WO2018003917A1 - 液晶組成物、液晶パネル、液晶表示装置および電子機器 - Google Patents

液晶組成物、液晶パネル、液晶表示装置および電子機器 Download PDF

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crystal panel
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勝一 香村
惇 佐久間
青森　繁
近藤　克己
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シャープ株式会社
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    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Definitions

  • Some embodiments of the present invention relate to a liquid crystal composition, a liquid crystal panel, a liquid crystal display device, and an electronic apparatus.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2016-129180 filed in Japan on June 29, 2016, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • liquid crystal display devices are widely used as portable electronic devices such as smartphones, displays for televisions, personal computers, and the like.
  • a liquid crystal panel used for a liquid crystal display device has a basic configuration that includes a pair of substrates, a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, and a seal portion sandwiched between the pair of substrates and disposed around the liquid crystal layer. is there.
  • a liquid crystal composition used for the liquid crystal layer for example, a liquid crystal composition described in Patent Document 1 is known.
  • liquid crystal panels that can achieve both good display image quality and low power consumption have been demanded.
  • various study items such as a drive circuit, a drive system, and a backlight are conceivable, but there is room for study on a liquid crystal composition used for a liquid crystal layer.
  • Some aspects of the present invention have been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a liquid crystal composition capable of realizing a liquid crystal panel that achieves both good display image quality and low power consumption. And Another object of the present invention is to provide a liquid crystal panel, a liquid crystal display device, and an electronic device that can achieve both good display image quality and low power consumption.
  • the inventors have positioned that the voltage drop due to the leakage of electric charge when applied to the liquid crystal layer during image display is the cause of hindering the realization of low power consumption and good image display.
  • the inventors proceeded with studies on a liquid crystal composition used for the liquid crystal layer in order to realize a liquid crystal layer in which charges are less likely to leak, and completed several aspects of the present invention.
  • one embodiment of the present invention is a liquid crystal composition including liquid crystal molecules, and the liquid crystal molecules include 17 mol% or more of first liquid crystal molecules represented by the following formula (A) with respect to the entire liquid crystal molecules.
  • a liquid crystal composition is provided.
  • R 1 -R 2 x -R 3 -R 4 y -R 5 (A) (Wherein R 1 and R 5 are linear alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 2 and R 4 are trans-1,4-cyclohexylene group or 1,4-phenylene group.
  • a plurality of R 2 and R 4 may be the same as or different from each other.
  • R 3 is trans-1,4-cyclohexylene group, 1,4-phenylene group, 2,3-difluoro-trans-1,4-cyclohexylene group, 2,3-difluoro-1,4-phenylene.
  • x is an integer from 0 to 3
  • y is an integer from 0 to 3.
  • the first liquid crystal molecule may be included in an amount of 50 mol% or more based on the entire liquid crystal molecule.
  • the second liquid crystal molecule having an alkoxy group in the molecule may be included in an amount of less than 50 mol% with respect to the entire liquid crystal molecule.
  • the first liquid crystal molecules, and a different third liquid crystal molecules and is represented by the above formula (A) wherein the first liquid crystal molecules, R 2 group in the first liquid crystal molecules and R four and the total number of the total number of R 2 groups and R 4 groups in the third liquid crystal molecules, are equal, the total number of carbon atoms in the carbon number and R 5 groups of R 1 group in the first liquid crystal molecules
  • the difference between the number of carbon atoms of the R 1 group and the total number of carbon atoms of the R 5 group in the third liquid crystal molecule may be 1.
  • the number of R 2 groups in the first liquid crystal molecules, said third equal to the number of R 2 groups in the liquid crystal molecules, the number of R 4 groups in the first liquid crystal molecules, the The number of R 4 groups in the third liquid crystal molecule is equal, the total number of carbon atoms of the R 1 group and R 5 group in the first liquid crystal molecule, the number of carbon atoms of the R 1 group in the third liquid crystal molecule, and the difference between the total number of carbon atoms of R 5 groups is 1, the first R 2 groups in the third liquid crystal molecules and the R 2 group in the liquid crystal molecules, wherein the R 3 groups in the first liquid crystal molecules third liquid crystal R 3 groups in the molecule, R 4 groups may be configured to be homogeneous, respectively, in the third liquid crystal molecules and R 4 group in the first liquid crystal molecules.
  • the total number of R 2 groups, R 3 groups, and R 4 groups in the first liquid crystal molecule, and the total number of R 2 groups, R 3 groups, and R 4 groups in the third liquid crystal molecule are integers that are integers that are integers that are integers that are integers that are integers that are integers that are integers that are integers that are integers that are integers that are integers that are integers that are integers that are integers that are integers that have a structure any one of the R 5 groups is a n- propyl group Good.
  • One embodiment of the present invention includes at least a pair of substrates, a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, and a seal portion sandwiched between the pair of substrates and disposed around the liquid crystal layer.
  • Each of the pair of substrates is provided with an alignment film on the surface on the liquid crystal layer side, and the liquid crystal layer provides a liquid crystal panel using the composition as a forming material.
  • the seal portion may be made of a curable resin as a forming material.
  • the alignment film uses a polymer material having a photofunctional group as a forming material, and the photofunctional group provides the above-described liquid crystal panel that absorbs light and decomposes.
  • any one of the pair of substrates includes an electrode and a driving TFT that controls a voltage applied to the electrode, and the driving TFT is formed of an oxide semiconductor.
  • the semiconductor layer may be configured as follows.
  • One embodiment of the present invention provides a liquid crystal display device including the above-described liquid crystal panel and a control device that supplies a driving signal to the liquid crystal panel.
  • control device may supply the drive signal of less than 60 Hz to the liquid crystal panel.
  • control device may supply the driving signal of less than 30 Hz to the liquid crystal panel.
  • One embodiment of the present invention provides an electronic apparatus including the above-described liquid crystal panel and a control device that supplies a driving signal to the liquid crystal panel.
  • control device may supply the drive signal of less than 60 Hz to the liquid crystal panel.
  • control device may supply the driving signal of less than 30 Hz to the liquid crystal panel.
  • liquid crystal composition capable of realizing a liquid crystal panel that achieves both good display image quality and low power consumption.
  • liquid crystal panel a liquid crystal display device, and an electronic device that can achieve both good display image quality and low power consumption.
  • FIG. 6 is a first explanatory diagram illustrating a relationship between driving time and luminance of a liquid crystal display device.
  • the 2nd explanatory view which shows the relationship between the drive time of a liquid crystal display device, and a brightness
  • the 1st process drawing which shows the typical manufacturing process of a liquid crystal panel.
  • the 2nd process drawing which shows the typical manufacturing process of a liquid crystal panel.
  • Explanatory drawing which shows the example of the liquid crystal molecule
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel 11 and a liquid crystal display device 1 according to a second embodiment.
  • the circuit diagram of the liquid crystal display device of 2nd Embodiment The schematic diagram which shows the electronic device of 3rd Embodiment.
  • the schematic diagram which shows the electronic device of 3rd Embodiment The schematic diagram which shows the electronic device of 3rd Embodiment.
  • the schematic diagram which shows the electronic device of 3rd Embodiment The schematic diagram which shows the electronic device of 3rd Embodiment.
  • the liquid crystal composition according to one embodiment of the present invention is a liquid crystal composition including liquid crystal molecules, and the liquid crystal molecules include 17 mol% or more of the first liquid crystal molecules represented by the following formula (A) with respect to the entire liquid crystal molecules. Is included.
  • R 1 -R 2 x -R 3 -R 4 y -R 5 (A) (Wherein R 1 and R 5 are linear alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 2 and R 4 are trans-1,4-cyclohexylene group or 1,4-phenylene group.
  • a plurality of R 2 and R 4 may be the same as or different from each other.
  • R 3 is trans-1,4-cyclohexylene group, 1,4-phenylene group, 2,3-difluoro-trans-1,4-cyclohexylene group, 2,3-difluoro-1,4-phenylene.
  • x is an integer from 0 to 3
  • y is an integer from 0 to 3.
  • liquid crystal molecule means a compound that exhibits liquid crystallinity.
  • a compound that exhibits liquid crystallinity includes, in addition to a compound that exhibits liquid crystallinity alone, a compound that exhibits liquid crystallinity under specific compounding conditions even if it does not exhibit liquid crystallinity alone. .
  • liquid crystal composition a liquid crystal layer with little charge leakage can be realized, and a liquid crystal panel having both good display image quality and low power consumption can be realized.
  • 1A and 1B are explanatory diagrams illustrating the relationship between the driving time and the luminance of the liquid crystal display device.
  • an active matrix liquid crystal display device having a normally black configuration generates a potential difference between a pair of electrodes included in a liquid crystal panel and applies it to the liquid crystal layer so that no white display is applied to the liquid crystal layer.
  • the black display is done.
  • the application to the liquid crystal layer at the time of white display does not continue throughout the white display.
  • two states of applying only for a certain period driving period A
  • not applying for a certain period rest period B
  • the liquid crystal layer is aligned with the same potential difference as in the driving period A. Therefore, in the liquid crystal display device, an image having the same luminance as that in the driving period A is displayed even in the idle period B in which no potential difference is generated between the pair of electrodes (potential is not applied to the liquid crystal layer).
  • the driving period A power is consumed in order to generate a potential difference between the pair of electrodes, and in the rest period B, power is not consumed because a potential difference is not generated between the pair of electrodes. Therefore, if the pause period B from one drive period A to the next drive period A can be extended while the length of the drive period A remains constant, the drive period A included in a unit time (for example, 1 second). Becomes shorter, and low power consumption can be realized.
  • the potential difference between the pair of electrodes is reduced due to the gradual charge leakage in the liquid crystal layer during the rest period B. Then, as shown in FIG. 1B, the luminance decreases from L1 to L2 in accordance with the potential difference change between the pair of electrodes.
  • the luminance increases from L2 to L1.
  • the difference between the luminance L1 and the luminance L2 is a difference that can be recognized by the observer of the liquid crystal display device, such a change in luminance (L1 ⁇ L2 ⁇ L1 ⁇ %) It was recognized and caused image quality defects.
  • the pause period B is extended for the purpose of low power consumption, the difference between the luminance L1 and the luminance L2 increases, and it is difficult to display a good image. For this reason, the pause period B can be extended only to the extent that the viewer cannot perceive the flickering of the image, which has been a drag on power consumption.
  • the specific resistance of the liquid crystal composition used for the liquid crystal layer is usually as high as about 10 13 ⁇ cm, and charge leakage should hardly occur. Nevertheless, in an actual liquid crystal display device, charges leak and the luminance changes during the rest period B. Therefore, in an actual liquid crystal display device, it can be determined that the specific resistance of the liquid crystal composition contained in the liquid crystal layer is reduced.
