JP6414723B2 - 液晶表示素子 - Google Patents
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Description
Ai1およびAi2はそれぞれ独立して
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
(c) 1,4−シクロヘキセニレン基
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)及び基(c)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
Zi1およびZi2はそれぞれ独立して、単結合、−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−、−CF2O−、−CH2CH2−又は−CF2CF2−を表わし、
mi1およびmi2はそれぞれ独立して、0〜3の整数を表すが、mi1+mi2はそれぞれ独立して1、2又は3であり、Ai1〜Ai2、Zi1〜Zi2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。)で表される化合物群から選ばれる化合物を1種又は2種以上含有する液晶表示素子である。
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
(c) 1,4−シクロヘキセニレン基
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)および基(c)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
Zi1及びZi2はそれぞれ独立して、単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−OCF2−、−CF2O−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−を表し、
ni1及びni2はそれぞれ独立して0〜3の整数を表すが、ni1+ni2は1、2又は3であり、Ai1〜Ai2、Zi1〜Zi2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。)
本発明に係る液晶組成物に縮合環化合物を含むと、長時間のバックライト照射を行うと、低周波駆動時の電圧保持率の低下が大きくため、フリッカーが認識しやすくなる。
本発明の組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値が低く上限値が低いことが好ましい。さらに、本発明の組成物のTniを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値が低く上限値が低いことが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高く上限値が高いことが好ましい。
RN111は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、プロピル基又はペンチル基が好ましい。RN112は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、エトキシ基又はブトキシ基が好ましい。
RN121は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基、ブチル基又はペンチル基が好ましい。RN122は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、メチル基、プロピル基、メトキシ基、エトキシ基又はプロポキシ基が好ましい。
RN131は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。RN132は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基が好ましい。
RN141及びRN142はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、メチル基、プロピル基、エトキシ基又はブトキシ基が好ましい。
RN151及びRN152はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましくエチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。
RN1101は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。RN1102は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基が好ましい。
RN1111は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。RN1112は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基が好ましい。
RN1121は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。RN1122は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基が好ましい。
RN1131は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。RN1132は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基が好ましい。
RN1141は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。RN1142は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基が好ましい。
RN1151は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。RN1152は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基が好ましい。
RN1161は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。RN1162は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基が好ましい。
RN1171は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。RN1172は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基が好ましい。
RN1181は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。RN1182は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基が好ましい。
