(57)【要約】      （修正有）【課題】誘電率の異方性が大きく回転粘度が低い液晶組成物、および応答時間が改善され低電圧駆動が可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】例えば式（１）で例示される２種類のビシクロヘキサン骨格を含む化合物及び、フッ素置換のターフェニル誘導体、フッ素置換のフェニル環とシクロヘキサン環からなる４環式の化合物を含み、さらにはフッ素置換のフェニル環からなる３環式や４環式化合物、等から構成される液晶組成物およびこれを含む液晶表示装置である。2009149853.tif 000034【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記化学式（１）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ａ）が１〜１５質量％であり、
下記化学式（２）で表される化合物の含有量（Ｂ）が３０〜５０質量％であり、
下記化学式（３）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｃ）が５〜２０質量％であり、
下記化学式（４）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｄ）が４〜１２質量％であり、
下記化学式（５）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｅ）が１０〜２０質量％であり、
下記化学式（６）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｆ）が４〜２０質量％であることを特徴とする液晶組成物；
【化１】
2009149853.tif 000020
【化２】
2009149853.tif 000021
【化３】
2009149853.tif 000022
【化４】
2009149853.tif 000023
【化５】
2009149853.tif 000024
【化６】
2009149853.tif 000025
前記化学式（１）、および（３）〜（６）中、Ｘは、それぞれ独立して、炭素数３〜５の脂肪族基であり、
前記化学式（３）中、Ｙは、炭素数１または２の脂肪族基である。
【請求項２】
下記化学式（７）で表される少なくとも１種の化合物を、前記樹脂組成物１００質量％に対して１０〜２０質量％さらに含む、請求項１に記載の液晶組成物；
【化７】
2009149853.tif 000026
前記化学式（７）中、Ｘは、炭素数３〜５の脂肪族基である。
【請求項３】
前記液晶組成物の相転移温度は７０〜８０℃であり、
前記液晶組成物の屈折率の異方性は０．１１〜０．１２であり、
前記液晶組成物の誘電率の異方性は７〜９であり、
前記液晶組成物の回転粘度は５５〜７０ｍＰａ・ｓであることを特徴とする、請求項１に記載の液晶組成物。
【請求項４】
前記化学式（１）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ａ）が１〜５質量％であり、
前記化学式（２）で表される化合物の含有量（Ｂ）が３５〜４５質量％であり、
前記化学式（３）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｃ）が１４〜１８質量％であり、
前記化学式（４）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｄ）が４〜８質量％であり、
前記化学式（５）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｅ）が１０〜１５質量％であり、
前記化学式（６）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｆ）が８〜１０質量％であり、
前記化学式（７）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｇ）１０〜１８質量％であることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項５】
前記液晶組成物の相転移温度は、７４．０〜７６．０℃であり、
前記液晶組成物の屈折率異方性は、０．１１〜０．１２であり、
前記液晶組成物の誘電率異方性は、８．０〜８．５であり、
前記液晶組成物の回転粘度は、６０〜６５ｍＰａ・ｓであることを特徴とする、請求項４に記載の液晶組成物。
【請求項６】
薄膜トランジスタおよび前記薄膜トランジスタに電気的に接続された画素電極を含む第一基板と、
前記第一基板と対向し、共通電極を含む第二基板と、
前記第一基板と前記第二基板との間に位置する液晶層と、
を含み、前記液晶層に含まれる液晶組成物は、
下記化学式（１）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ａ）が１〜１５質量％であり、
下記化学式（２）で表される化合物の含有量（Ｂ）が３０〜５０質量％であり、
下記化学式（３）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｃ）が５〜２０質量％であり、
下記化学式（４）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｄ）が４〜１２質量％であり、
下記化学式（５）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｅ）が１０〜２０質量％であり、
