TW201538693A - 液晶顯示元件及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於提供一種使用n型液晶組成物之液晶顯示元件,其係IPS模式及FFS模式之液晶顯示元件,且顯示較高之透過率特性、高速應答性,不會產生反白、配向不均、殘影等顯示不良。
本發明提供一種液晶顯示元件,其係於由具有隔著絕緣層形成於基板上之像素電極及共用電極之第一基板、及第二基板所構成之一對基板之間夾持有含有液晶組成物之液晶層者,且於該液晶層中,含有作為具有一個反應性基之聚合性化合物及/或具有兩個以上反應性基之聚合性化合物之聚合物的硬化物,該液晶組成物具有負介電各向異性,且含有選自通式(LC3)~通式(LC5)所表示之具有負介電各向異性之化合物群中之至少1種化合物、及選自通式(L)所表示之化合物群中之至少1種化合物。
Description
本案發明係關於一種IPS模式及FFS模式之液晶顯示元件,其使用介電各向異性為負之向列型液晶組成物,且具有高透過率特性、高速應答性之特徵。
主動矩陣方式液晶顯示元件因顯示品質優異而出現於攜帶終端、液晶電視、投影儀、電腦等市場中。主動矩陣方式係對每個像素使用TFT(薄膜電晶體)或MIM(金屬-絕緣體-金屬)等,對於該方式所使用之液晶化合物或液晶組成物重視高電壓保持率。又,為了獲得更寬廣之視角特性而提出與VA(Vertical Alignment,垂直配向)模式、IPS(In Plane Switching)模式、OCB(Optically Compensated Bend、Optically Compensated Birefringence,光學補償彎曲、光學補償雙折射)模式組合而成之液晶顯示元件,或為了獲得更明亮之顯示而提出ECB(Electrically Controlled Birefringence,電控雙折射)模式之反射型液晶顯示元件。為了應對此種液晶顯示元件,目前亦提出新的液晶化合物或液晶組成物。
目前作為智慧型手機用液晶顯示器,廣泛使用高品質且視覺特性優異之作為IPS模式之液晶顯示元件之一種的邊緣場切換模式液晶顯
示裝置(Fringe Field Switching mode Liquid Crystal Display;FFS模式液晶顯示裝置)(參照專利文獻1、專利文獻2)。FFS模式係為了改善IPS模式之低開口率及透過率而導入之方式,作為所使用之液晶組成物,介電各向異性為正之p型液晶組成物因容易低電壓化而被廣泛使用。又,由於FFS模式之用途之大部分為攜帶終端,故而對進一步省電化之要求較強,而液晶元件製造商繼續採用使用IGZO之陣列等進行積極之開發。
另一方面,目前已知藉由將使用p型液晶組成物之液晶材料製成介電各向異性為負之n型液晶組成物,亦可改善透過率(參照專利文獻3)。其原因在於:於使用n型液晶組成物之情形時,由於n型液晶組成物之極化方向在分子短軸方向,故而邊緣電場之影響僅是使液晶分子沿長軸旋轉,而分子長軸維持平行排列,因此不會產生透過率之降低。
但是,n型液晶組成物一般係作為VA用液晶組成物,由於VA模式與IPS模式及FFS模式就配向之方向、電場之朝向、所需之光學特性之任一方面而言均不同,故而即便單純地轉用用於VA用途之液晶組成物,亦難以構成如今所要求之高性能之液晶顯示元件,而要求提供一種對於IPS模式及FFS模式最佳化之n型液晶組成物。
[專利文獻1]日本特開平11-202356號公報
[專利文獻2]日本特開2003-233083號公報
[專利文獻3]日本特開2002-31812號公報
本發明之課題在於提供一種使用n型液晶組成物之液晶顯示元件,其係IPS模式及FFS模式之液晶顯示元件,且顯示高透過率特性、高速應答性,不會產生反白、配向不均、殘影等顯示不良。
本案發明人等為了解決上述課題而進行努力研究,對最適合IPS模式及FFS模式之液晶顯示元件之各種液晶組成物之構成進行了研究,結果發現含有具有一個反應性基之聚合性化合物及/或具有兩個以上反應性基之聚合性化合物的液晶組成物之有用性,從而完成本案發明。
即,本發明提供一種液晶顯示元件,該液晶顯示元件於由具有隔著絕緣層形成於基板上之像素電極及共用電極之第一基板、及第二基板所構成之一對基板之間夾持有含有液晶組成物之液晶層,於該液晶層中,含有硬化物,該硬化物為具有一個反應性基之聚合性化合物及/或具有兩個以上反應性基之聚合性化合物的聚合物,該液晶組成物具有負介電各向異性,含有選自下述通式(LC3)~通式(LC5)所表示之具有負介電各向異性之化合物群中之至少1種化合物,
(式中,RLC31、RLC32、RLC41、RLC42、RLC51及RLC52分別獨立地表示碳原子數1~15之烷基,該烷基中之1個或2個以上之CH2基可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-取代,該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可任意地被鹵素原子取代,ALC31、ALC32、ALC41、ALC42、ALC51及ALC52分別獨立地表示下述任一結構
(該結構中伸環己基中之1個或2個以上之CH2基亦可被氧原子取代,1,4-伸苯基中之1個或2個以上之CH基亦可被氮原子取代,又,該結構中之1個或2個以上之氫原子亦可被Cl、CF3或OCF3取代)中之任一者,ZLC31、ZLC32、ZLC41、ZLC42、ZLC51及ZLC51分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-,Z5表示CH2基或氧原子,XLC41表示氫原子或氟原子,mLC31、mLC32、mLC41、mLC42、mLC51及mLC52分別獨立地表示0~3,mLC31+mLC32、mLC41+mLC42及mLC51+mLC52為1、2或3,於存在多個ALC31~ALC52、ZLC31~ZLC52之情形時,其
等可相同亦可不同),及選自下述通式(L)所表示之化合物群中之至少1種化合物,
(式中,RL1及RL2分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基,該烷基中之1個或不鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,OL表示0、1、2或3,BL1、BL2及BL3分別獨立地表示選自由(a)1,4-伸環己基(該基中所存在之1個-CH2-或不鄰接之2個以上之-CH2-亦可被取代為-O-)及(b)1,4-伸苯基(該基中所存在之1個-CH=或不鄰接之2個以上之-CH=亦可被取代為-N=)
所組成之群中之基,上述基(a)、基(b)亦可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代,LL1及LL2分別獨立地表示單鍵、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,於OL為2或3而存在多個LL2之情形時,其等可相同亦可不同,於OL為2或3而存在多個BL3之情形時,其等可相同亦可不同,其中,通式(LC3)~通式(LC5)所表示之化合物除外)。
本發明之IPS模式及FFS模式之液晶顯示元件具有透過率特
性、高速應答性優異且顯示不良之產生少之特徵,具有優異之顯示特性。本發明之液晶顯示元件對液晶TV、監視器等之顯示元件較為有用。
1‧‧‧第一偏光板
2‧‧‧第一基板
3‧‧‧電極層
4‧‧‧配向層
5‧‧‧液晶層
6‧‧‧彩色濾光片
7‧‧‧第二基板
8‧‧‧第二偏光板
10‧‧‧液晶顯示元件
11、28‧‧‧閘極電極
12‧‧‧閘極絕緣膜
13‧‧‧半導體層
14‧‧‧保護膜
16、24‧‧‧汲極電極
17、27‧‧‧源極電極
18‧‧‧絕緣膜
21、41‧‧‧像素電極
22、42‧‧‧共用電極
23‧‧‧儲存電容器
25‧‧‧資料配線
26‧‧‧閘極配線
29‧‧‧共用線
E‧‧‧電場
G‧‧‧配向層彼此之最短相隔距離
l‧‧‧像素電極之梳齒狀部分之電極寬度
m‧‧‧像素電極之梳齒狀部分之間隙之寬度
圖1係示意性地表示液晶顯示元件之一態樣之構造的分解立體圖。
圖2係將圖1中之形成於基板上之包含薄膜電晶體之電極層3之II區域放大的俯視圖之一例。
圖3係沿圖2中之III-III線方向將液晶顯示元件切開的剖面圖之一例。
圖4係將圖1中之形成於基板上之包含薄膜電晶體之電極層3之II區域放大的俯視圖之其他例。
圖5係沿圖2中之III-III線方向將液晶顯示元件切開的剖面圖之其他例。
圖6係將液晶顯示元件之電極構成放大的俯視圖。
如上所述,本案發明係發現最適合IPS模式及FFS模式之液晶顯示元件之n型液晶組成物者。以下,首先對本發明中之液晶層之實施態樣進行說明。
(液晶層)
(具有反應性基之聚合性化合物)
於本發明之液晶顯示元件之液晶層中,含有硬化物,該硬化物為具有
一個反應性基之聚合性化合物及/或具有兩個以上反應性基之聚合性化合物之聚合物。具有反應性基之聚合性化合物可含有液晶原(mesogen)性部位,亦可不含有液晶原性部位。
於具有反應性基之聚合性化合物中,反應性基較佳為具有利用光之聚合性之取代基。尤其是於藉由熱聚合而產生垂直配向膜時,就在垂直配向膜材料之熱聚合時可抑制具有反應性基之聚合性化合物之反應而言,反應性基尤佳為具有利用光之聚合性之取代基。
作為聚合性化合物,較佳為通式(III)及/或通式(IV)所表示之聚合性化合物。
作為具有一個反應性基之聚合性化合物,具體而言,較佳為下述通式(III)所表示之聚合性化合物,
(式中,X3表示氫原子或甲基,Sp3表示單鍵、碳原子數1~8之伸烷基(alkylene group)或-O-(CH2)t-(式中,t表示2~7之整數,將氧原子設為與芳香環鍵結者),V表示碳原子數2~20之直鏈或支鏈多價伸烷基或碳原子數5~30之多價環狀取代基,多價伸烷基中之伸烷基可於氧原子不鄰接之範圍內被取代為氧原子,亦可經碳原子數5~20之烷基(基中之伸烷基可於氧原子不鄰接之範圍內被取代為氧原子)或環狀取代基取代,W表示氫原子、鹵素原子或碳原子數1~8之伸烷基)。
於上述通式(III)中,X3表示氫原子或甲基,於重視反應速度之情形時較佳為氫原子,於重視降低反應殘留量之情形時較佳為甲基。
於上述通式(III)中,Sp3表示單鍵、碳原子數1~8之伸烷基或-O-(CH2)t-(式中,t表示2~7之整數,將氧原子設為與芳香環鍵結者),較佳為碳鏈不太長,較佳為單鍵或碳原子數1~5之伸烷基,更佳為單鍵或碳原子數1~3之伸烷基。又,於Sp3表示-O-(CH2)t-之情形時,t亦較佳為1~5,更佳為1~3。
於上述通式(III)中,V表示碳原子數2~20之直鏈或支鏈多價伸烷基或碳原子數5~30之多價環狀取代基,多價伸烷基中之伸烷基可於氧原子不鄰接之範圍內被取代為氧原子,亦可經碳原子數5~20之烷基(基中之伸烷基可於氧原子不鄰接之範圍內被取代為氧原子)或環狀取代基取代,較佳為經2個以上之環狀取代基取代。
關於通式(III)所表示之聚合性化合物,更具體而言,可列舉通式(X1a)之化合物,
