(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、液晶組成物の粘度の温度依存性を考慮し、動画特性に優れた液晶表示装置を提供する。【解決手段】所定構造の液晶表示装置の液晶組成物として、以下の構造のものを用いる。（ここで、Ｘ1，Ｘ2は、アルキル基，アルケニル基，アルコキシ基，アルケニルオキシ基、またはそれらがフッ素化された置換基，ハロゲン原子，シアノ基，ニトロ基，イソチアシアン基を表す。Ｐは独立にフッ素原子，水素原子又はアルキル基を表す。Ａ，Ｂはそれぞれ独立に単結合で構成される構造の、−ＣＦ2Ｏ−，−ＣＨ2ＣＨ2−，−ＣＨ2Ｏ−，−ＣＦ2−ＣＨ2− を表す。Ｚ1，Ｚ2，Ｚ3は六員環からなる分子団でありベンゼン環，シクロヘキサン環，フッ素化されたベンゼン環、又はフッ素化されたシクロヘキサン環を表す。ｍ，ｏはそれぞれ０又は１を表す。ｎは１又は２を表す。）2008015286.tif 000045【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板と、
前記一対の基板間に配置する液晶層と、
前記一対の基板の少なくとも一方に配置し前記液晶層に電界を印加する電極群と、
前記基板の一方に配置するカラーフィルターと、
前記基板の少なくとも一方に配置する偏光板と、を有し、
前記液晶層は、前記基板に対し略垂直方向の厚みの異なる２以上の領域を有し、
前記液晶層の液晶組成物は式１の化合物を１種類以上含む
液晶表示装置。
（ここで、Ｘ1，Ｘ2は、アルキル基，アルケニル基，アルコキシ基，アルケニルオキシ基、またはそれらがフッ素化された置換基，ハロゲン原子，シアノ基，ニトロ基，イソチアシアン基を表す。Ｐは独立にフッ素原子，水素原子又はアルキル基を表す。Ａ，Ｂはそれぞれ独立に単結合で構成される構造の、−ＣＦ2Ｏ−，−ＣＨ2ＣＨ2−，−ＣＨ2Ｏ−，
−ＣＦ2−ＣＨ2− を表す。Ｚ1，Ｚ2，Ｚ3は六員環からなる分子団でありベンゼン環，シクロヘキサン環，フッ素化されたベンゼン環、又はフッ素化されたシクロヘキサン環を表す。ｍ，ｏはそれぞれ０又は１を表す。ｎは１又は２を表す。）
【化１】
2008015286.tif 000038
【請求項２】
前記カラーフィルターは、赤色，緑色，青色のカラーフィルターを有し、
前記赤色，緑色、又は青色のカラーフィルターの、前記基板に対し垂直方向の厚みが異なることにより、前記液晶層の厚みに異なる２以上の領域が形成される請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記緑色，赤色及び青色のカラーフィルターの厚みがそれぞれで独立の厚さで形成した請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記液晶層の厚みの異なる領域における厚さｄ１，ｄ２と、
前記厚さｄ１の領域における前記液晶組成物の黒表示から白表示までの光学応答時間τとが、下式の関係を満たす請求項２に記載の液晶表示装置。
ｄ１／ｄ２≧√（０.３４／τ＋１）
【請求項５】
前記液晶組成物に第二の成分として含まれる化合物は｜Δε｜≦２であり、かつ分子量が２５０以下である請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記式１の化合物は式２で表される化学構造である請求項２に記載の液晶表示装置。
（ここで、Ｘ1，Ｘ2は、アルキル基，アルケニル基，アルコキシ基，アルケニルオキシ基、またはそれらがフッ素化された置換基，ハロゲン原子，シアノ基，ニトロ基，イソチアシアン基を表す。Ｐは独立にフッ素原子，水素原子又はアルキル基を表す。）
【化２】
2008015286.tif 000039
【請求項７】
一対の基板と、
前記一対の基板間に配置する液晶層と、
前記一対の基板の少なくとも一方に配置し前記液晶層に電界を印加する電極群と、
前記一対の基板の少なくとも一方に配置する偏光板と、を有し、
前記液晶層の液晶組成物は式１の化合物を１種類以上含み、
前記一対の基板の一方には反射板が配置され、各画素内において反射領域及び透過領域が形成される液晶表示装置。
（ここで、Ｘ1，Ｘ2は、アルキル基，アルケニル基，アルコキシ基，アルケニルオキシ基、またはそれらがフッ素化された置換基，ハロゲン原子，シアノ基，ニトロ基，イソチアシアン基を表す。Ｐは独立にフッ素原子，水素原子又はアルキル基を表す。Ａ，Ｂはそれぞれ独立に単結合で構成される構造の、−ＣＦ2Ｏ−，−ＣＨ2ＣＨ2−，−ＣＨ2Ｏ−，
−ＣＦ2−ＣＨ2− を表す。Ｚ1，Ｚ2，Ｚ3は六員環からなる分子団でありベンゼン環，シクロヘキサン環，フッ素化されたベンゼン環、又はフッ素化されたシクロヘキサン環を表す。ｍ，ｏはそれぞれ０又は１を表す。ｎは１又は２を表す。）
【化３】
2008015286.tif 000040
【請求項８】
前記反射板は電極として機能する請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記液晶層の前記基板に対し垂直方向の厚みは、前記透過領域に比べ前記反射領域において薄く形成される請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記反射領域において一対の基板の一方には、基板面に対し絶縁膜を配置し、前記配置した絶縁膜の膜厚により、前記液晶層の厚みが、前期透過領域と反射領域で異なる領域が形成される請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記液晶層の厚みの異なる領域における厚さｄ１，ｄ２と、
前記厚さｄ１の領域における前記液晶組成物の黒表示から白表示までの光学応答時間τとが、下式の関係を満たす請求項１０に記載の液晶表示装置。
ｄ１／ｄ２≧√（０.３４／τ＋１）
【請求項１２】
前記液晶組成物に第二の成分として含まれる化合物は｜Δε｜≦２であり、かつ分子量が２５０以下である請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記式１の化合物は式２で表される化学構造である請求項７に記載の液晶表示装置。
（ここで、Ｘ1，Ｘ2は、アルキル基，アルケニル基，アルコキシ基，アルケニルオキシ基、またはそれらがフッ素化された置換基，ハロゲン原子，シアノ基，ニトロ基，イソチアシアン基を表す。Ｐは独立にフッ素原子，水素原子又はアルキル基を表す。）
【化４】
2008015286.tif 000041
【請求項１４】
一対の基板と、
前記一対の基板間に配置する液晶層と、
前記一対の基板の少なくとも一方に配置し前記液晶層に電界を印加する電極群と、
前記基板の少なくとも一方に配置する偏光板と、を有し、
前記液晶層の液晶組成物は式１の化合物のうち１種類以上の化合物を含み、かつ式３の化合物を含む液晶表示装置。
（ここで、Ｘ1，Ｘ2は、アルキル基，アルケニル基，アルコキシ基，アルケニルオキシ基、またはそれらがフッ素化された置換基，ハロゲン原子，シアノ基，ニトロ基，イソチアシアン基を表す。Ｐは独立にフッ素原子，水素原子又はアルキル基を表す。Ａ，Ｂはそれぞれ独立に単結合で構成される構造の、−ＣＦ2Ｏ−，−ＣＨ2ＣＨ2−，−ＣＨ2Ｏ−，
