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技術 液晶表示素子

出願人 DIC株式会社
発明者 山口英彦小川真治三木崇之田淵穣
出願日 2017年10月24日 (2年6ヶ月経過) 出願番号 2018-547678
公開日 2019年9月19日 (7ヶ月経過) 公開番号 WO2018-079528
状態 不明
技術分野
  • -
主要キーワード 最短離間距離 長短径比 最小離間距離 極性要素 光応答性分子 中空管体 櫛歯形 省電力プログラム
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題・解決手段

本発明が解決しようとする課題は、発光ナノ結晶劣化や部分的な高エネルギー光線照射スポットによる液晶層の劣化を抑制または防止するものである。 第一の基板(2)および第二の基板(7)が対向して設けられる一対の基板と、 前記第一の基板(2)と第二の基板(7)との間に挟持された液晶層(5)と、 前記第一の基板(2)または第二の基板(7)の少なくとも一方に設けられた画素電極と、 前記第一の基板(2)または第二の基板(7)の少なくとも一方に設けられた共通電極と、ブラックマトリックスおよび赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の三原色画素部から構成されるカラーフィルタ(6)と、紫外または可視光を発光する発光素子(L)と、 前記発光素子(L)からの入射光を赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の内少なくとも一色の光に変換して発光する発光用ナノ結晶を含有する光変換部(103)と、を備え、 前記液晶層(5)が一般式(i)で表される化合物を10〜50重量%含有することを特徴とする液晶表示素子

概要

背景

表示品質が優れていることから、アクティブマトリクス液晶表示装置携帯端末液晶テレビプロジェクタコンピューター等の市場に出されている。アクティブマトリクス表示方式は、画素毎にTFT(薄膜トランジスタ)あるいはMIM(メタルインシュレータ・メタル)等が使われており、高電圧保持率を有する液晶組成物との組合せにおいて、TN型ツイストネマチック)を初めとする一般的液晶表示素子として広く用いられている。また、更に広い視角特性を得るためにVA(バーチカルアライメント垂直配向)、IPS(In Plane Switching:インプレースイッチング)、IPSの改良型であるFFS(Fringe Field Switching:フリンジフィールドスイッチング)等が用いられており、この様な表示素子に対応するために、現在も新しい液晶化合物あるいは液晶組成物の提案がなされている。

一方液晶表示素子は自己発光型では無いため、発光するための光源が必須となり、ディスプレイとして求められる色再現領域発光スペクトルを有する白色光源が使用される。光源としては、冷陰極管や白色LED(発光ダイオード)等が用いられるが発光効率の観点から、現在では白色LEDを用いることが主流となっている。LEDは現在一つの素子で380nmから750nmにおよぶ可視光全領域のカバーすることはできず、白色光を得るためにはいくつかの形式が知られている。1)青色LEDと黄色蛍光体の組合せ2)3原色の各LED(赤色・緑色・青色)の組合せ3)近紫外線または紫色LEDと赤色・緑色・青色の蛍光体との組合せ これら3方式中、液晶表示素子の光源として最適な白色光を得る観点では3)が最も優れ、2)、1)の順となり、発光効率の観点では、1)が最も優れている。

液晶表示素子においては、消費電力の低減が重要であり、先進各国が検討中省電力プログラムに対応するためには、光源の発光効率が重視されている。そのため、現在では1)の青色LEDと黄色蛍光体の組合せにより白色光を得ている。

この方式は、発光効率的には優れるものの、赤色光不足など白色光源としての特性的には劣り、色再現性に問題を有していた。特に液晶表示素子はカラー表示を実現するために液晶素子と合わせてカラーフィルタを用いることから、光源部を改良しても色再現性を向上させることは難しく、そのため色再現性を向上させるにはカラーフィルタ中の高顔料濃度化を図るか、或いは、着色膜厚を大きくすることにより色純度を高める必要があった。然しながら、この場合、透過率が低下し、光量を増加させなければならず消費電力が増加することとなる問題があった。

そこで、液晶表示素子の色再現性と発光効率を同時に解決するための技術として、発光用ナノ結晶の一例である量子ドット技術(特許文献1参照)が注目されている。当該量子ドットは、粒子径数nmから数十nmの半導体微結晶からなり電子正孔対閉じ込め効果によりエネルギーレベル離散的に存在し、粒子径が小さくなるにつれてエネルギーバンドギャップが大きくなる性質を有している。この性質を応用し、粒子径をコントロールバンドギャップを均一化することにより、発光スペクトルの半値幅が小さい光源を得ることができる。半値幅の小さい三原色の光源を得ることにより広色域ディスプレイが実現できることから、量子ドットをバックライト構成部材として用いることにより、色再現性を向上させた液晶表示素子を構成できることが開示されている(特許文献2及び非特許文献1参照)。更に、光源として近紫外線または青色等の短波長可視光線を用いて、三色の量子ドットを従来のカラーフィルタの替わりに用いる提案がなされている(特許文献3参照)。これらの表示素子は、原理的には高い発光効率と色再現性を両立できるものである。

概要

本発明が解決しようとする課題は、発光用ナノ結晶の劣化や部分的な高エネルギー光線照射スポットによる液晶層の劣化を抑制または防止するものである。 第一の基板(2)および第二の基板(7)が対向して設けられる一対の基板と、 前記第一の基板(2)と第二の基板(7)との間に挟持された液晶層(5)と、 前記第一の基板(2)または第二の基板(7)の少なくとも一方に設けられた画素電極と、 前記第一の基板(2)または第二の基板(7)の少なくとも一方に設けられた共通電極と、ブラックマトリックスおよび赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の三原色画素部から構成されるカラーフィルタ(6)と、紫外または可視光を発光する発光素子(L)と、 前記発光素子(L)からの入射光を赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の内少なくとも一色の光に変換して発光する発光用ナノ結晶を含有する光変換部(103)と、を備え、 前記液晶層(5)が一般式(i)で表される化合物を10〜50重量%含有することを特徴とする液晶表示素子。

目的

本発明は、発光用ナノ結晶の劣化や部分的な高エネルギー光線の照射スポットによる表示不良を低減した液晶表示素子を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

第一の基板および第二の基板が対向して設けられる一対の基板と、前記第一の基板と第二の基板と間に挟持された液晶層と、前記第一の基板または第二の基板の少なくとも一方に設けられた画素電極と、前記第一の基板または第二の基板の少なくとも一方に設けられた共通電極と、ブラックマトリックスおよび赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の三原色画素部から構成されるカラーフィルタと、紫外または可視光発光する発光素子と、前記発光素子からの入射光を赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の内少なくとも一色の光に変換して発光する発光用ナノ結晶を含有する光変換部と、を備え、前記液晶層が一般式(i):(式中、Ri1及びRi2はそれぞれ独立して、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し、Ai1は1,4−フェニレン基又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表し、ni1は0又は1を表す。)で表される化合物を10〜50重量%含有する液晶組成物を含有することを特徴とする液晶表示素子

請求項2

前記光変換部は、赤色(R)及び緑色(G)域に発光スペクトルを有し、前記発光素子が青色領域に発光スペクトルをする請求項1記載の液晶表示素子。

請求項3

前記光変換部は、赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)域に発光スペクトルを有し、前記発光素子が紫外領域に発光スペクトルをする請求項1記載の液晶表示素子。

請求項4

赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)域の少なくとも一つの発光スペクトルの半値幅が20から60nmである請求項2または3に記載の液晶表示素子。

請求項5

前記光変換部は、前記第一の基板又は第二の基板の何れかで光源部側の基板と前記発光素子との間に設けられる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶表示素子。

請求項6

前記光変換部は、シート状であり、前記第一の基板又は第二の基板の何れかで前記発光素子側の基板に対して全面に配置した請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶表示素子。

請求項7

前記光変換部は、前記第一の基板又は第二の基板の側面部に設置された請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶表示素子。

請求項8

前記発光素子および前記発光用ナノ結晶を含有する光変換部を備えた光源部を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶表示素子。

請求項9

前記発光用ナノ結晶は、少なくとも1種の第一の半導体材料を含むコアと、前記コアを被覆し、かつ前記コアと同一または異なる第二の半導体材料を含むシェルとを有する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の液晶表示素子。

請求項10

前記第一の半導体材料は、II−VI族半導体、III−V族半導体、I−III−VI族半導体、IV族半導体及びI−II−IV−VI族半導体からなる群から選択される1種又は2種以上である、請求項9に記載の液晶表示素子。

請求項11

前記液晶組成物が、一般式(N−1)(式中、RN11及びRN12はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の−CH2−はそれぞれ独立して−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−又は−OCO−によって置換されていてもよく、AN11及びAN12はそれぞれ独立して(a)1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)及び(b)1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)(c)ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられても良い。)(d)1,4−シクロヘキセニレン基からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)、基(c)及び基(d)はそれぞれ独立してシアノ基フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、ZN11及びZN12はそれぞれ独立して、単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−OCF2−、−CF2O−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−を表し、nN11及びnN12はそれぞれ独立して、0〜3の整数を表すが、nN11+nN12はそれぞれ独立して1、2又は3であり、AN11〜AN12、ZN11〜ZN12が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。)で表される化合物を20〜80重量%含有し誘電率異方性(Δε)が−1以下の液晶組成物を含む請求項1〜10のいずれか1項に記載の液晶表示素子。

請求項12

前記液晶組成物は、一般式(J)(式中、RJ1は炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の−CH2−はそれぞれ独立して−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−又は−OCO−によって置換されていてもよく、nJ1は、0、1、2、3又は4を表し、AJ1、AJ2及びAJ3はそれぞれ独立して、(a)1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)(b)1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)及び(c)ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられても良い。)からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)及び基(c)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子、塩素原子、メチル基トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基で置換されていても良く、ZJ1及びZJ2はそれぞれ独立して単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−、−CF2O−、−COO−、−OCO−又は−C≡C−を表し、nJ1が2、3又は4であってAJ2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、nJ1が2、3又は4であってZJ1が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、XJ1は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基又は2,2,2−トリフルオロエチル基を表す。)で表される化合物を5〜60重量%含有し、誘電率異方性(Δε)が1以上の液晶組成物を含む請求項1から10のいずれか1項に記載の液晶表示素子。

請求項13

前記液晶層における液晶組成物のΔnが0.05〜0.15である、請求項1〜12のいずれか1項に記載の液晶表示素子。

技術分野

0001

本願発明は、液晶表示素子に関する。

背景技術

0002

表示品質が優れていることから、アクティブマトリクス液晶表示装置携帯端末液晶テレビプロジェクタコンピューター等の市場に出されている。アクティブマトリクス表示方式は、画素毎にTFT(薄膜トランジスタ)あるいはMIM(メタルインシュレータ・メタル)等が使われており、高電圧保持率を有する液晶組成物との組合せにおいて、TN型ツイストネマチック)を初めとする一般的液晶表示素子として広く用いられている。また、更に広い視角特性を得るためにVA(バーチカルアライメント垂直配向)、IPS(In Plane Switching:インプレースイッチング)、IPSの改良型であるFFS(Fringe Field Switching:フリンジフィールドスイッチング)等が用いられており、この様な表示素子に対応するために、現在も新しい液晶化合物あるいは液晶組成物の提案がなされている。

0003

一方液晶表示素子は自己発光型では無いため、発光するための光源が必須となり、ディスプレイとして求められる色再現領域発光スペクトルを有する白色光源が使用される。光源としては、冷陰極管や白色LED(発光ダイオード)等が用いられるが発光効率の観点から、現在では白色LEDを用いることが主流となっている。LEDは現在一つの素子で380nmから750nmにおよぶ可視光全領域のカバーすることはできず、白色光を得るためにはいくつかの形式が知られている。1)青色LEDと黄色蛍光体の組合せ2)3原色の各LED(赤色・緑色・青色)の組合せ3)近紫外線または紫色LEDと赤色・緑色・青色の蛍光体との組合せ これら3方式中、液晶表示素子の光源として最適な白色光を得る観点では3)が最も優れ、2)、1)の順となり、発光効率の観点では、1)が最も優れている。

0004

液晶表示素子においては、消費電力の低減が重要であり、先進各国が検討中省電力プログラムに対応するためには、光源の発光効率が重視されている。そのため、現在では1)の青色LEDと黄色蛍光体の組合せにより白色光を得ている。

0005

この方式は、発光効率的には優れるものの、赤色光不足など白色光源としての特性的には劣り、色再現性に問題を有していた。特に液晶表示素子はカラー表示を実現するために液晶素子と合わせてカラーフィルタを用いることから、光源部を改良しても色再現性を向上させることは難しく、そのため色再現性を向上させるにはカラーフィルタ中の高顔料濃度化を図るか、或いは、着色膜厚を大きくすることにより色純度を高める必要があった。然しながら、この場合、透過率が低下し、光量を増加させなければならず消費電力が増加することとなる問題があった。

0006

そこで、液晶表示素子の色再現性と発光効率を同時に解決するための技術として、発光用ナノ結晶の一例である量子ドット技術(特許文献1参照)が注目されている。当該量子ドットは、粒子径数nmから数十nmの半導体微結晶からなり電子正孔対閉じ込め効果によりエネルギーレベル離散的に存在し、粒子径が小さくなるにつれてエネルギーバンドギャップが大きくなる性質を有している。この性質を応用し、粒子径をコントロールバンドギャップを均一化することにより、発光スペクトルの半値幅が小さい光源を得ることができる。半値幅の小さい三原色の光源を得ることにより広色域ディスプレイが実現できることから、量子ドットをバックライト構成部材として用いることにより、色再現性を向上させた液晶表示素子を構成できることが開示されている(特許文献2及び非特許文献1参照)。更に、光源として近紫外線または青色等の短波長可視光線を用いて、三色の量子ドットを従来のカラーフィルタの替わりに用いる提案がなされている(特許文献3参照)。これらの表示素子は、原理的には高い発光効率と色再現性を両立できるものである。

0007

特表2001−523758号公報
国際公開2004/074739号パンフレット
米国特許8648524号公報
国際公開2014/045371号パンフレット

先行技術

0008

SID 2012 DIGEST,p895−896

発明が解決しようとする課題

0009

しかしながら、上記の通り、発光用ナノ結晶の一例である量子ドットを発光素子に介在して用いることで液晶表示素子の白色光源を得る場合、図19に記載するように、発光用ナノ結晶の一例である量子ドットを発光素子に介在して用いた光源からの光は、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の三原色のそれぞれの半値幅が小さく、当該量子ドットに対応する特定の波長を備えている。そのため、一般的な白色LED(例えば、上記の1)〜3))とは発光スペクトルが大幅に異なる。これにより光シャッターとして使用される液晶材料には、発光用ナノ結晶を発光させる光や発光用ナノ結晶からの光が照射されることになり、液晶材料自体が分解しやすくなる等の問題が生じる。例えば、特許文献4には、一般的な白色光源と三原色を含むカラーフィルタを用いた液晶表示素子に使用される液晶組成物の最適化を行った技術は開示されているものの、量子ドット等の発光用ナノ結晶を光源として用いた場合に液晶材料の信頼性を維持することについては開示されていない。

