JP2002097470A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置及びその製造方法

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潔 庄原
Takeshi Yamamoto
武志 山本
Natsuko Maya
奈津子 磨矢
Nobuko Fukuoka
暢子 福岡
Katsuyuki Naito
勝之 内藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】信頼性の高い液晶表示装置及びその製造方法を
提供すること。 【解決手段】本発明の液晶表示装置1は、対向して配置
された一対の基板7,21と前記一対の基板7,21間
に挟持され複数種の液晶物質を含有する液晶組成物から
なる液晶層4とを具備し、前記液晶組成物の成分iのモ
ル分率をXi、前記成分iの水相と1−オクタノール相
との間の分配比をPi、前記成分iの1モル当たりの水
和エネルギーをHEi、気体定数Rを8.3J/K・m
ol、及び温度Tを300Kとしたときに算出されるX
i(RTlogPi+HEi)の前記液晶組成物の全成分
についての和が32kJ/mol以上であることを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置及び
その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、一般的に用いられている液晶表示
装置は以下に示す手順で製造されている。まず、スイッ
チング素子やカラーフィルタ層等を有する一対のガラス
基板のそれぞれに電極層及び配向膜を順次形成する。次
に、これらガラス基板を配向膜同士が対向するように一
定の距離を隔てて配置し、それらガラス基板の液晶封入
口を除く周囲を接着剤で固定して液晶セルを形成する。
なお、これらガラス基板間の間隔は所定のスペーサによ
って一定に維持する。その後、この液晶セル中に液晶組
成物を注入して液晶層を形成し、さらに、液晶封入口を
封止材で封止することにより液晶表示装置を得る。
【0003】このような方法で製造される液晶表示装置
では、液晶層中に不純物が混入すると表示性能に大きな
影響を受ける。しかしながら、従来の液晶表示装置で
は、そのような不純物の混入を避けることができない。
そのため、従来の液晶表示装置は、表示ムラが発生し、
信頼性が低下するという問題を有していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、信頼性の高い液晶表示装
置及びその製造方法を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、表示ムラを生じにくい液晶表示装置及び
その製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、対向して配置された一対の基板と前記一
対の基板間に挟持され複数種の液晶物質を含有する液晶
組成物からなる液晶層とを具備し、前記液晶組成物の成
分iのモル分率をXi、前記成分iの水相と1−オクタ
ノール相との間の分配比をPi、前記成分iの1モル当
たりの水和エネルギーをHEi、気体定数Rを8.3J
/K・mol、及び温度Tを300Kとしたときに算出
されるXi(RTlogPi+HEi)の前記液晶組成物
の全成分についての和が32J/K・mol以上である
ことを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【0006】また、本発明は、対向して配置された一対
の基板と前記一対の基板間に挟持され複数種の液晶物質
を含有する液晶組成物からなる液晶層とを具備し、前記
複数種の液晶物質はそれぞれ炭素原子数が2個以上のア
ルキル基を有し、前記複数種の液晶物質の成分iのモル
分率をXi、前記成分iの水相と1−オクタノール相と
の間の分配比をPi、前記成分iの1モル当たりの水和
エネルギーをHEi、気体定数Rを8.3J/K・mo
l、及び温度Tを300Kとしたときに算出されるXi
(RTlogPi+HEi)の前記複数種の液晶物質の全
成分についての和が32J/K・mol以上であり、前
