TW201348411A - 液晶顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種使用特定之液晶組成物及使用特定之染料及/或顏料之彩色濾光片的液晶顯示裝置。本發明提供一種防止液晶層之電壓保持率(VHR)之降低、離子密度(ID)之增加且解決反白、配向不均、影像餘輝等顯示不良之問題的液晶顯示裝置。本發明之液晶顯示裝置具有防止液晶層之電壓保持率(VHR)之降低、離子密度(ID)之增加而抑制影像餘輝等顯示不良之產生的特徵,故而尤其對主動矩陣驅動用之IPS模式、FFS模式液晶顯示裝置有用,可應用於液晶TV、監視器、行動電話、智慧型手機等之液晶顯示裝置中。
Description
本發明係關於一種液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置係以鐘錶、計算器為開端,逐步應用於家庭用各種電器設備、測定機器、汽車用面板、文字處理機、電子記事本、印表機、電腦、電視等中。作為液晶顯示方式,其代表性者可列舉:TN(Twisted Nematic,扭轉向列)型、STN(Super Twisted Nematic,超扭轉向列)型、DLS(Dynamic Light Scattering,動態光散射)型、GH(Guest-Host,賓主)型、IPS(In Plane Switching,共平面切換)型、OCB(Optical Compensated Birefringence,光學補償雙折射)型、ECB(Electrically Controlled Birefringence,電控雙折射)型、VA(Vertical alignment,垂直配向)型、CSH(Color Super Homeotropic,彩色超垂直配向)型、或FLC(Ferroelectric Liquid Crystal,鐵電液晶)等。又,作為驅動方式,通常為先前之靜態驅動至多工驅動,單純矩陣方式中,最近由TFT(Thin-film transistor,薄膜電晶體)或TFD(Thin-film diode,薄膜二極管)等驅動之主動矩陣(AM)方式漸漸成為主流。
通常之彩色液晶顯示裝置係如圖1所示,於分別具有配向膜(4)之2片基板(1)之一者之配向膜與基板之間,具備成為共用電極之透明電極層(3a)及彩色濾光片層(2),於另一者之配向膜與基板之間具備像素電極層(3b),將該等基板以配向膜彼此對向之方式進行配置,於其間
夾持液晶層(5)而構成。
上述彩色濾光片層由彩色濾光片構成,該彩色濾光片由黑矩陣與紅色著色層(R)、綠色著色層(G)、藍色著色層(B)、及視需要之黃色著色層(Y)構成。
關於構成液晶層之液晶材料,若材料中殘留雜質,則會對顯示裝置之電氣特性造成較大影響,因此逐步進行對雜質之高度管理。又,關於形成配向膜之材料,眾所周知,配向膜直接接觸液晶層,殘存於配向膜中之雜質轉移至液晶層,因而對液晶層之電氣特性造成影響,業界正對由配向膜材料中之雜質引起之液晶顯示裝置之特性進行研究。
另一方面,關於彩色濾光片層中所使用之有機顏料等材料,亦估計與配向膜材料同樣地存在由含有之雜質所引起之對液晶層的影響。然而,於彩色濾光片層與液晶層之間存在配向膜及透明電極,因此可認為對液晶層之直接影響與配向膜材料相比大幅減少。然而,配向膜之膜厚通常不超過0.1μm以下,透明電極亦即使用於彩色濾光片層側之共用電極即便為提高導電率而增加膜厚,亦通常為0.5μm以下。因此,無法說彩色濾光片層與液晶層置於完全隔離之環境中,彩色濾光片層可經由配向膜及透明電極藉由彩色濾光片層中所含之雜質,使因液晶層之電壓保持率(VHR,Voltage Holding Ratio)之降低、離子密度(ID,Ion Density)之增加所引起的反白、配向不均、影像餘輝等顯示不良表現出來。
作為解決由構成彩色濾光片之顏料所含之雜質引起之顯示不良的方法,業界正研究使用將顏料之甲酸乙酯之萃取物之比率設為特定值以下的顏料而控制雜質向液晶之溶出的方法(專利文獻1),或藉由特別規定藍色著色層中之顏料而控制雜質向液晶之溶出的方法(專利文獻2)。然而,該等方法與單純地降低顏料中之雜質之情況並無較大差異,近年來,於顏料之精製技術進步之現狀下,作為用於解決顯示不良之改良並不足夠。
另一方面,著眼於彩色濾光片中所含之有機雜質與液晶組成物之關係,揭示有:利用液晶層所包含之液晶分子之疏水性參數表示該有機雜質對液晶層之溶解難度,並將該疏水性參數之值設為一定值以上之方法,或由於該疏水性參數與液晶分子末端之-OCF3基存在相關關係,故而製成含有一定比率以上之於液晶分子末端具有-OCF3基之液晶化合物之液晶組成物的方法(專利文獻3)。
然而,於該引用文獻所揭示之內容中,發明之本質在於抑制顏料中之雜質對液晶層之影響,並未針對彩色濾光片中所使用之染顏料等色料之結構與液晶材料之結構之直接關係進行研究,未至解決高度化之液晶顯示裝置之顯示不良問題。
[專利文獻1]日本特開2000-19321號公報
[專利文獻2]日本特開2009-109542號公報
[專利文獻3]日本特開2000-192040號公報
本發明提供一種液晶顯示裝置,其使用特定之液晶組成物與使用特定之染料及/或顏料之彩色濾光片,藉此防止液晶層之電壓保持率(VHR)之降低、離子密度(ID)之增加,且解決反白、配向不均、影像餘輝等顯示不良之問題。
本案發明者等人為解決上述課題,已針對用於構成彩色濾光
片之染顏料等色料及構成液晶層之液晶材料之結構的組合進行努力研究,結果發現,使用特定結構之液晶材料及使用特定結構之染料及/或顏料之彩色濾光片的液晶顯示裝置可防止液晶層之電壓保持率(VHR)之降低、離子密度(ID)之增加,且解決反白、配向不均、影像餘輝等顯示不良之問題,從而完成本案發明。
即,本發明提供一種液晶顯示裝置,其特徵在於:具備第一基板、第二基板、夾持於上述第一基板與第二基板之間之液晶組成物層、由黑矩陣及至少RGB三色像素部構成之彩色濾光片、像素電極及共用電極,且上述液晶組成物層由液晶組成物構成,該液晶組成物含有一種或兩種以上由通式(I)所表示之化合物,且含有一種或兩種以上選自由通式(II-a)至通式(II-e)所表示之化合物所組成之群中的化合物,
(式中,R31表示碳原子數1~10之烷基、烷氧基、碳原子數2~10之烯基或烯氧基,M31~M33相互獨立地表示反-1,4-伸環己基或1,4-伸苯基,該反-1,4-伸環己基中之1個或2個-CH2-可以氧原子不直接鄰接之方式經-O-取代,該伸苯基中之1個或2個氫原子可經氟原子取代,X31及X32相互獨立地表示氫原子或氟原子,Z31表示氟原子、三氟甲氧基或三氟甲基,n31及n32相互獨立地表示0、1或2,n31+n32表示0、1或2,M31及M33於存在複數個之情形時可相同亦可不同),
(式中,R21~R30相互獨立地表示碳原子數1~10之烷基或碳原子數2~10之烯基,X21表示氫原子或氟原子),上述RGB三色像素部中,作為色料,於R像素部中含有二酮基吡咯并吡咯(diketopyrrolopyrrole)顏料及/或陰離子性紅色有機染料,於G像素部中含有選自由鹵化酞菁銅顏料、酞菁系綠色染料、酞菁系藍色染料與偶氮系黃色有機染料之混合物所組成之群中之至少一種,於B像素部中含有ε型酞菁銅顏料及/或陽離子性藍色有機染料。
本發明之液晶顯示裝置藉由使用特定之液晶組成物及使用特定染料及/或顏料之彩色濾光片,可防止液晶層之電壓保持率(VHR)之降低、離子密度(ID)之增加,且防止反白、配向不均、影像餘輝等顯示不良之產生。
1‧‧‧基板
2‧‧‧彩色濾光片層
2a‧‧‧含有特定之染料及/或顏料之彩色濾光片層
3a‧‧‧透明電極層(共用電極)
3b‧‧‧像素電極層
4‧‧‧配向膜
5‧‧‧液晶層
5a‧‧‧含有特定之液晶組成物之液晶層
圖1係表示先前之通常之液晶顯示裝置之一例的圖。
圖2係表示本發明之液晶顯示裝置之一例的圖。
