JP6699124B2 - 液晶表示装置および液晶組成物 - Google Patents
液晶表示装置および液晶組成物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6699124B2 JP6699124B2 JP2015200095A JP2015200095A JP6699124B2 JP 6699124 B2 JP6699124 B2 JP 6699124B2 JP 2015200095 A JP2015200095 A JP 2015200095A JP 2015200095 A JP2015200095 A JP 2015200095A JP 6699124 B2 JP6699124 B2 JP 6699124B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- display device
- crystal composition
- crystal display
- compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Substances (AREA)
Description
身では発光しないので、液晶パネルの背面にバックライトを配置している。バックラ
イトの利用効率を向上させるために、プリズムシート等を用いることによって、液晶表示
パネルの面と垂直方向の光を多くする技術が存在する。
上記、一般的なカラーフィルター液晶表示装置は、カラーフィルターによって光が吸収されるので、バックライトの光の利用効率が悪い。
また、コントラスト比の高い液晶表示装置、または、光の透過率の比較的低い液晶パネルを用いても、コントラスト比の低下が抑制された液晶表示装置が求められている。
[1]
25℃における589nmの波長に対する屈折率異方性値(Δn)が0.07〜0.12であり、
25℃における誘電率異方性値(Δε)が−0.5〜−2.0であり、
20℃における粘度(η)が15mPa・sec以下である液晶組成物。
[2]
25℃における誘電率異方性値Δεが−0.7〜−1.5であり、20℃における粘度(η)が12mPa・sec以下の[1]に記載の液晶組成物。
[3]
一対の基板間に[1]または「2」に記載の液晶組成物からなる液晶組成物層が挟持され、電界無印加時には、液晶組成物を構成する液晶化合物のダイレクターが基板面に対し、略垂直方向である液晶パネル。
[4]
一対の基板間に[1]または[2]に記載の液晶組成物からなる液晶組成物層が挟持された液晶パネルとバックライトとを備えた液晶表示装置であって、
前記液晶パネルの表示面側およびバックライト側に偏光板を備え、
電界無印加時には、液晶組成物を構成する液晶化合物のダイレクターが基板面に対し、略垂直方向である液晶表示装置。
[5]
前記液晶パネルと前記バックライトはフィールドシーケンシャル方式で駆動する[4]に記載の液晶表示装置。
[6]
前記液晶組成物の25℃における589nmの波長に対する屈折率異方性値(Δn)と前記液晶組成物層の厚み(d)との積(Δn・d)が300nm以下である、[3]に
記載の液晶パネル。
[7]
前記液晶組成物の25℃における589nmの波長に対する屈折率異方性値(Δn)と前記液晶組成物層の厚み(d)との積(Δn・d)が300nm以下である、[4]または[5]に記載の液晶表示装置。
[8]
前記液晶組成物層の厚み(d)が2μm〜4μmである[3]または[6]に記載の液晶パネル。
[9]
前記液晶組成物層の厚み(d)が2μm〜4μmである[4]、[5]および[7]からなる群から選ばれる1以上に記載の液晶表示装置。
また、本発明の好ましい態様の液晶表示装置は光の利用効率が高い。本発明の表示装置に用いられる液晶パネルは、クロスニコル下で電圧を印加されても、通常の液晶パネルより透過率が低いが、本発明の液晶表示装置がフィールドシーケンシャルカラー方式で駆動されることにより、液晶パネルの透過率低下分が補われ、光の利用効率が高くなる。本発明の好ましい態様の液晶表示装置および液晶パネルは、黒表示時の光の透過率が小さい。したがって、前述の通り液晶パネルの透過率が低いにも関わらず、高いコントラスト比が実現できる。
さらに、本発明の好ましい態様の液晶表示装置は、光の透過率が低い液晶パネルまたは駆動電圧が高いが応答速度が速い液晶パネルをフィールドシーケンシャル方式で駆動することにより、光の利用効率を向上させ、消費電力が抑制できる。
本発明の液晶組成物は、25℃における589nmの波長に対する屈折率異方性値(Δn)が0.07〜0.12であり、25℃における誘電率異方性値(Δε)が−0.5〜−2.0であり、20℃における粘度が15mPa・sec以下である、液晶組成物であれば、特に限定されない。
応答速度と光の透過率とのバランスから、液晶組成物のΔnは0.07〜0.10が好ましく、0.08〜0.10がさらに好ましい。
誘電率異方性値(Δε)の絶対値が大きすぎると、応答時間が長くなり、絶対値が小さすぎると駆動電圧が高くなる。そこで、応答速度と駆動電圧とのバランスから、液晶組成物の誘電率異方性値(Δε)は−0.7〜−1.5が好ましく、−0.8〜−1.0がさらに好ましい。
本発明の液晶組成物の粘度(η)は小さいほうが、応答速度の高速化に有効である。液晶組成物の粘度は、12mPa・sec以下が好ましく、10mPa・sec以下がさらに好ましい。
分子長軸方向に電子吸引基を有する液晶化合物を液晶組成物に用いると、その誘電率異方性値(Δε)が高くなりやすく、分子側方位に電子吸引基を有する液晶化合物を液晶組成物に用いると、その誘電率異方性値(Δε)が低くなりやすい。さらに、分子側方位に電子吸引基を有し、アルコキシを有する化合物は、さらに誘電率異方性値(Δε)が低くなりやすい。分子側方位に電子吸引基を有する環として、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンが好ましい。
