WO2014192079A1 - 液晶表示装置 - Google Patents
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- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/13775—Polymer-stabilized liquid crystal layers
Abstract
Description
一般的なカラー液晶表示装置は、図1に示すように、それぞれ配向膜(4)を有する2枚の基板(1)の一方の配向膜と基板の間に、共通電極となる透明電極層(3a)及びカラーフィルタ層(2)を備え、もう一方の配向膜と基板の間に画素電極層(3b)備え、これらの基板を配向膜同士が対向するように配置し、その間に液晶層(5)を挟持して構成されている。
前記カラーフィルタ層は、ブラックマトリックスと赤色着色層(R)、緑色着色層(G)、青色着色層(B)、及び必要に応じて黄色着色層(Y)から構成されるカラーフィルタにより構成される。
一方、カラーフィルタ層に用いられる有機顔料等の材料についても、配向膜材料と同様に含有する不純物による、液晶層への影響が想定される。しかし、カラーフィルタ層と液晶層の間には、配向膜と透明電極が介在するため、液晶層への直接的な影響は配向膜材料と比較して大幅に少ないものと考えられていた。しかし、配向膜は通常0.1μm以下の膜厚に過ぎず、透明電極もカラーフィルタ層側に用いられる共通電極は導電率を上げるために膜厚を上げたものでも通常0.5μm以下である。従って、カラーフィルタ層と液晶層は完全に隔離された環境におかれているとは言えず、カラーフィルタ層が、配向膜及び透明電極を介してカラーフィルタ層に含まれる不純物により、液晶層の電圧保持率(VHR)の低下、イオン密度(ID)の増加による白抜け、配向むら、焼き付きなどの表示不良を発現する可能性がある。
一方、カラーフィルタ層中に含まれる有機不純物と液晶組成物の関係に着目し、この有機不純物の液晶層への溶解しにくさを液晶層に含まれる液晶分子の疎水性パラメーターによって表し、この疎水性パラメーターの値を一定値以上とする方法やこの疎水性パラメーターと液晶分子末端の-OCF3基に相関関係があることから、液晶分子末端に-OCF3基を有する液晶化合物を一定割合以上含有する液晶組成物とする方法(特許文献3)が開示されている。
しかしながら、当該引用文献の開示においても顔料中の不純物による液晶層への影響を抑えることが発明の本質となっており、カラーフィルタ層に使用される染顔料等の色材の構造と液晶材料の構造との直接的な関係については検討が行われていなかった。
ブラックマトリックスについても、高抵抗カーボンブラックやチタンブラックを用いることで、色ムラや、残像が見られないようになることが開示されているが(特許文献4)、近年高度化する液晶表示素子の表示不良を解決できるものではなかった。
さらに、青色、黄色、赤色の各有機顔料を含有するブラックマトリックス用感光組成物が高絶縁、低誘電率でかつ高光学濃度であることが開示されているが(特許文献5)、液晶表示素子とした場合の表示特性についての記載はなく、近年高度化する液晶表示装置の表示不良問題の解決には至っていなかった。
即ち、本発明は、
第一の基板と、第二の基板と、前記第一の基板と第二の基板間に挟持された液晶組成物層と、ブラックマトリックス及び少なくともRGB三色画素部から構成されるカラーフィルタと、画素電極と共通電極とを備え、
前記液晶組成物層が一般式(I)
前記ブラックマトリックスが、色材として、カーボンブラック、チタンブラック及び有機顔料より選ばれる1種又は2種以上の顔料を含有することを特徴とする液晶表示装置を提供する。
2 カラーフィルタ層
2a 特定の顔料を使用したブラックマトリックスを有するカラーフィルタ層
3a 透明電極層(共通電極)
3b 画素電極層
4 配向膜
5 液晶層
5a 特定の液晶組成物を含有する液晶層
前記表示装置における2枚の基板は、周辺領域に配置されたシール材及び封止材によって貼り合わされていて、多くの場合その間には基板間距離を保持するために粒状スペーサーまたはフォトリソグラフィー法により形成された樹脂からなるスペーサー柱が配置されている。
本発明の液晶表示装置における液晶層は、一般式(I)
本発明の液晶表示装置における液晶層は、一般式(I)で表される化合物を30~50%含有するが、32~48%含有することが好ましく、34~46%含有することがより好ましい。
炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数2~5のアルケニル基、炭素原子数1~5のアルコキシ基又は炭素原子数2~5のアルケニルオキシ基を表すことが好ましく、
炭素原子数2~5のアルキル基、炭素原子数2~4のアルケニル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基又は炭素原子数2~4のアルケニルオキシ基を表すことがより好ましく、
R1がアルキル基を表すことが好ましいが、この場合炭素原子数2、3又は4のアルキル基が特に好ましい。R1が炭素原子数3のアルキル基を表す場合には、R2は炭素原子数2、4又は5のアルキル基、または炭素原子数2~3のアルケニル基である場合が好ましく、R2は炭素原子数2のアルキル基である場合がより好ましい。
Aが1,4-フェニレン基を表す場合には、
炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数4~5のアルケニル基、炭素原子数1~5のアルコキシ基又は炭素原子数3~5のアルケニルオキシ基を表すことが好ましく、
炭素原子数2~5のアルキル基、炭素原子数4~5のアルケニル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基又は炭素原子数2~4のアルケニルオキシ基を表すことがより好ましく、
R1がアルキル基を表すことが好ましいが、この場合炭素原子数1、3又は5のアルキル基が特に好ましい。さらに、R2が炭素原子数1~2のアルコキシ基を表すことが好ましい。
又、Aがトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表す一般式(I)で表される化合物の含有量が、一般式(I)で表される化合物中の50%以上で有ることが好ましく、70%以上がより好ましく、80%以上であることがさらに好ましい。
一般式(Ia)~一般式(Ik)において、一般式(Ia)、一般式(Ic)及び一般式(Ig)が好ましく、一般式(Ia)及び一般式(Ig)がより好ましく、一般式(Ia)が特に好ましいが、応答速度を重視する場合には一般式(Ib)も好ましく、より応答速度を重視する場合には、一般式(Ib)、一般式(Ic)、一般式(Ie)及び一般式(Ik)が好ましく、一般式(Ic)及び一般式(Ik)がより好ましく、一般式(Ik)で表されるジアルケニル化合物は特に応答速度を重視する場合に好ましい。
一般式(II-1)において、R3は炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数2~5のアルケニル基を表すことが好ましく、炭素原子数2~5のアルキル基又は炭素原子数2~4のアルケニル基を表すことがより好ましく、炭素原子数3~5のアルキル基又は炭素原子数2のアルケニル基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数3のアルキル基を表すことが特に好ましい。
R4は炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数4~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数3~8のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のアルコキシ基を表すことが好ましく、炭素原子数1~3のアルキル基又は炭素原子数1~3のアルコキシ基を表すことがより好ましく、炭素原子数3のアルキル基又は炭素原子数2のアルコキシ基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数2のアルコキシ基を表すことが特に好ましい。