−ＣＦ2−ＣＨ2− を表す。Ｚ1，Ｚ2，Ｚ3は六員環からなる分子団でありベンゼン環，シクロヘキサン環，フッ素化されたベンゼン環、又はフッ素化されたシクロヘキサン環を表す。ｍ，ｏはそれぞれ０又は１を表す。ｎは１又は２を表す。）
【化５】
2008015286.tif 000042
【化６】
2008015286.tif 000043
【請求項１５】
一対の基板と、
前記一対の基板間に配置する液晶層と、
前記一対の基板の少なくとも一方に配置し前記液晶層に電界を印加する電極群と、
前記基板の少なくとも一方に配置する偏光板と、を有する液晶パネルと、
前記液晶パネルに光を供給する照明用部材と、を有し
前記照明用部材は、前記液晶パネル面内において、複数の領域ごとに独立に発光輝度を制御し、
前記液晶層の液晶組成物は式１の化合物を１種類以上含む液晶表示装置。
（ここで、Ｘ1，Ｘ2は、アルキル基，アルケニル基，アルコキシ基，アルケニルオキシ基、またはそれらがフッ素化された置換基，ハロゲン原子，シアノ基，ニトロ基，イソチアシアン基を表す。Ｐは独立にフッ素原子，水素原子又はアルキル基を表す。Ａ，Ｂはそれぞれ独立に単結合で構成される構造の、−ＣＦ2Ｏ−，−ＣＨ2ＣＨ2−，−ＣＨ2Ｏ−，
−ＣＦ2−ＣＨ2− を表す。Ｚ1，Ｚ2，Ｚ3は六員環からなる分子団でありベンゼン環，シクロヘキサン環，フッ素化されたベンゼン環、又はフッ素化されたシクロヘキサン環を表す。ｍ，ｏはそれぞれ０又は１を表す。ｎは１又は２を表す。）
【化７】
2008015286.tif 000044
【請求項１６】
前記照明用部材は複数の光源を有し、前記複数の光源は領域ごとに独立に発光輝度を制御する請求項１５に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記光源はＬＥＤ光源である請求項１５に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記照明用部材又は前記照明用部材を保持する筐体に、前記照明用部材から発生する熱を外部に排出するためのファン，空冷ヒートシンク，ヒートパイプ、又は液体冷却式ヒートシンクを配置する請求項１５に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶材料に関連し、更に動画質を改善した液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、一対の基板間に充填された液晶層の液晶分子に電界を印加し、このときの液晶分子配向方向変化による液晶光学特性の変化を利用して表示する。この液晶表示装置は、大型の液晶ＴＶ，ＰＣ用モニタから、中小型のカーナビゲーションシステムや携帯電話，ＰＤＡの表示部分として広く用いられている。しかし、液晶表示装置では電界を印加してから液晶分子配向方向が変化するまで有限の時間をとり、この時間(＝応答時間)が長いと動画質が劣化することが問題とされている。このような応答速度は液晶層を構成する液晶組成物として、どのような構造を選択するかにより影響を受ける。即ち、粘度の大きい液晶組成物を用いると応答速度は遅くなり、逆に粘度の低いものを用いると応答速度は速くなる。
【０００３】
下記特許文献１，特許文献２では液晶表示素子として要求される各種の特性から、表示装置に適当な液晶組成物の構造を開示している。特許文献１では、液晶相温度範囲を広げること、低粘性，低しきい値電圧，高安定性，他の液晶化合物との相溶性の向上といった観点から液晶性化合物を選択し、その化学構造を列挙しています。また、特許文献２においても、低電圧駆動，高精細表示，高コントラスト比，高視角特性，低温応答特性等を向上する液晶化合物が選択されており、特に応答速度向上のため、低粘性の液晶組成物の採用について述べられている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３２８７２８８号
【特許文献２】特許第３１７８８９０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで上記した液晶組成物の粘度は指数関数的な温度依存性を有し、温度が低いと粘度は増大する。したがって液晶の応答速度も温度変化による影響を受けることとなる。近年、携帯用や車載用のディスプレイなど、液晶表示装置が広い温度環境で使用されることが多く、液晶表示装置の動画質を検討する上で、単に応答速度の向上というだけでなく、応答速度の温度依存性についても検討する必要がある。上記した特許文献１，２では、液晶組成物の粘度について、温度依存性との関係から最適な構造を選択することは行われていない。
【０００６】
このような液晶組成物の粘度の温度特性は、デバイスとして検討したときに、より大きな問題となる。近年のＴＶ用途の液晶表示装置では、表示面が大型化していること、またバックライトの発光量を増大し高輝度化していることから、バックライトの発熱量が増大している。これにより、液晶表示面内の温度を均一にすることは困難であり、液晶層の面内での温度分布が生じることとなる。またバックライトとして、冷陰極管の代わりに発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた場合、点光源である複数のＬＥＤそれぞれを独立に調光制御する技術が提案されている。このようにバックライトを領域ごとに制御する技術では、液晶層の面内での温度分布が高くなり、温度依存性の大きい液晶組成物では、表示画面内の領域ごとに応答速度が変化してしまい、動画表示が劣化する問題が生じることとなる。
【０００７】
またデバイスとしての応答速度τは、弾性定数の温度依存性を無視して考えると液晶組成物の粘性η×(液晶層の厚みｄ)2 に比例する。赤，緑，青の画素でカラーフィルター膜厚を異ならせるマルチギャップ構造の液晶表示装置や、反射部分と透過部分での光学特性を合わせるために、それぞれの部分の液晶層の厚さを異ならせている半透過型の液晶表示装置では、液晶層の厚みの異なる領域で応答速度に差が出ることとなる。液晶組成物の粘性が温度により大きく変化するようであれば、このような液晶表示装置は温度により領域ごとの動画特性が大きく崩れるという問題が生じる。
【０００８】
以上のような、表示面内の温度不均一性による部分的な動画質の悪化、および、低温動作時の液晶層厚の異なる領域間での動画質の差の拡大は、応答時間の温度依存性、すなわち液晶材料粘度の温度依存性に起因されるものであるが、これを改善する手段は、見いだされていない。そして、これらの問題は、液晶材料の電気光学特性を用いて表示する装置、たとえば、ツイステッドネマチック（ＴＮ）方式や、バーティカルアライメント(ＶＡ)方式，電界制御複屈折（ＥＣＢ）方式に代表されるように、上下基板にそれぞれ電極を配置し、基板平面に対してほぼ垂直な電界を印加するものや、上下基板のうち一方の基板上に櫛歯上の電極を配置し、電界の印加方向を基板の面内方向に対してほぼ平行として、液晶の複屈折性の変化を利用した表示方式の横電界（ＩＰＳ）方式などの液晶表示装置全体に共通するものである。