下記化学式（６）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｆ）が４〜２０質量％であることを特徴とする液晶表示装置；
【化８】
2009149853.tif 000027
【化９】
2009149853.tif 000028
【化１０】
2009149853.tif 000029
【化１１】
2009149853.tif 000030
【化１２】
2009149853.tif 000031
【化１３】
2009149853.tif 000032
前記化学式（１）、および（３）〜（６）中、Ｘは、それぞれ独立して、炭素数３〜５の脂肪族基であり、
前記化学式（３）中、Ｙは炭素数１または２の脂肪族基である。
【請求項７】
下記化学式（７）で表される少なくとも１種の化合物を、前記樹脂組成物１００質量％に対して１０〜２０質量％さらに含む、請求項６に記載の液晶表示装置；
【化１４】
2009149853.tif 000033
前記化学式（７）中、Ｘは、炭素数３〜５の脂肪族基である。
【請求項８】
前記液晶組成物の相転移温度は、７０〜８０℃であり、
前記液晶組成物の屈折率の異方性は、０．１１〜０．１２であり、
前記液晶組成物の誘電率の異方性は、７〜９であり、
前記液晶組成物の回転粘度は、５５〜７０ｍＰａ・ｓであることを特徴とする、請求項６または７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記液晶表示装置のセルギャップは、２．５〜３．７μｍであることを特徴とする、請求項６〜８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記液晶表示装置の駆動電圧は、８．０〜１３．０Ｖであることを特徴とする、請求項６〜９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記液晶組成物は、
前記化学式（１）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ａ）が１〜５質量％であり、
前記化学式（２）で表される化合物の含有量（Ｂ）が３５〜４５質量％であり、
前記化学式（３）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｃ）が１４〜１８質量％であり、
前記化学式（４）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｄ）が４〜８質量％であり、
前記化学式（５）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｅ）が１０〜１５質量％であり、
前記化学式（６）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｆ）が８〜１０質量％であり、
前記化学式（７）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｇ）が１０〜１８質量％であることを特徴とする、請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記液晶組成物の相転移温度は、７４．０〜７６．０℃であり、
前記液晶組成物の屈折率の異方性は、０．１１〜０．１２であり、
前記液晶組成物の誘電率の異方性は、８．０〜８．５であり、
前記液晶組成物の回転粘度は、６０〜６５ｍＰａ・ｓであることを特徴とする、請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記液晶表示装置のセルギャップは、３．５〜３．７μｍであることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記液晶表示装置の駆動電圧は、８．３〜８．８Ｖであることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記液晶表示装置の最低階調電圧は８．０〜８．５Ｖであり、前記液晶表示装置の最高階調電圧は０．５〜０．７Ｖであることを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記液晶層の応答時間は、８〜９ｍｓであることを特徴とする、請求項１５に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記液晶層の遅延値は、３９０〜４４０ｎｍであることを特徴とする、請求項１５または１６に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記液晶表示装置のコントラスト比は、１０００：１〜１２００：１であることを特徴とする、請求項１５〜１７のいずれか１項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、液晶組成物およびこれを含む液晶表示装置に関し、さらに詳細にはＴＮモードの液晶組成物およびこれを含む液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置には、電界を形成する第一基板と第二基板とが設けられ、液晶層は両基板の間に位置する。液晶層は、液晶組成物と選択的に追加される添加剤からなる。
【０００３】
最近、テレビのような大型ディスプレイ装置に液晶表示装置が適用されている。これは、液晶表示装置の視野角度、色再現性、および輝度などの特性が非常に向上したことを表しているが、液晶表示装置の応答時間は、まだ改善が要求されている。
【０００４】
また、液晶表示装置は、ノートパソコンのような携帯用電子機器に使用されているため、低電圧駆動の特性も要求されている。
