure of a compound having such a structure is shown in (Formula 8).

【0044】[0044]

【化8】 Embedded image

【0045】(式中、R1及びR2は同一もしくは互い
に異なる、炭素数12以下のアルキル基,アルケニル
基,アルコキシル基のいずれかである。Xはアルキレン
基,アルケニレン基,炭素−炭素3重結合,エーテル
基,エステル基のいずれかである。) その具体的な化合物例を(化9)に示す。
(Wherein, R1 and R2 are the same or different and are each an alkyl group, alkenyl group, or alkoxyl group having 12 or less carbon atoms. X is an alkylene group, an alkenylene group, a carbon-carbon triple bond, Either an ether group or an ester group.) Specific examples of the compounds are shown in (Formula 9).

【0046】[0046]

【化9】 Embedded image

【0047】前述したとおり、このような構造を有する
化合物は、双極子モーメントがほとんど0に近く小さい
ため、分子間相互作用が小さく、従って粘度を小さくす
ることができる。
As described above, since the compound having such a structure has a small dipole moment, which is almost zero, the intermolecular interaction is small, and thus the viscosity can be reduced.

【0048】さらに本発明では、Δε≦1の構成成分と
して、分子中に環状構造を一つしか持たない、単環構造
である化合物を用いることを特徴とする。その具体的な
化合物を(化10)に示す。
Further, the present invention is characterized in that a compound having only one cyclic structure in the molecule and having a single ring structure is used as a component satisfying Δε ≦ 1. The specific compound is shown in (Formula 10).

【0049】[0049]

【化10】 Embedded image

【0050】単環構造の化合物は二環化合物より低粘度
であり、より高速応答化を図ることができる。単環構造
としては、ベンゼン環もしくはシクロヘキサン環のみの
構造がより好ましい。また、これらの環に、アルキル
基,アルケニル基,アルコキシル基が結合していること
が好ましい。このような単環化合物は特に粘度低減に効
果が大きく、高速応答化に有利である。また単環である
ため、屈折率異方性Δnを小さくすることが可能とな
り、横電界方式特有の視角による色度変化も低減するこ
とができる。これは横電界方式における視覚による色度
変化は、角度によりセルギャップと液晶のΔnが変化し
てしまうことによる。したがってΔnがもともと小さけ
れば、その変化量も小さくなるため、視覚による色度変
化が低減する。
Compounds having a single ring structure have a lower viscosity than bicyclic compounds, and can achieve a higher response speed. As the monocyclic structure, a structure having only a benzene ring or a cyclohexane ring is more preferable. Further, it is preferable that an alkyl group, an alkenyl group, or an alkoxyl group is bonded to these rings. Such a monocyclic compound is particularly effective in reducing the viscosity, and is advantageous in increasing the response speed. Further, since the ring is a single ring, the refractive index anisotropy Δn can be reduced, and the chromaticity change due to the viewing angle peculiar to the horizontal electric field method can be reduced. This is because the visual chromaticity change in the horizontal electric field method changes the cell gap and Δn of the liquid crystal depending on the angle. Therefore, if Δn is originally small, the change amount is also small, and the chromaticity change due to vision is reduced.

【0051】本発明の液晶表示装置では、液晶層中にΔ
ε≦1の構成成分を40重量%以上含有している。その
ためΔεが低下し、駆動電圧が上昇してしまう。そこで
本発明では、第2の目的である、高速応答で高コントラ
ストを両立し、かつ低駆動電圧を達成するために、4−
シアノ−3−フルオロフェニル、4−シアノ−3,5−
ジフルオロフェニル構造を分子内に有する化合物を液晶
層中に含有させる。特に望ましくは4−シアノ−3,5
−ジフルオロフェニル構造を分子内に有する化合物であ
る。これらの化合物は、先に述べたように、高極性で双
極子モーメントは大きいものの、そのΔεも大きく、例
えばフルオロフェニル,ジフルオロフェニル構造を有す
る化合物は、Δεが20以上〜60程度と非常に大き
く、少量の添加で液晶層全体のΔεを大きくすることが
可能である。このような化合物の例を(化11)に示
す。
In the liquid crystal display of the present invention, Δ
Containing at least 40% by weight of a component satisfying ε ≦ 1. Therefore, Δε decreases and the driving voltage increases. Therefore, in the present invention, in order to achieve both high-speed response and high contrast and to achieve a low driving voltage, the second object is
Cyano-3-fluorophenyl, 4-cyano-3,5-
A compound having a difluorophenyl structure in the molecule is contained in the liquid crystal layer. Particularly desirable is 4-cyano-3,5.
A compound having a difluorophenyl structure in the molecule. As described above, these compounds have a high polarity and a large dipole moment, but also have a large Δε. For example, a compound having a fluorophenyl or difluorophenyl structure has a very large Δε of about 20 to about 60. It is possible to increase Δε of the entire liquid crystal layer by adding a small amount. Examples of such compounds are shown in (Formula 11).

【0052】[0052]

【化11】 Embedded image

【0053】本発明の液晶表示装置において、上記高極
性の液晶成分と、ニュートラル成分との液晶組成物を用
い駆動電圧の低減を試みたところ、新たな問題が発生し
た。それは、液晶の相溶性に関する問題である。上記高
極性の液晶成分と、ニュートラル成分との組合せでは、
相溶性すなわち液晶相の安定性が著しく低下し、特に低
温において、結晶が析出するという問題が発生した。
In the liquid crystal display device of the present invention, when a drive voltage was reduced by using a liquid crystal composition of the above-mentioned high-polarity liquid crystal component and a neutral component, a new problem occurred. It is a problem with the compatibility of liquid crystals. In the combination of the high-polarity liquid crystal component and the neutral component,
The compatibility, that is, the stability of the liquid crystal phase was remarkably reduced, and there was a problem that crystals were precipitated, especially at low temperatures.

【0054】このような液晶調合における相溶性の問題
は、アイ ディー ダブリュウ ’97 プロスィーデ
ィングス 41〜44頁(Y.Tanaka and S.Naemura ID
W’97 Proceedings p.41-44)に示されているように、
理想溶液の溶解の問題として取り扱い、低温での液晶成
分の析出を抑制することが検討されている。しかしなが
ら同様の試みを行った結果、理想溶液の取り扱いでは、
実際の低温安定性が再現できないことが判明した。特に
本発明のような、ニュートラル成分と高極性成分との組
合せでは、前記取り扱いでは相溶性の問題が解決できな
かった。そこで、本発明では液晶成分の分子間相互作用
を十分に考慮し、相溶性の問題を解決するために、液晶
成分の溶解度パラメータを導入した。具体的には、ポリ
マーエンジニアリング サイエンス、1974年、第1
4巻、147頁(R.F.Fedors,Polym. Eng. Sci., 1974,
Vol.14, 147)に示されている、溶解度パラメータの算出
方法を利用した。その結果、計算で予測した低温安定性
と、実際の液晶組成物での低温安定性がよく一致し、さ
らに有用な知見を得ることができた。
The problem of compatibility in such a liquid crystal formulation is described in ID W. '97 Prosedings, pp. 41-44 (Y. Tanaka and S. Naemura ID).
W'97 Proceedings p.41-44)
It is considered as a problem of dissolving the ideal solution, and suppression of deposition of the liquid crystal component at a low temperature has been studied. However, as a result of similar attempts, handling ideal solutions
It turned out that the actual low temperature stability could not be reproduced. In particular, in the case of a combination of a neutral component and a highly polar component as in the present invention, the above-mentioned handling could not solve the compatibility problem. Therefore, in the present invention, the solubility parameter of the liquid crystal component is introduced in order to sufficiently consider the intermolecular interaction of the liquid crystal component and solve the compatibility problem. Specifically, Polymer Engineering Science, 1974, No. 1
4, 147 (RFFedors, Polym. Eng. Sci., 1974,
Vol. 14, 147), a method for calculating a solubility parameter was used. As a result, the low-temperature stability predicted by calculation and the low-temperature stability of the actual liquid crystal composition were in good agreement, and more useful findings could be obtained.

【0055】すなわち、液晶の相溶性における分子間相
互作用の影響が、溶解度パラメータにより見積もること
が可能となったため、液晶成分の溶解度パラメータを考
慮することにより、液晶組成物の低温安定性を向上させ
るという指針を得ることができた。
That is, the influence of intermolecular interaction on the compatibility of the liquid crystal can be estimated by using the solubility parameter. Therefore, the low-temperature stability of the liquid crystal composition is improved by considering the solubility parameter of the liquid crystal component. I was able to get the guideline.

【0056】従って、低極性のニュートラル成分と、高
極性である4−シアノ−3−フルオロフェニル、4−シ
アノ−3,5−ジフルオロフェニル構造を分子内に有す
る成分との間の中極性の液晶成分を添加することによ
り、低温安定性を大幅に改善できることが判った。
Therefore, a medium-polarity liquid crystal between a low-polarity neutral component and a high-polarity component having a 4-cyano-3-fluorophenyl or 4-cyano-3,5-difluorophenyl structure in the molecule. It has been found that the low-temperature stability can be significantly improved by adding the components.