將本發明之液晶顯示裝置之一例示於圖2。於具有配向膜(4)之第一基板與第二基板之2片基板(1)的一者之配向膜與基板之間,具備成為共用電極之透明電極層(3a)及含有特定之染料及/或顏料之彩色濾光片層(2a),於另一者之配向膜與基板之間具備像素電極層(3b),將該等基板以配向膜彼此對向之方式進行配置,於其間夾持含有特定之液晶組成物之液晶層(5a)而構成。
上述顯示裝置中之2片基板係藉由配置於周邊區域之密封材料而貼合,多數情況下於其間配置有用以保持基板間距離之粒狀間隔件或由利用光微影法形成之樹脂構成之間隔柱。
(液晶組成物層)
本發明之液晶顯示裝置中之液晶組成物層係由液晶組成物構成,該液晶組成物含有一種或兩種以上由通式(I)所表示之化合物,且含有一種或兩種以上選自由通式(II-a)至通式(II-e)所表示之化合物所組成之群中的化合物,
(式中,R31表示碳原子數1~10之烷基、烷氧基、碳原子數2~10之烯基或烯氧基,M31~M33相互獨立地表示反-1,4-伸環己基或1,4-伸苯基,該反-1,4-伸環己基中之1個或2個-CH2-可以氧原子不直接鄰接之方式經-O-取
代,該伸苯基中之1個或2個氫原子可經氟原子取代,X31及X32相互獨立地表示氫原子或氟原子,Z31表示氟原子、三氟甲氧基或三氟甲基,n31及n32相互獨立地表示0、1或2,n31+n32表示0、1或2,M31及M33於存在複數個之情形時可相同亦可不同),
(式中,R21~R30相互獨立地表示碳原子數1~10之烷基或碳原子數2~10之烯基,X21表示氫原子或氟原子)。
於通式(I)中,R31於其鍵結之環結構為苯基(芳香族)之情形時,較佳為直鏈狀之碳原子數1~5之烷基、直鏈狀之碳原子數1~4(或其以上)之烷氧基及碳原子數4~5之烯基,於其鍵結之環結構為環己烷、吡喃及二噁烷(dioxane)等飽和之環結構之情形時,較佳為直鏈狀之碳原子數1~5之烷基、直鏈狀之碳原子數1~4(或其以上)之烷氧基及直鏈狀之碳原子數2~5之烯基。
若重視對於熱或光之化學穩定性良好,則R31較佳為烷基。又,若重視製作黏度較小應答速度較快之液晶顯示元件,則R31較佳為烯基。進而,若為降低黏度且提高向列各向同性相轉移溫度(Tni)、進一步縮短應
答速度,則較佳為使用末端並非不飽和鍵之烯基,尤佳為於烯基之鄰位有甲基作為末端。又,若重視於低溫下之溶解度良好,則作為一解決對策,R31較佳為設為烷氧基。又,作為另一解決對策,較佳為併用多種R31。例如,較佳為併用具有碳原子數2、3及4之烷基或烯基作為R31之化合物,更佳為併用碳原子數3及5之化合物,進而較佳為併用碳原子數3、4及5之化合物。
M31~M33較佳為
M31較佳為
進而較佳為
M32較佳為
更佳為
進而較佳為
M33較佳為
更佳為
進而較佳為
X31及X32較佳為至少任一者為氟原子,進而較佳為兩者均為氟原子。Z31較佳為氟原子或三氟甲氧基。
作為X31、X32及Z31之組合,一實施形態中為X31=F、X32=F
及Z31=F。進而另一實施形態中為X31=F、X32=H及Z31=F。又,進而另一實施形態中為X31=F、X32=H及Z31=OCF3。又,進而另一實施形態中為X31=F、X32=F及Z31=OCF3。又,進而又一實施形態中為X31=H、X32=H及Z31=OCF3。
n31較佳為1或2,n32較佳為0或1,進而較佳為0,n31+n32較佳為1或2,進而較佳為2。
更具體而言,由通式(I)所表示之化合物較佳為下述之通式(I-a)至通式(I-f)所表示之化合物。
(式中,R32表示碳原子數1~10之烷基、烷氧基、碳原子數2~10之烯基或烯氧基,X31~X38相互獨立地表示氫原子或氟原子,Z31表示氟原子、三氟甲氧基或三氟甲基)
於通式(I-a)~通式(I-f)中,R32於其鍵結之環結構為苯基(芳香族)之情形時,較佳為直鏈狀之碳原子數1~5之烷基、直鏈狀之碳原子數1~4(或其以上)之烷氧基及碳原子數4~5之烯基,於其鍵結之環結構為環己烷、吡喃及二噁烷等飽和之環結構之情形時,較佳為直鏈狀
之碳原子數1~5之烷基、直鏈狀之碳原子數1~4(或其以上)之烷氧基及直鏈狀之碳原子數2~5之烯基。
若重視對於熱或光之化學穩定性良好,則R32較佳為烷基。又,若重視製作黏度較小應答速度較快之液晶顯示元件,則R32較佳為烯基。進而,若為降低黏度且提高向列各向同性相轉移溫度(Tni)、進一步縮短應答速度,則較佳為使用末端並非不飽和鍵之烯基,尤佳為於烯基之鄰位有甲基作為末端。又,若重視於低溫下之溶解度良好,則作為一解決對策,R32較佳為烷氧基。又,作為另一解決對策,較佳為併用多種R32。例如,較佳為併用具有碳原子數2、3及4之烷基或烯基作為R32之化合物,更佳為併用碳原子數3及5之化合物,進而較佳為併用碳原子數3、4及5之化合物。
X31及X32較佳為至少任一者為氟原子,進而較佳為兩者均為氟原子。
Z31較佳為氟原子或三氟甲氧基。
作為X31、X32及Z31之組合,一實施形態中為X31=F、X32=F及Z31=F。進而另一實施形態中為X31=F、X32=H及Z31=F。又,進而另一實施形態中為X31=F、X33=H及Z31=OCF3。又,進而另一實施形態中為X31=F、X32=F及Z31=OCF3。又,進而又一實施形態中為X31=H、X32=H及Z31=OCF3。
n31較佳為1或2,n32較佳為0或1,進而較佳為0,n31+n32較佳為1或2,進而較佳為2。
X33及X34較佳為至少任一者為氟原子,進而較佳為兩者均為氟原子。
X35及X36較佳為至少任一者為氟原子,兩者均為氟原子之情況於增大Δε之情形時較有效果,但就Tni、低溫下之溶解性或製成液晶顯示元件時之化學穩定性之觀點而言,欠佳。
X37及X38較佳為至少任一者為氫原子,更佳為兩者均為氫原子。於X37及X38中至少任一者為氟原子之情形時,就Tni、低溫下之溶解性或製成液
晶顯示元件時之化學穩定性之觀點而言,欠佳。
由通式(I)所表示之化合物群較佳為含有1種~8種,尤佳為含有1種~5種,其含量較佳為3~50質量%,更佳為5~40質量%。
於通式(II-a)~通式(II-e)中,R21~R30於其鍵結之環結構為苯基(芳香族)之情形時,較佳為直鏈狀之碳原子數1~5之烷基、直鏈狀之碳原子數1~4(或其以上)之烷氧基及碳原子數4~5之烯基,於其鍵結之環結構為環己烷、吡喃及二噁烷等飽和之環結構之情形時,較佳為直鏈狀之碳原子數1~5之烷基、直鏈狀之碳原子數1~4(或其以上)之烷氧基及直鏈狀之碳原子數2~5之烯基。
若重視對於熱或光之化學穩定性良好,則R21~R30較佳為烷基。又,若重視製作黏度較小應答速度較快之液晶顯示元件,則R21~R30較佳為烯基。進而,若為降低黏度且提高向列各向同性相轉移溫度(Tni)、進一步縮短應答速度,則較佳為使用末端並非不飽和鍵之烯基,尤佳為於烯基之鄰位有甲基作為末端。又,若重視於低溫下之溶解度良好,則作為一解決對策,R21~R30較佳為設為烷氧基。又,作為另一解決對策,較佳為併用多種R21~R30。例如,較佳為併用具有碳原子數2、3及4之烷基或烯基作為R21~R30之化合物,更佳為併用碳原子數3及5之化合物,進而較佳為併用碳原子數3、4及5之化合物。
R21~R22較佳為烷基或烯基,更佳為至少一者為烯基。於兩者均為烯基之情形時,可較佳地用於加快應答速度之情況,但於欲使液晶顯示元件之化學穩定性良好之情形時欠佳。
R23~R24之至少一者較佳為烷基、烷氧基或碳原子數4~5之烯基。若要求應答速度與Tni之平衡性良好,則R23~R24之至少一者較佳為烯基,若要求應答速度與低溫下之溶解性之平衡性良好,則R23~R24之至少一者較佳為烷氧基。
R25~R26之至少一者較佳為烷基、烷氧基或碳原子數2~5之烯基。若要求應答速度與Tni之平衡性良好,則R25~R26之至少一者較佳為烯基,若要求應答速度與低溫下之溶解性之平衡性良好,則R25~R26之至少一者較佳為烷氧基。更佳為R25為烯基且R26為烷基。又,亦較佳為R25為烷基且R26為烷氧基。