(式中,A1表示氫原子或甲基,A2表示單鍵或碳原子數1~8之伸烷基(該伸烷基中之1個或2個以上之亞甲基亦可作為氧原子不相互直接鍵結者而分別獨立地被取代為氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-,該伸烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可分別獨立地被取代為氟原子、甲基或乙基),A3及A6分別獨立地表示氫原子、鹵素原子或碳原子數1~10之烷基(該烷基中之1個或2個以上之亞甲基亦可作為氧原子不相互直接鍵結者而分
別獨立地被取代為氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-,該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可分別獨立地被取代為鹵素原子或碳原子數1~17之烷基),A4及A7分別獨立地表示氫原子、鹵素原子或碳原子數1~10之烷基(該烷基中之1個或2個以上之亞甲基亦可作為氧原子不相互直接鍵結者而分別獨立地被取代為氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-,該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可分別獨立地被取代為鹵素原子或碳原子數1~9之烷基),p表示1~10,B1、B2及B3分別獨立地表示氫原子、碳原子數1~10之直鏈狀或支鏈狀烷基(該烷基中之1個或2個以上之亞甲基亦可作為氧原子不相互直接鍵結者而分別獨立地被取代為氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-,該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可分別獨立地被取代為鹵素原子或碳原子數3~6之三烷氧基矽基)。
又,關於通式(III)所表示之聚合性化合物,具體而言,亦可列舉通式(X1b)所表示之化合物,
(式中,A8表示氫原子或甲基,六員環T1、T2及T3分別獨立地表示
中之任一者(其中,q表示1至4之整數),q表示0或1,Y1及Y2分別獨立地表示單鍵、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C≡C-、-CH=CH-、-CF=CF-、-(CH2)4-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH2=CHCH2CH2-或-CH2CH2CH=CH-,Y3表示單鍵、-COO-或-OCO-,B8表示碳原子數1~18之烴基)。
進而,關於通式(III)所表示之聚合性化合物,具體而言,亦可列舉通式(X1c)所表示之化合物,
(式中,R70表示氫原子或甲基,R71表示具有縮合環之烴基)。
作為具有兩個以上反應性基之聚合性化合物,具體而言,較佳為通式(IV)所表示之聚合性化合物,
(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2~7之整數,將氧原子設為與芳香環鍵結者),U表示碳原子數2~20之直鏈或支鏈多價伸烷基或碳原子數5~30之多價環狀取代基,多價伸烷基中之伸烷基可於氧原子不鄰接之範圍內被取代為氧原子,亦可經碳原子數5~20之烷基(基中之伸烷基可於氧原子不鄰接之範圍內被取代為氧原子)或環狀取代基取代,k表示1~5之整數)。
於上述通式(IV)中,X1及X2分別獨立地表示氫原子或甲基,於重視反應速度之情形時較佳為氫原子,於重視降低反應殘留量之情形時較佳為甲基。
於上述通式(IV)中,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2~7之整數,將氧原子設為與芳香環鍵結者),較佳為碳鏈不太長,較佳為單鍵或碳原子數1~5之伸烷基,更佳為單鍵或碳原子數1~3之伸烷基。又,亦於Sp1及Sp2表示-O-(CH2)s-之情形時,s較佳為1~5,更佳為1~3,更佳為Sp1及Sp2之至少一者為單鍵,尤佳為均為單鍵。
於上述通式(IV)中,U表示碳原子數2~20之直鏈或支鏈多價伸烷基或碳原子數5~30之多價環狀取代基,多價伸烷基中之伸烷基可於氧原子不鄰接之範圍內被取代為氧原子,亦可經碳原子數5~20之烷基(基中之伸烷基可於氧原子不鄰接之範圍內被取代為氧原子)、環狀取代基取代,較佳為經2個以上之環狀取代基取代。
於上述通式(IV)中,具體而言,U較佳為表示以下之式(IVa
-1)至式(IVa-5),更佳為表示式(IVa-1)至式(IVa-3),尤佳為表示式(IVa-1)。
(式中,將兩端設為與Sp1或Sp2鍵結者)
於U具有環結構之情形時,較佳為上述Sp1及Sp2之至少一者表示單鍵,亦較佳為兩者均為單鍵。
於上述通式(IV)中,k表示1~5之整數,較佳為k為1之二官能化合物、或k為2之三官能化合物,更佳為二官能化合物。
上述通式(IV)所表示之化合物具體而言較佳為以下通式(IVb)所表示之化合物。
(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2~7之整數,將氧原子設為與芳香環鍵結者),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-或單鍵,C表示1,4-伸苯基、反式-1,4-伸環己基或單鍵,式中之全部1,4-伸苯基之任意氫原子亦可被取代為氟原子)
於上述通式(IVb)中,X1及X2分別獨立地表示氫原子或甲基,較佳為均表示氫原子之二丙烯酸酯衍生物、或均具有甲基之二甲基丙烯酸酯衍生物,亦較佳為一者表示氫原子而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,非對稱化合物於其中間,可根據其用途而使用較佳態樣。於上述通式(IVb)中,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-,較佳為至少一者為單鍵,較佳為均表示單鍵之化合物或一者表示單鍵而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,較佳為碳原子數1~4之伸烷基,s較佳為1~4。
於上述通式(IVb)中,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-或單鍵,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。
於上述通式(IVb)中,C表示任意氫原子亦可被取代為氟原子之1,4-伸苯基、反式-1,4-伸環己基或單鍵,較佳為1,4-伸苯基或單鍵。
於C表示除單鍵以外之環結構之情形時,Z1亦較佳為除單鍵以外之連結基,於C為單鍵之情形時,Z1較佳為單鍵。
根據以上,於上述通式(IVb)中,較佳為C表示單鍵且環結構係由兩個環所形成之情形,作為具有環結構之聚合性化合物,具體而言,較佳為以下通式(IV-1)至(IV-6)所表示之化合物,尤佳為通式(IV-1)至(IV-4)所表示之化合物,最佳為通式(IV-2)所表示之化合物。
上述通式(IV)所表示之化合物具體而言亦較佳為以下通式(IVc)所表示之化合物。
(式中,X1、X2及X3分別獨立地表示氫原子或甲基,Sp1、Sp2及Sp3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2~7之整數,將氧原子設為與芳香環鍵結者),Z11及Z12分別獨立地表示-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-或單鍵,J表示1,4-伸苯基、反式-1,4-伸環己基或單鍵,式中之全部1,4-伸苯基之任意氫原子亦可被取代為氟原子)
關於作為上述通式(III)及/或通式(IV)所表示之聚合性化合物之聚合物的硬化物之含量之合計,於液晶層中較佳為含有0.05~5質量%,更佳為0.05~4質量%,尤佳為0.1~2質量%。
作為使具有反應性基之聚合性化合物聚合之方法,由於較理想的是用以獲得液晶之良好配向性能之適度之聚合速度,故而較佳為藉由單獨或併用或依序照射紫外線或電子束等活性能量線而使其聚合之方法。於使用紫外線之情形時,可使用偏光光源,亦可使用非偏光光源。又,於在使含有聚合性化合物之下述液晶組成物夾於2片基板間之狀態下進行聚合之情形時,必須對至少照射面側之基板賦予對於活性能量線適當之透明性。又,亦可使用如下手段:於光照射時使用遮罩僅使特定部分聚合後,改變電場或磁場或溫度等條件,藉此改變未聚合部分之配向狀態,進而照射活性能量線使其聚合。尤其是於紫外線曝光時,較佳為一面對含有聚合性化合物之液晶組成物施加交流電場一面進行紫外線曝光。所施加之交流電場較佳為頻率10Hz至10kHz之交流,更佳為頻率60Hz至10kHz,電壓係取決於液晶顯示元件想要之預傾角而選擇。即,可藉由所施加之電壓而控制液晶顯示元件之預傾角。
照射時之溫度較佳為保持下述液晶組成物之液晶狀態之溫
度範圍內。較佳為於接近室溫之溫度、即典型而言15~35℃之溫度進行聚合。作為產生紫外線之燈,可使用金屬鹵化物燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈等。又,作為所照射之紫外線之波長,較佳為照射並非液晶組成物之吸收波長區域之波長區域之紫外線,較佳為視需要將紫外線截斷而使用。所照射之紫外線之強度較佳為0.1mW/cm2~100W/cm2,更佳為2mW/cm2~50W/cm2。所照射之紫外線之能量之量可適當調整,較佳為10mJ/cm2至500J/cm2,更佳為100mJ/cm2至200J/cm2。亦可於照射紫外線時改變強度。照射紫外線之時間係根據所照射之紫外線強度而適當選擇,較佳為10秒至3600秒,更佳為10秒至600秒。
(液晶組成物)
於本發明之液晶顯示元件之液晶層中,含有由以下式所表示之化合物所構成之液晶組成物。
具體而言,含有一種或兩種以上之選自通式(LC3)~通式(LC5)所表示之具有負介電各向異性之化合物群中之至少1種化合物,
(式中,RLC31、RLC32、RLC41、RLC42、RLC51及RLC52分別獨立地表示碳原子數
1~15之烷基,該烷基中之1個或2個以上之CH2基可以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-,該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可任意地被取代為鹵素原子,ALC31、ALC32、ALC41、ALC42、ALC51及ALC52分別獨立地表示下述任一結構