【０００９】
本発明では、異なる画素、あるいは同一の画素内で、液晶層の厚さがことなる液晶表示装置の様に、異なる画素間、同一の画素内で液晶の応答時間が異なる場合、温度が低下したときの応答時間の差を低減、あるいは、液晶表示装置の表示面の表面温度が不均一の場合に生じる高温部分と低温部分の応答時間の差の様な、応答時間の温度依存性を低減し、ＶＡ方式，ＩＰＳ方式など液晶表示方式によらず良好な動画質を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は、下記の構成を有する。
【００１１】
本発明における液晶表示装置の基本的構成は、一対のガラス基板間に液晶材料が挟持されており、さらにそのガラス基板の相対する面上の少なくとも一方に、薄膜ＴＦＴで形成される能動素子とそれを駆動するための配線、および、電極を形成された液晶表示素子がアレイ状に形成されている。
【００１２】
そして第一の発明の構成は、その液晶表示素子は、環境光や冷陰極管などの照明機器からの外光を透過させている領域のように実際に液晶材料の光学特性が変調される領域において、基板面垂直方向に対しての液晶層の厚さが異なるか、あるいは、赤，青，緑を表示する液晶表示素子のようにそれぞれが隣接してそれぞれが独立の液晶表示素子で実際に液晶材料の光学特性が変調される領域において基板面垂直方向に対しての液晶層の厚さが異なっており、そのような液晶表示装置の液晶層には、式１で表される化合物を一種類以上含有する。ここで、Ｘ1，Ｘ2は、アルキル基，アルケニル基，アルコキシ基，アルケニルオキシ基、あるいはそれらがフッ素化された置換基，ハロゲン原子，シアノ基，ニトロ基，イソチアシアン基である。Ｐは独立にフッ素原子もしくは水素原子もしくはアルキル基を表す。Ａ，Ｂはそれぞれ独立に単結合で構成される構造の、−ＣＦ2Ｏ−,−ＣＨ2ＣＨ2−，−ＣＨ2Ｏ−，−ＣＦ2−ＣＨ2−であり、Ｚ1，Ｚ2，Ｚ3は、六員環からなる分子団であってベンゼン環あるいはシクロヘキサン環、あるいはフッ素化されたベンゼン環，シクロヘキサン環であり、ｍ，ｏは０，１、ｎは１，２である。
【００１３】
【化１】
2008015286.tif 000002
【００１４】
このような分子構造の化合物に至った経緯は、これまでに鋭意検討し、架橋構造が、単結合で構成される構造、すなわち−ＣＦ2Ｏ−，−ＣＨ2ＣＨ2−，−ＣＨ2Ｏ−，−ＣＦ2−ＣＨ2−から選択される構造であると、応答の温度依存性が小さくなることを明らかにしたことによる。しかし、同時に架橋構造が単結合で構成される構造であると、液晶性を示す液晶相−等方相転移温度が低下することも明らかとなった。そこで、応答の温度依存性の低減と、液晶性向上を両立するために、本発明の化合物の構造は式１に示されるように、Ａ，Ｂに−ＣＦ2Ｏ−，−ＣＨ2ＣＨ2−，−ＣＨ2Ｏ−，−ＣＦ2−ＣＨ2−から選択される単結合で構成される架橋構造を分子内に二カ所有することを特徴とする。ここでいう架橋構造とは、独立した二つのベンゼン環やシクロヘキサン環、あるいは、それら環上の水素原子がフッ素原子で置換された分子団をつなぐ分子構造であって、分子構造の末端に結合される構造ではない。
【００１５】
より具体的には、特にＩＰＳ方式やＴＮ方式などでは、正のΔεを有する様な下記に示す構造が望ましい。このとき、Ｘ1 はアルキル基，アルケニル基，アルコキシ基，アルケニルオキシ基、あるいはそれらがフッ素化された置換基，ハロゲン原子，シアノ基，ニトロ基，イソチアシアン基であり、Ｐは独立にフッ素原子もしくは水素原子もしくはアルキル基を表す。
【００１６】
【化２】
2008015286.tif 000003
【００１７】
【化３】
2008015286.tif 000004
【００１８】
【化４】
2008015286.tif 000005
【００１９】
【化５】
2008015286.tif 000006
【００２０】
【化６】
2008015286.tif 000007
【００２１】
【化７】
2008015286.tif 000008
【００２２】
【化８】
2008015286.tif 000009
【００２３】
【化９】
2008015286.tif 000010
【００２４】
またＶＡ方式などでは負のΔεを有するような下記に示す構造が望ましい。
【００２５】
【化１０】
2008015286.tif 000011
【００２６】
【化１１】
2008015286.tif 000012
【００２７】
【化１２】
2008015286.tif 000013
【００２８】
【化１３】
2008015286.tif 000014
【００２９】
上記構造以外であっても、式１に示される構造において、ＰおよびＸ1，Ｘ2の構造を、本発明の通り選択することにより、ＩＰＳ，ＴＮ，ＥＣＢ，ＶＡなどの表示方式に適したΔεを実現でき、表示方式によらず、応答時間の温度依存性改善を図ることができる。また液晶層の厚さは、一般的な液晶表示素子の光学特性から、液晶材料の屈折率異方性と液晶層の厚さとの積が０.２４から０.５となるように設定することが望ましい。
【００３０】
さらに第二，第三の発明の構成では、第一の発明に関連し、前述の液晶表示素子内の液晶層の厚さはカラーフィルターの膜厚で制御される。この液晶層厚が異なる領域においては、それぞれ応答時間が異なるので、温度変化したとき、特に温度が低下した場合には応答時間の差が大きくなってくる。
【００３１】
そこで第四の発明においては、少なくとも異なる厚さの液晶層の液晶表示素子における厚さをｄ１，ｄ２とするとき、ｄ１での黒−白間の光学応答時間τとの関係が、主観評価の結果から導き出された下式で表されることを規定する。
【００３２】
ｄ２／ｄ１≧√(０.３４／τ＋１)
第一の発明では、式１に記載される化合物が第一の成分として液晶層に含まれるが、第五の発明では、第二の成分として、｜Δε｜≦２で且つその分子量が２５０以下である化合物を含有することを特徴とする。このような化合物としては、式３に示される化合物であることが望ましく、より具体的には、ビフェニル骨格もしくは、フェニルシクロヘキサン骨格、あるいはビシクロヘキサン骨格の液晶化合物で、且つ｜Δε｜≦２で且つその分子量が２５０以下となる化合物が望ましい。
（ここで、Ｘ1，Ｘ2は、アルキル基，アルケニル基，アルコキシ基，アルケニルオキシ基、またはそれらがフッ素化された置換基，ハロゲン原子，シアノ基，ニトロ基，イソチアシアン基を表す。Ｚ1，Ｚ2は六員環からなる分子団でありベンゼン環，シクロヘキサン環、フッ素化されたベンゼン環、又はフッ素化されたシクロヘキサン環を表す。）
【００３３】
【化１４】
2008015286.tif 000015
【００３４】
図１は、液晶化合物，液晶組成物の粘度とΔεの関係を表した図である。この図中に△でプロットされるのは、第一の発明の代表的な構造の化合物の物性を表している。これらの化合物は粘度が１００ｍＰａ・sec 前後である。一方、●でプロットされる液晶化合物と液晶組成物は、Δεが減少すると粘度は減少傾向にあり、｜Δε｜≦２ではおおよそ粘度の減少がおおよそ飽和している。つまり、第一の発明の代表的な構造の化合物と|Δε|≦２の液晶化合物と組み合わせることにより、組成物としての粘度をもっとも効率よく低減することができる。