Z3は単結合、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-又は-CF2O-を表すが、単結合、-CH2CH2-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-又は-CF2O-を表すことが好ましく、単結合又は-CH2O-を表すことがより好ましい。
一般式(II-1)で表される化合物は具体的には次に記載する一般式(II-1a)~一般式(II-1d)で表される化合物が好ましい。
一般式(II-1a)及び一般式(II-1c)においてR3は、一般式(II-1)における同様の実施態様が好ましい。R4aは炭素原子数1~3のアルキル基が好ましく、炭素原子数1又は2のアルキル基がより好ましく、炭素原子数2のアルキル基が特に好ましい。
一般式(II-1b)及び一般式(II-1d)においてR3は、一般式(II-1)における同様の実施態様が好ましい。R4aは炭素原子数1~3のアルキル基が好ましく、炭素原子数1又は3のアルキル基がより好ましく、炭素原子数3のアルキル基が特に好ましい。
一般式(II-1a)~一般式(II-1d)の中でも、誘電率異方性の絶対値を増大するためには、一般式(II-1a)及び一般式(II-1c)が好ましく、一般式(II-1a)が好ましい。
本発明の液晶表示装置における液晶層は、一般式(II-1a)~一般式(II-1d)で表される化合物を1種又は2種以上含有することが好ましく、1種又は2種含有することが好ましく、一般式(II-1a)で表される化合物を1種又は2種含有することが好ましい。
一般式(II-2)において、R5は炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数2~5のアルケニル基を表すことが好ましく、炭素原子数2~5のアルキル基又は炭素原子数2~4のアルケニル基を表すことがより好ましく、炭素原子数3~5のアルキル基又は炭素原子数2のアルケニル基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数3のアルキル基を表すことが特に好ましい。
R6は炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数4~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数3~8のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のアルコキシ基を表すことが好ましく、炭素原子数1~3のアルキル基又は炭素原子数1~3のアルコキシ基を表すことがより好ましく、炭素原子数3のアルキル基又は炭素原子数2のアルコキシ基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数2のアルコキシ基を表すことが特に好ましい。
Z4は単結合、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-又は-CF2O-を表すが、単結合、-CH2CH2-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-又は-CF2O-を表すことが好ましく、単結合又は-CH2O-を表すことがより好ましい。
一般式(II-2a)、一般式(II-2b)及び一般式(II-2e)においてR5は、一般式(II-2)における同様の実施態様が好ましい。R6aは炭素原子数1~3のアルキル基が好ましく、炭素原子数1又は2のアルキル基がより好ましく、炭素原子数2のアルキル基が特に好ましい。
一般式(II-2c)、一般式(II-2d)及び一般式(II-2f)においてR5は、一般式(II-2)における同様の実施態様が好ましい。R6aは炭素原子数1~3のアルキル基が好ましく、炭素原子数1又は3のアルキル基がより好ましく、炭素原子数3のアルキル基が特に好ましい。
一般式(II-2a)~一般式(II-2f)の中でも、誘電率異方性の絶対値を増大するためには、一般式(II-2a)、一般式(II-2b)及び一般式(II-2e)が好ましい。
一般式(II-2)で表される化合物は1種又は2種以上含有することができるが、Bが1,4-フェニレン基を表す化合物、及びBがトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表す化合物をそれぞれ少なくとも1種以上含有することが好ましい。
一般式(III)で表される化合物は3~35%含有することが好ましく、5~33%含有することが好ましく、7~30%含有することが好ましい。
Dがトランス-1,4-シクロヘキシレンを表す場合、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数2~5のアルケニル基を表すことが好ましく、炭素原子数2~5のアルキル基又は炭素原子数2~4のアルケニル基を表すことがより好ましく、炭素原子数3~5のアルキル基又は炭素原子数2又は3のアルケニル基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数3のアルキル基を表すことが特に好ましく、
Dがフッ素置換されていてもよい、1,4-フェニレン基を表す場合、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数4又は5のアルケニル基を表すことが好ましく、炭素原子数2~5のアルキル基又は炭素原子数4のアルケニル基を表すことがより好ましく、炭素原子数2~4のアルキル基を表すことがさらに好ましい。
Fがトランス-1,4-シクロヘキシレンを表す場合、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数2~5のアルケニル基を表すことが好ましく、炭素原子数2~5のアルキル基又は炭素原子数2~4のアルケニル基を表すことがより好ましく、炭素原子数3~5のアルキル基又は炭素原子数2又は3のアルケニル基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数3のアルキル基を表すことが特に好ましく、
Fがフッ素置換されていてもよい、1,4-フェニレン基を表す場合、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数4又は5のアルケニル基を表すことが好ましく、炭素原子数2~5のアルキル基又は炭素原子数4のアルケニル基を表すことがより好ましく、炭素原子数2~4のアルキル基を表すことがさらに好ましい。
この場合においても、炭素原子数4のアルケニル基がさらに好ましい。
D、E及びFはそれぞれ独立して、フッ素置換されていてもよい、1,4-フェニレン基又はトランス-1,4-シクロヘキシレンを表すが、2-フルオロ-1,4-フェニレン基、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン基、1,4-フェニレン基又はトランス-1,4-シクロヘキシレンを表すことが好ましく、2-フルオロ-1,4-フェニレン基又は2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン基、1,4-フェニレン基がより好ましく、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン基又は1,4-フェニレン基が特に好ましい。
nは0、1又は2を表すが、0又は1を表すことが好ましい。また、Z2が単結合以外の置換基を表す場合、1を表すことが好ましい。
一般式(III)で表される化合物は、nが1を表す場合において、負の誘電率異方性を大きくする観点からは、一般式(III-1a)~一般式(III-1e)で表される化合物が好ましく、応答速度を速くする観点からは、一般式(III-1f)~一般式(III-1j)で表される化合物が好ましい。
一般式(III)で表される化合物は、nが2を表す場合、負の誘電率異方性を大きくする観点からは、一般式(III-2a)~一般式(III-2i)で表される化合物が好ましく、応答速度を速くする観点からは、一般式(III-2j)~一般式(III-2l)で表される化合物が好ましい。
一般式(III)で表される化合物は、nが0を表す場合、負の誘電率異方性を大きくする観点からは、一般式(III-3a)で表される化合物が好ましく、応答速度を速くする観点からは、一般式(III-3b)で表される化合物が好ましい。
R7は炭素原子数2~5のアルキル基が好ましく、炭素原子数3のアルキル基がより好ましい。R8は炭素原子数1~3のアルコキシ基が好ましく、炭素原子数2のアルコキシ基がより好ましい。
一般式(III)で表される化合物は誘電率異方性については正の化合物も負の化合物も包含しているが、誘電率異方性が負であって、その絶対値が0.3以上の化合物を用いる場合、一般式(II-1)、一般式(II-2)及び一般式(III)で表される化合物の合計含有量は、35~70%が好ましく、45~65%がより好ましく、50~60%が特に好ましい。
一般式(I)で表される化合物を30~50%含有し、且つ一般式(II-1)、一般式(II-2)及び一般式(III)で表される化合物を35~70%含有することが好ましく、一般式(I)で表される化合物を35~45%含有し、且つ一般式(II-1)、一般式(II-2)及び一般式(III)で表される化合物を45~65%含有することがより好ましく、一般式(I)で表される化合物を38~42%含有し、且つ一般式(II-1)、一般式(II-2)及び一般式(III)で表される化合物を50~60%含有することが特に好ましい。
一般式(I)、一般式(II-1)、一般式(II-2)及び一般式(III)で表される化合物の合計含有量は、組成物全体に対して、80~100%が好ましく、90~100%がより好ましく、95~100%が特に好ましい。
誘電率異方性は、25℃において、-2.0から-6.0であることが好ましく、-2.5から-5.0であることがより好ましく、-2.5から-4.0であることが特に好ましい。
屈折率異方性は、25℃において、0.08から0.13であることが好ましいが、0.09から0.12であることがより好ましい。更に詳述すると、薄いセルギャップに対応する場合は0.10から0.12であることが好ましく、厚いセルギャップに対応する場合は0.08から0.10であることが好ましい。
回転粘度(γ1)は150以下が好ましく、130以下がより好ましく、120以下が特に好ましい。
Zは、13000以下が好ましく、12000以下がより好ましく、11000以下が特に好ましい。
本発明の液晶表示装置における液晶層は、アクティブマトリクス表示素子に使用する場合においては、1012(Ω・m)以上の比抵抗を有することが必要であり、1013(Ω・m)が好ましく、1014(Ω・m)以上がより好ましい。
重合性モノマーとしては、一般式(V)
Sp1及びSp2はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数1~8のアルキレン基又は-O-(CH2)s-(式中、sは2から7の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。)を表し、
Z1は-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及びY2はそれぞれ独立して、フッ素原子又は水素原子を表す。)、-C≡C-又は単結合を表し、
Cは1,4-フェニレン基、トランス-1,4-シクロヘキシレン基又は単結合を表し、式中の全ての1,4-フェニレン基は、任意の水素原子がフッ素原子により置換されていても良い。)で表されるニ官能モノマーが好ましい。
Sp1及びSp2はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数1~8のアルキレン基又は-O-(CH2)s-を表すが、PSA表示素子においては少なくとも一方が単結合であることが好ましく、共に単結合を表す化合物又は一方が単結合でもう一方が炭素原子数1~8のアルキレン基又は-O-(CH2)s-を表す態様が好ましい。この場合1~4のアルキル基が好ましく、sは1~4が好ましい。
Z1は、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-又は単結合が好ましく、-COO-、-OCO-又は単結合がより好ましく、単結合が特に好ましい。
Cは任意の水素原子がフッ素原子により置換されていても良い1,4-フェニレン基、トランス-1,4-シクロヘキシレン基又は単結合を表すが、1,4-フェニレン基又は単結合が好ましい。Cが単結合以外の環構造を表す場合、Z1は単結合以外の連結基も好ましく、Cが単結合の場合、Z1は単結合が好ましい。
一般式(V)において、Cが単結合を表し、環構造が二つの環で形成される場合において、次の式(Va-1)から式(Va-5)を表すことが好ましく、式(Va-1)から式(Va-3)を表すことがより好ましく、式(Va-1)を表すことが特に好ましい。
これらの骨格を含む重合性化合物は重合後の配向規制力がPSA型液晶表示素子に最適であり、良好な配向状態が得られることから、表示ムラが抑制されるか、又は、全く発生しない。
以上のことから、重合性モノマーとしては、一般式(V-1)~一般式(V-4)が特に好ましく、中でも一般式(V-2)が最も好ましい。
重合性モノマーを添加する場合において、重合開始剤が存在しない場合でも重合は進行するが、重合を促進するために重合開始剤を含有していてもよい。重合開始剤としては、ベンゾインエーテル類、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、ベンジルケタール類、アシルフォスフィンオキサイド類等が挙げられる。また、保存安定性を向上させるために、安定剤を添加しても良い。使用できる安定剤としては、例えば、ヒドロキノン類、ヒドロキノンモノアルキルエーテル類、第三ブチルカテコール類、ピロガロール類、チオフェノール類、ニトロ化合物類、β-ナフチルアミン類、β-ナフトール類、ニトロソ化合物等が挙げられる。
重合性モノマーを含有する液晶層は、液晶表示素子に有用であり、特にアクティブマトリクス駆動用液晶表示素子に有用であり、PSAモード、PSVAモード、VAモード、IPSモード又はECBモード用液晶表示素子に用いることができる。
本発明におけるカラーフィルタは、ブラックマトリックス及び少なくともRGB三色画素部から構成される。
ブラックマトリックスは、色材として、カーボンブラック、チタンブラック及び有機顔料より選ばれる1種又は2種以上の顔料を含有する。
カーボンブラックとしては、C.I.Pigment Black 6、同7、同8、同10が挙げることができ、C.I.Pigment Black 7が好ましい。また、特開2002-249678に開示されている樹脂被覆カーボンブラックも用いることができる。
チタンブラックとしては、C.I.Pigment Black 35を挙げることができ、特開2007-302836に開示されているフッソ樹脂、ケイ素樹脂等の撥水性物質で処理した撥水性チタンブラックも用いることができる。
また、前記RGB三色画素部は、色材として、R画素部中にC.I.Pigment Red 254を、G画素部中にC.I.Pigment Green 7、36及び/又は同58を、B画素部中にC.I.Pigment Blue 15:6及び/又はトリアリールメタン顔料を含有するのも好ましい。
前記RGB三色画素部は、色材として、G画素部中に更に、C.I.Pigment Yellow 150、同215、同185、同138、C.I.Solvent Yellow 21、同82、同83:1、同33からなる群から選ばれる少なくとも1種の有機染顔料を含有するのが好ましい。
前記RGB三色画素部は、色材として、B画素部中に更に、C.I.Pigment Blue 1、C.I.Pigment Violet 23、C.I.Basic Blue 7、C.I.Basic Violet 10、C.I.Acid Blue 1、同90、同83、C.I.Direct Blue 86からなる群から選ばれる少なくとも1種の有機染顔料を含有するのが好ましい。
(第一群)
Al、Si、Sc、Ti、V、Mg、Fe、Co、Ni、Zn、Cu、Ga、Ge、Y、Zr、Nb、In、Sn及びPbからなる群から選ばれる金属を中心金属として有し、フタロシアニン分子1個当たり8~16個のハロゲン原子がフタロシアニン分子のベンゼン環に結合したハロゲン化金属フタロシアニン顔料であり、その中心金属が三価の場合には、その中心金属には1つのハロゲン原子、水酸基又はスルホン酸基(-SO3H)のいずれかが結合しており、中心金属が四価金属の場合には、その中心金属には1つの酸素原子又は同一でも異なっていても良い2つのハロゲン原子、水酸基又はスルホン酸基のいずれかが結合しているハロゲン化金属フタロシアニン顔料。
(第二群)
Al、Sc、Ga、Y及びInからなる群から選ばれる三価金属を中心金属とし、フタロシアニン分子1個当たり8~16個のハロゲン原子がフタロシアニン分子のベンゼン環に結合したハロゲン化金属フタロシアニンの2分子を構成単位とし、これら構成単位の各中心金属が酸素原子、硫黄原子、スルフィニル(-SO-)及びスルホニル(-SO2-)からなる群から選ばれる二価原子団を介して結合したハロゲン化金属フタロシアニン二量体からなる顔料。
ここで、フタロシアニン分子1個当たり8~16個のハロゲン原子のうち9~15個の臭素原子がフタロシアニン分子のベンゼン環に結合したハロゲン化金属フタロシアニン顔料は、黄味を帯びた明るい緑色を呈し、カラーフィルタの緑色画素部への使用に最適である。該ハロゲン化金属フタロシアニン顔料は、水や有機溶媒に不溶または難溶である。該ハロゲン化金属フタロシアニン顔料には、後述する仕上げ処理が行われていない顔料(粗顔料とも呼ばれる)も、仕上げ処理が行われた顔料も、いずれも包含される。
一般式(PIG-1)において、X1i~X16iは、水素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表す。ひとつのベンゼン環に結合した4個のXの原子は同一でも異なっていても良い。4個のベンゼン環に結合したX1i~X16iのうち、8~16個は塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である。Mは中心金属を表す。後述するY及びそれの個数mが同一であるハロゲン化金属フタロシアニン顔料の範囲において、16個のX1i~X16iのうち塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子の合計が8未満の顔料は青色であり、同様に16個のX1i~X16iのうち塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子の合計が8以上の顔料で前記合計値が大きいほど黄味が強くなる。中心金属Mに結合するYはフッ素、塩素、臭素またはヨウ素のいずれかのハロゲン原子、酸素原子、水酸基及びスルホン酸基からなる群から選ばれる一価原子団であり、mは中心金属Mに結合するYの数を表し、0~2の整数である。
また、第二群に属するハロゲン化金属フタロシアニン顔料は、前記一般式(PIG-1)において次の通りである。
即ち、第二群に属するハロゲン化金属フタロシアニン顔料は、ハロゲン化金属フタロシアニンの2分子を構成単位とし、これらが前記二価原子団を介して結合したハロゲン化金属フタロシアニン二量体である。
(1) ハロゲン化銅フタロシアニン顔料、ハロゲン化錫フタロシアニン顔料、ハロゲン化ニッケルフタロシアニン顔料、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料の様な、Mg、Fe、Co、Ni、Zn、Cu、Zr、Sn及びPbからなる群から選ばれる二価金属を中心金属として有し、かつフタロシアニン分子1個当たり4個のベンゼン環に8~16個のハロゲン原子が結合したハロゲン化金属フタロシアニン顔料。なお、この中で、塩素化臭素化亜鉛フタロシアニン顔料は、C.I.Pigment Green 58であり、特に好ましい。
(2) ハロゲン化クロロアルミニウムフタロシアニンの様な、Al、Sc、Ga、Y及びInからなる群から選ばれる三価金属を中心金属として有し、中心金属には1つのハロゲン原子、水酸基又はスルホン酸基のいずれかを有し、かつフタロシアニン分子1個当たり4個のベンゼン環に8~16個のハロゲン原子が結合したハロゲン化金属フタロシアニン顔料。
(3) ハロゲン化オキシチタニウムフタロシアニン、ハロゲン化オキシバナジウムフタロシアニンの様な、Si、Ti、V、Ge、Zr及びSnからなる群から選ばれる四価金属を中心金属として有し、中心金属には1つの酸素原子又は同一でも異なっていても良い2つのハロゲン原子、水酸基又はスルホン酸基のいずれかを有し、かつフタロシアニン分子1個当たり4個のベンゼン環に8~16個のハロゲン原子が結合したハロゲン化金属フタロシアニン顔料。
(4) ハロゲン化されたμ-オキソ-アルミニウムフタロシアニン二量体、ハロゲン化されたμ-チオ-アルミニウムフタロシアニン二量体の様な、Al、Sc、Ga、Y及びInからなる群から選ばれる三価金属を中心金属とし、フタロシアニン分子1個当たり4個のベンゼン環に8~16個のハロゲン原子が結合したハロゲン化金属フタロシアニンの2分子を構成単位とし、これら構成単位の各中心金属が酸素原子、硫黄原子、スルフィニル及びスルホニルからなる群から選ばれる二価原子団を介して結合したハロゲン化金属フタロシアニン二量体からなる顔料。
隣接するR(RはR11j~R16jのいずれかを表す。)が結合して環を形成する場合、これらはヘテロ原子で架橋された環であってもよい。この環の具体例として、例えば以下のものが挙げられる。これらの環は置換基を有していてもよい。
中でも、R11j~R16jは、各々独立して水素原子;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基等のアルキル基;フェニル基、ナフチル基等のアリール基のいずれかであることがより好ましい。
R11j~R16jは、アルキル基又はアリール基を示す場合、該アルキル基又はアリール基は更に任意の置換基を有していてもよい。そのアルキル基又はアリール基が更に有していてもよい任意の置換基としては、例えば、下記[置換基群Y]が挙げられる。
メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基等のアルキル基;フェニル基、ナフチル基等のアリール基;フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;シアノ基;水酸基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基など炭素原子数1~8のアルコキシ基;アミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミノ基、アセチルアミノ基など置換基を有していてもよいアミノ基;アセチル基、ベンゾイル基等のアシル基;アセチルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基;等が挙げられる。