0010

特に、量子ドット等の発光用ナノ結晶を介在して白色光源を得た場合、発光用ナノ結晶の経時的劣化外部環境による発光用ナノ結晶の劣化が生じると、光源に用いる短波長可視光線紫外光等を含む高エネルギー光線が、発光用ナノ結晶に吸収されにくくなり、直接液晶層に長時間高エネルギー光線が照射されることになる。これにより、液晶層を構成する液晶材料が分解し易くなる等の問題が生じる。また、発光用ナノ結晶の局所的不存在などにより特定の領域(スポット)に高エネルギー光線が暴露される問題、または、発光用ナノ結晶を含むフィルムにより液晶パネルの面を覆う形態の場合、液晶パネルの外延周辺からの高エネルギー光線が漏れるため、高エネルギー光線が漏れた部分から液晶の劣化が生じるという問題がある。特にスポットや画面の端では部分的に劣化部分が生じやすく、部分的な劣化は全体的な劣化とは異なり、注目されやすい。

0011

そこで、本発明が解決しようとする課題は、発光用ナノ結晶の劣化や部分的な高エネルギー光線の照射スポットによる液晶層の劣化を抑制または防止するものである。

課題を解決するための手段

0012

本願発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の液晶化合物を含有する液晶組成物を含む液晶層と、発光用ナノ結晶を介した光源とを備えた素子を用いることで、前記課題を解決できることを見出し本願発明の完成に至った。

0013

すなわち、本発明は、第一の基板および第二の基板が対向して設けられる一対の基板と、 前記第一の基板と第二の基板と間に挟持された液晶層と、 前記第一の基板または第二の基板の少なくとも一方に設けられた画素電極と、 前記第一の基板または第二の基板の少なくとも一方に設けられた共通電極と、ブラックマトリックスおよび赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の三原色画素部から構成されるカラーフィルタと、紫外または可視光を発光する発光素子と、 前記発光素子からの入射光を赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の内少なくとも一色の光に変換して発光する発光用ナノ結晶を含有する光変換部と、を備え、 前記液晶層が一般式(i)

0014

0015

(式中、R1及びR2はそれぞれ独立して、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し、Aは1,4−フェニレン基又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表し、nは0又は1を表す。)で表される化合物を10〜50重量%含有する液晶組成物を含有することを特徴とする液晶表示素子によって上記課題を解決する。

発明の効果

0016

本発明は、発光用ナノ結晶の劣化や部分的な高エネルギー光線の照射スポットによる表示不良を低減した液晶表示素子を提供する。

0017

本発明は、色再現領域が広く、高速応答性を備えた液晶表示素子を提供する。

図面の簡単な説明

0018

本発明の液晶表示素子の実施形態を示す斜視図である。
本発明の液晶表示素子の他の実施形態を示す斜視図である。
図1のI−I線方向に液晶表示素子を切断した断面の模式図であり、本実施形態に用いられる液晶表示素子の構成を示すための一例の図である。
本発明に係る光変換部103の構成の一例を示す図である。
本発明に係る光変換部(特にバックライトユニット)の一例を示す模式図である。
本発明に係る好適なバックライトの他の一形態を示す図である。
図1のI−I線方向に液晶表示素子を切断した断面の模式図であり、本実施形態で用いられる液晶表示素子の構成を示すための一例の図である。
図1のI−I線方向に液晶表示素子を切断した断面の模式図であり、本実施形態で用いられる液晶表示素子の構成を示すための一例の図である。
図2のI−I線方向に液晶表示素子を切断した断面の模式図であり、本実施形態で用いられる液晶表示素子の構成を示すための一例の図である。
図2のI−I線方向に液晶表示素子を切断した断面の模式図であり、本実施形態で用いられる液晶表示素子の構成を示すための一例の図である。
本発明の液晶表示素子の画素部分等価回路で示した模式図である。
本発明の画素電極の形状の一例を示す模式図である。
本発明の画素電極の形状の一例を示す模式図である。
本発明のIPS型の液晶表示素子の電極構造を示す模式図である。
図12または図13におけるIII−III線方向に図1に示す液晶表示素子を切断した断面図の例の一つである。
図14におけるIII−III線方向にIPS型の液晶パネルを切断した断面図である。
図2における基板上に形成された薄膜トランジスタを含む電極層3のII線で囲まれた領域を拡大した平面図である。
図17におけるIII−III線方向に図2に示す液晶表示素子を切断した断面図である。
量子ドットの発光スペクトルを示す図である。

0019

本発明は、第一の基板および第二の基板が対向して設けられる一対の基板と、前記第一の基板と第二の基板と間に挟持された液晶層と、前記第一の基板または第二の基板の少なくとも一方に設けられた画素電極と、前記第一の基板または第二の基板の少なくとも一方に設けられた共通電極と、ブラックマトリックスおよび赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の三原色画素部から構成されるカラーフィルタと、紫外または可視光を発光する発光素子と、前記発光素子からの入射光を赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の内少なくとも一色の光に変換して発光する発光用ナノ結晶を含有する光変換部と、を備え、 前記液晶層が一般式(i):

0020

0021

(式中、R1及びR2はそれぞれ独立して、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し、Aは1,4−フェニレン基又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表し、nは0又は1を表す。)で表される化合物を10〜50重量%含有する液晶組成物を含有することを特徴とする液晶表示素子である。

0022

液晶表示素子が光変換部を備えることで色再現領域が従来の液晶表示素子より拡大され、かつ発光用ナノ結晶の劣化や部分的な高エネルギー光線の照射スポットによる表示不良を低減した液晶表示素子を提供する。

0023

本発明に係る好適な液晶表示素子について図を用いて以下に説明した後、液晶表示素子の各構成要素について説明する。

0024

図1は、本実施形態で用いられる液晶表示素子の一例の全体を示す斜視図であり、説明のために便宜上各構成要素を離間して記載している。

0025

本発明に係る液晶表示素子1000は、バックライトユニット100と、液晶パネル10とを備えている。当該バックライトユニット100は、発光素子Lを有する光源部101と、導光板(図示せず)を有する導光部102と、を有している。また、発光素子Lからの入射光を変換して発光する光変換部103は、光源部101または導光部102の一部として備えている。そのため、図1では便宜上、光変換部103を光源部101の一部に備えている場合として、光源部101(103)と示し、光変換部103を導光部102の一部に備えている場合として、導光部102(103)と示している(図2も同様)。

0026

また、図1、2では、発光素子Lを有する光源部101からの光および液晶パネル10からの光を矢印で表している。

0027

図1に示すように、バックライト100の一形態は、複数の発光素子Lを含む光源部101が導光部102の一側面に配置されており、図1では、複数の発光素子Lが、液晶パネル10の一側面側に一列に並べられている。複数の発光素子Lを含む光源部101を、液晶パネル10の一側面側(導光部102の一側面)だけでなく、必要により、液晶パネル10の他方の側面側(対向する両側面)に設けてもよく、また、導光部102の周囲を囲むように、複数の発光素子Lを含む光源部101が、該導光部102の3つ側面又は該導光部102の全周囲を囲むように、4つの側面に設けられていてもよい。なお、導光部102は必要に応じて導光板の代わりに光拡散板(図示せず)を備えてもよい。

0028

液晶パネル10は、一対の偏光板1,8の間に第一の基板2および第二の基板7が挟持され、さらに、対向に配置された第一の(透明絶縁)基板(透明基板とも称する)2と、第二の(透明絶縁)基板7との間に挟持された液晶組成物(または液晶層5)を有し、前記第一の(透明絶縁)基板2は、液晶層5側の面に電極層3が形成されている。また、液晶層5と、第一の(透明絶縁)基板2及び第二の(透明絶縁)基板7のそれぞれの間に、配向層4が設けられている。さらに、図1では、前記第二の基板7と配向層4との間にカラーフィルタ6が設けられている。

0029

なお、図1では、電極層3として画素電極(図示せず)と共通電極(図示せず)とが第一の基板2側に設けられているが、別の実施形態では、画素電極を第一の基板2に設け、共通電極を第二の基板7に設けてもよい。

0030

また、配向層4により電圧印加時に該液晶組成物中の液晶分子が記基板2,7に対して所定方向配向することができる。

0031

図1では、一対の偏光板1、8により前記第一の基板2および前記第二の基板7を挟持した形態を記載しているが、偏光板1,8を設ける位置はこの図に限定されない。さらに、図1では、前記第二の基板7と配向層4との間にカラーフィルタ6が設けられているが、本発明に係る液晶表示素子の他の実施形態としては、いわゆるカラーフィルタオンアレイ(COA)であってもよく、電極層3と液晶層5の間にカラーフィルタ6を設けても、または当該電極層3と第一の基板2との間にカラーフィルタを設けてもよい。また、必要により、オーバコート層(図示せず)を、カラーフィルタ層6を覆って設けることで、カラーフィルタ層に含まれる物質が液晶層へ流出することを防止してもよい。

0032

また、本明細書では説明のため便宜上、バックライトユニット側の基板上に形成されている層(図1では電極層3、配向層4)およびバックライトユニット側の基板(第一の基板2)を第一の表示基板SUB1と称し、前記バックライトユニット側の基板と対向する基板上に形成されている層(図1では、配向層4、カラーフィルター6)および前記バックライトユニット側の基板と対向する基板(第二の基板7)を第二の表示基板SUB2と称しており、実施形態によって、バックライトユニット側の基板上に形成されている層や前記バックライトユニット側の基板と対向する基板上に形成されている層を構成するものが異なる場合がある。例えば、図2で示す本発明に係る液晶表示素子の形態では、第二の表示基板SUB2における第二の基板側に設けられた層には、第二の電極層3’(例えば、共通電極)が設けられている。

0033

また、図1〜2では説明上、本発明の液晶表示素子の好適な実施形態として、液晶層5と第一の基板2との間および液晶層5と前記第二の基板7との間にそれぞれの第一の基板および第二の基板上に配向層4が液晶層5と当接するように形成された例を記載しているが、本発明の液晶表示素子は、第一の基板2または第二の基板7上の少なくとも一方に配向層4が形成されていればよい。例えば、液晶層5と第一の基板2との間に配向層4が前記第一の基板2上に液晶層5と当接するように形成されている場合、他方の液晶層5と第二の基板7との間には、配向膜を設けなくてもよい。

0034

すなわち、本発明に係る液晶パネル10は、第一の偏光板1と、第一の基板2と、電極層3と、配向層4と、液晶組成物を含む液晶層5と、配向層4と、カラーフィルタ6と、第二の基板7と、第二の偏光板8と、が順次積層された構成を含むことが好ましい。

0035

図1において、発光素子Lからの入射光を変換して発光する光変換部103が、光源部101内に設けられている場合、光源部101から発光される光は、光変換部103により変換された光を含むものであり、当該光源部101から発光される光が導光部102(例えば、導光板)を介して液晶パネル10の面内を透過する。

0036

他方、前記光変換部103が、導光部102内に設けられている場合は、発光素子Lから発光された光が光変換部103により変換された後、導光部102内の導光板を変換された光が通過して液晶パネル10の面内を透過しようとする、または発光素子Lから発光された光が導光部102内の導光板を通過した後、光変換部103により変換された光が液晶パネル10の面内を透過しようとする。

0037

この際、前記導光板の形状が、発光素子Lから発光された光が入射する側面から対向面に向かって厚さが次第に減少する側面を備えた平板体(側面がテーパー状の形態や楔状四角形板)であると、線光を面光に変換することができるため液晶パネル10内に光を入射しやすくなる。その他、公知の手段で発光素子Lから発光された線光を面光に変換してもよい。

0038

また、前記導光部102は、液晶パネル10と導光版との間に光拡散板を備えることが導光板からでた光を均一に散乱させることができる点から好ましい(後述に実施形態として記載する)。

0039

図2は、本実施形態で用いられる液晶表示素子の他の一例の全体を示す斜視図であり、説明のために便宜上各構成要素を離間して記載している。本発明に係る液晶表示素子は、平板状のバックライトユニット100と、液晶パネル10とを備えている。図1では、複数の発光素子Lが平板状の導光部102の一側面に配置されている形態であったが、図2の形態は、複数の発光素子Lが平板状の導光部102に対して平面状に配置されている形態である。本実施形態では、液晶パネル10に対して背面直下に光源部101を設けた直下型バックライト構造を採用している。この構造では、液晶パネル10の背面のほぼ全体に対してほぼ均等に発光素子Lが配列されている。

0040

この場合、発光素子Lからの光は面光であるため、前記導光板の形状は、図1とは異なりテーパー状にしなくてもよい。

0041

図2においても、前記導光部102は、液晶パネル10と導光版との間に光拡散板を備えることが好ましい(後述に実施形態として記載する)。

0042

図2における液晶パネル10は、第一の電極層3を備えた第一の基板2と、第二の電極層3’(例えば、共通電極)を具備した第二の基板7と、前記第一の基板2と第二の基板7との間に挟持された液晶組成物(または液晶層5)を有し、前記第一の基板2と前記液晶層5との間に前記液晶層5と当接するように設けられた配向層4と、前記第二の基板7と前記液晶層5との間に前記液晶層5と当接するように設けられた配向層4と、を備えている。また、前記第二の基板7と第二の電極層3’との間にカラーフィルタ6が設けられており、前記第一の基板2および前記第二の基板8は、一対の偏光板1、8により挟持されている。

0043

すなわち、本発明に係る液晶表示素子1000は、第一の偏光板1と、第二の基板20と、薄膜トランジスタを含む電極層(又は薄膜トランジスタ層とも称する)3と、光配向層4と、液晶組成物を含む層5と、光配向層4と、第二の電極層3’と、カラーフィルタ6と、第一の基板7と、第一の偏光板8と、が順次積層された構成である。

0044

本発明に係る光変換部は、第一の基板又は第二の基板の何れかで発光素子側の基板と前記発光素子との間に設けられることが好ましい。以下に本発明に係る液晶表示素子の好ましい実施形態および好ましいバックライトユニットを図3図10を用いて説明する。

0045

図3は、複数の発光素子Lが、液晶パネル10の一側面側に一列に並べられ、かつ、光変換部103を導光部102の一部に備えたバックライトユニットを持つ液晶表示素子において、図1のI−I線方向に液晶表示素子を切断した断面図であり、本実施形態で用いられる液晶表示素子の構成を示すための一例の図である。

0046

図3におけるバックライトユニット100は、液晶パネル10の外部の一側面側に取り付けられた発光素子Lを備えた光源部101と、前記光源部101と接続した導光部102によって構成されており、該導光部102は、光変換部103および導光板104とを備えている。ここで、光変換部103は、発光素子Lからの入射光を赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の内少なくとも一色の光に変換して発光する発光用ナノ結晶NCを含有する。そのため、本発明に係る液晶表示素子は、発光素子Lを備えた光源部101と、前記光源部101に接続された光変換部103および導光板104と、前記導光板104の一方の面上に、第一の偏光板1、第一の表示基板SUB1、液晶層5、第二の表示基板SUB2及び第二の偏光板8が順に積層された構造である。このように、本実施形態では、導光部102内の一部に前記光変換部103を有するものとなる。