RN1201及びRN1202はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。
RN1211及びRN1212はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、エチル基、プロピル基又はブチル基が好ましい。
nL1は0、1、2又は3を表し、
AL1、AL2及びAL3はそれぞれ独立して
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)および基(b)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
ZL1及びZL2はそれぞれ独立して単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−OCF2−、−CF2O−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−を表し、
nL1が2又は3であってAL2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、nL1が2又は3であってZL3が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良いが、一般式(i)で表される化合物を除く。)
一般式(L)で表される化合物は単独で用いてもよいが、組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類である。あるいは本発明の別の実施形態では2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類であり、6種類であり、7種類であり、8種類であり、9種類であり、10種類以上である。
RL11及びRL12は、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。
一般式(L−1−1)で表される化合物は、式(L−1−1.1)から式(L−1−1.3)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(L−1−1.2)又は式(L−1−1.3)で表される化合物であることが好ましく、特に、式(L−1−1.3)で表される化合物であることが好ましい。
本発明の組成物の総量に対しての式(L−1−2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1%であり、5%であり、10%であり、15%であり、17%であり、20%であり、23%であり、25%であり、27%であり、30%であり、35%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、60%であり、55%であり、50%であり、45%であり、42%であり、40%であり、38%であり、35%であり、33%であり、30%である。
RL13及びRL14は、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。
さらに、一般式(L−1−3)で表される化合物は、式(L−1−3.1)から式(L−1−3.12)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(L−1−3.1)、式(L−1−3.3)又は式(L−1−3.4)で表される化合物であることが好ましい。特に、式(L−1−3.1)で表される化合物は本発明の組成物の応答速度を特に改善するため好ましい。また、応答速度よりも高いTniを求めるときは、式(L−1−3.3)、式(L−1−3.4)、式(L−1−3.11)及び式(L−1−3.12)で表される化合物を用いることが好ましい。式(L−1−3.3)、式(L−1−3.4)、式(L−1−3.11)及び式(L−1−3.12)で表される化合物の合計の含有量は、低温での溶解度を良くするために20%以上にすることは好ましくない。
RL15及びRL16は、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。
RL21は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、RL22は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。
RL31及びRL32はそれぞれ独立して炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。
RL41は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、RL42は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。)
一般式(L−4)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
RL51は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、RL52は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。
一般式(L−5)で表される化合物は、式(L−5.1)又は式(L−5.2)で表される化合物であることが好ましく、特に、式(L−5.1)で表される化合物であることが好ましい。
RL61及びRL62はそれぞれ独立して炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、XL61及びXL62のうち一方がフッ素原子他方が水素原子であることが好ましい。
式中、RL71及びRL72はそれぞれ独立して炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、AL71及びAL72はそれぞれ独立して1,4-シクロヘキシレン基又は1,4-フェニレン基が好ましく、AL71及びAL72上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子によって置換されていてもよく、ZL71は単結合又はCOO−が好ましく、単結合が好ましく、XL71及びXL72は水素原子が好ましい。
(通常駆動と間欠駆動との切り替え)
通常駆動(第1の駆動モード)の画素電極への画像信号のフレーム周波数が、例えば60Hzの場合は、全画面を(1/60)秒かけて走査するため、画素電極への画像信号の書き換えは0.0167秒ごとに1回行っている(画像信号の書き換え周期は1/60)。この1/60秒をかけた書き換え動作の後、例えば、2フレーム、10フレームまたは100フレーム相当のドライバまたは表示処理部が動作しない休止期間を設けて、画素電極への画像信号の書き換えを再開すると、最後に画素電極への画像信号の書き換えたときから画素電極への画像信号の書き換えを再開するまでの間の画素電極への画像信号の書き換え期間(第2の駆動モード)の周期は、1/60秒より長くなる。