【００３５】
さらに図２は、分子量と粘度の関係を示したものである。図中において●は｜Δε｜≦２の液晶化合物であり、△は、第一の発明の代表的な構造の化合物を表している。この結果から、｜Δε｜≦２でおおよそ粘度の減少がおおよそ飽和している化合物は、おおよそ分子量２５０以下の化合物であることがわかる。従って、第一の発明に記載される化合物が含まれる液晶組成物には、第二の成分として｜Δε｜≦２でかつ分子量が２５０以下の化合物であることが望ましい。
【００３６】
第六の発明は、液晶層に含有される第一の成分である式１に示される構造において、具体的な化合物として式２で表される構造の化合物を液晶層に少なくとも一種類以上含有することを特徴とする。ここで、Ｘ1，Ｘ2は、アルキル基，アルケニル基，アルコキシ基，アルケニルオキシ基、あるいはそれらがフッ素化された置換基，ハロゲン原子，シアノ基，ニトロ基，イソチアシアン基であり、Ｐは独立にフッ素原子もしくは水素原子もしくはアルキル基を表す。
【００３７】
【化１５】
2008015286.tif 000016
【００３８】
第七の発明の構成は、一対の基板と、前記一対の基板間に配置する液晶層と、前記一対の基板の少なくとも一方に配置し前記液晶層に電界を印加する電極群と、前記一対の基板の少なくとも一方に配置する偏光板と、を有し、前記液晶層の液晶組成物は式１の化合物を１種類以上含み、前記一対の基板の一方には反射板が配置され、各画素内において反射領域及び透過領域が形成されることを特徴とする。ここで、Ｘ1，Ｘ2は、アルキル基，アルケニル基，アルコキシ基，アルケニルオキシ基、またはそれらがフッ素化された置換基，ハロゲン原子，シアノ基，ニトロ基，イソチアシアン基を表す。Ｐは独立にフッ素原子，水素原子又はアルキル基を表す。Ａ，Ｂはそれぞれ独立に単結合で構成される構造の、−ＣＦ2Ｏ−，−ＣＨ2ＣＨ2−，−ＣＨ2Ｏ−，−ＣＦ2−ＣＨ2−を表す。Ｚ1，Ｚ2，
Ｚ3 は六員環からなる分子団でありベンゼン環，シクロヘキサン環，フッ素化されたベンゼン環、又はフッ素化されたシクロヘキサン環を表す。ｍ，ｏはそれぞれ０又は１を表す。ｎは１又は２を表す。
【００３９】
【化１６】
2008015286.tif 000017
【００４０】
さらに第八の発明は、前記反射板が、電極として機能することを特徴とする。また、第九の発明は、液晶層の厚みは、透過領域に比べて反射領域の厚さが薄く形成されることを特徴とし、一般的な液晶表示素子の光学特性から、液晶材料の屈折率異方性と透過領域における液晶層の厚さとの積が０.２４から０.５、液晶材料の屈折率異方性と反射領域における液晶層の厚さとの積が０.１２から０.２５となるように設定することが望ましい。第十の発明は、前記反射領域における液晶層は、一対の基板の一方に、基板面に対し絶縁膜を配置し、前記配置した絶縁膜の膜厚により制御することを特徴とする。
【００４１】
また、第十一の発明は、少なくとも前記透過領域と反射領域異なる厚さの液晶層の液晶表示素子における厚さをｄ１，ｄ２とするとき、ｄ１での黒−白間の光学応答時間τとの関係が下式で表されることを規定する。
【００４２】
ｄ２／ｄ１≧√（０.３４／τ＋１）
第十二の発明では、第二の成分として、｜Δε｜≦２で且つその分子量が２５０以下である化合物を含有することを特徴とする。このような化合物としては、式３に示される化合物であることが望ましく、より具体的には、ビフェニル骨格もしくは、フェニルシクロヘキサン骨格、あるいはビシクロヘキサン骨格の液晶化合物で、且つ｜Δε｜≦２で且つその分子量が２５０以下となる化合物が望ましい。
（ここで、Ｘ1，Ｘ2は、アルキル基，アルケニル基，アルコキシ基，アルケニルオキシ基、またはそれらがフッ素化された置換基，ハロゲン原子，シアノ基，ニトロ基，イソチアシアン基を表す。Ｚ1，Ｚ2は六員環からなる分子団でありベンゼン環，シクロヘキサン環，フッ素化されたベンゼン環、又はフッ素化されたシクロヘキサン環を表す。）
【００４３】
【化１７】
2008015286.tif 000018
【００４４】
第十三の発明は、液晶層に含有される第一の成分である式１に示される構造において、具体的な化合物として式２で表される構造の化合物を液晶層に少なくとも一種類以上含有することを特徴とする。ここで、Ｘ1，Ｘ2は、アルキル基，アルケニル基，アルコキシ基，アルケニルオキシ基、あるいはそれらがフッ素化された置換基，ハロゲン原子，シアノ基，ニトロ基，イソチアシアン基であり、Ｐは独立にフッ素原子もしくは水素原子もしくはアルキル基を表す。
【００４５】
【化１８】
2008015286.tif 000019
【００４６】
第十四の発明の構成は、一対の基板と、前記一対の基板間に配置する液晶層と、前記一対の基板の少なくとも一方に配置し前記液晶層に電界を印加する電極群と、前記基板の少なくとも一方に配置する偏光板と、を有し、第一の成分として、式１の化合物で表される化合物を一種類以上含み且つ第二の成分として、式３で表される化合物を一種類以上含むことを特徴とする。
【００４７】
ここで、Ｘ1，Ｘ2は、アルキル基，アルケニル基，アルコキシ基，アルケニルオキシ基、またはそれらがフッ素化された置換基，ハロゲン原子，シアノ基，ニトロ基，イソチアシアン基を表す。Ｐは独立にフッ素原子，水素原子又はアルキル基を表す。Ａ，Ｂはそれぞれ独立に単結合で構成される構造の、−ＣＦ2Ｏ−，−ＣＨ2ＣＨ2−，−ＣＨ2Ｏ−，−ＣＦ2−ＣＨ2−を表す。Ｚ1，Ｚ2，Ｚ3 は六員環からなる分子団でありベンゼン環，シクロヘキサン環，フッ素化されたベンゼン環、又はフッ素化されたシクロヘキサン環を表す。ｍ，ｏはそれぞれ０又は１を表す。ｎは１又は２を表す。
【００４８】
【化１９】
2008015286.tif 000020
【００４９】
【化２０】
2008015286.tif 000021
【００５０】
第十五の発明の構成は、一対の基板と、前記一対の基板間に配置する液晶層と、前記一対の基板の少なくとも一方に配置し前記液晶層に電界を印加する電極群と、前記基板の少なくとも一方に配置する偏光板と、を有する液晶パネルと、前記液晶パネルに光を供給する照明用部材と、を有し前記液晶層の液晶組成物は式１の化合物を１種類以上含むことを特徴とする。ここで、Ｘ1，Ｘ2は、アルキル基，アルケニル基，アルコキシ基，アルケニルオキシ基、またはそれらがフッ素化された置換基，ハロゲン原子，シアノ基，ニトロ基，イソチアシアン基を表す。Ｐは独立にフッ素原子，水素原子又はアルキル基を表す。
Ａ，Ｂはそれぞれ独立に単結合で構成される構造の、−ＣＦ2Ｏ−，−ＣＨ2ＣＨ2−，
−ＣＨ2Ｏ−，−ＣＦ2−ＣＨ2−を表す。Ｚ1，Ｚ2，Ｚ3 は六員環からなる分子団でありベンゼン環，シクロヘキサン環，フッ素化されたベンゼン環、又はフッ素化されたシクロヘキサン環を表す。ｍ，ｏはそれぞれ０又は１を表す。ｎは１又は２を表す。
【００５１】
【化２１】
2008015286.tif 000022
【００５２】