R11j~R16jとしては、置換基を有していてもよい炭素原子数1~8のアルキル基が更に好ましく、より具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、2‐エチルヘキシル基など無置換のアルキル基;2‐メトキシエチル基、2‐エトキシエチル基等のアルコキシアルキル基;2‐アセチルオキシエチル基等のアシルオキシ基;2‐シアノエチル基等のシアノアルキル基;2,2,2‐トリフルオロエチル基、4,4,4‐トリフルオロブチル基等のフルオロアルキル基、などが挙げられる。
X11j及びX12jは、上記アルキル基である場合、更に任意の置換基を有していてもよい。これらの置換基として、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基、などが挙げられる。X11j及びX12jとして、具体的には、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基等のハロアルキル基;メトキシメチル基等のアルコキシアルキル基、などが挙げられる。
X11j及びX12jとしては、水素原子、メチル基、塩素原子又はトリフルオロメチル基などねじれに影響を与えない程度の適度な立体障害を有する置換基であることが好ましい。X11j及びX12jは、色調および耐熱性の点から水素原子、メチル基又は塩素原子であることが最も好ましい。
Z-は、(P2MoyW18-yO62)6-/6で表され、y=0、1、2または3の整数であるヘテロポリオキソメタレートアニオンか、(SiMoW11O40)4-/4で表されるヘテロポリオキソメタレートアニオンか、欠損ドーソン型リンタングステン酸ヘテロポリオキソメタレートアニオンから選ばれる少なくとも一種のアニオンのトリアリールメタン化合物である。欠損ドーソン型リンタングステン酸として具体的には、耐久性の観点から1欠損ドーソン型リンタングステン酸ヘテロポリオキソメタレートアニオン(P2W17O61)10-/10が好ましい。
また、前記RGB三色画素部は、色材として、R画素部中にC.I.Pigment Red 254を、G画素部中にC.I.Pigment Green 7、36及び/又は同58を、B画素部中にC.I.Pigment Blue 15:6及び/又はトリアリールメタン顔料を含有するのも好ましい。
前記RGB三色画素部は、色材として、G画素部中に更に、C.I.Pigment Yellow 150、同215、同185、同138、C.I.Solvent Yellow 21、同82、同83:1、同33からなる群から選ばれる少なくとも1種の有機染顔料を含有するのが好ましい。
前記RGB三色画素部は、色材として、B画素部中に更に、C.I.Pigment Blue 1、C.I.Pigment Violet 23、C.I.Basic Blue 7、C.I.Basic Violet 10、C.I.Acid Blue 1、同90、同83、C.I.Direct Blue 86からなる群から選ばれる少なくとも1種の有機染顔料を含有するのが好ましい。
後記する光硬化性組成物をガラス等の透明基板上に塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、ロールコート法、インクジェット法等が挙げられる。
透明基板に塗布した光硬化性組成物の塗膜の乾燥条件は、各成分の種類、配合割合等によっても異なるが、通常、50~150℃で、1~15分間程度である。また、光硬化性組成物の光硬化に用いる光としては、200~500nmの波長範囲の紫外線、あるいは可視光を使用するのが好ましい。この波長範囲の光を発する各種光源が使用できる。
現像方法としては、例えば、液盛り法、ディッピング法、スプレー法等が挙げられる。光硬化性組成物の露光、現像の後に、必要な色の画素部が形成された透明基板は水洗いし乾燥させる。こうして得られたカラーフィルタは、ホットプレート、オーブン等の加熱装置により、90~280℃で、所定時間加熱処理(ポストベーク)することによって、着色塗膜中の揮発性成分を除去すると同時に、光硬化性組成物の硬化着色皮膜中に残存する未反応の光硬化性化合物が熱硬化し、カラーフィルタが完成する。
本発明のブラックマトリックス用色材は、本発明の液晶組成物と用いることで、液晶層の電圧保持率(VHR)の低下、イオン密度(ID)の増加を防止し、白抜け、配向むら、焼き付けなどの表示不良の問題を解決する液晶表示装置を提供することが可能となる。
光硬化性組成物の調製に使用する熱可塑性樹脂としては、例えば、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、スチレンマレイン酸系樹脂、スチレン無水マレイン酸系樹脂等が挙げられる。
光硬化性化合物としては、例えば、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ビス(アクリロキシエトキシ)ビスフェノールA、3-メチルペンタンジオールジアクリレート等のような2官能モノマー、トリメチルロールプロパトントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリス〔2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等の比較的分子量の小さな多官能モノマー、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリレート等の様な比較的分子量の大きな多官能モノマーが挙げられる。
光重合開始剤としては、例えばアセトフェノン、ベンゾフェノン、ベンジルジメチルケタノール、ベンゾイルパーオキサイド、2-クロロチオキサントン、1,3-ビス(4’-アジドベンザル)-2-プロパン、1,3-ビス(4’-アジドベンザル)-2-プロパン-2’-スルホン酸、4,4’-ジアジドスチルベン-2,2’-ジスルホン酸等が挙げられる。市販の光重合開始剤としては、たとえば、BASF社製「イルガキュア(商標名)-184」、「イルガキュア(商標名)-369」、「ダロキュア(商標名)-1173」、BASF社製「ルシリン-TPO」、日本化薬社製「カヤキュアー(商標名)DETX」、「カヤキュアー(商標名)OA」、ストーファー社製「バイキュアー10」、「バイキュアー55」、アクゾー社製「トリゴナールPI」、サンド社製「サンドレー1000」、アップジョン社製「デープ」、黒金化成社製「ビイミダゾール」などがある。
光重合開始剤の配合率は、特に限定されるものではないが、質量基準で、光重合性あるいは光硬化性官能基を有する化合物に対して0.1~30%の範囲が好ましい。0.1%未満では、光硬化時の感光度が低下する傾向にあり、30%を超えると、顔料分散レジストの塗膜を乾燥させたときに、光重合開始剤の結晶が析出して塗膜物性の劣化を引き起こすことがある。
フォトリソグラフィー法によるカラーフィルタ画素部の製造方法について詳記したが、本発明のカラーフィルタ用顔料組成物を使用して調製されたカラーフィタ画素部は、その他の電着法、転写法、ミセル電解法、PVED(PhotovoltaicElectrodeposition)法、インクジェット法、反転印刷法、熱硬化法等の方法で各色画素部を形成して、カラーフィルタを製造してもよい。
ブラックマトリックスについても、フォトリソグラフィー法による製造方法について詳記したが、本発明のブラックマトリックス用色材を使用して調製されたブラックマトリックスは、転写法、インクジェット法、反転印刷法、熱硬化法等の方法でブラックマトリックスを製造しても良い。
本発明の液晶表示装置において、第一の基板と、第二の基板上の液晶組成物と接する面には液晶組成物を配向させるため、配向膜を必要とする液晶表示装置においてはカラーフィルタと液晶層間に配置するものであるが、配向膜の膜厚が厚いものでも100nm以下と薄く、カラーフィルタを構成する顔料等の色素と液晶層を構成する液晶化合物との相互作用を完全に遮断するものでは無い。
又、配向膜を用いない液晶表示装置においては、カラーフィルタを構成する顔料等の色素と液晶層を構成する液晶化合物との相互作用はより大きくなる。
配向膜材料としては、カルコン、シンナメート、シンナモイル又はアゾ基等を化合物中に含む、材料を使用することができ、ポリイミド、ポリアミド等の材料と組み合わせて使用してもよく、この場合配向膜はラビングを用いてもよく光配向技術を用いてもよい。
配向膜は、基板上に前記配向膜材料をスピンコート法などの方法により塗布して樹脂膜を形成することが一般的であるが、一軸延伸法、ラングミュア・ブロジェット法等を用いることもできる。
本発明の液晶表示装置において、透明電極の材料としては、導電性の金属酸化物を用いることができ、金属酸化物としては酸化インジウム(In2O3)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化インジウムスズ(In2O3―SnO2)、酸化インジウム亜鉛(In2O3―ZnO)、ニオブ添加二酸化チタン(Ti1-xNbxO2)、フッ素ドープ酸化スズ、グラフェンナノリボン又は金属ナノワイヤー等が使用できるが、酸化亜鉛(ZnO)、酸化インジウムスズ(In2O3―SnO2)又は酸化インジウム亜鉛(In2O3―ZnO)が好ましい。これらの透明導電膜のパターニングには、フォト・エッチング法やマスクを用いる方法などを使用することができる。
本液晶表示装置と、バックライトを組み合わせて、液晶テレビ、パソコンのモニター、携帯電話、スマートフォンのディスプレイや、ノート型パーソナルコンピューター、携帯情報端末、デジタルサイネージ等の様々な用途で使用される。バックライトとしては、冷陰極管タイプバックライト、無機材料を用いた発光ダイオードや有機EL素子を用いた、2波長ピークの擬似白色バックライトと3波長ピークのバックライト等がある。
実施例中、測定した特性は以下の通りである。
Tni :ネマチック相-等方性液体相転移温度(℃)
Δn :25℃における屈折率異方性
Δε :25℃における誘電率異方性
η :20℃における粘度(mPa・s)
γ1 :25℃における回転粘度(mPa・s)
dgap:セルの第一基板と第二基板のギャップ(μm)
VHR :70℃における電圧保持率(%)
(セル厚3.5μmのセルに液晶組成物を注入し、5V印加、フレームタイム200ms、パルス幅64μsの条件で測定した時の測定電圧と初期印加電圧との比を%で表した値)
ID :70℃におけるイオン密度(pC/cm2)
(セル厚3.5μmのセルに液晶組成物を注入し、MTR-1(株式会社東陽テクニカ製)で20V印加、周波数0.05Hzの条件で測定した時のイオン密度値)
焼き付き :
液晶表示素子の焼き付き評価は、表示エリア内に所定の固定パターンを1000時間表示させた後に、全画面均一な表示を行ったときの固定パターンの残像のレベルを目視にて以下の4段階評価で行った。
◎残像無し
○残像ごく僅かに有るも許容できるレベル
△残像有り許容できないレベル
×残像有りかなり劣悪
尚、実施例において化合物の記載について以下の略号を用いる。
(側鎖)
-n -CnH2n+1 炭素数nの直鎖状のアルキル基
n- CnH2n+1- 炭素数nの直鎖状のアルキル基
-On -OCnH2n+1 炭素数nの直鎖状のアルコキシル基
nO- CnH2n+1O- 炭素数nの直鎖状のアルコキシル基
-V -CH=CH2
V- CH2=CH-
-V1 -CH=CH-CH3
1V- CH3-CH=CH-
-2V -CH2-CH2-CH=CH3
V2- CH3=CH-CH2-CH2-
-2V1 -CH2-CH2-CH=CH-CH3
1V2- CH3-CH=CH-CH2-CH2
(環構造)
[ブラックマトリックスの作成]
[ブラックマトリックス1]
体積固有抵抗107Ω・cmのカーボンブラック(C.I.Pigment Black 7)55部、分散剤溶液45部を、ペイントコンディショナーで分散して、カーボンブラックの分散液を得た。この分散液67部を、紫外線硬化用の光重合性モノマー2部、アルカリ可溶性樹脂7部、光開始剤1部、溶剤23部を混合し、ブラックマトリックス用の感光性組成物1を調整した。
前記感光組成物1をスピンコーターを用いてガラス基板に塗布した。1分間真空乾燥後、ホットプレート上で90℃にて90秒間加熱乾燥し、乾燥膜厚約3μmの塗布膜を得た。その後、塗布膜側から、パターンマスクを介して画像露光した後、現像を行い、ブラックマトリックス1を作成した。
体積固有抵抗106Ω・cmのチタンブラック(C.I.Pigment Black 35)70部、分散剤養鶏30部を、ペイントコンディショナーで分散して、チタンブラックの分散液を得た。この分散液16部を、紫外線硬化用の光重合性モノマー66部、アルカリ可溶性樹脂16部、光開始剤2部、溶剤16部を混合し、ブラックマトリックス用の感光性組成物2を調整した。
前記感光組成物2をスピンコーターを用いてガラス基板に塗布した。1分間真空乾燥後、ホットプレート上で90℃にて90秒間加熱乾燥し、乾燥膜厚約3μmの塗布膜を得た。その後、塗布膜側から、パターンマスクを介して画像露光した後、現像を行い、ブラックマトリックス2を作成した。
体積固有抵抗1010Ω・cmの青色有機顔料(C.I.Pigment Blue 60)5部、体積固有抵抗109Ω・cmの紫色有機顔料(C.I.Pigment Violet 23)2部、体積固有抵抗1013Ω・cmの緑色有機顔料(C.I.Pigment Green 7)4部、体積固有抵抗109Ω・cmの赤色有機顔料(C.I.Pigment Red 179)4部、分散剤溶液85部を、ペイントコンディショナーで分散して、有機顔料の黒色分散液を得た。この分散液40部を、紫外線硬化用の光重合性モノマー4部、アルカリ可溶性樹脂2部、光開始剤1部、溶剤53部を混合し、ブラックマトリックス用の感光性組成物3を調整した。
前記感光組成物3をスピンコーターを用いてガラス基板に塗布した。1分間真空乾燥後、ホットプレート上で90℃にて90秒間加熱乾燥し、乾燥膜厚約3μmの塗布膜を得た。その後、塗布膜側から、パターンマスクを介して画像露光した後、現像を行い、ブラックマトリックス3を作成した。
体積固有抵抗109Ω・cmの青色有機顔料(C.I.Pigment Blue 15:6)6部、体積固有抵抗1010Ω・cmの赤色有機顔料(C.I.Pigment Red 254)4部、体積固有抵抗109Ω・cmの黄色有機顔料(C.I.Pigment Yellow 150)5部、分散剤溶液85部を、ペイントコンディショナーで分散して、有機顔料の黒色分散液を得た。この分散液40部を、紫外線硬化用の光重合性モノマー4部、アルカリ可溶性樹脂2部、光開始剤1部、溶剤53部を混合し、ブラックマトリックス用の感光性組成物4を調整した。
前記感光組成物4をスピンコーターを用いてガラス基板に塗布した。1分間真空乾燥後、ホットプレート上で90℃にて90秒間加熱乾燥し、乾燥膜厚約3μmの塗布膜を得た。その後、塗布膜側から、パターンマスクを介して画像露光した後、現像を行い、ブラックマトリックス4を作成した。
ガラス基板上にスパッタリング法で酸化クロム膜を設けフォトリソグラフィー法により開口部を形成するためのフォトレジストパターンを形成し、このフォトレジストパターンに基づいて露出した酸化クロム膜をエッチング除去し、次にフォトレジストパターンを剥離して、ブラックマトリックス5を作成した。
[赤色染料着色組成物1]
赤色顔料1(C.I.Pigment Red 254、BASF社製「IRGAPHOR RED BT-CF」)10部をポリビンに入れ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート55部、ディスパービックLPN21116(ビックケミー株式会社製)7.0部、0.3-0.4mmφセプルビーズを加え、ペイントコンディショナー(東洋精機株式会社製)で4時間分散した後、5μmのフィルタで濾過し顔料分散液を得た。この顔料分散液75.00部とポリエステルアクリレート樹脂(アロニックス(商標名)M7100、東亜合成化学工業株式会社製)5.50部、ジぺンタエリストールヘキサアクリレート(KAYARAD(商標名)DPHA、日本化薬株式会社製)5.00部、ベンゾフェノン(KAYACURE(商標名)BP-100、日本化薬株式会社製)1.00部、ユーカーエステルEEP13.5部を分散撹拌機で撹拌し、孔径1.0μmのフィルタで濾過し、赤色顔料着色組成物1を得た。
上記赤色顔料着色組成物1の赤色顔料1 10部に代え、緑色顔料1(C.I.Pigment Green 58 DIC株式会社製FASTOGEN GREEN A110)6部と黄色顔料1(C.I.Pigment Yellow 150、LANXESS社製FANCHON FAST YELLOW E4GN)4部を用いて、上記と同様にして、緑色顔料着色組成物1を得た。
上記赤色顔料着色組成物1の赤色顔料1 10部に代え、青色顔料1(C.I.Pigment Blue 15:6、DIC株式会社製「FASTOGEN BLUE EP-210」)9部と紫色顔料1(C.I.Pigment VIOLET 23)1部を用いて、上記と同様にして、青色顔料着色組成物1を得た。
予めブラックマトリックスが形成されてあるガラス基板に、赤色着色組成物1をスピンコートにより膜厚2μmとなるように塗布した。70℃で20分間乾燥の後、超高圧水銀ランプを備えた露光機にて紫外線をフォトマスクを介してストライプ状のパターン露光をした。アルカリ現像液にて90秒間スプレー現像、イオン交換水で洗浄し、風乾した。さらに、クリーンオーブン中で、230℃で30分間ポストベークを行い、ストライプ状の着色層である赤色画素を透明基板上に形成した。
次に、緑色着色組成物1も同様にスピンコートにて膜厚が2μmとなるように塗布。乾燥後、露光機にてストライプ状の着色層を前述の赤色画素とはずらした場所に露光し現像することで、前述赤色画素と隣接した緑色画素を形成した。
次に、青色着色組成物1についても同様にスピンコートにて膜厚2μmで赤色画素、緑色画素と隣接した青色画素を形成した。これで、透明基板上に赤、緑、青の3色のストライプ状の画素を持つカラーフィルタが得られた。
表8に示すブラックマトリックスを用い、カラーフィルタ1~4及び比較カラーフィルタ1を作成した。
電極構造を第一及び第二の基板に作成し、各々の対向側に垂直配向性の配向膜を形成したのち弱ラビング処理を行い、VAセルを作成し、第一の基板と第二の基板の間に以下の表9に示す液晶組成物1を挟持した。次に、表8に示すカラーフィルタ1~4を用いて実施例1~4の液晶表示装置を作成した(dgap=3.5μm、配向膜SE-5300)。得られた液晶表示装置のVHR及びIDを測定した。また、得られた液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表10に示す。
実施例1~4の液晶表示装置は、高いVHR及び小さいIDを実現できた。また、焼き付き評価においても残像がないか、又はあってもごく僅かであり許容できるレベルであった。
実施例1と同様に表11に示す液晶組成物を狭持し、表8に示すカラーフィルタを用いて実施例5~12の液晶表示装置を作成し、そのVHR及びIDを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表12及び13に示す。
実施例1と同様に表14に示す液晶組成物を狭持し、表8に示すカラーフィルタを用いて実施例13~24の液晶表示装置作成し、そのVHR及びIDを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表15~17に示す。
実施例1と同様に表18に示す液晶組成物を狭持し、表8に示すカラーフィルタを用いて実施例25~36の液晶表示装置作成し、そのVHR及びIDを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表19~21に示す。
実施例1と同様に表22に示す液晶組成物を狭持し、表8に示すカラーフィルタを用いて実施例37~48の液晶表示装置作成し、そのVHR及びIDを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表23~25に示す。
実施例1と同様に表26に示す液晶組成物を狭持し、表8に示すカラーフィルタを用いて実施例49~60の液晶表示装置作成し、そのVHR及びIDを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表27~29に示す。
実施例1と同様に表30に示す液晶組成物を狭持し、表8に示すカラーフィルタを用いて実施例61~72の液晶表示装置作成し、そのVHR及びIDを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表31~33に示す。
実施例1と同様に表34に示す液晶組成物を狭持し、表8に示すカラーフィルタを用いて実施例73~84の液晶表示装置作成し、そのVHR及びIDを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表35~37に示す。
実施例1と同様に表38に示す液晶組成物を狭持し、表8に示すカラーフィルタを用いて実施例85~96の液晶表示装置作成し、そのVHR及びIDを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表39~41に示す。
実施例1と同様に表42に示す液晶組成物を狭持し、表8に示すカラーフィルタを用いて実施例97~108の液晶表示装置作成し、そのVHR及びIDを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表43~45に示す。
液晶組成物1に2-メチル-アクリル酸4-{2-[4-(2-アクリロイルオキシ-エチル)-フェノキシカルボニル]-エチル}-ビフェニル-4’-イルエステル0.3質量%を混合し液晶組成物28とした。実施例1で用いたVAセルにこの液晶組成物28を挟持し、電極間に駆動電圧を印加したまま、紫外線を600秒間照射(3.0J/cm2)し、重合処理を行い、次に、表8に示すカラーフィルタ1~4を用いて実施例109~112の液晶表示装置を作成し、そのVHR及びIDを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表46に示す。
液晶組成物13にビスメタクリル酸ビフェニル‐4,4’‐ジイル 0.3質量%を混合し液晶組成物29とした。実施例1で用いたVAセルにこの液晶組成物29を挟持し、電極間に駆動電圧を印加したまま、紫外線を600秒間照射(3.0J/cm2)し、重合処理を行い、次に、表8に示すカラーフィルタ1~4を用いて実施例113~116の液晶表示装置を作成し、そのVHR及びIDを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表47に示す。
液晶組成物19にビスメタクリル酸 3‐フルオロビフェニル‐4,4’‐ジイル 0.3質量%を混合し液晶組成物30とした。実施例1で用いたVAセルにこの液晶組成物30を挟持し、電極間に駆動電圧を印加したまま、紫外線を600秒間照射(3.0J/cm2)し、重合処理を行い、次に、表8に示すカラーフィルタ1~4を用いて実施例117~120の液晶表示装置を作成し、そのVHR及びIDを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表48に示す。
実施例1と同様に表49に示す比較液晶組成物を狭持し、表8に示すカラーフィルタ1~4を用いて比較例1~12の液晶表示装置を作製し、そのVHR及びIDを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表50~52に示す。
実施例1と同様に表53に示す比較液晶組成物を狭持し、表8に示すカラーフィルタ1~4を用いて比較例13~24の液晶表示装置を作製し、そのVHR及びIDを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表54~56に示す。
実施例1と同様に表57に示す比較液晶組成物を狭持し、表8に示すカラーフィルタ1~4を用いて比較例25~36の液晶表示装置を作製し、そのVHR及びIDを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表58~60に示す。
実施例1と同様に表61に示す比較液晶組成物を狭持し、表8に示すカラーフィルタ1~4を用いて比較例37~44の液晶表示装置を作製し、そのVHR及びIDを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表62~63に示す。
実施例1と同様に表64に示す比較液晶組成物を狭持し、表8に示すカラーフィルタ1~4を用いて比較例45~56の液晶表示装置を作製し、そのVHR及びIDを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表65~67に示す。
実施例1と同様に表68に示す比較液晶組成物を狭持し、表8に示すカラーフィルタ1~4を用いて比較例57~60の液晶表示装置を作製し、そのVHR及びIDを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表69に示す。
実施例1で用いたVAセルに液晶組成物1、2、8、13、14、19、20及び26をそれぞれ挟持し、表8に示す比較カラーフィルタ1を用いて比較例61~68の液晶表示装置を作製し、そのVHR及びIDを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表70及び71に示す。
実施例1と同様に表72に示す液晶組成物を狭持し、表8に示すカラーフィルタを用いて実施例121~132の液晶表示装置作成し、そのVHR及びIDを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表73~75に示す。
実施例1と同様に表76に示す液晶組成物を狭持し、表8に示すカラーフィルタを用いて実施例133~140の液晶表示装置作成し、そのVHR及びIDを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を表77~78に示す。
Claims (17)
- 第一の基板と、第二の基板と、前記第一の基板と第二の基板間に挟持された液晶組成物層と、ブラックマトリックス及び少なくともRGB三色画素部から構成されるカラーフィルタと、画素電極と共通電極とを備え、前記液晶組成物層が一般式(I)
前記ブラックマトリックスが、色材として、カーボンブラック、チタンブラック及び有機顔料より選ばれる1種又は2種以上の顔料を含有することを特徴とする液晶表示装置。 - 体積固有抵抗が、106Ω・cm以上の、カーボンブラック、チタンブラック及び有機顔料より選ばれる1種又は2種以上の顔料を含有することを特徴とする請求項1又は2記載の液晶表示装置。
- 前記RGB三色画素部が、色材として、R画素部中にC.I.Solvent Red 124を、G画素部中にC.I.Solvent Blue 67とC.I.Solvent Yellow 162との混合物を、B画素部中にC.I.Solvent Blue 7を含有することを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 前記RGB三色画素部が、色材として、R画素部中にC.I.Pigment Red 254を、G画素部中にC.I.Pigment Green 7及び/又は同36を、B画素部中にC.I.Pigment Blue 15:6を含有することを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- R画素部中に更に、C.I.Pigment Red 177、同242、同166、同167、同179、C.I.Pigment Orange 38、同71、C.I.Pigment Yellow 150、同215、同185、同138、同139、C.I.Solvent Red 89、C.I.Solvent Orange 56、C.I.Solvent Yellow 21、同82、同83:1、同33、同162からなる群から選ばれる少なくとも1種の有機染顔料を含有する請求項1~5のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- G画素部中に更に、C.I.Pigment Yellow 150、同215、同185、同138、C.I.Solvent Yellow 21、同82、同83:1、同33からなる群から選ばれる少なくとも1種の有機染顔料を含有する請求項1~6のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- B画素部中に更に、C.I.Pigment Blue 1、C.I.Pigment Violet 23、C.I.Basic Blue 7、C.I.Basic Violet 10、C.I.Acid Blue 1、同90、同83、C.I.Direct Blue 86からなる群から選ばれる少なくとも1種の有機染顔料を含有する請求項1~7のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- カラーフィルタが、ブラックマトリックスとRGB三色画素部とY画素部とから構成され、色材として、Y画素部に、C.I.Pigment Yellow 150、同215、同185、同138、同139、C.I.Solvent Yellow 21、82、同83:1、同33、同162からなる群から選ばれる少なくとも1種の黄色有機染顔料を含有する請求項1~8のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 一般式(I)において、Aがトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表す化合物、及びAが1,4-フェニレン基を表す化合物をそれぞれ少なくとも1種以上含有する請求項1~9のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 一般式(II-2)において、Bが1,4-フェニレン基を表す化合物、及びBがトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表す化合物をそれぞれ少なくとも1種以上含有する請求項1~10のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 一般式(II-1)、一般式(II-2)及び一般式(III)で表される化合物を35~70%含有する請求項2~11のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶組成物層を構成する液晶組成物の、ネマチック液晶相上限温度が60~120℃であり、ネマチック液晶相下限温度が‐20℃以下であり、ネマチック液晶相上限温度と下限温度の差が100~150である請求項1~13の何れか一項に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶組成物層を構成する液晶組成物の比抵抗が1012(Ω・m)以上である請求項1~14の何れか一項に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶組成物層が一般式(V)
- 一般式(V)において、Cが単結合を表しZ1が単結合を表す請求項16記載の液晶表示装置。
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