記分配比Pi及び前記水和エネルギーHEiはそれぞれ前
記アルキル基をノルマルペンチル基として計算すること
により得られた値であることを特徴とする液晶表示装置
を提供する。
【0007】さらに、本発明は、対向して配置された一
対の基板と前記一対の基板間に挟持された液晶層とを備
えた液晶表示装置の製造方法であって、複数種の液晶物
質を含有する液晶組成物の成分iのモル分率をXi、前
記成分iの分配比をPi、前記成分iの1モル当たりの
水和エネルギーをHEi、気体定数をR、及び温度をT
としたときに算出されるXi(RTlogPi+HEi
の前記液晶組成物の全成分についての和に基づいて前記
液晶組成物の組成を設定し、前記組成を有する液晶組成
物を用いて前記液晶層を形成する工程を具備することを
特徴とする液晶表示装置の製造方法を提供する。
【0008】加えて、本発明は、対向して配置された一
対の基板と前記一対の基板間に挟持された液晶層とを備
えた液晶表示装置の製造方法であって、それぞれ炭素原
子数が2個以上のアルキル基を有する複数種の液晶物質
の成分iのモル分率をXi、前記成分iの分配比をPi
前記成分iの1モル当たりの水和エネルギーをHEi
気体定数をR、及び温度をTとしたときに算出されるX
i(RTlogPi+HEi)の前記複数種の液晶物質の
全成分についての和に基づいて前記複数種の液晶物質を
含有する液晶組成物の組成を設定し、前記組成を有する
液晶組成物を用いて前記液晶層を形成する工程を具備
し、前記分配比Pi及び前記水和エネルギーHEiとして
それぞれ前記アルキル基をノルマルペンチル基として計
算することにより得られた値を用いることを特徴とする
液晶表示装置の製造方法を提供する。
【0009】本発明者らは表示ムラが発生する原因につ
いて調べたところ、接着剤層、封止材、スペーサ、周縁
遮光層、及びカラーフィルタ層などに含まれる化合物,
例えば、脂肪酸、フェニルカルボン酸、フェニルカルボ
ン酸誘導体、フェニレンジカルボン酸、フェニレンジカ
ルボン酸誘導体、アルキルアミン、フェニレンジアミン
誘導体、フェニレンアミンカルボン酸、フェニレンアミ
ンカルボン酸誘導体、及びアルキルイミド等,が、不純
物として液晶層中へと溶出することにより、白抜け、配
向ムラ、及び焼き付きなどが生じていることを解明し
た。より詳細には、液晶層と接する部材からイオン性や
極性の高い不純物が液晶層中へと溶出することにより液
晶組成物の電気抵抗値が下がる(電圧保持率が低下す
る)ため並びに液晶層中に溶出した不純物が配向膜表面
に再吸着するために、白抜け、配向ムラ、及び焼き付き
などの表示ムラが発生するのである。
【0010】本発明者らは、液晶層中へと溶出する不純
物のうち表示ムラを発生させるのは主に極性不純物であ
ることに着目し、極性不純物が混入し難い液晶組成物を
実現すれば表示ムラの発生を抑制することが可能になる
と考えて鋭意研究した結果、液晶組成物の疎水性及び親
水性のいずれか一方だけではなくそれらの双方を考慮し
た下記式(1)から算出される値が表示ムラの発生と極
めて高い相関を有していることを見出し、本発明に至っ
たものである。
【0011】
【数1】
【0012】なお、上記式(1)において、Xiは液晶
組成物の成分iのモル分率を示し、Piはその成分iの
分配比を示し、HEiは成分iの1モル当たりの水和エ
ネルギーを示し、Rは気体定数を示し、Tは温度を示
し、nは液晶組成物中の全成分の数を示している。
【0013】上記式(1)において、分配比Piは(有
機相中の成分iの全濃度)/(水相中の成分iの全濃
度)であり、分配比Piの対数であるlogPiは疎水性
パラメータである。また、RTlogPiは成分iを単
位濃度で含有する有機相の温度Tにおける自由エネルギ
ーと成分iを単位濃度で含有する水相の温度Tにおける
自由エネルギーとの差に比例している。分配比Pi、疎
水性パラメータlogPi、或いはRTlogPiが大き
い場合、成分iは有機相に溶解し易く、したがって、よ
り疎水性であると考えることができる。
【0014】一方、水和エネルギーHEiは互いに相互
作用していない1モルの成分iを水で無限希釈した際に
観測されるエネルギー変化である。すなわち、この水和
エネルギーHEiは成分iの格子エネルギーと溶解熱