(該結構中伸環己基中之1個或2個以上之CH2基亦可被取代為氧原子,1,4-伸苯基中之1個或2個以上之CH基亦可被取代為氮原子,又,該結構中之1個或2個以上之氫原子亦可被取代為Cl、CF3或OCF3)中之任一者,ZLC31、ZLC32、ZLC41、ZLC42、ZLC51及ZLC52分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-,Z5表示CH2基或氧原子,XLC41表示氫原子或氟原子,mLC31、mLC32、mLC41、mLC42、mLC51及mLC52分別獨立地表示0~3,mLC31+mLC32、mLC41+mLC42及mLC51+mLC52為1、2或3,於存在多個ALC31~ALC52、ZLC31~ZLC52之情形時,其等可相同亦可不同)。
此處,RLC31~RLC52分別獨立較佳為碳原子數1~7之烷基、碳原子數1~7之烷氧基、碳原子數2~7之烯基,作為烯基,最佳為表示下述結構,
(式中,設為以右端鍵結於環結構者)
ALC31~ALC52分別獨立較佳為下述結構,
ZLC31~ZLC51分別獨立較佳為單鍵、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-CF2O-、-OCF2-或-OCH2-。
於液晶組成物中,較佳為以液晶組成物中之含有率計,含有選自通式(LC3)、通式(LC4)、及通式(LC5)所表示之化合物群中之化合物中之1種或2種以上10質量%以上、較佳為20質量%以上、進而較佳為25質量%以上、尤佳為28質量%以上、最佳為30質量%以上作為下限值,又,含有85質量%以下、較佳為75質量%以下、進而較佳為70質量%以下、尤佳為67質量%以下、最佳為65質量%以下作為上限值。
通式(LC3)、通式(LC4)、及通式(LC5)所表示之化合物較佳為使用選自通式(LC3-1)、通式(LC4-1)、及通式(LC5-1)所表示之化合物群中之化合物,
(式中,R31~R33表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基,R41~R43表示碳原子數1
~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基,Z31~Z33表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-,X41表示氫原子或氟原子,Z34表示-CH2-或氧原子)。
於通式(LC3-1)~通式(LC5-1)中,R31~R33表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基,較佳為表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,更佳為表示碳原子數2~5之烷基或碳原子數2~4之烯基,進而較佳為表示碳原子數3~5之烷基或碳原子數2之烯基,尤佳為表示碳原子數3之烷基。
R41~R43表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基,較佳為表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數1~5之烷氧基、或碳原子數4~8之烯基或碳原子數3~8之烯氧基,更佳為表示碳原子數1~3之烷基或碳原子數1~3之烷氧基,進而較佳為表示碳原子數3之烷基或碳原子數2之烷氧基,尤佳為表示碳原子數2之烷氧基。
Z31~Z33表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-,較佳為表示單鍵、-CH2CH2-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-,更佳為表示單鍵或-CH2O-。
於液晶組成物中,含有0~50質量%之1種或2種以上之選自通式(LC3-1)、通式(LC4-1)、及通式(LC5-1)所表示之化合物群
中之化合物,較佳為含有5~50質量%,較佳為含有5~40質量%,更佳為含有5~30質量%,更佳為含有8~27質量%,進而較佳為含有10~25質量%。
通式(LC3-1)所表示之化合物具體而言較佳為以下記載之通式(LC3-11)~通式(LC3-14)所表示之化合物。
(式中,R31表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,R41a表示碳原子數1~5之烷基)
通式(LC4-1)所表示之化合物具體而言較佳為以下記載之通式(LC4-11)~通式(LC4-14)所表示之化合物。
(式中,R32表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,R42a表示碳原子數1~5之烷基,X41表示氫原子或氟原子)
通式(LC5-1)所表示之化合物具體而言較佳為以下記載之通式(LC5-11)~通式(LC5-14)所表示之化合物。
(式中,R33表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,R43a表示碳原子數1~5之烷基,Z34表示-CH2-或氧原子)
於通式(LC3-11)、通式(LC3-13)、通式(LC4-11)、通式(LC4-13)、通式(LC5-11)、及通式(LC5-13)中,R31~R33較佳為通式(LC3-1)~通式(LC5-1)中之相同之實施態樣。R41a~R41c較佳為碳原子數1~3之烷基,更佳為碳原子數1或2之烷基,尤佳為碳原子數2之烷基。
於通式(LC3-12)、通式(LC3-14)、通式(LC4-12)、通式(LC4-14)、通式(LC5-12)、及通式(LC5-14)中,R31~R33較佳為通式(II-1)中之相同之實施態樣。R41a~R41c較佳為碳原子數1~3之烷基,更佳為碳原子數1或3之烷基,尤佳為碳原子數3之烷基。
於通式(LC3-11)~通式(LC5-14)中,為了增大介電各向異性之絕對值,較佳為通式(LC3-11)、通式(LC4-11)、通式(LC5-11)、通式(LC3-13)、通式(LC4-13)及通式(LC5-13),更佳為通式(LC3-11)、通式(LC4-11)、通式(LC5-11)。
本發明之液晶顯示元件之液晶層較佳為含有1種或2種以上之通式(LC3-11)~通式(LC5-14)所表示之化合物,較佳為含有1種或2種通式(LC5-14)所表示之化合物,較佳為含有1種或2種通式(LC3
-1)所表示之化合物。
又,通式(LC3)、通式(LC4)、及通式(LC5)所表示之化合物較佳為選自通式(LC3-2)、通式(LC4-2)、及通式(LC5-2)所表示之化合物群中之化合物,
(式中,R51~R53表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基,R61~R63表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基,B1~B3表示可經氟取代之1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基,Z41~Z43表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O,X42表示氫原子或氟原子,Z44表示-CH2-或氧原子)。
於通式(LC3-2)、通式(LC4-2)、及通式(LC5-2)中,R51~R53表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基,較佳為表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,更佳為表示碳原子數2~5之烷基或碳原子數2~4之烯基,進而較佳為表示碳原子數3~5之烷基或碳原子數2之烯基,尤佳為表示碳原子數3之烷基。
R61~R63表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基,較佳為表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數1~5之烷氧基、或碳原子數4~8之烯基或碳原子數3~8之烯氧基,更佳為表示碳原子數1~3之烷基或碳原子數1~3之烷氧基,進而較佳為表示碳原子數3之烷基或碳原子數2之烷氧基,尤佳為表示碳原子數2之烷氧基。
B31~B33表示可經氟取代之1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基,較佳為未經取代之1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基,更佳為反式-1,4-伸環己基。
Z41~Z43表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O,較佳為表示單鍵、-CH2CH2-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-,更佳為表示單鍵或-CH2O-。
通式(LC3-2)、通式(LC4-2)、及通式(LC5-2)所表示之化合物於液晶組成物中含有0~60質量%,較佳為含有10~60質量%,更佳為含有20~50%,更佳為含有25~45質量%,更佳為含有28~42%,進而較佳為含有30~40%。
通式(LC3-2)所表示之化合物具體而言較佳為以下記載之通式(LC3-21)~通式(LC3-26)所表示之化合物。
(式中,R51表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,R61a表示碳原子數1~5之烷基,較佳為與通式(LC3-2)中之R51及R61相同之實施態樣)
通式(LC4-2)所表示之化合物具體而言較佳為以下記載之通式(LC4-21)~通式(LC4-26)所表示之化合物。
(式中,R52表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,R62a表示碳原子數1~5之烷基,X42表示氫原子或氟原子,較佳為與通式(LC4-2)中之R52及R62相同之實施態樣)
通式(LC5-2)所表示之化合物具體而言較佳為以下記載之通式(LC5-21)~通式(LC5-26)所表示之化合物。
(式中,R53表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,R63a表示碳原子數1~5之烷基,W2表示-CH2-或氧原子,較佳為與通式(LC5-2)中之R53及R63相同之實施態樣)
於通式(LC3-21)、通式(LC3-22)、通式(LC3-25)、通式(LC4-21)、通式(LC4-22)、通式(LC4-25)、通式(LC5-21)、通式(LC5-22)、及通式(LC5-25)中,R51~R53較佳為通式(LC3-2)、通式(LC4-2)及通式(LC5-2)中之相同之實施態樣。R61a~R63a較佳為碳原子數1~3之烷基,更佳為碳原子數1或2之烷基,尤佳為碳原子數2之烷基。