【0057】具体的には、ニュートラル成分である(化
9)の化合物Aは、溶解度パラメータが約8.3と求め
られた。また高極性成分である(化10)の化合物Bで
は溶解度パラメータが約11.8と求められた。従って
その間、溶解度パラメータ8.4〜11.7の化合物を添
加すればよい。さらに、その他のニュートラル成分は、
おおむね溶解度パラメータが9.2以下であり、本発明
で用いた高極性成分は、溶解度パラメータが10.8以
上のため、中極性成分としては、9.3〜10.7の溶解
度パラメータを有する成分が好ましい。その結果、より
多くの高極性成分を含有させることが可能となる。
Specifically, the solubility parameter of Compound A, which is a neutral component (Formula 9), was determined to be about 8.3. In addition, the solubility parameter of Compound B of Chemical Formula 10, which is a highly polar component, was determined to be about 11.8. Therefore, during that time, a compound having a solubility parameter of 8.4 to 11.7 may be added. In addition, other neutral components
The solubility parameter is generally 9.2 or less, and the high polarity component used in the present invention has a solubility parameter of 10.8 or more. Therefore, as a medium polarity component, a component having a solubility parameter of 9.3 to 10.7 is used. Is preferred. As a result, it becomes possible to contain more highly polar components.

【0058】中極性成分としては、Δε>0であること
がより望ましい。その結果、液晶組成物としてより大き
なΔεとなり、より低駆動電圧が可能となる。具体的に
は、モノフッ素ベンゼン,ジフッ素ベンゼン,トリフッ
素ベンゼン,モノフッ素シクロヘキシル,ジフッ素シク
ロヘキシル,トリフッ素シクロヘキシル,シアノベンゼ
ン,シアノシクロヘキシル構造を分子中に有する化合物
が使用可能である。
It is more desirable for the medium polarity component to satisfy Δε> 0. As a result, the liquid crystal composition has a larger Δε, and a lower driving voltage is possible. Specifically, compounds having a monofluorine benzene, difluorene benzene, trifluorobenzene, monofluorine cyclohexyl, difluorine cyclohexyl, trifluorine cyclohexyl, cyanobenzene, or cyanocyclohexyl structure in the molecule can be used.

【0059】液晶層中にニュートラル成分が40重量%
以上100重量%未満、実質的には40重量%以上90
重量%含有されているため、60重量%以下、実質的に
は10重量%以上60重量%以下の範囲で前記中極性成
分と、高極性成分を含有させることで、低駆動電圧と、
低温安定性を大幅に改善することが可能となった。
Neutral component in the liquid crystal layer is 40% by weight.
Not less than 100% by weight, substantially 40% by weight to 90%
Therefore, by containing the medium-polarity component and the high-polarity component in a range of 60% by weight or less, substantially 10% by weight or more and 60% by weight or less, a low driving voltage and
It has become possible to significantly improve low-temperature stability.

【0060】本発明ではさらに、電極に不透明な材質、
例えばクロムなどを用いた場合、画素電極と共通電極の
間隔Lと前記液晶層の屈折率異方性Δn,誘電率異方性
Δεとが、LΔn/√Δε≦0.55μmとなるように
設定し、さらに、LΔn/√Δε≦0.4μmに設定す
る。式2及び式4から判るとおり、横電界方式では、駆
動電圧は画素電極と共通電極の間隔LとΔn,Δεに依
存する。従ってLを小さくすればするほど駆動電圧は低
下するが、電極に不透明な材質を用いている場合、同時
に開口率の低下、すなわち輝度の低下をもたらす。従っ
て、ある程度Lを大きくする必要がある。実際にLは、
20μm〜5μm程度である。実験の結果、現行の駆動
ドライバで駆動可能な駆動電圧とするためには、LΔn
/√Δε≦0.55μmであることが必要であることが
判った。さらにLΔn/√Δε≦0.4μmであること
がより好ましい。
In the present invention, furthermore, the electrode is made of an opaque material,
For example, when chromium or the like is used, the distance L between the pixel electrode and the common electrode and the refractive index anisotropy Δn and the dielectric anisotropy Δε of the liquid crystal layer are set such that LΔn / √Δε ≦ 0.55 μm. Then, LΔn / √Δε ≦ 0.4 μm is set. As can be seen from Equations 2 and 4, in the lateral electric field method, the drive voltage depends on the distance L between the pixel electrode and the common electrode, and Δn and Δε. Therefore, the driving voltage decreases as L decreases, but when an opaque material is used for the electrodes, the aperture ratio, that is, the luminance decreases at the same time. Therefore, it is necessary to increase L to some extent. Actually L is
It is about 20 μm to 5 μm. As a result of the experiment, in order to obtain a drive voltage that can be driven by the current drive driver, LΔn
/√Δε≦0.55 μm. It is more preferable that LΔn / √Δε ≦ 0.4 μm.

【0061】本発明ではさらに、前記液晶層の屈折率異
方性Δn、誘電率異方性Δεとが、Δn/√Δε≦5.
5×10-2に設定し、さらに、Δn/√Δε≦2.7×
10-2に設定する。以下その作用について説明する。
Further, in the present invention, the refractive index anisotropy Δn and the dielectric anisotropy Δε of the liquid crystal layer satisfy Δn / √Δε ≦ 5.
5 × 10 -2 , and Δn / √Δε ≦ 2.7 ×
Set to 10 -2 . Hereinafter, the operation will be described.

【0062】一方、電極に透明な材質、例えばインジウ
ム−チン−オキサイドを用いた場合、Lを小さくして
も、輝度の低下はほとんど無く、駆動電圧を低減でき
る。しかしながら、L=0すなわち、図5,図7に示し
たように画素電極と共通電極を上下に重ねる構造にして
も、駆動電圧を0にできるわけではないことが実験の結
果判った。従ってLが小さい場合については、式2及び
式4を見直す必要がある。実験的に確認したところ、L
=0の場合、Δn/√Δε≦5.5×10-2に設定すれ
ば、現行の駆動ドライバで駆動可能な範囲の電圧となる
ことが判った。
On the other hand, when a transparent material such as indium-tin-oxide is used for the electrode, even if L is reduced, the luminance hardly decreases and the driving voltage can be reduced. However, as a result of the experiment, it was found that the driving voltage cannot be set to 0 even when L = 0, that is, even when the pixel electrode and the common electrode are vertically stacked as shown in FIGS. Therefore, when L is small, it is necessary to review Equations 2 and 4. When confirmed experimentally, L
In the case of = 0, it was found that if Δn / √Δε ≦ 5.5 × 10 −2 , the voltage would be in a range that can be driven by the current driving driver.

【0063】さらに、液晶層のΔε≧7,ツイスト弾性
定数K22≦5.5pNとすることでも、低駆動電圧化
が可能である。
Further, by setting Δε ≧ 7 and the twist elastic constant K22 ≦ 5.5 pN of the liquid crystal layer, the driving voltage can be reduced.

【0064】以下本発明の実施例を具体的に説明する。 [実施例1]まず本発明の第1の実施例のアクティブマ
トリクス型液晶表示装置の製造方法を図4及び図14を
用いて説明する。ガラス基板401の上に共通電極40
2及び走査信号電極414を形成する。また、それらの
電極の上に絶縁膜404を形成し、更にその上に映像信
号電極410,画素電極403,アモルファスシリコン
416からなるTFT415が形成する。第1の実施例
では、共通電極402及び画素電極403は可視光領域
で不透明な材質であるクロムを用いている。また、共通
電極402と画素電極403の間隔は13μmである。
更にその上層には絶縁層404を形成する。また、画素
は映像信号電極410と平行な共通電極402及び画素
電極403によって4分割されている。この電極群を有
する基板上に、JSR(株)製オプトマーAL3046
を用い、配向膜408を形成する。配向膜形成後、膜表
面にラビング法により配向処理を行う。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described specifically. Embodiment 1 First, a method for manufacturing an active matrix liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Common electrode 40 on glass substrate 401
2 and the scanning signal electrode 414 are formed. An insulating film 404 is formed on these electrodes, and a video signal electrode 410, a pixel electrode 403, and a TFT 415 made of amorphous silicon 416 are formed thereon. In the first embodiment, the common electrode 402 and the pixel electrode 403 use chromium, which is an opaque material in the visible light region. The distance between the common electrode 402 and the pixel electrode 403 is 13 μm.
Further, an insulating layer 404 is formed thereover. Further, the pixel is divided into four by a common electrode 402 and a pixel electrode 403 which are parallel to the video signal electrode 410. Optmer AL3046 manufactured by JSR Corporation is placed on a substrate having this electrode group.
Is used to form an alignment film 408. After forming the alignment film, the film surface is subjected to an alignment treatment by a rubbing method.