0047

本発明に係る液晶表示素子および光変換部の好ましい形態の一例を、図3と併せて、図4図5および図6を用いて説明する。

0048

図4は、本発明に係る光変換部103の一例である。図4で示すように、本発明に係る光変換部103は、透明な長尺状の中空体充填容器111(図4では管状の充填容器111)の内部(前記中空体の中空部)に発光用ナノ結晶NCが収容(または充填)されている。必要により、発光用ナノ結晶NCの他に蛍光物質紫外線硬化性樹脂を収容(または充填)してもよい。また、図4では、充填容器111の長軸方向に対して垂直に切断した面の形状は、“0”型形状であるが断面の形状は、特に限定されることは無い。

0049

具体的な製造方法については後述で詳説するが、ガラス石英またはアクリルなどの透明な管状の充填容器111の一方の端の開口部を封止し、発光用ナノ結晶NC、例えば量子ドットと、紫外線硬化性の樹脂とを混練した混合物を、管体111の内部に注入し、紫外線を照射して樹脂を硬化させ、必要により前記管体の他方の開口部を封止することで、充填容器111内に発光用ナノ結晶NCを封止した光変換部103を形成することができる。

0050

図5は、本発明に係る光変換部(特にバックライトユニット)の一例であり、より詳細には、光源部101と、図4で示すような透明な長尺状の中空体の内部に発光用ナノ結晶NCを収容した部材(光変換部103)と、導光板104とを示す図である。ここで、図5の実施態様では、光変換部103と導光板104とにより導光部102を形成している。

0051

光源部101の発光素子Lは点光源であり、具体的に光源部101は、発光ダイオード105(LED)を含む発光素子Lにより構成されている。例えば、発光ダイオード105が、例えば、凹部容器113(図5には図示せず、図7を参照。)内に封止されると共に光源基板110に実装され、導光板104の光入射面(図5では、例えば左端の側面)に対向配置されている。また、図5で示すように、発光素子Lを含む光源部101と導光板104との間には、内部に発光用ナノ結晶NCが収容されている管体(光変換部103)が配置されている。

0052

光源部101において、光源基板110は長尺状の直方体の形状を有し、光源基板110の長手方向に発光素子Lが一列に並べられている(図1図5参照)。また、当該光源部101と接続された光変換部103は、光源基板110と同様に長尺状の中空体であり、当該透明な長尺状の中空体の内部に発光用ナノ結晶NCが収容された構成である。さらに、導光板104は、当該光変換部103と接続されているため、光源部101からの光は、光変換部103で赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の内少なくとも一色の光に変換され、導光板104へ導かれ液晶パネル10内へ入射する。なお、ここで前記導光板104と第一の偏光板1との間には光拡散板を設けてもよい。これにより導光板104を通過する光を散乱させて面光として、液晶パネル10、例えば第一の偏光板1に光を供給する(図3図5参照)。従って、この場合、導光部102は、光変換部103、導光板104、及び光拡散版により構成されることとなる。

0053

本発明に係る発光素子L(または発光ダイオード105)は、波長領域については光変換部に含まれる発光用ナノ結晶に吸収される波長領域であれば特に制限されることはないが、青色領域主発光ピークを有することが好ましい。例えば、420nm以上480nm以下の波長領域に主発光ピークを有する発光ダイオード(420nm以上480nm以下の波長領域に主発光ピークを有する青色発光ダイオードなど)を好適に使用できる。当該青色領域に主発光ピークを有する発光ダイオードは、公知のものを使用することができる。青色領域に主発光ピークを有する発光ダイオードとしては、例えば、サファイア基板の上に形成されるAlNからなるシード層と、シード層上に形成される下地層と、GaNを主体とする積層半導体層とを少なくとも備えたものなどが例示として挙げられる。また、積層半導体層は、基板(例えば、図5などの光源基板110側から下地層、n型半導体層、発光層およびp型半導体層の順に積層されて構成されたものが挙げられる。

0054

紫外線の光源としては、例えば、低圧水銀灯中圧水銀灯高圧水銀灯超高圧水銀灯カーボンアーク灯無電極ランプメタルハライドランプキセノンアークランプ、LED等が挙げられるが、本発明に係る発光素子Lは、上記の420nm以上480nm以下の波長領域に主発光ピークを有するLED以外として、紫外光を発生するLEDが好ましい。

0055

なお、本明細書において、420〜480nmの波長帯域発光中心波長を有する光を青色光と称し、500〜560nmの波長帯域に発光中心波長を有する光を緑色光と称し、605〜665nmの波長帯域に発光中心波長を有する光を赤色光と称する。また、本明細書の紫外光とは、300nm以上420nm未満の波長帯域に発光中心波長を有する光をいう。さらに本明細書において、「半値幅」とは、ピーク高さ1/2でのピークの幅のことを言う。

0056

前記光変換部103は、発光素子Lからの光を波長変換するものであり、発光素子Lからの光の波長変換する発光用ナノ結晶NCを含む。発光用ナノ結晶は、離散的エネルギー準位を有し、ナノ結晶の一次粒子の粒子径を変えることによって発光波長を自由に選択可能である。そのため、従来の白色LEDおよび蛍光物質を組み合わせた発光装置より、色再現領域が拡大される。

0057

前記光変換部103は、透明な中空状の管体と、当該中空状管体の中空部に発光ダイオード105が発する光を吸収してより長波長の光を発する一種類以上、好ましくは2種以上の発光用ナノ結晶NCと、当該発光用ナノ結晶NCを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂とを含むことが好ましい(図4図5参照)。この場合において、発光用ナノ結晶NCは、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して青色光を発する青色発光用ナノ結晶NC、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶NCおよび発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCからなる群から選択される少なくとも1種の発光用ナノ結晶NCを含んでいることが好ましく、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して青色光を発する青色発光用ナノ結晶NC、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶NCおよび発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCからなる群から選択される2種の発光用ナノ結晶NCを含んでいることがより好ましく、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶NCと、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCとを含んでいることが特に好ましい。

0058

これにより、光変換部を介して得られた赤色光および緑色光のスペクトルは、半値幅が狭く、急峻なピークを有している。そのため、赤色光および緑色光の色純度が高くなり、発光ダイオード105が発する青色光と、緑色発光用ナノ結晶NCに含まれる緑色蛍光体が発する緑色光と、同じく赤色発光用ナノ結晶NCに含まれる赤色蛍光体が発する赤色光とによって、青、緑、赤の3原色が揃い、これらの合成光色域が広くなるため、従来の白色LEDおよび蛍光物質を組み合わせた発光装置より、色再現領域が拡大される。

0059

また、必要により、本発明に係る光変換部103は、発光用ナノ結晶NCおよび当該発光用ナノ結晶NCを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂以外に、例えば蛍光物質を含んでも良い。具体的には、光源101は、450nmにピークを持つ青色光を含む光が好ましく、青色光源がより好ましい。光変換部103は、光源部101からの青色光を赤色光または緑色光に波長変換する蛍光物質を必要により含むことが好ましい。これにより、バックライトユニットは、光変換部103により波長変換された赤色光および緑色光を合成することによりさまざまな色調の光を生成することが可能となる。

0060

図6は、本発明に係る好適なバックライトの他の一形態を示す図であり、より詳細には、図5のバックライトユニットの変形例である。

0061

発光ダイオード105が、例えば、凹部容器113(図6には図示せず、図7を参照。)内に封止されると共に光源基板110に実装され、導光板104の光入射面(図6では、例えば左端の側面)に対向配置されている。また、図6で示すように、発光素子Lと導光板104との間に、固定部材112a,112bを介することにより内部に発光用ナノ結晶NCが収容されている管体111(光変換部103)が光源部101と接続される。

0062

これにより、本発明に係る液晶表示素子は、発光用ナノ結晶NCを含有する光変換部103が発光素子Lからの光を液晶パネルに供給するまでの光路において設けられているため、前記光変換部103により発光素子Lからの入射光を赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の内少なくとも一色の光に変換した光を放出することができる。

0063

図7(a)は、複数の発光素子Lが、液晶パネル10の一側面側に一列に並べられ、かつ、光源部101の一部に光変換部103を備えたバックライトユニットを持つ液晶表示素子において、図1のI−I線方向に図1に示す液晶表示素子を切断した断面図である。ここで、光源部101に液晶パネル10の外部の一側面に取り付けられた光変換部103と発光素子Lとが設けられている。そのため、図7における本発明の好適なバックライトユニット100は、光変換部103を備えた発光素子Lを含む光源部101と、導光板104と、必要により光拡散板(図示せず)を含む導光部(図示せず)とから構成される。そのため、本実施形態では、光変換部103は光源部101に含まれる。光拡散板(図示せず)を必要により導光板104と液晶パネル10(例えば偏光板1)との間に導光板104と当接するように設けてもよい。

0064

また、発光素子Lは、光変換部103としての発光用ナノ結晶NC(例えば量子ドット)および樹脂(図示せず)を含む光変換部材103と、発光ダイオード105とを必須の構成要素としていることが好ましい。換言すると、発光ダイオード105を光変換部103が覆っている形態の発光素子Lである。

0065

そのため、本実施態様に係る液晶表示素子は、発光ダイオード105および光変換部103を備えた発光素子Lを有する光源部101と、導光板104を備えた光導光部102と、前記導光板104の一方の面上に、第一の偏光板1、第一の表示基板SUB1、液晶層5、第二の表示基板SUB2及び第二の偏光板8が順に積層された構造である。また、当該液晶表示素子において、光変換部103を備えた発光素子Lを有する光源部101と、導光板104を含む導光部とは接続されており、前記光源部101は、液晶パネル10の外部の一側面に取り付けられている。

0066

また、発光素子Lは、発光ダイオード105(LED)により構成されており、点光源である。より詳細には、発光ダイオード105を光変換部103が覆っている形態である。発光素子Lの一例として図7(b)の拡大部分を用いて説明すると、上部側に凹部が形成された発光体収納する凹部容器113(透明充填容器)と、当該容器と一体化した光源基板110(リードフレームを含むアノード用リード部(図示せず)およびカソード用リード部(図示せず))と、前記凹部の底面に取り付けられた発光ダイオード105と、凹部を覆うように設けられた発光用ナノ結晶NCを含む樹脂層とを備えている。

0067

発光ダイオード105は、凹部の底面に露出するカソード用リード部上に接着、固定されている。また、当該発光ダイオード105は、n型電極およびp型電極を有しており、ボンディングワイヤを介して、p型電極がアノード用リード部に接続され、n型電極がカソード用リード部に接続されている。なお、本実施形態で用いた光源部101では、発光ダイオード105が、底面のほぼ中央部に取り付けられているが、特に制限されることは無い。また、光源基板110(アノード用リード部およびカソード用リード部、換言するとリードフレーム)は、金属板であり、表面に銀メッキ層が形成された銅合金等の金属導体であるため、透明充填容器の凹部の底面は、金属導体であるアノード用リード部の一部(導体部)およびカソード用リード部の一部(導体部)の銀メッキ層が露出している。

0068

本発明に係る発光ダイオード105は、波長領域について特に制限されることはないが、青色領域に主発光ピークを有することが好ましい。例えば、420nm以上480nm以下の波長領域に主発光ピークを有する発光ダイオード105を好適に使用できる。

0069

当該青色領域に主発光ピークを有する発光ダイオード105は、公知のものを使用することができる。青色領域に主発光ピークを有する発光ダイオード105としては、例えば、サファイア基板の上に形成されるAlNからなるシード層と、シード層上に形成される下地層と、GaNを主体とする積層半導体層とを少なくとも備えたものなどが例示として挙げられる。また、積層半導体層は、基板(例えば、図5などの光源基板110側から下地層、n型半導体層、発光層およびp型半導体層の順に積層されて構成されたものが挙げられる。

0070

光変換部103としては、発光ダイオード105が発する光を吸収してより長波長の光を発する一種類以上、好ましくは2種以上の発光用ナノ結晶NCと、発光用ナノ結晶NCを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂とから構成されている。この場合において、発光用ナノ結晶NCは、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して青色光を発する青色発光用ナノ結晶NC、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶NCおよび発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCからなる群から選択される少なくとも1種の発光用ナノ結晶NCを含んでいることが好ましく、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して青色光を発する青色発光用ナノ結晶NC、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶NCおよび発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCからなる群から選択される2種の発光用ナノ結晶NCを含んでいることがより好ましく、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶NCと、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCとを含んでいることが特に好ましい。なお、赤色発光用ナノ結晶NCは、緑色発光用ナノ結晶NCが発する光でも励起されるので、緑および赤の発光用ナノ結晶NCの比率により、光源部101から出力される光の色度動きは非常に複雑に変化する。このような色度の調節には、発光ダイオード105の発光波長と、緑および赤の発光用ナノ結晶NCの比率と、光変換部103における発光用ナノ結晶NCの含有量と、光変換部103から光が出射される光射出面の形状とが関係する。

0071

発光ダイオード105が発する青色光と、緑色発光用ナノ結晶NCに含まれる緑色蛍光体が発する緑色光と、同じく赤色発光用ナノ結晶NCに含まれる赤色蛍光体が発する赤色光とによって、青、緑、赤の3原色が揃う。このため、光変換部103の光射出面からは、白色光が出射される。液晶表示素子のバックライトとしてこの白色光を使った色再現範囲は、発光ダイオード105の主発光ピークの波長および半値幅と、発光用ナノ結晶NCの発光ピークの波長および半値幅とに依存する。

0072

図8は、複数の発光素子Lが液晶パネル10の一側面側に一列に並べられ、かつ、シート状の光変換部103を導光部102の一部に備えたバックライトユニットを持つ液晶表示素子において、図1のI−I線方向に液晶表示素子を切断した断面図である。

0073

図8に示すように、本実施形態の液晶表示素子は、導光板104および当該導光板104の一方の面上に形成された発光用ナノ結晶NCを含む光変換部103を備えた導光部102と、第一の偏光板1と、第一の表示基板SUB1と、液晶層5と、第二の表示基板SUB2と、第二の偏光板8とが順に積層され、前記導光板104の一側面側に光源部101が取り付けられた構造である。そのため、本実施形態では、光変換部103は導光部102に含まれる。また、必要により、光拡散板を光導光板104と液晶パネル10(例えば偏光板1)との間に導光板104と当接するように設けてもよい。