R27~R28之至少一者較佳為烷基、烷氧基或碳原子數2~5之烯基。若要求應答速度與Tni之平衡性良好,則R27~R28之至少一者較佳為烯基,若要求應答速度與低溫下之溶解性之平衡性良好,則R27~R28之至少一者較佳為烷氧基。更佳為R27為烷基或烯基且R28為烷基。又,亦較佳為R27為烷基且R28為烷氧基。進而,尤佳為R27為烷基且R28為烷基。
X21較佳為氟原子。
通式(II-a)至通式(II-e)所表示之化合物群較佳為含有1種~10種,尤佳為含有1種~8種,其含量較佳為5~80質量%,更佳為10~70質量%,尤佳為20~60質量%。
本發明之液晶顯示裝置中之液晶組成物層可進而含有一種或兩種以上選自由通式(III-a)至通式(III-f)所表示之化合物群中的化合物,
(式中,R41表示碳原子數1~10之烷基、烷氧基、碳原子數2~10之烯基或烯氧基,X41~X48相互獨立地表示氫原子或氟原子,Z41表示氟原子、三氟甲氧基或三氟甲基)。
於通式(III-a)~通式(III-f)中,R41於其鍵結之環結構為苯基(芳香族)之情形時,較佳為直鏈狀之碳原子數1~5之烷基、直鏈狀
之碳原子數1~4(或其以上)之烷氧基及碳原子數4~5之烯基,於其鍵結之環結構為環己烷、吡喃及二噁烷等飽和之環結構之情形時,較佳為直鏈狀之碳原子數1~5之烷基、直鏈狀之碳原子數1~4(或其以上)之烷氧基及直鏈狀之碳原子數2~5之烯基。
若重視對於熱或光之化學穩定性良好,則R41較佳為烷基。又,若重視製作黏度較小應答速度較快之液晶顯示元件,則R41較佳為烯基。進而,若為降低黏度且提高向列各向同性相轉移溫度(Tni)、進一步縮短應答速度,則較佳為使用末端並非不飽和鍵之烯基,尤佳為於烯基之鄰位有甲基作為末端。又,若重視於低溫下之溶解度良好,則作為一解決對策,R41較佳為設為烷氧基。又,作為另一解決對策,較佳為併用多種R41。例如,較佳為併用具有碳原子數2、3及4之烷基或烯基作為R41之化合物,更佳為併用碳原子數3及5之化合物,進而較佳為併用碳原子數3、4及5之化合物。
X41及X42較佳為至少任一者為氟原子,進而較佳為兩者均為氟原子。
Z41較佳為氟原子或三氟甲氧基。
作為X41、X42及Z41之組合,一實施形態中為X41=F、X42=F及Z41=F。進而另一實施形態中為X41=F、X42=H及Z41=F。又,進而另一實施形態中為X41=F、X42=H及Z41=OCF3。又,進而另一實施形態中為X41=F、X42=F及z41=OCF3。又,進而又一實施形態中為X41=H、X42=H及Z41=OCF3。
X43及X44較佳為至少任一者為氟原子,兩者均為氟原子之情況可獲得較大之Δε,故而較佳,但相反地,於使低溫之溶解性良好之情形時欠佳。
X45及X46較佳為至少任一者為氫原子,更佳為兩者均為氫原子。大量使用氟原子時,就Tni、低溫下之溶解性或製成液晶顯示元件時之化學穩定性之觀點而言,欠佳。
X47及X48較佳為至少任一者為氫原子,更佳為兩者均為氫原子。於X47及X48中之至少任一者為氟原子之情形時,就Tni、低溫下之溶解性或製成液晶顯示元件時之化學穩定性之觀點而言,欠佳。
選自由通式(III-a)至通式(III-f)所表示之化合物群中之化合物較佳為含有1種~10種,更佳為含有1種~8種,其含量較佳為5~50質量%,更佳為10~40質量%。
本發明之液晶顯示裝置中之液晶組成物層的液晶組成物於25℃之Δε較佳為+3.5以上,更佳為+3.5~+15.0。又,於25℃之Δn較佳為0.08~0.14,更佳為0.09~0.13。若進而詳細敍述,則於對應於較薄之單元間隙之情形時,較佳為0.10~0.13,於對應於較厚之單元間隙之情形時,較佳為0.08~0.10。於20℃之η較佳為10~45mPa.s,更佳為10~25mPa.s,尤佳為10~20mPa.s。又,Tni較佳為60℃~120℃,更佳為70℃~100℃,尤佳為70℃~85℃。
本發明中之液晶組成物中,除上述化合物以外,亦可含有通常之向列型液晶、層列(smectic)型液晶、膽固醇狀液晶等。
於本發明中之液晶組成物中,為製作PS(Polymer Stabilised,聚合物穩定)模式、橫電場型PSA(Polymer Sustained Alignment,聚合物穩定配向)模式或橫電場型PSVA(Polymer Stabilized Vertical Alignment,聚合物穩定垂直配向)模式等之液晶顯示元件,可含有一種或兩種以上聚合性化合物。作為可使用之聚合性化合物,可列舉利用光等能量射線進行聚合之光聚合性單體等,作為結構,例如可列舉聯苯衍生物、聯三苯衍生物等具有連結有複數個六員環之液晶骨架之聚合性化合物等。進而具體而言,較佳為通式(V)所表示之二官能單體,
(式中,X51及X52分別獨立地表示氫原子或甲基,Sp1及Sp2分別獨立地表示單鍵、碳原子數1~8之伸烷基或-O-(CH2)s-(式中,s表示2至7之整數,氧原子鍵結於芳香環),Z51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及Y2分別獨立地表示氟原子或氫原子)、-C≡C-或單鍵,M51表示1,4-伸苯基、反-1,4-伸環己基或單鍵,式中所有之1,4-伸苯基之任意之氫原子亦可經氟原子取代)。
X51及X52較佳為均表示氫原子之二丙烯酸酯衍生物、均表示具有甲基之二甲基丙烯酸酯衍生物之任一者,亦較佳為一者表示氫原子、另一者表示甲基之化合物。關於該等化合物之聚合速度,二丙烯酸酯衍生物最快,二甲基丙烯酸酯衍生物較慢,非對稱化合物為其中間,可根據其用途而使用較佳之態樣。於PSA顯示元件,尤佳為二甲基丙烯酸酯衍生物。
Sp1及Sp2分別獨立地表示單鍵、碳原子數1~8之伸烷基或-O-(CH2)s-,於PSA顯示元件,較佳為至少一者為單鍵,更佳為一併表示單鍵之化合物或一者表示單鍵、另一者表示碳原子數1~8之伸烷基或-O-(CH2)s-之態樣。於該情形時,較佳為1~4之烷基,s較佳為1~4。
Z51較佳為-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或單鍵,更佳為-COO-、-OCO-或單鍵,尤佳為單鍵。
M51表示任意之氫原子亦可經氟原子取代的1,4-伸苯基、反
-1,4-伸環己基或單鍵,但較佳為1,4-伸苯基或單鍵。於C表示單鍵以外之環結構之情形時,Z51亦較佳為單鍵以外之連結基,於M51為單鍵之情形時,Z51較佳為單鍵。
就該等方面而言,於通式(V)中,Sp1及Sp2之間之環結構具體而言較佳為以下所記載之結構。
於通式(V)中,於M51表示單鍵、且環結構為由兩個環形成之情形時,較佳為表示為下述式(Va-1)~式(Va-5),更佳為表示式為(Va-1)~式(Va-3),尤佳為表示為式(Va-1)。
(式中,兩端為鍵結於Sp1或Sp2)
包含該等骨架之聚合性化合物聚合後之配向限制力最適於PSA型液晶顯示元件,可獲得良好之配向狀態,故而抑制或完全不產生顯示不均。
根據以上可知,作為聚合性化合物,尤佳為通式(V-1)~通式(V-4),其中最佳為通式(V-2)。
(式中,Sp2表示碳原子數2至5之伸烷基)
於本發明之液晶組成物添加聚合性化合物之情形時,即便於不存在聚合起始劑之情形時聚合亦進行,但亦可為促進聚合而含有聚合起始劑。作為聚合起始劑,可列舉:安息香醚類、二苯基酮類、苯乙酮類、苯偶醯縮酮類、醯基氧化膦類等。
本發明之含有聚合性化合物之液晶組成物係藉由利用紫外線照射使其中所包含之聚合性化合物聚合而被賦予液晶配向能力,用於利用液晶組成物之雙折射控制光之透過光量的液晶顯示元件中。作為液晶顯示元件,對AM-LCD(Active Matrix-Liquid Crystal Display,主動矩陣液晶顯示元件)、TN-LCD(扭轉向列型液晶顯示元件)、STN-LCD(超扭轉向列型液晶顯示元件)、OCB-LCD及IPS-LCD(共平面切換液晶顯示元件)有用,尤其對AM-LCD有用,可用於透過型或反射型之液晶顯示元件中。
(彩色濾光片)