【０００５】
液晶表示装置の応答時間は、液晶組成物の回転粘度と密接な関連性がある。すなわち、液晶組成物の回転粘度が低いと応答時間が速くなる。一方、液晶表示装置に要求される駆動電圧は、液晶組成物の誘電率異方性に密接な関連性がある。すなわち、液晶組成物の誘電率異方性が大きいと、低電圧駆動が可能となる。
【０００６】
したがって、液晶表示装置の応答時間の改善と低電圧駆動の実現のためには、回転粘度が低く誘電率の異方性が大きい液晶組成物を用いることが必要となってくる。
【０００７】
しかし、液晶組成物を構成する液晶分子は、一般的に誘電率の異方性が大きいと回転粘度も大きいため、液晶表示装置の応答時間の改善と低電圧駆動とを同時に実現することは難しい。
【特許文献１】特開２００７−１２６４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、誘電率の異方性が大きく、回転粘度が低い液晶組成物を提供することである。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、応答時間が改善され低電圧駆動が可能な液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明は、下記化学式（１）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ａ）が１〜１５質量％であり、下記化学式（２）ので表される化合物の含有量（Ｂ）が３０〜５０質量％でありと、下記化学式（３）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｃ）が５〜２０質量％であり、下記化学式（４）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｄ）が４〜１２質量％であり、下記化学式（５）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｅ）が１０〜２０質量％であり、下記化学式（６）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｆ）が４〜２０質量％であることを特徴とする液晶組成物である。
【００１１】
【化１】
2009149853.tif 000002
【００１２】
【化２】
2009149853.tif 000003
【００１３】
【化３】
2009149853.tif 000004
【００１４】
【化４】
2009149853.tif 000005
【００１５】
【化５】
2009149853.tif 000006
【００１６】
【化６】
2009149853.tif 000007
【００１７】
前記化学式（１）、および（３）〜（６）中、Ｘは、それぞれ独立して、炭素数３〜５の脂肪族基であり、前記化学式（３）中、Ｙは、炭素数１または２の脂肪族基である。
【００１８】
また、前記液晶組成物は、前記化学式（７）で表される少なくとも１種の化合物を、前記樹脂組成物１００質量％に対して１０〜２０質量％さらに含むことが好ましい。
【００１９】
【化７】
2009149853.tif 000008
【００２０】
前記化学式（７）中、Ｘは、炭素数３〜５の脂肪族基である。
【００２１】
前記液晶組成物の相転移温度は７０〜８０℃であることが好ましく、前記液晶組成物の屈折率の異方性は０．１１〜０．１２であることが好ましく、前記液晶組成物の誘電率の異方性は７〜９であることが好ましく、回転粘度は５５〜７０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。
【００２２】
また、前記液晶組成物は、前記化学式（１）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ａ）が１〜５質量％であり、前記化学式（２）で表される化合物の含有量（Ｂ）が３５〜４５質量％であり、前記化学式（３）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｃ）が１４〜１８質量％であり、前記化学式（４）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｄ）が４〜８質量％であり、前記化学式（５）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｅ）が１０〜１５質量％であり、前記化学式（６）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｆ）が８〜１０質量％であり、前記化学式（７）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｇ）が１０〜１８質量％であることが好ましい。
【００２３】
前記液晶組成物の相転移温度は、７４．０〜７６．０℃であることが好ましく、前記液晶組成物の屈折率の異方性は０．１１〜０．１２であることが好ましく、前記液晶組成物の誘電率の異方性は８．０〜８．５であることが好ましく、前記液晶組成物の回転粘度は６０〜６５ｍＰａ・ｓであることが好ましい。
【００２４】