0074

さらに、発光素子Lを有する光源部101は、導光板104と接続されている。

0075

図8で示すように、発光用ナノ結晶NCを含む光変換部103は、シート状であり、この構造では、液晶パネル10の背面のほぼ全体に対して当接するように光変換部103が配置されている。また、当該発光用ナノ結晶NCを含む光変換部103は、コロイド状の発光用ナノ結晶をフィルム中に分散させ、それを保護フィルムで挟み込んだ構造となっている。また、光変換部103としては、発光ダイオード105が発する光を吸収してより長波長の光を発する一種類以上、好ましくは2種以上の発光用ナノ結晶NCと、発光用ナノ結晶NCを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂とから構成されている。この場合において、本発明に係る発光ダイオード105は、他の実施形態と同様に、波長領域について特に制限されることはないが、青色領域に主発光ピークを有することが好ましい。例えば、420nm以上480nm以下の波長領域に主発光ピークを有する発光ダイオード105を好適に使用できる。

0076

発光用ナノ結晶NCは、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して青色光を発する青色発光用ナノ結晶NC、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶NCおよび発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCからなる群から選択される少なくとも1種の発光用ナノ結晶NCを含んでいることが好ましく、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して青色光を発する青色発光用ナノ結晶NC、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶NCおよび発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCからなる群から選択される2種の発光用ナノ結晶NCを含んでいることがより好ましく、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶NCと、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCとを含んでいることが特に好ましい。

0077

図8に示すように、発光素子Lから導光板104を通過した面状の青色光が、発光用ナノ結晶NCを含む光変換部103において、緑色発光用ナノ結晶NCで緑色の光に変換され、赤色発光用ナノ結晶NCで赤色の光に変換され、青色の光はそのまま透過されることが好ましい。そのため、本発明に係る液晶表示素子は、赤色、緑色および青色の鋭いピークを持った面状光源になることにより色再現領域が拡大して、画像に鮮やかな色彩を与えることができる。

0078

図9は、複数の発光素子Lが液晶パネルに対して背面直下に平面状に配置された平板状のバックライトユニット100を持ち、かつ、シート状の光変換部103を導光部102の一部に備えたバックライトユニットを持つ液晶表示素子において、図2のI−I線方向に液晶表示素子を切断した断面図の一例である。

0079

本実施態様におけるバックライトユニット100は、複数の発光素子Lが光拡散板106(または液晶パネル10)に対して平面状に配置された光源部101と、当該光拡散板106および当該光拡散板106と当接するように設けられた発光用ナノ結晶NCを含む光変換部103を含む導光部102とを含む形態である。そのため、本実施形態では、光変換部103は導光部102に含む。本実施態様における液晶表示素子は、複数の発光素子Lが平面状に配列された光源部101上に光拡散板106を備え、当該光拡散板106上に、図8で示した光変換部103と同様のシート状の発光用ナノ結晶NCを含む光変換部103が設けられたバックライトユニット100を有する。そのため、本実施態様における液晶表示素子は、複数の発光素子Lが平面状に配列された光源部101、光拡散板106および光拡散板106上に設けられた発光用ナノ結晶NCを含む光変換部103を備えた導光部102、第一の偏光板1、第一の表示基板SUB1、液晶層5、第二の表示基板SUB2及び第二の偏光板8が順に積層された構造である。

0080

光拡散板106は、発光素子Lからでた光を均一に散乱させる役割を備えている。

0081

図9で示すように、発光用ナノ結晶NCを含む光変換部103は、シート状であり、この構造は、図8と同様に液晶パネル10の背面のほぼ全体に対して当接するように光変換部103が配置されている。

0082

本実施形態における光変換部103としては、発光ダイオード105が発する光を吸収してより長波長の光を発する一種類以上、好ましくは2種以上の発光用ナノ結晶NCと、発光用ナノ結晶NCを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂とから構成されている。この場合において、本発明に係る発光ダイオード105は、他の実施形態と同様に、波長領域について特に制限されることはないが、青色領域に主発光ピークを有することが好ましい。例えば、420nm以上480nm以下の波長領域に主発光ピークを有する発光ダイオード105を好適に使用できる。

0083

発光用ナノ結晶NCは、発光ダイオード105が発する光(例えば青色光)を吸収して青色光を発する青色発光用ナノ結晶NC、発光ダイオード105が発する(例えば青色光)を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶NCおよび発光ダイオード105が発する光(例えば青色光)を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCからなる群から選択される少なくとも1種の発光用ナノ結晶NCを含んでいることが好ましく、発光ダイオード105が発する光(例えば青色光)を吸収して青色光を発する青色発光用ナノ結晶NC、発光ダイオード105が発する光(例えば青色光)を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶NCおよび発光ダイオード105が発する光(例えば青色光)を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCからなる群から選択される2種の発光用ナノ結晶NCを含んでいることがより好ましく、発光ダイオード105が発する光(例えば青色光)を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶NCと、発光ダイオード105が発する光(例えば青色光)を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCとを含んでいることが特に好ましい。

0084

図9に示すように、複数の発光素子Lから光拡散板106で拡散された面状の光(例えば青色光)が、発光用ナノ結晶NCを含むシート状の光変換部103において、緑色発光用ナノ結晶NCで緑色の光に変換され、赤色発光用ナノ結晶NCで赤色の光に変換され、光(例えば青色光)はそのまま透過される。そのため、本発明に係る液晶表示素子は、赤色、緑色および青色の鋭いピークを持った面状光源になることにより色再現領域が拡大して、画像に鮮やかな色彩を与えることができる。

0085

図10は、複数の発光素子Lが液晶パネルに対して背面直下に平面状に配置された平板状のバックライトユニット100を持ち、かつ、光源部101の一部に光変換部103を備えたバックライトユニットを持つ液晶表示素子において、図2のI−I線方向に図1に示す液晶表示素子を切断した断面図の他の一例である。

0086

本実施態様におけるバックライトユニット100は、発光用ナノ結晶NCを含む光変換部103を有する発光素子Lが、光拡散板106(または液晶パネル10)に対して平面状に配置された光源部101と、当該光拡散板106を含む導光部102とを備えた形態である。そのため、本実施形態では、光変換部103は光源部101に含まれる。本実施態様における液晶表示素子は、発光用ナノ結晶NCを含む光変換部103を備えた発光素子Lを複数有し、かつ当該複数の発光素子Lが、平面状に配列された光源部101と、前記光源部101上に光拡散板106と、を備えたバックライトユニット100を有する。また、発光用ナノ結晶NCを含む光変換部103を有する発光素子Lは、図7で示した発光素子Lと同様の構造であり、すなわち光変換部103として発光用ナノ結晶NC、例えば量子ドットと樹脂とを含む光変換部材および発光ダイオード105から構成されている。

0087

そのため、本発明に係る液晶表示素子は、発光用ナノ結晶NCを含む光変換部103を備えた発光素子Lを複数有し、かつ当該複数の発光素子Lが平面状に配列された光源部101と、光拡散板106を備えた導光部102と、第一の偏光板1と、第一の表示基板SUB1と、液晶層5と、第二の表示基板SUB2と、第二の偏光板8と、が順に積層された構造である。

0088

本実施態様における発光ダイオード105は、図7で示した実施形態と同様に、波長領域について特に制限されることはないが、青色領域に主発光ピークを有することが好ましい。例えば、420nm以上480nm以下の波長領域に主発光ピークを有する発光ダイオード105を好適に使用できる。

0089

光変換部103としては、発光ダイオード105が発する光を吸収してより長波長の光を発する一種類以上、好ましくは2種以上の発光用ナノ結晶NCと、発光用ナノ結晶NCを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂とから構成されている。この場合において、発光用ナノ結晶NCは、発光ダイオード105が発する光(例えば青色光)を吸収して青色光を発する青色発光用ナノ結晶NC、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶NCおよび発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCからなる群から選択される少なくとも1種の発光用ナノ結晶NCを含んでいることが好ましく、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して青色光を発する青色発光用ナノ結晶NC、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶NCおよび発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCからなる群から選択される2種の発光用ナノ結晶NCを含んでいることがより好ましく、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶NCと、発光ダイオード105が発する光(例えば、青色光)を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCとを含んでいることが特に好ましい。なお、赤色発光用ナノ結晶NCは、緑色発光用ナノ結晶NCが発する光でも励起されるので、緑および赤の発光用ナノ結晶NCの比率により、光源部101から出力される光の色度の動きは非常に複雑に変化する。このような色度の調節には、発光ダイオード105の発光波長と、緑および赤の発光用ナノ結晶NCの比率と、光変換部103における発光用ナノ結晶NCの含有量と、光変換部103から光が出射される光射出面の形状とが関係する。

0090

発光ダイオード105が発する青色光と、緑色発光用ナノ結晶NCに含まれる緑色蛍光体が発する緑色光と、同じく赤色発光用ナノ結晶NCに含まれる赤色蛍光体が発する赤色光とによって、青、緑、赤の3原色が揃う。このため、光変換部103の光射出面からは、白色光が出射される。液晶表示素子のバックライトとしてこの白色光を使った色再現範囲は、発光ダイオード105の主発光ピークの波長および半値幅と、発光用ナノ結晶NCの発光ピークの波長および半値幅とに依存する。

0091

「液晶パネル」 上述した通り、バックライトユニット側の基板上に形成されている層(図1では電極層3、配向層4)およびバックライトユニット側の基板(第一の基板2)を第一の表示基板SUB1と称し、前記バックライトユニット側の基板と対向する基板上に形成されている層(図1では、配向層4、カラーフィルター6)および前記バックライトユニット側の基板と対向する基板(第二の基板7)を第二の表示基板SUB2と称しており、実施形態によって、バックライトユニット側の基板上に形成されている層や前記バックライトユニット側の基板と対向する基板上に形成されている層を構成するものが異なる場合がある。以下に、本発明に係る液晶表示素子における好ましい第一の表示基板SUB1(バックライトユニット側の基板上に形成されている層およびバックライトユニット側の基板(第一の基板2))および第二の表示基板SUB2(バックライトユニット側の基板と対向する基板上に形成されている層および前記バックライトユニット側の基板と対向する基板(第二の基板7))の実施形態、すなわち液晶表示素子の電極構造について説明する。

0092

液晶パネル10の好ましい実施形態を、図11〜18を用いて説明する。図11は、液晶表示部の電極層3の構造図の模式図を表し、より詳細には図11は、画素部分を等価回路で示した模式図であり、図12および13は画素電極の形状の一例を示す模式図である。また、図12図13は、本実施形態の一例として、FFS型の液晶表示素子の電極構造を示す模式図である。また、図14は、本実施形態の一例として、IPS型の液晶表示素子の電極構造を示す模式図である。さらに、図17は、本実施形態の一例として、VA型の液晶表示素子の電極構造を示す模式図である。図1図2に示すように、液晶パネル10に対して背面側から照明する照明手段として上記バックライトユニットを設けることで液晶表示素子として駆動する。

0093

当該図11において、本発明に係る電極層3は、共通電極および複数の画素電極を備えている。画素電極は、絶縁層(例えば、窒化シリコン(SiN)など)を介して共通電極上に配置されている。画素電極は表示画素毎に配置され、スリット状の開口部が形成されている。共通電極と画素電極とは、例えばITO(Indium Tin Oxide)によって形成された透明電極であり、電極層3は、表示部において、複数の表示画素が配列する行に沿って延びるゲートバスラインBL(GBL1、GBL2・・・GBLm)と、複数の表示画素が配列する列に沿って延びるソースバスラインSBL(SBL1、SBL2・・・SBLm)と、ゲートバスラインとソースバスラインとが交差する位置近傍画素スイッチとして薄膜トランジスタを備えている。また、当該薄膜トランジスタのゲート電極は対応するゲートバスラインGBLと電気的に接続されており、当該薄膜トランジスタのソース電極は対応する信号線SBLと電気的に接続されている。さらに、薄膜トランジスタのドレイン電極は、対応する画素電極と電気的に接続されている。

0094

電極層3は、複数の表示画素を駆動する駆動手段として、ゲートドライバソースドライバとを備えており、前記ゲートドライバおよび前記ソースドライバは、液晶表示部の周囲に配置されている。また、複数のゲートバスラインはゲートドライバの出力端子と電気的に接続され、複数のソースバスラインはソースドライバの出力端子と電気的に接続されている。

0095

ゲートドライバは複数のゲートバスラインにオン電圧を順次印加して、選択されたゲートバスラインに電気的に接続された薄膜トランジスタのゲート電極にオン電圧を供給する。ゲート電極にオン電圧が供給された薄膜トランジスタのソースドレイン電極間導通する。ソースドライバは、複数のソースバスラインのそれぞれに対応する出力信号を供給する。ソースバスラインに供給された信号は、ソース−ドレイン電極間が導通した薄膜トランジスタを介して対応する画素電極に印加される。ゲートドライバおよびソースドライバは、液晶表示素子の外部に配置された表示処理部(制御回路とも称する)により動作を制御される。

0096

本発明に係る表示処理部は、通常駆動のほかに駆動電力低減のために低周波駆動の機能と間欠駆動の機能とを備えてもよく、TFT液晶パネルのゲートバスラインを駆動するためのLSIであるゲートドライバの動作およびTFT液晶パネルのソースバスラインを駆動するためのLSIであるソースドライバの動作を制御するものである。また、共通電極に共通電圧VCOMを供給し、バックライトの動作も制御している。例えば、本発明に係る表示処理部は、表示画面全体を複数の区画に分けて、それぞれの区画に映す画像の明るさに合わせてバックライトの光の強度を調整するローカルディミング手段を有してもよい。

0097

図12は、画素電極の形状の一例として櫛形の画素電極を示した図であり、図1における基板2上に形成された電極層3のII線で囲まれた領域を拡大した平面図である。図12に示すように、第1の基板2の表面に形成されている薄膜トランジスタを含む電極層3は、走査信号を供給するための複数のゲートバスライン26と表示信号を供給するための複数のソースバスライン25とが、互いに交差してマトリクス状に配置されている。当該複数のゲートバスライン26と当該複数のソースバスライン25とにより囲まれた領域により、液晶表示装置の単位画素が形成され、該単位画素内には、画素電極21及び共通電極22が形成されている。ゲートバスライン26とソースバスライン25が互いに交差している交差部近傍には、ソース電極27、ドレイン電極24およびゲート電極28を含む薄膜トランジスタが設けられている。この薄膜トランジスタは、画素電極21に表示信号を供給するスイッチ素子として、画素電極21と連結している。また、ゲートバスライン26と並行して、共通ライン29が設けられる。この共通ライン29は、共通電極22に共通信号を供給するために、共通電極22と連結している。

0098

画素電極21の背面には絶縁層18(図示せず)を介して共通電極22が一面に形成されている。そして、隣接する共通電極と画素電極との最短離間距離は配向層同士の最短離間距離(セルギャップ)より短い。前記画素電極の表面には保護絶縁膜及び配向膜層によって被覆されていることが好ましい。なお、前記複数のゲートバスライン26と複数のソースバスライン25とに囲まれた領域にはソースバスライン25を介して供給される表示信号を保存するストレイジキャパシタ23を設けてもよい。

0099

また、図13は、図12の変形例であり、画素電極の形状の一例としてスリット状の画素電極を示した図である。当該図13に示す画素電極21は、略長方形の平板体の電極を、当該平板体の中央部および両端部が三角形状の切欠き部でくり抜かれ、その他の部分は略矩形枠状の切欠き部でくり抜かれた形状である。なお、切欠き部の形状は特に制限されるものではなく、楕円円形長方形状菱形、三角形、または平行四辺形など公知の形状の切欠き部を使用できる。

0100

なお、図12および図13には、一画素における一対のゲートバスライン26及び一対のソースバスライン25のみが示されている。

0101

図15は、図12または図13におけるIII−III線方向に図1に示す液晶表示素子を切断した断面図の例の一つである。配向層4および薄膜トランジスタを含む電極層3が表面に形成された第1の基板2と、配向層4が表面に形成された第2の基板7とが所定の間隔Gで配向層同士向かい合うよう離間しており、この空間に液晶組成物を含む液晶層5が充填されている。第1の基板2の表面の一部にゲート絶縁膜12、共通電極22、パッシベーション膜18、平坦膜33、共通電極22、絶縁膜35、画素電極21および配向層4の順で積層されている。図15では、パッシベーション膜18と平坦膜33との2層を別々に設けた例を記載しているが、パッシベーション膜18と平坦膜33との機能を併せ持つ平坦化膜を一層設けてもよい。

0102

薄膜トランジスタの構造の好適な一態様は、例えば、図15で示すように、基板2表面に形成されたゲート電極11と、当該ゲート電極11を覆い、且つ前記基板2の略全面を覆うように設けられたゲート絶縁層12と、前記ゲート電極11と対向するよう前記ゲート絶縁層12の表面に形成された半導体層13と、前記半導体層13の表面の一部を覆うように設けられた保護膜14と、前記保護層14および前記半導体層13の一方の側端部を覆い、かつ前記基板2表面に形成された前記ゲート絶縁層12と接触するように設けられたドレイン電極16と、前記保護膜14および前記半導体層13の他方の側端部を覆い、かつ前記基板2表面に形成された前記ゲート絶縁層12と接触するように設けられたソース電極17と、前記ドレイン電極16および前記ソース電極17を覆うように設けられた絶縁保護層18と、を有している。ゲート電極11の表面にゲート電極との段差を無くす等の理由により陽極酸化被膜(図示せず)を形成してもよい。

0103

図3及び図4に示す実施の形態では、共通電極22はゲート絶縁層12上のほぼ全面に形成された平板状の電極であり、一方、画素電極21は共通電極22を覆う絶縁保護層18上に形成された櫛形の電極である。すなわち、共通電極22は画素電極21よりも第1の基板2に近い位置に配置され、これらの電極は絶縁保護層18を介して互いに重なりあって配置される。画素電極21と共通電極22は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、IZTO(Indium Zinc Tin Oxide)等の透明導電性材料により形成される。画素電極21と共通電極22が透明導電性材料により形成されるため、単位画素面積で開口される面積が大きくなり、開口率及び透過率が増加する。

0104

また、画素電極21と共通電極22とは、これらの電極間フリンジ電界を形成するために、画素電極21と共通電極22との間の電極間距離最小離間距離とも称する)Rが、第1の基板2と第2の基板7との間の液晶層5の厚さGより小さくなるように形成される。ここで、電極間距離Rは各電極間の基板に水平方向の距離を表す。図12では、平板状の共通電極22と櫛形の画素電極21とが重なり合っているため、最小離間距離(または電極間距離):R=0となる例が示されており、最小離間距離Rが第1の基板2と第2の基板7との間の液晶層の厚さ(セルギャップとも称される):Gよりも小さくなるため、フリンジ電界Eが形成される。したがって、FFS型の液晶表示素子は、画素電極21の櫛形を形成するラインに対して垂直な方向に形成される水平方向の電界と、放物線状の電界を利用することができる。画素電極21の状部分電極幅:l、及び、画素電極21の櫛状部分の間隙の幅:mは、発生する電界により液晶層5内の液晶分子が全て駆動され得る程度の幅に形成することが好ましい。また、画素電極と共通電極との最小離間距離Rは、ゲート絶縁膜12の(平均)膜厚として調整することができる。

0105

本発明に係る液晶表示素子の液晶パネルのFFS型の変形例であるIPS型の液晶表示素子の例を図14および図16を用いて説明する。IPS型の液晶表示素子の液晶パネル10の構成は、上記図1のFFS型と同様に片側の基板上に電極層3(共通電極と画素電極とTFTを含む)が設けられた構造であり、第1の偏光板1と、第1の基板2と、電極層3と、配向層4と、液晶組成物を含む液晶層5と、配向層4と、カラーフィルタ6と、第2の基板7と、第2の偏光板8と、が順次積層された構成である。

0106

図13は、IPS型の液晶表示部における図1の第1の基板2上に形成された電極層3のII線で囲まれた領域の一部を拡大した平面図である。図13に示すように、走査信号を供給するための複数のゲートバスライン26と表示信号を供給するための複数のソースバスライン25とにより囲まれた領域内(単位画素内)で、櫛歯形の第1の電極(例えば、画素電極)21と櫛歯型の第2の電極(例えば、共通電極)22とが互いに遊嵌した状態(両電極が一定距離を保った状態で離間して噛合した状態)で設けられている。該単位画素内には、ゲートバスライン26とソースバスライン25が互いに交差している交差部近傍には、ソース電極27、ドレイン電極24およびゲート電極28を含む薄膜トランジスタが設けられている。この薄膜トランジスタは、第1の電極21に表示信号を供給するスイッチ素子として、第1の電極21と連結している。また、ゲートバスライン26と並行して、共通ライン(Vcom)29が設けられる。この共通ライン29は、第2の電極22に共通信号を供給するために、第2の電極22と連結している。

0107

図16は、図13におけるIII−III線方向にIPS型の液晶パネルを切断した断面図である。第1の基板2上には、ゲートバスライン26(図示せず)を覆い、且つ第1の基板2の略全面を覆うように設けられたゲート絶縁層32と、ゲート絶縁層32の表面に形成された絶縁保護層31とが設けられ、絶縁保護膜31上に、第1の電極(画素電極)21及び第2の電極(共通電極)22が離間して設けられる。絶縁保護層31は、絶縁機能を有する層であり、窒化ケイ素二酸化ケイ素ケイ素酸窒化膜等で形成される。

0108

図14及び図16に示すような実施の形態では、第1の電極21及び第2の電極22は、絶縁保護層31上に、すなわち同一の層上に形成された櫛形の電極であり、互いに離間して噛合した状態で設けられている。IPS型の液晶表示部では、第1の電極21と第2の電極22との間の電極間距離Gと、第1の基板2と第2の基板7との間の液晶層の厚さ(セルギャップ):Hは、G≧Hの関係を満たす。電極間距離:Gとは、第1の電極21と第2の電極22との間の、基板に水平方向の最短距離を表し、図13及び図16で示す例においては、第1の電極21と第2の電極22とが遊嵌して交互に形成されたラインに対して、垂直方向の距離を表す。第1の基板2と第2の基板7との距離:Hとは、第1の基板2と第2の基板7との間の液晶層の厚さを表し、具体的には、第1の基板2及び第2の基板7のそれぞれに設けられた配向層4(最表面)間の距離(すなわちセルギャップ)、液晶層の厚みを表す。

0109

一方、先述のFFS型の液晶表示部では、第1の基板2と第二の基板7との間の液晶層の厚さが、第1の電極21と第2の電極22との間の、基板に水平方向の最短距離未満であり、IPS型の液晶表示部は、第1の基板2と第二の基板7との間の液晶層の厚さが、第1の電極21と第2の電極22との間の、基板に水平方向の最短距離以上である。したがって、IPSとFFSの違いは、第1の電極21及び第2の電極22の厚み方向の位置関係に依存しない。

0110

IPS型の液晶表示素子は、第1の電極21及び第2の電極22間に形成される基板面に対して水平方向の電界を利用して液晶分子を駆動させる。第1の電極21の電極幅:Q、及び第2の電極22の電極幅:Rは、発生する電界により液晶層5内の液晶分子が全て駆動され得る程度の幅に形成することが好ましい。

0111

本発明の好ましい液晶パネルの他の実施形態は、垂直配向型の液晶表示素子である。図17は、当該図2における基板上に形成された薄膜トランジスタを含む電極層3(または薄膜トランジスタ層3とも称する。)のII線で囲まれた領域を拡大した平面図である。図18は、図17におけるIII−III線方向に図2に示す液晶表示素子を切断した断面図である。以下、図2および図17〜18を参照して、本発明に係る垂直配向型の液晶表示部を説明する。

0112

本発明に係る液晶表示素子における液晶パネル10の構成は、図2に記載するように透明導電性材料からなる透明電極(層)3’(または共通電極3’とも称する。共通電極22に対応)を具備した第2の基板7と、画素電極および各画素に具備した前記画素電極を制御する薄膜トランジスタを形成した電極層3を含む第1の基板2と、前記第1の基板2と第2の基板7との間に挟持された液晶組成物(または液晶層5)を有し、該液晶組成物中の液晶分子の電圧無印加時の配向が前記基板2,7に対して略垂直である液晶表示素子であって、該液晶組成物として前記本発明の液晶組成物を用いたことに特徴を有するものである。また図18に示すように、前記第1の基板2および前記第2の基板7は、一対の偏光板1,8により挟持されてもよい。さらに、図18では、前記第2の基板7と共通電極3’との間にカラーフィルタ6が設けられている。またさらに、本発明に係る液晶層5と隣接し、かつ当該液晶層5を構成する液晶組成物と直接当接するよう一対の配向層4を透明電極(層)3,3’表面に形成してもよい。

0113

図17は、画素電極の形状の一例として逆L字型の画素電極を示した図であり、図2における基板2上に形成された電極層3(画素電極21に対応)のII線で囲まれた領域を拡大した平面図である。前記画素電極は、上記図12、13および14と同様に、ゲートバスライン26とソースバスライン25とに囲まれた領域の略全面に逆L字型に形成されているが、画素電極の形状は限定されるものではない。

0114

垂直配向型の液晶表示素子の液晶表示部は、上記のIPS型やFFS型とは異なり、共通電極22(図示せず)が画素電極21と対向離間して形成されている。換言すると、画素電極21と、共通電極22とは別の基板上に形成されている。一方、先述のFFSやIPS型の液晶表示素子は、画素電極21および共通電極22が同一基板上に形成されている。

0115

また、当該カラーフィルタ6は、光の漏れを防止する観点で、薄膜トランジスタおよびストレイジキャパシタ23に対応する部分にブラックマトリックス(図示せず)を形成することが好ましい。

0116

図18は、図17おけるIII−III線方向に図2に示す液晶表示素子を切断した断面図である。すなわち、本発明に係る液晶表示素子の液晶パネル10は、第1の偏光板1と、第1の基板2と、薄膜トランジスタを含む電極層(又は薄膜トランジスタ層とも称する)3と、配向層4と、液晶組成物を含む層5と、配向層4と、共通電極3’と、カラーフィルタ6と、第2の基板7と、第1の偏光板8と、が順次積層された構成である。本発明に係る液晶表示素子の薄膜トランジスタの構造(図18のIVの領域)の好適な一態様は、上述した通りであるためここでは省略する。

0117

本発明に係る液晶表示素子は、バックライトユニット100を液晶の画素数より少ない複数の区画毎輝度を制御することで、コントラストを向上させるローカルディミングの手法を有していても良い。

0118

ローカルディミングの手法としては、複数存在する発光素子Lを液晶パネル上の特定の領域の光源として使用し、各発光素子Lを表示領域の輝度に応じて制御することが可能である。この場合、当該複数の発光素子Lが、平面状に配列された形態であっても、液晶パネル10の一側面側に一列に並べられた形態であっても良い。

0119

上記ローカルディミングの手法としてバックライトユニット100の導光部102と液晶パネル10とを有する構造になっている場合において、導光板(および/または光拡散板)と液晶パネルの光源側の基板との間に当該導光部102として、液晶の画素数より少ない特定領域毎にバックライトの光量を制御する制御層を有していても良い。

0120

バックライトの光量を制御する手法としては、液晶の画素数より少ない液晶素子を更に有していても良く、液晶素子としては既存の様々手法を用いることができるが、ポリマーネットワークが形成された液晶を含むLCD層が透過率の点で好ましい。当該ポリマーネットワークが形成された(ネマチック)液晶を含む層(必要により一対の透明電極で挟持されたポリマーネットワークが形成された(ネマチック)液晶を含む層)は、電圧OFF時は光を散乱し、電圧ON時は光を透過するため、表示画面全体を複数の区画に分けるように区画されたポリマーネットワークが形成された液晶を含むLCD層を、導光板(および/または光拡散板)と液晶パネルの光源側の基板との間に設けることでローカルディミングを実現できる。

0121

以下、本発明に係る液晶表示素子の構成要素である光変換部、液晶層および配向層について説明する。

0122

本発明に係る光変換部は、発光用ナノ結晶を含有する。本明細書における用語「ナノ結晶」は、好ましくは、100nm以下の少なくとも1つの長さを有する、粒子を指す。ナノ結晶の形状は、任意の幾何学的形状を有してもよく、対称または不対称であってよい。当該ナノ結晶の形状の具体例としては、細長ロッド状の形状、円形(球状)、楕円形角錐の形状、ディスク状、枝状、網状または任意の不規則な形状等を含む。一部の実施形態では、発光用ナノ結晶は、量子ドットまたは量子ロッドであることが好ましい。

0123

当該発光用ナノ結晶は、少なくとも1種の第一の半導体材料を含むコアと、前記コアを被覆し、かつ前記コアと同一または異なる第二の半導体材料を含むシェルとを有することが好ましい。

0124

そのため、本発明に係る発光用ナノ結晶は、少なくとも第一半導体材料を含むコアと、第二半導体材料を含むシェルからなり、前記第一半導体材料と、前記第二半導体材料とは同じでも異なっていても良い。また、コアおよび/またはシェル共に第一半導体および/または第二半導体以外の第三の半導体材料を含んでも良い。なお、ここでいうコアを被覆とは、コアの少なくとも一部を被覆していればよい。

0125

さらに、当該発光用ナノ結晶は、少なくとも1種の第一の半導体材料を含むコアと、前記コアを被覆し、かつ前記コアと同一または異なる第二の半導体材料を含む第一のシェルと、必要により、前記第一のシェルを被覆し、かつ前記第一のシェルと同一または異なる第三の半導体材料を含む第二のシェルと、を有することが好ましい。

0126

したがって、本発明に係る発光用ナノ結晶は、第一の半導体材料を含むコアおよび前記コアを被覆し、かつ前記コアと同一の第二の半導体材料を含むシェルを有する形態、すなわち1種類又は2種以上の半導体材料から構成される態様(=コアのみの構造(コア構造とも称する))と、第一の半導体材料を含むコアおよび前記コアを被覆し、かつ前記コアと異なる第二の半導体材料を含むシェルを有する形態等の、すなわちコア/シェル構造と、第一の半導体材料を含むコアおよび前記コアを被覆し、かつ前記コアと異なる第二の半導体材料を含む第一のシェルと、前記第一のシェルを被覆し、かつ前記第一のシェルと異なる第三の半導体材料を含む第二のシェルを有する形態の、すなわちコア/シェル/シェル構造との3つの構造のうち少なくとも一つを有することが好ましい。

0127

また、本発明に係る発光用ナノ結晶は、上記の通り、コア構造、コア/シェル構造、コア/シェル/シェル構造の3つの形態を含むことが好ましく、この場合、コアは2種以上の半導体材料を含む混晶であってもよい(例えば、CdSe+CdS、CIS+ZnS等)。またさらに、シェルも同様に2種以上の半導体材料を含む混晶であってもよい。

0128

本発明に係る光変換部において、発光用ナノ結晶は、当該発光用ナノ結晶に対して親和性のある分子が発光用ナノ結晶と接触していてもよい。

0129

上記親和性のある分子とは、発光用ナノ結晶に対して親和性のある官能基を有する低分子および高分子であり、親和性のある官能基としては特に限定されるものでは無いが、窒素酸素硫黄およびリンからなる群から選択される1種の元素を含む基である事が好ましい。例えば、有機硫黄基、有機系リン酸基ピロリドン基ピリジン基アミノ基、アミド基イソシアネート基カルボニル基、および水酸基等を挙げる事が出来る。

0130

発光用ナノ結晶が凝集すると、発光用ナノ結晶の局所的不存在などにより特定の領域(スポット)に高エネルギー光線が暴露されやすくなる。

0131

本発明に係る半導体材料は、II−VI族半導体、III−V族半導体、I−III−VI族半導体、IV族半導体及びI−II−IV−VI族半導体からなる群から選択される1種又は2種以上であることが好ましい。本発明に係る第一の半導体材料、第一の半導体材料および第三の半導体材料の好ましい例は、上記の半導体材料と同様である。

0132

本発明に係る半導体材料は、具体的には、CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、CdHgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe;GaN、GaPGaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InPInAs、InSb、GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb;SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、SnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe;Si、Ge、SiC、SiGe、AgInSe2、CuGaSe2、CuInS2、CuGaS2、CuInSe2、AgInS2、AgGaSe2、AgGaS2、C、SiおよびGeからなる群から選択される少なくとも1つ以上選ばれ、これらの化合物半導体は単独で使用されても、または2つ以上が混合されていても良く、CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、InP、InAs、InSb、GaP、GaAs、GaSb、AgInS2、AgInSe2、AgInTe2、AgGaS2、AgGaSe2、AgGaTe2、CuInS2、CuInSe2、CuInTe2、CuGaS2、CuGaSe2、CuGaTe2、Si、C、GeおよびCu2ZnSnS4からなる群から選択される少なくとも1つ以上選ばれることがより好ましく、これらの化合物半導体は単独で使用されても、または2つ以上が混合されていても良い。

0133

本発明に係る発光用ナノ結晶は、赤色光を発光する赤色発光用ナノ結晶、緑色光を発光する緑色発光用ナノ結晶および青色光を発光する青色発光用ナノ結晶からなる群から選択される少なくとも1種のナノ結晶を含むことが好ましい。一般に、発光用ナノ結晶の発光色は、井戸型ポテンシャルモデルのシュレディンガー波動方程式の解によれば粒子径に依存するが、発光用ナノ結晶が有するエネルギーギャップにも依存するため、使用する発光用ナノ結晶とその粒子径を調整することにより、発光色を選択する。

0134

本発明において赤色光を発光する赤色発光用ナノ結晶の蛍光スペクトル波長ピークの上限は、665nm、663nm、660nm、658nm、655nm、653nm、651nm、650nm、647nm、645nm、643nm、640nm、637nm、635nm、632nmまたは630nmであることが好ましく、前記波長ピークの下限は、628nm、625nm、623nm、620nm、615nm、610nm、607nmまたは605nmであることが好ましい。

0135

本発明において緑色光を発光する緑色発光用ナノ結晶の蛍光スペクトルの波長ピークの上限は、560nm、557nm、555nm、550nm、547nm、545nm、543nm、540nm、537nm、535nm、532nmまたは530nmであることが好ましく、前記波長ピークの下限は、528nm、525nm、523nm、520nm、515nm、510nm、507nm、505nm、503nmまたは500nmであることが好ましい。

0136

本発明において青色光を発光する青色発光用ナノ結晶の蛍光スペクトルの波長ピークの上限は、480nm、477nm、475nm、470nm、467nm、465nm、463nm、460nm、457nm、455nm、452nmまたは450nmであることが好ましく、前記波長ピークの下限は、450nm、445nm、440nm、435nm、430nm、428nm、425nm、422nmまたは420nmであることが好ましい。

0137

本発明において赤色光を発光する赤色発光用ナノ結晶に使用される半導体材料は、発光のピーク波長が635nm±30nmの範囲に入っている事が望ましい。同じく、緑色光を発光する緑色発光用ナノ結晶に使用される半導体材料は、発光のピーク波長が530nm±30nmの範囲に入っている事が望ましく、青色光を発光する青色発光用ナノ結晶に使用される半導体材料は、発光のピーク波長が450nm±30nmの範囲に入っている事が望ましい。

0138

本発明に係る発光用ナノ結晶の蛍光量子収率の下限値は、40%以上、30%以上、20%以上、10%以上の順で好ましい。

0139

本発明に係る発光用ナノ結晶の蛍光スペクトルの半値幅の上限値は、60nm以下、55nm以下、50nm以下、45nm以下の順で好ましい。

0140

本発明に係る発光用ナノ結晶の粒子径(1次粒子)の上限値は、50nm以下、40nm以下、30nm以下、20nm以下の順で好ましい 本発明に係る赤色発光用ナノ結晶の発光のピーク波長の上限値は665nm、下限値は605nmであり、このピーク波長に合う様に化合物およびその粒径を選択する。同じく、緑色発光用ナノ結晶の発光のピーク波長の上限値は560nm、下限値は500nm、青色発光用ナノ結晶の発光のピーク波長の上限値は480nm、下限値は420nmであり、それぞれこのピーク波長に合う様に化合物およびその粒径を選択する。

0141

本発明に係る光変換部は、発光用ナノ結晶を含み、当該発光用ナノ結晶は、赤色光を発光する赤色発光用ナノ結晶、緑色光を発光する緑色発光用ナノ結晶および青色光を発光する青色発光用ナノ結晶からなる群から選択される少なくとも1種のナノ結晶を含むことが好ましい。具体的には、赤色(例えば、CdSeの発光用ナノ結晶、CdSeのロッド状発光用ナノ結晶、コアシェル構造を備えたロッド状発光用ナノ結晶であり、当該シェル部分がCdSであって内側のコア部がCdSe、コアシェル構造を備えたロッド状発光用ナノ結晶であり、当該シェル部分がCdSであって内側のコア部がZnSe、コアシェル構造を備えた発光用ナノ結晶であり、当該シェル部分がCdSであって内側のコア部がCdSe、コアシェル構造を備えた発光用ナノ結晶であり、当該シェル部分がCdSであって内側のコア部がZnSe、CdSeとZnSとの混晶の発光用ナノ結晶、CdSeとZnSとの混晶のロッド状発光用ナノ結晶、InPの発光用ナノ結晶、InPの発光用ナノ結晶、InPのロッド状発光用ナノ結晶、CdSeとCdSとの混晶の発光用ナノ結晶、CdSeとCdSとの混晶のロッド状発光用ナノ結晶、ZnSeとCdSとの混晶の発光用ナノ結晶、ZnSeとCdSとの混晶のロッド状発光用ナノ結晶など)、緑色(CdSeの発光用ナノ結晶、CdSeのロッド状の発光用ナノ結晶、CdSeとZnSとの混晶の発光用ナノ結晶、CdSeとZnSとの混晶のロッド状発光用ナノ結晶など)および青色(ZnSeの発光用ナノ結晶、ZnSeのロッド状発光用ナノ結晶、ZnSの発光用ナノ結晶、ZnSのロッド状発光用ナノ結晶、コアシェル構造を備えた発光用ナノ結晶であり、当該シェル部分がZnSeであって内側のコア部がZnS、コアシェル構造を備えたロッド状発光用ナノ結晶であり、当該シェル部分がZnSeであって内側のコア部がZnS、CdSの発光用ナノ結晶、CdSのロッド状発光用ナノ結晶)で発光する異なるナノ結晶を含む。他の色(例えば、黄色についても、必要に応じて光変換部に含有してもよい。

0142

本明細書における本発明に係る発光用ナノ結晶の粒子径(1次粒子)はTEM観察によって測定できる。一般的に、ナノ結晶の平均粒子径測定方法としては、光散乱法溶媒を用いた沈降式粒度測定法、電子顕微鏡により粒子を直接観察して平均粒子径を実測する方法が挙げられる。発光用ナノ結晶は水分などにより劣化しやすいため、本発明では、透過型電子顕微鏡TEM)または走査型電子顕微鏡(SEM)により任意の複数個結晶を直接観察し、投影二次元映像よる長短径比からそれぞれの粒子径を算出し、その平均を求める方法が好適である。そのため、本発明では上記方法を適用して平均粒子径を算出している。発光用ナノ結晶の1次粒子とは、構成する数〜数十nmの大きさの単結晶またはそれに近い結晶子のことであり、発光用ナノ結晶の一次粒子の大きさや形は、当該一次粒子の化学組成、構造、製造方法や製造条件などによって依存すると考えられる。

0143

本発明に係る光変換部は、上記で示した発光用ナノ結晶と、必要により樹脂とを混合してもよい。

0144

本発明に係る光変換部が、図3の実施形態で示すような、光源部と接続され、第一の基板又は第二の基板の側面部に設置された場合、より詳細には、本発明に係る光変換部が、光源部と接続され、中空管体と当該中空管体の内部収容された発光用ナノ結晶を有する場合、必要により発光用ナノ結晶は透明樹脂と混合してもよい。この場合の透明樹脂は公知のものを使用することができ、例えばアクリル樹脂シリコーン樹脂エポキシ樹脂ポリアミド樹脂ポリイミド樹脂ポリエステル樹脂ポリカーボネート樹脂ポリエーテル樹脂ポリチオエーテル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂ポリエーテルエーテルケトン樹脂直鎖構造および環状構造ポリオレフィン樹脂等が挙げられる。また、上記透明樹脂は、可視光領域(360nm〜830nm)において全光線透過率が80%以上の透明樹脂が好ましい。

0145

さらに、本発明に係る光変換部において、必要により、上記透明樹脂、上記発光用ナノ結晶の他に、蛍光体、重合開始剤触媒アルミナシリカ酸化チタンビーズゼオライトまたはジルコニアなどの散乱剤といった、公知の添加剤を含んでもよい。

0146

本発明に係る光変換部が、光源部と接続され、中空管体と当該中空管体の内部収容された発光用ナノ結晶を有する場合における透明樹脂に対する発光用ナノ結晶の含有量の上限は、透明樹脂100質量部に対して、20質量部であることが好ましく、17質量部であることが好ましく、15質量部であることが好ましく、13質量部であることが好ましく、12質量部であることが好ましく、10質量部であることが好ましく、8質量部であることが好ましく、6質量部であることが好ましく、5質量部であることが好ましく、4.5質量部であることが好ましく、4質量部であることが好ましく、3.5質量部であることが好ましく、3質量部であることが好ましい。前記発光用ナノ結晶の含有量の下限は、透明樹脂100質量部に対して、0.05質量部であることが好ましく、0.07質量部であることが好ましく、0.1質量部であることが好ましく、0.15質量部であることが好ましく、0.2質量部であることが好ましく、0.3質量部、0.5質量部であることが好ましく、0.7質量部であることが好ましく、1質量部であることが好ましく、1.2質量部であることが好ましく、1.5質量部であることが好ましく、1.7質量部であることが好ましく、2質量部であることが好ましく、2.5質量部であることが好ましく、2.7質量部であることが好ましく、3質量部であることが好ましい。なお、光変換部に複数種の発光用ナノ結晶が含まれる場合において、上記含有量は合計量を表す。

0147

本発明に係る光変換部が、図7および図10の実施形態で示すような、発光素子と一体の場合、より詳細には、本発明に係る光変換部が、発光素子および発光用ナノ結晶を含有する光変換部を備える場合、必要により発光用ナノ結晶は透明樹脂と混合して使用してもよい。この場合の透明樹脂は公知のものを使用することができ、上記実施形態1の透明樹脂と同様の樹脂を使用することができるのでここでは省略する。また、本発明に係る光変換部において、必要により添加される添加剤も同様であるためここでは省略する。

0148

上記発光素子および発光用ナノ結晶を含有する光変換部を備える場合の透明樹脂に対する発光用ナノ結晶の含有量の上限は、透明樹脂100質量部に対して、25質量部であることが好ましく、23質量部であることが好ましく、20質量部であることが好ましく、17質量部であることが好ましく、15質量部であることが好ましく、13質量部であることが好ましく、12質量部であることが好ましく、10質量部であることが好ましく、8質量部であることが好ましく、6質量部であることが好ましく、5質量部であることが好ましく、4.5質量部であることが好ましく、4質量部であることが好ましく、3.5質量部であることが好ましく、3質量部であることが好ましい。前記発光用ナノ結晶の含有量の下限は、透明樹脂100質量部に対して、0.05質量部であることが好ましく、0.07質量部であることが好ましく、0.1質量部であることが好ましく、0.15質量部であることが好ましく、0.2質量部であることが好ましく、0.3質量部であることが好ましく、0.5質量部であることが好ましく、0.7質量部であることが好ましく、1質量部であることが好ましく、1.2質量部であることが好ましく、1.5質量部であることが好ましく、1.7質量部であることが好ましく、2質量部であることが好ましく、2.5質量部であることが好ましく、2.7質量部であることが好ましく、3質量部であることが好ましく、3.5質量部であることが好ましく、4質量部であることが好ましい。光変換部に複数種の発光用ナノ結晶が含まれる場合において、上記含有量は合計量を表す。

0149

本発明に係る光変換部が、図8および図9の実施形態で示すような、光源部と接続され、第一の基板又は第二の基板に対して全面に設置された場合、より詳細には、本発明に係る光変換部が、シート状であり、前記第一の基板又は第二の基板の何れかで光源部側の基板に対して全面に配置した場合、必要により発光用ナノ結晶は透明樹脂と混合して使用してもよい。この場合の透明樹脂は公知のものを使用することができ、上記実施形態1の透明樹脂と同様の樹脂を使用することができるのでここでは省略する。また、本発明に係る光変換部において、必要により添加される添加剤も同様であるためここでは省略する。

0150

本発明に係る光変換部が、光源部と接続され、第一の基板又は第二の基板に対して全面に設置された場合における透明樹脂に対する発光用ナノ結晶の含有量の上限は、透明樹脂100質量部に対して、19質量部であることが好ましく、17質量部であることが好ましく、15質量部であることが好ましく、13質量部であることが好ましく、12質量部であることが好ましく、10質量部であることが好ましく、8質量部であることが好ましく、6質量部であることが好ましく、5質量部であることが好ましく、4.5質量部であることが好ましく、4質量部であることが好ましく、3.5質量部であることが好ましく、3質量部であることが好ましい。前記発光用ナノ結晶の含有量の下限は、透明樹脂100質量部に対して、0.05質量部であることが好ましく、0.07質量部であることが好ましく、0.1質量部であることが好ましく、0.15質量部、0.2質量部であることが好ましく、0.3質量部であることが好ましく、0.5質量部であることが好ましく、0.7質量部であることが好ましく、1質量部であることが好ましく、1.2質量部であることが好ましく、1.5質量部であることが好ましく、1.7質量部であることが好ましく、2質量部であることが好ましく、2.5質量部、2.7質量部であることが好ましく、3質量部であることが好ましく、3.5質量部であることが好ましい。光変換部に複数種の発光用ナノ結晶が含まれる場合において、上記含有量は合計量を表す。

0151

さらに、本発明に係る光変換部において、必要により、上記透明樹脂、上記発光用ナノ結晶の他に、蛍光体、色素顔料染料)、重合開始剤、触媒、アルミナ、シリカ、酸化チタンビーズ、ゼオライトまたはジルコニアなどの散乱剤といった、公知の添加剤を含んでもよい。

0152

以下、本発明に係る液晶表示素子の液晶パネル部の構成要素である、液晶層、配向膜などについて説明する。

0153

本発明に係る液晶層は、一般式(i):

0154

0155

(式中、Ri1及びRi2はそれぞれ独立して、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し、Ai1は1,4−フェニレン基又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表し、ni1は0又は1を表す。)で表される化合物を10〜50重量%含有する液晶組成物を有する。

0156

上記一般式(i)で表される化合物は一般式(i−1)〜(i−2)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。

0157

一般式(i−1)で表される化合物は下記の化合物である。

0158

0159

(式中、Ri11及びRi12はそれぞれ独立して、一般式(i)におけるRL1及びRL2と同じ意味を表す。) Ri11及びRi12は、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。

0160

一般式(i−1)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。

0161

好ましい含有量の下限値は、本発明の組成物の総量に対して、1質量%であり、2質量%であり、3質量%であり、5質量%であり、7質量%であり、10質量%であり、15質量%であり、20質量%であり、25質量%であり、30質量%であり、35質量%であり、40質量%であり、45質量%であり、50質量%であり、55質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、95質量%であり、90質量%であり、85質量%であり、80質量%であり、75質量%であり、70質量%であり、65質量%であり、60質量%であり、55質量%であり、50質量%であり、45質量%であり、40質量%であり、35質量%であり、30質量%であり、25質量%である。

0162

本発明の組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値が高く上限値が高いことが好ましい。さらに、本発明の組成物のTNIを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値が中庸で上限値が中庸であることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値が低く上限値が低いことが好ましい。

0163

一般式(i−1)で表される化合物は一般式(i−1−1)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。

0164

0165

(式中Ri12は一般式(i−1)における意味と同じ意味を表す。) 一般式(i−1−1)で表される化合物は、式(i−1−1.1)から式(i−1−1.3)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(i−1−1.2)又は式(i−1−1.3)で表される化合物であることが好ましく、特に、式(i−1−1.3)で表される化合物であることが好ましい。

0166

0167

本発明の組成物の総量に対しての式(i−1−1.3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、3質量%であり、5質量%であり、7質量%であり、10質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、20質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、7質量%であり、6質量%であり、5質量%であり、3質量%である。

0168

一般式(i−1)で表される化合物は一般式(i−1−2)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。

0169

0170

(式中Ri12は一般式(i−1)における意味と同じ意味を表す。) 本発明の組成物の総量に対しての式(i−1−2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、5質量%であり、10質量%であり、15質量%であり、17質量%であり、20質量%であり、23質量%であり、25質量%であり、27質量%であり、30質量%であり、35質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、60質量%であり、55質量%であり、50質量%であり、45質量%であり、42質量%であり、40質量%であり、38質量%であり、35質量%であり、33質量%であり、30質量%である。

0171

さらに、一般式(i−1−2)で表される化合物は、式(i−1−2.1)から式(i−1−2.4)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(i−1−2.2)から式(i−1−2.4)で表される化合物であることが好ましい。特に、式(i−1−2.2)で表される化合物は本発明の組成物の応答速度を特に改善するため好ましい。また、応答速度よりも高いTNIを求めるときは、式(i−1−2.3)又は式(i−1−2.4)で表される化合物を用いることが好ましい。式(i−1−2.3)及び式(i−1−2.4)で表される化合物の含有量は、低温での溶解度を良くするために30質量%以上にすることは好ましくない。

0172

0173

本発明の組成物の総量に対しての式(i−1−2.2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、10質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%であり、23質量%であり、25質量%であり、27質量%であり、30質量%であり、33質量%であり、35質量%であり、38質量%であり、40質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、60質量%であり、55質量%であり、50質量%であり、45質量%であり、43質量%であり、40質量%であり、38質量%であり、35質量%であり、32質量%であり、30質量%であり、27質量%であり、25質量%であり、22質量%である。

0174

本発明の組成物の総量に対しての式(i−1−1.3)で表される化合物及び式(i−1−2.2)で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、10質量%であり、15質量%であり、20質量%であり、25質量%であり、27質量%であり、30質量%であり、35質量%であり、40質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、60質量%であり、55質量%であり、50質量%であり、45質量%であり、43質量%であり、40質量%であり、38質量%であり、35質量%であり、32質量%であり、30質量%であり、27質量%であり、25質量%であり、22質量%である。

0175

一般式(i−1)で表される化合物は一般式(i−1−3)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。

0176

0177

(式中Ri13及びRi14はそれぞれ独立して炭素原子数1〜8のアルキル基又は炭素原子数1〜8のアルコキシ基を表す。) Ri13及びRi14は、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基及び直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。

0178

本発明の組成物の総量に対しての式(i−1−3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、5質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、17質量%であり、20質量%であり、23質量%であり、25質量%であり、30質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、60質量%であり、55質量%であり、50質量%であり、45質量%であり、40質量%であり、37質量%であり、35質量%であり、33質量%であり、30質量%であり、27質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、17質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%である。さらに、一般式(i−1−3)で表される化合物は、式(i−1−3.1)から式(i−1−3.12)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(i−1−3.1)、式(i−1−3.3)又は式(i−1−3.4)で表される化合物であることが好ましい。特に、式(i−1−3.1)で表される化合物は本発明の組成物の応答速度を特に改善するため好ましい。また、応答速度よりも高いTNIを求めるときは、式(i−1−3.3)、式(i−1−3.4)、式(L−1−3.11)及び式(i−1−3.12)で表される化合物を用いることが好ましい。式(i−1−3.3)、式(i−1−3.4)、式(i−1−3.11)及び式(i−1−3.12)で表される化合物の合計の含有量は、低温での溶解度を良くするために20質量%以上にすることは好ましくない。

0179

0180

本発明の組成物の総量に対しての式(i−1−3.1)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、3質量%であり、5質量%であり、7質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、20質量%であり、17質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、7質量%であり、6質量%である。

0181

一般式(i−1)で表される化合物は一般式(i−1−4)及び/又は(i−1−5)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。

0182

0183

(式中Ri15及びRi16はそれぞれ独立して炭素原子数1〜8のアルキル基又は炭素原子数1〜8のアルコキシ基を表す。) Ri15及びRi16は、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。

0184

本発明の組成物の総量に対しての式(i−1−4)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、5質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、17質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、17質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%である。

0185

本発明の組成物の総量に対しての式(i−1−5)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、5質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、17質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、17質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%である。

0186

さらに、一般式(i−1−4)及び(i−1−5)で表される化合物は、式(i−1−4.1)から式(i−1−5.3)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(i−1−4.2)又は式(i−1−5.2)で表される化合物であることが好ましい。

0187

0188

本発明の組成物の総量に対しての式(i−1−4.2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、3質量%であり、5質量%であり、7質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、20質量%であり、17質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、7質量%であり、6質量%である。

0189

式(i−1−1.3)、式(i−1−2.2)、式(i−1−3.1)、式(i−1−3.3)、式(i−1−3.4)、式(i−1−3.11)及び式(i−1−3.12)で表される化合物から選ばれる2種以上の化合物を組み合わせることが好ましく、式(i−1−1.3)、式(i−1−2.2)、式(i−1−3.1)、式(i−1−3.3)、式(i−1−3.4)及び式(i−1−4.2)で表される化合物から選ばれる2種以上の化合物を組み合わせることが好ましく、これら化合物の合計の含有量の好ましい含有量の下限値は、本発明の組成物の総量に対して、1質量%であり、2質量%であり、3質量%であり、5質量%であり、7質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%であり、23質量%であり、25質量%であり、27質量%であり、30質量%であり、33質量%であり、35質量%であり、上限値は、本発明の組成物の総量に対して、80質量%であり、70質量%であり、60質量%であり、50質量%であり、45質量%であり、40質量%であり、37質量%であり、35質量%であり、33質量%であり、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%である。組成物の信頼性を重視する場合には、式(i−1−3.1)、式(i−1−3.3)及び式(i−1−3.4))で表される化合物から選ばれる2種以上の化合物を組み合わせることが好ましく、組成物の応答速度を重視する場合には、式(i−1−1.3)、式(i−1−2.2)で表される化合物から選ばれる2種以上の化合物を組み合わせることが好ましい。一般式(i−1)で表される化合物は一般式(i−1−6)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。

0190

0191

(式中Ri17及びRi18はそれぞれ独立してメチル基又は水素原子を表す。) 本発明の組成物の総量に対しての式(i−1−6)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、5質量%であり、10質量%であり、15質量%であり、17質量%であり、20質量%であり、23質量%であり、25質量%であり、27質量%であり、30質量%であり、35質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、60質量%であり、55質量%であり、50質量%であり、45質量%であり、42質量%であり、40質量%であり、38質量%であり、35質量%であり、33質量%であり、30質量%である。

0192

さらに、一般式(i−1−6)で表される化合物は、式(i−1−6.1)から式(i−1−6.3)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。

0193

0194

一般式(i−2)で表される化合物は下記の化合物である。

0195

0196

(式中、Ri21及びRi22はそれぞれ独立して、一般式(i)におけるRi1及びRi2と同じ意味を表す。) Ri21は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、RL22は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。

0197

一般式(i−2)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。

0198

低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、反対に、応答速度を重視する場合は含有量を少なめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。

0199

本発明の組成物の総量に対しての式(i−2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、3質量%であり、5質量%であり、7質量%であり、10質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、20質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、7質量%であり、6質量%であり、5質量%であり、3質量%である。

0200

さらに、一般式(i−2)で表される化合物は、式(i−2.1)から式(i−2.6)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(L−2.1)、式(i−2.3)、式(i−2.4)及び式(i−2.6)で表される化合物であることが好ましい。

0201

0202

本発明の組成物は、一般式(N−1)、(N−2)、(N−3)および(N−4)で表される化合物から選ばれる化合物を1種類又は2種類以上さらに含有することが好ましい。これら化合物は誘電的に負の化合物(Δεの符号が負で、その絶対値が2より大きい)に該当する。

0203

0204

[前記一般式(N−1)、(N−2)、(N−3)及び(N−4)中、RN11、RN12、RN21、RN22、RN31、RN32、RN41及びRN42はそれぞれ独立して炭素原子数1〜8のアルキル基、又は炭素原子数2〜8のアルキル鎖中の1個又は非隣接の2個以上の−CH2−が、それぞれ独立して−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−又は−OCO−によって置換された化学構造を持つ構造部位、 AN11、AN12、AN21、AN22、AN31、AN32、AN41及びAN42はそれぞれ独立して(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)及び(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)(c)ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられても良い。)(d) 1,4−シクロヘキセニレン基からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)、基(c)及び基(d)は、その構造中の水素原子が、それぞれ独立してシアノ基フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、 ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31、ZN32、ZN41及びZN42は、それぞれ独立して、単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−OCF2−、−CF2O−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−を表し、 XN21は水素原子又はフッ素原子を表し、TN31は−CH2−又は酸素原子を表し、XN41は、酸素原子、窒素原子、又は−CH2−を表し、YN41は、単結合、又は−CH2−を表し、nN11、nN12、nN21、nN22、nN31、nN32、nN41、及びnN42は、それぞれ独立して0〜3の整数を表すが、nN11+nN12、nN21+nN22及びnN31+nN32はそれぞれ独立して1、2又は3であり、AN11〜AN32、ZN11〜ZN32が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、nN41+nN42は0〜3の整数を表すが、AN41及びAN42、ZN41及びZN42が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。] 一般式(N−1)、(N−2)、(N−3)及び(N−4)で表される化合物は、Δεが負でその絶対値が2よりも大きな化合物であることが好ましい。

0205

一般式(N−1)、(N−2)、(N−3)および(N−4)中、RN11、RN12、RN21、RN22、RN31、RN32、RN41及びRN42はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基、炭素原子数2〜8のアルケニル基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数2〜5のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数2〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜3のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数3のアルケニル基(プロペニル基)が特に好ましい。

0206

また、それが結合する環構造フェニル基芳香族)である場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び炭素原子数4〜5のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサンピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が5以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。

0207

アルケニル基としては、式(R1)から式(R5)のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。(各式中の黒点は環構造中の炭素原子を表す。)

0208

0209

AN11、AN12、AN21、AN22、AN31及びAN32はそれぞれ独立してΔnを大きくすることが求められる場合には芳香族であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族であることが好ましく、トランス−1,4−シクロキシレン基、1,4−フェニレン基、2−フルオロ−1,4−フェニレン基、3−フルオロ−1,4−フェニレン基、3,5−ジフルオロ−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−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン−1,4−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基を表すことが好ましく、下記の構造を表すことがより好ましく、

0210

0211

トランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−シクロヘキセニレン基又は1,4−フェニレン基を表すことがより好ましい。

0212

ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31及びZN32はそれぞれ独立して−CH2O−、−CF2O−、−CH2CH2−、−CF2CF2−又は単結合を表すことが好ましく、−CH2O−、−CH2CH2−又は単結合が更に好ましく、−CH2O−又は単結合が特に好ましい。

0213

XN21はフッ素原子が好ましい。

0214

TN31は酸素原子が好ましい。

0215

nN11+nN12、nN21+nN22及びnN31+nN32は1又は2が好ましく、nN11が1でありnN12が0である組み合わせ、nN11が2でありnN12が0である組み合わせ、nN11が1でありnN12が1である組み合わせ、nN11が2でありnN12が1である組み合わせ、nN21が1でありnN22が0である組み合わせ、nN21が2でありnN22が0である組み合わせ、nN31が1でありnN32が0である組み合わせ、nN31が2でありnN32が0である組み合わせ、が好ましい。nN41+nN42は、0、1又は2が好ましく、nN41+nN42は、0がより好ましい。