  • the liquid crystal composition used in the liquid crystal layer of the liquid crystal panel is contaminated from the configuration in contact with the liquid crystal layer during the production of the liquid crystal panel or after the production of the liquid crystal panel. It was found that the specific resistance was lowered.
  • FIG. 2A and 2B are process diagrams showing a typical manufacturing process of a liquid crystal panel.
  • FIG. 2A and FIG. 2B show a manufacturing process by a method called ODF (One Drop Drop Fill).
  • ODF One Drop Drop Fill
  • a sealing material 1100 is arranged in a frame shape on the surface of the substrate 1000, and the liquid crystal composition LC is dropped into a region surrounded by the sealing material 1100.
  • the sealing material 1100 is made of a photocurable resin composition as a forming material.
  • the liquid crystal composition is spread in a space surrounded by the substrates 1000 and 1200 and the sealing material 1100 by superimposing the substrates 1200 on the sealing material 1100. Furthermore, the seal
  • the light for example, ultraviolet-ray UV
  • FIGS. 2A and 2B show that the formation of the sealing material 1100 and the dropping of the liquid crystal composition LC are performed on the same substrate 1000, but the present invention is not limited to this.
  • the formation of the sealing material 1100 and the dropping of the liquid crystal composition LC may be separately performed on the substrate 1000 and the substrate 1200, and then the substrate 1000 and the substrate 1200 may be overlapped. Even when a liquid crystal panel is produced by this method, the uncured sealing material and the liquid crystal composition are in direct contact with each other.
  • liquid crystal composition LC either one having negative dielectric anisotropy or one having positive dielectric anisotropy can be used.
  • the property of “having negative dielectric anisotropy” is referred to as “negative type”.
  • the property of “having positive dielectric anisotropy” is referred to as “positive type”.
  • liquid crystal panel to be manufactured is an FFS (Fringe Field Switching) type or an IPS (In Plane Switching) type
  • FFS Flexible Field Switching
  • IPS In Plane Switching
  • both a negative type and a positive type can be used for the liquid crystal composition LC.
  • the negative type it is preferable to use the negative type as the liquid crystal composition in order to increase the transmittance of the liquid crystal layer when displaying white and to realize low power consumption (for example, SID (See 2015 DIGEST p735).
  • liquid crystal composition LC When the liquid crystal panel to be manufactured is a VA (vertical-Alignment) type, a negative type is generally used for the liquid crystal composition LC. In the following description, a negative liquid crystal composition is described.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing an example of liquid crystal molecules which are the main components of a conventional liquid crystal composition.
  • the liquid crystal molecules shown in FIG. 3 are negative liquid crystal molecules having a negative dielectric anisotropy having a large dielectric constant in the minor axis direction due to fluorine atoms bonded to the aromatic ring, assuming a dielectric constant ellipsoid O. is there.
  • the direction in which the dielectric constant is large is indicated by white arrows.
  • negative liquid crystal molecules may be referred to as “negative agents”.
  • the negative agent may have a polar group for the purpose of enhancing the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules.
  • a polar group for the purpose of enhancing the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules.
  • an alkoxy group is bonded to an aromatic ring in order to emphasize dielectric anisotropy.
  • the liquid crystal composition LC is required to have a liquid crystallinity at room temperature and a viscosity that can immediately change the orientation in accordance with the applied potential. Therefore, in the liquid crystal composition LC, in addition to the negative agent, the absolute value of dielectric anisotropy (
  • the normal negative liquid crystal composition LC is generally a mixture in which a negative agent and a neutral agent are mixed at a predetermined ratio. For this reason, for example, a liquid crystal composition containing many liquid crystal molecules shown in FIG. 3 as a negative agent is expected to have polarity due to the action of the polar group of the negative agent.
  • the main component constituting the sealing material is a compound having a highly polar functional group such as an epoxy group or a (meth) acrylate group.
  • a highly polar functional group such as an epoxy group or a (meth) acrylate group.
  • many additives represented by photopolymerization initiators have a highly polar functional group such as a carbonyl group and are highly polar.
  • the polar component (polar compound) and the low molecular weight component (low molecular compound) of the sealing material are liquid crystal composition. It is easy to elute.
  • the liquid crystal composition and the uncured sealing material are in contact with each other. Therefore, the low molecular weight component contained in the sealing material before curing is eluted in the liquid crystal composition. As a result, the specific resistance of the liquid crystal composition is lowered.
  • an alignment film may be mentioned as a configuration in contact with the liquid crystal composition.
  • by-products such as amines and acid anhydrides may be generated when the polyamic acid is heated to imidize.
  • maleimide is generated as a by-product as a result of the photodecomposition reaction.
  • These by-products also have a highly polar functional group such as an amino group or a carbonyl group, and have a high polarity. Therefore, when the liquid crystal composition and the alignment film are in contact with each other, the by-product of the alignment film may be eluted in the liquid crystal composition, which may reduce the specific resistance of the liquid crystal composition.
  • the inventors focused on the above points and thought that the problem could be solved by making a liquid crystal composition in which a polar compound or a low molecular weight compound is difficult to dissolve, and as a result of intensive studies, some aspects of the present invention were determined. Completed.
  • R 1 and R 5 bonded to both ends are linear alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms.
  • Such a compound has fewer polar groups than the compound illustrated in FIG.
  • a liquid crystal composition containing 17 mol% or more of such first liquid crystal molecules with respect to the entire liquid crystal molecules is less likely to dissolve a polar compound or a low molecular compound.
  • the first liquid crystal molecule has a smaller dipole moment because there is no substituent (alkoxy group) that enhances the dielectric anisotropy. Therefore, in the liquid crystal composition of the present embodiment, necessary dielectric anisotropy can be expressed by appropriately controlling the mixing ratio of the negative agent and the neutral agent.
  • the liquid crystal composition of this embodiment preferably contains 50 mol% or more of the first liquid crystal molecules with respect to the entire liquid crystal molecules.
  • the liquid crystal composition of this embodiment contains less than 50 mol% of second liquid crystal molecules having an alkoxy group in the molecule with respect to the entire liquid crystal molecules.
  • the “second liquid crystal molecule having an alkoxy group in the molecule” has a molecular structure similar to that of the first liquid crystal molecule represented by the above formula (A), for example, as in the compound shown in FIG. In (A), a compound in which R 1 and R 5 bonded to both ends are alkoxy groups unlike the first liquid crystal molecules.
  • the alkoxy group is, for example, a linear alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms.
  • liquid crystal composition of the present embodiment is likely to be a nematic phase suitable for a liquid crystal layer of a liquid crystal panel rather than a smectic phase having a layer structure, the following configuration is preferable.
  • the liquid crystal composition of the present embodiment preferably includes a first liquid crystal molecule and a third liquid crystal molecule represented by the above formula (A) and different from the first liquid crystal molecule.
  • the total number of R 2 groups and R 4 groups in the first liquid crystal molecule is equal to the total number of R 2 groups and R 4 groups in the third liquid crystal molecule.
  • the first liquid crystal molecules are R 2 groups, R 3 groups, if together R 4 group has four six-membered rings
  • the third liquid crystal molecules also R 2 groups, R 3 group, the R 4 group
  • it preferably has four six-membered rings.
  • Such a configuration is preferable because of good compatibility between the first liquid crystal molecules and the third liquid crystal molecules.
  • the difference between the total number of carbon atoms of the R 1 group and the R 5 group in the first liquid crystal molecule and the total number of carbon atoms of the R 1 group and the R 5 group in the third liquid crystal molecule is 1 is preferable.
  • the total number of carbon atoms in the R 1 group and R 5 group is 6.
  • the total number of carbon atoms of the R 1 group and R 5 group in the third liquid crystal molecule is preferably 5 or 7.
  • the R 1 group is a propyl group
  • the R 5 group is an ethyl group or a butyl group.
  • liquid crystal composition having such a configuration, even if the molecules try to be aligned in a layered manner, the surface of the layer is disturbed due to the slightly different lengths of the alkyl groups, and it is difficult to form a laminated structure as a whole. Therefore, it is not a smectic phase having a layer structure, but tends to be a nematic phase suitable for a liquid crystal layer of a liquid crystal panel.
  • the liquid crystal composition of the present embodiment the number of R 2 groups in the first liquid crystal molecules, equal to the number of R 2 groups in the third liquid crystal molecules, the number of R 4 groups in the first liquid crystal molecules, the It is preferable that the number of R 4 groups in the three liquid crystal molecules is equal.
  • the difference between the total number of carbon atoms of the R 1 group and the R 5 group in the first liquid crystal molecule and the total number of carbon atoms of the R 1 group and the R 5 group in the third liquid crystal molecule is 1 It is preferable that Furthermore, R 2 groups in the third liquid crystal molecules and R 2 groups in the first liquid crystal molecules, R 3 groups in the third liquid crystal molecules and the R 3 groups in the first liquid crystal molecules, R 4 group and in the first liquid crystal molecules third liquid crystal It is preferred that each R 4 group in the molecule is the same.
  • Such a liquid crystal composition includes a total number of R 2 groups, R 3 groups and R 4 groups in the first liquid crystal molecule, and a total number of R 2 groups, R 3 groups and R 4 groups in the third liquid crystal molecule , but both are 3, R 1 group in the first liquid crystal molecules, R 5 groups, R 1 groups in the third liquid crystal molecules, those one of R 5 groups is a n- propyl group.
  • first liquid crystal molecule and the third liquid crystal molecule as described above may include compounds represented by the following formulas (1) to (12).
  • the elements constituting the first liquid crystal molecule and the third liquid crystal molecule may contain carbon, hydrogen, and fluorine isotopes.
  • R represents a linear alkyl group having 1 to 8 carbon atoms
  • R represents a linear alkyl group having 1 to 8 carbon atoms
  • liquid crystal composition it is preferable to blend a plurality of the liquid crystal molecules described above.
  • the specific resistance of the liquid crystal composition used in the liquid crystal layer is unlikely to decrease. Therefore, in the liquid crystal panel using the liquid crystal composition of the present embodiment for the liquid crystal layer, the driving state of the liquid crystal panel approaches that shown in FIG. 1A. Therefore, in the liquid crystal panel using the liquid crystal composition of the present embodiment, a good display image quality with reduced flicker can be realized.
  • the liquid crystal panel using the liquid crystal composition of the present embodiment electric charges are difficult to leak and the potential difference between the pair of electrodes is difficult to decrease. Therefore, when the liquid crystal panel as shown in FIGS. 1A and 1B is driven, the pause period B can be extended and the drive period A included in a unit time (for example, 1 second) can be shortened. As a result, in the liquid crystal panel using the liquid crystal composition of the present embodiment, low power consumption can be realized.
  • the liquid crystal composition having the above configuration can realize a liquid crystal panel that achieves both good image display and low power consumption.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal panel 11 of the present embodiment.
  • the liquid crystal panel 11 of this embodiment includes an element substrate (a pair of substrates) 100, a counter substrate (a pair of substrates) 200, a liquid crystal layer 300, and a seal portion 400.
  • the liquid crystal layer 300 the liquid crystal composition of the present embodiment described above is used.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal panel 11 and the liquid crystal display device 1 of the present embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of one pixel of the liquid crystal panel 11.
  • the liquid crystal display device 1 of the present embodiment includes a liquid crystal panel 11 and a backlight 50.
  • the backlight 50 includes a light source 501 and a light guide body 502.
  • the light source 501 is disposed on the end surface of the light guide body 502.
  • As the light source 501 for example, a light emitting diode, a cold cathode tube, or the like is used.
  • the backlight 50 is an edge light type backlight.
  • the transmittance of the light emitted from the backlight 50 is changed by the liquid crystal panel 11, and a predetermined image, character, or the like is displayed by the transmitted light.
  • the element substrate 100 includes a transparent substrate 101, a signal electrode 102, a pixel electrode 103, a semiconductor layer 104, a source electrode 105, a drain electrode 106, a gate insulating film 107, a gate electrode 108, an interlayer insulating film 109, a common electrode 110, and an alignment film 111. And a polarizing plate 115.
  • the signal electrode 102, the pixel electrode 103, and the semiconductor layer 104 are provided on the surface of the transparent substrate 101 on the liquid crystal layer 300 side.
  • the signal electrode 102 is electrically connected to the semiconductor layer 104 through the source electrode 105.
  • the pixel electrode 103 is electrically connected to the semiconductor layer 104 through the drain electrode 106.
  • IGZO a quaternary mixed crystal semiconductor material containing indium (In), gallium (Ga), zinc (Zn), and oxygen (O)
  • the resulting semiconductor layer 104 has a small off-leakage current, so that charge leakage in the driving TFT is suppressed.
  • the rest period after voltage application to the liquid crystal layer 300 can be lengthened.
  • the number of times of voltage application during the image display period can be reduced, and the power consumption of the liquid crystal panel 11 is reduced.
  • the gate insulating film 107 is made of, for example, an inorganic material such as insulating silicon dioxide or silicon nitride having optical transparency, or a resin material such as polyimide, poly (meth) acrylate, or epoxy resin.
  • a gate electrode 108 is provided on the surface of the gate insulating film 107 at a position overlapping the semiconductor layer 104 in a plan view.
  • the gate electrode 108 is connected to a scanning electrode (not shown).
  • the semiconductor layer 104, the source electrode 105, the drain electrode 106, and the gate electrode 108 constitute a driving TFT of the liquid crystal panel 11.
  • the interlayer insulating film 109 is provided on the entire upper surface of the gate insulating film 107 so as to cover the gate electrode 108.
  • the interlayer insulating film 109 is formed of the same inorganic material or resin material as the gate insulating film 107.
  • a common electrode 110 is provided on the surface of the interlayer insulating film 109 and at a position overlapping the pixel electrode 103 in a planar manner.
  • the common electrode 110 is patterned in a comb shape.
  • the alignment film 111 is provided on the entire upper surface of the interlayer insulating film 109 so as to cover the common electrode 110.
  • a photo-alignment film or a rubbing alignment film can be used as the alignment film 111.
  • the photo-alignment film is made of a polymer material having a photofunctional group.
  • Photofunctional groups include those that absorb light and isomerize into cis-trans isomers (photoisomerization type), those that dimerize (photodimerization type), and those that decompose (photolysis type).
  • the photo-alignment film is formed by irradiating a polymer material having a photofunctional group with polarized light.
  • the photolysis type does not absorb visible light and has high thermal stability compared to the photoisomerization type and photodimerization type. Therefore, it is preferable because it absorbs light from the backlight and decreases the specific resistance of the alignment film due to photocarrier generation and the reliability of the alignment film is high.
  • the photolytic type irradiates a polymer material having a photofunctional group with polarized light, thereby decomposing the polymer material in the same direction as the polarization direction and leaving the polymer material in a direction orthogonal to the polarization direction.
  • a difference is provided in the alignment regulating force of the liquid crystal molecules between the polarization direction and the direction orthogonal to the polarization direction, and the alignment film is used as an alignment film.
  • the alignment film 111 is preferably a photo-alignment film.
  • Examples of the material for forming the photo-alignment film include polyimide having cyclobutanediimide represented by the following formula (X) in the main chain.
  • the cyclobutane ring is opened by light irradiation to produce maleimide. Since maleimide has a low molecular weight, it can be dissolved into the liquid crystal layer 300 and cause charge leakage. Therefore, when a polyimide having a structure represented by the above formula (X) is used as a material for forming the photo-alignment film, a process of removing low molecular weight components generated after light irradiation by repolymerization, sublimation, and washing is performed. However, it is difficult to completely remove low molecular weight components.
  • liquid crystal panel 11 of this embodiment since the liquid crystal composition according to one embodiment of the present invention is used for the liquid crystal layer 300, elution into the liquid crystal layer 300 can be suppressed even if a low molecular weight component such as maleimide remains. . Therefore, the liquid crystal panel 11 can suppress the leakage of electric charges in the liquid crystal layer 300 and can hold the applied voltage satisfactorily.
  • the polarizing plate 115 one having a generally known configuration can be used.
  • the counter substrate 200 includes a transparent substrate 201, a black matrix 202, a color filter layer 203, a planarization layer 204, an alignment film 205, a spacer 206, and a polarizing plate 215.
  • the same structure as that of the transparent substrate 101 can be used.
  • the black matrix 202 is provided on the surface of the transparent substrate 201 on the liquid crystal layer 300 side.
  • the black matrix 202 is a light shielding member formed in a lattice shape using a light shielding material such as a metal material such as chromium or a resin material colored in black, and is opened for each pixel.
  • the color filter layer 203 is provided so as to overlap the opening of the black matrix 202 in a planar manner.
  • the color filter layer 203 includes, for example, a red color filter layer that absorbs part of incident light and transmits red light, a green color filter layer that absorbs part of incident light and transmits green light, and a layer of incident light. It has a blue color filter layer that partially absorbs and transmits blue light.
  • the planarization layer 204 is provided so as to cover the entire surface of the color filter layer 203 and the black matrix 202.
  • the planarization layer 204 is formed using an insulating material having light transmittance.
  • the alignment film 205 one having a generally known configuration can be used.
  • the alignment film 205 has the same configuration as the alignment film 111 described above.
  • the polarizing plate 215 is provided on the surface of the transparent substrate 201 opposite to the liquid crystal layer 300 side.
  • As the polarization field 116 a generally known configuration can be used.
  • the polarizing plate 215 and the polarizing plate 115 have, for example, a crossed Nicols arrangement.
  • the spacer 206 is a columnar structure provided to regulate the thickness of the liquid crystal layer 300.
  • the element substrate 100 and the counter substrate 200 sandwich the liquid crystal layer 300 with the alignment films 111 and 105 facing each other.
  • the liquid crystal layer 300 includes the liquid crystal composition of the present embodiment described above.
  • the liquid crystal composition is imparted with orientation according to the orientation regulating force of the orientation films 111 and 205 when no voltage is applied.
  • the material for forming the seal part is preferably a photocurable resin composition or a thermosetting resin composition.
  • a curable resin including an epoxy resin as represented by the following formula (Y1) and a (meth) acrylic resin as represented by the following formulas (Y2) and (Y3) is preferable as the main agent.
  • examples of the structure represented by X in the formulas (Y1) to (Y3) include structures represented by the following formulas (Y4) to (Y6).
  • Examples of the photopolymerization initiator used for the seal portion forming material include those having a benzoyl group as shown in the following formula (Z).
  • thermosetting agent used for the seal portion forming material examples include those containing primary to tertiary amines, hydrazides, and imidazoles.
  • the curable resin composition used for the seal portion forming material may have a filler or a silane coupling agent.
  • Each compound contained in the curable resin composition described above has a polar group such as an epoxy group, a carbonyl group, an amino group, or a siloxane group.
  • a polar group such as an epoxy group, a carbonyl group, an amino group, or a siloxane group.
  • the liquid crystal layer 300 is used even if the above-described compound having a polar group or an unreacted component remains. Elution is suppressed. As a result, charge leakage in the liquid crystal layer is suppressed, and the liquid crystal panel 11 can maintain the applied voltage satisfactorily.
  • the liquid crystal panel 11 may also have an auxiliary capacitor connected in parallel with the pixel electrode 103 and the common electrode 110.
  • the auxiliary capacitance holds the same potential as the potential applied between the pixel electrode 103 and the common electrode 110 and plays a role of compensating for charge leakage in the liquid crystal layer 300 and the driving TFT.
  • the liquid crystal panel 11 of the present embodiment may be sealed with the liquid crystal layer 300 using the ODF method at the time of manufacture. Since the liquid crystal panel 11 of this embodiment uses the liquid crystal composition according to one embodiment of the present invention for the liquid crystal layer 300, the components of the uncured sealing material are unlikely to elute into the liquid crystal layer. Therefore, even if the ODF method is adopted at the time of manufacturing, problems such as a decrease in image quality and an increase in power consumption are unlikely to occur, and productivity can be improved by shortening the liquid crystal injection time.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of the liquid crystal display device 1 of the present embodiment. As shown in the figure, the liquid crystal display device 1 includes the above-described liquid crystal panel 11 and a control device 430 that supplies a drive signal to the liquid crystal panel.
  • a plurality of pixels 150 are arranged in a matrix.
  • the signal electrode 102 is connected to the source driver group 410.
  • the scan electrode 120 is connected to the gate driver group 420.
  • the source driver group 410 and the gate driver group 420 are connected to at least the control device 430.
  • the control device 430 plays a role of controlling timing of drive signals to the source driver group 410 and the gate driver group 420.
  • a rectangular wave voltage signal (driving signal) is applied to the gate electrode of the driving TFT through the scanning electrode 120.
  • the driving TFT is turned on, a current flows through the pixel electrode 103, and a voltage is applied between the pixel electrode 103 and the common electrode 110.
  • a period in which the rectangular wave is input and the liquid crystal panel 11 is driven is a driving period A shown in FIGS. 1A and 1B.
  • the alignment of the liquid crystal is maintained by the voltage held in the liquid crystal layer 300.
  • the liquid crystal panel 11 maintains the same luminance as when a voltage signal is input.
  • the period in which this voltage signal is not applied is a pause period B shown in FIGS. 1A and 1B.
  • a period in which the driving period A and the pause period B are continued one by one is referred to as a frame, and an image having a certain luminance is displayed by repeating the frame.
  • the power consumption can be reduced by increasing the pause period B per unit time.
  • the pause period B is lengthened, the influence of charge leakage in the liquid crystal layer 300 and the driving TFT is increased, resulting in image quality defects such as lowering of brightness and flickering.