電子吸引基を多く有する芳香環を有する液晶化合物を液晶組成物に用いると、その粘度(η)が高くなりやすく、シクロヘキサン環を多く有する液晶化合物を液晶組成物に用いると、その粘度(η)が低くなりやすい。シクロヘキサン環とアルキル鎖としてアルケニルを有する化合物を液晶組成物に用いると、さらに粘度(η)が低くなりやすい。
「アルケニル」とは、たとえば、炭素数2〜12のアルケニル、または、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2〜12のアルケニルである。「アルケニル」の具体例は、−CH=CH2、−CH=CHCH3、−CH2CH=CH2、−CH=CHC2H5、−CH2CH=CHCH3、−(CH2)2−CH=CH2、−CH=CHC3H7、−CH2CH=CHC2H5、−(CH2)2−CH=CHCH3、および−(CH2)3−CH=CH2である。
「アルコキシ」とは、たとえば、炭素数1〜12のアルコキシであり、その具体例は、−OCH3、−OC2H5、−OC3H7、−OC4H9、−OC5H11、−OC6H13および−OC7H15、−OC8H17、−OC9H19、−OC10H21、−OC11H23、−OC12H25、−OC13H27、および−OC14H29である。
本明細書中、「芳香環」とは、たとえば、芳香族性の6〜8員環であり、これらの環の少なくとも1つの水素がハロゲン、炭素数1〜5のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、環の−CH2−は−O−、−S−または−NH−で置き換えられてもよく、−CH=は−N=で置き換えられてもよい環をいう。
「非芳香環」とは、たとえば、非芳香族性の3〜8員環であり、これらの環の少なくとも1つの水素がハロゲン、炭素数1〜5のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、環の−CH2−は−O−、−S−または−NH−で置き換えられてもよく、−CH=は−N=で置き換えられてもよい環をいう。
「シクロヘキサン環」および「ビシクロヘキサン環」は、少なくとも1つの水素がハロゲン、炭素数1〜5のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、環の−CH2−は−O−、−S−または−NH−で置き換えられてもよく、−CH=は−N=で置き換えられてもよい。
本発明の液晶組成物は、アルケニルとビシクロヘキサン環を有する2環化合物を25重量%〜80重量%、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンを有する化合物を10重量%〜40重量%含むことが好ましい。
本発明の液晶表示装置および液晶パネルを、液晶表示装置200の断面模式図である図1に基づいて説明する。
本発明の液晶表示装置200は液晶パネル100とその上側と下側に任意に設けられる偏光板31、32、および、バックライト40を備える。液晶パネル100の表示面側には、拡散フィルム(非図示)がさらに設けられてもよい。拡散フィルムは液晶パネル100から出射する光を拡散することによって広い視野を持たせることができる。拡散フィルムは、たとえば、ある媒体に屈折率が異なる微粒子を分散させることによって実現することができる。
第1の基板21と第2の基板22は一般にはガラス板が用いられるが、樹脂製の基板等が用いられてもよい。
本発明の液晶表示装置は、これに限らず、補色関係に色を発光させる、補色のフィールドシーケンシャル方式にも適用することができる。
また、液晶組成物層10の厚み(d)は2μm〜4μmが好ましく、2.5μm〜3.5μmがさらに好ましい。
本明細書において、液晶組成物のネマチック相の上限温度(TNI)、粘度(η)、屈折率異方性(Δn)および誘電率異方性(Δε)は以下のとおり測定した。
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレート(メトラー社FP−52型ホットステージ)に、試料(液晶化合物と母液晶との混合物)を置き、1℃/分の速度で加熱しながら偏光顕微鏡を観察した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度をネマチック相の上限温度とした。以下、ネマチック相の上限温度を、単に「上限温度」と略すことがある。
E型粘度計を用いて20℃で測定した。
屈折率異方性は、波長589nmの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により、25℃で測定した。主プリズムの表面を一方向にラビング(rubbing)したあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率(n‖)は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した(25℃)。屈折率(n⊥)は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した(25℃)。屈折率異方性の値は、Δn=n‖−n⊥、の式から計算した。試料が組成物のときはこの方法によって屈折率異方性を測定した。
(4.1)誘電率異方性が正である組成物
2枚のガラス基板の間隔(ギャップ)が約9μm、ツイスト角が80度の液晶セルに試料を入れた。このセルに20ボルトを印加して、液晶分子の長軸方向における誘電率(ε‖)を25℃で測定した。0.5ボルトを印加して、液晶分子の短軸方向における誘電率(ε⊥)を25℃で測定した。誘電率異方性の値は、Δε=ε‖−ε⊥、の式から計算した。
ホメオトロピック配向に処理した液晶セルに試料を入れ、0.5ボルトを印加して誘電率(ε‖)を25℃で測定した。ホモジニアス配向に処理した液晶セルに試料を入れ、0.5ボルトを印加して誘電率(ε⊥)を25℃で測定した。誘電率異方性の値は、Δε=ε‖−ε⊥、の式から計算した。
表1に示す組成を有するネマチック液晶組成物NLC−A〜NLC−F(実施例)を調製した。具体的には、化合物を準備しそれらを混合して調製した。