(無限希釈)との差に等しい。水和エネルギーHEi
小さい場合、成分iはより親水性であると考えることが
できる。
【0015】このように、RTlogPi及びHEiは成
分iの疎水性及び親水性を示すものであり、それらの和
が大きな値であるほど成分iは極性不純物の混入を生じ
難いと考えることができる。すなわち、RTlogPi
+HEiは、極性不純物による汚染に対する成分iの耐
性を示している。したがって、上記式(1)から算出さ
れる値により、極性不純物による汚染に対する液晶組成
物の耐性を判断することができる。
【0016】本発明において、分配比Piとしては、成
分iの水相と1−オクタノール相との間の分配比を用い
ることができる。この場合、上記式(1)から算出され
る値と表示ムラの発生との間に極めて高い相関が実現さ
れる。また、この場合、気体定数Rを8.3J/K・m
ol(2cal/K・mol)及び温度Tを300Kと
して上記式(1)から算出される値が32J/K・mo
l(7.7kcal/mol)以上となるように、好ま
しくは33.2J/K・mol(8kcal/mol)
以上となるように液晶組成物の組成を設定すれば、表示
ムラの発生を抑制することができる。なお、RTlog
i+HEiの値が大きな液晶物質の多くはフッ素系の液
晶物質であり、一般に、そのような液晶物質の含量が高
くなると、駆動電圧が高くなる或いは応答速度が低下す
る傾向にある。したがって、上記式(1)から算出され
る値は45.7J/K・mol(11kcal/mo
l)以下であることが好ましい。
【0017】分配比或いはその対数については、多くの
化合物について実測値が得られており、経験パラメータ
も十分に揃っている。また、それらの実測値と計算値と
は、非常に高い精度で一致することが知られている。し
たがって、上記式(1)で用いる成分iの分配比Pi
計算により求めることができる。また、同様に、成分i
の1モル当たりの水和エネルギーHEiも計算により求
めることができる。
【0018】このような計算は、通常、最も安定なコン
ホメーションをとる液晶分子について行われる。すなわ
ち、分配比Pi及び水和エネルギーHEiの計算に先立っ
て、予め液晶分子の最も安定なコンホメーションを決定
する必要がある。
【0019】しかしながら、多くの液晶分子はアリール
基などのように剛体として考えることができる官能基だ
けでなく多様なコンホメーションをとり得る長鎖アルキ
ル基を有している。しかも、液晶組成物は多数の液晶分
子を含むことができ、加えて、液晶分子以外の分子も含
み得る。そのため、液晶組成物を構成する各分子につい
て最も安定なコンホメーションを決定すること並びにこ
のコンホメーションに基づいて分配比Pi及び水和エネ
ルギーHEiを計算することには、通常、多大な時間及
び労力が必要である。
【0020】本発明者らは、より簡単な方法で算出する
ことができ且つ表示ムラの発生と高い相関を有する指標
を求めるべく検討した結果、炭素原子数が2個以上のア
ルキル基をノルマルペンチル基とみなして液晶分子の最
も安定なコンホメーションを決定し、このコンホメーシ
ョンに基づいて分配比Pi及び水和エネルギーHEiをそ
れぞれ計算し、液晶組成物がこれら液晶分子のみで構成
されているものと仮定して上記式(1)を利用すること
により、先に述べたのと同様の結果が得られることを見
出した。
【0021】この方法によれば、アルキル基の炭素数の
みが異なる液晶分子は同一の液晶分子として扱われるこ
ととなるため、計算の対象となる分子の種類が減少す
る。また、炭素原子数が2個以上のアルキル基を全てノ
ルマルペンチル基とみなすので、液晶分子の最も安定な
コンホメーションを決定するのが容易になる。
【0022】なお、液晶分子間でアルキル基の炭素数が
異なれば、それらの親水性や疎水性も異なるものと考え
られる。しかしながら、多くの場合、液晶分子に含まれ
る炭素原子数が2個以上のアルキル基は3〜7個程度の
炭素原子を有するものであり、炭素原子数が2個以上の
アルキル基をノルマルペンチル基とみなすことにより計
算結果に大きな違いが生ずることはない。
【0023】本発明において、一対の基板の一方は、そ
の対向面にカラーフィルタ層及び複数の電極が順次積層
された構造を有するものであってもよい。また、本発明
において、一対の基板の一方は、その対向面にマトリク
ス状に設けられた走査線及び信号線とスイッチング素子
とを備え、一対の基板の他方は、その対向面に共通電極
を備え、一対の基板のいずれか一方はその対向面にカラ
ーフィルタ層を備えていてもよい。
【0024】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。なお、各図において同様の構成部材に
は同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【0025】まず、下記表1に示すようにノルマルペン
チル基を有する複数種の液晶物質について、以下の方法
により、logPi、HEi、及びRTlogPi+HEi
を計算した。すなわち、液晶物質iの疎水性パラメータ
logPi及び水和エネルギーHEiは、東芝社製のパー
ソナルコンピュータPV300でHypercube社
製のHyperChem v5により計算した。具体的
には、まず、分子力場計算(MM+)を用いて液晶分子
の最も安定なコンホメーションを求め、そのコンホメー
ションの液晶分子について経験的QSAR(Quant
itative Structure−Activit
y Relationships)プログラムにより疎
水性パラメータlogPi及び水和エネルギーHEiを計
算した。なお、分配比Piは、液晶物質iの水相と1−
オクタノール相との間の分配比とした。その結果を、下
記表1に併せて示す。
【0026】
【表1】
【0027】上記表1に示すように、エステル系液晶で
は、logPの値は大きいもののHEの値が小さいため
RTlogP+HEの値は比較的小さい。一方、直環系
のp型液晶では、環の数が多いほどRTlogP+HE
の値は大きく、極性不純物の混入をより効果的に抑制で
きるものと考えられる。
【0028】次に、図1及び図2に示す液晶表示装置を
用いて、上記式(1)から算出される値と表示ムラとの
関係を調べた。なお、図1は、本発明の実施例に係る液
晶表示装置を概略的に示す部分断面図である。また、図
2は、図1に示す液晶表示装置の平面図である。まず
は、図1及び図2に示す液晶表示装置の構造について説
明する。
【0029】図1及び図2に示す液晶表示装置1は、カ
ラー表示可能なTN型の液晶表示装置であって、アクテ
ィブマトリクス基板2と対向基板3との間に液晶層4を
挟持させた構造を有している。これらアクティブマトリ
クス基板2と対向基板3との間隔はアクティブマトリク
ス基板2に形成された柱状スペーサ5により一定に維持
されている。また、基板2,3間の周縁部には基板2,
3間に液晶材料を注入するための注入口26を除いて接
着剤層25が設けられており、その注入口26は封止材
27を用いて封止されている。なお、図1及び図2に示
す液晶表示装置1は、通常一対の偏光板で挟持され、背
面側には光源が配置される。
【0030】アクティブマトリクス基板2はガラス基板
のような透明基板7を有しており、この透明基板7の一
方の主面にはコプラナー型のポリシリコンTFTが形成
されている。すなわち、透明基板7の一方の主面に酸化
珪素膜と窒化珪素膜との二層構造を有するアンダーコー
ティング層8が形成され、アンダーコーティング層8上
には半導体活性層(チャネル)9、ソース・ドレインで
ある高濃度不純物領域10が形成され、これらを覆うよ
うにゲート酸化膜11が形成されている。さらに、ゲー
ト絶縁膜11上にはゲート電極12が形成されている。
なお、図示しない走査線は、ゲート電極12と同一の工
程で形成される。
【0031】走査線及びゲート絶縁膜11上には、Mo
層とAl層との二層構造を有する信号線13が形成され
ている。信号線13は、ゲート絶縁膜11及び層間絶縁
膜14を貫通するコンタクトホール15を介して高純度
不純物領域10に接続されている。
【0032】信号線13及び層間絶縁膜14上には、酸
化珪素膜と窒化珪素膜との二層構造を有する無機絶縁膜
16及びカラーフィルタ層17が順次積層されている。
カラーフィルタ層17は、樹脂に色材を添加してなる
赤、青、緑の3色のストライプパターンで構成されてい
る。
【0033】カラーフィルタ層17上には、ITO(In
dium Thin Oxide)等の透明導電材料からなる画素電極
18が形成されている。画素電極18は、カラーフィル
タ層17に設けられたコンタクトホール19を介してT
FTに電気的に接続されている。また、カラーフィルタ
層17上には、柱状スペーサ5及び周縁遮光層(図示せ
ず)が形成されている。これら画素電極18及び柱状ス
ペーサ5上には、ポリイミドなどからなる配向膜20が
形成されている。
【0034】対向基板3は、透明基板21のアクティブ
マトリクス基板2と対向する面に共通電極22及び配向
膜23が順次形成された構造を有している。この共通電
極22には、画面周囲部に設けられた銀ペースト等から
なる電極転移材(トランスファ:図示せず)を介して、
アクティブマトリクス基板2から電圧を印加することが
可能である。
【0035】本実施例では、上述した構造の液晶表示装
置1を以下の方法により作製した。まず、一方の主面に
TFT等が形成されたガラス基板2を準備した。次に、
ガラス基板2のTFT等が形成された面に、赤色の着色
層を形成するための塗工液を塗布した。次いで、透明基
板2に塗工液を塗布することにより得られた塗膜をフォ
トリソグラフィ技術及びエッチング技術を利用してパタ
ーニングした。このパターニングは、カラーフィルタ層
17の赤色の色領域に対応して塗膜が残されるように及
びコンタクトホール19が形成されるように行った。以
上のようにして、赤色の着色層を得た。同様のプロセス
により緑色の着色層及び青色の着色層を順次形成した。
これにより、赤、青、緑の3色のストライプ状の着色層
を有する厚さ3μmのカラーフィルタ層17を得た。な
お、これら着色層は、塗工液として、富士フィルムオウ
リン社製の紫外線硬化型アクリル樹脂CG−2000、
CR−2000、及びCB−2000を用いて形成し
た。
【0036】次に、ガラス基板2のカラーフィルタ層1
7を形成した面にスパッタリング法により厚さ100n
mのITO膜を形成し、このITO膜をパターニングす
ることにより画素電極18を得た。その後、透明基板2
の画素電極18を形成した面に、所定の塗工液を塗布し
た。ここでは、その塗工液として、黒色の顔料を含む紫
外線硬化型アクリル樹脂CK−2000(富士ハントテ
クノロギー社製)を用いた。次いで、得られた塗膜をフ
ォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を利用してパ
ターニングすることにより柱状スペーサ5及び周縁遮光
層を形成した。
【0037】次に、ガラス基板2の柱状スペーサ5及び
周縁遮光層を形成した面に、JSR社製のポリイミドで
あるAL−1051を用いて薄膜を形成し、これにラビ
ング処理を施すことにより配向膜20を得た。以上のよ
うにして、アクティブマトリクス基板2を完成した。
【0038】上述した方法でアクティブマトリクス基板
2を作製する一方で、ガラス基板21の一方の主面に厚
さ100nmのITO膜からなる共通電極22を形成し
て対向基板3を準備した。この共通電極22上にも、上
述したのと同様の方法により配向膜23を形成した。
【0039】次に、接着剤25として、熱硬化型エポキ
シ系接着剤ES−5500(三井東圧化学社製)を用い
てアクティブマトリクス基板2と対向基板3とを貼り合
わせることにより液晶セルを形成した。次いで、この液
晶セルに注入口26から所定の液晶組成物を注入し、封
止剤27を用いて注入口を封止した。以上のようにし
て、図1及び図2に示す液晶表示装置1を得た。
【0040】上述した方法で、液晶組成物の種類が異な
る複数の液晶表示装置1を作製し、それら液晶組成物L
C1〜LC6について上記式(1)から算出される値を
求めた。なお、疎水性パラメータlogPi及び水和エ
ネルギーHEiとしては、炭素数が2以上のアルキル基
をノルマルペンチル基とみなして上述したのと同様の方
法により算出した値を用いるのとともに上記表1に示す
値も利用した。また、気体定数Rを2cal/K・mo
l及び温度Tを300Kとし、液晶組成物LC1〜LC
6は液晶分子のみで構成されているものと仮定した。そ
の結果を下記表2に示す。
【0041】さらに、上述した方法で作製した液晶表示
装置1について、60℃・80%の高温高湿度条件下で
1000時間の連続点灯試験を行った。その結果も下記
表2に併せて示す。
【0042】
【表2】
【0043】上記表2に示すように、式(1)から算出
される値が7.7kcal/mol以上の液晶組成物L
C1〜LC3を用いた液晶表示装置1では、表示ムラ不
良は300時間を超えても発生することがなく、実用上
十分な耐性を有していることが確認された。
【0044】なお、上記実施例では、上記式(1)から
算出される値を求める際に炭素数が2以上のアルキル基
をノルマルペンチル基とみなして計算を簡略化したが、
そのような簡略化を行わない場合も上述したのと同様の
結果を得ることができる。また、上記表1に示す疎水性
パラメータlogPiは分配比Piを液晶物質iの水相と
1−オクタノール相との間の分配比として求めたもので
あるが、分配比Piを水相と他の有機相との間の分配比
として疎水性パラメータlogPiを求めてもよい。
【0045】また、上述した実施例では、図1及び図2
に示す構造の液晶表示装置1について説明したが、他の
構造を採用することもできる。例えば、上記実施例で
は、スイッチング素子としてコプラナー型のポリシリコ
ンTFTを用いたが、他のTFTを用いることもでき
る。或いは、単純マトリクス駆動のカラー型ドットマト
リクス表示を行うこともできる。すなわち、一方の主面
に横(Y)方向に帯状にパターニングされたY電極を有
するY基板と、一方の主面にカラーフィルタ層及び縦
(X)方向に帯状にパターニングされたX電極が順次積
層されたX基板とを、Y電極とX電極とがほぼ直交する
ように対向配置し、それらの間に液晶層4を挟持させた
構造を採用することも可能である。さらに、上記実施例
では、TN型の液晶表示装置1について説明したが、表
示方式は、STN型、GH型、ECB型、或いは強誘電
性液晶を利用したタイプ等であってもよい。
【0046】また、上記実施例では、画素電極18を形
成した後に柱状スペーサ5及び周縁遮光層を形成した
が、柱状スペーサ5及び周縁遮光層を形成した後に画素
電極18を形成してもよい。また、上述した方法では、
柱状スペーサ5と周縁遮光層とを同時に形成したが、そ
れらを別々の工程で形成することもできる。さらに、上
述した方法では、アクティブマトリクス基板2に柱状ス
ペーサ5と周縁遮光層とを形成したが、これらは対向基
板3に形成してもよい。或いは、柱状スペーサ5及び周
縁遮光層の一方をアクティブマトリクス基板2に形成
し、他方を対向基板3に形成してもよい。
【0047】また、上記実施例では、柱状スペーサ5及
び周縁遮光層の双方を黒色の感光性組成物を用いて形成
したが、それらの一方のみを上記感光性組成物を用いて
形成してもよい。さらに、上記液晶表示装置1におい
て、柱状スペーサ5は遮光性でなくてもよい。或いは、
柱状スペーサ5の代わりにプラスチックビーズのような
粒状スペーサを用いることもできる。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、液晶
組成物の疎水性及び親水性の双方を考慮した所定の式か
ら算出される値に基づいて液晶組成物の組成を設定する
ことにより、極性不純物が混入し難い液晶組成物を実現
することができ、それにより表示ムラの発生を抑制する
ことが可能となる。すなわち、本発明によると、表示ム
ラを生じにくく信頼性の高い液晶表示装置及びその製造
方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る液晶表示装置を概略的に
示す断面図。
【図2】図1に示す液晶表示装置を概略的に示す平面
図。
【符号の説明】
1…液晶表示装置 2…アクティブマトリクス基板 3…対向基板 4…液晶層 5…スペーサ 7,21…透明基板 8…アンダーコーティング層 9…半導体活性層 10…高濃度不純物領域 11…ゲート酸化膜 12…ゲート電極 13…信号線 14…層間絶縁膜 15…コンタクトホール 16…無機絶縁膜 17…カラーフィルタ層 18…画素電極 19…コンタクトホール 20,23…配向膜 22…共通電極 25…接着剤層 26…注入口 27…封止材
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年11月15日(2000.11.
15)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、対向して配置された一対の基板と前記一
対の基板間に挟持され複数種の液晶物質を含有する液晶
組成物からなる液晶層とを具備し、前記液晶組成物の成
分iのモル分率をXi、前記成分iの水相と1−オクタ
ノール相との間の分配比をPi、前記成分iの1モル当
たりの水和エネルギーをHEi、気体定数Rを8.3J
/K・mol、及び温度Tを300Kとしたときに算出
されるXi(RTlogPi+HEi)の前記液晶組成物
の全成分についての和が32kJ/mol以上であるこ
とを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】また、本発明は、対向して配置された一対
の基板と前記一対の基板間に挟持され複数種の液晶物質
を含有する液晶組成物からなる液晶層とを具備し、前記
複数種の液晶物質はそれぞれ炭素原子数が2個以上のア
ルキル基を有し、前記複数種の液晶物質の成分iのモル
分率をXi、前記成分iの水相と1−オクタノール相と
の間の分配比をPi、前記成分iの1モル当たりの水和
エネルギーをHEi、気体定数Rを8.3J/K・mo
l、及び温度Tを300Kとしたときに算出されるXi
(RTlogPi+HEi)の前記複数種の液晶物質の全
成分についての和が32kJ/mol以上であり、前記
分配比Pi及び前記水和エネルギーHEiはそれぞれ前記
アルキル基をノルマルペンチル基として計算することに
より得られた値であることを特徴とする液晶表示装置を
提供する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】本発明において、分配比Piとしては、成
分iの水相と1−オクタノール相との間の分配比を用い
ることができる。この場合、上記式(1)から算出され
る値と表示ムラの発生との間に極めて高い相関が実現さ
れる。また、この場合、気体定数Rを8.3J/K・m
ol(2cal/K・mol)及び温度Tを300Kと
して上記式(1)から算出される値が32kJ/mol
(7.7kcal/mol)以上となるように、好まし
くは33.2kJ/mol(8kcal/mol)以上
となるように液晶組成物の組成を設定すれば、表示ムラ
の発生を抑制することができる。なお、RTlogPi
+HEiの値が大きな液晶物質の多くはフッ素系の液晶
物質であり、一般に、そのような液晶物質の含量が高く
なると、駆動電圧が高くなる或いは応答速度が低下する
傾向にある。したがって、上記式(1)から算出される
値は45.7kJ/mol(11kcal/mol)以
下であることが好ましい。
フロントページの続き (72)発明者 磨矢 奈津子 埼玉県深谷市幡羅町一丁目9番地2号 株 式会社東芝深谷工場内 (72)発明者 福岡 暢子 埼玉県深谷市幡羅町一丁目9番地2号 株 式会社東芝深谷工場内 (72)発明者 内藤 勝之 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Fターム(参考) 2H088 HA08 HA12 MA04 4H027 BC04 BE01 BE02 CM04 CQ04 CS04 CT04 CU04

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対向して配置された一対の基板と前記一
    対の基板間に挟持され複数種の液晶物質を含有する液晶
    組成物からなる液晶層とを具備し、 前記液晶組成物の成分iのモル分率をXi、前記成分i
    の水相と1−オクタノール相との間の分配比をPi、前
    記成分iの1モル当たりの水和エネルギーをHEi、気
    体定数Rを8.3J/K・mol、及び温度Tを300
    Kとしたときに算出されるXi(RTlogPi+H
    i)の前記液晶組成物の全成分についての和が32J
    /K・mol以上であることを特徴とする液晶表示装
    置。
  2. 【請求項2】 対向して配置された一対の基板と前記一