於通式(LC3-23)、通式(LC3-24)及通式(LC3-26)、通式(LC4-23)、通式(LC4-24)及通式(LC4-26)、通式(LC5-23)、
通式(LC5-24)及通式(LC5-26)中,R51~R53較佳為通式(LC3-2)、通式(LC4-2)及通式(LC5-2)中之相同之實施態樣。R61a~R63a較佳為碳原子數1~3之烷基,更佳為碳原子數1或3之烷基,尤佳為碳原子數3之烷基。
於通式(LC3-21)~通式(LC5-26)中,為了增大介電各向異性之絕對值,較佳為通式(LC3-21)、通式(LC3-22)及通式(LC3-25)、通式(LC4-21)、通式(LC4-22)及通式(LC4-25)、通式(LC5-21)、通式(LC5-22)及通式(LC5-25)。
通式(LC3-2)、通式(LC4-2)及通式(LC5-2)所表示之化合物可含有1種或2種以上,較佳為分別含有至少1種以上之B1~B3表示1,4-伸苯基之化合物、及B1~B3表示反式-1,4-伸環己基之化合物。
又,通式(LC3)所表示之化合物較佳使用選自下述通式(LC3-a)及通式(LC3-b)所表示之化合物群中之化合物,
(式中,R7a1及R7a2、R8a1及R8a2分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基,該烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中之1個以上之氫原子亦可被取代為氟原子,該烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中之亞甲基只要氧原子不連續地鍵結,亦可被取代為氧原子,只要羰基不連續地鍵結,亦可被取代為羰基,
na2表示0或1,A1a2表示1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基,通式(Ia1)及通式(Ia2)中之1,4-伸苯基中之1個以上之氫原子亦可被取代為氟原子)。
通式(LC3-a)所表示之化合物具體而言較佳為以下記載之式(LC3-a-1)~式(LC3-a-8)所表示之化合物,
更佳為式(LC3-a-1)~式(LC3-a-4)所表示之化合物,進而較佳為式(LC3-a-1)及式(LC3-a-3)所表示之化合物,尤佳為式(LC3-a-1)所表示之化合物。
於使用4種以上之通式(LC3-a)所表示之化合物之情形時,較佳為將式(LC3-a-1)~式(LC3-a-4)所表示之化合物組合而使用,式(LC3-a-1)~式(LC3-a-4)所表示之化合物之含量較佳為通式(LC3-a)所表示之化合物中之50質量%以上,更佳為70質量%以上,進而較佳為80質量%以上,尤佳為85質量%以上,最佳為90質量%以上。
於使用3種通式(LC3-a)所表示之化合物之情形時,較佳為將式(LC3-a-1)~式(LC3-a-3)所表示之化合物組合而使用,式(LC3-a-1)~式(LC3-a-3)所表示之化合物之含量較佳為通式(LC3
-a)所表示之化合物中之50質量%以上,更佳為70質量%以上,進而較佳為80質量%以上,尤佳為85質量%以上,最佳為90質量%以上。
於使用2種通式(LC3-a)所表示之化合物之情形時,較佳為將式(LC3-a-1)及式(LC3-a-3)所表示之化合物組合而使用,式(LC3-a-1)及式(LC3-a-3)所表示之化合物之含量較佳為通式(LC3-a)所表示之化合物中之50質量%以上,更佳為70質量%以上,進而較佳為80質量%以上,尤佳為85質量%以上,最佳為90質量%以上。
通式(LC3-b)所表示之化合物具體而言較佳為以下記載之通式(LC3-b-1)~通式(LC3-b-9)所表示之化合物,
(式中,R7表示與通式(LC3-b)中之R7a2相同之含義,R8表示與通式(LC3-b)中之R8a2相同之含義)。
於使用通式(LC3-b)所表示之化合物之情形時,較佳為使用式(LC3-b-1)所表示之化合物,式(LC3-b-1)所表示之化合物之含量較佳為通式(LC3-b)所表示之化合物中之50質量%以上,更佳為70質量%以上,進而較佳為80質量%以上,尤佳為85質量%以上,最佳為90質量%以上。
通式(LC3-b)中之R7a2及R8a2分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基,較佳為表示碳原子數1~8之烷基或碳原子數2~8之烯基,更佳為表示碳原子數2~5之烷基或碳原子數2~5之烯基,進而較佳為表示碳原子數2~5之烷基,較佳為直鏈,於R7及R8均為烷基之情形時,較佳為各者之碳原子數不同。
若進而詳述,則較佳為R7a2表示丙基且R8a2表示乙基之化合物或R7a2表示丁基且R8a2表示乙基之化合物。
又,較佳為併用1種或2種以上之上述通式(LC3-1)所表示之化合物與選自上述通式(LC3-a)及通式(LC3-b)所表示之化合物群中之至少1種化合物,尤佳為併用1種或2種以上之上述通式(LC3-1)所表示之化合物與選自上述通式(LC3-a)所表示之化合物中之至少1種化合物。於併用通式(LC3-1)所表示之化合物與選自通式(LC3-a)及/或通式(LC3-b)所表示之化合物群中之至少1種化合物(尤其是通式(LC3-a)所表示之化合物)之情形時,於本發明之模式即IPS模式及FFS模式中,若含有作為上述聚合性化合物之聚合物的硬化物,則與不含有該硬化物之情形相比,可獲得最提高透過率之液晶顯示元件。
通式(LC4)所表示之化合物較佳為下述通式(LC4-a)至通式(LC4-c)所表示之化合物,通式(LC5)所表示之化合物較佳為下述通式(LC5-a)至通式(LC5-c)所表示之化合物。
(式中,RLC41、RLC42及XLC41分別獨立地表示與上述通式(LC4)中之RLC41、RLC42及XLC41相同之含義,RLC51及RLC52分別獨立地表示與上述通式(LC5)中之RLC51及RLC52相同之含義,ZLC4a1、ZLC4b1、ZLC4c1、ZLC5a1、ZLC5b1及ZLC5c1分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-)
RLC41、RLC42、RLC51及RLC52較佳為分別獨立地表示碳原子數1~7之烷基、碳原子數1~7之烷氧基、碳原子數2~7之烯基或碳原子數2~7之烯氧基。
ZLC4a1~ZLC5c1較佳為分別獨立地表示單鍵、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CH2CH2-,更佳為表示單鍵。
通式(LC3-a)、通式(LC3-b)、通式(LC4-a)、通式(LC4-b)、通式(LC4-c)、通式(LC5-a)、通式(LC5-b)及通式(LC5-c)
所表示之化合物於液晶組成物中含有0~60質量%,較佳為含有10~60質量%,更佳為含有20~50%,更佳為含有25~45質量%,更佳為含有28~42%,進而較佳為含有30~40%。
又,本發明之液晶組成物含有1種或2種以上之通式(L)所表示之化合物作為第二成分。
(式中,RL1及RL2分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基,該烷基中之1個或不鄰接之2個以上之-CH2-可分別獨立地被取代為-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-,OL表示0、1、2或3,BL1、BL2及BL3分別獨立地表示選自由(a)反式-1,4-伸環己基(該基中所存在之1個CH2基或不鄰接之2個以上之CH2基亦可被取代為氧原子或硫原子)、(b)1,4-伸苯基(該基中所存在之1個CH基或不鄰接之2個以上之CH基亦可被取代為氮原子)、及(c)1,4-雙環(2.2.2)伸辛基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、或口克唍-2,6-二基
所組成之群中之基,上述基(a)、基(b)或基(c)中所含有之1個或2個以上之氫原子亦可分別被取代為F、Cl、CF3或OCF3,LL1及LL2分別獨立地表示單鍵、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH
-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,於OL為2或3而存在多個LL2之情形時,其等可相同亦可不同,於OL為2或3而存在多個BL3之情形時,其等可相同亦可不同,其中,通式(LC3)~通式(LC5)所表示之化合物除外)
通式(L)所表示之化合物較佳為選自以下記載之通式(II)所表示之化合物群中,
(式中,R1及R2分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基,A表示1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基,k表示1或2,於k為2之情形時兩個A可相同亦可不同)。
關於通式(II)所表示之化合物於液晶組成物中之含有率,作為下限值較佳為5質量%,更佳為10質量%,進而較佳為15質量%,尤佳為20質量%,最佳為25質量%,作為上限值較佳為70質量%,次佳為65質量%,更佳為55質量%,進而較佳為50質量%,尤佳為47質量%,最佳為45質量%。
作為通式(II)所表示之化合物,具體而言,例如可列舉以下述通式(II-a)至通式(II-f)所表示之化合物群表示之化合物。
(式中,R11~R16及R21~R26分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基)
選自通式(II-a)~通式(II-f)所表示之化合物群中之化合物較佳為含有1種~10種,尤佳為含有1種~8種,尤佳為含有1種~5種,亦較佳為含有2種以上之化合物。
R11~R16及R21~R26較佳為分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基或碳原子數2~8之烷氧基,更佳為表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數2~5之烯基或碳原子數2~5之烷氧基,於表示烯基之情形時,較佳為以下記載之式(i)~式(iv)所表示之結構,
(式中,設為以右端鍵結於環結構者)。
又,R11及R21、R12及R22、R13及R23、R14及R24、R15及R25、R16及R26可相同亦可不同,較佳為表示不同之取代基。
就該等方面而言,例如較佳為含有選自下述通式(II-a-1)
所表示之化合物群中之至少1種化合物作為通式(II)所表示之化合物,
(式中,R5表示氫原子或甲基,R6表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數2~5之烯基、碳原子數1~4之烷氧基)。
通式(II-a-1)所表示之化合物更具體而言較佳為以下記載之化合物。