0216

本発明の組成物の総量に対しての式(N−1)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、10質量%であり、20質量%であり、30質量%であり、40質量%であり、50質量%であり、55質量%であり、60質量%であり、65質量%であり、70質量%であり、75質量%であり、80質量%である。好ましい含有量の上限値は、95質量%であり、85質量%であり、75質量%であり、65質量%であり、55質量%であり、45質量%であり、35質量%であり、25質量%であり、20質量%である。

0217

本発明の組成物の総量に対しての式(N−2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、10質量%であり、20質量%であり、30質量%であり、40質量%であり、50質量%であり、55質量%であり、60質量%であり、65質量%であり、70質量%であり、75質量%であり、80質量%である。好ましい含有量の上限値は、95質量%であり、85質量%であり、75質量%であり、65質量%であり、55質量%であり、45質量%であり、35質量%であり、25質量%であり、20質量%である。

0218

本発明の組成物の総量に対しての式(N−3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、10質量%であり、20質量%であり、30質量%であり、40質量%であり、50質量%であり、55質量%であり、60質量%であり、65質量%であり、70質量%であり、75質量%であり、80質量%である。好ましい含有量の上限値は、95質量%であり、85質量%であり、75質量%であり、65質量%であり、55質量%であり、45質量%であり、35質量%であり、25質量%であり、20質量%である。

0219

本発明の組成物の総量に対しての式(N−4)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、0.5質量%であり、0.7質量%であり、1質量%であり、1.5質量%であり、2質量%であり、2.5質量%であり、3質量%であり、3.5質量%であり、4質量%であり、4.5質量%であり、5質量%であり、6質量%であり、8質量%であり、10質量%である。好ましい含有量の上限値は、50質量%であり、45質量%であり、35質量%であり、25質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、12質量%であり、10質量%であり、8質量%である。

0220

本発明の組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値が低く上限値が低いことが好ましい。さらに、本発明の組成物のTNIを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値が低く上限値が低いことが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高く上限値が高いことが好ましい。

0221

本発明に係る液晶組成物は、一般式(N−1)で表される化合物、一般式(N−1)で表される化合物および一般式(N−1)で表される化合物のうち、一般式(N−1)で表される化合物を有することが好ましい。

0222

一般式(N−1)で表される化合物として、下記の一般式(N−1a)〜(N−1h)で表される化合物群を挙げることができる。

0223

0224

(式中、RN11及びRN12は一般式(N−1)におけるRN11及びRN12と同じ意味を表し、nNa11は0又は1を表し、nNb11は1又は2を表し、nNc11は0又は1を表し、nNd11は1又は2を表し、nNe11は1又は2を表し、nNf11は1又は2を表し、nNg11は1又は2を表し、ANe11はトランス−1,4−シクロへキシレン基又は1,4−フェニレン基を表し、ANg11はトランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−シクロヘキセニレン基又は1,4−フェニレン基を表すが少なくとも1つは1,4−シクロヘキセニレン基を表し、ZNe11は単結合又はエチレンを表すが少なくとも1つはエチレンを表す。) より具体的には、一般式(N−1)で表される化合物は一般式(N−1−1)〜(N−1−21)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。

0225

本発明の組成物は、一般式(J)で表される化合物を1種類又は2種類以上さらに含有することが好ましい。これら化合物は誘電的に正の化合物(Δεが2より大きい。)に該当する。

0226

0227

(式中、RJ1は炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の−CH2−はそれぞれ独立して−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−又は−OCO−によって置換されていてもよく、 nJ1は、0、1、2、3又は4を表し、 AJ1、AJ2及びAJ3はそれぞれ独立して、(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)及び(c)ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられても良い。)からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)及び基(c)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基で置換されていても良く、 ZJ1及びZJ2はそれぞれ独立して単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−、−CF2O−、−COO−、−OCO−又は−C≡C−を表し、 nJ1が2、3又は4であってAJ2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、nJ1が2、3又は4であってZJ1が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、 XJ1は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基又は2,2,2−トリフルオロエチル基を表す。)一般式(J)中、RJ1は、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基、炭素原子数2〜8のアルケニル基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数2〜5のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数2〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜3のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数3のアルケニル基(プロペニル基)が特に好ましい。

0228

信頼性を重視する場合にはRJ1はアルキル基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合にはアルケニル基であることが好ましい。

0229

また、それが結合する環構造がフェニル基(芳香族)である場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び炭素原子数4〜5のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が5以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。

0230

アルケニル基としては、式(R1)から式(R5)のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。(各式中の黒点はアルケニル基が結合している環構造中の炭素原子を表す。)

0231

0232

AJ1、AJ2及びAJ3はそれぞれ独立してΔnを大きくすることが求められる場合には芳香族であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族であることが好ましく、トランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン−1,4−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基を表すことが好ましく、それらはフッ素原子により置換されていてもよく、下記の構造を表すことがより好ましく、

0233

0234

下記の構造を表すことがより好ましい。

0235

0236

ZJ1及びZJ2はそれぞれ独立して−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−CH2CH2−、−CF2CF2−又は単結合を表すことが好ましく、−OCH2−、−CF2O−、−CH2CH2−又は単結合が更に好ましく、−OCH2−、−CF2O−又は単結合が特に好ましい。

0237

XJ1はフッ素原子又はトリフルオロメトキシ基が好ましく、フッ素原子が好ましい。

0238

nJ1は、0、1、2又は3が好ましく、0、1又は2が好ましく、Δεの改善に重点を置く場合には0又は1が好ましく、TNIを重視する場合には1又は2が好ましい。

0239

組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類である。またさらに、本発明の別の実施形態では4種類であり、5種類であり、6種類であり、7種類以上である。

0240

本発明の組成物において、一般式(J)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。

0241

本発明の組成物の総量に対しての一般式(J)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、10質量%であり、20質量%であり、30質量%であり、40質量%であり、50質量%であり、55質量%であり、60質量%であり、65質量%であり、70質量%であり、75質量%であり、80質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、例えば本発明の一つの形態では95質量%であり、85質量%であり、75質量%であり、65質量%であり、55質量%であり、45質量%であり、35質量%であり、25質量%である。

0242

本発明の組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、本発明の組成物のTNIを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。

0243

信頼性を重視する場合にはRJ1はアルキル基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合にはアルケニル基であることが好ましい。

0244

一般式(J)で表される化合物としては一般式(M)で表される化合物及び一般式(K)で表される化合物が好ましい。

0245

0246

(式中、RM1は炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の−CH2−はそれぞれ独立して−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−又は−OCO−によって置換されていてもよく、 nM1は、0、1、2、3又は4を表し、 AM1及びAM2はそれぞれ独立して、(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−又は−S−に置き換えられてもよい。)及び(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)及び基(b)上の水素原子はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、ZM1及びZM2はそれぞれ独立して単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−、−CF2O−、−COO−、−OCO−又は−C≡C−を表し、 nM1が2、3又は4であってAM2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、nM1が2、3又は4であってZM1が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、 XM1及びXM3はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子又はフッ素原子を表し、 XM2は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基又は2,2,2−トリフルオロエチル基を表す。)

0247

0248

(式中、RK1は炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の−CH2−はそれぞれ独立して−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−又は−OCO−によって置換されていてもよく、 nK1は、0、1、2、3又は4を表し、 AK1及びAK2はそれぞれ独立して、(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−又は−S−に置き換えられてもよい。)及び(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)及び基(b)上の水素原子はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、 ZK1及びZK2はそれぞれ独立して単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−、−CF2O−、−COO−、−OCO−又は−C≡C−を表し、 nK1が2、3又は4であってAK2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、nK1が2、3又は4であってZK1が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、 XK1及びXK3はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子又はフッ素原子を表し、 XK2は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基又は2,2,2−トリフルオロエチル基を表す。) 本発明の組成物は、一般式(M)で表される化合物を1種類又は2種類以上さらに含有することが好ましい。これら化合物は誘電的に正の化合物(Δεが2より大きい。)に該当する。

0249

一般式(M)中、RM1は、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基、炭素原子数2〜8のアルケニル基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数2〜5のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数2〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜3のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数3のアルケニル基(プロペニル基)が特に好ましい。

0250

信頼性を重視する場合にはRM1はアルキル基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合にはアルケニル基であることが好ましい。

0251

また、それが結合する環構造がフェニル基(芳香族)である場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び炭素原子数4〜5のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が5以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。

0252

アルケニル基としては、式(R1)から式(R5)のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。(各式中の黒点はアルケニル基が結合している環構造中の炭素原子を表す。)

0253

0254

AM1及びAM2はそれぞれ独立してΔnを大きくすることが求められる場合には芳香族であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族であることが好ましく、トランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基、2−フルオロ−1,4−フェニレン基、3−フルオロ−1,4−フェニレン基、3,5−ジフルオロ−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−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン−1,4−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基を表すことが好ましく、下記の構造を表すことがより好ましく、

0255

0256

下記の構造を表すことがより好ましい。

0257

0258

ZM1及びZM2はそれぞれ独立して−CH2O−、−CF2O−、−CH2CH2−、−CF2CF2−又は単結合を表すことが好ましく、−CF2O−、−CH2CH2−又は単結合が更に好ましく、−CF2O−又は単結合が特に好ましい。

0259

nM1は、0、1、2又は3が好ましく、0、1又は2が好ましく、Δεの改善に重点を置く場合には0又は1が好ましく、TNIを重視する場合には1又は2が好ましい。

0260

組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類である。またさらに、本発明の別の実施形態では4種類であり、5種類であり、6種類であり、7種類以上である。

0261

本発明の組成物において、一般式(M)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。

0262

本発明の組成物の総量に対しての式(M)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、10質量%であり、20質量%であり、30質量%であり、40質量%であり、50質量%であり、55質量%であり、60質量%であり、65質量%であり、70質量%であり、75質量%であり、80質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、例えば本発明の一つの形態では95質量%であり、85質量%であり、75質量%であり、65質量%であり、55質量%であり、45質量%であり、35質量%であり、25質量%である。

0263

本発明の組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、本発明の組成物のTNIを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。

0264

本発明の液晶組成物は、一般式(L)で表される化合物を1種類又は2種類以上さらに含有することが好ましい。一般式(L)で表される化合物は誘電的にほぼ中性の化合物(Δεの値が−2〜2)に該当する。

0265

0266

(式中、RL1及びRL2はそれぞれ独立して炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の−CH2−はそれぞれ独立して−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−又は−OCO−によって置換されていてもよく、 nL1は0、1、2又は3を表し、 AL1、AL2及びAL3はそれぞれ独立して(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)及び(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)(c)ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられても良い。)からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)及び基(c)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、 ZL1及びZL2はそれぞれ独立して単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−OCF2−、−CF2O−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−を表し、 nL1が2又は3であってAL2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、nL1が2又は3であってZL2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良いが、一般式(N−1)、(N−2)、(N−3)、(J)及び(i)で表される化合物を除く。) 一般式(L)で表される化合物は単独で用いてもよいが、組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類である。あるいは本発明の別の実施形態では2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類であり、6種類であり、7種類であり、8種類であり、9種類であり、10種類以上である。

0267

本発明の組成物において、一般式(L)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。

0268

本発明の組成物の総量に対しての式(L)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、10質量%であり、20質量%であり、30質量%であり、40質量%であり、50質量%であり、55質量%であり、60質量%であり、65質量%であり、70質量%であり、75質量%であり、80質量%である。好ましい含有量の上限値は、95質量%であり、85質量%であり、75質量%であり、65質量%であり、55質量%であり、45質量%であり、35質量%であり、25質量%である。

0269

本発明の組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値が高く上限値が高いことが好ましい。さらに、本発明の組成物のTNIを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値が高く上限値が高いことが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を低く上限値が低いことが好ましい。

0270

信頼性を重視する場合にはRL1及びRL2はともにアルキル基であることが好ましく、化合物の揮発性を低減させることを重視する場合にはアルコキシ基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合には少なくとも一方はアルケニル基であることが好ましい。

0271

分子内に存在するハロゲン原子は0、1、2又は3個が好ましく、0又は1が好ましく、他の液晶分子との相溶性を重視する場合には1が好ましい。

0272

RL1及びRL2は、それが結合する環構造がフェニル基(芳香族)である場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び炭素原子数4〜5のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が5以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。

0273

アルケニル基としては、式(R1)から式(R5)のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。(各式中の黒点は環構造中の炭素原子を表す。)

0274

0275

nL1は応答速度を重視する場合には0が好ましく、ネマチック相の上限温度を改善するためには2又は3が好ましく、これらのバランスをとるためには1が好ましい。また、組成物として求められる特性を満たすためには異なる値の化合物を組み合わせることが好ましい。

0276

AL1、AL2及びAL3はΔnを大きくすることが求められる場合には芳香族であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族であることが好ましく、それぞれ独立してトランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基、2−フルオロ−1,4−フェニレン基、3−フルオロ−1,4−フェニレン基、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン−1,4−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基を表すことが好ましく、下記の構造を表すことがより好ましく、

0277

0278

トランス−1,4−シクロへキシレン基又は1,4−フェニレン基を表すことがより好ましい。

0279

ZL1及びZL2は応答速度を重視する場合には単結合であることが好ましい。

0280

一般式(L)で表される化合物は分子内のハロゲン原子数が0個又は1個であることが好ましい。

0281

一般式(L)で表される化合物は一般式(L−3)〜(L−8)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。

0282

一般式(L−3)で表される化合物は下記の化合物である。

0283

0284

(式中、RL31及びRL32はそれぞれ独立して、一般式(L)におけるRL1及びRL2と同じ意味を表す。) RL31及びRL32はそれぞれ独立して炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。

0285

一般式(L−3)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。

0286

本発明の組成物の総量に対しての式(L−3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、3質量%であり、5質量%であり、7質量%であり、10質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、20質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、7質量%であり、6質量%であり、5質量%であり、3質量%である。

0287

高い複屈折率を得る場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、反対に、高いTNIを重視する場合は含有量を少なめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。

0288

一般式(L−4)で表される化合物は下記の化合物である。

0289

0290

(式中、RL41及びRL42はそれぞれ独立して、一般式(L)におけるRL1及びRL2と同じ意味を表す。) RL41は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、RL42は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。) 一般式(L−4)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。

0291

本発明の組成物において、一般式(L−4)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。

0292

本発明の組成物の総量に対しての式(L−4)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、3質量%であり、5質量%であり、7質量%であり、10質量%であり、14質量%であり、16質量%であり、20質量%であり、23質量%であり、26質量%であり、30質量%であり、35質量%であり、40質量%である。本発明の組成物の総量に対しての式(L−4)で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、50質量%であり、40質量%であり、35質量%であり、30質量%であり、20質量%であり、15質量%であり、10質量%であり、5質量%である。

0293

一般式(L−5)で表される化合物は下記の化合物である。

0294

0295

(式中、RL51及びRL52はそれぞれ独立して、一般式(L)におけるRL1及びRL2と同じ意味を表す。) RL51は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、RL52は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。

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