また、本発明は、薄膜トランジスタと前記薄膜トランジスタに電気的に接続された画素電極とを含む第一基板と、前記第一基板に対向し、共通電極を含む第二基板と、前記第一基板と前記第二基板との間に位置する液晶層とを含み、前記液晶層に含まれる液晶組成物は、下記化学式１で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ａ）が１〜１５質量％であり、下記化学式（２）で表される化合物の含有量（Ｂ）が３０〜５０質量％であり、下記化学式（３）で表される少なくとも１種の化合物の含有量が５〜２０質量％であり、下記化学式（４）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｄ）が４〜１２質量％であり、下記化学式（５）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｅ）が１０〜２０質量％であり、下記化学式（６）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｆ）が４〜２０質量％であることを特徴とする液晶表示装置である。
【００２５】
【化８】
2009149853.tif 000009
【００２６】
【化９】
2009149853.tif 000010
【００２７】
【化１０】
2009149853.tif 000011
【００２８】
【化１１】
2009149853.tif 000012
【００２９】
【化１２】
2009149853.tif 000013
【００３０】
【化１３】
2009149853.tif 000014
【００３１】
前記化学式（１）、および（３）〜（６）中、Ｘは、それぞれ独立して、炭素数３〜５の脂肪族基であり、前記化学式（３）中、Ｙは、炭素数１または２の脂肪族基である。
【００３２】
前記液晶組成物は、下記化学式（７）で表される少なくとも１種の化合物を、前記樹脂組成物１００質量％に対して１０〜２０質量％さらに含むことが好ましい。
【００３３】
【化１４】
2009149853.tif 000015
【００３４】
前記化学式（７）中、Ｘは、炭素数３〜５の脂肪族基である。
【００３５】
前記液晶表示装置に含まれる前記液晶組成物の相転移温度は７０〜８０℃であることが好ましく、前記液晶表示装置に含まれる前記液晶組成物の屈折率の異方性は０．１１〜０．１２であることが好ましく、前記液晶表示装置に含まれる前記液晶組成物の誘電率の異方性は７〜９であることが好ましく、前記液晶表示装置に含まれる前記液晶組成物の回転粘度は５５〜７０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。
【００３６】
前記液晶表示装置のセルギャップは２．５〜３．７μｍであることが好ましい。
【００３７】
前記液晶表示装置の駆動電圧は、８．０〜１３．０Ｖであることが好ましい。
【００３８】
前記液晶表示装置に含まれる前記液晶組成物は、前記化学式（１）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ａ）が１〜５質量％であり、前記化学式（２）で表される化合物の含有量（Ｂ）が３５〜４５質量％と、前記化学式（３）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｃ）が１４〜１８質量％であり、前記化学式（４）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｄ）が４〜８質量％であり、前記化学式（５）で表される化合物の含有量（Ｅ）が１０〜１５質量％であり、前記化学式（６）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｆ）が８〜１０質量％であり、前記化学式（７）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｇ）が１０〜１８質量％であることがより好ましい。
【００３９】
前記液晶表示装置に含まれる液晶組成物の相転移温度は７４．０〜７６．０℃であることが好ましく、前記液晶表示装置に含まれる液晶組成物の屈折率の異方性は０．１１〜０．１２であることが好ましく、前記液晶表示装置に含まれる液晶組成物の誘電率の異方性は８．０〜８．５であることが好ましく、前記液晶表示装置に含まれる液晶組成物の回転粘度は６０〜６５ｍＰａ・ｓであることが好ましい。
【００４０】
前記液晶表示装置のセルギャップは、３．５〜３．７μｍであることが好ましい。
【００４１】
前記液晶表示装置の駆動電圧は、８．３〜８．８Ｖであることが好ましい。
【００４２】
前記液晶表示装置の最低階調電圧は、８．０〜８．５Ｖであることが好ましく、前記液晶表示装置の最高階調電圧は０．５〜０．７Ｖであることが好ましい。
【００４３】
前記液晶表示装置に含まれる前記液晶層の応答時間は、８〜９ｍｓであることが好ましい。
【００４４】
前記液晶表示装置に含まれる前記液晶層の遅延値は、３９０〜４４０ｎｍであることが好ましい。
【００４５】
前記液晶表示装置に含まれる前記液晶表示装置のコントラスト比は、１０００：１〜１２００：１であることが好ましい。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、誘電率の異方性が大きく回転粘度が低い液晶組成物が提供されうる。また、本発明によれば、応答時間が改善され低電圧駆動が可能である液晶表示装置が提供されうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
本発明の液晶組成物は、前記化学式（１）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ａ）が１〜１５質量％であり、前記化学式（２）で表される化合物の含有量（Ｂ）が３０〜５０質量％であり、前記化学式（３）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｃ）が５〜２０質量％であり、前記化学式（４）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｄ）が４〜１２質量％であり、前記化学式（５）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｅ）が１０〜２０質量％であり、前記化学式（６）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｆ）が４〜２０質量％であることを特徴とする。
【００４８】
また、本発明の液晶組成物は、前記化学式（７）で表される少なくとも１種の化合物を、前記樹脂組成物１００質量％に対して１０〜２０質量％さらに含むことがより好ましい。
【００４９】
前記化学式（１）、および（３）〜（７）中のＸは炭素数３〜５の脂肪族基である。前記脂肪族基の具体的な例としては、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ネオペンチル基、または２−メチルブチル基などが挙げられる。
【００５０】
前記化学式（１）で表される化合物の具体例としては、前記化学式（１）中のＸがｎ−プロピル基である化合物などが挙げられ、これらは単独でもまたは２種以上組み合わせても使用できる。
【００５１】
前記化学式（３）で表される化合物の具体例としては、前記化学式（３）中のＸがｎ−プロピル基であり、かつＹがエチル基である化合物などが挙げられ、これらは単独でもまたは２種以上組み合わせても使用できる。
【００５２】
前記化学式（４）で表される化合物の具体例としては、前記化学式（４）中のＸがｎ−ブチル基である化合物などが挙げられ、これらは単独でもまたは２種以上組み合わせても使用できる。
【００５３】
前記化学式（５）で表される化合物の具体例としては、前記化学式（５）中のＸがｎ−ブチル基である化合物などが挙げられ、これらは単独でもまたは２種以上組み合わせても使用できる。
【００５４】
前記化学式（６）で表される化合物の具体例としては、前記化学式（６）中のＸがｎ−ブチル基である化合物などが挙げられ、これらは単独でもまたは２種以上組み合わせても使用できる。
【００５５】
前記化学式（７）で表される化合物の具体例としては、前記化学式（１）中のＸがｎ−ブチル基である化合物などが挙げられ、これらは単独でもまたは２種以上組み合わせても使用できる。
【００５６】
前記化学式（１）〜（７）で表される化合物は、合成により入手しても良いし、市販品を入手しても良い。
【００５７】
本発明の液晶組成物は、下記化学式（１）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ａ）が１〜１５質量％であり、下記化学式（２）ので表される化合物の含有量（Ｂ）が３０〜５０質量％であり、下記化学式（３）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｃ）が５〜２０質量％であり、下記化学式（４）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｄ）が４〜１２質量％であり、下記化学式（５）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｅ）が１０〜２０質量％であり、下記化学式（６）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｆ）が４〜２０質量％である。これらの数値範囲を外れると、所望の液晶の物性を得ることができない。
【００５８】
また、前記液晶組成物は、前記化学式（７）で表される少なくとも１種の化合物を、前記樹脂組成物１００質量％に対して１０〜２０質量％さらに含むことが好ましい。
【００５９】
ただし、前記化学式（６）で表される化合物の含有量（Ｆ）が、前記液晶組成物の総質量１００質量％として１５質量％を超えると低温安定性が低下する虞がある。したがって、前記化学式（６）で表される化合物の含有量（Ｆ）は、前記液晶組成物の総質量１００質量％としてより好ましくは４〜１５質量％である。
【００６０】
前記化学式（１）〜（３）で表される化合物は非極性物質であり、前記化学式（４）〜（７）で表される化合物は極性物質である。
【００６１】
ここで、前記化学式（２）で表される化合物は、回転粘度が非常に低い反面、誘電率の異方性は低い。一方、前記化学式（６）で表される化合物は、誘電率の異方性が約２０〜４０と非常に高い。したがって、前記化学式（６）で表される化合物を使用すれば、前記化学式（２）で表される化合物の量を増加させても、本発明の液晶組成物の誘電率の異方性を高く維持できる。また、前記化学式（２）で表される化合物の量が増加すると、本発明の液晶組成物は低い回転粘度を有しうる。
【００６２】
前記化学式（２）で表される化合物と前記化学式（６）で表される化合物との作用で、本発明の液晶組成物は高い誘電率の異方性と低い回転粘度とを持ち、これにより低電圧駆動と速い応答時間とを同時に実現することができる。
【００６３】
また、前記化学式（６）で表される化合物の相転移温度は、約７０〜１６０℃ほどで非常に高く、本発明の液晶組成物も高い相転移温度を有しうる。
【００６４】