本發明之彩色濾光片由黑矩陣及至少RGB三色像素部構成,RGB三色像素部中,作為色料,於R像素部中含有二酮基吡咯并吡咯顏料及/或陰離子性紅色有機染料,於G像素部中含有選自由鹵化酞菁銅顏料、酞菁系綠
色染料、酞菁系藍色染料與偶氮系黃色有機染料之混合物所組成之群中之至少一種,於B像素部中含有ε型酞菁銅顏料及/或陽離子性藍色有機染料。
上述RGB三色像素部中,較佳為於R像素部中含有C.I.溶劑紅124或C.I.顏料紅254作為色料。
上述RGB三色像素部中,較佳為於G像素部中含有C.I.溶劑藍67與C.I.溶劑黃162之混合物、或C.I.顏料綠7及/或C.I.顏料綠36作為色料。
上述RGB三色像素部中,較佳為於B像素部中含有C.I.溶劑藍7或C.I.顏料藍15:6作為色料。
上述RGB三色像素部中,作為色料,較佳為於R像素部中
含有C.I.溶劑紅124,於G像素部中含有C.I.溶劑藍67與C.I.溶劑黃162之混合物,於B像素部中含有C.I.溶劑藍7。
又,上述RGB三色像素部中,作為色料,亦較佳為於R像素部中含有C.I.顏料紅254,於G像素部中含有C.I.顏料綠7及/或C.I.顏料綠36,於B像素部中含有C.I.顏料藍15:6。
上述RGB三色像素部中,較佳為於R像素部中進而含有選自由C.I.顏料紅177、C.I.顏料紅242、C.I.顏料紅166、C.I.顏料紅167、C.I.顏料紅179、C.I.顏料橙38、C.I.顏料橙71、C.I.顏料黃150、C.I.顏料黃215、C.I.顏料黃185、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃139、C.I.溶劑紅89、C.I.溶劑橙56、C.I.溶劑黃21、C.I.溶劑黃82、C.I.溶劑黃83:1、C.I.溶劑黃33、C.I.溶劑黃162所組成之群中之至少1種有機染顏料作為色料。
上述RGB三色像素部中,較佳為於G像素部中進而含有選自由C.I.顏料黃150、C.I.顏料黃215、C.I.顏料黃185、C.I.顏料黃138、C.I.溶劑黃21、C.I.溶劑黃82、C.I.溶劑黃83:1、C.I.溶劑黃33所組成之群中之至少1種有機染顏料作為色料。
上述RGB三色像素部中,較佳為於B像素部中進而含有選
自由C.I.顏料藍1、C.I.顏料紫23、C.I.鹼性藍7、C.I.鹼性紫10、C.I.酸性藍1、C.I.酸性藍90、C.I.酸性藍83、C.I.直接藍86所組成之群中之至少1種有機染顏料作為色料。
又,彩色濾光片由黑矩陣、RGB三色像素部及Y像素部構成,較佳為於Y像素部含有選自由C.I.顏料黃150、C.I.顏料黃215、C.I.顏料黃185、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃139、C.I.溶劑黃21、C.I.溶劑黃82、C.I.溶劑黃83:1、C.I.溶劑黃33、C.I.溶劑黃162所組成之群中之至少1種黃色有機染顏料作為色料。
就防止液晶層之電壓保持率(VHR)之降低、離子密度(ID)之增加,且抑制反白、配向不均、影像餘輝等顯示不良之問題產生的觀點而言,本發明之彩色濾光片中之各像素部於C光源下之XYZ表色系統中之色度x及色度y較佳為如下所述。
R像素部於C光源下之XYZ表色系統中之色度x較佳為0.58~0.69,更佳為0.62~0.68,色度y較佳為0.30~0.36,更佳為0.31~0.35,更佳為色度x為0.58~0.69、且色度y為0.30~0.36,進而較佳為色度x為0.62~0.68、且色度y為0.31~0.35。
G像素部於C光源下之XYZ表色系統中之色度x較佳為0.19~0.35,更佳為0.20~0.26,色度y較佳為0.54~0.74,更佳為0.64~0.73,更佳為色度x為0.19~0.35、且色度y為0.54~0.74,進而較佳為色度x為0.20~0.26、且色度y為0.64~0.73。
B像素部於C光源下之XYZ表色系統中之色度x較佳為0.11~0.16,更佳為0.12~0.15,色度y較佳為0.04~0.15,更佳為0.05~0.10,更佳為色度x為0.11~0.16、且色度y為0.04~0.15,進而較佳為色度x為0.12~0.15、且色度y為0.05~0.10。
Y像素部於C光源下之XYZ表色系統中之色度x較佳為0.46
~0.50,更佳為0.47~0.48,色度y較佳為0.48~0.53,更佳為0.50~0.52,更佳為色度x為0.46~0.50、且色度y為0.48~0.53,進而較佳為色度x為0.47~0.48、且色度y為0.50~0.52。
此處,所謂XYZ表色系統,係指1931年CIE(The International Commission on Illumination,國際照明委員會)批准為標準表色系統之表色系統。
上述各像素部中之色度可藉由變更所使用之染顏料之種類或該等之混合比率而進行調整。例如,於R像素之情形時,可藉由於紅色染顏料添加適當量之黃色染顏料及/或橙色染顏料而進行調整,於G像素之情形時,可藉由於綠色染顏料添加適當量之黃色染顏料而進行調整,於B像素之情形時,可藉由於藍色染顏料添加適當量之紫色染顏料而進行調整。又,亦可藉由適當調整顏料之粒徑而進行調整。
彩色濾光片可利用先前公知之方法形成彩色濾光片像素部。作為像素部之形成方法之代表方法,為光微影法,其係如下者:將下述之光硬化性組成物塗佈於彩色濾光片用透明基板之設置有黑矩陣側之面,進行加熱乾燥(預烤)之後,藉由經由光罩照射紫外線而進行圖案曝光,使對應於像素部之部位之光硬化性化合物硬化,此後利用顯影液使未曝光部分顯影,去除非像素部使像素部固著於透明基板。於該方法中,由光硬化性組成物之硬化著色皮膜構成之像素部形成於透明基板上。
對R像素、G像素、B像素、視需要之Y像素等其他色之像素各者製備下述之光硬化性組成物,並重複進行上述操作,藉此可製造於特定位置具有R像素、G像素、B像素、Y像素之著色像素部的彩色濾光片。
作為將下述之光硬化性組成物塗佈於玻璃等透明基板上之方法,例如可列舉:旋轉塗佈法、輥塗法、噴墨法等。
塗佈於透明基板之光硬化性組成物之塗膜的乾燥條件根據
各成分之種類、調配比率等而有所不同,通常為50~150℃、1~15分鐘左右。又,作為光硬化性組成物之光硬化所使用之光,較佳為使用200~500nm之波長範圍之紫外線、或可見光。可使用發出該波長範圍之光的各種光源。
作為顯影方法,例如可列舉:溢液法、浸漬法、噴霧法等。於光硬化性組成物之曝光、顯影之後,對形成有必需之色之像素部之透明基板進行水洗並使其乾燥。如此獲得之彩色濾光片利用加熱板、烘箱等加熱裝置於90~280℃進行特定時間加熱處理(後烘烤),藉此去除著色塗膜中之揮發性成分,同時使殘存於光硬化性組成物之硬化著色皮膜中之未反應之光硬化性化合物熱硬化,完成彩色濾光片。又,亦可為於像素基板上製成有彩色濾光片之陣列型彩色濾光片(Color Filter On Array)之結構。
本發明之彩色濾光片用色料藉由與本發明之液晶組成物一起使用,可提供一種防止液晶層之電壓保持率(VHR)之降低、離子密度(ID)之增加且解決反白、配向不均、影像餘輝等顯示不良之問題的液晶顯示裝置。
作為上述光硬化性組成物之製造方法,通常為如下者:將本發明之彩色濾光片用染料及/或顏料組成物、有機溶劑及分散劑用作必需成分,將該等混合並進行攪拌分散以使之均勻,首先製備用於形成彩色濾光片之像素部之顏料分散液,此後於其中添加光硬化性化合物、視需要之熱塑性樹脂或光聚合起始劑等而製成上述光硬化性組成物。
作為此處所使用之有機溶劑,例如可列舉:甲苯或二甲苯、甲氧基苯等芳香族系溶劑,乙酸乙酯或乙酸丙酯或乙酸丁酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇甲醚乙酸酯、二乙二醇乙醚乙酸酯、二乙二醇丙醚乙酸酯、二乙二醇丁醚乙酸酯等乙酸酯系溶劑,丙酸乙氧基乙酯等丙酸酯系溶劑,甲醇、乙醇等醇系溶劑,丁基賽路蘇、丙二醇單甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇二甲醚等醚系溶劑,甲基乙基酮、甲