    対の基板間に挟持され複数種の液晶物質を含有する液晶
    組成物からなる液晶層とを具備し、 前記複数種の液晶物質はそれぞれ炭素原子数が2個以上
    のアルキル基を有し、 前記複数種の液晶物質の成分iのモル分率をXi、前記
    成分iの水相と1−オクタノール相との間の分配比をP
    i、前記成分iの1モル当たりの水和エネルギーをH
    i、気体定数Rを8.3J/K・mol、及び温度T
    を300Kとしたときに算出されるXi(RTlogPi
    +HEi)の前記複数種の液晶物質の全成分についての
    和が32J/K・mol以上であり、前記分配比Pi
    び前記水和エネルギーHEiはそれぞれ前記アルキル基
    をノルマルペンチル基として計算することにより得られ
    た値であることを特徴とする液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 前記一対の基板の一方はその対向面にカ
    ラーフィルタ層及び複数の電極が順次積層された構造を
    有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載
    の液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 前記一対の基板の一方はその対向面にマ
    トリクス状に設けられた走査線及び信号線とスイッチン
    グ素子とを具備し、前記一対の基板の他方はその対向面
    に共通電極を具備し、前記一対の基板のいずれか一方は
    その対向面にカラーフィルタ層を具備することを特徴と
    する請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の液
    晶表示装置。
  5. 【請求項5】 対向して配置された一対の基板と前記一
    対の基板間に挟持された液晶層とを備えた液晶表示装置
    の製造方法であって、 複数種の液晶物質を含有する液晶組成物の成分iのモル
    分率をXi、前記成分iの分配比をPi、前記成分iの1
    モル当たりの水和エネルギーをHEi、気体定数をR、
    及び温度をTとしたときに算出されるXi(RTlog
    i+HEi)の前記液晶組成物の全成分についての和に
    基づいて前記液晶組成物の組成を設定し、前記組成を有
    する液晶組成物を用いて前記液晶層を形成する工程を具
    備することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 対向して配置された一対の基板と前記一
    対の基板間に挟持された液晶層とを備えた液晶表示装置
    の製造方法であって、 それぞれ炭素原子数が2個以上のアルキル基を有する複
    数種の液晶物質の成分iのモル分率をXi、前記成分i
    の分配比をPi、前記成分iの1モル当たりの水和エネ
    ルギーをHEi、気体定数をR、及び温度をTとしたと
    きに算出されるXi(RTlogPi+HEi)の前記複
    数種の液晶物質の全成分についての和に基づいて前記複
    数種の液晶物質を含有する液晶組成物の組成を設定し、
    前記組成を有する液晶組成物を用いて前記液晶層を形成
    する工程を具備し、前記分配比Pi及び前記水和エネル
    ギーHEiとしてそれぞれ前記アルキル基をノルマルペ
    ンチル基として計算することにより得られた値を用いる
    ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記分配比Piを前記成分iの水相と1
    −オクタノール相との間の分配比とし且つ気体定数Rを
    8.3J/K・mol及び温度Tを300Kとしたとき
    に前記和が32J/K・mol以上となるように前記組
    成を設定することを特徴とする請求項5または請求項6
    に記載の液晶表示装置の製造方法。
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