於含有通式(II-a-1)所表示之化合物之情形時,關於通式(II-a-1)所表示之化合物於液晶組成物中之含有率,作為下限值較佳為5質量%,更佳為15質量%,進而較佳為20質量%,尤佳為23質量%,
最佳為25質量%,作為上限值較佳為70質量%,更佳為60質量%,進而較佳為55質量%,尤佳為52質量%,最佳為50質量%。更具體而言,於重視應答速度之情形時,作為下限值較佳為20質量%,更佳為30質量%,進而較佳為35質量%,尤佳為38質量%,最佳為35質量%,作為上限值較佳為70質量%,更佳為60質量%,進而較佳為55質量%,尤佳為52質量%,最佳為50質量%,於更重視驅動電壓之情形時,作為下限值較佳為5質量%,更佳為15質量%,進而較佳為20質量%,尤佳為23質量%,最佳為25質量%,作為上限值較佳為60質量%,更佳為50質量%,進而較佳為45質量%,尤佳為42質量%,最佳為40質量%。關於通式(II-a-1)所表示之化合物之比率,於液晶組成物中之通式(II)所表示之化合物之合計含量中,通式(II-a-1)所表示之化合物之含量作為下限值較佳為60質量%,更佳為70質量%,進而較佳為75質量%,尤佳為78質量%,最佳為80質量%,作為上限值較佳為90質量%,更佳為95質量%,進而較佳為97質量%,尤佳為99質量%,較佳為100質量%。
又,作為除通式(II-a-1)所表示之化合物以外之通式(II-a)至通式(II-f)所表示之化合物,更具體而言較佳為以下記載之化合物。
於該等中,較佳為式(II-a-1-1)、式(II-a-1-5)、式(II-a1)~式(II-a6)、式(II-b2)、式(II-b6)、式(II-d1)、式(II-d2)、式(II-d3)、式(II-e2)、及式(II-f2)所表示之化合物。
本發明之液晶組成物係以選自通式(LC3)~通式(LC5)所表示之化合物群中之至少1種化合物、及通式(L)所表示之化合物作為必需成分者,液晶組成物中所含有之選自通式(LC3)~通式(LC5)所表示之化合物群中之至少1種化合物、及通式(L)所表示之化合物之合計含量較佳為80~100質量%,更佳為85~100質量%,進而較佳為90~100質量%,尤佳為95~100質量%,最佳為97~100質量%。
本案發明之液晶組成物較佳為不含有於分子內具有過酸(-CO-OO-)結構等氧原子彼此鍵結之結構之化合物。
於重視液晶組成物之可靠性及長期穩定性之情形時,較佳為
將具有羰基之化合物之含量設為相對於上述液晶組成物之總質量為5質量%以下,更佳為設為3質量%以下,進而較佳為設為1質量%以下,最佳為實質上不含有。
較佳為增多分子內之環結構均為六員環之化合物之含量,較佳為將分子內之環結構均為六員環之化合物之含量設為相對於上述液晶組成物之總質量為80質量%以上,更佳為設為90質量%以上,進而較佳為設為95質量%以上,最佳為實質上僅由分子內之環結構均為六員環之化合物構成液晶組成物。
為了抑制因液晶組成物之氧化所導致之劣化,較佳為減少具有伸環己烯基作為環結構之化合物之含量,較佳為將具有伸環己烯基之化合物之含量設為相對於上述組成物之總質量為10質量%以下,更佳為設為5質量%以下,進而較佳為實質上不含有。
為了抑制因液晶組成物之氧化所導致之劣化,較佳為減少具有-CH=CH-作為連結基之化合物之含量,較佳為將該化合物之含量設為相對於上述組成物之總質量為10質量%以下,更佳為設為5質量%以下,進而較佳為實質上不含有。
於重視黏度之改善及TNI之改善之情形時,較佳為減少分子內具有氫原子亦可被取代為鹵素之2-甲基苯-1,4-二基之化合物之含量,較佳為將上述分子內具有2-甲基苯-1,4-二基之化合物之含量設為相對於上述組成物之總質量為10質量%以下,更佳為設為5質量%以下,進而較佳為實質上不含有。
於本發明之組成物中所含有之化合物具有烯基作為側鏈之
情形時,於上述烯基與環己烷鍵結之情形時,該烯基之碳原子數較佳為2~5,於上述烯基與苯鍵結之情形時,該烯基之碳原子數較佳為4~5,較佳為上述烯基之不飽和鍵與苯未直接鍵結。又,於重視液晶組成物之穩定性之情形時,較佳為減少具有烯基作為側鏈且具有2,3-二氟苯-1,4-二基之化合物之含量,較佳為將該化合物之含量設為相對於上述組成物之總質量為10質量%以下,更佳為設為5質量%以下,進而較佳為實質上不含有。
本發明之液晶組成物之介電各向異性△ε之值具有負介電各向異性,且介電各向異性之絕對值為2以上。介電各向異性△ε之值於25℃下較佳為-2.0至-6.0,更佳為-2.5至-5.0,尤佳為-2.5至-4.0,若進而詳述,則於重視應答速度之情形時較佳為-2.5~-3.4,於重視驅動電壓之情形時較佳為-3.4~-4.0。
本發明之液晶組成物之折射率各向異性△n之值於25℃下較佳為0.08至0.13,更佳為0.09至0.12。若進而詳述,則於應對較薄之單元間隙之情形時較佳為0.10至0.12,於應對較厚之單元間隙之情形時較佳為0.08至0.10。
本發明之液晶組成物之旋轉黏度(γ1)較佳為150以下,更佳為130以下,尤佳為120以下。
於本發明之液晶組成物中,較佳為作為旋轉黏度與折射率各向異性之函數之Z顯示特定值。
(式中,γ1表示旋轉黏度,△n表示折射率各向異性)
Z較佳為13000以下,更佳為12000以下,尤佳為11000以下。
本發明之液晶組成物之向列相-各向同性液體相轉移溫度(Tni)為60℃以上,較佳為75℃以上,更佳為80℃以上,進而較佳為90℃以上。
本發明之液晶組成物必須具有1012(Ω‧m)以上之比電阻,較佳為1013(Ω‧m),更佳為1014(Ω‧m)以上。
本發明之液晶組成物除上述化合物以外,亦可根據用途而含有通常之向列型液晶、層列型液晶、膽固醇液晶、抗氧化劑、紫外線吸收劑等,於要求液晶組成物之化學穩定性之情形時,較佳為其分子內不具有氯原子,於要求液晶組成物對紫外線等光之穩定性之情形時,較理想為其分子內不具有以萘環等為代表之共軛長較長而於紫外區域存在吸收峰之縮合環等。
又,於本發明之液晶組成物中,雖然於不存在聚合起始劑之情形時亦進行聚合,但亦可為了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、二苯甲酮類、苯乙酮類、苯偶醯縮酮類、醯基氧化膦類等。又,亦可為了提高保存穩定性而添加穩定劑。作為可使用之穩定劑,例如可列舉:對苯二酚類、對苯二酚單烷基醚類、第三丁基鄰苯二酚類、鄰苯三酚類、苯硫酚類、硝基化合物類、β-萘胺類、β-萘酚類、亞硝基化合物等。
(液晶顯示元件)
本案發明之液晶顯示元件具有如下構造:於由具有隔著絕緣層形成於基板上之像素電極及共用電極之第一基板、及第二基板所構成之一對基板之間夾持有含有液晶組成物之液晶層。
本發明之液晶顯示元件之實施形態係具有薄膜電晶體及特定之液晶組成物之IPS型液晶顯示元件(In Plane Switching mode Liquid Crystal Display)、或作為IPS型液晶顯示元件之一種之FFS型液晶顯示元件(邊緣場切換模式液晶顯示元件(Fringe Field Switching mode Liquid Crystal Display)。
作為本發明之液晶顯示元件之較佳實施形態之IPS型液晶顯示元件,具有對向配置之第一基板及第二基板、於上述第一基板與第二基板之間夾持含有液晶組成物之液晶層且於上述第一基板上配置為矩陣狀之多個閘極配線及資料配線、設置於閘極配線與資料配線之交叉部之薄膜電晶體、及藉由該電晶體進行驅動且由透明導電性材料所構成之像素電極,上述薄膜電晶體具有閘極電極、隔著該閘極電極及絕緣層而設置之半導體層、及與該半導體層導通而設置之源極電極及汲極電極,IPS型液晶顯示元件較佳為具有設置於閘極配線與上述資料配線之各交叉部之薄膜電晶體、與上述薄膜電晶體連接之像素電極、與上述像素電極相隔而設置於上述第一基板或第二基板上之共用電極、及靠近液晶層而設置於第一透明絕緣基板及第二透明絕緣基板之各者與液晶層之間且對液晶組成物誘發水平配向之配向膜,且以連接自上述像素電極至靠近上述像素電極之上述共用電極之最短路徑具備相對於第一或第二基板為平行方向之成分之方式配置上述像素電極及上述共用電極。
所謂連接自上述像素電極至靠近上述像素電極之上述共用電極之最短路徑具備相對於第一或第二基板為平行方向之成分,係指表示連接自像素電極至配置於距上述像素電極最近距離之共用電極之最短路徑的方向向量具有相對於第一或第二基板為平行方向之成分。例如於像素電極與對向電極具有於相對於第一或第二基板垂直之方向上重疊之部分之情形時,由於連接自像素電極至靠近上述像素電極之上述共用電極之最短路徑成為相對於第一或第二基板垂直之方向,故而不符合具備相對於第一或第二基板為平行方向之成分者。即指像素電極與對向電極係以於相對於第一或第二基板垂直之方向上不重疊之方式配置。對向電極可設置於第一基板,亦可設置於第二基板。
藉由以於相對於第一或第二基板垂直之方向上不重疊之方式相隔而設置共用電極與像素電極,可使上述共用電極與上述像素電極之間所產生之電場(E)具有平面方向成分。因此,可提供如下元件:例如若將對液晶組成物誘發水平配向之配向膜用於上述配向層,則於對共用電極與像素電極之間施加電壓前,排列於配向膜之配向方向即面方向上之液晶分子將光遮斷,若施加電壓,則液晶分子因平面方向上施加之電場(E)而相對於基板水平地旋轉,從而沿該電場方向排列,藉此將光遮斷。
作為本發明之液晶顯示元件之實施形態的FFS型液晶顯示元件,具有對向配置之第一基板及第二基板、於上述第一基板與第二基板之間夾持含有液晶組成物之液晶層且於上述第一基板上配置為矩陣狀之多個閘極配線及資料配線、設置於閘極配線與資料配線之交叉部之薄膜電晶體、及藉由該電晶體進行驅動且由透明導電性材料所構成之像素電極,上
述薄膜電晶體具有閘極電極、隔著該閘極電極及絕緣層而設置之氧化物半導體層、及與該氧化物半導體層導通而設置之源極電極及汲極電極,較佳為具有於第一透明絕緣基板上與像素電極相隔而設置之共用電極,具有靠近液晶層而設置於第一透明絕緣基板及第二透明絕緣基板之各者與液晶層之間且對液晶組成物誘發水平配向之配向膜,且靠近之上述共用電極與上述像素電極之最短相隔距離d短於上述配向膜彼此之最短相隔距離G。
再者,於本說明書中,將共用電極與像素電極之最短相隔距離d長於配向層彼此之最短相隔距離G之條件之液晶顯示元件稱為IPS方式之液晶顯示元件,將靠近之共用電極與像素電極之最短相隔距離d短於配向層彼此之最短相隔距離G之條件之元件稱為FFS。因此,由於只有靠近之共用電極與像素電極之最短相隔距離d短於配向層彼此之最短相隔距離G為FFS方式之條件,故而該共用電極之表面與像素電極之表面之厚度方向之位置關係並無限制。因此,作為本發明之FSS方式之液晶顯示元件,可如圖1~圖5所示般將像素電極設置於較共用電極更靠液晶層側,亦可如圖6所示般將像素電極與共用電極設置於同一面上。
(配向膜)
於本發明之液晶顯示元件中,由於使液晶組成物配向於第一基板及第二基板上之與液晶組成物接觸之面,故而於必需配向膜之液晶顯示元件中可配置於彩色濾光片與液晶層間。
作為配向膜材料,可使用聚醯亞胺、聚醯胺、BCB(苯并環丁烯聚合物)、聚乙烯醇等透明性有機材料,尤佳為將由對苯二胺、4,4'-二胺基二苯基甲烷等脂肪族或脂環族二胺等二胺及丁烷四羧酸酐或2,3,5-三
羧基環戊基乙酸酐等脂肪族或脂環式四羧酸酐、均苯四甲酸二酐等芳香族四羧酸酐所合成之聚醯胺酸進行醯亞胺化而成的聚醯亞胺配向膜。該情形時之配向賦予方法一般使用摩擦,於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,可使用化合物中含有查爾酮、肉桂酸酯、肉桂醯或偶氮基等之材料,亦可與聚醯亞胺、聚醯胺等材料組合而使用,於該情形時配向膜可使用摩擦亦可使用光配向技術。
配向膜一般係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,亦可使用單軸延伸法、朗謬-布洛傑法(Langmuir Blodgett Method)等。
作為本發明之實施形態,以下使用圖1~圖6對FFS型液晶顯示元件之一例進行說明。圖1係示意性地表示液晶顯示元件之一態樣之構造的分解立體圖,係所謂FFS方式之液晶顯示元件。本發明之液晶顯示元件10較佳為如下構成:依序積層有第一偏光板1、第一基板2、包含薄膜電晶體之電極層(或者亦稱為薄膜電晶體層)3、配向膜4、包含液晶組成物之液晶層5、配向膜4、彩色濾光片6、第二基板7、及第二偏光板8。又,如圖1所示,上述第一基板2及上述第二基板7可由一對偏光板1、8所夾持。進而,於圖1中,於上述第二基板7與配向膜4之間設置有彩色濾光片6。進而,可以與本發明之液晶層5靠近且與構成該液晶層5之液晶組成物直接抵接之方式將一對配向膜4形成於(透明)電極(層)3。
FFS方式之液晶顯示元件係利用邊緣電場者,若靠近之共用電極與像素電極之最短相隔距離d短於配向層彼此之最短相隔距離G,則
可於共用電極與像素電極之間形成邊緣電場,而有效率地利用液晶分子之水平方向及垂直方向之配向。即,於FFS方式之液晶顯示元件之情形時,可利用在相對於像素電極21之形成梳齒形之線垂直之方向上所形成之水平方向之電場、及拋物線狀電場。
圖2係將圖1中之形成於基板上之包含薄膜電晶體之電極層3(或者亦稱為薄膜電晶體層3)之II區域放大的俯視圖。於閘極配線26與資料配線25相互交叉之交叉部附近,包含源極電極27、汲極電極24及閘極電極28之薄膜電晶體作為對像素電極21供給顯示訊號之開關元件而與上述像素電極21連結地設置。於該圖1中表示於梳齒狀像素電極21之背面隔著絕緣層(未圖示)將平板體狀共用電極22形成於一面之構成作為一例。又,亦可藉由保護絕緣膜及配向膜層而被覆於上述像素電極21之表面。再者,亦可於由上述多個閘極配線26與多個資料配線25包圍之區域設置將經由資料配線25而供給之顯示訊號保存之儲存電容器23。進而,與閘極配線26平行地設置共用線29。該共用線29為了對共用電極22供給共用訊號而與共用電極22連結。
圖3係沿圖2中之III-III線方向將液晶顯示元件切開的剖面圖之一例。於表面形成有包含配向層4及薄膜電晶體(11、12、13、14、15、16、17)之電極層3之第一基板2與於表面形成有配向層4之第二基板7以配向層彼此相對之方式隔開特定間隔G,於該空間中填充有包含液晶組成物之液晶層5。於上述第一基板2之表面之一部分形成有閘極絕緣膜12,進而於該閘極絕緣膜12之表面之一部分形成有共用電極22,進而以覆蓋上述共用電極22及薄膜電晶體20之方式形成有絕緣膜18。又,於上述絕緣
膜18上設置有像素電極21,該像素電極21隔著配向層4而與液晶層5接觸。因此,像素電極與共用電極之最小相隔距離d可作為閘極絕緣膜12之(平均)膜厚而調整。又,換言之,於圖2之實施形態中,於像素電極與共用電極間之基板,水平方向之距離成為0。像素電極21之梳齒狀部分之電極寬度:l、及像素電極21之梳齒狀部分之間隙之寬度:m較佳為形成為可藉由所產生之電場而將液晶層5內之全部液晶分子驅動之程度之寬度。
如圖1~5所示,於作為靠近之共用電極與像素電極之最短相隔距離d短於配向層彼此之最短相隔距離G之條件的FFS方式之液晶顯示元件之情形時,若對以長軸方向與配向層之配向方向平行之方式配置之液晶分子施加電壓,則於像素電極21與共用電極22之間,拋物線形之電場之等電位線形成至像素電極21與共用電極22之上部,液晶層5內之液晶分子沿所形成之電場於液晶層5內旋轉而發揮作為開關元件之作用。更詳細而言,例如若將對液晶組成物誘發水平配向之配向膜用於上述配向層,則於對共用電極與像素電極之間施加電壓前排列於配向膜之配向方向即面方向上之液晶分子將光遮斷,若施加電壓,則會產生因共用電極與像素電極相隔地設置於同一基板(或電極層)上而產生之平面方向成分之電場、及藉由靠近之共用電極與像素電極之最短相隔距離d短於配向層彼此之最短相隔距離G而產生之源自該等電極之邊緣之垂直方向成分之電場(邊緣電場),因此即便為具有較低之介電各向異性之液晶分子亦可驅動。因此,由於在液晶組成物中可儘量減少介電各向異性(△ε)較大之化合物之量,故而可使液晶組成物本身含有大量低黏度之化合物。
又,關於本發明之液晶顯示元件之實施形態之配向膜4之摩
擦方向,於將相對於像素電極21之形成梳齒形之線垂直之方向(形成水平電場之方向)設為x軸時,較佳為以該x軸與液晶分子30之長軸方向所成之角θ成為大致0~45°之方式進行配向。於第二實施形態中,液晶組成物可使用與上述第一實施形態中所說明之液晶組成物之構成相同者,即,可使用具有負介電各向異性之液晶組成物。於未施加電壓之狀態下,液晶分子係以其長軸方向與配向膜4之配向方向平行之方式配置。若施加電壓,則具有負介電各向異性之液晶分子以其長軸方向與所產生之電場方向正交之方式旋轉。雖然位於像素電極21之附近之液晶分子容易受到邊緣電場之影響,但由於具有負介電各向異性之液晶分子之極化方向在分子之短軸,故而不會於其長軸方向與配向膜4正交之方向上旋轉,而液晶層5內之全部液晶分子30之長軸方向可維持相對於配向膜4平行之方向。因此,使用具有負介電各向異性之液晶分子之FFS型液晶顯示元件可獲得優異之透過率特性。
圖4係將圖1中之形成於基板上之包含薄膜電晶體之電極層3(或者亦稱為薄膜電晶體層3)之II區域放大的俯視圖之另一形態。於閘極配線26與資料配線25相互交叉之交叉部附近,包含源極電極27、汲極電極24及閘極電極28之薄膜電晶體作為對像素電極21供給顯示訊號之開關元件而與上述像素電極21連結地設置。又,像素電極21亦可為以至少一個缺口部挖空之構造,於該圖4中表示其一例。上述像素電極21為將四邊形之平板體之中央部及兩端部以三角形狀之缺口部挖空,進而將剩餘之區域以8個長方形狀之缺口部挖空的形狀,且共用電極22為梳齒體(未圖示)。又,亦可藉由保護絕緣膜及配向膜層而被覆於上述像素電極之表面。
再者,亦可於由上述多個閘極配線25與多個資料配線24包圍之區域設置將經由資料配線24而供給之顯示訊號保存之儲存電容器23。再者,上述缺口部之形狀或數量等並無特別限制。
圖5係於圖4中在與圖3相同之III-III方向之位置將液晶顯示元件切開的剖面圖之其他形態之一例。即,與上述圖3之液晶顯示元件之構造之不同點在於:圖2所示之液晶顯示元件之共用電極為平板體,且像素電極為梳齒體。另一方面,如上述所說明般,於圖4所示之液晶顯示元件中,像素電極21為將四邊形之平板體之中央部及兩端部以三角形狀之缺口部挖空,進而將剩餘之區域以8個長方形狀之缺口部挖空的形狀,且共用電極為梳齒體之構造。因此,像素電極與共用電極之最小相隔距離d成為閘極絕緣膜12之(平均)膜厚以上且未達配向層相隔距離G。又,於圖5中共用電極為梳齒體之構造,但於該實施形態中亦可將共用電極設為平板體。又,無論於任一情況下,只要本發明之FFS方式之液晶顯示元件滿足靠近之共用電極與像素電極之最短相隔距離d短於配向層彼此之最短相隔距離G之條件即可。進而,於圖5所示之液晶顯示元件之構成中,像素電極21係由保護膜18覆蓋,但於圖2所示之液晶顯示元件之構成中,像素電極21係由配向層4覆蓋。於本發明中,像素電極可由保護膜或配向膜之任一者覆蓋。
又,於圖5中,於第一基板2之一表面形成有偏光板,且以覆蓋形成於另一表面之一部分的梳齒狀之共用電極22之方式形成有閘極絕緣膜12,於該閘極絕緣膜12之表面之一部分形成有像素電極21,進而以覆蓋上述像素電極21及薄膜電晶體20之方式形成有絕緣膜18。又,於上述
絕緣膜18上積層有配向層4、液晶層5、配向層4、彩色濾光片6、第二基板7及偏光板8。因此,像素電極與共用電極之最小相隔距離d可利用兩電極位置、像素電極21之梳齒狀部分之電極寬度:l、或像素電極21之梳齒狀部分之間隙之寬度:m進行調整。
若如圖5所示般上述像素電極較上述共用電極更向第二基板側突出,且兩者均並列地設置於第一基板上,則可於上述共用電極與上述像素電極之間形成平面方向成分之電場,且由於像素電極之表面與共用電極之表面之厚度方向之高度不同,故而可同時亦施加厚度方向成分之電場(E)。
再者,FFS方式之液晶顯示元件係利用邊緣電場者,只要為靠近之共用電極與像素電極之最短相隔距離d短於配向層彼此之最短相隔距離G之條件,則並無特別限制,因此例如亦可如圖6所示為如下構成:像素電極41與共用電極42設置於作為第一基板2上之同一面上,且於梳齒狀之像素電極41之多個齒部及梳齒狀之共用電極42之多個齒部相隔而嚙合之狀態下設置。於該情形時,若使共用電極42之齒部與像素電極41之齒部之相隔距離長於配向層彼此之最短相隔距離G,則成為IPS型液晶顯示元件,若使共用電極42之齒部與像素電極41之齒部之相隔距離短於配向層彼此之最短相隔距離G,則可製成利用邊緣電場之FFS型液晶顯示元件。
(薄膜電晶體)
圖3及圖5所示之薄膜電晶體具有:形成於基板2表面之閘極電極11、以覆蓋該閘極電極11且覆蓋上述基板2之大致整個面之方式設置之閘極絕緣層12、以與上述閘極電極11對向之方式形成於上述閘極絕緣層12之表
面之半導體層13、以覆蓋上述半導體層13之表面之一部分之方式設置之保護膜14、以覆蓋上述保護層14及上述半導體層13之一側端部且與形成於上述基板2表面之上述閘極絕緣層12接觸之方式設置之汲極電極16、以覆蓋上述保護膜14及上述半導體層13之另一側端部且與形成於上述基板2表面之上述閘極絕緣層12接觸之方式設置之源極電極17、及以覆蓋上述汲極電極16及上述源極電極17之方式設置之絕緣保護層18。
進而,圖5所示之薄膜電晶體以覆蓋像素電極21及薄膜電晶體20之方式形成有絕緣膜18。由於絕緣膜18亦隔開使用氧化物半導體之半導體層13與液晶層5之間,故而可減少因自氧化物半導體膜脫離之氧所導致之對液晶層之影響。
圖1~圖5所示之FFS方式之液晶顯示元件10為如下構成:依序積層有第一偏光板1、第一基板2、包含薄膜電晶體之像素電極層(或者亦稱為薄膜電晶體層)3、配向膜4、包含液晶組成物之層5、配向膜4、共用電極6、彩色濾光片6、第二基板7、及偏光板8。
[實施例]
以下,列舉實施例對本發明之最佳形態之一部分進行詳述,但本發明並不限定於該等實施例。又,以下實施例及比較例之組成物中之「%」意指『質量%』。
於實施例中,所測定之特性如下所述。
Tni:向列相-各向同性液體相轉移溫度(℃)