基異丁基酮、環己酮等酮系溶劑,己烷等脂肪族烴系溶劑,N,N-二甲基甲醯胺、γ-丁內醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、苯胺、吡啶等氮化合物系溶劑,γ-丁內酯等內酯系溶劑,胺基甲酸甲酯與胺基甲酸乙酯之48:52之混合物等胺基甲酸酯等。
作為此處所使用之分散劑,例如可含有:BYK-Chemie公司之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、DISPERBYK LPN6919、Efka公司之Efka 46、Efka 47、Efka 452、Efka LP4008、Efka 4009、Efka LP4010、Efka LP4050、Efka LP4055、Efka 400、Efka 401、Efka 402、Efka 403、Efka 450、Efka 451、Efka 453、Efka 4540、Efka 4550、Efka LP4560、Efka 120、Efka 150、Efka 1501、Efka 1502、Efka 1503、Lubrizol公司之Solsperse 3000、Solsperse 9000、Solsperse 13240、Solsperse 13650、Solsperse 13940、Solsperse 17000、Solsperse 18000、Solsperse 20000、Solsperse 21000、Solsperse 24000、Solsperse 26000、Solsperse 27000、Solsperse 28000、Solsperse 32000、Solsperse 36000、Solsperse 37000、Solsperse 38000、Solsperse 41000、Solsperse 42000、Solsperse 43000、Solsperse 46000、Solsperse 54000、Solsperse 71000、味之素股份有限公司之Ajisper PB711、Ajisper PB821、Ajisper PB822、Ajisper PB814、Ajisper PN411、Ajisper PA111等分散劑,或丙烯酸系樹脂、胺酯系樹脂、醇酸系樹脂、木松香、松脂膠、浮油松香等天然松香、聚合松香、歧化松香、氫化松香、氧化松香、順丁烯二醯化松香等改質松香、松香胺、石灰松香、松香環氧烷加成物、松香醇酸加成物、松香改質苯酚等松香衍生物等於室溫為液狀且水不溶性之合成樹脂。該等
分散劑或樹脂之添加亦有助於絮凝(flocculation)之減少、顏料之分散穩定性之提高、分散體之黏度特性之提高。
又,作為分散助劑,亦可含有有機顏料衍生物之例如鄰苯二甲醯亞胺甲基衍生物、鄰苯二甲醯亞胺磺酸衍生物、鄰苯二甲醯亞胺N-(二烷基胺基)甲基衍生物、鄰苯二甲醯亞胺N-(二烷基胺基烷基)磺酸醯胺衍生物等。當然,該等衍生物亦可併用兩種以上不同種類者。
作為光硬化性組成物之製備中所使用之熱塑性樹脂,例如可列舉:胺酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、苯乙烯順丁烯二酸系樹脂、苯乙烯順丁烯二酸酐系樹脂等。
作為光硬化性化合物,例如可列舉:1,6-己二醇二丙烯酸酯、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、雙(丙烯醯氧基乙氧基)雙酚A、3-甲基戊二醇二丙烯酸酯等2官能單體,三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]異氰尿酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯等分子量相對較小之多官能單體,聚酯丙烯酸酯、聚丙烯酸胺酯、聚醚丙烯酸酯等分子量相對較大之多官能單體。
作為光聚合起始劑,例如可列舉:苯乙酮、二苯基酮、苄基二甲基縮酮、過氧化苯甲醯、2-氯9-氧硫、1,3-雙(4'-疊氮苯亞甲基)-2-丙烷、1,3-雙(4'-疊氮苯亞甲基)-2-丙烷-2'-磺酸、4,4'-二疊氮茋-2,2'-二磺酸等。作為市售之光聚合起始劑,有例如:BASF公司製造之「Irgacure(商標名)-184」、「Irgacure(商標名)-369」、「Darocur(商標名)-1173」、BASF公司製造之「Lucirin-TPO」、日本化藥公司製造之「Kayacure(商標名)DETX」、「Kayacure(商標名)OA」、Stauffer公司製造之「Vicure 10」、「Vicure 55」、Akzo公司製造之「Trigonal PI」、Sando公司製造之「Sundray 1000」、UPJOHN公司製造之「Deep」、黑金化成公司製造之「Biimidazole」等。
又,亦可於上述光聚合起始劑併用公知慣用之光敏劑。作為光敏劑,例如可列舉:胺類、脲類、具有硫原子之化合物、具有磷原子之化合物、具有氯原子之化合物或腈類或者其他具有氮原子之化合物等。該等可單獨使用,亦可將兩種以上組合使用。
光聚合起始劑之調配率並無特別限定,但較佳為以質量基準計為相對於具有光聚合性或光硬化性官能基之化合物為0.1~30%之範圍。若未達0.1%,則有光硬化時之感光度降低之傾向,若超過30%,則有於使顏料分散抗蝕劑之塗膜乾燥時光聚合起始劑之結晶析出而引起塗膜物性劣化之情況。
可使用上述之各材料,以質量基準計,相對於本發明之彩色濾光片用染料及/或顏料組成物每100份將300~1000份之有機溶劑與1~100份之分散劑進行攪拌分散以使其變得均勻,而獲得上述染顏料液。繼而,可於該顏料分散液添加相對於本發明之彩色濾光片用顏料組成物每1份為合計3~20份之熱塑性樹脂與光硬化性化合物,及相對於光硬化性化合物每1份為0.05~3份之光聚合起始劑,並視需要進而添加有機溶劑,進行攪拌分散以使其變得均勻,而獲得用於形成彩色濾光片像素部之光硬化性組成物。
作為顯影液,可使用公知慣用之有機溶劑或鹼性水溶液。尤其於上述光硬化性組成物包含熱塑性樹脂或光硬化性化合物,於該等之至少一者具有酸值而呈現鹼可溶性之情形時,利用鹼性水溶液之洗淨對彩色濾光片像素部之形成有效果。
已對利用光微影法之彩色濾光片像素部之製造方法進行詳細敍述,但使用本發明之彩色濾光片用顏料組成物製備之彩色濾光片像素部亦可利用其他電鍍法、轉印法、膠束電解法、PVED(Photovoltaic Electrodeposition,光電電沈積)法、噴墨法、反轉印刷法、熱硬化法等方法形成各色像素部
而製造彩色濾光片。
(配向膜)
於本發明之液晶顯示裝置中,於第一基板與第二基板上之液晶組成物接觸之面使液晶組成物配向,故而於需要配向膜之液晶顯示裝置中配向膜配置於彩色濾光片與液晶層之間,但配向膜之膜厚較厚者亦較薄為100nm以下,無法完全阻斷構成彩色濾光片之顏料等之色素與構成液晶層之液晶化合物的相互作用。
又,於未使用配向膜之液晶顯示裝置中,構成彩色濾光片之顏料等之色素與構成液晶層之液晶化合物的相互作用更大。
作為配向膜材料,可使用聚醯亞胺、聚醯胺、BCB(Benzocyclobutene Polymer,苯并環丁烯聚合物)、聚乙烯醇等透明性有機材料,尤其是使由對苯二胺、4,4'-二胺基二苯甲烷等脂肪族或脂環族二胺等二胺、及丁烷四甲酸酐或2,3,5-三羧基環戊基乙酸酐等脂肪族或脂環式四甲酸酐、均苯四甲酸二酐等芳香族四甲酸酐所合成之聚醯胺酸醯亞胺化而成的聚醯亞胺配向膜較佳。該情形之配向賦予方法通常為使用摩擦(rubbing),但於使用於垂直配向膜等之情形時,亦可不賦予配向而使用。
作為配向膜材料,可使用化合物中包含查耳酮、肉桂酸酯基、桂皮醯基或偶氮基等之材料,亦可與聚醯亞胺、聚醯胺等材料組合使用,於該情形時,配向膜可使用摩擦,亦可使用光配向技術。