【0065】次に図14において、このTFT415を
有する基板1401に相対向する基板1401′上には
カラーフィルタ1405及びブラックマトリクス141
1を形成する。カラーフィルタ1405の上には平坦化
膜1407を形成する。この際、平坦化膜1407に感
光性樹脂を用い、フォトリソグラフィ法により平坦化膜
1407形成と同時に、ブラックマトリクス1411上
に柱状のスペーサ1412を形成する。基板1401と
同様に配向膜1408を形成し,ラビング処理を行っ
た。1401,1401′両基板をラビング方向が同一
となるように対向させ、シール剤(不図示)により貼り
合わせた。本実施例での基板間隙dは約3.1μmであ
った。基板間に液晶を注入後、偏光板1409,140
9′を貼り付け、図14に示す液晶素子を作製する。偏
光板1409は、その偏光透過軸をラビング方向とほぼ
一致させ、もう一方の偏光板1409′の偏光透過軸を
それにほぼ直交させる。図3にその関係を示す。これに
より、液晶層に印加される電圧の増大に伴い、透過率が
上昇する、いわゆるノーマリクローズ特性を得ることが
できる。
Next, referring to FIG. 14, a color filter 1405 and a black matrix 141 are provided on a substrate 1401 ′ opposite to the substrate 1401 having the TFT 415.
Form one. A flattening film 1407 is formed over the color filter 1405. At this time, a photosensitive resin is used for the flattening film 1407, and a columnar spacer 1412 is formed on the black matrix 1411 simultaneously with the formation of the flattening film 1407 by a photolithography method. An alignment film 1408 was formed in the same manner as the substrate 1401, and a rubbing treatment was performed. The substrates 1401 and 1401 'were opposed to each other so that the rubbing directions were the same, and were bonded together with a sealant (not shown). The gap d between the substrates in this embodiment was about 3.1 μm. After injecting the liquid crystal between the substrates, the polarizing plates 1409, 140
9 'is attached to produce the liquid crystal element shown in FIG. The polarizing plate 1409 has its polarized light transmission axis substantially coincident with the rubbing direction, and the polarized light transmission axis of the other polarizing plate 1409 'substantially perpendicular to it. FIG. 3 shows the relationship. Thus, a so-called normally closed characteristic in which the transmittance increases with an increase in the voltage applied to the liquid crystal layer can be obtained.

【0066】次に図15に示すように、駆動LSIを接
続し、TFT基板上に垂直走査回路1501,映像信号
駆動回路1502,共通電極駆動回路1503を接続
し,電源回路及びコントローラ1504から走査信号電
圧,映像信号電圧,タイミング信号を供給し、アクティ
ブマトリクス型液晶表示装置を作製した。図中、150
5は共通電極配線、1506は映像信号電極配線、15
07は走査信号電極配線である。本実施例の液晶表示装
置の走査周波数は60Hzである。
Next, as shown in FIG. 15, a driving LSI is connected, a vertical scanning circuit 1501, a video signal driving circuit 1502, and a common electrode driving circuit 1503 are connected on a TFT substrate. A voltage, a video signal voltage, and a timing signal were supplied to manufacture an active matrix liquid crystal display device. In the figure, 150
5 is a common electrode wiring, 1506 is a video signal electrode wiring, 15
Reference numeral 07 denotes a scanning signal electrode wiring. The scanning frequency of the liquid crystal display device of this embodiment is 60 Hz.

【0067】図16は、本発明の液晶表示モジュール1
601の各構成部品を示す分解斜視図である。1602
は金属板から成る枠状のシールドケース(メタルフレー
ム)、1603はその表示窓、1606は液晶表示パネ
ル、1605は電源回路基板、1607は光拡散板、1
608は導光体、1609は反射板、1610はバック
ライト蛍光管、1611はバックライトケースであり、
図に示すような上下の配置関係で各部材が積み重ねられ
てモジュール1601が組み立てられる。バックライト
蛍光管1610にはインバータ回路基板1612が接続
されており、バックライト蛍光管1610の電源となっ
ている。図中、1613は垂直走査回路(図15では1
501)、1604は映像信号駆動回路(図15では1
502)である。本実施例の液晶表示パネ1606は、
対角15.0インチでXGA(1024×768×3ド
ット)の解像度である。
FIG. 16 shows a liquid crystal display module 1 according to the present invention.
FIG. 601 is an exploded perspective view showing each component of the reference numeral 601. 1602
Is a frame-shaped shield case (metal frame) made of a metal plate, 1603 is a display window thereof, 1606 is a liquid crystal display panel, 1605 is a power supply circuit board, 1607 is a light diffusion plate,
608 is a light guide, 1609 is a reflection plate, 1610 is a backlight fluorescent tube, 1611 is a backlight case,
The modules 1601 are assembled by stacking the respective members in a vertical arrangement as shown in the drawing. An inverter circuit board 1612 is connected to the backlight fluorescent tube 1610, and serves as a power supply for the backlight fluorescent tube 1610. In the figure, reference numeral 1613 denotes a vertical scanning circuit (1 in FIG. 15).
501) and 1604 are video signal drive circuits (1 in FIG. 15).
502). The liquid crystal display panel 1606 of this embodiment includes:
It has a resolution of XGA (1024 × 768 × 3 dots) at a diagonal of 15.0 inches.

【0068】次に比較例として、柱状スペーサではな
く、球状のスペーサを基板間に分散した液晶表示パネル
も作製した。図17に、その液晶表示パネルの断面図を
示す。基板の作製方法は前述の液晶表示パネルと同様で
あるが、平坦化膜1707作製時に、柱状スペーサを形
成しなかった。基板を貼り合わせる際、基板上に球状の
スペーサ1711を分散した。その他の装置作製方法
は、前述の液晶表示装置と同様である。
Next, as a comparative example, a liquid crystal display panel in which a spherical spacer instead of a columnar spacer was dispersed between substrates was manufactured. FIG. 17 shows a sectional view of the liquid crystal display panel. The method of manufacturing the substrate was the same as that of the liquid crystal display panel described above, but no columnar spacer was formed when the flattening film 1707 was manufactured. When bonding the substrates, spherical spacers 1711 were dispersed on the substrate. Other methods of manufacturing the device are the same as those of the above-described liquid crystal display device.

【0069】本実施例で用いた液晶材料は、Δε≦1の
液晶材料としてフェニルシクロヘキサン骨格の液晶化合
物を15重量%とビシクロヘキシル骨格の液晶化合物を
25重量%の合計40重量%、シアノフェニル基を有す
る液晶化合物と4−シアノ−3,5−ジフッ素フェニル
基を有する液晶化合物を15重量%、3,4,5−トリ
フッ素フェニル基を有する液晶化合物を45重量%の液
晶組成物(I)である。この液晶組成物の物性値を測定
(25℃)すると、γ1=88mPa・s,Δn=0.
094,Δε=8.5,K22=5.5pNであった。従
って本実施例の液晶表示装置では、γ1/Δn2=1.0
×104mPa・s,d・Δnは0.291である。ま
た、LΔn/√Δε=0.42<0.55となる。
The liquid crystal material used in the present embodiment is a liquid crystal material satisfying Δε ≦ 1 of 15% by weight of a liquid crystal compound having a phenylcyclohexane skeleton and 25% by weight of a liquid crystal compound having a bicyclohexyl skeleton, for a total of 40% by weight, and a cyanophenyl group. 15% by weight of a liquid crystal compound having a 4-cyano-3,5-difluorophenyl group and 45% by weight of a liquid crystal compound having a 3,4,5-trifluorophenyl group (I) ). When the physical properties of the liquid crystal composition were measured (25 ° C.), γ1 = 88 mPa · s, Δn = 0.
094, Δε = 8.5, K22 = 5.5 pN. Therefore, in the liquid crystal display device of this embodiment, γ1 / Δn 2 = 1.0.
× 10 4 mPa · s, d · Δn is 0.291. LΔn / √Δε = 0.42 <0.55.

【0070】この液晶組成物(I)を前述の液晶表示装
置に適用したところ、最低輝度を与える電圧から最大輝
度を与える電圧に切り替えたときの液晶応答時間が、1
4msであった。従って本実施例の1フレーム期間、す
なわち1/60=16.7ms以下であった。
When this liquid crystal composition (I) was applied to the above-mentioned liquid crystal display device, the liquid crystal response time when switching from the voltage giving the minimum luminance to the voltage giving the maximum luminance was 1
It was 4 ms. Therefore, one frame period in this embodiment, that is, 1/60 = 16.7 ms or less.

【0071】図14に示す柱状スペーサを用いた液晶表
示装置と、図17に示す球状スペーサを用いた液晶表示
装置のそれぞれのコントラスト比は、350:1と20
0:1であった。球状スペーサを用いた液晶表示装置
の、スペーサ周辺の液晶配向を顕微鏡で観察したとこ
ろ、図12(c)とほぼ同じ配向状態であった。
The contrast ratio between the liquid crystal display device using the columnar spacer shown in FIG. 14 and the liquid crystal display device using the spherical spacer shown in FIG. 17 is 350: 1 and 20, respectively.
0: 1. When the liquid crystal alignment around the spacer of the liquid crystal display device using the spherical spacer was observed with a microscope, the alignment was almost the same as that in FIG.

【0072】また、駆動ICにより、最大輝度を与える
のに十分な電圧を液晶に印加することが可能であった。 [実施例2]実施例1と同様の方法で作製した液晶表示
装置に、Δε≦1の液晶材料としてフェニルシクロヘキ
サン骨格の液晶化合物を16重量%とビシクロヘキシル
骨格の液晶化合物を29重量%の合計45重量%、4−
シアノ−3−フッ素フェニル基を有する液晶化合物と4
−シアノ−3,5−ジフッ素フェニル基を有する液晶化
合物を20重量%、3,4,5−トリフッ素フェニル基
を有する液晶化合物を35重量%の液晶組成物(II)
を注入した。この液晶組成物の物性値は、γ1=75m
Pa・s,Δn=0.096,Δε=9.0であった。従
って本実施例の液晶表示装置では、γ1/Δn2=8.1
4×103mPa・s,d・Δnは0.298である。ま
た、LΔn/√Δε=0.42<0.55となる。
Further, it was possible to apply a voltage sufficient to give the maximum luminance to the liquid crystal by the driving IC. Example 2 In a liquid crystal display device manufactured in the same manner as in Example 1, a total of 16% by weight of a liquid crystal compound having a phenylcyclohexane skeleton and 29% by weight of a liquid crystal compound having a bicyclohexyl skeleton as a liquid crystal material satisfying Δε ≦ 1. 45% by weight, 4-
Liquid crystal compound having cyano-3-fluorophenyl group and 4
A liquid crystal composition (II) containing 20% by weight of a liquid crystal compound having a -cyano-3,5-difluorophenyl group and 35% by weight of a liquid crystal compound having a 3,4,5-trifluorophenyl group;
Was injected. The physical property value of this liquid crystal composition was γ1 = 75 m
Pa · s, Δn = 0.096, Δε = 9.0. Therefore, in the liquid crystal display device of this embodiment, γ1 / Δn 2 = 8.1.
4 × 10 3 mPa · s, d · Δn is 0.298. LΔn / √Δε = 0.42 <0.55.

【0073】さらに本実施例の液晶表示装置において
は、最低輝度を与える電圧から最大輝度を与える電圧に
切り替えたときの液晶応答時間が、13msであった。
従って1フレーム期間、すなわち1/60=16.7m
s以下であった。
Further, in the liquid crystal display device of the present embodiment, the liquid crystal response time when switching from the voltage giving the lowest luminance to the voltage giving the maximum luminance was 13 ms.
Therefore, one frame period, that is, 1/60 = 16.7 m
s or less.

【0074】柱状スペーサを用いた液晶表示装置と球状
スペーサを用いた液晶表示装置のそれぞれのコントラス
ト比は、340:1と190:1であった。球状スペー
サを用いた液晶表示装置の、スペーサ周辺の液晶配向を
顕微鏡で観察したところ、図12(b)とほぼ同じ配向
状態であった。
The contrast ratios of the liquid crystal display device using the columnar spacer and the liquid crystal display device using the spherical spacer were 340: 1 and 190: 1, respectively. When the liquid crystal alignment around the spacer of the liquid crystal display device using the spherical spacer was observed with a microscope, the alignment was almost the same as that in FIG. 12B.

【0075】また、駆動ICにより、最大輝度を与える
のに十分な電圧を液晶に印加することが可能であった。 [実施例3]実施例1と同様の方法で作製した液晶表示
装置に、Δε≦1の液晶材料としてフェニルシクロヘキ
サン骨格の液晶化合物を10重量%とビシクロヘキシル
骨格の液晶化合物を30重量%、フェニルビシクロヘキ
サン骨格の液晶化合物を10重量%の合計50重量%、
4−シアノ−3−フッ素フェニル基を有する液晶化合物
と4−シアノ−3,5−ジフッ素フェニル基を有する液
晶化合物を25重量%、3,4,5−トリフッ素フェニ
ル基を有する液晶化合物を25重量%の液晶組成物(I
II)を注入した。この液晶組成物の物性値は、γ1=
70mPa・s,Δn=0.096,Δε=9.0であっ
た。従って本実施例の液晶表示装置では、γ1/Δn2
=7.6×103mPa・s,d・Δnは0.298であ
る。また、LΔn/√Δε=0.42<0.55となる。
Further, it was possible to apply a voltage sufficient to give the maximum luminance to the liquid crystal by the driving IC. Example 3 In a liquid crystal display device manufactured in the same manner as in Example 1, 10% by weight of a liquid crystal compound having a phenylcyclohexane skeleton, 30% by weight of a liquid crystal compound having a bicyclohexyl skeleton, and A liquid crystal compound having a bicyclohexane skeleton of 10% by weight for a total of 50% by weight;
25% by weight of a liquid crystal compound having a 4-cyano-3-fluorophenyl group and a liquid crystal compound having a 4-cyano-3,5-difluorophenyl group, and a liquid crystal compound having a 3,4,5-trifluorophenyl group. 25% by weight of the liquid crystal composition (I
II) was injected. The physical property value of this liquid crystal composition was γ1 =
70 mPa · s, Δn = 0.096, and Δε = 9.0. Therefore, in the liquid crystal display device of this embodiment, γ1 / Δn 2
= 7.6 × 10 3 mPa · s, d · Δn is 0.298. LΔn / √Δε = 0.42 <0.55.

【0076】さらに本実施例の液晶表示装置において
は、最低輝度を与える電圧から最大輝度を与える電圧に
切り替えたときの液晶応答時間が、12msであった。
従って1フレーム期間、すなわち1/60=16.7m
s以下であった。
Further, in the liquid crystal display device of this embodiment, the liquid crystal response time when switching from the voltage giving the lowest luminance to the voltage giving the maximum luminance was 12 ms.
Therefore, one frame period, that is, 1/60 = 16.7 m
s or less.

【0077】柱状スペーサを用いた液晶表示装置と球状
スペーサを用いた液晶表示装置のそれぞれのコントラス
ト比は、340:1と150:1であった。球状スペー
サを用いた液晶表示装置の、スペーサ周辺の液晶配向を
顕微鏡で観察したところ、図12(a)とほぼ同じ配向
状態であった。
The contrast ratios of the liquid crystal display device using the columnar spacer and the liquid crystal display device using the spherical spacer were 340: 1 and 150: 1. When the liquid crystal alignment around the spacer of the liquid crystal display device using the spherical spacer was observed with a microscope, the alignment was almost the same as that in FIG.

【0078】また、駆動ICにより、最大輝度を与える
のに十分な電圧を液晶に印加することが可能であった。 [実施例4]実施例1と同様の方法で作製した液晶表示
装置に、Δε≦1の液晶材料としてフェニルシクロヘキ
サン骨格の液晶化合物を20重量%とビシクロヘキシル
骨格の液晶化合物を10重量、フェニルビシクロヘキサ
ン骨格の液晶化合物を10重量%、ジアルケニルオキシ
ベンゼン誘導体を10重量%の合計50重量%、4−シ
アノ−3−フッ素フェニル基を有する液晶化合物と4−
シアノ−3,5−ジフッ素フェニル基を有する液晶化合
物を25重量%、3,4,5−トリフッ素フェニル基を
有する液晶化合物を25重量%の液晶組成物(IV)を
注入した。この液晶組成物の物性値は、γ1=65mP
a・s,Δn=0.093,Δε=8.5であった。従っ
て本実施例の液晶表示装置では、γ1/Δn2=7.5×
103mPa・s,d・Δnは0.288である。また、
LΔn/√Δε=0.41<0.55となる。
Further, it was possible to apply a voltage sufficient to give the maximum luminance to the liquid crystal by the driving IC. Example 4 A liquid crystal display device manufactured in the same manner as in Example 1 was charged with 20% by weight of a liquid crystal compound having a phenylcyclohexane skeleton and 10% by weight of a liquid crystal compound having a bicyclohexyl skeleton as a liquid crystal material of Δε ≦ 1, and A liquid crystal compound having a cyclohexane skeleton of 10% by weight, a dialkenyloxybenzene derivative of 10% by weight, a total of 50% by weight, a liquid crystal compound having a 4-cyano-3-fluorophenyl group,
25% by weight of a liquid crystal compound having a cyano-3,5-difluorophenyl group and 25% by weight of a liquid crystal compound having a 3,4,5-trifluorophenyl group were injected with the liquid crystal composition (IV). The physical property value of this liquid crystal composition was γ1 = 65 mP
a · s, Δn = 0.093, Δε = 8.5. Therefore, in the liquid crystal display device of this embodiment, γ1 / Δn 2 = 7.5 ×
10 3 mPa · s, d · Δn is 0.288. Also,
LΔn / √Δε = 0.41 <0.55.

【0079】さらに本実施例の液晶表示装置において
は、最低輝度を与える電圧から最大輝度を与える電圧に
切り替えたときの液晶応答時間が、11msであった。
従って1フレーム期間、すなわち1/60=16.7m
s以下であった。
Further, in the liquid crystal display device of this embodiment, the liquid crystal response time when switching from the voltage giving the lowest luminance to the voltage giving the highest luminance was 11 ms.
Therefore, one frame period, that is, 1/60 = 16.7 m
s or less.

【0080】柱状スペーサを用いた液晶表示装置と球状
スペーサを用いた液晶表示装置のそれぞれのコントラス
ト比は、350:1と150:1であった。球状スペー
サを用いた液晶表示装置の、スペーサ周辺の液晶配向を
顕微鏡で観察したところ、図12(a)とほぼ同じ配向
状態であった。
The contrast ratio between the liquid crystal display device using the columnar spacer and the liquid crystal display device using the spherical spacer was 350: 1 and 150: 1. When the liquid crystal alignment around the spacer of the liquid crystal display device using the spherical spacer was observed with a microscope, the alignment was almost the same as that in FIG.