図2は液晶組成物の性質を測定するための評価用セルの模式図である。図2に示すような、透光性基板300に長さ40μのITO電極301が10μm間隔で配置された評価用セル(液晶組成物層の厚み(セル厚):3.2μm)を準備し、当該セル内にNLC−A〜NLC−EおよびNLC−Rを100℃のホットプレート上でキャピラリー注入した。
図3に示すように、NLC−A〜NLC−EはNLC−Rに比べて、誘電率異方性値(Δε)の絶対値が小さいため、曲線が右側に移動している。また、NLC−A〜NLC−EはNLC−Rに比べて、屈折率異方性(Δn)が小さいため、電圧−透過率曲線が飽和した場合の透過率が低い傾向がある。
NLC−A〜NLC−E、NLC−Rが注入された各評価セルにおける印加電圧を10Vとし、NLC−A〜EおよびNLC−Rの電圧除去時の応答時間(10V印加時の透過率に対し、90%の透過率から10%の透過率に変化するのに要する時間)を3回測定し、応答時間の平均値を求めた。測定結果は表3に示すとおりであった。
クロスニコルに配置された偏光板間にNLC−A、NLC−B、NLC−C、NLC−Rを配置したセルをそれぞれ6個作製し(セル1〜セル6)、各セルにおける電圧無印加時の透過光強度を測定した。なお、光源をONにし、偏光板間にセルを挟まない状態で、偏光板をパラニコルに配置した場合の透過光強度を100%、偏光板をクロスニコルに配置した場合の透過光強度を0%とした。測定結果を表5に示した。
また、上述のとおり、本発明の液晶組成物NLC−A〜Eは高速応答が可能であり、フィールドシーケンシャル方式で駆動する液晶表示装置に用いることができる。
したがって、本発明の液晶組成物をフィールドシーケンシャル方式で駆動する液晶表示装置で用いた場合、コントラスト比が高く、色割れが軽減され、透過率の高い装置の提供が可能になる。
21 第1の基板
22 第2の基板
31 偏光板
32 偏光板
40 バックライト
100 液晶パネル
200 液晶表示装置
300 透光性基板
301 ITO電極
Claims (10)
- 一対の基板間に液晶組成物層が挟持された液晶パネルとバックライトとを備えた液晶表示装置であって、前記液晶組成物層は、
25℃における589nmの波長に対する屈折率異方性値(Δn)が0.07〜0.10であり、
25℃における誘電率異方性値(Δε)が−0.7〜−0.93であり、
20℃における粘度(η)が11.1mPa・sec以下である液晶組成物からなる、前記液晶表示装置。 - 前記液晶組成物の25℃における誘電率異方性値Δεが―0.74〜−0.93であり、20℃における粘度(η)が9.3〜11.1mPa・secである、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶パネルの表示面側およびバックライト側に偏光板をさらに備え、
電界無印加時には、前記液晶組成物を構成する液晶化合物のダイレクターが基板面に対し、略垂直方向である、請求項1または2に記載の液晶表示装置。 - 前記液晶パネルと前記バックライトはフィールドシーケンシャル方式で駆動する請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶組成物の25℃における589nmの波長に対する屈折率異方性値(Δn)と前記液晶組成物層の厚み(d)との積(Δn・d)が300nm以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶組成物層の厚み(d)が2μm〜4μmである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶組成物は、アルケニルとビシクロヘキサン環を有する2環液晶化合物を25重量%〜80重量%、および2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンを有する液晶化合物を10重量%〜40重量%含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶組成物は、前記2環液晶化合物を35重量%〜61重量%含み、
前記2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンを有する液晶化合物には、以下の液晶化合物:
- 前記2環液晶化合物には、以下の液晶化合物:
- 前記液晶組成物は、前記2環液晶化合物を35重量%〜61重量%含み、
前記2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンを有する液晶化合物には、以下の液晶化合物:
前記2環液晶化合物には、以下の液晶化合物:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015200095A JP6699124B2 (ja) | 2015-10-08 | 2015-10-08 | 液晶表示装置および液晶組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015200095A JP6699124B2 (ja) | 2015-10-08 | 2015-10-08 | 液晶表示装置および液晶組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017071715A JP2017071715A (ja) | 2017-04-13 |
JP6699124B2 true JP6699124B2 (ja) | 2020-05-27 |
Family
ID=58539687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015200095A Active JP6699124B2 (ja) | 2015-10-08 | 2015-10-08 | 液晶表示装置および液晶組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6699124B2 (ja) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4352515B2 (ja) * | 1999-07-21 | 2009-10-28 | チッソ株式会社 | 液晶組成物および液晶表示素子 |