配向膜通常藉由旋轉塗佈法等方法於基板上塗佈上述配向膜材料而形成樹脂膜,但亦可使用單軸延伸法、朗繆爾-布羅傑特(Langmuir-Blodgett)法等。
(透明電極)
於本發明之液晶顯示裝置中,作為透明電極之材料,可使用導電性之金屬氧化物,作為金屬氧化物,可使用氧化銦(In2O3)、氧化錫
(SnO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦錫(In2O3-SnO2)、氧化銦鋅(In2O3-ZnO)、添加鈮之二氧化鈦(Ti1-xNbxO2)、摻雜氟之氧化錫、石墨烯奈米帶或金屬奈米線等,較佳為氧化鋅(ZnO)、氧化銦錫(In2O3-SnO2)或氧化銦鋅(In2O3-ZnO)。該等透明導電膜之圖案化可使用光蝕刻法或使用遮罩之方法等。
本發明之液晶顯示裝置尤其對主動矩陣驅動用液晶顯示裝置有用,可應用於TN模式、IPS模式、高分子穩定化IPS模式、FFS模式、OCB模式、VA模式或ECB模式用液晶顯示裝置中。
以下,舉出實施例進而詳細敍述本發明,但本發明並不限定於該等實施例。又,以下之實施例及比較例之組成物中之「%」意指「質量%」。
實施例中,測定之特性如下所述。
Tni:向列相-各向同性液體相轉移溫度(℃)
Δn:於25℃之折射率各向異性
Δε:於25℃之介電常數各向異性
η:於20℃之黏度(mPa.s)
γ1:於25℃之旋轉黏性(mPa.s)
VHR:於70℃之電壓保持率(%)
(於單元厚3.5μm之單元注入液晶組成物,以施加電壓5V、幀時間200ms、脈衝寬度64μs之條件進行測定時之測定電壓與初期施加電壓之比以%表示的值)
ID:於70℃之離子密度(pC/cm2)
(於單元厚3.5μm之單元注入液晶組成物,利用MTR-1(東陽技術股份有限公司製造)以施加電壓20V、頻率0.05Hz之條件進行測定時之離子
密度值)
影像餘輝:
液晶顯示元件之影像餘輝評價係使特定之固定圖案於顯示區域內顯示1000小時後,以目視按照以下4個等級對進行整個畫面均勻顯示時之固定圖案之殘像的級別進行評價。
◎無殘像
○存在極少殘像,亦為可容許之級別
△存在殘像,為無法容許之級別
×存在殘像,相當惡劣
再者,於實施例中,對化合物之記載使用以下之簡略符號。
(環結構)
(側鏈結構及連結結構)
[紅色染料著色組成物1]
將紅色染料1(C.I.溶劑紅124)10份添加至塑膠瓶,添加丙二醇單甲醚乙酸酯55份、0.3-0.4mm之Sepabeads,利用塗料調節器(東洋精機股份有限公司製造)分散4小時之後,利用5μm之過濾器進行過濾,獲得染料著色液。將該染料著色液75.00份及聚酯丙烯酸酯樹脂(ARONIX(商標名)M7100,東亞合成化學工業股份有限公司製造)5.50份、二季戊四醇六丙烯酸酯(KAYARAD(商標名)DPHA,日本化藥股份有限公司製造)5.00份、二苯基酮(KAYACURE(商標名)BP-100,日本化藥股份有限公司製造)1.00份、UCAR Ester EEP 13.5份利用分散攪拌機進行攪拌,利用孔徑
1.0μm之過濾器進行過濾,獲得紅色染料著色組成物1。
[紅色染料著色組成物2]
使用紅色染料1(C.I.溶劑紅124)8份及黃色染料2(C.I.溶劑黃21)2份代替上述紅色染料著色組成物1之10份紅色染料1,以與上述相同之方式獲得紅色染料著色組成物2。
[紅色染料著色組成物3]
使用紅色染料2(C.I.溶劑紅1)10份代替上述紅色染料著色組成物1之10份紅色染料1,以與上述相同之方式獲得紅色染料著色組成物3。
[綠色染料著色組成物1]
使用藍色染料1(C.I.溶劑藍67)3份及黃色染料1(C.I.溶劑黃162)7份代替上述紅色染料著色組成物1之10份紅色染料1,以與上述相同之方式獲得綠色染料著色組成物1。
[綠色染料著色組成物2]
將上述綠色染料著色組成物1之7份黃色染料1替換成黃色染料1(C.I.溶劑黃162)4份及黃色染料3(C.I.溶劑黃82)3份,以與上述相同之方式獲得綠色染料著色組成物2。
[綠色染料著色組成物3]
使用綠色染料1(C.I.溶劑綠7)10份代替上述綠色染料著色組成物1之3份藍色染料1及7份黃色染料1,以與上述相同之方式獲得綠色染料著色組成物3。
[藍色染料著色組成物1]
使用藍色染料1(C.I.溶劑藍7)10份代替上述紅色染料著色組成物1之10份紅色染料1,以與上述相同之方式獲得藍色染料著色組成物1。
[藍色染料著色組成物2]
使用藍色染料1(C.I.溶劑藍7)7份、紫色染料1(C.I.鹼性紫10)3份
代替上述藍色染料著色組成物1之10份藍色染料1,以與上述相同之方式獲得藍色染料著色組成物2。
[藍色染料著色組成物3]
使用藍色染料2(C.I.溶劑藍12)10份代替上述藍色染料著色組成物2之7份藍色染料1及3份紫色染料1,以與上述相同之方式獲得藍色染料著色組成物3。
[黃色染料著色組成物1]
使用黃色染料2(C.I.溶劑黃21)10份代替上述紅色染料著色組成物1之10份紅色染料1,以與上述相同之方式獲得黃色染料著色組成物1。
[黃色染料著色組成物2]
使用黃色染料4(C.I.溶劑黃2)10份代替上述黃色染料著色組成物1之10份黃色染料2,以與上述相同之方式獲得黃色染料著色組成物2。
[紅色顏料著色組成物1]
將紅色顏料1(C.I.顏料紅254,BASF公司製造之「IRGAPHOR RED BT-CF」)10份添加至塑膠瓶,添加丙二醇單甲醚乙酸酯55份、DISPERBYK LPN21116(BYK-Chemie股份有限公司製造)7.0份、0.3-0.4mm之Sepabeads,利用塗料調節器(東洋精機股份有限公司製造)分散4小時之後,利用5μm之過濾器進行過濾,獲得顏料分散液。
將該顏料分散液75.00份及聚酯丙烯酸酯樹脂(ARONIX(商標名)M7100,東亞合成化學工業股份有限公司製造)5.50份、二季戊四醇六丙烯酸酯(KAYARAD(商標名)DPHA,日本化藥股份有限公司製造)5.00份、二苯基酮(KAYACURE(商標名)BP-100,日本化藥股份有限公司製造)1.00份、UCAR Ester EEP 13.5份利用分散攪拌機進行攪拌,利用孔徑1.0μm之過濾器進行過濾,獲得紅色顏料著色組成物1。
[紅色顏料著色組成物2]
使用6份紅色顏料1、紅色顏料2(C.I.顏料紅177,DIC股份有限公司製造之FASTOGEN SUPER RED ATY-TR)2份、及黃色顏料2(C.I.顏料黃139)2份代替上述紅色顏料著色組成物1之10份紅色顏料1,以與上述相同之方式獲得紅色顏料著色組成物2。
[綠色顏料著色組成物1]
使用綠色顏料1(C.I.顏料綠36,DIC股份有限公司製造之「FASTOGEN GREEN 2YK-CF」)6份及黃色顏料1(C.I.顏料黃150,BAYER公司製造之FANCHON FAST YELLOW E4GN)4份代替上述紅色顏料著色組成物1之10份紅色顏料1,以與上述相同之方式獲得綠色顏料著色組成物1。
[綠色顏料著色組成物2]
使用綠色顏料2(C.I.顏料綠7,DIC股份有限公司製造之FASTOGEN GREEN S)4份及黃色顏料3(C.I.顏料黃138)6份代替上述綠色顏料著色組成物1之6份綠色顏料1及4份黃色顏料1,以與上述相同之方式獲得綠色顏料著色組成物2。
[藍色顏料著色組成物1]
使用藍色顏料1(C.I.顏料藍15:6,DIC股份有限公司製造之「FASTOGEN BLUE EP-210」)9份及紫色顏料1(C.I.顏料紫23)1份代替上述紅色顏料著色組成物1之10份紅色顏料1,以與上述相同之方式獲得藍色顏料著色組成物1。
[藍色顏料染料著色組成物2]
使用紫色染料1(C.I.鹼性紫10)1份代替上述藍色顏料著色組成物1之1份紫色顏料1,以與上述相同之方式獲得藍色顏料染料著色組成物2。
[黃色顏料著色組成物1]
使用黃色顏料1(C.I.顏料黃150,BAYER公司製造之FANCHON FAST YELLOW E4GN)10份代替上述紅色顏料著色組成物1之10份紅色顏料1,