さらに第十六の発明は、前記照明用部材、もしくは該照明用部材を保持する筐体に、該照明用部材から発生する熱を外部に排出するためのファン，空冷ヒートシンク，ヒートパイプ、又は液体冷却式ヒートシンクを配置することを特徴とする。また第十七の発明では、前記照明用部材は、複数の光源からなり、複数の光源は、独立に発光輝度を制御できることを特徴とする。この様な光源としては、従来より液晶表示装置の光源として用いられてきた冷陰極管や、無機発光ダイオードや有機発光ダイオードを面内にアレイ上に設置した物が想定されるが、このような構成においては、表示装置面内の温度が不均一となりやすいため、前記液晶化合物を液晶層に含み、照明用部材から発生させる熱を外部に排出することが望ましい。
【発明の効果】
【００５３】
本発明によれば、異なる画素、あるいは同一の画素内で、液晶層の厚さがことなる液晶表示装置の様に、異なる画素間、同一の画素内で液晶の応答時間が異なる場合、温度が低下したときの応答時間の差を低減、あるいは、液晶表示装置の表示面の表面温度が不均一の場合の高温部分と低温部分の応答時間の差を低減し、ＶＡ方式，ＩＰＳ方式など液晶表示方式によらず良好な動画質を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、本発明の実施の形態の一例として透過型ＩＰＳＬＣＤを用いた液晶表示装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお以下では、薄膜トランジスタ等のアクティブ素子を形成した基板をアクティブマトリクス基板と称する。また、その対向基板にカラーフィルターを有する場合はこれをカラーフィルター基板とも称する。
【００５５】
図３（ａ），（ｂ）は実施例１，２に実施した形態を説明する画素の模式断面図である。図３ａ−（Ａ）は平面図、図３ａ−（Ｂ）はＬ−Ｌ′線に沿った断面図、図３ａ−(Ｃ)はＭ−Ｍ′線に沿った断面図である。
【００５６】
本実施の形態の液晶表示装置では、図３で示すように、アクティブマトリクス基板としてガラス基板１０１上には、インジウム−チン−オキサイド（ＩＴＯ）からなる共通電極（コモン電極）１０３が配置され、Ｍｏ／Ａｌ（モリブデン／アルミニウム）からなる走査電極（ゲート電極）１０４および共通電極配線（コモン電極配線）１０２が共通電極
１０３に重なるように形成され、この共通電極１０３，ゲート電極１０４および共通電極配線１０２を覆うように窒化シリコンからなる絶縁膜１０７が形成されている。また、ゲート電極１０４上には、絶縁膜１０７を介してアモルファスシリコンまたはポリシリコンからなる半導体膜１１６が配置され、アクティブ素子として薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)
１１７の能動層として機能するようにされている。また、半導体膜１１６のパターンの一部に重畳するようにＣｒ・Ｍｏ（クロム／モリブデン）よりなる信号電極(ドレイン電極)１０６と画素電極配線１１８が配置され、これら全てを被覆するように窒化シリコンよりなる保護膜１０８が形成されている。
【００５７】
また、保護絶縁膜１０８を貫通してメタル（Ｃｒ・Ｍｏ）画素電極配線１１８に接続するＩＴＯ画素電極１０５が保護膜１０８上に配置されている。
【００５８】
また、図３（ａ）に示すように、平面的には一画素の領域において共通電極１０３は平板状に形成されており、画素電極１０５が櫛歯状に形成されている。
【００５９】
このように、本実施形態では共通電極１０３は保護膜１０８の下層の絶縁膜１０７のさらに下層に配置され、絶縁膜１０７上に画素電極１０５が配置された構成となっている。これらの複数の画素電極１０５と一枚の共通電極１０３とに挟まれた領域で、一画素が構成される構造となっている。また、以上のように構成した単位画素をマトリクス状に配置したアクティブマトリクス基板の表面、すなわち、画素電極１０５が形成された保護膜
１０８上には配向制御膜１０９が形成されている。
【００６０】
一方、図３（ｂ）に示されたように、対向基板を構成するガラス基板１０１には、カラーフィルター１１１が遮光膜（ブラックマトリクス）１１３で画素ごとに区切られて配置され、またカラーフィルター１１１および遮光膜（ブラックマトリクス）１１３上は配向制御膜１０９が形成されてカラーフィルター基板を構成している。このときカラーフィルターは、赤，青，緑の各色で顔料の透過率や色純度を高めるために膜厚がそれぞれ異なっており、結果として液晶層の厚さが異なっている。
【００６１】
アクティブマトリクス基板と対向電極を構成するガラス基板１０１が、配向制御膜109の面で対向配置され、これらの間に液晶層１１０が配置されているように構成されている。また、アクティブマトリクス基板および対向電極を構成するカラーフィルター基板のガラス基板１０１の外側の面のそれぞれには、偏光板１１４が形成されている。
【００６２】
以上のようにして薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置（すなわち、ＴＦＴ液晶表示装置）が構成される。このＴＦＴ液晶表示装置では、液晶層110は、電界無印加時には対向配置されているガラス基板１０１面にほぼ平行に配向された状態となり、光配向処理で規定された初期配向方向に向いた状態でホモジニアス配向している。ここで、ゲート電極１０４に電圧を印加して薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をオンにすると、画素電極１０５と共通電極１０３の間の電位差により液晶組成物層に電界が印加され、液晶組成物が持つ誘電異方性と電界との相互作用により液晶組成物層を構成する液晶層１１０は電界方向にその向きを変える。このとき液晶組成物層の屈折異方性と偏光板
１１４の作用により本液晶表示装置の光透過率を変化させ表示を行うことができる。
【実施例１】
【００６３】
以下、第１実施例について図３（ａ），（ｂ）を参照して詳細に説明する。
【００６４】
本発明の第１実施例である液晶表示装置の製造において、アクティブマトリクス基板を構成するガラス基板１０１および対向基板（カラーフィルター基板）を構成するガラス基板１０１として、厚みが０.７mm で表面を研磨したガラス基板を用いる。ガラス基板101に形成する薄膜トランジスタ１１７は画素電極配線１１８，信号電極１０６，走査電極
１０４及び半導体膜１１６から構成される。共通電極１０３，画素電極配線１２１はITOをパターニングして形成し、走査電極１０４，共通電極配線１２０および信号電極１０６はすべてクロム膜をパターニングして形成した。絶縁膜１０７と保護膜１０８は窒化珪素からなり、膜厚はそれぞれ０.３μｍ とした。
【００６５】
次に、フォトリソグラフィ，エッチング処理により、画素電極配線１１８までスルーホールを形成し、画素電極配線１１８と接続するＩＴＯ画素電極１０５を櫛歯状にパターニングして形成した。画素電極１０５の櫛歯電極の間隔は５μｍとした。ここで、ＩＴＯ画素電極１０５を形成する過程において、電極厚さ（ｘ）が約７０ｎｍの電極薄膜を形成した。このような画素を１０２４×３（Ｒ，Ｇ，Ｂに対応）本の信号電極１０６と７６８本の走査電極１０４とからアレイ状に構成し、１０２４×３×７６８個とするアクティブマトリクス基板を形成した。次にポリアミック酸ワニスの溶液を印刷形成し、２２０℃で