  • liquid crystal panel 11 of the present embodiment by using the liquid crystal composition according to one aspect of the present invention for the liquid crystal layer 300, even when the frame frequency is reduced from 60 Hz, which is common in conventional liquid crystal panels, no image quality defect occurs. .
  • the control device 430 supplies a drive signal of less than 60 Hz to the liquid crystal panel 11 or supplies a drive signal of less than 30 Hz, image quality is unlikely to occur.
  • liquid crystal panel 11 configured as described above, both good display image quality and low power consumption can be achieved.
  • liquid crystal display device 1 having the above-described configuration, it is possible to achieve both good display image quality and low power consumption.
  • FIG. 7 to 10 are schematic views showing the electronic apparatus of the present embodiment.
  • An electronic apparatus according to the present embodiment includes the above-described liquid crystal panel and a control device that supplies a driving signal to the liquid crystal panel.
  • the 7 includes a display unit 251, a speaker 252, a cabinet 253, a stand 254, and the like.
  • the display unit 251 the above-described liquid crystal panel can be preferably applied. Thereby, it is possible to achieve both good display image quality and low power consumption.
  • the 8 includes a voice input unit 241, a voice output unit 242, an operation switch 244, a display unit 245, a touch panel 243, a housing 246, and the like.
  • the display unit 245, the above-described liquid crystal panel can be preferably applied. Thereby, it is possible to achieve both good display image quality and low power consumption.
  • a notebook computer 270 illustrated in FIG. 9 includes a display portion 271, a keyboard 272, a touch pad 273, a main switch 274, a camera 275, a recording medium slot 276, a housing 277, and the like.
  • the display portion 271 the above-described liquid crystal panel can be suitably applied. Thereby, it is possible to achieve both good display image quality and low power consumption.
  • the mobile electronic device 280 shown in FIG. 10 has two display units 281 and a hinge mechanism 282 that connects the two display units 281. By having the hinge mechanism 282, the display portion 281 can be folded.
  • the display unit 281 includes a display panel 281a and a housing 281b.
  • As the display panel 281a the above-described liquid crystal panel can be preferably applied. Thereby, it is possible to achieve both good display image quality and low power consumption. In addition, since the power consumption is small, the battery capacity can be made smaller than that of conventional mobile electronic devices, and the weight can be reduced.
  • a curved lens may be provided on the display unit 281. By providing the lens, the images of the two display units 281 can be displayed seamlessly.
  • the electronic device of this embodiment includes a control device that supplies a drive signal to the liquid crystal panel. Since the electronic device according to the present embodiment uses the above-described liquid crystal panel as the liquid crystal panel, even if a drive signal less than 60 Hz is supplied from the control device to the liquid crystal panel or a drive signal less than 30 Hz is supplied, the image quality is poor. Less likely to occur.
  • Example 3 Liquid crystal compositions having the composition ratios shown in Table 2 below were prepared.
  • liquid crystal compositions of Examples 1 and 2 are composed of two types of compounds represented by the formula (1). It was confirmed that the temperature range showing the nematic phase was wider than that of the liquid crystal composition of Example 3.
  • the voltage holding ratio (VHR) was evaluated for the manufactured liquid crystal panel.
  • the VHR measurement was performed at a driving frequency of 1 Hz, which is dramatically lower than the driving frequency of 60 Hz, which is the current mainstream liquid crystal display element.
  • the measurement temperature was 50 ° C., which is the temperature at which each liquid crystal composition exhibits a nematic phase.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the content of the compound represented by the above formula (1) and the VHR with respect to the entire liquid crystal composition.
  • FIG. 12 is a graph showing the relationship between the content of the compound having an alkoxy group and the VHR with respect to the entire liquid crystal composition.
  • the liquid crystal panels using the liquid crystal compositions of Examples 1 to 3 showed high VHR.
  • the liquid crystal panel using the liquid crystal composition of Comparative Example 1 was found to have a lower VHR than the liquid crystal panel using the liquid crystal compositions of Examples 1 to 3.
  • One embodiment of the present invention can be applied to a liquid crystal composition that needs to realize a liquid crystal panel that achieves both good display image quality and low power consumption.
  • SYMBOLS 1 Liquid crystal display device, 11 ... Liquid crystal panel, 100 ... Element board

Abstract