以與上述相同之方式獲得黃色顏料著色組成物1。
於預先形成有黑矩陣之玻璃基板,藉由旋轉塗佈以膜厚成為2μm之方式塗佈紅色著色組成物。於70℃乾燥20分鐘之後,利用具備超高壓水銀燈之曝光機使紫外線經由光罩進行條紋狀之圖案曝光。利用鹼性顯影液進行90秒噴霧顯影,以離子交換水進行洗淨、風乾。進而,於潔淨烘箱中,於230℃進行30分鐘後烘烤,將條紋狀之著色層即紅色像素形成於透明基板上。
繼而,綠色著色組成物亦同樣地利用旋轉塗佈以膜厚成為2μm之方式進行塗佈。乾燥後,利用曝光機使條紋狀之著色層曝光、顯影於與上述紅色像素錯開之部位,藉此形成與上述紅色像素鄰接之綠色像素。
繼而,藍色著色組成物亦同樣地利用旋轉塗佈以膜厚成為2μm之方式形成與紅色像素、綠色像素鄰接之藍色像素。藉此獲得於透明基板上具有紅、綠、藍3色之條紋狀之像素的彩色濾光片。
視需要將黃色著色組成物亦同樣地利用旋轉塗佈以膜厚成為2μm之方式形成與紅色像素、綠色像素鄰接之黃色像素。藉此獲得於透明基板上具有紅、綠、藍、黃4色之條紋狀之像素的彩色濾光片。
使用表2所示之染料著色組成物或顏料著色組成物,製成彩色濾光片1~4及比較彩色濾光片1。
針對該彩色濾光片之各像素部,使用Olympus製造之顯微鏡MX-50與大塚電子製造之分光光度計MCPD-3000顯微分光測光裝置測定CIE1931XYZ表色系統之於C光源下之x值與y值。將結果示於下表3。
(實施例1~4)
於第一及第二基板中之至少一者製成電極結構,於各者之對向側形成水平配向性之配向膜後進行弱摩擦處理,製成IPS單元,於第一基板與第二基板之間夾持以下所示之液晶組成物1。將液晶組成物1之物性值示於表4。繼而,使用表2所示之彩色濾光片1~4製成實施例1~4之液晶顯示裝置(dgap=4.0μm,配向膜AL-1051)。測定所獲得之液晶顯示裝置之VHR及ID。又,進行所獲得之液晶顯示裝置之影像餘輝評價。將其結果示於表5。
液晶組成物1
[表5]
可知,液晶組成物1具有作為TV用液晶組成物較為實用之75.8℃之液晶層溫度範圍,具有較大之介電常數各向異性之絕對值,且具有較低之黏性及最佳之Δn。
實施例1~4之液晶顯示裝置可實現較高之VHR及較小之ID。又,於影像餘輝評價中亦無殘像、或即便存在亦為極少且可容許之級別。
(實施例5~12)
與實施例1相同地夾持表6所示之液晶組成物2~3,使用表2所示之彩色濾光片製成實施例5~12之液晶顯示裝置,測定其VHR及ID。又,進行該液晶顯示裝置之影像餘輝評價。將其結果示於表7~8。
實施例5~12之液晶顯示裝置可實現較高之VHR及較小之ID。又,於影像餘輝評價中亦無殘像、或即便存在亦為極少且可容許之級別。
(實施例13~24)
與實施例1相同地夾持表9所示之液晶組成物4~6,使用表2所示之彩色濾光片製成實施例13~24之液晶顯示裝置,測定其VHR及ID。又,進行該液晶顯示裝置之影像餘輝評價。將其結果示於表10~12。
實施例13~24之液晶顯示裝置可實現較高之VHR及較小之ID。又,於影像餘輝評價中亦無殘像、或即便存在亦為極少且可容許之級別。
(實施例25~36)
於第一及第二基板上製成電極結構,於各者之對向側形成水平配向性之配向膜後進行弱摩擦處理,製成TN單元,於第一基板與第二基板之間夾持表13所示之液晶組成物7~9。繼而,使用表2所示之彩色濾光片1~4製成實施例25~36之液晶顯示裝置(dgap=3.5μm,配向膜SE-7492)。測定所獲得之液晶顯示裝置之VHR及ID。又,進行所獲得之液晶顯示裝置之影像餘輝評價。將其結果示於表14~16。
實施例25~36之液晶顯示裝置可實現較高之VHR及較小之ID。又,於影像餘輝評價中亦無殘像、或即便存在亦為極少且可容許之級別。
(實施例37~44)
於第一及第二基板中之至少一者上製成電極結構,於各者之對向側形成水平配向性之配向膜後進行弱摩擦處理,製成FFS單元,於第一基板與第二基板之間夾持表17所示之液晶組成物10~11。繼而,使用表2所示之彩色濾光片1~4製成實施例37~44之液晶顯示裝置(dgap=4.0μm,配向膜AL-1051)。測定所獲得之液晶顯示裝置之VHR及ID。又,進行所獲得
之液晶顯示裝置之影像餘輝評價。將其結果示於表18~19。
實施例37~44之液晶顯示裝置可實現較高之VHR及較小之ID。又,
於影像餘輝評價中亦無殘像、或即便存在亦為極少且可容許之級別。
(實施例45~56)
與實施例37相同地夾持表20所示之液晶組成物12~14,使用表2所示之彩色濾光片製成實施例45~56之液晶顯示裝置,測定其VHR及ID。又,進行該液晶顯示裝置之影像餘輝評價。將其結果示於表21~23。
實施例45~56之液晶顯示裝置可實現較高之VHR及較小之ID。又,於影像餘輝評價中亦無殘像、或即便存在亦為極少且可容許之級別。
(實施例57~60)
於實施例37中所使用之液晶組成物10混合雙甲基丙烯酸聯苯-4,4'-二基酯0.3質量%,製成液晶組成物15。於TN單元夾持該液晶組成物15,於對電極間施加驅動電壓之狀態下照射紫外線600秒(3.0J/cm2),進行聚合處理,繼而,使用表2所示之彩色濾光片1~4製成實施例57~60之液晶表示裝置,測定其VHR及ID。又,進行該液晶顯示裝置之影像餘輝評價。將其結果示於表24。
實施例57~60之液晶顯示裝置可實現較高之VHR及較小之ID。又,於影像餘輝評價中亦無殘像、或即便存在亦為極少且可容許之級別。
(實施例61~64)
於實施例29中所使用之液晶組成物8混合雙甲基丙烯酸聯苯-4,4'-二基酯0.3質量%,製成液晶組成物16。於IPS單元夾持該液晶組成物16,於對電極間施加驅動電壓之狀態下照射紫外線600秒(3.0J/cm2),進行聚合處理,繼而,使用表2所示之彩色濾光片1~4製成實施例61~64之液晶顯示裝置,測定其VHR及ID。又,進行該液晶顯示裝置之影像餘輝評價。將其結果示於表25。
實施例61~64之液晶顯示裝置可實現較高之VHR及較小之ID。又,於影像餘輝評價中亦無殘像、或即便存在亦為極少且可容許之級別。
(實施例65~68)
於實施例21中所使用之液晶組成物6混合雙甲基丙烯酸3-氟聯苯-4,4'-二基酯0.3質量%,製成液晶組成物17。於FFS單元夾持該液晶組成物17,於對電極間施加驅動電壓之狀態下照射紫外線600秒(3.0J/cm2),進行聚合處理,繼而,使用表2所示之彩色濾光片1~4製成實施例65~68之液晶顯示裝置,測定其VHR及ID。又,進行該液晶顯示裝置之影像餘輝評價。將其結果示於表26。
實施例65~68之液晶顯示裝置可實現較高之VHR及較小之ID。又,於影像餘輝評價中亦無殘像、或即便存在亦為極少且可容許之級別。
(比較例1~4)
於實施例1中所使用之IPS單元中夾持以下所示之比較液晶組成物1。將比較液晶組成物之物性值示於表27。使用表2所示之彩色濾光片1~4製作比較例1~4之液晶顯示裝置,測定其VHR及ID。又,進行該液晶顯示裝置之影像餘輝評價。將其結果示於表28。
比較液晶組成物1
比較例1~4之液晶顯示裝置與本案發明之液晶顯示裝置相比,VHR降低,ID亦增大。又,於影像餘輝評價中亦確認到殘像之產生,並非可容許
之級別。
(比較例5~12)
與實施例1相同地夾持表29所示之比較液晶組成物2及3,使用表2所示之彩色濾光片1~4製作比較例5~12之液晶顯示裝置,測定其VHR及ID。又,進行該液晶顯示裝置之影像餘輝評價。將其結果示於表30~31。
比較例5~12之液晶顯示裝置與本案發明之液晶顯示裝置相比,VHR降低,ID亦增大。又,於影像餘輝評價中亦確認到殘像之產生,並非可容許之級別。
(比較例13~20)
與實施例1相同地夾持表32所示之比較液晶組成物4~5,使用表2所示之彩色濾光片1~4製作比較例13~20之液晶顯示裝置,測定其VHR及ID。又,進行該液晶顯示裝置之影像餘輝評價。將其結果示於表33~34。
比較例13~20之液晶顯示裝置與本案發明之液晶顯示裝置相比,VHR降低,ID亦增大。又,於影像餘輝評價中亦確認到殘像之產生,並非可容許之級別。