３０分焼成して約１００ｎｍのポリイミド配向制御膜を形成する。その後、ラビング操作により、その表面に液晶配向制御能を付与した。
【００６６】
同様に、もう一方のカラーフィルターが形成された対向基板を構成するガラス基板101の表面にフォトリソグラフィ，エッチング処理により樹脂からなる柱状スペーサを形成した。その表面にアクティブマトリクス基板と同様のポリアミック酸ワニスを印刷形成し、２２０℃で３０分の熱処理を行い、約１００ｎｍのポリイミド膜配向制御膜１０９を形成、さらに、ラビング操作を実施、その表面に液晶配向制御能を付与した。このカラーフィルターが形成された対向基板を構成するガラス基板１０１に形成される赤，緑，青の画素部分のカラーフィルターそれぞれの平均膜厚は、顔料のスペクトルとカラーバランスを勘案して２.２μｍ，２.０μｍ，２.２μｍとした。
【００６７】
次に、これらの２枚のガラス基板１０１をそれぞれの液晶配向能を有する配向制御膜
１０９を有する表面を相対向させて、周辺部にシール剤を塗布し、液晶表示装置となる液晶表示装置を組み立てた。２枚のガラス基板の液晶配向方向は互いにほぼ並行で、かつ印加電界方向とのなす角度を７５゜とした。
【００６８】
そして市販のフッ素系液晶組成物（Ｔｎｉ：８１.７℃，Δｎ：０.０８３，Δε：8.0，η（２０℃）：３１ｃｐ）に、第一の発明に記載の化合物のなかで代表的な化合物の例として、式１６から式１９に示す化合物を合成、おおよそ５重量％ずつ添加した液晶組成物を調整(Ｔｎｉ：７４.４℃，Δｎ：０.０９１，Δε：８.１,η（２０℃）：３１ｃｐ)、真空封入により組み立てた液晶表示装置に注入した。
【００６９】
なお、本実施例では代表的な化合物を４種類を５％ずつ添加したが、これは、低温での相溶性向上させるためである。従って実際には本発明で規定される構造の化合物一種類を任意の量だけ添加してもよく、これにより本発明で期待される効果を得られる。
【００７０】
この液晶表示パネルのリタデーション（Δｎｄ）は、約０.３８μｍ となる。この液晶表示パネルを２枚の偏光板１１４で挾み、一方の偏光板の偏光透過軸を上記の液晶配向方向とほぼ平行とし、他方をそれに直交するように配置した。その後、駆動回路，バックライトなどを接続してモジュール化し、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を得た。本実施例では低電圧で暗表示，高電圧で明表示となるノーマリークローズ特性とした。
【００７１】
この液晶表示装置の赤，青の画素と緑の画素の２５℃と−２０℃における白階調から黒階調への立ち下がりの応答時間を測定した結果とその差分の応答時間Δを表１に示した。なお本明細書中に記載の応答時間とは、特に断りのない限り出発階調（本実施例では白階調）と到達階調（本実施例では黒階調）に至る輝度緩和において、出発階調と到達階調の輝度をそれぞれ０％と１００％に規格化、輝度１０％から９０％に変化するまでの時間と定義する。
【００７２】
【表１】
2008015286.tif 000023
【００７３】
【化２２】
2008015286.tif 000024
【００７４】
【化２３】
2008015286.tif 000025
【００７５】
【化２４】
2008015286.tif 000026
【００７６】
【化２５】
2008015286.tif 000027
【００７７】
〔比較例１〕
実施例１に記載の液晶表示装置と同様にして、アクティブマトリクス基板とカラーフィルターを形成の対向基板を作成，組み立てたのち、市販のフッ素系液晶組成物（Ｔｎｉ：８１.７℃，Δｎ：０.０８３，Δε：８.０，η（２０℃）：３１ｃｐ）を真空封入により注入した。この液晶表示パネルのリタデーション（Δｎｄ）は、約０.３５μｍ となる。この液晶表示パネルを２枚の偏光板１１４で挾み、一方の偏光板の偏光透過軸を上記の液晶配向方向とほぼ平行とし、他方をそれに直交するように配置した。その後、駆動回路，バックライトなどを接続してモジュール化し、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を得た。
【００７８】
この液晶表示装置の赤，青の画素と緑の画素の２５℃と−２０℃における白階調から黒階調への立ち下がりの応答時間を測定した結果とその差分の応答時間Δを表２に示す。
【００７９】
【表２】
2008015286.tif 000028
【００８０】
比較例１，実施例１のいずれも、カラーフィルターの膜厚が異なる赤，青の画素と緑の画素で液晶層の厚さが異なるために、それぞれの応答時間が異なっている。比較例１では、２５℃において、赤，青の画素と緑の画素での応答時間の差は３.７ｍｓ であるが、−２０℃では６３ｍｓとなり、赤，青の画素と緑の画素で応答時間の差が大きくなる。目視評価の結果、低温では動画表示における色再現性が劣化していることを確認した。一方、実施例１では、２５℃における、赤，青の画素と緑の画素での応答時間の差は３.６ｍｓ と比較例１とほぼ等しいが、−２０℃では４３ｍｓと改善していることが判る。また応答時間の絶対値も−２０℃で大幅な改善が図られており、目視評価の結果、動画性能，動画表示における色再現性改善したことを確認できた。以上の結果のように第一の発明の効果により、比較例１における各画素の応答時間に比べて、実施例１のそれは改善されており、応答の温度依存性が低減されていることが判る。また、第二から第四の発明の効果により、赤と緑の画素のような液晶層の厚さが異なる領域における応答時間の差は、比較例１に比べて実施例１では改善されていることが判る。
【実施例２】
【００８１】
実施例１に記載の液晶表示装置と同様にして、アクティブマトリクス基板とカラーフィルターを形成の対向基板を作成，組み立てたのち、実施例１で使用した液晶組成物に、第五の発明で規定される液晶化合物の代表例として式２，式３に示す化合物をそれぞれ１０重量％ずつ添加した液晶組成物を調整，真空封入により注入した。この液晶表示パネルを２枚の偏光板１１４で挾み、一方の偏光板の偏光透過軸を上記の液晶配向方向とほぼ平行とし、他方をそれに直交するように配置した。その後、駆動回路，バックライトなどを接続してモジュール化し、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を得た。
【００８２】
【化２６】
2008015286.tif 000029
【００８３】
【化２７】
2008015286.tif 000030
【００８４】
この結果、目視評価の結果からは、実施例１にくらべてもさらに、動画表示時のぼやけ，色再現性が改善したことを確認できた。
【実施例３】
【００８５】
図４及び図５，図６を用いて第七から第十三の発明にかかる実施例の液晶表示装置の構成について説明する。実施例３では、ＩＰＳ方式で実施した実施例１と異なり、ＥＣＢ表示方式を選択したが、その他の表示方式，ＩＰＳ方式，ＶＡ方式，ＴＮ方式を選択しても良い。
【００８６】
図４は本実施例の液晶表示装置の平面図であり、画素がマトリクス状に配置された表示領域における、３つの画素及びその周辺の領域を含んでいる。
【００８７】
図５は図４におけるＡ−Ａ′部の断面図である。
【００８８】
図４の平面図は、紙面奥行き方向から順に手前方向にバックライト(図示されていない)，第二の基板２１５，液晶層２２１，第一の基板２１４が順に配置された状態を示しいる。
【００８９】
第一の基板２１４においては、遮光層２１６，カラーフィルター２１７，オーバーコート膜２１８，第一の線状誘電体突起２０７,第二の線状誘電体突起２１０,共通電極２１９が形成されている。
【００９０】
第二の基板２１５においては、信号配線２０１，走査配線２０２，スイッチング素子，保護膜２５４，２５５，２５７，ゲート絶縁膜２５６，塗布型絶縁膜２５１，ソース電極２５３，コモン電極２５２，透明電極２０６，反射電極２４０が形成されている。
【００９１】
図３においては、カラーフィルター１１１は簡単のために省略されている。
【００９２】
第一の基板２１４及び第二の基板２１５の表面には液晶分子２２０を配向させるための配向制御膜２５０が形成されており、両基板の間に液晶層２２１を注入することにより液晶表示装置が形成される。
【００９３】
各画素は信号配線２０１と走査配線２０２の交差点毎に配置されており２１３は画素の長辺方向の画素ピッチを示している。
【００９４】
画素の短辺方向の画素ピッチは長辺方向の画素ピッチ２１３の３分の１である。
【００９５】
画素毎に（図示されていない）バックライトからの照明光を透過・変調して画像を表示する透過部と外光を反射・変調して画像を表示する反射部とが形成されている。
【００９６】
各画素の透過部は透明電極２０６を備えており、第一の線状誘電体突起２０７をはさんで第一の透過部２０５と第二の透過部２０８との２つの領域に分割されている。
【００９７】
第一の線状誘電体突起２０７は第一の基板２１４上でかつ共通電極２１９と液晶層221
との間に位置しており、画素の短辺方向に走査配線２０２と並行に複数画素に跨って配置されている。
【００９８】
反射部２０９には外光の反射散乱特性を制御するための凹凸構造２１１が形成されている。
【００９９】
また、各反射部においては、反射率の高いアルミニウムを主成分とする金属膜により形成された反射電極２４０が形成されている。
【０１００】
反射部２０９にはスルーホールコンタクト２１２が設けられており、反射電極２４０及び透明電極２０６が下層のソース電極２５３と接続されている。
【０１０１】
支柱２０３は液晶層の厚みを均一に制御するための構造である。
【０１０２】
反射部に対応する第一の基板２１４上には第二の線状誘電体突起２１０が形成されており、反射部の液晶層２２１の厚みを透過部に比べて約二分の一に制御している。本実施例においては、透過部における液晶層２２１の厚みを４μｍとなるように形成し、液晶層
２２１には、実施例１に使用した液晶材料を用いた。
【０１０３】
第二の線状誘電体突起２１０は第一の基板２１４上において、オーバーコート膜２１８と共通電極２１９との間に位置する。
【０１０４】
本実施例において保護膜２５５の材料は酸化シリコン、保護膜２５４の材料は窒化シリコンを用いているが、保護膜２５５及び塗布型絶縁膜１５１の屈折率に比べて保護膜254の屈折率は大きいため、保護膜２５４が透過部に存在すると反射ロスが生じて透過率が減少する。
【０１０５】
このため、本実施例においては、透過部においては保護膜２５４を除去している。
【０１０６】
図４及び図５において保護層１５４をパターニングした境界を保護膜２５４パターニング位置２５９として示している。
【０１０７】
液晶分子２２０の配向方向は画素の長辺方向に並行でかつ、第一の基板２１４及び第二の基板２１５の夫々に対してほぼ平行なホモジニアス配向である。
【０１０８】
基板に接する液晶分子の基板表面となす角度であるプレチルト角度はできる限り小さい方が望ましく、さらに望ましくは０度であるとなおよい。
【０１０９】
そして市販のフッ素系液晶組成物（Ｔｎｉ：８１.７℃，Δｎ：０.０８３，Δε：8.0，η（２０℃）：３１ｃｐ）に、第一の発明に記載の化合物のなかで代表的な化合物の例として、式１６から式１９に示す化合物を合成、おおよそ５重量％ずつ添加した液晶組成物を調整 (Ｔｎｉ：７４.４℃，Δｎ：０.０９１，Δε：８.１，η(２０℃)：３１ｃｐ)、真空封入により組み立てた液晶表示装置に注入した。なお、本実施例においても代表的な化合物を４種類を５％ずつ添加したが、実施例１と同様に、低温での相溶性向上させるためである。従って実際には本発明で規定される構造の化合物一種類を任意の量だけ添加してもよく、これにより本発明で期待される効果を得られる。
【０１１０】
この液晶表示パネルを２枚の偏光板で挾み、一方の偏光板の偏光透過軸を上記の液晶配向方向と４５度とし、他方をそれに直交するように配置した。その後、駆動回路，バックライトなどを接続してモジュール化し、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を得た。本実施例では低電圧で暗表示、高電圧で明表示となるノーマリーオープン特性とした。
【０１１１】
この液晶表示装置を−２０度で動作させ、黒い背景で、横方向に白ストライプ表示が移動する画像を表示をした場合における動画質の観察を行った。また比較のために、比較例２で作成した液晶表示装置においても同様に表面温度の測定と、動画質の観察を行った。
【０１１２】
この結果、実施例３の液晶表示装置と比較例２の液晶表示装置では、いずれも白ストライプと黒い背景との境界部分に、ぼやけが観測されたが、比較例２の液晶表示装置にくらべて、実施例３の液晶表示装置では、ぼやけの幅が低減されていることが確認できた。このように第七から第十一の発明を実施した効果により、低温での動画質の向上を確認できた。
【０１１３】
【化２８】
2008015286.tif 000031
【０１１４】
【化２９】
2008015286.tif 000032
【０１１５】
【化３０】
2008015286.tif 000033
【０１１６】
【化３１】
2008015286.tif 000034
【０１１７】
〔比較例２〕
実施例３に記載の液晶表示装置と同様にして、アクティブマトリクス基板とカラーフィルターを形成の対向基板を作成，組み立てたのち、市販のフッ素系液晶組成物（Ｔｎｉ：８１.７℃，Δｎ：０.０８３，Δε：８.０,η（２０℃）：３１ｃｐ）を真空封入により注入この液晶表示パネルを２枚の偏光板で挾み、一方の偏光板の偏光透過軸を上記の液晶配向方向と４５度とし、他方をそれに直交するように配置した。その後、駆動回路，バックライトなどを接続してモジュール化し、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を得た。実施例２と同様に低電圧で暗表示，高電圧で明表示となるノーマリーオープン特性とした。
【実施例４】
【０１１８】