さらに好ましくは、本発明の液晶組成物は、前記化学式（１）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ａ）が１〜５質量％であり、前記化学式（２）で表される化合物の含有量（Ｂ）が３５〜４５質量％であり、前記化学式（３）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｃ）が１４〜１８質量％であり、前記化学式（４）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｄ）が４〜８質量％であり、前記化学式（５）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｅ）が１０〜１５質量％であり、前記化学式（６）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｆ）が８〜１０質量％であり、前記化学式（７）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｇ）が１０〜１８質量％である。
【００６５】
本発明の液晶組成物は、例えば、上記の各化合物において示した割合で混合し、その後、例えば５０℃で２時間攪拌し、ろ過をすることによって得ることができる。
【００６６】
次に、添付した図面を参照して、本発明の液晶表示装置について詳しく説明する。下記において、膜（層）が他の膜（層）の「上部」に形成されて（位置して）いるとは、二つの膜（層）が接する場合だけではなく、二つの膜（層）の間に他の膜（層）が存在する場合も含む。
【００６７】
図１および図２を参照して、本発明による液晶表示装置を説明する。
【００６８】
図１は、本発明の一実施形態による液晶表示装置に含まれる第一基板の概略図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線による断面概略図である。
【００６９】
液晶表示装置１は、薄膜トランジスタＴが形成されている第一基板１００と、前記第一基板１００と対向する第二基板２００と、前記第一基板１００と前記第二基板２００とのの間に位置する液晶層３００とを含む。
【００７０】
まず、第一基板１００について説明する。
【００７１】
第一絶縁基板１１１の上には、ゲート配線（１２１および１２２の総称）が形成されている。ゲート配線（１２１および１２２の総称）は、金属の単一層または多重層である。ゲート配線（１２１および１２２の総称）は、表示領域の内に位置して横方向に延長されたゲート線１２１と、前記ゲート線１２１に接続されたゲート電極１２２とを含む。
【００７２】
第一絶縁基板１１１の上には、シリコン窒化物などから形成されるゲート絶縁膜１３１がゲート配線（１２１および１２２の総称）を覆っている。
【００７３】
ゲート絶縁膜１３１の上部には、非晶質シリコンなどの半導体から構成される半導体層１３２が形成され、半導体層１３２の上部には、シリサイドまたはｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ＋水素化非晶質シリコンなどの物質で構成される接触抵抗層１３３が形成されている。ソース電極１４２とドレイン電極１４３との間のチャンネル部では、抵抗接触層１３３が除去されている。
【００７４】
接触抵抗層１３３とゲート絶縁膜１３１との上部には、データ配線（１４１、１４２および１４３の総称）が形成されている。データ配線（１４１、１４２および１４３の総称）も金属の単一層または多重層であり得る。
【００７５】
データ配線（１４１、１４２および１４３の総称）は厚み方向に形成される。前記データ配線は、前記ゲート線１２１と交差して画素を形成するデータ線１４１と、前記データ線１４１の分岐状の接触抵抗層１３３の上部まで延長されているソース電極１４２と、ソース電極１４２から分離され、ソース電極１４２の反対側の接触抵抗層１３３の上部に形成されているドレイン電極１４３と、を含む。
【００７６】
前記データ配線（１４１、１４２および１４３の総称）と、露出されている半導体層１３２との上部には、保護膜１５１が形成されている。保護膜１５１には、ドレイン電極１４３を露出する接触孔１５２が形成されている。
【００７７】
保護膜１５１の上部には、画素電極１６１が形成されている。画素電極１６１は、一般的に、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）などの透明の導電性物質から形成される。
【００７８】
本発明において、第一基板１００の形態は上記の形態に制限されない。たとえば、第一基板１００は、半導体層１３２としてポリシリコンを使用する、またはトップゲート形式の薄膜トランジスタを使用するなど、様々な変形が可能である。
【００７９】
続いて、第二基板２００について図２を参照して説明する。
【００８０】
第二絶縁基板２１１の上部（図２では第二絶縁基板２１１の下部に）には、ブラックマトリックス２２１が形成されている。ブラックマトリックス２２１は、一般的に赤色、緑色、および青色フィルターの間を区画し、第一基板１００に位置する薄膜トランジスタへの直接的な光照射を遮断する役割を果たす。ブラックマトリックス２２１は、通常的に黒色の顔料が添加された感光性の有機物質から形成される。前記黒色の顔料の例としては、例えば、カーボンブラック、酸化チタンなどが挙げられる。
【００８１】
カラーフィルター２３１は、ブラックマトリックス２２１を境界にして、赤色、緑色、および青色フィルターが繰り返し形成される。カラーフィルター２３１は、バックライトユニット（図示せず）から照射され液晶層３００を通過した光に色を与える役割を果たす。カラーフィルター２３１は、一般的に、感光性の有機物質から形成される。
【００８２】
カラーフィルター２３１の上部と、カラーフィルター２３１が覆っていないブラックマトリックス２２１の上部とには、オーバーコート層２４１が形成されている。オーバーコート層２４１は、カラーフィルター２３１を平坦化しながらカラーフィルター２３１を保護する役割を果たす。オーバーコート層２４１は、例えば、感光性のアクリル系樹脂から形成される。