【0081】また、駆動ICにより、最大輝度を与える
のに十分な電圧を液晶に印加することが可能であった。 [実施例5]実施例1と同様の方法で作製した液晶表示
装置に、Δε≦1の液晶材料としてフェニルシクロヘキ
サン骨格の液晶化合物を30重量%とビシクロヘキシル
骨格の液晶化合物を20重量、フェニルビシクロヘキサ
ン骨格の液晶化合物を20重量%、ジアルケニルオキシ
ベンゼン誘導体を10重量%の合計80重量%、4−シ
アノ−3,5−ジフッ素フェニル基を有する液晶化合物
を10重量%、3,4,5−トリフッ素フェニル基を有
する液晶化合物を10重量%の液晶組成物(V)を注入
した。この液晶組成物の物性値は、γ1=55mPa・
s,Δn=0.096,Δε=5.5であった。従って本
実施例の液晶表示装置では、γ1/Δn2=6.0×10
3mPa・s,d・Δnは0.298である。また、LΔ
n/√Δε=0.53<0.55となる。
Further, it was possible to apply a voltage sufficient to give the maximum luminance to the liquid crystal by the driving IC. Example 5 A liquid crystal display device manufactured in the same manner as in Example 1 was provided with a phenylcyclohexane skeleton liquid crystal compound of 30% by weight and a bicyclohexyl skeleton liquid crystal compound of 20% by weight as a liquid crystal material of Δε ≦ 1. 20% by weight of a liquid crystal compound having a cyclohexane skeleton, 10% by weight of a dialkenyloxybenzene derivative, a total of 80% by weight, a liquid crystal compound having a 4-cyano-3,5-difluorophenyl group at 10% by weight, A 10% by weight liquid crystal composition (V) was injected with a liquid crystal compound having a 5-trifluorophenyl group. The physical property value of this liquid crystal composition was γ1 = 55 mPa ·
s, Δn = 0.096, Δε = 5.5. Therefore, in the liquid crystal display device of the present embodiment, γ1 / Δn 2 = 6.0 × 10
3 mPa · s, d · Δn is 0.298. Also, LΔ
n / √Δε = 0.53 <0.55.

【0082】さらに本実施例の液晶表示装置において
は、最低輝度を与える電圧から最大輝度を与える電圧に
切り替えたときの液晶応答時間が、7msであった。従
って1フレーム期間、すなわち1/60=16.7ms
以下であった。さらに中間調間の応答時間を測定したと
ころ、最も遅い中間調間応答の場合でも16msであ
り、1フレーム期間以下の応答時間であった。
Further, in the liquid crystal display device of this embodiment, the liquid crystal response time when switching from the voltage giving the lowest luminance to the voltage giving the maximum luminance was 7 ms. Therefore, one frame period, that is, 1/60 = 16.7 ms
It was below. Furthermore, when the response time between halftones was measured, the response time was 16 ms even in the case of the slowest halftone response, which was less than one frame period.

【0083】柱状スペーサを用いた液晶表示装置と球状
スペーサを用いた液晶表示装置のそれぞれのコントラス
ト比は、350:1と140:1であった。球状スペー
サを用いた液晶表示装置の、スペーサ周辺の液晶配向を
顕微鏡で観察したところ、図12(a)とほぼ同じ配向
状態であった。 [実施例6]次に本発明の第2の実施例のアクティブマ
トリクス型液晶表示装置について図7に基づき説明す
る。実施例1に記載の液晶表示装置と大きく異なる点
は、画素電極703と共通電極702の材質が透明導電
体のITOである点である。
The contrast ratio between the liquid crystal display device using the columnar spacer and the liquid crystal display device using the spherical spacer was 350: 1 and 140: 1. When the liquid crystal alignment around the spacer of the liquid crystal display device using the spherical spacer was observed with a microscope, the alignment was almost the same as that in FIG. Embodiment 6 Next, an active matrix type liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A major difference from the liquid crystal display device described in the first embodiment is that the material of the pixel electrode 703 and the common electrode 702 is a transparent conductive ITO.

【0084】ガラス基板701の上に共通電極702及
び走査信号電極714を形成する。また、それらの電極
の上に絶縁膜704を形成し、更にその上に映像信号電
極710,ソース電極717,アモルファスシリコン7
16からなるTFT715を形成する。さらに絶縁層7
04′の上層に画素電極703を形成する。ソース電極
と画素電極703は電気的に接続されている。この電極
群を有する基板上に、JSR(株)製オプトマーAL3
046を用い、配向膜708を形成する。配向膜形成
後、膜表面にラビング法により配向処理を行う。その他
の液晶表示装置の作成方法は実施例1と同様であり、柱
状スペーサを用いた液晶表示装置と、比較例として球状
スペーサを用いた液晶表示装置を作製した。なお、各電
極の基板面垂直方向の層順序は、本実施例の層順序に限
定されるものではない。
A common electrode 702 and a scanning signal electrode 714 are formed on a glass substrate 701. Further, an insulating film 704 is formed on these electrodes, and a video signal electrode 710, a source electrode 717, an amorphous silicon
A TFT 715 made of 16 is formed. Further insulating layer 7
The pixel electrode 703 is formed on the layer 04 '. The source electrode and the pixel electrode 703 are electrically connected. On a substrate having this electrode group, Optmer AL3 manufactured by JSR Corporation
046, an alignment film 708 is formed. After forming the alignment film, the film surface is subjected to an alignment treatment by a rubbing method. Other manufacturing methods of the liquid crystal display device were the same as those in Example 1, and a liquid crystal display device using a columnar spacer and a liquid crystal display device using a spherical spacer as a comparative example were manufactured. The order of layers of each electrode in the direction perpendicular to the substrate surface is not limited to the order of layers in this embodiment.

【0085】作製した液晶表示装置に、実施例5に記載
の液晶組成物(V)を注入した。この場合、Δn/√Δ
ε=4.2×10-2≦5.5×10-2となる。
The liquid crystal composition (V) described in Example 5 was injected into the manufactured liquid crystal display device. In this case, Δn / √Δ
ε = 4.2 × 10 −2 ≦ 5.5 × 10 −2

【0086】本実施例の液晶表示装置においては、最低
輝度を与える電圧から最大輝度を与える電圧に切り替え
たときの液晶応答時間が、7msであった。従って1フ
レーム期間、すなわち1/60=16.7ms以下であ
った。さらに中間調間の応答時間を測定したところ、最
も遅い中間調間応答の場合でも15msであり、1フレ
ーム期間以下の応答時間であった。
In the liquid crystal display device of this embodiment, the liquid crystal response time when switching from the voltage giving the lowest luminance to the voltage giving the maximum luminance was 7 ms. Therefore, one frame period, that is, 1/60 = 16.7 ms or less. Further, when the response time between halftones was measured, it was 15 ms even in the case of the slowest halftone response, which was less than one frame period.

【0087】柱状スペーサを用いた液晶表示装置と球状
スペーサを用いた液晶表示装置のそれぞれのコントラス
ト比は、350:1と140:1であった。さらに球状
スペーサを用いた液晶表示装置の、スペーサ周辺の液晶
配向を顕微鏡で観察したところ、図12(a)とほぼ同
じ配向状態であった。
The contrast ratio between the liquid crystal display device using the columnar spacer and the liquid crystal display device using the spherical spacer was 350: 1 and 140: 1. Further, when the liquid crystal alignment around the spacer of the liquid crystal display device using the spherical spacer was observed with a microscope, the alignment was almost the same as that in FIG.

【0088】また、駆動ICにより、最大輝度を与える
のに十分な電圧を液晶に印加することが可能であった。 [実施例7]実施例6と同様の方法で作製した液晶表示
装置に、Δε≦1の液晶材料としてフェニルシクロヘキ
サン骨格の液晶化合物を25重量%とビシクロヘキシル
骨格の液晶化合物を20重量、フェニルビシクロヘキサ
ン骨格の液晶化合物を20重量%、ジアルケニルシクロ
ヘキサン誘導体を10重量%、ジアルケニルオキシベン
ゼン誘導体を10重量%の合計85重量%、4−シアノ
−3,5−ジフッ素フェニル基を有する液晶化合物を1
0重量%、3,4,5−トリフッ素フェニル基を有する
液晶化合物を5重量%の液晶組成物(VI)を注入した。
この液晶組成物の物性値は、γ1=45mPa・s,Δ
n=0.094,Δε=4.5であった。従って本実施例
の液晶表示装置では、γ1/Δn2=5.1×103mP
a・s,d・Δnは0.291である。また、Δn/√
Δε=4.4×10-2≦5.5×10-2となる。
Further, it was possible to apply a voltage sufficient to give the maximum luminance to the liquid crystal by the driving IC. Example 7 A liquid crystal display device manufactured in the same manner as in Example 6 was provided with 25% by weight of a liquid crystal compound having a phenylcyclohexane skeleton and 20% by weight of a liquid crystal compound having a bicyclohexyl skeleton as a liquid crystal material of Δε ≦ 1, and Liquid crystal compound having a total of 85% by weight of 20% by weight of a liquid crystal compound having a cyclohexane skeleton, 10% by weight of a dialkenylcyclohexane derivative, and 10% by weight of a dialkenyloxybenzene derivative, and having a 4-cyano-3,5-difluorophenyl group. 1
A liquid crystal compound (VI) having a weight of 0% by weight and a liquid crystal compound having a 3,4,5-trifluorophenyl group was injected by 5% by weight.
The physical property value of this liquid crystal composition is γ1 = 45 mPa · s, Δ
n = 0.094 and Δε = 4.5. Therefore, in the liquid crystal display device of the present embodiment, γ1 / Δn 2 = 5.1 × 10 3 mP
a · s and d · Δn are 0.291. Also, Δn / √
Δε = 4.4 × 10 −2 ≦ 5.5 × 10 −2

【0089】さらに本実施例の液晶表示装置において
は、最低輝度を与える電圧から最大輝度を与える電圧に
切り替えたときの液晶応答時間が、5msであった。従
って1フレーム期間、すなわち1/60=16.7ms
以下であった。さらに中間調間の応答時間を測定したと
ころ、最も遅い中間調間応答の場合でも11msであ
り、1フレーム期間以下の応答時間であった。
Further, in the liquid crystal display of this embodiment, the liquid crystal response time when switching from the voltage giving the lowest luminance to the voltage giving the maximum luminance was 5 ms. Therefore, one frame period, that is, 1/60 = 16.7 ms
It was below. Further, when the response time between halftones was measured, it was 11 ms even in the case of the slowest halftone response, which was less than one frame period.

【0090】柱状スペーサを用いた液晶表示装置と球状
スペーサを用いた液晶表示装置のそれぞれのコントラス
ト比は、350:1と135:1であった。球状スペー
サを用いた液晶表示装置の、スペーサ周辺の液晶配向を
顕微鏡で観察したところ、図12(a)とほぼ同じ配向
状態であった。
The contrast ratios of the liquid crystal display device using the columnar spacer and the liquid crystal display device using the spherical spacer were 350: 1 and 135: 1. When the liquid crystal alignment around the spacer of the liquid crystal display device using the spherical spacer was observed with a microscope, the alignment was almost the same as that in FIG.

【0091】また、駆動ICにより、最大輝度を与える
のに十分な電圧を液晶に印加することが可能であった。
Further, it was possible to apply a voltage sufficient to give the maximum luminance to the liquid crystal by the driving IC.

【0092】本発明によると、ノーマリークローズ横電
界方式の液晶表示装置において、液晶組成の調整によ
り、液晶組成中の誘電率異方性Δε≦1の構成成分を4
0重量%以上100重量%未満とすることで、応答時間
を1フレーム期間以下の高速応答性が達成できる。さら
に液晶組成の調整により、液晶層の回転粘性係数γ1と
屈折率異方性Δnとを、1×103mPa・s≦γ1/
Δn2≦1.2×104mPa・sとすることでも、応答
時間を1フレーム期間以下の高速応答性が達成できる。
さらにスペーサを非表示領域に配置することで、高コン
トラストを達成できる。
According to the present invention, in a normally closed lateral electric field type liquid crystal display device, the component of dielectric anisotropy Δε ≦ 1 in the liquid crystal composition is adjusted to 4 by adjusting the liquid crystal composition.
By setting the weight to 0% by weight or more and less than 100% by weight, high-speed response with a response time of one frame period or less can be achieved. Further, by adjusting the liquid crystal composition, the rotational viscosity coefficient γ1 and the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal layer are set to 1 × 10 3 mPa · s ≦ γ1 /
Even when Δn 2 ≦ 1.2 × 10 4 mPa · s, high-speed response with a response time of one frame period or less can be achieved.
Further, by arranging the spacer in the non-display area, high contrast can be achieved.

【0093】[0093]

【発明の効果】高速応答性と高コントラストが可能な液
晶表示装置を提供できる。
As described above, it is possible to provide a liquid crystal display device capable of high-speed response and high contrast.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の横電界方式の液晶表示装置における液
晶の動作原理を示す模式図。
FIG. 1 is a schematic view showing the principle of operation of a liquid crystal in a liquid crystal display device of an in-plane switching mode according to the present invention.

【図2】本発明の液晶表示装置の、電界方向に対する液
晶分子長軸配向方向と偏光板偏光透過軸のそれぞれがな
す角を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing angles formed by a liquid crystal molecule long axis alignment direction with respect to an electric field direction and a polarizing plate polarization transmission axis in the liquid crystal display device of the present invention.

【図3】本発明の液晶表示装置の、液晶分子の配向方向
と偏光板の偏光透過軸との関係を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the alignment direction of liquid crystal molecules and the polarization transmission axis of a polarizing plate in the liquid crystal display device of the present invention.

【図4】本発明の液晶表示装置の、単位画素部の電極
群,絶縁膜,配向膜の配置を示す平面および断面を示す
模式図。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a plane and a cross section showing the arrangement of an electrode group, an insulating film, and an alignment film in a unit pixel portion of the liquid crystal display device of the present invention.

【図5】本発明の横電界方式の液晶表示装置における液
晶の動作原理を示す模式図。
FIG. 5 is a schematic view showing the principle of operation of liquid crystal in the liquid crystal display device of the in-plane switching mode according to the present invention.

【図6】本発明の液晶表示装置の、単位画素部の電極
群,絶縁膜,配向膜の配置を示す平面および断面を示す
模式図。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a plane and a cross section showing an arrangement of an electrode group, an insulating film, and an alignment film in a unit pixel portion of the liquid crystal display device of the present invention.

【図7】本発明の液晶表示装置の、単位画素部の電極
群,絶縁膜,配向膜の配置を示す平面および断面を示す
模式図。
FIG. 7 is a schematic view showing a plane and a cross section showing the arrangement of an electrode group, an insulating film, and an alignment film in a unit pixel portion of the liquid crystal display device of the present invention.

【図8】本発明の横電界方式の液晶表示装置における、
液晶層中のニュートラル成分の含有量と応答時間との関
係を示す図。
FIG. 8 shows a liquid crystal display device of an in-plane switching mode according to the present invention.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a content of a neutral component in a liquid crystal layer and a response time.

【図9】本発明の横電界方式の液晶表示装置における、
液晶材料のγ1/Δn2と応答時間との関係を示す図。
FIG. 9 shows a horizontal electric field type liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between γ1 / Δn 2 of a liquid crystal material and response time.

【図10】本発明の実施例で用いた液晶材料の、γ1/
Δn2とニュートラル成分の含有量との関係を示す図。
FIG. 10 shows γ1 / γ of the liquid crystal material used in the example of the present invention.
Diagram showing the relationship between the content of [Delta] n 2 and neutral components.

【図11】スペーサ周辺の液晶配向状態を観察するため
の測定用セルの模式断面図。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a measurement cell for observing a liquid crystal alignment state around a spacer.

【図12】本発明の液晶表示装置の、液晶層中のΔε≦
1の構成成分量とスペーサ周辺での光漏れの様子をあら
わした模式図。
FIG. 12 shows Δε ≦ in a liquid crystal layer of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing the amount of constituent components and light leakage around a spacer.

【図13】スペーサ周辺での液晶分子の推定配向状態を
表した模式図。
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an estimated alignment state of liquid crystal molecules around a spacer.

【図14】本発明の実施例における、柱状スペーサを用
いた液晶表示装置の画素部模式断面図。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a pixel portion of a liquid crystal display device using a columnar spacer in an example of the present invention.

【図15】実施例1の液晶表示装置における回路システ
ム構成の一例を示す。
FIG. 15 illustrates an example of a circuit system configuration in the liquid crystal display device according to the first embodiment.

【図16】実施例1の液晶表示装置の各構成部品を示す
分解斜視図。
FIG. 16 is an exploded perspective view showing each component of the liquid crystal display device according to the first embodiment.