JP4947342B2 (ja) * | 2005-02-28 | 2012-06-06 | Dic株式会社 | ジフルオロベンゼン誘導体及びこれを用いた液晶組成物 |
EP2351808A4 (en) * | 2008-09-17 | 2013-07-24 | Jnc Corp | LIQUID CRYSTAL COMPOSITION AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY ELEMENT |
CN103476904B (zh) * | 2011-04-13 | 2014-11-26 | Dic株式会社 | 向列液晶组合物和使用其的液晶显示元件 |
JP2013054321A (ja) * | 2011-09-06 | 2013-03-21 | Toppan Printing Co Ltd | 液晶表示装置及び光制御素子 |
US9771517B2 (en) * | 2012-06-06 | 2017-09-26 | Dic Corporation | Liquid-crystal optical modulation element |
WO2014203752A1 (ja) * | 2013-06-18 | 2014-12-24 | Dic株式会社 | 液晶表示装置 |
-
2015
- 2015-10-08 JP JP2015200095A patent/JP6699124B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017071715A (ja) | 2017-04-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6258423B2 (ja) | 液晶媒体および液晶ディスプレイ | |
TWI415925B (zh) | 液晶介質及液晶顯示器 | |
TW201928022A (zh) | 液晶組合物及液晶顯示元件 | |
JP5505568B1 (ja) | 液晶表示装置 | |
US20130334462A1 (en) | Polymerizable compound-containing liquid crystal composition and liquid crystal display device using the same | |
WO2014196061A1 (ja) | 液晶表示装置 | |
JPWO2018025996A1 (ja) | 液晶デバイス用材料および液晶デバイス | |
JP2017025291A (ja) | 液晶媒体 | |
JP2018517036A (ja) | 液晶媒体 | |
WO2017208914A1 (ja) | 液晶パネル、スイッチャブル・ミラーパネル及びスイッチャブル・ミラーディスプレイ | |
CN110662819B (zh) | 液晶介质 | |
CN109575952B (zh) | 一种具有高的穿透率的液晶组合物及其液晶显示器件 | |
TWI786218B (zh) | 液晶組成物及液晶顯示元件 | |
CN105820823B (zh) | 显示介质与显示装置 | |
JP6699124B2 (ja) | 液晶表示装置および液晶組成物 | |
TW201425543A (zh) | 向列型液晶組成物及使用其之液晶顯示元件 | |
CN104342169A (zh) | 一种适用于共面转换模式的液晶组合物及其应用 | |
TWI597352B (zh) | Nematic liquid crystal composition and liquid crystal display device using the same | |
TW202000866A (zh) | 液晶組合物及其應用 | |
JP2020515703A (ja) | 重合性液晶組成物およびその液晶表示デバイス | |
US10698266B2 (en) | Liquid crystal display device | |
JP4088705B2 (ja) | 液晶表示素子 | |
JP2013006977A (ja) | 誘電率異方性が負である液晶組成物、及び該液晶組成物を用いた液晶表示素子 | |
JP5765503B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
JPH11100579A (ja) | ネマチック液晶組成物及びこれを用いた液晶表示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180425 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190528 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190626 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191015 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191118 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200331 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200413 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6699124 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |