CN106537238A - 液晶显示装置 - Google Patents

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牧博志
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Abstract

本发明涉及使用使用了特定液晶组合物以及特定颜料和特定化合物的滤色器的液晶显示装置。本发明提供一种防止了液晶层的电压保持率(VHR)的降低、离子密度(ID)的增加、解决了白斑、取向不均、烧屏等显示不良问题的液晶显示装置。本发明的液晶显示装置具有防止了液晶层的电压保持率(VHR)的降低、离子密度(ID)的增加、抑制了烧屏等显示不良的发生的特征,因而特别是对有源矩阵驱动用的VA模式、PSVA模式、FSS模式的液晶显示装置是有用的,可以适用于液晶TV、显示器、便携电话、智能手机等液晶显示装置。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置正在被用于以时钟、计算器为首的各种家用电气设备、测定设备、汽车用面板、文字处理器、电子记事本、打印机、计算机、电视机等。作为液晶显示方式,其代表性方式可以列举TN(扭曲向列)型、STN(超扭曲向列)型、DS(动态光散射)型、GH(宾主)型、IPS(平面转换)型、OCB(光学补偿双折射)型、ECB(电压控制双折射)型、VA(垂直取向)型、CSH(彩色超垂面)型、或者FLC(强介电性液晶)等。此外,作为驱动方式,也从以往的静态驱动转变为一般为多工驱动,单纯矩阵方式、最近用TFT(薄膜晶体管)、TFD(薄膜二极管)等驱动的有源矩阵(AM)方式正在成为主流。
如图1所示,一般的彩色液晶显示装置如下构成:各自具有取向膜(4)的2块基板(1)中一方的取向膜与基板之间具备成为公共电极的透明电极层(3a)和滤色器层(2),另一方的取向膜与基板之间具备像素电极层(3b),使这些基板以取向膜彼此相对的方式配置,在它们之间夹持液晶层(5)。
上述滤色器层由滤色器构成,滤色器由黑矩阵和红色着色层(R)、绿色着色层(G)、蓝色着色层(B)、以及根据需要的黄色着色层(Y)构成。
构成液晶层的液晶材料,如果材料中残留有杂质,则对显示装置的电气特性产生大的影响,因此对杂质采取了高度的管理。此外,关于形成取向膜的材料,也已知取向膜直接接触液晶层,通过残留于取向膜中的杂质向液晶层移动而对液晶层的电气特性产生影响,有关取向膜材料中的杂质导致的液晶显示装置的特性的研究一直在进行。
另一方面,对于滤色器层中使用的有机颜料等材料,也与取向膜材料同样地,推测到所含的杂质导致的对液晶层的影响。不过,滤色器层与液晶层之间因为隔着取向膜和透明电极,因此认为与取向膜材料相比,对液晶层的直接影响大幅减小。可是,取向膜通常不过为0.1μm以下的膜厚,透明电极也是,滤色器层侧使用的公共电极为了提高导电率,即使提高了膜厚也通常为0.5μm以下。因此,不能说滤色器层与液晶层被置于完全隔离的环境,介由取向膜和透明电极,通过滤色器层所含的杂质,滤色器层有可能表现液晶层的电压保持率(VHR)的降低、离子密度(ID)的增加导致的白斑、取向不均、烧屏等显示不良。
作为解决构成滤色器的颜料所含的杂质引起的显示不良的方法,研究了使用将颜料用甲酸乙酯得到的萃取物的比例设定为特定值以下从而控制杂质向液晶溶出的方法(专利文献1)、通过特定蓝色着色层中的颜料来控制杂质向液晶溶出的方法(专利文献2)。然而,利用这些方法与单纯降低颜料中的杂质并无大的差异,近年来,在颜料的精制技术不断进步的现状下,作为用于解决显示不良的改良是不充分的。
另一方面,公开了下述方法:着眼于滤色器中所含的有机杂质与液晶组合物的关系,以液晶层中所含的液晶分子的疏水性参数表示该有机杂质向液晶层溶解的难度,将该疏水性参数的值设为一定值以上的方法;从该疏水性参数与液晶分子末端的-OCF3基存在相关关系出发,制成以一定比例以上含有液晶分子末端具有-OCF3基的液晶化合物的液晶组合物的方法(专利文献3)。
然而,该引用文献公开的内容中也是以抑制颜料中的杂质给液晶层带来的影响为发明的本质的,并未对滤色器中所使用的染料颜料等色材的结构与液晶材料的结构的直接关系进行研究,并未实现高度化的液晶显示装置的显示不良问题的解决。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2000-19321号公报
专利文献2:日本特开2009-109542号公报
专利文献3:日本特开2000-192040号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明在于,提供一种液晶显示装置,其通过使用使用了特定液晶组合物和特定颜料的滤色器,防止了液晶层的电压保持率(VHR)的降低、离子密度(ID)的增加,解决了白斑、取向不均、烧屏等显示不良问题。
用于解决问题的方法
为了解决上述课题,本申请发明人等对用于构成滤色器的染料颜料等色材和构成液晶层的液晶材料的结构的组合进行了深入研究,结果发现,使用使用了特定结构的液晶材料以及特定结构的颜料和化合物的滤色器的液晶显示装置防止了液晶层的电压保持率(VHR)的降低、离子密度(ID)的增加,解决了白斑、取向不均、烧屏等显示不良问题,从而完成了本申请发明。
即,本发明提供一种液晶显示装置,其特征在于,
具备第一基板、第二基板、夹持于上述第一基板与第二基板间的液晶层、由黑矩阵和至少RGB三色像素部构成的滤色器、以及像素电极和公共电极,
上述液晶层含有10~50重量%的通式(I)所表示的化合物,含有35~80重量%的通式(II)所表示的化合物,
[化1]
(式中,R1和R2各自独立地表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基,A表示1,4-亚苯基或反式1,4-亚环己基。)
[化2]
(式中,R3和R4各自独立地表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基,Z3和Z4各自独立地表示单键、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-,B和C各自独立地表示可被氟取代的1,4-亚苯基或反式1,4-亚环己基,m和n各自独立地表示0~4的整数,m+n=1~4。)
上述RGB三色像素部中的至少1个像素部中,作为色材,含有下述通式(1)所表示的呫吨化合物,
[化3]
(式(1)中,R1~R10各自独立地表示氢原子、碳原子数1~12的可为支链的烷基、烷氧基、-CO2 -(羧酸离子基)、-CO2R21、-SO3 -(磺酸离子基)、-SO3M、-SO2NR21R22。R21和R22各自独立地表示氢原子、碳原子数1~12的可为支链的烷基、碳原子数1~10的环状烷基,可以由R21和R22形成环结构。
R11表示-CO2 -(羧酸离子基)、-CO2R21、-SO3 -(磺酸离子基)、-SO3M、-SO2NR23R24。R23和R24各自独立地表示氢原子、碳原子数1~12的可为支链的烷基、碳原子数1~10的环状烷基,可以由R23和R24形成环结构。M表示氢原子、钠原子或钾原子。其中,R1~R10中的1个以上是-SO2NR21R22。)
发明效果
本发明的液晶显示装置通过使用使用了特定液晶组合物以及特定颜料和特定化合物的滤色器,能够防止液晶层的电压保持率(VHR)的降低、离子密度(ID)的增加,能够防止白斑、取向不均、烧屏等显示不良的发生。
附图说明
图1是表示以往的一般的液晶显示装置的一个例子的图。
图2是表示本发明的液晶显示装置的一个例子的图。
符号说明
1 基板
2 滤色器层
2a 含有特定颜料和特定化合物的滤色器层
3a 透明电极层(公共电极)
3b 像素电极层
4 取向膜
5 液晶层
5a 含有特定液晶组合物的液晶层
具体实施方式
将本发明的液晶显示装置的一个例子示于图2。如下构成:在具有取向膜(4)的第一基板和第二基板的2块基板(1)中一方的取向膜与基板之间,具备成为公共电极的透明电极层(3a)以及含有特定颜料和特定化合物的滤色器层(2a),另一方的取向膜与基板之间具备像素电极层(3b),使这些基板以取向膜彼此相对的方式配置,在它们之间夹持含有特定液晶组合物的液晶层(5a)。
上述显示装置中的2块基板利用配置于周边区域的密封材料和封闭材料而贴合,多数情况下,为了保持基板间距,它们之间配置有粒状间隔物或通过光刻法形成的由树脂构成的间隔柱。
(液晶层)
本发明的液晶显示装置中的液晶层由液晶组合物构成,所述液晶组合物含有10~50重量%的通式(I)所表示的化合物、含有35~80重量%的通式(II)所表示的化合物,
[化4]
(式中,R1和R2各自独立地表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基,A表示1,4-亚苯基或反式1,4-亚环己基。)
[化5]
(式中,R3和R4各自独立地表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基,Z3和Z4各自独立地表示单键、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-,B和C各自独立地表示可被氟取代的1,4-亚苯基或反式1,4-亚环己基,m和n各自独立地表示0~4的整数,m+n=1~4。)
本发明的液晶显示装置中的液晶层含有10~50重量%的通式(I)所表示的化合物,优选含有15~48重量%,更优选含有20~46重量%。
通式(I)中,R1和R2各自独立地表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基,A表示反式1,4-亚环己基的情况下,
优选表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基、碳原子数1~5的烷氧基或碳原子数2~5的烯氧基,
更优选表示碳原子数2~5的烷基、碳原子数2~4的烯基、碳原子数1~4的烷氧基或碳原子数2~4的烯氧基,
R1优选表示烷基,这种情况下特别优选为碳原子数2、3或4的烷基。R1表示碳原子数3的烷基的情况下,优选R2为碳原子数2、4或5的烷基、或碳原子数2~3的烯基的情况,更优选R2为碳原子数2的烷基的情况。
A表示1,4-亚苯基的情况下,
优选表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基、碳原子数1~5的烷氧基或碳原子数3~5的烯氧基,
更优选表示碳原子数2~5的烷基、碳原子数4~5的烯基、碳原子数1~4的烷氧基或碳原子数2~4的烯氧基,
R1优选表示烷基,这种情况下特别优选为碳原子数1、3或5的烷基。进而,R2优选表示碳原子数1~2的烷氧基。
R1和R2中的至少一个取代基为碳原子数3~5的烷基的通式(I)所表示的化合物的含量优选为通式(I)所表示的化合物中的50重量%以上,更优选为70重量%以上,进一步优选为80重量%以上。此外,R1和R2中的至少一个取代基为碳原子数3的烷基的通式(I)所表示的化合物的含量优选为通式(I)所表示的化合物中的50重量%以上,更优选为70重量%以上,进一步优选为80重量%以上,最优选为100重量%。
通式(I)所表示的化合物可以含有1种或2种以上,优选A表示反式1,4-亚环己基的化合物和A表示1,4-亚苯基的化合物分别含有至少1种以上。
此外,A表示反式1,4-亚环己基的通式(I)所表示的化合物的含量优选为通式(I)所表示的化合物中的50重量%以上,更优选为70重量%以上,进一步优选为80重量%以上。
通式(I)所表示的化合物具体而言优选为下面记载的通式(Ia)~通式(Ik)所表示的化合物。
[化6]
(式中,R1和R2各自独立地表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~5的烷氧基,优选为与通式(I)中的R1和R2同样的实施方式。)
通式(Ia)~通式(Ik)中,优选为通式(Ia)、通式(Ib)、通式(Ic)和通式(Ig),更优选为通式(Ia)、通式(Ib)和通式(Ic),更优选为通式(Ia)和通式(Ib)。重视响应速度的情况下,优选为通式(Ib)和通式(Ic),更优选组合使用通式(Ib)和通式(Ic)。重视可靠性的情况下,优选为通式(Ia)。
从这些点出发,通式(Ia)、通式(Ib)和通式(Ic)所表示的化合物的含量优选为通式(I)所表示的化合物中的80重量%以上,更优选为90重量%以上,进一步优选为95重量%以上,最优选为100重量%。此外,优选通式(Ia)所表示的化合物的含量为通式(I)所表示的化合物中的65重量%~100重量%、通式(Ib)和通式(Ic)所表示的化合物的含量为通式(I)所表示的化合物中的0重量%~35重量%,或通式(Ia)所表示的化合物的含量为通式(I)所表示的化合物中的0重量%~10重量%、通式(Ib)和通式(Ic)所表示的化合物的含量为通式(I)所表示的化合物中的90重量%~100重量%。
本发明的液晶显示装置中的液晶层含有35~80重量%的通式(II)所表示的化合物,优选含有40~75重量%,更优选含有45~70重量%。
通式(II)中,R3表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基,优选表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选表示碳原子数2~5的烷基或碳原子数2~4的烯基,进一步优选表示碳原子数3~5的烷基或碳原子数2或3的烯基,特别优选表示碳原子数2或3的烷基或碳原子数2的烯基,最优选表示碳原子数2或3的烷基。
R4表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数4~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数3~8的烯氧基,优选表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~5的烷氧基,更优选表示碳原子数1~3的烷基或碳原子数1~4的烷氧基,进一步优选表示碳原子数2~4的烷氧基。Z3和Z4各自独立地表示单键、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-,优选表示单键、-CH2CH2-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-,更优选表示单键或-CH2O-。
m和n各自独立地优选表示0~3的整数,优选表示0~2的整数,m+n优选为1~3,优选为1~2。
本发明的液晶显示装置中的液晶层可以含有3种~10种通式(II)所表示的化合物,优选含有4种~9种,优选含有5种~8种。
通式(II)所表示的化合物优选为以下的通式(II-1)或(II-2)所表示的化合物。
式中,R3和R4各自独立地表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基,Z5和Z6各自独立地表示单键、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-,m1、m2和n2各自独立地表示0或1。
通式(II-1)中,R3优选表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选表示碳原子数2~5的烷基或碳原子数2~4的烯基,进一步优选表示碳原子数3~5的烷基或碳原子数2的烯基,特别优选表示碳原子数3的烷基;R4优选表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~5的烷氧基,更优选表示碳原子数1~3的烷基或碳原子数1~3的烷氧基,进一步优选表示碳原子数3的烷基或碳原子数2的烷氧基,特别优选表示碳原子数2的烷氧基;Z5优选表示单键、-CH2CH2-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-,更优选表示单键或-CH2O-。
本发明的液晶显示装置中的液晶层优选含有15重量%~60重量%的通式(II-1)所表示的化合物,优选含有17重量%~50重量%,优选含有18重量%~40重量%,优选含有19重量%~30重量%。
本发明的液晶显示装置中的液晶层可以含有1种或2种以上的通式(II-1)所表示的化合物,优选含有1种~6种,优选含有2种~5种,优选含有3种或4种。
通式(II-2)中,R3优选表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选表示碳原子数2~5的烷基或碳原子数2~4的烯基,进一步优选表示碳原子数3~5的烷基或碳原子数2的烯基,特别优选表示碳原子数2或3的烷基;R4优选表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数1~5的烷氧基,更优选表示碳原子数1~3的烷基或碳原子数1~3的烷氧基,进一步优选表示碳原子数3的烷基或碳原子数2的烷氧基;Z6优选表示单键、-CH2CH2-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-,更优选表示单键或-CH2O-。
本发明的液晶显示装置中的液晶层优选含有10重量%~50重量%的通式(II-2)所表示的化合物,优选含有15重量%~45重量%,优选含有20重量%~40重量%,优选含有25重量%~35重量%。
本发明的液晶显示装置中的液晶层可以含有1种或2种以上的通式(II-2)所表示的化合物,优选含有1种~6种,优选含有2种~5种,优选含有3种或4种。
作为通式(II-1)所表示的化合物,具体而言优选为下面记载的通式(II-1a)~通式(II-1d)所表示的化合物。
[化7]
(式中,R3表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,R4a表示碳原子数1~5的烷基。)
通式(II-1a)和通式(II-1c)中,R3优选为与通式(II-1)中同样的实施方式。R4a优选为碳原子数1~3的烷基,更优选为碳原子数1或2的烷基,特别优选为碳原子数2的烷基。
通式(II-1b)和通式(II-1d)中,R3优选为与通式(II-1)中同样的实施方式。R4a优选为碳原子数1~3的烷基,更优选为碳原子数1或3的烷基,特别优选为碳原子数3的烷基。
通式(II-1a)~通式(II-1d)之中,为了增大介电常数各向异性的绝对值,优选为通式(II-1a)和通式(II-1c),优选为通式(II-1a)。
本发明的液晶显示装置中的液晶层优选含有1种或2种以上的通式(II-1a)~通式(II-1d)所表示的化合物,优选含有1种或2种,优选含有1种或2种通式(II-1a)所表示的化合物。
此外,作为通式(II-1)所表示的化合物,具体而言也优选为下面记载的通式(II-1e)~通式(II-1h)所表示的化合物。
[化8]
(式中,R3表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,R4b表示碳原子数1~5的烷基。)
通式(II-1e)和通式(II-1g)中,R3优选为与通式(II-1)中同样的实施方式。R4b优选为碳原子数1~3的烷基,更优选为碳原子数1或2的烷基,特别优选为碳原子数2的烷基。
通式(II-1f)和通式(II-1h)中,R3优选为与通式(II-1)中同样的实施方式。R4b优选为碳原子数1~3的烷基,更优选为碳原子数1或3的烷基,特别优选为碳原子数3的烷基。
通式(II-1e)~通式(II-1h)之中,为了增大介电常数各向异性的绝对值,优选为通式(II-1e)和通式(II-1g)。
作为通式(II-2)所表示的化合物,具体而言优选为下面记载的通式(II-2a)~通式(II-2d)所表示的化合物。
[化9]
(式中,R3表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,R4c表示碳原子数1~5的烷基,优选为与通式(II-2)中的R3和R4同样的实施方式。)
通式(II-2a)和通式(II-2c)中,R3优选为与通式(II-2)中同样的实施方式。R4c优选为碳原子数1~3的烷基,更优选为碳原子数1或2的烷基,特别优选为碳原子数2的烷基。
通式(II-2b)和通式(II-2d)中,R3优选为与通式(II-2)中同样的实施方式。R4c优选为碳原子数1~3的烷基,更优选为碳原子数1或3的烷基,特别优选为碳原子数3的烷基。
通式(II-2a)~通式(II-2d)之中,为了增大介电常数各向异性的绝对值,优选为通式(II-2a)和通式(II-2c),特别是优选为通式(II-2a)。
此外,作为通式(II-2)所表示的化合物,具体而言也优选为下面记载的通式(II-2e)~通式(II-2j)所表示的化合物。
[化10]
(式中,R3表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,R4d表示碳原子数1~5的烷基,优选为与通式(II-2)中的R3和R4同样的实施方式。)
通式(II-2e)、通式(II-2g)和通式(II-2i)中,R3优选为与通式(II-2)中同样的实施方式。R4d优选为碳原子数1~3的烷基,更优选为碳原子数1或2的烷基,特别优选为碳原子数2的烷基。
通式(II-2f)、通式(II-2h)和通式(II-2j)中,R3优选为与通式(II-2)中同样的实施方式。R4d优选为碳原子数1~3的烷基,更优选为碳原子数1或3的烷基,特别优选为碳原子数2的烷基。
通式(II-2e)~通式(II-2i)之中,优选为通式(II-2e)和通式(II-2h)。
就本发明的液晶显示装置中的液晶层而言,通式(I)和通式(II)所表示的化合物的合计含量优选为75重量%~100重量%,优选为80重量%~100重量%,优选为85重量%~100重量%,优选为90重量%~100重量%,优选为95重量%~100重量%。
本发明的液晶显示装置中的液晶层可以进一步含有通式(III)所表示的化合物,
[化11]
(式中,R7和R8各自独立地表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基,D、E和F各自独立地表示表示可被氟取代的1,4-亚苯基或反式1,4-亚环己基,Z2表示单键、-OCH2-、-OCO-、-CH2O-或-COO-、-OCO-,n表示0、1或2。不过,通式(I)、通式(II-1)和通式(II-2)所表示的化合物除外。)。
通式(III)所表示的化合物优选含有1~20%,优选含有2~15%,优选含有4~10%。
通式(III)中,R7表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基,
D表示反式1,4-亚环己基的情况下,优选表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选表示碳原子数2~5的烷基或碳原子数2~4的烯基,进一步优选表示碳原子数3~5的烷基或碳原子数2或3的烯基,特别优选表示碳原子数3的烷基,
D表示可被氟取代的1,4-亚苯基的情况下,优选表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数4或5的烯基,更优选表示碳原子数2~5的烷基或碳原子数4的烯基,进一步优选表示碳原子数2~4的烷基。
R8表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数3~8的烯氧基,
F表示反式1,4-亚环己基的情况下,优选表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,更优选表示碳原子数2~5的烷基或碳原子数2~4的烯基,进一步优选表示碳原子数3~5的烷基或碳原子数2或3的烯基,特别优选表示碳原子数3的烷基,
F表示可被氟取代的1,4-亚苯基的情况下,优选表示碳原子数1~5的烷基或碳原子数4或5的烯基,更优选表示碳原子数2~5的烷基或碳原子数4的烯基,进一步优选表示碳原子数2~4的烷基。
R7和R8表示烯基,所结合的D或F表示可被氟取代的1,4-亚苯基的情况下,作为碳原子数4或5的烯基,优选为以下的结构。
[化12]
(式中,通过右端结合于环结构。)
这种情况下,也进一步优选为碳原子数4的烯基。
D、E和F各自独立地表示可被氟取代的1,4-亚苯基或反式1,4-亚环己基,优选表示2-氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基、1,4-亚苯基或反式1,4-亚环己基,更优选为2-氟-1,4-亚苯基或2,3-二氟-1,4-亚苯基、1,4-亚苯基,优选为2,3-二氟-1,4-亚苯基或1,4-亚苯基。Z2表示单键、-OCH2-、-OCO-、-CH2O-或-COO-,优选表示单键、-CH2O-或-COO-,更优选为单键。
n表示0、1或2,优选表示0或1。此外,Z2表示单键以外的取代基的情况下,优选表示1。
通式(III)所表示的化合物在n表示1的情况下,从增大负的介电常数各向异性的观点出发,优选为通式(III-1c)~通式(III-1e)所表示的化合物;从加快响应速度的观点出发,优选为通式(III-1f)~通式(III-1j)所表示的化合物。
[化13]
[化14]
(式中,R7和R8各自独立地表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~5的烷氧基,优选为与通式(III)中的R7和R8同样的实施方式。)
通式(III)所表示的化合物在n表示2的情况下,从增大负的介电常数各向异性的观点出发,优选为通式(III-2a)~通式(III-2h)所表示的化合物;从加快响应速度的观点出发,优选为通式(III-2j)~通式(III-2l)所表示的化合物。
[化15]
[化16]
(式中,R7和R8各自独立地表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~5的烷氧基,优选为与通式(III)中的R7和R8同样的实施方式。)
通式(III)所表示的化合物在n表示0的情况下,从加快响应速度的观点出发,优选为通式(III-3b)所表示的化合物。
[化17]
(式中,R7和R8各自独立地表示碳原子数1~5的烷基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数1~5的烷氧基,优选为与通式(III)中的R7和R8同样的实施方式。)
R7优选为碳原子数2~5的烷基,更优选为碳原子数3的烷基。R8优选为碳原子数1~3的烷氧基,更优选为碳原子数2的烷氧基。
本发明的液晶显示装置中的液晶层能够使向列相-各向同性液体相转变温度(Tni)在宽广的范围内使用,优选为60至120℃,更优选为70至100℃,特别优选为70至85℃。
介电常数各向异性在25℃时优选为-2.0至-6.0,更优选为-2.5至-5.0,特别优选为-2.5至-4.0。
折射率各向异性在25℃时优选为0.08至0.13,更优选为0.09至0.12。进一步详细而言,对应于薄的单元间隔的情况下,优选为0.10至0.12;对应于厚的单元间隔的情况下,优选为0.08至0.10。
旋转粘度(γ1)优选为150以下,更优选为130以下,特别优选为120以下。
本发明的液晶显示装置中的液晶层中,优选作为旋转粘度与折射率各向异性的函数的Z显示特定值。
[数1]
Z=γ1/Δn2
(式中,γ1表示旋转粘度,Δn表示折射率各向异性。)
Z优选为13000以下,更优选为12000以下,特别优选为11000以下。
本发明的液晶显示装置中的液晶层用于有源矩阵显示元件的情况下,需要具有1012(Ω·m)以上的电阻率,优选为1013(Ω·m),更优选为1014(Ω·m)以上。
除了上述化合物以外,根据用途,本发明的液晶显示装置中的液晶层还可以含有通常的向列液晶、近晶液晶、胆甾液晶、氧化防止剂、紫外线吸收剂、聚合性单体等。
作为聚合性单体,优选为通式(V)所表示的二官能单体,
[化18]
(式中,X1和X2各自独立地表示氢原子或甲基,
Sp1和Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1~8的亚烷基或-O-(CH2)s-(式中,s表示2至7的整数,氧原子结合于芳香环。),
Z1表示-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CY1=CY2-(式中,Y1和Y2各自独立地表示氟原子或氢原子。)、-C≡C-或单键,
C表示1,4-亚苯基、反式1,4-亚环己基或单键,式中的全部1,4-亚苯基中任意的氢原子可被氟原子取代。)。
X1和X2均表示氢原子的二丙烯酸酯衍生物、均具有甲基的二甲基丙烯酸酯衍生物均优选,一方表示氢原子另一方表示甲基的化合物也优选。这些化合物的聚合速度是,二丙烯酸酯衍生物最快、二甲基丙烯酸酯衍生物慢、非对称化合物居于它们中间,可以根据其用途使用优选的方式。PSA显示元件中,特别优选为二甲基丙烯酸酯衍生物。
Sp1和Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1~8的亚烷基或-O-(CH2)s-,PSA显示元件中,优选至少一方为单键,优选均表示单键的化合物或一方表示单键且另一方表示碳原子数1~8的亚烷基或-O-(CH2)s-的方式。这种情况下优选为1~4的烷基,s优选为1~4。
Z1优选为-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或单键,更优选为-COO-、-OCO-或单键,特别优选为单键。
C表示任意的氢原子可被氟原子取代的1,4-亚苯基、反式1,4-亚环己基或单键,优选为1,4-亚苯基或单键。C表示单键以外的环结构的情况下,Z1也优选为单键以外的连接基团;C为单键的情况下,Z1优选为单键。
从这些点出发,通式(V)中,Sp1和Sp2之间的环结构具体而言优选为下面记载的结构。
通式(V)中,C表示单键、环结构由两个环形成的情况下,优选表示下面的式(Va-1)至式(Va-5),更优选表示式(Va-1)至式(Va-3),特别优选表示式(Va-1)。
[化19]
(式中,两端结合于Sp1或Sp2。)
含有这些骨架的聚合性化合物的聚合后的取向约束力对PSA型液晶显示元件是最适的,可获得良好的取向状态,因而显示不均受到抑制或完全不发生。
综上所述,作为聚合性单体,特别优选为通式(V-1)~通式(V-4),其中,最优选为通式(V-2)。
[化20]
(式中,Sp2表示碳原子数2至5的亚烷基。)
添加聚合性单体的情况下,聚合引发剂不存在的情况下聚合也会进行,也可以为了促进聚合而含有聚合引发剂。作为聚合引发剂,可列举苯偶姻醚类、二苯甲酮类、苯乙酮类、苄基缩酮类、酰基氧化膦类等。此外,为了提高保存稳定性,也可以添加稳定剂。作为能够使用的稳定剂,可列举例如氢醌类、氢醌单烷基醚类、叔丁基邻苯二酚类、邻苯三酚类、硫代苯酚类、硝基化合物类、β-萘胺类、β-萘酚类、亚硝基化合物等。
本发明中的液晶层对液晶显示元件是有用的,对AM-LCD(有源矩阵液晶显示元件)、TN(向列液晶显示元件)、STN-LCD(超扭曲向列液晶显示元件)、OCB-LCD和IPS-LCD(平面转换液晶显示元件)是有用的,对AM-LCD特别有用,可以用于PSA模式、PSVA模式、VA模式、IPS模式或ECB模式用液晶显示元件。
(滤色器)
本发明中的滤色器由黑矩阵和至少RGB三色像素部构成,该RGB三色像素部中的至少1个像素部中,作为色材,含有下述通式(1)所表示的呫吨化合物,
[化21]
(式(1)中,R1~R10各自独立地表示氢原子、碳原子数1~12的可为支链的烷基、烷氧基、-CO2 -(羧酸离子基)、-CO2R21、-SO3 -(磺酸离子基)、-SO3M、-SO2NR21R22。R21和R22各自独立地表示氢原子、碳原子数1~12的可为支链的烷基、碳原子数1~10的环状烷基,可以由R21和R22形成环结构。
R11表示-CO2 -(羧酸离子基)、-CO2R21、-SO3 -(磺酸离子基)、-SO3M、-SO2NR23R24。R23和R24各自独立地表示氢原子、碳原子数1~12的可为支链的烷基、碳原子数1~10的环状烷基,可以由R23和R24形成环结构。M表示氢原子、钠原子或钾原子。其中,R1~R10中的1个以上是-SO2NR21R22。)。
其中,优选R像素部和B像素部中的至少1个像素部中含有上述通式(1)所表示的呫吨化合物。
此外,RGB三色像素部中,作为色材,R像素部中优选含有二酮吡咯并吡咯颜料和/或阴离子性红色有机染料,G像素部中优选含有选自由卤化金属酞菁颜料、酞菁系绿色染料、酞菁系蓝色染料和偶氮系黄色有机染料的混合物组成的组的至少一种,B像素部中优选含有ε型酞菁颜料或阳离子性蓝色有机染料。
上述通式(1)中,作为R1~R10所表示的烷基,可列举甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、羟基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、-CO2 -(羧酸离子基)、-CO2R21、-SO3 -(磺酸离子基)、-SO3Na、-SO3K或-SO3H、-SO2NR23R24等。
作为R21和R22所表示的烷基,可以列举例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基等,优选为己基、庚基、辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基。作为碳原子数1~10的环状烷基,可以列举例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、2-环己基乙基等,优选为环戊基、环己基、环庚基、环辛基、2-环己基乙基。
R21和R22形成环结构的情况下,作为具体例子,可列举以下的结构。
[化22]
优选R21和R22中的任一个为氢以外的基团。
R11表示-CO2 -(羧酸离子基)、-CO2R21、-SO3 -(磺酸离子基)、-SO3M、-SO2NR23R24。R23和R24各自独立地表示氢原子、碳原子数1~12的可为支链的烷基、碳原子数1~10的环状烷基,可以由R23和R24形成环结构。作为R23和R24所表示的烷基,可以列举例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基等,优选为己基、庚基、辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基。作为碳原子数1~10的环状烷基,可以列举例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环己基甲基等,优选为环戊基、环己基、环庚基、环辛基、2-环己基乙基。
R23和R24形成环结构的情况下,作为具体例子,可列举以下的结构。
[化23]
优选R23和R24中的任一个为氢以外的基团。
作为上述通式(1)所表示的呫吨化合物的具体例子,可列举例如以下记载的化合物,只要不超出其主旨,本发明不限于这些例子。
[化24]
No.1:Ra=十二烷基
No.2:Ra=2-乙基己基
No.3:Ra=2-环己基乙基
[化25]
No.4:Ra=2-乙基己基,Rb=2-乙基己基No.5:Ra=癸基,Rb=癸基
[化26]
No.6:Ra=十二烷基
No.7:Ra=2-乙基己基No.8:Ra=2-环己基乙基
[化27]
No.9:Ra=2-乙基己基,Rb=2-乙基己基No.10:Ra=癸基,Rb=癸基
[化28]
No.11:Ra=十二烷基
No.12:Ra=2-乙基己基No.13:Ra=2-环己基乙基
[化29]
No.14:Ra=2-乙基己基,Rb=2-乙基己基
No.15:Ra=癸基,Rb=癸基
[化30]
No.16:C.I.酸性红289
(G像素部)
G像素部中,优选含有选自由卤化金属酞菁颜料、酞菁系绿色染料、酞菁系蓝色染料和偶氮系黄色有机染料的混合物组成的组的至少一种。作为卤化金属酞菁颜料,优选为下述卤化金属酞菁颜料:其为具有选自由Al、Si、Sc、Ti、V、Mg、Fe、Co、Ni、Zn、Cu、Ga、Ge、Y、Zr、Nb、In、Sn和Pb组成的组的金属作为中心金属的卤化金属酞菁颜料,其中心金属为三价的情况下,其中心金属上结合有1个卤原子、羟基或磺酸基中的任一种,或经氧代或硫代交联;其中心金属为四价金属的情况下,其中心金属上结合有1个氧原子或可以相同也可以不同的2个卤原子、羟基或磺酸基中的任一种。作为该卤化金属酞菁颜料,可列举下面的2个组的卤化金属酞菁颜料。
(第一组)
卤化金属酞菁颜料,其为下述卤化金属酞菁颜料:具有选自由Al、Si、Sc、Ti、V、Mg、Fe、Co、Ni、Zn、Cu、Ga、Ge、Y、Zr、Nb、In、Sn和Pb组成的组的金属作为中心金属、每个酞菁分子中8~16个卤原子结合于酞菁分子的苯环,其中心金属为三价的情况下,其中心金属上结合有1个卤原子、羟基或磺酸基(-SO3H)中的任一种;中心金属为四价金属的情况下,其中心金属上结合有1个氧原子或可以相同也可以不同的2个卤原子、羟基或磺酸基中的任一种。
(第二组)
包含卤化金属酞菁二聚体的颜料:以2分子以选自由Al、Sc、Ga、Y和In组成的组的三价金属为中心金属、每个酞菁分子中8~16个卤原子结合于酞菁分子的苯环的卤化金属酞菁为组成单元,这些组成单元的各中心金属通过选自由氧原子、硫原子、亚磺酰基(-SO-)和磺酰基(-SO2-)组成的组的二价原子团结合。
该卤化金属酞菁颜料中,结合于苯环的卤原子可以全部相同也可以各不相同。此外,一个苯环上可以结合有不同的卤原子。
这里,每个酞菁分子中8~16个卤原子中的9~15个溴原子结合于酞菁分子的苯环的卤化金属酞菁颜料呈现带有黄色的明亮的绿色,对滤色器的绿色像素部的使用是最适的。该卤化金属酞菁颜料在水、有机溶剂中是不溶或难溶的。该卤化金属酞菁颜料中,未进行后述精加工处理的颜料(也称为粗颜料)、进行了精加工处理的颜料均包括。
属于上述第一组和第二组的卤化金属酞菁颜料可以由下述通式(PIG-1)表示。
[化31]
属于第一组的卤化金属酞菁颜料是上述通式(PIG-1)中如下所述。
通式(PIG-1)中,X1~X16表示氢原子、氯原子、溴原子或碘原子。结合于一个苯环的4个X的原子可以相同也可以不同。结合于4个苯环的X1~X16之中,8~16个为氯原子、溴原子或碘原子。M表示中心金属。后述的Y及其个数m相同的卤化金属酞菁颜料的范围之中,16个X1~X16中的氯原子、溴原子和碘原子的合计低于8的颜料为蓝色,同样地,16个X1~X16中的氯原子、溴原子和碘原子的合计为8以上的颜料中上述合计值越大则黄色越强。结合于中心金属M的Y为选自由氟、氯、溴或碘中任一个的卤原子、氧原子、羟基和磺酸基组成的组的一价原子团,m表示结合于中心金属M的Y的数,是0~2的整数。
m的值由中心金属M的原子价决定。中心金属M像Al、Sc、Ga、Y、In那样原子价为3价的情况下,m=1,一个选自由氟、氯、溴、碘、羟基和磺酸基组成的组的基团结合于中心金属。中心金属M像Si、Ti、V、Ge、Zr、Sn那样原子价为4价的情况下,m=2,一个氧结合于中心金属、或两个选自由氟、氯、溴、碘、羟基和磺酸基组成的组的基团结合于中心金属。中心金属M像Mg、Fe、Co、Ni、Zn、Cu、Zr、Sn、Pb那样原子价为2价的情况下,Y不存在。
此外,属于第二组的卤化金属酞菁颜料是上述通式(PIG-1)中如下所述。
上述通式(PIG-1)中,关于X1~X16,与上述定义意思相同,中心金属M表示选自由Al、Sc、Ga、Y和In组成的组的三价金属,m表示1。Y表示下面的原子团。
[化32]
其中,原子团Y的化学结构中,中心金属M与上述定义意义相同,关于X17~X32,与通式(PIG-1)中上述的X1~X16的定义意义相同。A表示选自由氧原子、硫原子、亚磺酰基(-SO-)和磺酰基(-SO2-)组成的组的二价原子团。表示通式(PIG-1)中的M与原子团Y的M通过二价原子团A结合。
即,属于第二组的卤化金属酞菁颜料是以2分子卤化金属酞菁为组成单元、它们通过上述二价原子团结合而成的卤化金属酞菁二聚体。
作为通式(PIG-1)所表示的卤化金属酞菁颜料,具体而言,可列举下面的(1)~(4)。
(1)像卤化铜酞菁颜料、卤化锡酞菁颜料、卤化镍酞菁颜料、卤化锌酞菁颜料那样的、具有选自由Mg、Fe、Co、Ni、Zn、Cu、Zr、Sn和Pb组成的组的二价金属作为中心金属,且每个酞菁分子中4个苯环上结合有8~16个卤原子的卤化金属酞菁颜料。而其中,氯化溴化锌酞菁颜料特别优选为C.I.颜料绿58。
(2)像卤化氯化铝酞菁那样的、具有选自由Al、Sc、Ga、Y和In组成的组的三价金属作为中心金属、中心金属上具有1个卤原子、羟基或磺酸基中的任一种、且每个酞菁分子中4个苯环上结合有8~16个卤原子的卤化金属酞菁颜料。
(3)像卤化氧化钛酞菁、卤化氧化钒酞菁那样的、具有选自由Si、Ti、V、Ge、Zr和Sn组成的组的四价金属作为中心金属、中心金属上具有1个氧原子或可以相同也可以不同的2个卤原子、羟基或磺酸基中的任一种、且每个酞菁分子中4个苯环上结合有8~16个卤原子的卤化金属酞菁颜料。
(4)像卤化的μ-氧代-铝酞菁二聚体、卤化的μ-硫代-铝酞菁二聚体那样的、包含卤化金属酞菁二聚体的颜料,所述卤化金属酞菁二聚体是:以选自由Al、Sc、Ga、Y和In组成的组的三价金属为中心金属、每个酞菁分子中4个苯环上结合有8~16个卤原子的卤化金属酞菁的2分子为组成单元,这些组成单元的各中心金属通过选自由氧原子、硫原子、亚磺酰基和磺酰基组成的组的二价原子团而结合。
作为卤化金属酞菁颜料,具体而言,优选为选自C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36和C.I.颜料绿58的1种或2种,更优选为选自C.I.颜料绿36和C.I.颜料绿58的1种或2种。作为酞菁系绿色染料,具体而言,优选为选自C.I.溶剂绿4、C.I.溶剂绿5、C.I.溶剂绿7和C.I.溶剂绿28的1种或2种。作为酞菁系蓝色染料,具体而言,优选为选自C.I.溶剂蓝4、C.I.溶剂蓝5、C.I.溶剂蓝25、C.I.溶剂蓝35、C.I.溶剂蓝36、C.I.溶剂蓝38、C.I.溶剂蓝58、C.I.溶剂蓝59、C.I.溶剂蓝67和C.I.溶剂蓝70的1种或2种,更优选为选自C.I.溶剂蓝25、C.I.溶剂蓝38、C.I.溶剂蓝67和C.I.溶剂蓝70的1种或2种以上。作为偶氮系黄色有机染料,具体而言,优选为选自C.I.溶剂黄2、C.I.溶剂黄4、C.I.溶剂黄14、C.I.溶剂黄16、C.I.溶剂黄18、C.I.溶剂黄21、C.I.溶剂黄56、C.I.溶剂黄72、C.I.溶剂黄82、C.I.溶剂黄124、C.I.溶剂黄162和C.I.溶剂黄163的1种或2种,更优选为选自C.I.溶剂黄82和C.I.溶剂黄162的1种或2种。
(R像素部)
R像素部中,优选含有二酮吡咯并吡咯颜料和/或阴离子性红色有机染料。作为二酮吡咯并吡咯颜料,具体而言,优选为选自C.I.颜料红254、C.I.颜料红255、C.I.颜料红264、C.I.颜料红272、C.I.颜料橙71和C.I.颜料橙73的1种或2种,更优选为选自C.I.颜料红254、C.I.颜料红255、C.I.颜料红264和C.I.颜料红272的1种或2种以上,特别优选为C.I.颜料红254。作为阴离子性红色有机染料,具体而言,优选为选自C.I.溶剂红124、酸性红52和酸性红289的1种或2种,特别优选为C.I.溶剂红124。
(B像素部)
B像素部中,优选含有ε型酞菁颜料或阳离子性蓝色有机染料。作为ε型酞菁颜料,优选为颜料蓝15:6,作为阳离子性蓝色有机染料,优选含有三芳基甲烷系染料。
上述RGB三色像素部中,作为色材,R像素部中含有C.I.溶剂红124,G像素部中含有C.I.溶剂蓝67与C.I.溶剂黄82或C.I.溶剂黄162的混合物,B像素部中含有颜料蓝15:6,R像素部中和/或B像素部中优选含有上述通式(1)所表示的呫吨化合物。
此外,上述RGB三色像素部,作为色材,R像素部中含有C.I.颜料红254,G像素部中含有选自C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36和C.I.颜料绿58的1种或2种以上,B像素部中含有颜料蓝15:6和/或三芳基甲烷系染料,R像素部中和/或B像素部中也优选含有上述通式(1)所表示的呫吨化合物。
上述RGB三色像素部,作为色材,R像素部中优选进一步含有选自由C.I.颜料红177、C.I.颜料红242、C.I.颜料红166、C.I.颜料红167、C.I.颜料红179、C.I.颜料橙38、C.I.颜料橙71、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄215、C.I.颜料黄185、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄139、C.I.酸性红52、C.I.碱性红1、C.I.溶剂红89、C.I.溶剂橙56、C.I.溶剂黄21、C.I.溶剂黄82、C.I.溶剂黄83:1、C.I.溶剂黄33和C.I.溶剂黄162组成的组的至少一种有机染料颜料。
上述RGB三色像素部,作为色材,G像素部中优选进一步含有选自由C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄215、C.I.颜料黄185、C.I.颜料黄138、C.I.溶剂黄21、C.I.溶剂黄82、C.I.溶剂黄83:1和C.I.溶剂黄33组成的组的至少1种有机染料颜料。
上述RGB三色像素部,作为色材,B像素部中优选进一步含有选自由C.I.颜料紫23、C.I.碱性紫10、C.I.酸性蓝1、C.I.酸性蓝90、C.I.酸性蓝83、C.I.直接蓝86、C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝15:1、C.I.颜料蓝15:2、C.I.颜料蓝15:3和C.I.颜料蓝15:4组成的组的至少1种有机染料颜料。
此外,也优选滤色器由黑矩阵和RGB三色像素部以及Y像素部构成,作为色材,Y像素部中含有选自由C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄215、C.I.颜料黄185、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄139、C.I.溶剂黄21、82、C.I.溶剂黄83:1、C.I.溶剂黄33和C.I.溶剂黄162组成的组的至少一种黄色有机染料颜料。
关于本发明中的滤色器中的各像素部在C光源下的XYZ表色系中的色度x和色度y,从防止液晶层的电压保持率(VHR)的降低、离子密度(ID)的增加、抑制白斑、取向不均、烧屏等显示不良问题的发生的观点出发,优选为以下那样的物质。
R像素部在C光源下的XYZ表色系中的色度x优选为0.58~0.69,更优选为0.62~0.68;色度y优选为0.30~0.36,更优选为0.31~0.35;更优选色度x为0.58~0.69且色度y为0.30~0.36,更优选色度x为0.62~0.68且色度y为0.31~0.35。
G像素部在C光源下的XYZ表色系中的色度x优选为0.19~0.35,更优选为0.20~0.26;色度y优选为0.54~0.76,更优选为0.64~0.74;更优选色度x为0.19~0.35且色度y为0.54~0.76,更优选色度x为0.20~0.26且色度y为0.64~0.74。
B像素部在C光源下的XYZ表色系中的色度x优选为0.12~0.20,更优选为0.13~0.18;色度y优选为0.04~0.12,更优选为0.05~0.09;更优选色度x为0.12~0.18且色度y为0.04~0.12,更优选色度x为0.13~0.17且色度y为0.04~0.09。
Y像素部在C光源下的XYZ表色系中的色度x优选为0.46~0.50,更优选为0.47~0.48;色度y优选为0.48~0.53,更优选为0.50~0.52;更优选色度x为0.46~0.50且色度y为0.48~0.53,更优选色度x为0.47~0.48且色度y为0.50~0.52。
这里,XYZ表色系是指1931年CIE(国际照明委员会)作为标准表色系承认的表色系。
上述各像素部的色度可以通过改变所使用的染料颜料的种类、它们的混合比率来调整。例如,R像素的情况下,可以通过在红色染料颜料中适量添加黄色染料颜料和/或橙色颜料来调整;G像素的情况下,可以通过在绿色染料颜料中适量添加黄色染料颜料来调整;B像素的情况下,可以通过在蓝色染料颜料中适量添加紫色染料颜料或带黄色的蓝色染料颜料来调整。此外,还可以通过适当调整颜料的粒径来调整。
滤色器可以通过以往公知的方法来形成滤色器像素部。作为像素部的形成方法的代表性方法是光刻法,这是下述方法:将后述光固性组合物涂布在滤色器用的透明基板的设有黑矩阵一侧的面上,加热干燥(预烘烤),然后,隔着光掩模照射紫外线从而进行图形曝光,使对应于像素部的位置的光固性化合物固化,然后,利用显影液使未曝光部分显影,将非像素部除去,使像素部固着在透明基板上。该方法中,由光固性组合物的固化着色皮膜构成的像素部在透明基板上形成。
通过对于R像素、G像素、B像素、根据需要的Y像素等其他颜色的像素分别调制后述的光固性组合物并重复上述操作,可以制造在规定的位置具有R像素、G像素、B像素、Y像素的着色像素部的滤色器。
作为将后述的光固性组合物涂布在玻璃等透明基板上的方法,可列举例如旋涂法、狭缝涂布法、辊涂法、喷墨法等。
涂布在透明基板的光固性组合物的涂膜的干燥条件根据各成分的种类、配合比例等的不同而不同,通常为50~150℃、1~15分钟左右。此外,作为光固性组合物的光固化所用的光,优选使用200~500nm波长范围的紫外线、或者可见光。可以使用发出该波长范围的光的各种光源。
作为显影方法,可列举例如液池法、浸渍法、喷雾法等。光固性组合物的曝光、显影之后,形成有所需颜色的像素部的透明基板被水洗、干燥。如此得到的滤色器利用热板、烘箱等加热装置在90~280℃进行规定时间加热处理(光烘烤),从而在将着色涂膜中的挥发性成分除去的同时,使残留于光固性组合物的固化着色皮膜中的未反应的光固性化合物热固化,完成滤色器。
本发明的滤色器用色材通过与本发明的液晶组合物一起使用,能够提供防止了液晶层的电压保持率(VHR)的降低、离子密度(ID)的增加、解决了白斑、取向不均、烧屏等显示不良问题的液晶显示装置。
作为上述光固性组合物的制造方法,一般是,使用本发明的滤色器用染料和/或颜料组合物与有机溶剂和分散剂作为必需成分,将它们混合并以均匀的方式进行搅拌分散,首先调制用于形成滤色器的像素部的颜料分散液,然后在其中加入光固性化合物以及根据需要的热塑性树脂、光聚合引发剂等,制成上述光固性组合物。
作为这里使用的有机溶剂,可列举例如甲苯、二甲苯、甲氧基苯等芳香族系溶剂、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、二乙二醇甲基醚乙酸酯、二乙二醇乙基醚乙酸酯、二乙二醇丙基醚乙酸酯、二乙二醇丁基醚乙酸酯等乙酸酯系溶剂、乙氧基乙基丙酸酯等丙酸酯系溶剂、甲醇、乙醇等醇系溶剂、丁基溶纤剂、丙二醇单甲基醚、二乙二醇乙基醚、二乙二醇二甲基醚等醚系溶剂、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮系溶剂、己烷等脂肪族烃系溶剂、N,N-二甲基甲酰胺、γ-丁内酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、苯胺、吡啶等氮化合物系溶剂、γ-丁内酯等内酯系溶剂、氨基甲酸甲酯与氨基甲酸乙酯的48:52的混合物那样的氨基甲酸酯等。
作为这里使用的分散剂,可以含有例如毕克化学公司的DISPERBYK 130、DISPERBYK 161、DISPERBYK 162、DISPERBYK 163、DISPERBYK 170、DISPERBYK 171、DISPERBYK 174、DISPERBYK 180、DISPERBYK 182、DISPERBYK 183、DISPERBYK 184、DISPERBYK 185、DISPERBYK 2000、DISPERBYK 2001、DISPERBYK 2020、DISPERBYK 2050、DISPERBYK 2070、DISPERBYK 2096、DISPERBYK 2150、DISPERBYK LPN21116、DISPERBYKLPN6919EFKA公司的EFKA 46、EFKA 47、EFKA 452、EFKA LP4008、EFKA 4009、EFKA LP4010、EFKA LP4050、LP4055、EFKA 400、EFKA 401、EFKA 402、EFKA 403、EFKA 450、EFKA 451、EFKA453、EFKA 4540、EFKA 4550、EFKA LP4560、EFKA 120、EFKA 150、EFKA 1501、EFKA 1502、EFKA 1503、路博润公司的SOLSPERSE 3000、SOLSPERSE 9000、SOLSPERSE 13240、SOLSPERSE 13650、SOL SPERSE 13940、SOL SPERSE 17000、18000、SOL SPERSE 20000、SOLSPERSE 21000、SOLSPERSE 20000、SOL SPERSE 24000、SOLSPERSE 26000、SOLSPERSE27000、SOLSPERSE 28000、SOL SPERSE 32000、SOLSPERSE 36000、SOLSPERSE 37000、SOLSPERSE 38000、SOLSPERSE 41000、SOLSPERSE 42000、SOLSPERSE 43000、SOLSPERSE 46000、SOLSPERSE 54000、SOLSPERSE 71000、味之素株式会社的AJISPER PB711、AJISPER PB821、AJISPER PB822、AJISPER PB814、AJISPER PN411、AJISPER PA111等分散剂、丙烯酸系树脂、聚氨酯系树脂、醇酸系树脂、木松香、脂松香、妥尔油松香等天然松香、聚合松香、歧化松香、氢化松香、酸化松香、马来化松香等改性松香、松香胺、石灰松香、松香烯化氧加成物、松香醇酸加成物、松香改性苯酚等松香衍生物等、室温下为液态且不溶于水的合成树脂。这些分散剂、树脂的添加还有助于絮凝的降低、颜料的分散稳定性的提高、分散体的粘度特性的提高。
此外,作为分散助剂,还可以含有有机颜料衍生物、例如邻苯二甲酰亚胺甲基衍生物、其磺酸衍生物、其N-(二烷氨基)甲基衍生物、其N-(二烷氨基烷基)磺酸酰胺衍生物等。当然,这些衍生物可以并用两种以上的不同种类的物质。
作为光固性组合物的调制中使用的热塑性树脂,可列举例如聚氨酯系树脂、丙烯酸系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、苯乙烯-马来酸系树脂、苯乙烯马来酸酐系树脂等。
作为光固性化合物,可列举例如1,6-己烷二醇二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、双(丙烯酰氧基乙氧基)双酚A、3-甲基戊二醇二丙烯酸酯等那样的2官能单体、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三〔2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯等分子量较小的多官能单体、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯等那样的分子量较大的多官能单体。
作为光聚合引发剂,可列举例如苯乙酮、二苯甲酮、苄基二甲基缩酮、过氧化苯甲酰、2-氯噻吨酮、1,3-双(4’-叠氮苯亚甲基)-2-丙烷、1,3-双(4’-叠氮苯亚甲基)-2-丙烷-2’-磺酸、4,4’-二叠氮二苯乙烯-2,2’-二磺酸等。作为市售的光聚合引发剂,有例如BASF公司制“IRGACURE(商标名)-184”、“IRGACURE(商标名)-369”、“DAROCURE(商标名)-1173”、BASF公司制“LUCIRIN-TPO”、日本化药公司制“KAYACURE(商标名)DETX”、“KAYACURE(商标名)OA”、Stouffer公司制“BYCURE 10”、“BYCURE 55”、AKZO公司制“TORIGONARU PI”、Sandoz公司制“SANDORE 1000”、普强公司制“DEPO”、黑金化成公司制“BIIMIDAZOLE”等。
此外,上述光聚合引发剂中也可以并用公知惯用的光增感剂。作为光增感剂,可列举例如胺类、脲类、具有硫原子的化合物、具有磷原子的化合物、具有氯原子的化合物或腈类或者其他具有氮原子的化合物等。它们可以单独使用,也可以组合2种以上而使用。
光聚合引发剂的配合率没有特别限定,以质量基准计,相对于具有光聚合性或者光固性官能团的化合物,优选为0.1~30%的范围。低于0.1%则存在光固化时感光度降低的倾向;如果超过30%,则在使抗颜料分散抗蚀剂的涂膜干燥时,有时光聚合引发剂的晶体析出而引起涂膜物性的劣化。
使用上述那样的各材料,以质量基准计,每100份本发明的滤色器用染料和/或颜料组合物,将300~1000份有机溶剂和1~100份分散剂以均匀的方式搅拌分散,能够获得上述染料颜料液。接下来,在该颜料分散液中,每1份本发明的滤色器用颜料组合物,添加合计3~20份热塑性树脂和光固性化合物、每1份光固性化合物0.05~3份光聚合引发剂,并根据需要进一步添加有机溶剂,以均匀的方式搅拌分散,能够获得用于形成滤色器像素部的光固性组合物。
作为显影液,可以使用公知惯用的有机溶剂、碱水溶液。尤其在上述光固性组合物含有热塑性树脂或光固性化合物、它们中的至少一方具有酸值、呈碱溶性的情况下,利用碱水溶液进行的洗涤对滤色器像素部的形成是有效的。
虽然对于利用光刻法的滤色器像素部的制造方法进行了详细记载,但是,使用本发明的滤色器用颜料组合物调制的滤色器像素部也可以通过其他电沉积法、转印法、胶束电解法、PVED(PhotovoltaicElectrodeposition)法、喷墨法、反向印刷法、热固化法等方法形成各色像素部而制造滤色器。
既可以在将有机颜料涂布在基材上并干燥的状态下制成滤色器,在颜料分散体中含有固化树脂的情况下,也可以利用热、活性能量射线进行固化从而制成滤色器。此外,利用热板、烘箱等加热装置,在100~280℃进行规定时间的加热处理(光烘烤),从而进行将涂膜中的挥发性成分除去的工序也无妨。
〔滤色器中的颜料的粒子状态〕
本发明的滤色器是,作为有机颜料的ε型酞菁颜料的粒子的体积分数优选为:比1000nm大的粒子为1%以下,40nm以上1000nm以下的为25%以下。滤色器中,滤色器状态下的有机颜料的状态最有助于白斑、取向不均、烧屏等显示不良的抑制。通过规定制成滤色器状态下的有机颜料粒子,能够有效地防止上述显示不良。
40nm以上1000nm以下的粒子为二级粒子或者三级、四级粒子等初级粒子凝集而成的高级粒子,更优选体积分数为15%以下。
此外,100nm以上1000nm以下的粒子多则对显示状态产生影响。100nm以上1000nm以下的粒子的体积分数优选为7%以下,更优选为3%以下。
上述ε型酞菁颜料中,比1000nm大的那样的粗大粒子对显示状态有不良影响,故而不优选,优选设为1%以下。这利用适当的光学显微镜等对滤色器表面进行观察即可。
〔超小角X射线散射轮廓〕
测定1000nm以下的粒子的体积分数可以通过解析基于超小角X射线散射法的超小角X射线散射轮廓而求出。
具体而言,其为具有下述工序的测定方法:工序(A),基于超小角X射线散射法,测定有机颜料的超小角X射线散射轮廓(测定散射轮廓);工序(B),将上述有机颜料假定为半径R的球状粒子且存在粒径分布的变动,通过模拟,由假定的半径R1的值和假定的标准化分散值求出理论散射轮廓;工序(C),对该理论散射轮廓和上述测定散射轮廓进行曲线拟合,获得上述理论散射轮廓与上述测定散射轮廓的残差平方和Z值;以及工序(D),加上新的半径Rn+1的值(n为整数、Rn<Rn+1)和各自的假定的标准化分散值,设定多个粒径分布模型,重复n次上述工序(B)至(C),直至通过工序(C)得到的残差平方和Z值为2%以下,由对上述理论散射轮廓和上述测定散射轮廓进行曲线拟合的结果,确定有机颜料的初级粒径和高级粒子的平均粒径、标准化分散值、体积分数中的至少一种。
超小角X射线散射法(Ultra-Small Angle X-ray Scattering:USAXS)是指,不仅测定散射角为0.1°<(2θ)<10°的小角区域、而且同时也测定在0°<(2θ)≦0.1°这样的超小角区域发生的散漫的散射/折射的方法。小角X射线散射法中,如果物质中存在1~100nm左右大小的电子密度不同的区域,则能够利用电子密度差来测量X射线的散漫散射;而在该超小角X射线散射法中,如果物质中存在1~1000nm左右大小的电子密度不同的区域,则利用该电子密度差来测量X射线的散漫散射。基于该散射角和散射强度,求出测定对象物的粒径。
实现超小角X射线散射法的主要技术是通过下面的2种技术达成的:使用缩小入射X射线的波长长度、光束直径来降低超小角区域的背景散射强度的先进光学系控制技术,尽可能使从样品至检测器的距离即所谓的相机长度增长从而高精度地测定散射角小的部分。利用实验室用的小型装置,主要通过前一种技术达成。
此外,作为用于由X射线小角散射曲线求出粒径分布的程序,优选使用NANO-solver(株式会社理学制)或GIFT(PANalytical制)等程序。
测定ε型酞菁颜料的粒径物性值的情况下,如果X射线散射装置的入射X射线的亮度为106Brilliance(photons/sec/mm2/mrad2/0.1%bandwidth)以上,则能够测定充分的散射强度,优选为107Brilliance以上。涂膜的基板为玻璃等的情况下容易吸收X射线,因此入射X射线的亮度明显不足,因而,为了高精度地测定ε型酞菁颜料的初级粒子和高级粒子的平均粒径、标准化分散值、体积分数,入射X射线的亮度优选为1016Brilliance以上,更优选为1018Brilliance以上。
为了得到1016Brilliance以上的高亮度X射线源,可以使用大型放射光设施,例如兵库县的SPring-8、茨城县的Photon Factory等光源。这样的设备中,可以通过选择任意的相机长度来设定目的散射区域。此外,为了得到充分的散射强度、为了防止试样损坏、进而为了保护检测器,通过在入射侧使用被称为衰减器的数种金属制的吸收板、或者将曝光时间在0.5~60秒左右任意调整,能够出于广泛的目的而对最适的测定条件进行选择。衰减器可列举例如Au、Ag、钼制的薄膜等。
作为测定的具体步骤,首先,在工序(A)中,将滤色器设置于市售的X射线折射装置的试样架、试样台等后,测定散射角(2θ)小于10°范围的各散射角(2θ)的散射强度I,从而测定小角X射线散射轮廓(测定散射轮廓)。
基板为玻璃的涂膜的情况下所使用的利用放射光的超小角散射装置是,以下述作业作为工序(A):利用双晶体分光器,使从被称为储存环的圆形加速器取出的白色光单色化,以X射线区域的波长(例如)作为射线源,入射于设置在试样台上的涂膜,利用二维检测器对散射光进行一定时间曝光,将以同心圆状得到的散射轮廓平均化为一维,转换为散射角(2θ)小于10°范围的各散射角(2θ)的散射强度I,得到小角X射线散射轮廓(测定散射轮廓)。
接下来,在工序(B)中,由得到的测定散射轮廓,假定有机颜料为半径R的球状粒子且存在粒径分布的参差,使用市售的解析软件进行模拟,由假设的半径R1的值和假设的标准化分散值求出理论散射轮廓。
一般而言,物质中存在Δρ(r)的电子密度差区域的情况下,散射强度I可以像下述式(1)那样进行近似。
[数2]
上述式(1)中,q表示散射向量,V表示体积积分的区域,意味着对全部物质进行积分。此外,F(q)是形状因子,S(q)是结构因子,粒子在物质中无序存在的情况下,成为S(q)=1。此外,散射向量q由下述式(2)表示。
[数3]
上述式(2)中,λ是X射线的波长,2θ是散射角。上述式(1)中,如果粒子是半径为R的球状,则形状因子F(q)由下述式(3)表示。
[数4]
因此,根据上述式(1)、(2)和(3),如果假定了假设的半径R的值、计算了形状因子F(q),就能够描述散射强度I。然而,上述散射强度I仅假设了物质中的粒子具有某种一定的大小(半径R为一定)的情况。而在实际的物质中,粒子以一定的大小存在是罕见的,粒子的大小一般存在某种程度的参差(粒径分布的参差)。此外,本发明中,作为目的的是正确而高精度地测定具有这样的粒径分布参差的有机颜料的粒径分布,因而,必然需要有粒径分布参差的假定。
如果存在该粒径分布参差,则上述散射强度I是由具有各种尺寸的粒子产生的散射叠加而给出的。在粒径分布的参差的假定中使用的分布函数可以使用统计学中使用的公知的分布函数,考虑到实际的物质中的粒径分布的参差,优选使用Γ分布函数。该Γ分布函数由下述式(4)表示。
[数5]
这里,R0是球状粒子的平均半径,M是粒径分布广度参数。那么,如果设为能够假定物质中的粒径分布由上述Γ分布函数给出、散射强度I由从各种半径R1的粒子(平均半径为R0)产生的散射的叠加给出,则存在粒径分布参差的情况下的散射强度I使用上述式(3)和(4)由下述式(5)表示。
[数6]
关于式(5)中的粒径分布的广度参数即M,作为解析结果,通过式(6)的转换作为标准化分散值σ(%)而输出。
[数7]
根据上述式(5),在工序(B)中,通过模拟,由假设的半径R1的值和假设的标准化分散值计算散射角(2θ)的散射强度I,求出理论散射轮廓。
接下来,在工序(C)中,通过最小二乘法进行由散射强度I计算的理论散射轮廓与测定散射轮廓的曲线拟合。
轮廓拟合中,进行精密化的变量是平均粒径(nm)、标准化分散值(%)。此外,轮廓拟合通过最小二乘法以测定轮廓与理论散射轮廓的残差平方和Z值成为最小的方式进行,该残差平方和Z值越小则认为粒径解析的精度越高。一般而言,如果Z值下降至低于2%则两轮廓在目测水平上大体重合,可判断为已收敛。优选Z值为低于1%,更优选为低于0.5%。作为收敛时的变量的平均初级粒径和标准化分散值作为解析结果而得到。
如果在工序(A)中测定包含超小角散射区域的X射线散射,那么,由于解析范围包括了比较大的粒径,在工序(B)中假定的一种粒径分布即一种平均初级粒径、和假定标准化分散值的工序C的拟合解析中,有时残差平方和Z值未充分下降,测定轮廓与理论散射轮廓不表现良好的一致。
其原因是,粒径分布不是一种,还包括具有更大的粒径的颜料粒子、高级凝集而成的粒子等,假定具有多个粒径分布,导入新的粒径分布模型。
在工序(D)中,直至通过工序(C)得到的残差平方和Z值为2%以下、加上新的半径Rn+1的值(n为整数、Rn<Rn+1)和各自的假定的标准化分散值设定多个粒径分布模型,重复n次上述工序(B)至(C)。
具体而言,如果假定具有更大的平均粒径的新的粒径分布模型,将其半径设为R2(此时设为R2>R1),将各成分的散射强度I设为I(1)和I(2),则前期散射强度式(5)的左项如式(7)、(8)那样被修正。
[数8]
M1是第1种粒径分布宽度参数。
[数9]
M2是第2种粒径分布宽度参数。
同样地,在假定了第3半径R3、其以上的分布的情况下,也可以描述为I(3)、I(4)··I(n)。
具有2个平均粒径的粒径分布模型系的全散射强度ITotal由式(9)表示。
ITotal=k(1)I(1)+k(2)I(2)···(9)
k(1)、k(2)是表示各成分的组成比的比例因子。
同样地,假定具有3个以上的平均粒径的粒径分布模型,利用合计n个粒径分布模型,可以如式(10)那样描述全散射强度。
ITotal=k(1)I(1)+k(2)I(2)+···+k(n)I(n)···(10)
前期多个粒径分布中,例如n个各粒径分布成分的体积分数w(1)、w(2)···w(n)由式(11)所示的比表示。
w(1):w(2):···:w(n)=k(1):k(2):···:k(n)···(11)
轮廓拟合中,进行精密化的变量是各粒径分布成分的平均粒径(nm)、表示各粒径分布的宽度的标准化分散值(%)、和各成分的体积分数(%)。此外,轮廓拟合以作为测定轮廓与全理论散射轮廓的残差平方和的Z值成为最小的方式进行,确定上述各变量。
本(D)工序中的轮廓拟合未良好地收敛的情况下,即,未求出残差平方和Z值的最小值时,有时原因是应当确定的变量过多。此时,以(C)工序中求出的标准化分散值为参考将各粒径分布成分的标准化分散值固定即可。通过本操作,由变量最少的最小二乘法进行的轮廓拟合中收敛变得容易。如此,各粒径分布成分的平均粒径、标准化分散值(%)、和各成分的体积分数(%)作为解析结果而得到。
(取向膜)
本发明的液晶显示装置中,使液晶组合物在第一基板与第二基板上的液晶组合物接触的面上取向,因此,在以取向膜为必需的液晶显示装置中,虽然配置于滤色器与液晶层之间,但是即便取向膜的膜厚厚,也薄至100nm以下,无法完全阻断构成滤色器的颜料等色素与构成液晶层的液晶化合物的相互作用。
此外,不使用取向膜的液晶显示装置中,构成滤色器的颜料等色素与构成液晶层的液晶组合物的相互作用变得更大。
作为取向膜材料,可以使用聚酰亚胺、聚酰胺、BCB(苯并环丁烯聚合物)、聚乙烯基醇等透明性有机材料,特别是,优选为将由对苯二胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷等脂肪族或脂环族二胺等二胺和丁烷四羧酸酐、2,3,5-三羧基环戊基乙酸酐等脂肪族或脂环式四羧酸酐、均苯四甲酸二酐等芳香族四羧酸酐合成的聚酰胺酸亚胺化而得的聚酰亚胺取向膜。这种情况下的取向赋予方法一般使用摩擦,在用于垂直取向膜等的情况下,也可以不赋予取向而使用。
作为取向膜材料,可以使用化合物中含有查尔酮、肉桂酸酯、肉桂酰基或偶氮基等的材料,也可以与聚酰亚胺、聚酰胺等材料组合而使用,这种情况下,取向膜可以使用摩擦也可以使用光取向技术。
取向膜一般是利用旋涂法等方法将上述取向膜材料涂布在基板上形成树脂膜,也可以使用单向拉伸法、朗缪尔·布洛杰特法等。
(透明电极)
本发明的液晶显示装置中,作为透明电极的材料,可以使用导电性的金属氧化物,作为金属氧化物,可以使用氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(In2O3-SnO2)、氧化铟锌(In2O3-ZnO)、铌掺杂二氧化钛(Ti1-xNbxO2)、氟掺杂氧化锡、石墨烯纳米带或金属纳米线等,优选为氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(In2O3-SnO2)或氧化铟锌(In2O3-ZnO)。这些透明导电膜的图形化可以使用光刻法、使用了掩模的方法等。
本发明的液晶显示装置具有防止了液晶层的电压保持率(VHR)的降低、离子密度(ID)的增加、抑制了烧屏等显示不良的发生的特征,因而尤其对有源矩阵驱动用的VA模式、PSVA模式、FSS模式用的液晶显示装置是有用的,可以适用于液晶TV、显示器、便携电话、智能手机等液晶显示装置。
实施例
以下,列举实施例对本发明进一步进行详述,但本发明不限于这些实施例。此外,以下的实施例和比较例的组合物中的“%”意味着“质量%”。实施例中测定的特性如下。
Tni:向列相-各向同性液体相转变温度(℃)
Δn:25℃时的折射率各向异性
Δε:25℃时的介电常数各向异性
η:20℃时的粘度(mPa·s)
γ1:25℃时的旋转粘性(mPa·s)
VHR:70℃时的电压保持率(%)
(在单元厚度3.5μm的单元中注入液晶组合物,以外加电压5V、帧时200ms、脉冲宽度64μs的条件测定时,将测定电压与初始外加电压之比用%表示的值)
ID:70℃时的离子密度(pC/cm2)
(在单元厚度3.5μm的单元中注入液晶组合物,用MTR-1(Toyo Technica Co.,Ltd.制)以外加电压20V、频率0.05Hz的条件测定时的离子密度值)
烧屏:
液晶显示元件的烧屏评价是,在显示区域内显示了1000小时规定的固定图形后,进行整个画面均匀的显示,通过目测,对此时固定图形的残像的水平按以下的4级评价进行。
◎无残像
○稍有残像但为能够允许的水平
△有残像且为不能允许的水平
×有残像且相当差
此外,实施例中,对化合物的记载使用以下的简写。
(环结构)
[化33]
(侧链结构和连接结构)
[表1]
末端的n(数字) CnH2n+1-
-2- -CH2CH2-
-1O- -CH2O-
-O1- -OCH2-
-V- -CO-
-VO- -COO-
-CFFO- -CF2O-
-F -F
-Cl -Cl
-CN -C≡N
-OCFFF -OCF3
-CFFF -CF3
-On -OCnH2n+1-
-T- -C≡C-
-N- -CH=N-N=CH-
ndm- cnH2n+1-Hc=cH-(CH2)m-1-
-ndm -(CH2)n-1-HC=CH-CmH2m+1
ndmO- CnH2n+1-HC=CH-(CH2)m-1O-
-Ondm -O-(CH2)n-1-HC=CH-CmH2m+1
-ndm- -(cH2)n-1-Hc=CH-(CH2)m-1-
[滤色器的制作]
[着色组合物的调制]
[红色染料着色组合物1]
将10份红色染料1(C.I.溶剂红124)放入塑料瓶,加入55份丙二醇单甲基醚乙酸酯、 BEADS,用颜料调节器(东洋精机株式会社制)分散4小时后,用5μm的过滤器过滤,得到染料着色液。用分散搅拌机对75.00份该染料着色液和5.50份聚酯丙烯酸酯树脂(ARONIX(商标名)M7100、东亚合成化学工业株式会社制)、5.00份双季戊四醇六丙烯酸酯(KAYARAD(商标名)DPHA、日本化药株式会社制)、1.00份二苯甲酮(KAYACURE(商标名)BP-100、日本化药株式会社制)、13.5份Euca Ester EEP进行搅拌,用孔径1.0μm的过滤器过滤,得到红色染料着色组合物1。
[红色染料着色组合物2]
代替上述红色染料着色组合物1的10份红色染料1,使用8份红色染料1(C.I.溶剂红124)和2份黄色染料1(C.I.溶剂黄21),与上述同样操作,得到红色染料着色组合物2。
[红色染料着色组合物3]
代替上述红色染料着色组合物1的10份红色染料1,使用10份红色染料2(C.I.溶剂红1),与上述同样操作,得到红色染料着色组合物3。
[绿色染料着色组合物1]
代替上述红色染料着色组合物1的10份红色染料1,使用3份蓝色染料1(C.I.溶剂蓝67)和7份黄色染料1(C.I.溶剂黄162),与上述同样操作,得到绿色染料着色组合物1。
[绿色染料着色组合物2]
代替上述绿色染料着色组合物1的7份黄色染料1,使用4份黄色染料1(C.I.溶剂黄162)和3份黄色染料3(C.I.溶剂黄82),与上述同样操作,得到绿色染料着色组合物2。
[绿色染料着色组合物3]
代替上述绿色染料着色组合物1的3份蓝色染料1和7份黄色染料1,使用10份绿色染料1(C.I.溶剂绿7),与上述同样操作,得到绿色染料着色组合物3。
[蓝色染料着色组合物1]
代替上述红色染料着色组合物1的10份红色染料1,使用10份蓝色染料2(C.I.溶剂蓝12),与上述同样操作,得到蓝色染料着色组合物1。
[黄色染料着色组合物1]
代替上述红色染料着色组合物1的10份红色染料1,使用10份黄色染料1(C.I.溶剂黄21),与上述同样操作,得到黄色染料着色组合物1。
[黄色染料着色组合物2]
代替上述黄色染料着色组合物1的10份黄色染料1,使用10份黄色染料4(C.I.溶剂黄2),与上述同样操作,得到黄色染料着色组合物2。
[红色颜料着色组合物1]
将10份红色颜料1(C.I.颜料红254、BASF公司制“IRGAPHOR RED BT-CF”)放入塑料瓶,加入55份丙二醇单甲基醚乙酸酯、7.0份DISPERBYK LPN21116(毕克化学株式会社制)、Saint-Gobain公司制锆珠“ER-120S”,用颜料调节器(东洋精机株式会社制)分散4小时后,用1μm的过滤器过滤,得到颜料分散液。用分散搅拌机对75.00份该颜料分散液和5.50份聚酯丙烯酸酯树脂(ARONIX(商标名)M7100、东亚合成化学工业株式会社制)、5.00份双季戊四醇六丙烯酸酯(KAYARAD(商标名)DPHA、日本化药株式会社制)、1.00份二苯甲酮(KAYACURE(商标名)BP-100、日本化药株式会社制)、13.5份Euca Ester EEP进行搅拌,用孔径1.0μm的过滤器过滤,得到红色颜料着色组合物1。
[红色颜料着色组合物2]
代替上述红色颜料着色组合物1的10份红色颜料1,使用6份红色颜料1和2份红色颜料2(C.I.颜料红177DIC株式会社制FASTOGEN SUPER RED ATY-TR)、2份黄色颜料2(C.I.颜料黄139),与上述同样操作,得到红色颜料着色组合物2。
[红色颜料着色组合物3]
代替上述红色颜料着色组合物1的10份红色颜料1,使用8份红色颜料1、2份上述通式(1)所表示的呫吨化合物(化合物No.16:C.I.酸性红289),与上述同样地得到红色颜料组合物3。
[绿色颜料着色组合物1]
代替上述红色颜料着色组合物1的10份红色颜料1,使用6份绿色颜料1(C.I.颜料绿36、DIC株式会社制“FASTOGEN GREEN 2YK-CF”)和4份黄色颜料1(C.I.颜料黄150、BAYER公司制FANCHON FAST YELLOW E4GN),与上述同样操作,得到绿色颜料着色组合物1。
[绿色颜料着色组合物2]
代替上述绿色颜料着色组合物1的6份绿色颜料1、4份黄色颜料1,使用4份绿色颜料2(C.I.颜料绿58、DIC株式会社制FASTOGEN GREEN A110)和6份黄色颜料3(C.I.颜料黄138),与上述同样操作,得到绿色颜料着色组合物2。
[蓝色颜料着色组合物1]
将1.80份蓝色颜料1(C.I.颜料蓝15:6、DIC株式会社制FASTOGEN蓝A510)、0.18份上述通式(1)所表示的呫吨化合物(化合物No.2)、2.84份BYK-LPN21116(毕克化学公司)、10.19份环己酮、 SEPR BEADS放入塑料瓶,用颜料调节器(东洋精机株式会社制)分散4小时,颜料分散液得到。用分散搅拌机对75.00份该颜料分散液和5.50份聚酯丙烯酸酯树脂(ARONIX(商标名)M7100、东亚合成化学工业株式会社制)、5.00份双季戊四醇六丙烯酸酯(KAYARAD(商标名)DPHA、日本化药株式会社制)、1.00份二苯甲酮(KAYACURE(商标名)BP-100、日本化药株式会社制)、13.5份Euca Ester EEP(Union Carbide Corporation制)进行搅拌,用孔径1.0μm的过滤器过滤,得到蓝色颜料着色组合物1。
[蓝色颜料着色组合物2]
代替上述蓝色颜料着色组合物1的呫吨化合物,使用通式(1)所表示的呫吨化合物(化合物No.4),与上述同样操作,得到蓝色颜料着色组合物2。
[蓝色颜料着色组合物3]
代替上述蓝色颜料着色组合物1的呫吨化合物,使用通式(1)所表示的呫吨化合物(化合物No.1),与上述同样操作,得到蓝色颜料着色组合物3。
[蓝色颜料着色组合物4]
代替上述蓝色颜料着色组合物1的呫吨化合物,使用通式(1)所表示的呫吨化合物(化合物No.12),与上述同样操作,得到蓝色颜料着色组合物4。
[黄色颜料着色组合物1]
代替上述红色颜料着色组合物1的10份红色颜料1,使用10份黄色颜料1(C.I.颜料黄150、LANXESS公司制FANCHON FAST YELLOW E4GN),与上述同样操作,得到黄色颜料着色组合物1。
[滤色器的制作]
在预先形成有黑矩阵的玻璃基板上,利用旋涂将红色着色组合物以膜厚成为2μm的方式涂布。70℃干燥20分钟后,利用具备超高压水银灯的曝光机,使紫外线隔着光掩模进行条状的图形曝光。利用碱性显影液喷雾显影90秒,用离子交换水洗涤,风干。进而,在干净的烘箱中以230℃进行30分钟光烘烤,在透明基板上形成作为条状的着色层的红色像素。
接着,绿色着色组合物也同样地,利用旋涂以膜厚成为2μm的方式涂布。干燥后,利用曝光机在与前述红色像素错开的位置使条状的着色层曝光并显影,从而形成与前述红色像素邻接的绿色像素。
接着,对于蓝色着色组合物也同样地,利用旋涂以膜厚2μm形成与红色像素、绿色像素邻接的蓝色像素。这样,得到透明基板上具有红、绿、蓝3色条状像素的滤色器。
根据需要,对于黄色着色组合物也同样地,利用旋涂以膜厚2μm形成与红色像素、绿色像素邻接的黄色像素。这样,得到透明基板上具有红、绿、蓝、黄4色条状像素的滤色器。
使用下述表中所示的染料着色组合物或颜料着色组合物,制成滤色器1~4和比较滤色器1。
[表2]
〔滤色器中的有机颜料体积分数的测定〕
(利用显微镜的粗大粒子的测定)
对于得到的滤色器1~5的B像素部,利用Nikon公司制光学显微镜Optiphot2对任意5点以2000倍进行观察,结果,均未观察到1000nm以上的粗大粒子。
(利用USAXS的滤色器1~4的测定)
用胶带将滤色器1~5的B像素部粘贴在Al制试样架上,置于透射用的试样台。在以下的条件下进行超小角X射线散射测定,进行解析,结果得到3个粒径分布,将其中平均粒径1nm以上低于40nm的分布所表示的粒子表示为初级粒子,同样地,将40nm以上低于100nm的分布表示为2级粒子,并且将100nm以上1000nm以下的分布表示为3级粒子,将上述2级粒子和3级粒子的合计作为高级粒子。
上述测定、解析的结果是,滤色器1~5的B像素部中的平均粒径1nm以上低于40nm的分布所表示的初级粒子的体积分数为88.4%,40nm以上低于100nm的分布所表示的2级粒子的体积分数为11.6%,100nm以上1000nm以下的分布所表示的3级粒子的体积分数为0.0%,40nm以上1000nm以下的粒子所占的体积分数为11.6%。
测定设备、测定方法如下。
测定装置:大型放射光设施:在SPring-8中,前沿软物质开发产学联合(フロンティアソフトマター開発産学連合)所有的光束线:BL03XU第2舱口
测定模式:超小角X射线散射(USAXS)
测定条件:波长0.1nm、相机长度6m、束斑尺寸140μm×80μm、衰减器无、曝光时间30秒、2θ=0.01~1.5°
解析软件:二维数据的图像化和一维化用Fit2D(由European SynchrotronRadiation Facility的主页[http://www.esrf.eu/computing/scientific/FIT2D/]获得)进行,
粒度分布的解析用(株)理学公司制软件NANO-Solver(Ver3.6)进行。
对于该滤色器的各像素部,使用奥林巴斯制显微镜MX-50和大冢电子制分光光度计MCPD-3000显微分光测光装置,测定CIE1931XYZ表色系的C光源中的x值和y值。将结果示于下述表中。
[表3]
(实施例1~5)
在第一和第二基板上制成电极结构,在各自的相对侧形成垂直取向性的取向膜,然后,进行弱摩擦处理,制成VA单元,在第一基板与第二基板之间夹持以下的表中所示的液晶组合物1。接着,使用上述表中所示的滤色器1~5制成实施例1~5的液晶显示装置(dgap=3.5μm、取向膜SE-5300)。测定得到的液晶显示装置的VHR和ID。此外,进行得到的液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表4]
液晶组合物1
TNI/℃ 81.0
Δn 0.103
Δε -2.9
n/mPa·s 20.3
Y1/mPa·s 112
Y1/Δn2×10-2 105
3-Cy-Cy-2 24%
3-Cy-Cy-4 10%
3-Cy-Cy-5 5%
3-Cy-Ph-O1 2%
3-Cy-Ph5-O2 13%
2-Cy-Ph-Ph5-O2 9%
3-Cy-Ph-Ph5-O2 9%
3-Cy-Cy-Ph5-O3 5%
4-Cy-Cy-Ph5-O2 6%
5-Cy-Cy-Ph5-O2 5%
3-Ph-Ph5-Ph-2 6%
4-Ph-Ph5-Ph-2 6%
[表5]
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
液晶组合物 液晶组合物1 液晶组合物1 液晶组合物1 液晶组合物1 液晶组合物1
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.3 99.4 99.5 99.5 99.5
ID 45 38 26 29 32
烧屏
可知,液晶组合物1具有作为TV用液晶组合物实用的81℃的液晶相温度范围,具有大的介电常数各向异性绝对值,具有低的粘性和最适的Δn。
实施例1~5的液晶显示装置实现了高的VHR和小的ID。此外,在烧屏评价中也没有残影或即使有残影也可忽略不计,是能够允许的水平。
(实施例6~15)
与实施例1同样地夹持下述表中所示的液晶组合物,使用上述表中所示的滤色器1~5制成实施例6~15的液晶显示装置,测定其VHR和ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表6]
[表7]
实施例6 实施例7 实施例8 实施例9 实施例10
液晶组合物 液晶组合物2 液晶组合物2 液晶组合物2 液晶组合物2 液晶组合物2
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.3 99.3 99.6 99.5 99.5
ID 50 44 22 31 33
烧屏
[表8]
实施例11 实施例12 实施例13 实施例14 实施例15
液晶组合物 液晶组合物3 液晶组合物3 液晶组合物3 液晶组合物3 液晶组合物3
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.2 99.4 99.5 99.4 99.4
ID 59 45 30 42 44
烧屏
实施例6~15的液晶显示装置实现了高的VHR和小的ID。此外,在烧屏评价中也没有残影或即使有残影也可忽略不计,是能够允许的水平。
(实施例16~30)
与实施例1同样地夹持下述表中所示的液晶组合物,使用上述表中所示的滤色器1~5制成实施例16~30的液晶显示装置,测定其VHR和ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表9]
[表10]
实施例16 实施例17 实施例18 实施例19 实施例20
液晶组合物 液晶组合物4 液晶组合物4 液晶组合物4 液晶组合物4 液晶组合物4
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.3 99.5 99.7 99.6 99.6
ID 53 36 18 27 29
烧屏
[表11]
实施例21 实施例22 实施例23 实施例24 实施例25
液晶组合物 液晶组合物5 液晶组合物5 液晶组合物5 液晶组合物5 液晶组合物5
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.4 99.4 99.6 99.6 99.6
ID 43 40 26 32 34
烧屏
[表12]
实施例26 实施例27 实施例28 实施例29 实施例30
液晶组合物 液晶组合物6 液晶组合物6 液晶组合物6 液晶组合物6 液晶组合物6
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.2 99.3 99.5 99.4 99.4
ID 57 46 33 39 41
烧屏
实施例16~30的液晶显示装置实现了高的VHR和小的ID。此外,在烧屏评价中也没有残影或即使有残影也可忽略不计,是能够允许的水平。
(实施例31~45)
与实施例1同样地夹持下述表中所示的液晶组合物,使用上述表中所示的滤色器1~5制成实施例31~45的液晶显示装置,测定其VHR和ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表13]
[表14]
实施例31 实施例32 实施例33 实施例34 实施例35
液晶组合物 液晶组合物7 液晶组合物7 液晶组合物7 液晶组合物7 液晶组合物7
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.4 99.4 99.7 99.6 99.6
ID 41 37 15 20 22
烧屏
[表15]
实施例36 实施例37 实施例38 实施例39 实施例40
液晶组合物 液晶组合物8 液晶组合物8 液晶组合物8 液晶组合物8 液晶组合物8
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.1 99.3 99.5 99.4 99.4
ID 66 47 24 35 39
烧屏
[表16]
实施例41 实施例42 实施例43 实施例44 实施例45
液晶组合物 液晶组合物9 液晶组合物9 液晶组合物9 液晶组合物9 液晶组合物9
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.3 99.4 99.5 99.5 99.5
ID 54 42 31 34 38
烧屏
实施例31~45的液晶显示装置实现了高的VHR和小的ID。此外,在烧屏评价中也没有残影或即使有残影也可忽略不计,是能够允许的水平。
(实施例46~60)
与实施例1同样地夹持下述表中所示的液晶组合物,使用上述表中所示的滤色器1~5制成实施例46~60的液晶显示装置,测定其VHR和ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表17]
[表18]
实施例46 实施例47 实施例48 实施例49 实施例50
液晶组合物 液晶组合物10 液晶组合物10 液晶组合物10 液晶组合物10 液晶组合物10
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.3 99.3 99.6 99.4 99.4
ID 40 39 19 28 30
烧屏
[表19]
实施例51 实施例52 实施例53 实施例54 实施例55
液晶组合物 液晶组合物11 液晶组合物11 液晶组合物11 液晶组合物11 液晶组合物11
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.2 99.4 99.7 99.5 99.4
ID 58 41 17 30 34
烧屏
[表20]
实施例56 实施例57 实施例58 实施例59 实施例60
液晶组合物 液晶组合物12 液晶组合物12 液晶组合物12 液晶组合物12 液晶组合物12
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.5 99.5 99.8 99.6 99.6
ID 39 37 15 24 28
烧屏
实施例46~60的液晶显示装置实现了高的VHR和小的ID。此外,在烧屏评价中也没有残影或即使有残影也可忽略不计,是能够允许的水平。
(实施例61~75)
与实施例1同样地夹持下述表中所示的液晶组合物,使用上述表中所示的滤色器1~5制成实施例61~75的液晶显示装置,测定其VHR和ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表21]
[表22]
实施例61 实施例62 实施例63 实施例64 实施例65
液晶组合物 液晶组合物13 液晶组合物13 液晶组合物13 液晶组合物13 液晶组合物13
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.2 99.3 99.6 99.4 99.4
ID 57 44 25 43 44
烧屏
[表23]
实施例66 实施例67 实施例68 实施例69 实施例70
液晶组合物 液晶组合物14 液晶组合物14 液晶组合物14 液晶组合物14 液晶组合物14
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.4 99.4 99.5 99.5 99.5
ID 38 36 28 33 35
烧屏
[表24]
实施例71 实施例72 实施例73 实施例74 实施例75
液晶组合物 液晶组合物15 液晶组合物15 液晶组合物15 液晶组合物15 液晶组合物15
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.3 99.4 99.6 99.4 99.4
ID 52 39 24 38 39
烧屏
实施例61~75的液晶显示装置实现了高的VHR和小的ID。此外,在烧屏评价中也没有残影或即使有残影也可忽略不计,是能够允许的水平。
(实施例76~90)
与实施例1同样地夹持下述表中所示的液晶组合物,使用上述表中所示的滤色器1~5制成实施例76~90的液晶显示装置,测定其VHR和ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表25]
[表26]
实施例76 实施例77 实施例78 实施例79 实施例80
液晶组合物 液晶组合物16 液晶组合物16 液晶组合物16 液晶组合物16 液晶组合物16
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.3 99.3 99.5 99.5 99.5
ID 49 45 29 28 28
烧屏
[表27]
实施例81 实施例82 实施例83 实施例84 实施例85
液晶组合物 液晶组合物17 液晶组合物17 液晶组合物17 液晶组合物17 液晶组合物17
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.2 99.3 99.4 99.4 99.4
ID 40 42 36 37 39
烧屏
[表28]
实施例86 实施例87 实施例88 实施例89 实施例90
液晶组合物 液晶组合物18 液晶组合物18 液晶组合物18 液晶组合物18 液晶组合物18
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.4 99.5 99.6 99.5 99.5
ID 52 34 22 32 33
烧屏
实施例76~90的液晶显示装置实现了高的VHR和小的ID。此外,在烧屏评价中也没有残影或即使有残影也可忽略不计,是能够允许的水平。
(实施例91~105)
与实施例1同样地夹持下述表中所示的液晶组合物,使用上述表中所示的滤色器1~5制成实施例91~105的液晶显示装置,测定其VHR和ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表29]
[表30]
实施例91 实施例92 实施例93 实施例94 实施例95
液晶组合物 液晶组合物19 液晶组合物19 液晶组合物19 液晶组合物19 液晶组合物19
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.3 99.4 99.5 99.6 99.5
ID 47 38 27 25 26
烧屏
[表31]
实施例96 实施例97 实施例98 实施例99 实施例100
液晶组合物 液晶组合物20 液晶组合物20 液晶组合物20 液晶组合物20 液晶组合物20
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.5 99.4 99.7 99.6 99.6
ID 37 42 19 23 25
烧屏
[表32]
实施例101 实施例102 实施例103 实施例104 实施例105
液晶组合物 液晶组合物21 液晶组合物21 液晶组合物21 液晶组合物21 液晶组合物21
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.3 99.3 99.5 99.3 99.3
ID 46 41 32 44 45
烧屏
实施例91~105的液晶显示装置实现了高的VHR和小的ID。此外,在烧屏评价中也没有残影或即使有残影也可忽略不计,是能够允许的水平。
(实施例106~120)
与实施例1同样地夹持下述表中所示的液晶组合物,使用上述表中所示的滤色器1~5制成实施例106~120的液晶显示装置,测定其VHR和ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表33]
[表34]
实施例106 实施例107 实施例108 实施例109 实施例110
液晶组合物 液晶组合物22 液晶组合物22 液晶组合物22 液晶组合物22 液晶组合物22
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.3 99.4 99.6 99.5 99.5
ID 48 43 18 32 33
烧屏
[表35]
实施例111 实施例112 实施例113 实施例114 实施例115
液晶组合物 液晶组合物23 液晶组合物23 液晶组合物23 液晶组合物23 液晶组合物23
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.2 99.2 99.5 99.4 99.5
ID 53 50 25 39 41
烧屏
[表36]
实施例116 实施例117 实施例118 实施例119 实施例120
液晶组合物 液晶组合物24 液晶组合物24 液晶组合物24 液晶组合物24 液晶组合物24
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.5 99.5 99.7 99.6 99.6
ID 41 38 20 22 24
烧屏
实施例116~120的液晶显示装置实现了高的VHR和小的ID。此外,在烧屏评价中也没有残影或即使有残影也可忽略不计,是能够允许的水平。
(实施例121~135)
与实施例1同样地夹持下述表中所示的液晶组合物,使用上述表中所示的滤色器1~5制成实施例121~135的液晶显示装置,测定其VHR和ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表37]
[表38]
实施例121 实施例122 实施例123 实施例124 实施例125
液晶组合物 液晶组合物25 液晶组合物25 液晶组合物25 液晶组合物25 液晶组合物25
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.4 99.3 99.6 99.5 99.5
ID 36 40 23 25 27
烧屏
[表39]
实施例126 实施例127 实施例128 实施例129 实施例130
液晶组合物 液晶组合物26 液晶组合物26 液晶组合物26 液晶组合物26 液晶组合物26
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.2 99.4 99.5 99.5 99.5
ID 55 36 29 30 31
烧屏
[表40]
实施例131 实施例132 实施例133 实施例134 实施例135
液晶组合物 液晶组合物27 液晶组合物27 液晶组合物27 液晶组合物27 液晶组合物27
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.3 99.4 99.6 99.4 99.4
ID 44 39 19 31 33
烧屏
实施例121~135的液晶显示装置实现了高的VHR和小的ID。此外,在烧屏评价中也没有残影或即使有残影也可忽略不计,是能够允许的水平。
(实施例136~140)
在液晶组合物1中混合0.3质量%的2-甲基-丙烯酸4-{2-[4-(2-丙烯酰氧基-乙基)-苯氧基羰基]-乙基}-联苯-4’-基酯,作为液晶组合物28。在实施例1中使用的VA单元中夹持该液晶组合物28,在电极间施加有驱动电压的状态下,照射600秒紫外线(3.0J/cm2),进行聚合处理,接着,使用上述表中所示的滤色器1~5制成实施例136~140的液晶显示装置,测定其VHR和ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表41]
实施例136 实施例137 实施例138 实施例139 实施例140
液晶组合物 液晶组合物28 液晶组合物28 液晶组合物28 液晶组合物28 液晶组合物28
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.2 99.3 99.5 99.3 99.4
ID 51 39 25 38 39
烧屏
实施例136~140的液晶显示装置实现了高的VHR和小的ID。此外,在烧屏评价中也没有残影或即使有残影也可忽略不计,是能够允许的水平。
(实施例141~145)
在液晶组合物13中混合0.3质量%的双甲基丙烯酸联苯‐4,4’‐二基,作为液晶组合物29。在实施例1中使用的VA单元中夹持该液晶组合物29,在电极间施加有驱动电压的状态下,照射600秒紫外线(3.0J/cm2),进行聚合处理,接着,使用上述表中所示的滤色器1~5制成实施例141~145的液晶显示装置,测定其VHR和ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表42]
实施例141 实施例142 实施例143 实施例144 实施例145
液晶组合物 液晶组合物29 液晶组合物29 液晶组合物29 液晶组合物29 液晶组合物29
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.3 99.4 99.6 99.6 99.5
ID 52 45 27 28 30
烧屏
实施例141~145的液晶显示装置实现了高的VHR和小的ID。此外,在烧屏评价中也没有残影或即使有残影也可忽略不计,是能够允许的水平。
(实施例146~150)
在液晶组合物19中混合0.3质量%的双甲基丙烯酸3‐氟联苯‐4,4’‐二基,作为液晶组合物30。在实施例1中使用的VA单元中夹持该液晶组合物30,在电极间施加有驱动电压的状态下,照射600秒紫外线(3.0J/cm2),进行聚合处理,接着,使用上述表中所示的滤色器1~5制成实施例146~150的液晶显示装置,测定其VHR和ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表43]
实施例146 实施例147 实施例148 实施例149 实施例150
液晶组合物 液晶组合物30 液晶组合物30 液晶组合物30 液晶组合物30 液晶组合物30
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.1 99.2 99.6 99.5 99.5
ID 59 53 21 36 38
烧屏
实施例146~150的液晶显示装置实现了高的VHR和小的ID。此外,在烧屏评价中也没有残影或即使有残影也可忽略不计,是能够允许的水平。
(实施例151~165)
与实施例1同样地夹持下述表中所示的液晶组合物,使用上述表中所示的滤色器1~5制成实施例151~165的液晶显示装置,测定其VHR和ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表44]
[表45]
实施例151 实施例152 实施例153 实施例154 实施例155
液晶组合物 液晶组合物31 液晶组合物31 液晶组合物31 液晶组合物31 液晶组合物31
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.2 99.3 99.4 99.4 99.4
ID 48 42 29 33 35
烧屏
[表46]
实施例156 实施例157 实施例158 实施例159 实施例160
液晶组合物 液晶组合物32 液晶组合物32 液晶组合物32 液晶组合物32 液晶组合物32
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.3 99.3 99.5 99.3 99.4
ID 55 48 36 49 50
烧屏
[表47]
实施例161 实施例162 实施例163 实施例164 实施例165
液晶组合物 液晶组合物33 液晶组合物33 液晶组合物33 液晶组合物33 液晶组合物33
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.2 99.4 99.5 99.5 99.5
ID 57 44 26 35 37
烧屏
实施例151~165的液晶显示装置实现了高的VHR和小的ID。此外,在烧屏评价中也没有残影或即使有残影也可忽略不计,是能够允许的水平。
(实施例166~175)
与实施例1同样地夹持下述表中所示的液晶组合物,使用上述表中所示的滤色器1~5制成实施例166~175的液晶显示装置,测定其VHR和ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表48]
[表49]
实施例166 实施例167 实施例168 实施例169 实施例170
液晶组合物 液晶组合物34 液晶组合物34 液晶组合物34 液晶组合物34 液晶组合物34
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.4 99.5 99.6 99.5 99.5
ID 42 32 22 29 31
烧屏
[表50]
实施例171 实施例172 实施例173 实施例174 实施例175
液晶组合物 液晶组合物35 液晶组合物35 液晶组合物35 液晶组合物35 液晶组合物35
滤色器 滤色器1 滤色器2 滤色器3 滤色器4 滤色器5
VHR 99.2 99.4 99.4 99.4 99.4
ID 58 38 34 32 35
烧屏
实施例166~175的液晶显示装置实现了高的VHR和小的ID。此外,在烧屏评价中也没有残影或即使有残影也可忽略不计,是能够允许的水平。
(比较例1~15)
与实施例1同样地夹持下述表中所示的比较液晶组合物,使用上述表中所示的滤色器1~5制作比较例1~15的液晶显示装置,测定其VHR和ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表51]
[表52]
[表53]
[表54]
与本申请发明的液晶显示装置相比,比较例1~15的液晶显示装置VHR低,ID也增大。此外,在烧屏评价中也确认到残影的发生且不是能够允许的水平。
(比较例16~30)
与实施例1同样地夹持下述表中所示的比较液晶组合物,使用上述表中所示的滤色器1~5制作比较例16~30的液晶显示装置,测定其VHR和ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表55]
[表56]
[表57]
[表58]
与本申请发明的液晶显示装置相比,比较例16~30的液晶显示装置VHR低,ID也增大。此外,在烧屏评价中也确认到残影的发生且不是能够允许的水平。
(比较例31~45)
与实施例1同样地夹持下述表中所示的比较液晶组合物,使用上述表中所示的滤色器1~5制作比较例31~45的液晶显示装置,测定其VHR和ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表59]
[表60]
[表61]
[表62]
与本申请发明的液晶显示装置相比,比较例31~45的液晶显示装置VHR低,ID也增大。此外,在烧屏评价中也确认到残影的发生且不是能够允许的水平。
(比较例46~55)
与实施例1同样地夹持下述表中所示的比较液晶组合物,使用上述表中所示的滤色器1~5制作比较例46~55的液晶显示装置,测定其VHR和ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表63]
[表64]
[表65]
与本申请发明的液晶显示装置相比,比较例46~55的液晶显示装置VHR低,ID也增大。此外,在烧屏评价中也确认到残影的发生且不是能够允许的水平。
(比较例56~70)
与实施例1同样地夹持下述表中所示的比较液晶组合物,使用上述表中所示的滤色器1~5制作比较例56~70的液晶显示装置,测定其VHR和ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表66]
[表67]
[表68]
[表69]
与本申请发明的液晶显示装置相比,比较例56~70的液晶显示装置VHR低,ID也增大。此外,在烧屏评价中也确认到残影的发生且不是能够允许的水平。
(比较例71~75)
与实施例1同样地夹持下述表中所示的比较液晶组合物,使用上述表中所示的滤色器1~5制作比较例71~75的液晶显示装置,测定其VHR和ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表70]
比较液晶组合物15
TNI/℃ 86.3
Δn 0.105
Δε -3.41
n/mPa·s 26.4
Y1/mPa·s 149
Y1/Δn2×10-2 135
3-Cy-Cy-2 24%
3-Cy-Ph-O1 11%
2-Cy-Ph5-O2 10%
2-Cy-Ph-Ph5-O2 7%
3-Cy-Ph-Ph5-O2 9%
3-Cy-Cy-Ph5-O3 10%
4-Cy-Cy-Ph5-O2 10%
5-Cy-Cy-Ph5-O2 10%
3-Ph-Ph5-Ph-2 4%
4-Ph-Ph5-Ph-2 4%
5-Ph-Ph-1 1%
[表71]
与本申请发明的液晶显示装置相比,比较例71~75的液晶显示装置VHR低,ID也增大。此外,在烧屏评价中也确认到残影的发生且不是能够允许的水平。
(比较例76~83)
在实施例1中使用的VA单元中分别夹持液晶组合物1、3、7、10、15、21、30和34,使用上述表中所示的比较滤色器1制作比较例76~83的液晶显示装置,测定其VHR和ID。此外,进行该液晶显示装置的烧屏评价。将其结果示于下述表中。
[表72]
比较例76 比较例77 比较例78 比较例79
液晶组合物 液晶组合物1 液晶组合物3 液晶组合物7 液晶组合物10
滤色器 比较滤色器1 比较滤色器1 比较滤色器1 比较滤色器1
VHR 97.8 97.6 97.5 97.7
ID 176 188 190 167
烧屏 × × × ×
[表73]
比较例80 比较例81 比较例82 比较例83
液晶组合物 液晶组合物15 液晶组合物21 液晶组合物30 液晶组合物34
滤色器 比较滤色器1 比较滤色器1 比较滤色器1 比较滤色器1
VHR 97.9 97.5 97.7 97.6
ID 161 183 172 184
烧屏 × × × ×
与本申请发明的液晶显示装置相比,比较例76~83的液晶显示装置VHR低,ID也增大。此外,在烧屏评价中也确认到残影的发生且不是能够允许的水平。

Claims (17)

1.一种液晶显示装置,具备第一基板、第二基板、夹持于所述第一基板与第二基板间的液晶层、由黑矩阵和至少RGB三色像素部构成的滤色器、以及像素电极和公共电极,
所述液晶层含有液晶组合物,所述液晶组合物含有10~50重量%的通式(I)所表示的化合物、含有35~80重量%的通式(II)所表示的化合物,
[化1]
式中,R1和R2各自独立地表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基,A表示1,4-亚苯基或反式1,4-亚环己基;
[化2]
式中,R3和R4各自独立地表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基,Z3和Z4各自独立地表示单键、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-,B和C各自独立地表示可被氟取代的1,4-亚苯基或反式1,4-亚环己基,m和n各自独立地表示0~4的整数,m+n=1~4;
所述RGB三色像素部中的至少1个像素部中,作为色材,含有下述通式(1)所表示的呫吨化合物,
[化3]
式(1)中,R1~R10各自独立地表示氢原子、碳原子数1~12的可为支链的烷基、烷氧基、-CO2 -即羧酸离子基、-CO2R21、-SO3 -即磺酸离子基、-SO3M、-SO2NR21R22,R21和R22各自独立地表示氢原子、碳原子数1~12的可为支链的烷基、碳原子数1~10的环状烷基,可以由R21和R22形成环结构;
R11表示-CO2 -即羧酸离子基、-CO2R21、-SO3 -即磺酸离子基、-SO3M、-SO2NR23R24,R23和R24各自独立地表示氢原子、碳原子数1~12的可为支链的烷基、碳原子数1~10的环状烷基,可以由R23和R24形成环结构,M表示氢原子、钠原子或钾原子,其中,R1~R10中的1个以上是-SO2NR21R22
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置,
所述RGB三色像素部的R像素部和B像素部中的至少1个像素部中,作为色材,含有下述通式(1)所表示的呫吨化合物,
[化4]
式(1)中,R1~R10各自独立地表示氢原子、碳原子数1~12的可为支链的烷基、烷氧基、-CO2 -即羧酸离子基、-CO2R21、-SO3 -即磺酸离子基、-SO3M、-SO2NR21R22,R21和R22各自独立地表示氢原子、碳原子数1~12的可为支链的烷基、碳原子数1~10的环状烷基,可以由R21和R22形成环结构;
R11表示-CO2 -即羧酸离子基、-CO2R21、-SO3 -即磺酸离子基、-SO3M、-SO2NR23R24,R23和R24各自独立地表示氢原子、碳原子数1~12的可为支链的烷基、碳原子数1~10的环状烷基,可以由R23和R24形成环结构,M表示氢原子、钠原子或钾原子,其中,R1~R10中的1个以上是-SO2NR21R22
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,所述RGB三色像素部的B像素部中,作为色材,含有ε型酞菁颜料。
4.根据权利要求3所述的液晶显示装置,作为所述B像素中的ε型酞菁颜料,含有C.I.颜料蓝15:6。
5.根据权利要求3或4所述的液晶显示装置,所述B像素部中的ε型酞菁颜料是下述ε型酞菁颜料:全部粒子中粒径比1000nm大的粒子所占的体积分数为1%以下、40nm以上1000nm以下的粒子所占的体积分数为25%以下。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的液晶显示装置,所述RGB三色像素部中,作为色材,R像素部中含有二酮吡咯并吡咯颜料和/或阴离子性红色有机染料,G像素部中含有选自由卤化金属酞菁颜料、酞菁系绿色染料、酞菁系蓝色染料和偶氮系黄色有机染料的混合物组成的组的至少一种。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的液晶显示装置,G像素部中含有卤化金属酞菁颜料,所述卤化金属酞菁颜料是具有选自由Al、Si、Sc、Ti、V、Mg、Fe、Co、Ni、Zn、Cu、Ga、Ge、Y、Zr、Nb、In、Sn和Pb组成的组的金属作为中心金属的卤化金属酞菁颜料,其中心金属为三价的情况下,其中心金属上结合有1个卤原子、羟基或磺酸基中的任一种,或者进行氧代或硫代交联;其中心金属为四价金属的情况下,其中心金属上结合有1个氧原子或可以相同也可以不同的卤原子、羟基或磺酸基中的任2个。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的液晶显示装置,R像素部中含有C.I.溶剂红124,G像素部中含有C.I.溶剂蓝67与C.I.溶剂黄82或C.I.溶剂黄162的混合物。
9.根据权利要求1~7中任一项所述的液晶显示装置,R像素部中含有C.I.颜料红254,G像素部中含有选自C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36和C.I.颜料绿58的1种或2种以上。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的液晶显示装置,滤色器由黑矩阵和RGB三色像素部以及Y像素部构成,作为色材,Y像素部中含有选自由C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄215、C.I.颜料黄185、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄139、C.I.溶剂黄21、82、C.I.溶剂黄83:1、C.I.溶剂黄33、C.I.溶剂黄162组成的组的至少一种黄色有机染料颜料。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的液晶显示装置,
构成所述液晶层的液晶组合物进一步含有通式(III)所表示的化合物,
[化5]
式中,R7和R8各自独立地表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基,D、E和F各自独立地表示可被氟取代的1,4-亚苯基或反式1,4-亚环己基,Z2表示单键、-OCH2-、-OCO-、-CH2O-或-COO-,n表示0、1或2,只是,通式(I)、通式(II-1)和通式(II-2)所表示的化合物除外。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的液晶显示装置,含有通式(I)中A表示反式1,4-亚环己基的化合物和A表示1,4-亚苯基的化合物各自至少1种以上。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的液晶显示装置,构成所述液晶层的液晶组合物含有通式(II-1)和/或通式(II-2)所表示的化合物,
[化6]
式中,R3和R4各自独立地表示碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数1~8的烷氧基或碳原子数2~8的烯氧基,Z5和Z6各自独立地表示单键、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-,m1、m2和n2各自独立地表示0或1。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的液晶显示装置,构成所述液晶层的液晶组合物的以下的式子所表示的Z为13000以下,γ1为150以下,Δn为0.08~0.13,
[数1]
Z=γ1/Δn2
式中,γ1表示旋转粘度,Δn表示折射率各向异性。
15.根据权利要求1~14中任一项所述的液晶显示装置,构成所述液晶层的液晶组合物的向列液晶相上限温度为60~120℃、向列液晶相下限温度为‐20℃以下、向列液晶相上限温度与下限温度之差为100~150。
16.根据权利要求1~15中任一项所述的液晶显示装置,构成所述液晶层的液晶组合物的电阻率为1012(Ω·m)以上。
17.根据权利要求1~16中任一项所述的液晶显示装置,所述液晶层由使含有通式(V)所表示的聚合性化合物的液晶组合物聚合而成的聚合体构成,
[化7]
式中,X1和X2各自独立地表示氢原子或甲基,Sp1和Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1~8的亚烷基或-O-(CH2)s-,式-O-(CH2)s-中,s表示2至7的整数,氧原子结合于芳香环;Z1表示-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CY1=CY2-、-C≡C-或单键,式-CY1=CY2-中,Y1和Y2各自独立地表示氟原子或氢原子;C表示1,4-亚苯基、反式1,4-亚环己基或单键;式中的全部1,4-亚苯基中任意的氢原子可被氟原子取代。
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