【図17】本発明の実施例における、球状スペーサを用
いた液晶表示装置の画素部模式断面図。
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view of a pixel portion of a liquid crystal display device using a spherical spacer in an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,101′,401,501,501′,60
1,701,1101,1401,1701,170
1′…基板、102,402,502,602,70
2,1402,1702…共通電極、103,403,
503,603,703,1403…画素電極、40
4,604,704,704′,1404,1704…
絶縁層、1405…カラーフィルタ、106,506,
1406,1706…液晶分子、1407,1707…
平坦化膜、108,108′,408,508,60
8,708,1103,1408,1708…配向膜、
109,109′,509、509′,1102,14
09,1709,1709′…偏光板、110,41
0,510,610,710,1410,1710…映
像信号電極、111,201,301,301′…液晶
の配向方向、202,302,302′…偏光板の偏光
透過軸方向、113,203,513…電界方向、41
4,614,714…走査信号電極、415,615,
715…TFT素子、416,616,716…アモル
ファスシリコン、717…ソース電極、1501,16
13…垂直走査回路、1502,1604…映像信号駆
動回路、1503…共通電極駆動回路、1504…電源
回路及びコントローラ、1505…共通電極配線、15
06…映像信号電極配線、1507…走査信号電極配
線、1104,1204,1711…球状スペーサ、1
105…液晶層、1601…液晶表示モジュール、16
02…シールドケース、1603…表示窓、1606…
液晶表示パネル、1607…光拡散板、1608…導光
体、1609…反射板、1610…バックライト蛍光
管、1611…バックライトケース、1612…インバ
ータ回路基板、1605…電源回路基板、1201…明
部、1202,1203,1205,1206…暗部
線、1412…柱状スペーサ、1411,1705…ブ
ラックマトリクス。
101, 101 ', 401, 501, 501', 60
1,701,1101,1401,1701,170
1 ': substrate, 102, 402, 502, 602, 70
2, 1402, 1702 ... common electrode, 103, 403,
503, 603, 703, 1403 ... pixel electrode, 40
4,604,704,704 ', 1404,1704 ...
Insulating layer, 1405 ... Color filter, 106, 506
1406, 1706 ... liquid crystal molecules, 1407, 1707 ...
Flattening film, 108, 108 ', 408, 508, 60
8,708,1103,1408,1708 ... Alignment film,
109, 109 ', 509, 509', 1102, 14
09, 1709, 1709 ': polarizing plate, 110, 41
0, 510, 610, 710, 1410, 1710 ... video signal electrodes, 111, 201, 301, 301 '... orientation directions of liquid crystal, 202, 302, 302' ... polarization transmission axis directions of polarizing plates, 113, 203, 513 ... direction of electric field, 41
4,614,714 ... scanning signal electrodes, 415,615,
715: TFT element, 416, 616, 716: amorphous silicon, 717: source electrode, 1501, 16
13 vertical scanning circuit, 1502, 1604 video signal driving circuit, 1503 common electrode driving circuit, 1504 power supply circuit and controller, 1505 common electrode wiring, 15
06: video signal electrode wiring, 1507: scanning signal electrode wiring, 1104, 1204, 1711: spherical spacer, 1
105: liquid crystal layer, 1601: liquid crystal display module, 16
02 ... shield case, 1603 ... display window, 1606 ...
Liquid crystal display panel, 1607: light diffusion plate, 1608: light guide, 1609: reflection plate, 1610: backlight fluorescent tube, 1611: backlight case, 1612: inverter circuit board, 1605: power supply circuit board, 1201: clear part , 1202, 1203, 1205, 1206 ... dark line, 1412 ... columnar spacer, 1411, 1705 ... black matrix.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒谷 康太郎 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 荒谷 介和 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 近藤 克己 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kotaro Aratani 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi, Ltd.Hitachi Research Laboratory Co., Ltd. No. 1-1 Inside Hitachi, Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Katsumi Kondo 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi Research Laboratory Hitachi, Ltd.