液晶分子を含む液晶組成物であって、液晶分子は、下記式（Ａ）で表される第１液晶分子を液晶分子全体に対して１７ｍｏｌ％以上含む液晶組成物。　Ｒ１－Ｒ２ ｘ－Ｒ３－Ｒ４ ｙ－Ｒ５…（Ａ） （式中、Ｒ１，Ｒ５は、炭素数１から８の直鎖アルキル基。Ｒ２，Ｒ４は、trans－１，４－シクロへキシレン基または１，４－フェニレン基。Ｒ３は、trans－１，４－シクロへキシレン基、１，４－フェニレン基、２，３－ジフルオロ－trans－１，４－シクロへキシレン基、２，３－ジフルオロ－１，４－フェニレン基、２，３－ジクロロ－trans－１，４－シクロへキシレン基または２，３－ジクロロ－１，４－フェニレン基。ｘは０から３の整数、ｙは０から３の整数。）

Description

液晶組成物、液晶パネル、液晶表示装置および電子機器
　本発明のいくつかの態様は、液晶組成物、液晶パネル、液晶表示装置および電子機器に関するものである。
　本願は、２０１６年６月２９日に、日本に出願された特願２０１６－１２９１８０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、スマートフォン等の携帯型電子機器や、テレビジョン、パーソナルコンピューター等のディスプレイとして、液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置に用いられる液晶パネルは、一対の基板と、一対の基板に挟持された液晶層と、一対の基板に挟持され液晶層の周囲に配置されたシール部とを有する構成が基本構成である。液晶層に用いられる液晶組成物としては、例えば特許文献１に記載されているようなものが知られている。
特開平８－１０４８６９号公報
　近年では、良好な表示画質と、低消費電力とを両立可能な液晶パネルが求められている。このような市場要求に応えるためには、駆動回路、駆動方式、バックライト等種々の検討項目が考えられるが、液晶層に用いる液晶組成物についても検討の余地がある。
　本発明のいくつかの態様はこのような事情に鑑みてなされたものであって、良好な表示画質と、低消費電力とを両立する液晶パネルを実現可能な液晶組成物を提供することを目的とする。また、良好な表示画質と、低消費電力とを両立可能な液晶パネル、液晶表示装置および電子機器を提供することを併せて目的とする。
　上記課題について、発明者らは、画像表示時に液晶層に印加する際、電荷のリークにより電圧が低下することが、低消費電力や良好な画像表示の実現を妨げる原因と位置付けた。そこで、発明者らは、電荷がリークしにくい液晶層を実現すべく、液晶層に用いる液晶組成物についての検討を進め、本発明のいくつかの態様を完成させた。
　すなわち、本発明の一形態は、液晶分子を含む液晶組成物であって、前記液晶分子は、下記式（Ａ）で表される第１液晶分子を前記液晶分子全体に対して１７ｍｏｌ％以上含む液晶組成物を提供する。
　　Ｒ１－Ｒ２ ｘ－Ｒ３－Ｒ４ ｙ－Ｒ５…（Ａ）
（式中、Ｒ１，Ｒ５は、炭素数１から８の直鎖アルキル基である。
　Ｒ２，Ｒ４は、trans－１，４－シクロへキシレン基または１，４－フェニレン基である。複数のＲ２，Ｒ４は、互いに同一でも異なっていてもよい。
　Ｒ３は、trans－１，４－シクロへキシレン基、１，４－フェニレン基、２，３－ジフルオロ－trans－１，４－シクロへキシレン基、２，３－ジフルオロ－１，４－フェニレン基、２，３－ジクロロ－trans－１，４－シクロへキシレン基または２，３－ジクロロ－１，４－フェニレン基である。
　ｘは０から３の整数であり、ｙは０から３の整数である。）
　本発明の一形態においては、前記第１液晶分子を前記液晶分子全体に対して５０ｍｏｌ％以上含む構成としてもよい。
　本発明の一形態においては、分子内にアルコキシ基を有する第２液晶分子を、前記液晶分子全体に対して５０ｍｏｌ％未満含む構成としてもよい。
　本発明の一形態においては、前記第１液晶分子と、上記式（Ａ）で表され前記第１液晶分子とは異なる第３液晶分子とを含み、前記第１液晶分子におけるＲ２基およびＲ４基の合計数と、前記第３液晶分子におけるＲ２基およびＲ４基の合計数と、が等しく、前記第１液晶分子におけるＲ１基の炭素数およびＲ５基の炭素数の合計と、前記第３液晶分子におけるＲ１基の炭素数およびＲ５基の炭素数の合計との差が１である構成としてもよい。
　本発明の一形態においては、前記第１液晶分子におけるＲ２基の数と、前記第３液晶分子におけるＲ２基の数とが等しく、前記第１液晶分子におけるＲ４基の数と、前記第３液晶分子におけるＲ４基の数とが等しく、前記第１液晶分子におけるＲ１基の炭素数およびＲ５基の炭素数の合計と、前記第３液晶分子におけるＲ１基の炭素数およびＲ５基の炭素数の合計との差が１であり、前記第１液晶分子におけるＲ２基と前記第３液晶分子におけるＲ２基、前記第１液晶分子におけるＲ３基と前記第３液晶分子におけるＲ３基、前記第１液晶分子におけるＲ４基と前記第３液晶分子におけるＲ４基がそれぞれ同種である構成としてもよい。
　本発明の一形態においては、前記第１液晶分子におけるＲ２基、Ｒ３基およびＲ４基の合計数と、前記第３液晶分子におけるＲ２基、Ｒ３基およびＲ４基の合計数と、がいずれも３であり、前記第１液晶分子におけるＲ１基、Ｒ５基、前記第３液晶分子におけるＲ１基、Ｒ５基のいずれか１つがｎ－プロピル基である構成としてもよい。
　また、本発明の一形態は、一対の基板と、前記一対の基板に挟持された液晶層と、前記一対の基板に挟持され前記液晶層の周囲に配置されたシール部と、を少なくとも有し、前記一対の基板は、それぞれ前記液晶層側の面に配向膜が設けられ、前記液晶層が、上記の組成物を形成材料とする液晶パネルを提供する。
　本発明の一形態においては、前記シール部が、硬化性樹脂を形成材料とする構成としてもよい。
　本発明の一形態においては、前記配向膜が、光官能基を有する高分子材料を形成材料とし、前記光官能基は、光を吸収して分解する上記の液晶パネルを提供する。
　本発明の一形態においては、前記一対の基板のいずれか一方は、電極と、前記電極に印加する電圧を制御する駆動用ＴＦＴとを有し、前記駆動用ＴＦＴは、酸化物半導体を形成材料とする半導体層を有する構成としてもよい。
　また、本発明の一形態は、上記の液晶パネルと、前記液晶パネルに駆動信号を供給する制御装置と、を有する液晶表示装置を提供する。
　本発明の一形態においては、前記制御装置は、前記液晶パネルに対し６０Ｈｚ未満の前記駆動信号を供給する構成としてもよい。
　本発明の一形態においては、前記制御装置は、前記液晶パネルに対し３０Ｈｚ未満の前記駆動信号を供給する構成としてもよい。
　また、本発明の一形態は、上記の液晶パネルと、前記液晶パネルに駆動信号を供給する制御装置と、を有する電子機器を提供する。
　本発明の一形態においては、前記制御装置は、前記液晶パネルに対し６０Ｈｚ未満の前記駆動信号を供給する構成としてもよい。
　本発明の一形態においては、前記制御装置は、前記液晶パネルに対し３０Ｈｚ未満の前記駆動信号を供給する構成としてもよい。
　本発明のいくつかの態様によれば、良好な表示画質と、低消費電力とを両立する液晶パネルを実現可能な液晶組成物を提供することができる。また、良好な表示画質と、低消費電力とを両立可能な液晶パネル、液晶表示装置および電子機器を提供することができる。
液晶表示装置の駆動時間と輝度との関係を示す第１の説明図。 液晶表示装置の駆動時間と輝度との関係を示す第２の説明図。 液晶パネルの代表的な製造工程を示す第１の工程図。 液晶パネルの代表的な製造工程を示す第２の工程図。 従来の液晶組成物の主成分である液晶分子の例を示す説明図。 第２実施形態の液晶パネル１１の概略断面図。 第２実施形態の液晶パネル１１および液晶表示装置１の概略断面図。 第２実施形態の液晶表示装置の回路図。 第３実施形態の電子機器を示す模式図。 第３実施形態の電子機器を示す模式図。 第３実施形態の電子機器を示す模式図。 第３実施形態の電子機器を示す模式図。 実施例および比較例の結果を示すグラフ。 実施例および比較例の結果を示すグラフ。
［第１実施形態］
＜液晶組成物＞
　本発明の一態様に係る液晶組成物は、液晶分子を含む液晶組成物であって、液晶分子は、下記式（Ａ）で表される第１液晶分子を液晶分子全体に対して１７ｍｏｌ％以上含むものである。
　　Ｒ１－Ｒ２ ｘ－Ｒ３－Ｒ４ ｙ－Ｒ５　…（Ａ）
（式中、Ｒ１，Ｒ５は、炭素数１から８の直鎖アルキル基である。
　Ｒ２，Ｒ４は、trans－１，４－シクロへキシレン基または１，４－フェニレン基である。複数のＲ２，Ｒ４は、互いに同一でも異なっていてもよい。
　Ｒ３は、trans－１，４－シクロへキシレン基、１，４－フェニレン基、２，３－ジフルオロ－trans－１，４－シクロへキシレン基、２，３－ジフルオロ－１，４－フェニレン基、２，３－ジクロロ－trans－１，４－シクロへキシレン基または２，３－ジクロロ－１，４－フェニレン基である。
　ｘは０から３の整数であり、ｙは０から３の整数である。）
　本明細書において「液晶分子」とは、液晶性を発現する化合物を意味する。「液晶性を発現する化合物」とは、単体で液晶性を発現する化合物の他に、単体では液晶性を発現しなくても、特定の配合条件下においては液晶性を発現する化合物も含むものとする。
　上記液晶組成物であれば、電荷のリークが少ない液晶層を実現することができ、良好な表示画質と、低消費電力とを両立する液晶パネルを実現することができる。
　以下、本発明のいくつかの態様の課題、および上記液晶組成物により課題が解決可能であることについて、詳細に説明する。図１Ａ及び図１Ｂは、液晶表示装置の駆動時間と輝度との関係を示す説明図である。
　例えば、アクティブマトリックス駆動方式の液晶表示装置であってノーマリーブラックの構成のものは、液晶パネルが有する一対の電極間に電位差を生じさせ液晶層に印加することで白表示、液晶層に印加しないことで黒表示を行っている。この場合、白表示時の液晶層への印加は、白表示を行っている間ずっと続いているのではない。図１Ａに示すように、一定の期間（駆動期間Ａ）だけ印加し、一定の期間（休止期間Ｂ）は印加を行わないという２つの状態を交互に繰り返している。
　休止期間Ｂでは、一対の電極間に生じた電位差が維持される限りにおいて、駆動期間Ａと同じ電位差で液晶層が配向している。そのため、液晶表示装置では、一対の電極間に電位差を生じさせない（液晶層に電位を印加しない）休止期間Ｂであっても、駆動期間Ａと同じ輝度の画像が表示される。
　駆動期間Ａでは、一対の電極間に電位差を生じさせるために電力を消費し、休止期間Ｂでは、一対の電極間に電位差を生じさせないため電力を消費していない。そのため、駆動期間Ａの長さが一定のまま、ある駆動期間Ａから次の駆動期間Ａまでの間の休止期間Ｂを延長することができれば、単位時間（例えば１秒間）に含まれる駆動期間Ａが短くなり、低消費電力を実現することができる。
　しかし、従来のアクティブマトリックス駆動方式の液晶表示装置では、休止期間Ｂの間に、液晶層において徐々に電荷がリークすることで、一対の電極間の電位差が低減してしまう。すると、図１Ｂに示すように、一対の電極間の電位差変化に応じて輝度がＬ１からＬ２に低下する。また、休止期間Ｂの後、駆動期間Ａにおいて一対の電極間に電位差を生じさせると、輝度がＬ２からＬ１に増加する。
　輝度Ｌ１と輝度Ｌ２の差が、液晶表示装置の観察者に認識可能な程度の違いである場合、このような輝度の変化（Ｌ１→Ｌ２→Ｌ１→…）は、観察者に画像のちらつきと認識され、画質不良の原因となっていた。低消費電力を目的として休止期間Ｂを延長すると、輝度Ｌ１と輝度Ｌ２の差が拡大し、良好な画像表示が困難となり易い。そのため、観察者に画像のちらつきが認識されない程度までしか休止期間Ｂを延ばすことができず、低消費電力化の足かせとなっていた。
　液晶層に用いる液晶組成物の比抵抗は、通常１０１３Ωｃｍ程度と非常に高く、電荷のリークは起こりにくいはずである。それにも関わらず、実際の液晶表示装置では電荷がリークし、休止期間Ｂの間に輝度が変化している。そのため、実際の液晶表示装置では、液晶層に含まれる液晶組成物の比抵抗が低下しているものと判断できる。