第十二の発明にかかる実施例では、実施例３に記載の液晶表示装置と同様にして、アクティブマトリクス基板とカラーフィルターを形成の対向基板を作成，組み立てたのち、実施例３で使用した液晶組成物に、第十二の発明で規定される液晶化合物の例として式４,式５に示す化合物をそれぞれ１０重量％ずつ添加した液晶組成物を調整，真空封入により注入した。この液晶表示パネルを２枚の偏光板１１４で挾み、一方の偏光板の偏光透過軸を上記の液晶配向方向とほぼ平行とし、他方をそれに直交するように配置した。その後、駆動回路，バックライトなどを接続してモジュール化し、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を得た。
【０１１９】
【化３２】
2008015286.tif 000035
【０１２０】
【化３３】
2008015286.tif 000036
【０１２１】
この結果、目視評価の結果からは、実施例３にくらべてもさらに、動画表示時のぼやけ，色再現性が改善したことを確認できた。
【実施例５】
【０１２２】
第十五から第十七の発明にかかる液晶表示装置の照明用部材に関して図７，図８を用いて以下説明する。図８は図７のＮ−Ｎ′部とＯ−Ｏ′部を通る面での断面図である。実施例１で使用した透過型のＩＰＳＬＣＤ３０１の裏面に拡散板３０２を介してバックライトモジュール３０３を配置する。バックライトモジュール３０３は、冷陰極管３０４，ミラーシート３０５，筐体３０６，強制冷却装置から構成されており、本実施例では、ファン
３０７をもちいた空冷式を選択している。また、バックライトモジュール３０３の裏面には冷陰極管３０４を点灯させるためのインバータ３０８、およびＩＰＳＬＣＤ３０１を駆動するためのコントローラ３０９が設置されている。なお、インバータ３０８と冷陰極管３０４，コントローラ３０９とＩＰＳＬＣＤをつなぐ配線は簡単の為に省略されている。
【０１２３】
筐体３０６の内部は、冷陰極管３０４からの光をＩＰＳＬＣＤ３０１に集光するためにミラーシート３０５が固定されている。さらに、冷陰極管３０４からの光を均一化するために拡散板３０２が筐体３０６に形成されたスペーサ３１０上に保持されている。
【０１２４】
筐体３０６は、強制冷却装置が配置される面に、内部からの放熱性を高めるため、強度を損なわない程度に、孔を形成することが望ましい。
【０１２５】
外気温が２５度の状態で、この液晶表示装置を二時間動作させたところで、表示面の上部と下部における表面温度を測定した。また、黒い背景で、横方向に白ストライプ表示が移動する画像を表示をした場合における動画質の観察を行った。また比較のために、比較例３で作成した液晶表示装置においても同様に表面温度の測定と、動画質の観察を行った。
【０１２６】
表面温度を測定した結果を表３に示す。本発明では、表示面の上部と下部での温度の差が小さくなっていることがわかる。また、動画質の観察をしたところ、本発明の液晶表示装置は、比較例の液晶表示装置に比べて、表示面上部と下部でいずれも良好な動画質であることを確認した。このように、一様に点灯した場合においても面内に温度の不均一性を示す場合において、本発明によれば動画質が面内で比較的均一となる。
【０１２７】
一方で照明部材として複数の光源を有し、前記複数の光源は領域ごとに独立に発光輝度を制御するような構成である場合、例えば発光ダイオードの様な点光源をアレイ上に設置するような場合においては、本実施例よりもさらに面内の温度が不均一となりやすいと考えられる。この場合においても、本発明で規定される液晶材料と照明部材の構成により改善されうると考えられる。
【０１２８】
【表３】
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【０１２９】
〔比較例３〕
実施例５に実施の液晶表示装置においてＩＰＳＬＣＤ３０１を比較例１で実施のIPSLCDに置き換えた物を組み立てた液晶表示装置を作成した。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明は、液晶テレビや、携帯電話，ＰＤＡなどに用いられる液晶表示装置の動画質を向上する重要な発明である。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】液晶材料のΔεと粘度の関係を説明する図。
【図２】液晶材料の分子量と粘度の関係を説明する図。
【図３】実施例１，２の液晶表示装置の画素構造を説明する図。
【図４】実施例３，４の液晶表示装置の画素構造を説明する図。
【図５】実施例３，４の液晶表示装置の断面図。
【図６】実施例３，４の液晶表示装置の配向状態を説明する断面図。
【図７】実施例５の液晶表示装置のバックライトモジュールを説明する図。
【図８】実施例５の液晶表示装置のバックライトモジュールの断面図。
【符号の説明】
【０１３２】
１０１…ガラス基板、１０２…共通電極配線、１０３，２１９…共通電極、１０４…走査電極、１０５…画素電極、１０６…信号電極、１０７…絶縁膜、１０８,２５４,２５５，２５７…保護膜、１０９，２５０…配向制御膜、１１０，２２１…液晶層、１１１，
２１７…カラーフィルター、１１３…遮光膜、１１４，３１１…偏光板、１１５…電気力線、１１６…半導体膜、１１７…薄膜トランジスタ、１１８…画素電極配線、２０１…信号配線、２０２…走査配線、２０３…支柱、２０４，２０９，２４５…反射部、２０５…第一の透過部、２０６…透明電極、２０７…第一の線状誘電体突起、２０８…第二の透過部、２１０…第二の線状誘電体突起、２１１…凹凸構造、２１２…スルーホールコンタクト、２１３…画素ピッチ、２１４…第一の基板、２１５…第二の基板、２１６，２４６…遮光層、２１８…オーバーコート膜、２２０…液晶分子、２２３…逆にチルトアップした領域、２２４…ドメインウォール、２２５…表示部、２２６…液晶ドライバＬＳＩ、227…フレキシブルプリント配線板、２２８…バックライト、２２９…第一の偏光板、２３０…第一のＡプレート、２３１…第一のネガティブＣプレート、２３２…ＬＣＤセル、233…第二のネガティブＣプレート、２３４…第二のＡプレート、２３５…第二の偏光板、
２３６…第一の偏光板の吸収軸、２３７…第一のＡプレートの遅相軸、２３８…第二のＡプレートの遅相軸、２３９…第二の偏光板の吸収軸、２４０…反射電極、２４１…接続部、２４２…電極スリット、２４３…線状誘電体突起、２４４…画素内線状誘電体突起、
２４７…反射部段差構造、２４８…カラーフィルター除去部、２４９…反射電極と透明電極のコンタクト部、２５１…塗布型絶縁膜、２５２…コモン電極、２５３…ソース電極、
２５６…ゲート絶縁膜、２５８…多結晶シリコン層、２５９…保護膜１５４パターニング位置、３０１…ＩＰＳＬＣＤ、３０２…拡散板、３０３…バックライトモジュール、304…冷陰極管、３０５…ミラーシート、３０６…筐体、３０７…強制冷却装置（ファン）、３０８…インバータ、３０９…コントローラ、３１０…スペーサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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