図11(A)は、2m行2n列の画素電極における画像信号の書き換えの経時的変化を表す図である。また、図11(B)は、2m+1行2n+1列の画素電極における画像信号の書き換えの経時的変化を表す図である。さらに、図11の例を、第1の駆動モード(通常駆動)の画素電極への画像信号のフレーム周波数を60Hzとした場合について説明する。
(通常駆動と低周波駆動との切り替え)
通常駆動(第1の駆動モード)の画素電極への画像信号のフレーム周波数が、例えば60Hzの場合は、全画面を(1/60)秒かけて走査するため、画素電極への画像信号の書き換えは0.0167秒ごとに1回行っている(画像信号の書き換え周期)(同様に、120Hzの場合は、全画面を(1/120)秒かけて走査、240Hzの場合は、全画面を(1/240)秒かけて走査)。この状態から、第1の駆動モードより低いフレーム周波数で画素への画像信号の書き換えを行う第3の駆動モードへ切り替えた場合、すなわち、例えば、画像信号のフレーム周波数が1Hzの低周波駆動状態へ切り替えると、全画面を(1/1)秒かけて走査するため、画素への画像信号の書き換えは1秒ごとに1回行う(画像信号の書き換え周期は1/1)ため、回路の消費電力を低減することができる。また、低周波駆動状態(第3の駆動モード)から通常駆動(第1の駆動モード)へ切り替えると、前述の画素への画像信号の書き換えは0.0167秒ごとに1回行う状態に戻る。
(側鎖)
−n −CnH2n+1 炭素数nの直鎖状のアルキル基
n− CnH2n+1− 炭素数nの直鎖状のアルキル基
−On −OCnH2n+1 炭素数nの直鎖状のアルコキシル基
nO− CnH2n+1O− 炭素数nの直鎖状のアルコキシル基
−nO− −CnH2nO−
−On− −OCnH2n−
−n− −CnH2n−
−V −CH=CH2
V− CH2=CH−
−V1 −CH=CH−CH3
1V− CH3−CH=CH−
(環構造)
Δn :25℃における屈折率異方性
η :20℃における粘度(mPa・s)
γ1 :25℃における回転粘性(mPa・s)
Δε :25℃における誘電率異方性
実施例1〜15の液晶組成物および比較例1〜4の液晶組成物(表1、3、5および7)それぞれFFSセルへ注入し、FFS素子を得た。各液晶素子へ、白色LEDを使用したバックライト(光度:25000cd)を、1000時間照射した後、フレーム周波数1(HZ)で駆動を行い、以下のちらつき評価基準により評価した(表2、4および6のBL照射後の表示のちらつき)。
◎:ND100フィルターを介して観察したパネルにおいてフリッカー(ちらつき)が目視で確認できない。
〇:ND50フィルターを介して観察したパネルにおいてフリッカー(ちらつき)が目視で確認できない。
△:ND30フィルターを介して観察したパネルにおいてフリッカー(ちらつき)が目視で確認できない。
×:ND10フィルターを介して観察したパネルにおいてフリッカー(ちらつき)が目視で確認できない。
2 第1の基板
3 電極層(第1の電極)
3’ 共通電極(第2の電極)
4 配向膜
5 液晶層
6 カラーフィルタ
7 第2の基板
11 ゲート電極
12 ゲート絶縁膜
13 半導体層
14 絶縁層
15 オーミック接触層
16 ドレイン電極
17 ソース電極
18 絶縁保護層
19b ソース電極
21 画素電極
22 共通電極
23 ストレイジキャパシタ
24 ドレイン電極
25 ソースバスライン
26 ゲートバスライン
27 ソース電極
28 ゲート電極
29 共通ライン
Claims (5)
- 第一の透明基板と、
前記第一の透明基板と対向配置された第二の透明基板と、
前記第一の透明基板と第二の透明基板との間に充填された液晶組成物を含有する液晶層と、
前記第一の透明基板上に配置される画素電極と、
前記画素電極への画像信号のフレーム周波数を0Hz超59Hz以下の範囲に制御する表示処理部と、を有し
前記液晶組成物が、下記一般式(i):
Ai1およびAi2はそれぞれ独立して
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
(c)1,4−シクロヘキセニレン基
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)及び基(c)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
Zi1およびZi2はそれぞれ独立して、単結合、−OCH2−、−CH2O−、−CH2CH2−又は−CF2CF2−を表し、
mi1およびmi2はそれぞれ独立して、0〜3の整数を表すが、mi1+mi2はそれぞれ独立して1、2又は3であり、Ai1〜Ai2、Zi1〜Zi2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。)で表される化合物群から選ばれる化合物の1種又は2種以上と、
下記一般式(L):
nL1は0、1、2又は3を表し、
AL1、AL2及びAL3はそれぞれ独立して
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)および基(b)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
ZL1及びZL2はそれぞれ独立して単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−OCF2−、−CF2O−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−を表し、
nL1が2又は3であってAL2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、nL1が2又は3であってZ L2 が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良いが、一般式(i)で表される化合物を除く。)
の1種又は2種以上とからなる液晶表示素子。 - 第1のフレーム周波数で駆動する第1の駆動モードと、
間欠駆動による休止期間が設けられた第2の駆動モードと、を有し、前記第1の駆動モードと第2の駆動モードとを前記表示処理部で切り替える、請求項1に記載の液晶表示素子。 - 第1のフレーム周波数で駆動する第1の駆動モードと、
前記第1のフレーム周波数より低い第2のフレーム周波数で駆動する第3の駆動モードと、を有し、前記第1の駆動モードと第3の駆動モードとを前記表示処理部で切り替える、請求項1に記載の液晶表示素子。 - 前記液晶層と、前記第一の透明基板と前記第二の透明基板のそれぞれの間にホモジニアス配向を誘起する配向膜層を有し、各配向膜の配向方向は第一のまたは第二の透明基板に対して平行であり、前記第1の透明基板上に共通電極が配置されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶表示素子。
- 前記画素電極と共通電極との間の電極間距離:Rが前記第一の透明基板と第二の透明基板との距離:Gより小さく、前記画素電極と共通電極との電極間にフリンジ電界を形成することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶表示素子。
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