△n:25℃下之折射率各向異性
△ε:25℃下之介電各向異性
η:20℃下之黏度(mPa‧s)
γ1:25℃下之旋轉黏度(mPa‧s)
dgap:單元之第一基板與第二基板之間隙(μm)
VHR:70℃下之電壓保持率(%)
(於單元厚3.5μm之單元中注入液晶組成物並於施加5V、框時間200ms、脈衝寬度64μs之條件下進行測定時,將測定電壓與初期施加電壓之比以%表示的值)
殘影:
關於液晶顯示元件之殘影評價,使特定之固定圖案於顯示區域內顯示1000小時後進行全畫面均勻顯示時,對固定圖案之殘像之級別利用目視以如下4等級進行評價。
◎無殘像、或雖然有極少量但無問題之級別
○雖然有少量殘像但可容許之級別
△有殘像且無法容許之級別
×有殘像且相當惡劣
透過率:
液晶顯示元件之透過率係將液晶組成物注入前之元件之透過率設為100%並測定液晶組成物注入後之元件之透過率時的值。
(側鏈結構)
(環結構)
(連結結構)
(環結構)
(比較例1)
於第一及第二基板之至少一者製作電極構造,並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,而製作FFS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,而製作比較例1之液晶顯示元件(dgap=3.0μm,配向膜AL-1051)(dgap=3.0μm),並對其VHR、及透過率進行測定。又,進行所獲得之液晶顯示元件之殘影評價。將液晶組成物之組成、其物性值、液晶顯示元件之VHR、透過率及殘影評價之結果示於以下表。
(實施例1)
相對於液晶組成物1:99.8質量%添加下述通式(IV-A)所表示之聚合性化合物:0.2質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物1A。
藉由與比較例1相同之方法而製作FFS單元,並於第一基板與第二基板之間夾持聚合性液晶組成物1A後,一面對該單元施加頻率1
kHz之矩形波,一面隔著將320nm以下之紫外線截斷之濾光器利用高壓水銀燈照射紫外線。以單元表面之照射強度成為10mW/cm2之方式進行調整並照射600秒,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
(實施例2)
相對於液晶組成物1:99.7質量%添加下述通式(IV-B)所表示之聚合性化合物:0.3質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物1B。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物1B,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
(實施例3)
相對於液晶組成物1:99.7質量%添加下述通式(IV-C)所表示之聚合性化合物:0.3質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物1C。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物1C,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
(實施例4)
相對於液晶組成物1:99.7質量%添加下述通式(IV-D)所表示之聚合性化合物:0.3質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物1D。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物1D,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
(實施例5)
相對於液晶組成物1:99.7質量%添加下述通式(IV-E)所表示之聚合性化合物:0.3質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物1E。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物1E,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
實施例1~5之液晶顯示元件顯示與比較例1同等之VHR,於殘影評價中亦無殘像,或即便有亦為極少量而維持可容許之級別,並且成功實現較高之透過率提高。
(比較例2、3)
以與比較例1同樣之方式分別夾持以下表所示之液晶組成物2、液晶組成物3,而製作比較例2、3之液晶顯示元件,並進行液晶顯示元件之VHR、透過率及殘影評價。以下示出結果。
(實施例6)
相對於液晶組成物2:99.8質量%添加下述通式(IV-F)所表示之聚合性化合物:0.2質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物2F。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物2F,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
(實施例7)
相對於液晶組成物2:99.9質量%添加下述通式(IV-G)所表示之聚合性化合物:0.1質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物2G。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物2G,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
(實施例8)
相對於液晶組成物3:99.85質量%添加下述通式(IV-H)所表示之聚合性化合物:0.15質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物3H。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物3H,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
(實施例9)
相對於液晶組成物3:99.85質量%添加下述通式(IV-I)所表示之聚合性化合物:0.15質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物3I。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物3I,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚
合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
[表4]
實施例6~9之液晶顯示元件顯示與比較例2、3同等之VHR,於殘影評價中亦無殘像,或即便有亦為極少量而維持可容許之級別,並且成功實現較高之透過率提高。
(比較例4、5)
以與比較例1同樣之方式分別夾持以下表所示之液晶組成物4、液晶組成物5,而製作比較例4、5之液晶顯示元件,並進行液晶顯示元件之VHR、透過率及殘影評價。以下示出結果。
(實施例10)
相對於液晶組成物4:99.8質量%添加上述通式(IV-A)所表示之聚合性化合物:0.2質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物4A。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物4A,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
(實施例11)
相對於液晶組成物4:99.7質量%添加上述通式(IV-B)所表示之聚合性化合物:0.3質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物4B。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物4B,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
(實施例12)
相對於液晶組成物5:99.7質量%添加上述通式(IV-C)所表示之聚合性化合物:0.3質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物5C。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物5C,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
(實施例13)
相對於液晶組成物5:99.8質量%添加上述通式(IV-F)所表示之聚合性化合物:0.2質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物5F。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物5F,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
實施例10~13之液晶顯示元件顯示與比較例4、5同等之VHR,於殘影評價中亦無殘像,或即便有亦為極少量而維持可容許之級別,並且成功實現較高之透過率提高。
(比較例6)
以與比較例1同樣之方式分別夾持以下表所示之液晶組成物6,而製作比較例6之液晶顯示元件,並進行液晶顯示元件之VHR、透過率及殘影評價。以下示出結果。
(實施例14)
相對於液晶組成物6:99.8質量%添加上述通式(IV-A)所表示之聚合性化合物:0.2質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物6A。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物6A,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
(實施例15)
相對於液晶組成物6:99.7質量%添加上述通式(IV-B)所表示之聚合性化合物:0.3質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物6B。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物6B,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚
合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
實施例14、15之液晶顯示元件顯示與比較例6同等之VHR,於殘影評價中亦無殘像,或即便有亦為極少量而維持可容許之級別,並且成功實現與比較例相比尤其高之透過率提高。
(比較例7)
以與比較例1同樣之方式分別夾持以下表所示之液晶組成物7,而製作比較例7之液晶顯示元件,並進行液晶顯示元件之VHR、透過率及殘影評
價。以下示出結果。
(實施例16)
相對於液晶組成物7:99.7質量%添加上述通式(IV-C)所表示之聚合性化合物:0.3質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物7C。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物7C,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
(實施例17)
相對於液晶組成物7:99.7質量%添加上述通式(IV-D)所表示之聚合性化合物:0.3質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物7D。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物7D,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
(實施例18)
相對於液晶組成物7:99.8質量%添加上述通式(IV-F)所表示之聚合性化合物:0.2質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物7F。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物7F,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
實施例16~18之液晶顯示元件顯示與比較例7同等之VHR,於殘影評價中亦無殘像,或即便有亦為極少量而維持可容許之級別,並且成功實現與比較例相比尤其高之透過率提高。
(比較例8、9)
以與比較例1同樣之方式分別夾持以下表所示之液晶組成物8、液晶組成物9,而製作比較例8、9之液晶顯示元件,並進行液晶顯示元件之VHR、透過率及殘影評價。以下示出結果。
(實施例19)
相對於液晶組成物8:99.8質量%添加上述通式(IV-A)所表示之聚合性化合物:0.2質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物8A。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物8A,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
(實施例20)
相對於液晶組成物8:99.7質量%添加上述通式(IV-B)所表示之聚合性化合物:0.3質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物8B。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物8B,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
(實施例21)
相對於液晶組成物9:99.8質量%添加上述通式(IV-A)所表示之聚合性化合物:0.2質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物9A。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物9A,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
(實施例22)
相對於液晶組成物9:99.7質量%添加上述通式(IV-C)所表示之聚合性化合物:0.3質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物9C。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性
液晶組成物9C,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
實施例19~22之液晶顯示元件顯示與比較例8、9同等之VHR,於殘影評價中亦無殘像,或即便有亦為極少量而維持可容許之級別,並且成功實現較高之透過率提高。
(比較例10)
以與比較例1同樣之方式分別夾持以下表所示之液晶組成物10,而製
作比較例10之液晶顯示元件,並進行液晶顯示元件之VHR、透過率及殘影評價。以下示出結果。
(實施例23)
相對於液晶組成物10:99.8質量%添加下述通式(IV-A)所表示之聚合性化合物:0.2質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物10A。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物10A,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
(實施例24)
相對於液晶組成物10:99.7質量%添加下述通式(IV-B)所表示之聚合性化合物:0.3質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物10B。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物10B,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
(實施例25)
相對於液晶組成物10:99.7質量%添加下述通式(IV-C)所表示之聚合性化合物:0.3質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物10C。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物10C,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
(實施例26)
相對於液晶組成物10:99.7質量%添加下述通式(IV-D)所表示之聚
合性化合物:0.3質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物10D。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物10D,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
(實施例27)
相對於液晶組成物10:99.7質量%添加下述通式(IV-E)所表示之聚合性化合物:0.3質量%並使其均勻溶解,藉此製備聚合性液晶組成物10E。
藉由與實施例1相同之方法而製作FFS單元,夾持聚合性液晶組成物10E,並照射紫外線,使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件,並對VHR、透過率、及殘影性進行測定。
實施例23~27之液晶顯示元件顯示與比較例10同等之VHR,於殘影評價中亦無殘像,或即便有亦為極少量而維持可容許之級別,並且成功實現非常高之透過率提高。
21‧‧‧像素電極
22‧‧‧共用電極
23‧‧‧儲存電容器
24‧‧‧汲極電極
25‧‧‧資料配線
26‧‧‧閘極配線
27‧‧‧源極電極
28‧‧‧閘極電極
29‧‧‧共用線
Claims (14)
- 一種液晶顯示元件,其係於由具有隔著絕緣層形成於基板上之像素電極及共用電極之第一基板、及第二基板所構成之一對基板之間夾持有含有液晶組成物之液晶層者,於該液晶層中含有硬化物,該硬化物為具有一個反應性基之聚合性化合物及/或具有兩個以上反應性基之聚合性化合物之聚合物,該液晶組成物具有負介電各向異性,含有選自下述通式(LC3)~通式(LC5)所表示之具有負介電各向異性之化合物群中之至少1種化合物
- 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件,其含有1種或2種以上之下述通式(II)所表示之化合物作為該通式(L)所表示之化合物,
- 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示元件,其含有1種或2種以上之通式(LC3-1)所表示之化合物作為該通式(LC3)所表示之化合物,
- 如申請專利範圍第3項之液晶顯示元件,其含有選自下述通式(LC3-a)及通式(LC3-b)所表示之化合物群中之至少1種化合物作為該通式(LC3)所表示之化合物,
- 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示元件,其中該第一基板及第二基板,於與該液晶層接觸之面具有配向膜。
- 如申請專利範圍第5項之液晶顯示元件,其中該配向膜係藉由照射大致直線偏光而賦予配向控制能力之配向控制膜。
- 如申請專利範圍第5項之液晶顯示元件,其中該配向膜包含聚醯亞胺結構。
- 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示元件,其中該具有一個反應性基之聚合性化合物係下述通式(III)所表示之聚合性化合物
- 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示元件,其係藉由滴下法而製造。
- 一種液晶顯示元件之製造方法,其係於基材上在由第一基板、及具有隔著絕緣層形成於基板上之像素電極及共用電極之第二基板所構成之一對基板之間夾持有含有液晶組成物之液晶層的液晶顯示元件之製造方法,其特徵在於:於該液晶層中含有硬化物,該硬化物為具有一個反應性基之聚合性化合物及/或具有兩個以上反應性基之聚合性化合物之聚合物,該液晶組成物具有負介電各向異性,含有選自下述通式(LC3)~通式(LC5)所表示之具有負介電各向異性之化合物群中之至少1種化合物
- 如申請專利範圍第10項之液晶顯示元件之製造方法,其中含有1種或2種以上之下述通式(II)所表示之化合物作為該通式(L)所表示之化合物,
- 如申請專利範圍第10項之液晶顯示元件之製造方法,其中含有1種或2種以上之通式(LC3-1)所表示之化合物作為該通式(LC3)所表示之化合物,
- 如申請專利範圍第12項之液晶顯示元件之製造方法,其中含有選自下述通式(LC3-a)及通式(LC3-b)所表示之化合物群中之至少1種化合物作為該通式(LC3)所表示之化合物,
- 如申請專利範圍第10至13項中任一項之液晶顯示元件之製造方法,其中活性能量線為紫外線,其強度為2mW/cm-2~100mW/cm 2,照射總能量之量為10J~300J。
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