【００８３】
オーバーコート層２４１の上部には、共通電極２５１が形成されている。共通電極２５１は、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明の導電物質から形成される。共通電極２５１は、薄膜トランジスタ基板の画素電極１６１とともに液晶層３００に電圧を直接印可する。
【００８４】
第一基板１００と第二基板２００との間には、液晶層３００が配置される。液晶層３００は、ＴＮモードであり、液晶分子は、第一基板１００と第二基板２００とに形成された配向膜（図示せず）により９０度ねじられている。第一基板１００と第二基板２００との間に垂直電界が形成されると、液晶分子は長軸が垂直方向になるように整列される。
【００８５】
本実施形態において液晶表示装置１は、電圧が与えられていない状態では光を通過させてホワイトを表示し、第一基板１００と第二基板２００との間に垂直電界が形成されると光を遮断してブラックを表示するノーマリーホワイトモードである。
【００８６】
本発明の液晶表示装置に含まれる液晶層３００は、液晶組成物を含み、必要に応じて従来公知の添加剤が含まれうる。添加剤の例としては、例えば、染料、ＵＶ安定剤、または抗酸化剤などが挙げられる。
【００８７】
前記液晶組成物は、前記化学式（１）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ａ）が１〜１５質量％であり、前記化学式（２）で表される化合物の含有量（Ｂ）が３０〜５０質量％であり、前記化学式（３）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｃ）が５〜２０質量％であり、前記化学式（４）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｄ）が４〜１２質量％であり、前記化学式（５）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｅ）が１０〜２０質量％であり、前記化学式（６）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｆ）が４〜２０質量％である。
【００８８】
上述したように、本発明の液晶組成物の相転移温度は７０〜８０℃であることが好ましく、本発明の液晶組成物の屈折率の異方性は０．１１〜０．１２であることが好ましく、本発明の液晶組成物の誘電率の異方性は７〜９であることが好ましく、本発明の液晶組成物の回転粘度は５５〜７０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。本発明の液晶表示装置１のセルギャップ（図２のｄ）は２．５〜３．７μｍであることが好ましい。
【００８９】
本発明の液晶組成物の誘電率の異方性が大きいため、本発明の液晶表示装置１の駆動電圧は低い。前記駆動電圧は好ましくは８．０〜１３．０Ｖ、より好ましくは８．０〜１０．０Ｖである。
【００９０】
以上のような本発明の液晶組成物の組成、本発明の液晶表示装置のセルギャップ、および本発明の液晶表示装置の駆動電圧において、本発明の液晶組成物は好ましくは７．０〜１０．０ｍｓという比較的速い応答速度を有するようになる。
【実施例】
【００９１】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、下記の実施例は、本発明をより詳細に説明する目的でのみ示すものであり、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００９２】
様々な組成の液晶組成物に対して物性と応答時間とを測定した。
【００９３】
使用した液晶組成物は、下記実施例１〜３の３つである。実施例１〜３の組成は、下記表１の通りである。
【００９４】
【表１】
2009149853.tif 000016
【００９５】
実施例１〜３に示す液晶組成物は、各成分を上記表１の割合で混合した後、５０℃で２時間攪拌し、その後ろ過することによって得た。
【００９６】
各実施例の液晶組成物の物性は、下記表２の通りであった。なお、相転移温度は、示差走査熱量計（型番：ＤＳＣ２０１０）を用いて測定した。また、応答時間は、ＲＤ−８０Ｓを用いて測定した。
【００９７】
【表２】
2009149853.tif 000017
【００９８】
表２中の応答時間は、駆動電圧が８Ｖ、セルギャップが３．６μｍの条件で測定した。
【００９９】
液晶組成物の応答時間は、立ち上がり時間（ｒｉｓｉｎｇ  ｔｉｍｅ：Ｔｏｎ）と立ち下がり時間（ｆａｌｌｉｎｇ  ｔｉｍｅ：Ｔｏｆｆ）とを合わせて定める。液晶組成物の応答時間が長いと、動画像のぼやけが発生してディスプレイの品質が低下する。
【０１００】
一方、最近、要求が高まっている応答時間９ｍｓ以下および駆動電圧９Ｖ以下いう特性を満足させるための具体的な液晶組成物、セルギャップ、および駆動条件の探索を行った。
【０１０１】
まず、本発明による液晶組成物が様々な回転粘度を有するようにして、セルギャップおよび駆動電圧に関する実験を実施した。
【０１０２】
（セルギャップの違いに対する応答時間の違いの測定）
図３は駆動電圧が８．５Ｖである場合の、セルギャップの違いに対する応答時間の違いを測定した結果を表すグラフである。
【０１０３】
セルギャップが３．５μｍの時に一番短い応答時間を示し、セルギャップが３．７５μｍの時に９ｍｓ以下の応答時間を達成することが難しいことが確認できた。セルギャップが３．５μｍより小さくなると生産収率が低下できるので、セルギャップは３．５μｍ以上であることが好ましい。
【０１０４】