　このことについて発明者らが鋭意検討したところ、液晶パネルの液晶層に用いられている液晶組成物は、液晶パネルの作製時、または液晶パネル作製後に液晶層に接する構成から汚染されることにより、比抵抗が低下していることを見出した。
　図２Ａ及び図２Ｂは、液晶パネルの代表的な製造工程を示す工程図である。図２Ａ及び図２Ｂは、ＯＤＦ（One Drop Fill、滴下工法）と称される工法による製造工程を示している。
　液晶パネルを製造する際には、まず、図２Ａに示すように、基板１０００の表面に枠状にシール材１１００を配置し、シール材１１００で囲まれた領域内に液晶組成物ＬＣを滴下する。シール材１１００は、光硬化性樹脂組成物を形成材料とする。
　その後、図２Ｂに示すように、シール材１１００の上から基板１２００を重ね合せることで、基板１０００，１２００、シール材１１００で囲まれた空間内に液晶組成物を広げる。さらに、シール材１１００が硬化する波長の光（例えば、紫外線ＵＶ）を照射することで、シール部１３００を形成し、液晶組成物ＬＣを封止する。
　なお、図２Ａ及び図２Ｂでは、シール材１１００の形成と液晶組成物ＬＣの滴下を、同一の基板１０００で行うこととして示したがこれに限らない。他にも、シール材１１００の形成と、液晶組成物ＬＣの滴下を、基板１０００と基板１２００とのそれぞれに分けて行い、その後に基板１０００と基板１２００とを重ねることとしてもよい。この方法で液晶パネルを製造した場合にも、未硬化のシール材と液晶組成物とが直接触れることとなる。
　液晶組成物ＬＣは、負の誘電異方性を有するもの、正の誘電異方性を有するもの、のいずれも用いることができる。「負の誘電異方性を有する」性質のことを、「ネガ型」と称する。「正の誘電異方性を有する」性質のことを、「ポジ型」と称する。
　製造する液晶パネルがＦＦＳ（Fringe Field Swiching）型、ＩＰＳ（In Plane Switching）型である場合、液晶組成物ＬＣには、ネガ型、ポジ型の両方が採用可能である。これらの形式の液晶パネルにおいては、液晶組成物としてネガ型を用いた方が、白表示した時の液晶層の透過率が高くなり、低消費電力化を実現するためには好ましい（例えば、SID 2015 DIGEST p735参照）。
　また、製造する液晶パネルがＶＡ（vertical-Alignment）型の場合には、一般には液晶組成物ＬＣにはネガ型が用いられる。
　以下の説明では、ネガ型の液晶組成物について示す。
　液晶組成物ＬＣは、液晶層を透過する偏光を変調しやすくするため、誘電異方性が大きいことが望まれる。図３は、従来の液晶組成物の主成分である液晶分子の例を示す説明図である。図３に示す液晶分子は、誘電率楕円体Ｏを想定した場合、芳香環に結合したフッ素原子により、短軸方向の誘電率が大きい「負の誘電異方性を有する」ネガ型液晶分子である。図では、誘電率が大きい方向を白矢印で示している。以下の説明では、ネガ型液晶分子のことを「ネガ剤」と称することがある。
　ネガ剤は、液晶分子が有する誘電率の異方性を強調する目的で、極性基を有することがある。例えば、ネガ剤である図３の液晶分子は、誘電異方性を強調するために、芳香環にアルコキシ基が結合している。
　また、液晶組成物ＬＣは、室温で液晶性を有すると共に、印加された電位に応じて即座に配向を変化させうる粘度を有することが求められる。そのため、液晶組成物ＬＣには、ネガ剤の他に、フッ素置換されていない液晶分子や、フルオロ基が少ない液晶分子など、用いるネガ型液晶分子よりも誘電異方性の絶対値（｜Δε｜）が小さい液晶分子が含まれることがある。このような負の誘電異方性が小さい液晶分子のことを、「ニュートラル剤」と称することがある。
　すなわち、通常のネガ型の液晶組成物ＬＣは、ネガ剤とニュートラル剤とが所定の割合で混ざった混合物であることが一般的である。このため、ネガ剤として、例えば図３に示す液晶分子を多く含む液晶組成物は、ネガ剤が有する極性基の作用により、極性を有すると予想される。
　一方、シール材を構成する主な成分は、エポキシ基や（メタ）アクリレート基など、極性の高い官能基を有する化合物である。また、光重合開始剤に代表される添加剤もカルボニル基などの極性の高い官能基を有し、高極性であるものが多い。
　このようなシール材が、図３に示す液晶分子を多く含み極性を有する液晶組成物に接触すると、シール材の極性成分（極性を有する化合物）や低分子量成分（低分子化合物）が液晶組成物に溶出しやすい。例えば、図２Ａ及び図２Ｂにおいて説明した製造工程では、液晶組成物と未硬化のシール材とが接触する。そのため、硬化前のシール材に含まれる低分子量成分が液晶組成物中に溶出する。その結果、液晶組成物は比抵抗が低下してしまう。
　他にも、液晶組成物が接する構成として、配向膜が挙げられる。配向膜がポリイミドを形成材料とする場合、ポリアミック酸を加熱してイミド化する際に、アミンや酸無水物等の副生成物を生じる可能性がある。また、配向膜が分解型の光配向膜である場合、光分解反応の結果、副生成物としてマレイミドを生じる。これらの副生成物もアミノ基やカルボニル基などの極性の高い官能基を有し、高い極性を有している。そのため、液晶組成物と配向膜とが接すると、液晶組成物に配向膜が有する上記副生成物が溶出し、液晶組成物の比抵抗を低下させるおそれがある。
　発明者らは、上述の点に着目し、極性を有する化合物や低分子化合物が溶け込みにくい液晶組成物とすることで課題を解決できると考え、鋭意検討した結果、本発明のいくつかの態様を完成させた。
　上記式（Ａ）で表される第１液晶分子は、両末端に結合するＲ１，Ｒ５が、炭素数１から８の直鎖アルキル基である。このような化合物は、図３で例示するような化合物と比べ、極性基が少ない。このような第１液晶分子を液晶分子全体に対して１７ｍｏｌ％以上含む液晶組成物は、極性を有する化合物や低分子化合物が溶け込みにくくなる。
　一方、第１液晶分子は、誘電異方性を強調する置換基（アルコキシ基）が無い分、双極子モーメントが小さくなる。そのため、本実施形態の液晶組成物においては、ネガ剤とニュートラル剤との混合比を適宜制御することで、必要な誘電異方性を発現させることができる。
　本実施形態の液晶組成物は、第１液晶分子を液晶分子全体に対して５０ｍｏｌ％以上含むことが好ましい。
　また、本実施形態の液晶組成物は、分子内にアルコキシ基を有する第２液晶分子を、前記液晶分子全体に対して５０ｍｏｌ％未満含むことが好ましい。「分子内にアルコキシ基を有する第２液晶分子」とは、例えば、図３に示す化合物のように、上記式（Ａ）で表される第１液晶分子と同様の分子構造を有し、式（Ａ）において両末端に結合するＲ１，Ｒ５が、第１液晶分子と異なりアルコキシ基である化合物を指す。アルコキシ基は、例えば、炭素数１から８の直鎖アルコキシ基である。
　さらに、本実施形態の液晶組成物は、層構造であるスメクチック相ではなく、液晶パネルの液晶層に適したネマチック相となりやすいため、以下の構成であることが好ましい。
　まず、本実施形態の液晶組成物は、第１液晶分子と、上記式（Ａ）で表され第１液晶分子とは異なる第３液晶分子とを含むものが好ましい。
　この場合、第１液晶分子におけるＲ２基およびＲ４基の合計数と、第３液晶分子におけるＲ２基およびＲ４基の合計数と、が等しいことが好ましい。例えば、第１液晶分子がＲ２基、Ｒ３基、Ｒ４基を併せて４つの六員環を有している場合、第３液晶分子もＲ２基、Ｒ３基、Ｒ４基を併せて４つの六員環を有していることが好ましい。
　このような構成は、第１液晶分子と第３液晶分子との相溶性がよく好ましい。
　さらにこの場合、第１液晶分子におけるＲ１基の炭素数およびＲ５基の炭素数の合計と、第３液晶分子におけるＲ１基の炭素数およびＲ５基の炭素数の合計との差が１であることが好ましい。例えば、第１液晶分子におけるＲ１基およびＲ５基がいずれもプロピル基である場合、Ｒ１基の炭素数およびＲ５基の炭素数の合計は６である。この場合、第３液晶分子におけるＲ１基の炭素数およびＲ５基の炭素数の合計は、５か７であることが好ましい。このような組み合わせとしては、例えば、Ｒ１基がプロピル基の場合、Ｒ５基はエチル基かブチル基となる。
　このような構成の液晶組成物では、分子が層状に配向しようとしても、アルキル基の長さが僅かに異なることで層の表面が乱れ、全体として積層構造となりにくい。そのため、層構造であるスメクチック相ではなく、液晶パネルの液晶層に適したネマチック相となりやすい。
　さらに、本実施形態の液晶組成物は、第１液晶分子におけるＲ２基の数と、第３液晶分子におけるＲ２基の数とが等しく、第１液晶分子におけるＲ４基の数と、第３液晶分子におけるＲ４基の数とが等しいことが好ましい。
　また、第１液晶分子におけるＲ１基の炭素数およびＲ５基の炭素数の合計と、前記第３液晶分子におけるＲ１基の炭素数およびＲ５基の炭素数の合計との差が１であることが好ましい。
　さらに、第１液晶分子におけるＲ２基と第３液晶分子におけるＲ２基、第１液晶分子におけるＲ３基と第３液晶分子におけるＲ３基、第１液晶分子におけるＲ４基と第３液晶分子におけるＲ４基がそれぞれ同種であることが好ましい。
　このような液晶組成物としては、第１液晶分子におけるＲ２基、Ｒ３基およびＲ４基の合計数と、第３液晶分子におけるＲ２基、Ｒ３基およびＲ４基の合計数と、がいずれも３であり、第１液晶分子におけるＲ１基、Ｒ５基、第３液晶分子におけるＲ１基、Ｒ５基のいずれか１つがｎ－プロピル基であるものが好ましい。
　このような構成の液晶分子を含む液晶組成物とすることで、室温付近でネマチック相が得やすくなる。
　上述したような第１液晶分子、第３液晶分子として、具体的には下記式（１）～（１２）に挙げる化合物を示すことができる。また、第１液晶分子、第３液晶分子を構成する元素に、炭素、水素、フッ素の同位体を含んでいてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 （Ｒは、炭素数１から８の直鎖アルキル基を示す）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 （Ｒは、炭素数１から８の直鎖アルキル基を示す）
　液晶組成物においては、上述した液晶分子を複数配合することが好ましい。液晶組成物に含まれる上記液晶分子の種類が多いほど、ネマチック相を示す温度幅を広げることが可能となる。
　以上のような構成の液晶組成物を液晶パネルでは、液晶層に用いられている液晶組成物の比抵抗が低下しにくい。そのため、本実施形態の液晶組成物を液晶層に用いた液晶パネルは、液晶パネルの駆動状態が図１Ａに近づく。したがって、本実施形態の液晶組成物を用いた液晶パネルでは、ちらつきが低減した良好な表示画質を実現することができる。
　また、本実施形態の液晶組成物を用いた液晶パネルでは、電荷がリークしにくく、一対の電極間の電位差が低下しにくい。そのため、図１Ａ及び図１Ｂで示すような液晶パネルの駆動時に、休止期間Ｂを延長し、単位時間（例えば１秒間）に含まれる駆動期間Ａを短くすることができる。その結果、本実施形態の液晶組成物を用いた液晶パネルでは、低消費電力を実現することができる。
　したがって、以上のような構成の液晶組成物では、良好な画像表示と低消費電力とを両立する液晶パネルを実現可能となる。
［第２実施形態］
＜液晶パネル、液晶表示装置＞
　図４は、本実施形態の液晶パネル１１の概略断面図である。図４に示すように、本実施形態の液晶パネル１１は、素子基板（一対の基板）１００、対向基板（一対の基板）２００、液晶層３００、シール部４００を有している。液晶層３００には、上述した本実施形態の液晶組成物が用いられる。
　図５は、本実施形態の液晶パネル１１および液晶表示装置１の概略断面図である。図５は、液晶パネル１１の１画素の断面図である。
　また、本実施形態の液晶表示装置１は、液晶パネル１１と、バックライト５０と、を有している。
　バックライト５０は、光源５０１と、導光体５０２と、を備えている。光源５０１は、導光体５０２の端面に配置されている。光源５０１としては、例えば、発光ダイオード、冷陰極管等が用いられる。バックライト５０は、エッジライト型のバックライトである。
　本実施形態の液晶表示装置１では、バックライト５０から射出された光を液晶パネル１１で透過率を変化させ、透過した光によって所定の画像や文字等を表示する。
（液晶パネル）
　素子基板１００は、透明基板１０１、信号電極１０２、画素電極１０３、半導体層１０４、ソース電極１０５、ドレイン電極１０６、ゲート絶縁膜１０７、ゲート電極１０８、層間絶縁膜１０９、共通電極１１０、配向膜１１１、偏光板１１５を有している。
　信号電極１０２、画素電極１０３および半導体層１０４は、透明基板１０１の液晶層３００側の表面に設けられている。信号電極１０２は、ソース電極１０５を介して半導体層１０４と電気的に接続している。画素電極１０３は、ドレイン電極１０６を介して半導体層１０４と電気的に接続している。
　半導体層１０４の材料としては、ＩＧＺＯ（インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、酸素（Ｏ）を含む４元混晶半導体材料）を用いることが好ましい。ＩＧＺＯを半導体層１０４の形成材料として用いた場合、得られる半導体層１０４ではオフリーク電流が小さいため、駆動用ＴＦＴでの電荷のリークが抑制される。これにより、液晶層３００に電圧印加後の休止期間を長くすることができる。その結果、画像を表示する期間中の電圧印加回数を減らすことができ、液晶パネル１１の消費電力が低下する。
　信号電極１０２、画素電極１０３、半導体層１０４、ソース電極１０５、ドレイン電極１０６の各構成は、ゲート絶縁膜１０７に覆われている。ゲート絶縁膜１０７は、例えば、光透過性を有する絶縁性の二酸化ケイ素、窒化シリコンなどの無機材料や、ポリイミド、ポリ（メタ）アクリレート、エポキシ樹脂などの樹脂材料を形成材料としている。
　ゲート絶縁膜１０７の表面であって半導体層１０４と平面的に重なる位置には、ゲート電極１０８が設けられている。ゲート電極１０８は、不図示の走査電極に接続されている。半導体層１０４、ソース電極１０５、ドレイン電極１０６、ゲート電極１０８は、液晶パネル１１の駆動用ＴＦＴを構成する。
　層間絶縁膜１０９は、ゲート電極１０８を覆ってゲート絶縁膜１０７の上面の全面に設けられている。層間絶縁膜１０９は、例えばゲート絶縁膜１０７と同様の無機材料や樹脂材料を形成材料としている。
　層間絶縁膜１０９の表面であって画素電極１０３と平面的に重なる位置には、共通電極１１０が設けられている。共通電極１１０は、櫛歯状にパターニングされている。共通電極１１０画素電極１０３との間に電圧を印加することで、符号Ｅで示す電界が生じ、電界に沿って液晶層３００の液晶分子が配向する。
　配向膜１１１は、共通電極１１０を覆って層間絶縁膜１０９の上面の全面に設けられている。配向膜１１１には、光配向膜またはラビング配向膜を用いることができる。
　光配向膜は、光官能基を有する高分子材料を形成材料とする。光官能基は、光を吸収してシス体―トランス体に異性化するもの（光異性化型）、二量化するもの（光二量化型）、分解するもの（光分解型）が挙げられる。光配向膜は、光官能基を有する高分子材料に偏光を照射することで形成する。光分解型は、光異性化型と光二量化型に比べ、可視光吸収がなく、熱安定性が高い。そのため、バックライトの光を吸収し、フォトキャリア発生による配向膜の比抵抗の低下や、配向膜の信頼性が高いため好ましい。光分解型は、光官能基を有する高分子材料に偏光を照射することで、偏光方向と同方向では高分子材料を分解し、偏光方向に直交する方向では高分子材料を残存させる。これにより、偏光方向と、偏光方向に直交する方向とで液晶分子の配向規制力に差を設け、配向膜として利用するものである。
　ラビング配向膜は、製造時に用いるラビング布による汚染が懸念されることから、配向膜１１１としては、光配向膜の方が好ましい。
　光配向膜の形成材料としては、下記式（Ｘ）で示すシクロブタンジイミドを主鎖に有するポリイミドが例示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　上記式（Ｘ）で示す構造を有するポリイミドは、光照射によりシクロブタン環が開環し、マレイミドを生じる。マレイミドは分子量が小さいため、液晶層３００に溶け出し、電荷のリークの原因となり得る。そのため、光配向膜の形成材料として、上記式（Ｘ）で示す構造を有するポリイミドを用いた場合、光照射後に生じる低分子量成分を再重合や昇華、洗浄することで除去する処理が行われる。しかし、低分子量成分を完全に除去することは難しい。
　本実施形態の液晶パネル１１においては、液晶層３００に本発明の一態様による液晶組成物を用いるため、マレイミドのような低分子量成分が残存していても、液晶層３００への溶出が抑えられる。そのため、液晶層３００での電荷のリークが抑えられ印加電圧を良好に保持可能な液晶パネル１１となる。
　偏光板１１５は、通常知られた構成のものを用いることができる。
　対向基板２００は、透明基板２０１と、ブラックマトリクス２０２と、カラーフィルタ層２０３と、平坦化層２０４と、配向膜２０５と、スペーサ２０６と、偏光板２１５とを有している。
　透明基板２０１は、透明基板１０１と同様の構成の物を用いることができる。
　ブラックマトリクス２０２は、透明基板２０１の液晶層３００側の面に設けられている。ブラックマトリクス２０２は、クロム等の金属材料や黒色に着色された樹脂材料など遮光性を有する材料を用いて格子状に形成された遮光部材であり、画素毎に開口している。
　カラーフィルタ層２０３は、ブラックマトリクス２０２の開口部に平面的に重なって設けられている。カラーフィルタ層２０３は、例えば、入射する光の一部を吸収し赤色光を透過させる赤色カラーフィルタ層、入射する光の一部を吸収し緑色光を透過させる緑色カラーフィルタ層、入射する光の一部を吸収し青色光を透過させる青色カラーフィルタ層を有している。
　平坦化層２０４は、カラーフィルタ層２０３およびブラックマトリクス２０２の全面を覆って設けられている。平坦化層２０４は、光透過性を有する絶縁材料を形成材料としている。
　配向膜２０５は、通常知られた構成のものを用いることができる。例えば、配向膜２０５は、上述の配向膜１１１と同様の構成のものである。
　偏光板２１５は、透明基板２０１の液晶層３００側とは反対側の面に設けられている。
偏光場１１６は、通常知られた構成のものを用いることができる。偏光板２１５と偏光板１１５とは、例えばクロスニコル配置となっている。
　スペーサ２０６は、液晶層３００の厚みを規定するために設けられる柱状構造物である。
　素子基板１００と対向基板２００とは配向膜１１１、１０５を対向させた配置で液晶層３００を挟持している。液晶層３００は、上述した本実施形態の液晶組成物を含んでいる。液晶組成物には、電圧無印加状態において、配向膜１１１，２０５の配向規制力に応じた配向性が付与されている。
　図４に示すシール部４００は、素子基板１００と対向基板２００とに挟持され、液晶層３００の周囲を囲んで配置されている。
　シール部の形成材料は、光硬化性樹脂組成物または熱硬化性樹脂組成物であることが好ましい。具体的には、主剤として、下記式（Ｙ１）に示すようなエポキシ樹脂、下記式（Ｙ２）（Ｙ３）に示すような(メタ)アクリル樹脂を含む硬化性樹脂が好ましい。なお、式（Ｙ１）～（Ｙ３）においてＸで示される構造としては、下記式（Ｙ４）～（Ｙ６）で示される構造が例示できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　シール部の形成材料に用いられる光重合開始剤としては、下記式（Ｚ）に示す様なベンゾイル基を有しているものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
　また、シール部の形成材料に用いられる熱硬化剤としては、第１～３級アミン、ヒドラジド、イミダゾールを含むものが挙げられる。
　その他、シール部の形成材料に用いられる硬化性樹脂組成物は、フィラーやシランカップリング剤を有していてもよい。
　上述した硬化性樹脂組成物に含まれる各化合物は、何れもエポキシ基やカルボニル基、アミノ基、シロキサン基などの極性基を有している。これらの化合物は、ＯＤＦ法により液晶組成物を封止する際、シール材が未硬化の状態で液晶組成物に接触すると、液晶組成物に溶出することが課題であった。
　また、シール材の硬化後に得られるシール部にも、微量の未反応成分が残存する。そのため、シール部に液晶組成物に接触すると、微量の未反応成分が液晶組成物に溶出することも課題であった。
　本実施形態の液晶パネル１１においては、液晶層３００に本発明の一態様による液晶組成物を用いるため、上述のような極性基を有する化合物や未反応成分が残存していても、液晶層３００への溶出が抑えられる。そのため、液晶層での電荷のリークが抑えられ、印加電圧を良好に保持可能な液晶パネル１１となる。
　液晶パネル１１は、他にも画素電極１０３および共通電極１１０と並列に接続される補助容量を有していてもよい。補助容量は、画素電極１０３および共通電極１１０の間に印加した電位と同じ電位を保持し、液晶層３００および駆動用ＴＦＴでの電荷のリークを補う役割を果たす。
　本実施形態の液晶パネル１１は、製造時にＯＤＦ法を用いて液晶層３００を封止するとよい。本実施形態の液晶パネル１１は、液晶層３００に本発明の一態様による液晶組成物を用いるため、未硬化のシール材の成分が液晶層に溶出しにくい。そのため、製造時にＯＤＦ法を採用しても、画質低下や消費電力の増加といった不具合が生じにくく、液晶注入時間の短縮による生産性の向上を図ることができる。
　図６は、本実施形態の液晶表示装置１の回路図である。図に示すように液晶表示装置１は、上述した液晶パネル１１と、液晶パネルに駆動信号を供給する制御装置４３０と、を有する。
　液晶パネル１１では、複数の画素１５０がマトリクス状に配置されている。また、信号電極１０２はソースドライバ群４１０に接続している。走査電極１２０は、ゲートドライバ群４２０に接続している。さらにソースドライバ群４１０およびゲートドライバ群４２０は、少なくとも制御装置４３０に接続している。制御装置４３０は、ソースドライバ群４１０およびゲートドライバ群４２０への駆動信号のタイミングを制御する役割を果たす。
　液晶パネル１１を駆動させ画像を表示する際には、走査電極１２０を通じて駆動用ＴＦＴのゲート電極に矩形波の電圧信号（駆動信号）を印加する。これにより、駆動用ＴＦＴがＯＮとなり、画素電極１０３に電流が流れ、画素電極１０３と共通電極１１０との間に電圧が印加される。この矩形波を入力し、液晶パネル１１が駆動する期間が、図１Ａ及び図１Ｂに示す駆動期間Ａである。
　一方、駆動用ＴＦＴのゲート電極に矩形波の電圧信号を印加しない期間は、液晶層３００に保持された電圧により液晶の配向が維持される。これにより、液晶パネル１１は、電圧信号の入力時と同じ輝度を保つ。この電圧信号を印加しない期間が、図１Ａ及び図１Ｂに示す休止期間Ｂである。
　駆動期間Ａと休止期間Ｂとが１つずつ連続した期間をフレームと称し、フレームが繰り返されることで一定の輝度の画像を表示される。
　このような液晶パネル１１においては、単位時間当たりの休止期間Ｂを長くすることで、消費電力を低下することが可能になる。しかし、休止期間Ｂを長くすると、液晶層３００および駆動用ＴＦＴにおける電荷のリークの影響が大きくなり、輝度低下やちらつきといった画質不良が起こる。
　本実施形態の液晶パネル１１においては、本発明の一態様による液晶組成物を液晶層３００に用いることで、従来の液晶パネルで一般的であるフレーム周波数６０Ｈｚから低下したとしても画質不良が起こらなくなる。例えば、制御装置４３０が、液晶パネル１１に対し６０Ｈｚ未満の駆動信号を供給したり、３０Ｈｚ未満の駆動信号を供給したとしても、画質不良が起こりにくくなる。