Claims (27)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】スペーサによって間隔が規定された一対の
基板と、前記一対の基板の間に充填された液晶層と、前
記液晶層に電界を印加するために前記一対の基板の内の
一方の基板に形成された電極群と、前記液晶層を挟んで
配置され偏光軸が互いにほぼ直交した一対の偏光板とを
備える液晶表示装置であって、 前記スペーサを非表示領域に配置し、 前記液晶層は誘電率異方性Δε≦1の構成成分を40重
量%以上100重量%未満含有し、前記液晶層と前記一
対の基板との二つの界面における液晶分子の配向制御方
向がほぼ平行であり、一方の偏光板の偏光軸と前記界面
における液晶分子の配向制御方向とがほぼ一致している
液晶表示装置。
1. A pair of substrates having an interval defined by a spacer, a liquid crystal layer filled between the pair of substrates, and one of the pair of substrates for applying an electric field to the liquid crystal layer. What is claimed is: 1. A liquid crystal display device comprising: an electrode group formed on a substrate; and a pair of polarizing plates disposed with the liquid crystal layer interposed therebetween and having polarization axes substantially orthogonal to each other. The layer contains a component having a dielectric anisotropy ΔΔ ≦ 1 of 40% by weight or more and less than 100% by weight. A liquid crystal display device in which the polarization axis of one of the polarizing plates and the alignment control direction of the liquid crystal molecules at the interface substantially coincide with each other.
【請求項2】スペーサによって間隔が規定された一対の
基板と、前記一対の基板の間に充填された液晶層と、前
記液晶層に電界を印加するために前記一対の基板の内の
一方の基板に形成された電極群と、前記液晶層を挟んで
配置され偏光軸が互いにほぼ直交した一対の偏光板とを
備える液晶表示装置であって、 前記液晶層の回転粘性係数γ1と屈折率異方性Δnと
が、1×103mPa・s≦γ1/Δn2≦1.2×104
mPa・sを満たす液晶表示装置。
2. A pair of substrates having an interval defined by a spacer, a liquid crystal layer filled between the pair of substrates, and one of the pair of substrates for applying an electric field to the liquid crystal layer. What is claimed is: 1. A liquid crystal display device comprising: an electrode group formed on a substrate; and a pair of polarizing plates disposed with the liquid crystal layer interposed therebetween and having polarization axes substantially orthogonal to each other, wherein the liquid crystal layer has a rotational viscosity coefficient γ1 and a refractive index difference. The anisotropy Δn is 1 × 10 3 mPa · s ≦ γ1 / Δn 2 ≦ 1.2 × 10 4
Liquid crystal display device that satisfies mPa · s.
【請求項3】請求項2に記載の液晶表示装置において、 前記液晶層の回転粘性係数γ1と屈折率異方性Δnと
が、1×103mPa・s≦γ1/Δn2≦6×103
Pa・sを満たす液晶表示装置。
3. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the rotational viscosity coefficient γ1 and the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal layer are 1 × 10 3 mPa · s ≦ γ1 / Δn 2 ≦ 6 × 10 3 m
Liquid crystal display device that satisfies Pa · s.
【請求項4】スペーサによって間隔が規定された一対の
基板と、前記一対の基板の間に充填された液晶層と、前
記液晶層に電界を印加するために前記一対の基板の内の
一方の基板に形成された電極群と、前記液晶層を挟んで
配置され偏光軸が互いにほぼ直交した一対の偏光板とを
備える液晶表示装置であって、 前記スペーサを非表示領域に配置し、 前記液晶層は誘電率異方性Δε≦1の構成成分を40重
量%以上100重量%未満含有し、前記液晶層の回転粘
性係数γ1と屈折率異方性Δnとが、1×10 3mPa
・s≦γ1/Δn2≦1.2×104mPa・sを満た
し、前記液晶層と前記一対の基板との二つの界面におけ
る液晶分子の配向制御方向がほぼ平行であり、一方の偏
光板の偏光軸と前記界面における液晶分子の配向制御方
向とがほぼ一致している液晶表示装置。
4. A pair of spacers whose intervals are defined by spacers
A substrate, a liquid crystal layer filled between the pair of substrates,
To apply an electric field to the liquid crystal layer.
An electrode group formed on one substrate and the liquid crystal layer interposed therebetween
A pair of polarizing plates that are arranged and whose polarization axes are almost orthogonal to each other
A liquid crystal display device, comprising: a spacer disposed in a non-display area;
% To less than 100% by weight, and the rotational viscosity of the liquid crystal layer is
Γ1 and refractive index anisotropy Δn are 1 × 10 ThreemPa
・ S ≦ γ1 / ΔnTwo≦ 1.2 × 10Foursatisfies mPa · s
At two interfaces between the liquid crystal layer and the pair of substrates.
The orientation control directions of the liquid crystal molecules are almost parallel.
Polarization axis of optical plate and method of controlling alignment of liquid crystal molecules at the interface
A liquid crystal display device whose orientation is almost the same.
【請求項5】請求項4に記載の液晶表示装置において、 前記液晶層の回転粘性係数γ1と屈折率異方性Δnと
が、1×103mPa・s≦γ1/Δn2≦6×103
Pa・sを満たす液晶表示装置。
5. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the rotational viscosity coefficient γ1 and the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal layer are 1 × 10 3 mPa · s ≦ γ1 / Δn 2 ≦ 6 × 10 3 m
Liquid crystal display device that satisfies Pa · s.
【請求項6】請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶
表示装置において、 前記電極群は、画素電極、共通電極及びアクティブ素子
を有する液晶表示装置。
6. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the electrode group includes a pixel electrode, a common electrode, and an active element.
【請求項7】請求項6に記載の液晶表示装置において、 前記アクティブ素子は薄膜トランジスタである液晶表示
装置。
7. The liquid crystal display device according to claim 6, wherein said active element is a thin film transistor.
【請求項8】請求項6又は7に記載の液晶表示装置にお
いて、 前記画素電極と共通電極の少なくとも一方が透明電極で
構成されている液晶表示装置。
8. The liquid crystal display device according to claim 6, wherein at least one of the pixel electrode and the common electrode comprises a transparent electrode.
【請求項9】請求項1〜8のいずれか1項に記載の液晶
表示装置において、 前記液晶層の屈折率異方性Δnと厚さdとが、0.2μ
m<d・Δn<0.4μmを満たす液晶表示装置。
9. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer has a refractive index anisotropy Δn and a thickness d of 0.2 μm.
A liquid crystal display device that satisfies m <d · Δn <0.4 μm.
【請求項10】請求項1〜9のいずれか1項に記載の液
晶表示装置において、 前記スペーサが一方の基板上に形成された構造物である
液晶表示装置。
10. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the spacer is a structure formed on one of the substrates.
【請求項11】請求項1〜10のいずれか1項に記載の
液晶表示装置において、 前記液晶層中に含有される誘電率異方性Δε≦1の成分
の少なくとも一つが、環状構造を分子中に二つ有する化
合物であり、その環状構造がベンゼン環もしくはシクロ
ヘキサン環である液晶表示装置。
11. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein at least one of the components having a dielectric anisotropy Δε ≦ 1 contained in the liquid crystal layer has a cyclic structure having a molecular structure. A liquid crystal display device comprising two compounds therein, wherein the cyclic structure is a benzene ring or a cyclohexane ring.
【請求項12】請求項1〜10のいずれか1項に記載の
液晶表示装置において、 前記液晶層中に含有される誘電率異方性Δε≦1の成分
の少なくとも一つが、環状構造を分子中に一つしか持た
ない化合物であり、その環状構造がベンゼン環もしくは
シクロヘキサン環である液晶表示装置。
12. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein at least one of the components having a dielectric anisotropy Δε ≦ 1 contained in the liquid crystal layer has a cyclic structure having a molecular structure. A liquid crystal display device having only one compound therein and having a cyclic structure of a benzene ring or a cyclohexane ring.
【請求項13】請求項12に記載の液晶表示装置におい
て、 前記液晶層に含有される環状構造を分子中に一つしか持
たない化合物が、下化学式で表される構造である液晶表
示装置。 【化1】 (式中環Aは、1,4−シクロヘキシレンもしくは1,
4−フェニレンである。B1及びB2は−COO−,−
OOC−,−OCO−,−CX2−,=CX−,−CX
=,−O−からなる群より選ばれた基で、Xは水素もし
くはハロゲン原子を示す。R1及びR2は炭素数1〜8
のアルキル基でハロゲン原子により置換されていてもよ
く、また炭素鎖中に2重結合を含んでも良い。)
13. The liquid crystal display device according to claim 12, wherein the compound having only one cyclic structure in the molecule contained in the liquid crystal layer has a structure represented by the following chemical formula. Embedded image (In the formula, ring A is 1,4-cyclohexylene or 1,
4-phenylene. B1 and B2 are -COO-,-
OOC-, -OCO-, -CX2-, = CX-, -CX
= Is a group selected from the group consisting of -O-, and X represents hydrogen or a halogen atom. R1 and R2 have 1 to 8 carbon atoms
May be substituted by a halogen atom with an alkyl group of the formula (I), or may contain a double bond in the carbon chain. )
【請求項14】請求項13に記載の液晶表示装置におい
て、 前記環状構造を分子中に一つしか持たない化合物が、環
Aが1,4−シクロヘキシレンであり、B1及びB2は
―CX2―,―CX=,―O−からなる群より選ばれた
基で、R1及びR2はハロゲン原子により置換されてい
ても良いアルキル基で、その炭素数が2,4,6,8の
いずれかである液晶表示装置。
14. The liquid crystal display device according to claim 13, wherein in the compound having only one cyclic structure in the molecule, ring A is 1,4-cyclohexylene, and B1 and B2 are -CX2- , -CX =, -O-, wherein R1 and R2 are alkyl groups which may be substituted with a halogen atom, and whose carbon number is any of 2,4,6,8. A liquid crystal display device.
【請求項15】請求項14に記載の液晶表示装置におい
て、 前記1,4−シクロヘキシレン誘導体中のR1及びR2
が、ハロゲン原子により置換されていても良い炭素数が
4,6,8のアルキル鎖であり、そのn番目の炭素とn
+1番目(n=2,4,6)の炭素との間に2重結合を
有する液晶表示装置。
15. The liquid crystal display device according to claim 14, wherein R1 and R2 in the 1,4-cyclohexylene derivative are different from each other.
Is an alkyl chain having 4, 6, 8 carbon atoms which may be substituted by a halogen atom, and the n-th carbon and n
A liquid crystal display device having a double bond with + 1st (n = 2, 4, 6) carbon.
【請求項16】請求項13に記載の液晶表示装置におい
て、 前記環状構造を分子中に一つしか持たない化合物が、環
Aが1,4−フェニレンであり、B1及びB2は―CX
2―,―O−からなる群より選ばれた基で、R1及びR
2はハロゲン原子により置換されていても良いアルキル
基で、その炭素数が2,4,6,8のいずれかである液
晶表示装置。
16. The liquid crystal display device according to claim 13, wherein in the compound having only one cyclic structure in the molecule, ring A is 1,4-phenylene, and B1 and B2 are -CX.
A group selected from the group consisting of 2-, -O-
2. A liquid crystal display device wherein 2 is an alkyl group which may be substituted by a halogen atom, and which has 2, 4, 6, or 8 carbon atoms.
【請求項17】請求項16に記載の液晶表示装置におい
て、 前記1,4−フェニレン誘導体中のR1及びR2が、ハ
ロゲン原子により置換されていても良い炭素数が4,
6,8のアルキル鎖であり、そのn番目の炭素とn+1
番目(n=2,4,6)の炭素との間に2重結合を有す
る液晶表示装置。
17. The liquid crystal display device according to claim 16, wherein R1 and R2 in the 1,4-phenylene derivative have a carbon number of 4, which may be substituted with a halogen atom.
6,8 alkyl chains whose nth carbon and n + 1
A liquid crystal display device having a double bond with the (n = 2, 4, 6, 6) th carbon.
【請求項18】請求項13に記載の液晶表示装置におい
て、 前記液晶層に含有される環状構造を分子中に一つしか持
たない化合物中、B1が−OOC−、B2が−OCO−
である液晶表示装置。
18. The liquid crystal display device according to claim 13, wherein in the compound having only one cyclic structure in the molecule contained in the liquid crystal layer, B1 is -OOC- and B2 is -OCO-.
Liquid crystal display device.
【請求項19】請求項1〜8のいずれか1項に記載の液
晶表示装置において、下の化学式で表される構造を分子
中に有している化合物を前記液晶層中に含有している液
晶表示装置。 【化2】 (式中X1,X2は、HもしくはFを表す)
19. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a compound having a structure represented by the following chemical formula in a molecule is contained in the liquid crystal layer. Liquid crystal display. Embedded image (Wherein X1 and X2 represent H or F)
【請求項20】請求項19に記載の液晶表示装置におい
て、 前記液晶層中に、誘電率異方性Δε≦1の低極性成分と
前記式で表される高極性成分との間の中極性の成分を含
有している液晶表示装置。
20. The liquid crystal display device according to claim 19, wherein the liquid crystal layer has a medium polarity between a low polarity component having a dielectric anisotropy ΔΔ ≦ 1 and a high polarity component represented by the above formula. A liquid crystal display device containing the following components.
【請求項21】請求項20に記載の液晶表示装置におい
て、 前記中極性の液晶成分は、下の化学式3,4からなる群
より選ばれた構造を有する液晶成分である液晶表示装
置。 【化3】 【化4】 (式中X1,X2は、HもしくはFを表す。Aはベンゼ
ン環もしくはシクロヘキサン環を表す)
21. The liquid crystal display device according to claim 20, wherein the medium-polarity liquid crystal component is a liquid crystal component having a structure selected from the group consisting of the following chemical formulas (3) and (4). Embedded image Embedded image (Wherein X1 and X2 represent H or F. A represents a benzene ring or a cyclohexane ring)
【請求項22】請求項1〜7のいずれか1項に記載の液
晶表示装置において、 前記画素電極と共通電極が不透明な材質により構成され
ており、前記画素電極と共通電極の間隔Lと前記液晶層
の屈折率異方性Δn,誘電率異方性Δεとが、LΔn/
√Δε≦0.55μmである液晶表示装置。
22. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the pixel electrode and the common electrode are made of an opaque material, and the distance between the pixel electrode and the common electrode is determined by the distance between the pixel electrode and the common electrode. The refractive index anisotropy Δn and the dielectric anisotropy Δε of the liquid crystal layer are LΔn /
A liquid crystal display device in which √Δε ≦ 0.55 μm.
【請求項23】前記請求項22に記載の液晶表示装置に
おいて、 前記画素電極と共通電極の間隔Lと前記液晶層の屈折率
異方性Δn,誘電率異方性Δεとが、LΔn/√Δε≦
0.4μmである液晶表示装置。
23. The liquid crystal display device according to claim 22, wherein a distance L between the pixel electrode and the common electrode and a refractive index anisotropy Δn and a dielectric anisotropy Δε of the liquid crystal layer are LΔn / √. Δε ≦
A liquid crystal display device having a thickness of 0.4 μm.
【請求項24】請求項8に記載の液晶表示装置におい
て、 前記液晶層の屈折率異方性Δn,誘電率異方性Δεと
が、Δn/√Δε≦5.5×10-2である液晶表示装
置。
24. The liquid crystal display device according to claim 8, wherein the liquid crystal layer has a refractive index anisotropy Δn and a dielectric anisotropy Δε of Δn / √Δε ≦ 5.5 × 10 −2 . Liquid crystal display.
【請求項25】請求項6又は7に記載の液晶表示装置に
おいて、 前記液晶層の誘電率異方性が7以上であり、ツイスト弾
性定数K22が5.5pN以下である液晶表示装置。
25. The liquid crystal display device according to claim 6, wherein the liquid crystal layer has a dielectric anisotropy of 7 or more and a twist elastic constant K22 of 5.5 pN or less.
【請求項26】請求項1〜8のいずれか1項に記載の液
晶表示装置において、 最低輝度の階調と最大輝度の階調間の応答時間が、1フ
レーム期間以下である液晶表示装置。
26. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a response time between the lowest luminance gradation and the maximum luminance gradation is one frame period or less.
【請求項27】請求項1〜8のいずれか1項に記載の液
晶表示装置において、 中間調間の応答時間が、1フレーム期間以下である液晶
表示装置。
27. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a response time between halftones is one frame period or less.
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