（駆動電圧の違いに対する応答時間の違いの測定）
図４はセルギャップが３．５μｍである場合の、駆動電圧の違いに対する応答時間の違いを測定した結果である。
【０１０５】
駆動電圧が７．８Ｖで低い場合９ｍｓ以下の応答時間が達成することが難しいことが確認できた。
【０１０６】
次に、実施例２の液晶組成物に対して、Ｖｗ（最高階調電圧）およびＶｂ（最低階調電圧）の違いに対する応答時間の違いを測定する実験を実施した。
【０１０７】
（最高階調電圧の違いに対する応答時間の違いの測定）
図５はセルギャップが３．５μｍである場合の、最高階調電圧の違いに対する応答時間の違いを測定した結果である。最高階調電圧が０．６Ｖである場合、速い応答時間が得られることが確認できる。
【０１０８】
（最低階調電圧の違いに対する応答時間の違いの測定）
セルギャップが３．５μｍである場合の、最低階調電圧の違いに対する応答時間の違いを測定した。最低階調電圧が７．８Ｖであれば応答時間は８．７２ｍｓで比較的長く、最低階調電圧が８．０Ｖであれば応答時間は８．４４ｍｓであることが確認できた。
【０１０９】
以上の実験結果から、応答時間９ｍｓ以下と駆動電圧９Ｖ以下とを同時に安定的に満足させる液晶組成物の組成、セルギャップなどの特に好ましい条件は、下記表３に記載の条件であることがわかった。
【０１１０】
【表３】
2009149853.tif 000018
【０１１１】
以上の条件で測定した結果、応答時間は８．３９ｍｓとなり、コントラスト比は約１１００：１となった。また、高温信頼性テスト、低温信頼性テスト、および残像テストでも要求基準を満たすことが確認された。
【０１１２】
以上、説明した最適条件は、応答時間８〜９ｍｓを満足するかぎり、実際の適用で多少の変形が可能である。具体的な変形範囲は次の通りである。
【０１１３】
本発明による液晶組成物は、前記化学式（１）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ａ）が１〜５％であり、前記化学式（２）で表される化合物の含有量（Ｂ）３５〜４５質量％であり、前記化学式（３）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｃ）が１４〜１８質量％であり、前記化学式（４）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｄ）が４〜８質量％でありと、前記化学式（５）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｅ）が１０〜１５質量％であり、前記化学式（６）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｆ）が８〜１０質量％であり、前記化学式（７）で表される少なくとも１種の化合物の含有量（Ｇ）が１０〜１８質量％であることが好ましい。この際、応答時間９ｍｓ以下と駆動電圧９Ｖ以下とを同時に安定的に満足させるセルギャップなどの特に好ましい条件は、下記表４に記載の条件であることがわかった。
【０１１４】
【表４】
2009149853.tif 000019
【０１１５】
また、上述のようなより好ましい組成を有する本発明の液晶組成物の相転移温度は７４．０〜７６．０℃であることが好ましく、上述のようなより好ましい組成を有する本発明の液晶組成物の屈折率の異方性は０．１１〜０．１２であることが好ましく、上述のようなより好ましい組成を有する本発明の液晶組成物の誘電率異方性は８〜８．５であることが好ましく、上述のようなより好ましい組成を有する本発明の液晶組成物の回転粘度は６０〜６５ｍＰａ・ｓであることが好ましい。
【０１１６】
以上、本発明の好ましい実施形態を、図を用いて詳細に説明したが、当業者であれば、本発明の思想から逸脱せずに、本実施形態の変形が可能であることは明らかである。本発明の範囲は、特許請求の範囲とその均等物とによって定められる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の一実施形態による液晶表示装置に含まれる第一基板の概略図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線による断面概略図である。
【図３】本発明による液晶組成物において、セルギャップの違いに対する応答時間の違いを測定した結果を示すグラフである。
【図４】本発明による液晶組成物において、駆動電圧の違いに対する応答時間の違いを測定した結果を示すグラフである。
【図５】本発明による液晶組成物において、最高階調電圧の違いに対する応答時間の違いを測定した結果を表すグラフである。
【符号の説明】
【０１１８】
１    液晶表示装置、
１００    第一基板、
１１１    第一絶縁基板、
１２１    ゲート線、
１２２    ゲート電極、
１３１    ゲート絶縁膜、
１３２    半導体層、
１３３    接触抵抗層、
１４１    データ線、
１４２    ソース電極、
１４３    ドレイン電極、
１５１    保護膜、
１５２    接触孔、
１６１    画素電極、
２００    第二基板、
２１１    第二絶縁基板、
２２１    ブラックマトリックス、
２３１    カラーフィルター、
２４１    オーバーコート層、
２５１    共通電極、
３００    液晶層。
【図１】
2009149853.tif 000035
【図２】
2009149853.tif 000036
【図３】
2009149853.tif 000037
【図４】
2009149853.tif 000038
【図５】
2009149853.tif 000039