　以上のような構成の液晶パネル１１によれば、良好な表示画質と、低消費電力とを両立することができる。
　また、以上のような構成の液晶表示装置１によれば、良好な表示画質と、低消費電力とを両立することができる。
［第３実施形態］
＜電子機器＞
　図７～図１０は、本実施形態の電子機器を示す模式図である。本実施形態の電子機器は、上述した液晶パネルと、前記液晶パネルに駆動信号を供給する制御装置と、を有する。
　図７に示す薄型テレビ２５０は、表示部２５１、スピーカ２５２、キャビネット２５３およびスタンド２５４等を備えている。表示部２５１として、上述した液晶パネルを好適に適用できる。これにより、良好な表示画質と、低消費電力とを両立することができる。
　図８に示すスマートフォン２４０は、音声入力部２４１、音声出力部２４２、操作スイッチ２４４、表示部２４５、タッチパネル２４３および筐体２４６等を備えている。表示部２４５として、上述した液晶パネルを好適に適用できる。これにより良好な表示画質と、低消費電力とを両立することができる。
　図９に示すノートパソコン２７０は、表示部２７１、キーボード２７２、タッチパッド２７３、メインスイッチ２７４、カメラ２７５、記録媒体スロット２７６および筐体２７７等を備えている。
　表示部２７１として、上述した液晶パネルを好適に適用できる。これにより、良好な表示画質と、低消費電力とを両立することができる。
　図１０に示すモバイル電子機器２８０は、２つの表示部２８１と、２つの表示部２８１を接続するヒンジ機構２８２とを有している。ヒンジ機構２８２を有することで表示部２８１を折り畳むことができる。表示部２８１は、表示パネル２８１ａと、筐体２８１ｂとを有している。表示パネル２８１ａとして、上述した液晶パネルを好適に適用できる。これにより、良好な表示画質と、低消費電力とを両立することができる。また、消費電力が小さいため、電池容量をこれまでのモバイル電子機器よりも小さくすることが可能で、軽量化が可能となる。
　表示部２８１の上には曲面レンズを備えていてもよい。レンズを備えることで、２つの表示部２８１の画像をシームレスに表示することができる。
　本実施形態の電子機器は、液晶パネルに駆動信号を供給する制御装置を備えている。本実施形態の電子機器では液晶パネルとして、上述した液晶パネルを用いるため、制御装置から液晶パネルに対し６０Ｈｚ未満の駆動信号を供給したり、３０Ｈｚ未満の駆動信号を供給したとしても、画質不良が起こりにくくなる。
　以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
［実施例］
　以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例１，２］
　下記表１に示す組成比の液晶組成物を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
［実施例３］
　下記表２に示す組成比の液晶組成物を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
［比較例１］
　下記表３に示す組成比の液晶組成物を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
（評価１）
　実施例１～３および比較例１の液晶組成物について、ネマチック相－液体の相転移温度（Ｔｎｉ）およびネマチック相を示す温度幅を測定した。各結果を表４に示す。なお、相転移温度は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により測定した。また、ネマチック相を示す温度幅は、加熱ステージ付き偏光顕微鏡を用い、偏光顕微鏡で液晶相を観察しながら液晶組成物を加熱することで行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　評価の結果、液晶組成物において、含まれる式（１）で示される化合物の種類が多い（６種）実施例１，２の液晶組成物は、式（１）で示される化合物２種で構成される実施例３の液晶組成物よりも、ネマチック相を示す温度幅を広いことが確認できた。
（評価２）
　実施例１～３、比較例１の液晶組成物に対する、シール材の溶解性を次の方法で評価した。
　まず、各液晶組成物に、ＯＤＦ法用のシール材（フォトレックＳ、積水化学工業社製）を１０質量％加え、液晶組成物とシール材とを室温で１時間接触させた後に、シール材が飽和濃度で溶解した液晶組成物を分取した。
　次いで、シーツ材を溶解させた液晶組成物のガスクロマトグラフィーを測定し、内部標準物質の面積と、シール材成分の全ピーク面積及び液晶組成物の全ピーク面積の比較から、液晶組成物へのシール材の溶出濃度を測定した。
　なお、ガスクロマトグラフィーは、無極性カラムにて分離し、検出器は水素炎イオン化型検出器（ＦＩＤ）を用いた。内部標準物質としてはアセトンを用いた。
　評価の結果、実施例３、実施例２、実施例１、比較例１の順にシール材成分の溶出量が低いことが明らかとなった。
（評価３）
　シール材の代わりに１，４－フェニレンジアミンマレイミドを用いたこと以外は、上記（評価２）と同様にして、実施例１～３、比較例１の液晶組成物に対する、１，４－フェニレンジアミンマレイミドの溶解性を評価した。１，４－フェニレンジアミンマレイミドは、光分解型配向膜の分解物の一例として採用した。
　評価の結果、実施例３、実施例２、実施例１、比較例１の順に１，４－フェニレンジアミンマレイミドの溶出量が低いことが明らかとなった。
（評価４）
　ＦＦＳ電極構造を有するテストセルを用い、実施例１～３および比較例１の液晶組成物を液晶層に用いた液晶パネルを作製した。なお、液晶組成物の注入およびセルの貼り合せはＯＤＦ法を用い、未硬化のシール材と液晶組成物が直接触れる工程を経て作製した。
　作製した液晶パネルについて、電圧保持率（ＶＨＲ）を評価した。ＶＨＲ測定は、現在主流の液晶表示素子の駆動周波数である６０Ｈｚと比べ、劇的に低い１Ｈｚの駆動周波数にて行った。測定温度は、各液晶組成物がネマチック相を示す温度である５０℃とした。
　図１１は、各液晶組成物全体に対する上記式（１）で示す化合物の含有率と、ＶＨＲとの関係を示すグラフである。
　図１２は、各液晶組成物全体に対するアルコキシ基を有する化合物の含有率と、ＶＨＲとの関係を示すグラフである。
　図１１，１２に示すように、実施例１～３の液晶組成物を用いた液晶パネルでは、高いＶＨＲを示した。対して、比較例１の液晶組成物を用いた液晶パネルでは、実施例１～３の液晶組成物を用いた液晶パネルと比べＶＨＲが低下することが分かった。
　以上の結果から、本発明のいくつかの態様が有用であることが分かった。
　本発明の一態様は、良好な表示画質と、低消費電力とを両立する液晶パネルを実現することが必要な液晶組成物などに適用することができる。
　１…液晶表示装置、１１…液晶パネル、１００…素子基板（一対の基板）、２００…対向基板（一対の基板）、１０４…半導体層、１１１，２１６…配向膜、３００…液晶層、４００…シール部、４３０…制御装置、１０００，１２００…基板、ＬＣ…液晶組成物

Claims (16)

  1. 　液晶分子を含む液晶組成物であって、
    　前記液晶分子は、下記式（Ａ）で表される第１液晶分子を前記液晶分子全体に対して１７ｍｏｌ％以上含む液晶組成物。
    　　Ｒ１－Ｒ２ ｘ－Ｒ３－Ｒ４ ｙ－Ｒ５　…（Ａ）
    （式中、Ｒ１，Ｒ５は、炭素数１から８の直鎖アルキル基である。
    　Ｒ２，Ｒ４は、trans－１，４－シクロへキシレン基または１，４－フェニレン基である。複数のＲ２，Ｒ４は、互いに同一でも異なっていてもよい。
    　Ｒ３は、trans－１，４－シクロへキシレン基、１，４－フェニレン基、２，３－ジフルオロ－trans－１，４－シクロへキシレン基、２，３－ジフルオロ－１，４－フェニレン基、２，３－ジクロロ－trans－１，４－シクロへキシレン基または２，３－ジクロロ－１，４－フェニレン基である。
    　ｘは０から３の整数であり、ｙは０から３の整数である。）
  2. 　前記第１液晶分子を前記液晶分子全体に対して５０ｍｏｌ％以上含む請求項１に記載の液晶組成物。
  3. 　分子内にアルコキシ基を有する第２液晶分子を、前記液晶分子全体に対して５０ｍｏｌ％未満含む請求項１または２に記載の液晶組成物。
  4. 　前記第１液晶分子と、上記式（Ａ）で表され前記第１液晶分子とは異なる第３液晶分子とを含み、
    　前記第１液晶分子におけるＲ２基およびＲ４基の合計数と、前記第３液晶分子におけるＲ２基およびＲ４基の合計数と、が等しく、
    　前記第１液晶分子におけるＲ１基の炭素数およびＲ５基の炭素数の合計と、前記第３液晶分子におけるＲ１基の炭素数およびＲ５基の炭素数の合計との差が１である請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶組成物。
  5. 　前記第１液晶分子におけるＲ２基の数と、前記第３液晶分子におけるＲ２基の数とが等しく、
    　前記第１液晶分子におけるＲ４基の数と、前記第３液晶分子におけるＲ４基の数とが等しく、
    　前記第１液晶分子におけるＲ１基の炭素数およびＲ５基の炭素数の合計と、前記第３液晶分子におけるＲ１基の炭素数およびＲ５基の炭素数の合計との差が１であり、
    　前記第１液晶分子におけるＲ２基と前記第３液晶分子におけるＲ２基、前記第１液晶分子におけるＲ３基と前記第３液晶分子におけるＲ３基、前記第１液晶分子におけるＲ４基と前記第３液晶分子におけるＲ４基がそれぞれ同種である請求項４に記載の液晶組成物。
  6. 　前記第１液晶分子におけるＲ２基、Ｒ３基およびＲ４基の合計数と、前記第３液晶分子におけるＲ２基、Ｒ３基およびＲ４基の合計数と、がいずれも３であり、
    　前記第１液晶分子におけるＲ１基、Ｒ５基、前記第３液晶分子におけるＲ１基、Ｒ５基のいずれか１つがｎ－プロピル基である請求項５に記載の液晶組成物。
  7. 　一対の基板と、
    　前記一対の基板に挟持された液晶層と、
    　前記一対の基板に挟持され前記液晶層の周囲に配置されたシール部と、を少なくとも有し、
    　前記一対の基板は、それぞれ前記液晶層側の面に配向膜が設けられ、
    　前記液晶層が、請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶組成物を形成材料とする液晶パネル。
  8. 　前記シール部が、硬化性樹脂を形成材料とする請求項７に記載の液晶パネル。
  9. 　前記配向膜が、光官能基を有する高分子材料を形成材料とし、
    　前記光官能基は、光を吸収して分解する請求項７または８に記載の液晶パネル。
  10. 　前記一対の基板のいずれか一方は、電極と、前記電極に印加する電圧を制御する駆動用ＴＦＴとを有し、
    　前記駆動用ＴＦＴは、酸化物半導体を形成材料とする半導体層を有する請求項７から９のいずれか１項記載の液晶パネル。
  11. 　請求項７から１０のいずれか１項に記載の液晶パネルと、
    　前記液晶パネルに駆動信号を供給する制御装置と、を有する液晶表示装置。
  12. 　前記制御装置は、前記液晶パネルに対し６０Ｈｚ未満の前記駆動信号を供給する請求項１１に記載の液晶表示装置。
  13. 　前記制御装置は、前記液晶パネルに対し３０Ｈｚ未満の前記駆動信号を供給する請求項１１に記載の液晶表示装置。
  14. 　請求項７から１０のいずれか１項に記載の液晶パネルと、
    　前記液晶パネルに駆動信号を供給する制御装置と、を有する電子機器。
  15. 　前記制御装置は、前記液晶パネルに対し６０Ｈｚ未満の前記駆動信号を供給する請求項１４に記載の電子機器。
  16. 　前記制御装置は、前記液晶パネルに対し３０Ｈｚ未満の前記駆動信号を供給する請求項１４に記載の電子機器。
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