(比較例21~32)
與實施例1相同地夾持表35所示之比較液晶組成物6~8,使用表2所示之彩色濾光片1~4製作比較例21~32之液晶顯示裝置,測定其VHR及ID。又,進行該液晶顯示裝置之影像餘輝評價。將其結果示於表36~38。
比較例21~32之液晶顯示裝置與本案發明之液晶顯示裝置相比,VHR降低,ID亦增大。又,於影像餘輝評價中亦確認到殘像之產生,並非可容許之級別。
(比較例33~44)
與實施例1相同地夾持表39所示之比較液晶組成物9~11,使用表2所示之彩色濾光片1~4製作比較例33~44之液晶顯示裝置,測定其VHR及ID。又,進行該液晶顯示裝置之影像餘輝評價。將其結果示於表40~42。
比較例33~44之液晶顯示裝置與本案發明之液晶顯示裝置相比,VHR降低,ID亦增大。又,於影像餘輝評價中亦確認到殘像之產生,並非可容許之級別。
(比較例45~52)
於實施例5、13、17、25、37、45、61及65中,使用表2所示之比較彩色濾光片1代替彩色濾光片1,除此以外,以相同之方式製作比較例45~52之液晶顯示裝置,測定其VHR及ID。又,進行該液晶顯示裝置之影像餘輝評價。將其結果示於表43及44。
比較例45~52之液晶顯示裝置與本案發明之液晶顯示裝置相比,VHR
降低,ID亦增大。又,於影像餘輝評價中亦確認到殘像之產生,並非可容許之級別。
1‧‧‧基板
2a‧‧‧含有特定之染料及/或顏料之彩色濾光片層
3a‧‧‧透明電極層(共用電極)
3b‧‧‧像素電極層
4‧‧‧配向膜
5a‧‧‧含有特定之液晶組成物之液晶層
Claims (11)
- 一種液晶顯示裝置,其具備第一基板、第二基板、夾持於上述第一基板與第二基板之間之液晶組成物層、由黑矩陣及至少RGB三色像素部構成之彩色濾光片、像素電極、及共用電極,上述液晶組成物層由液晶組成物構成,該液晶組成物含有一種或兩種以上由通式(I)所表示之化合物,且含有一種或兩種以上選自由通式(II-a)至通式(II-e)所表示之化合物所組成之群中的化合物,
(式中,R31表示碳原子數1至10之烷基、烷氧基、碳原子數2至10之烯基或烯氧基,M31~M33相互獨立地表示反-1,4-伸環己基或1,4-伸苯基,該反-1,4-伸環己基中之1個或2個-CH2-可以氧原子不直接鄰接之方式經-O-取代,該伸苯基中之1個或2個氫原子亦可經氟原子取代,X31及X32相互獨立地表示氫原子或氟原子,Z31表示氟原子、三氟甲氧基或三氟甲基,n31及n32相互獨立地表示0、1或2,n31+n32表示0、1或2,M31及M33於存在複數個之情形時可相同亦可不同), (式中,R21~R30相互獨立地表示碳原子數1至10之烷基或碳原子數2至10之烯基,X21表示氫原子或氟原子),上述RGB三色像素部中,作為色料,於R像素部中含有二酮基吡咯并吡咯顏料及/或陰離子性紅色有機染料,於G像素部中含有選自由鹵化酞菁銅顏料、酞菁系綠色染料、酞菁系藍色染料與偶氮系黃色有機染料之混合物所組成之群中之至少一種,於B像素部中含有ε型酞菁銅顏料及/或陽離子性藍色有機染料。 - 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置,其中上述RGB三色像素部中,作為色料,於R像素部中含有C.I.溶劑紅124,於G像素部中含有C.I.溶劑藍67與C.I.溶劑黃162之混合物,於B像素部中含有C.I.溶劑藍7。
- 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置,其中上述RGB三色像素部中,作為色料,於R像素部中含有C.I.顏料紅254,於G像素部中含有C.I.顏料綠7及/或C.I.顏料綠36,於B像素部中含有C.I.顏料藍15:6。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之液晶顯示裝置,其中R像素部中進而含有選自由C.I.顏料紅177、C.I.顏料紅242、C.I.顏料紅166、 C.I.顏料紅167、C.I.顏料紅179、C.I.顏料橙38、C.I.顏料橙71、C.I.顏料黃150、C.I.顏料黃215、C.I.顏料黃185、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃139、C.I.溶劑紅89、C.I.溶劑橙56、C.I.溶劑黃21、C.I.溶劑黃82、C.I.溶劑黃83:1、C.I.溶劑黃33、C.I.溶劑黃162所組成之群中之至少1種有機染顏料。
- 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項之液晶顯示裝置,其中G像素部中進而含有選自由C.I.顏料黃150、C.I.顏料黃215、C.I.顏料黃185、C.I.顏料黃138、C.I.溶劑黃21、C.I.溶劑黃82、C.I.溶劑黃83:1、C.I.溶劑黃33所組成之群中之至少1種有機染顏料。
- 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項之液晶顯示裝置,其中B像素部中進而含有選自由C.I.顏料藍1、C.I.顏料紫23、C.I.鹼性藍7、C.I.鹼性紫10、C.I.酸性藍1、C.I.酸性藍90、C.I.酸性藍83、C.I.直接藍86所組成之群中之至少1種有機染顏料。
- 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項之液晶顯示裝置,其中彩色濾光片由黑矩陣、RGB三色像素部、及Y像素部構成,於Y像素部中含有選自由C.I.顏料黃150、C.I.顏料黃215、C.I.顏料黃185、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃139、C.I.溶劑黃21、C.I.溶劑黃82、C.I.溶劑黃83:1、C.I溶劑黃33、C.I.溶劑黃162所組成之群中之至少1種黃色有機染顏料作為色料。
- 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之液晶顯示裝置,其中由通式(I)所表示之化合物為通式(I-a)至通式(I-f)所表示之化合物,
(式中,R32表示碳原子數1至10之烷基、烷氧基、碳原子數2至10之烯基或烯氧基,X31~X38相互獨立地表示氫原子或氟原子,Z31表示氟原子、三氟甲氧基或三氟甲基)。 - 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項之液晶顯示裝置,其中上述液晶組成物層中進而含有一種或兩種以上選自由通式(III-a)至通式(III-f)所表示之化合物群中之化合物,
(式中,R41表示碳原子數1至10之烷基、烷氧基、碳原子數2至10之烯基或烯氧基,X41~X48相互獨立地表示氫原子或氟原子,Z41表示氟原子、三氟甲氧基或三氟甲基)。 - 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項之液晶顯示裝置,其中上述液晶組成物層由使含有一種或兩種以上聚合性化合物之液晶組成物聚 合而成之聚合物構成。
- 如申請專利範圍第1項至第10項中任一項之液晶顯示裝置,其中上述液晶組成物層中含有通式(V)所表示之二官能單體,
(式中,X1及X2分別獨立地表示氫原子或甲基,Sp1及Sp2分別獨立地表示單鍵、碳原子數1~8之伸烷基或-O-(CH2)s-(式中,s表示2至7之整數,氧原子鍵結於芳香環),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及Y2分別獨立地表示氟原子或氫原子)、-C≡C-或單鍵,C表示1,4-伸苯基、反-1,4-伸環己基或單鍵,式中之所有1,4-伸苯基之任意之氫原子亦可經氟原子取代)。
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