JP2007334062A - Liquid crystal composition, color filter and liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal composition, color filter and liquid crystal display device Download PDF

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淳志 末益
Norihisa Moriya
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal composition which hardly causes a lateral stripe irregularity and can obtain a uniform retardation layer even when forming the retardation layer at a high coating speed by using a die coater and, at the same time, is capable of forming the retardation layer excellent in adhesion with a substrate over a long term, to provide a color filter using the liquid crystal composition, and to provide a liquid crystal display device using the color filter. <P>SOLUTION: The liquid crystal composition comprises one or more kinds of crosslinking liquid crystal molecules, a silane coupling agent having at least one kind selected from (meth)acryloyl group, amino group, sulfide group and mercapto group and an alkylether type surfactant, wherein the dynamic surface tension at the surface life of 10 ms is 31 mN/m to 50 mN/m and the dynamic viscosity at the shear rate of 100 s<SP>-1</SP>is 2.0 mPa s to 4.0 mPa s. The color filter provided with the retardation layer made by applying and fixing the liquid crystal composition on the substrate, and the liquid crystal display device having the color filter as a display side substrate are also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶組成物、特にスリットダイコート法による優れた塗工性を有する液晶組成物、該液晶組成物よりなる位相差層を有するカラーフィルタ、および該カラーフィルタを用いた液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal composition, in particular, a liquid crystal composition having excellent coating properties by a slit die coating method, a color filter having a retardation layer made of the liquid crystal composition, and a liquid crystal display device using the color filter.

近年、液晶表示装置は、薄型軽量、低消費電力という大きな利点を持つため、パーソナルコンピューターや携帯電話、電子手帳等の表示装置に積極的に用いられている。これらの液晶表示装置は、駆動用液晶材料の複屈折性を利用して光のスイッチングを行っている。したがって、液晶表示装置は駆動用液晶材料の複屈折性に由来する視野角依存性が存在し、この問題を解決するために各種の位相差層形成フィルムが開発されている。この位相差層形成フィルムは通常、ポリアクリレート、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース等のフィルムの延伸によって作製され、2枚の基板で駆動用液晶材料を挟み込んでなる液晶セルの外側に設置される。   In recent years, liquid crystal display devices have a great advantage of being thin and light and have low power consumption, and thus are actively used in display devices such as personal computers, mobile phones, and electronic notebooks. These liquid crystal display devices perform light switching by utilizing the birefringence of the driving liquid crystal material. Therefore, the liquid crystal display device has a viewing angle dependency derived from the birefringence of the driving liquid crystal material, and various retardation layer forming films have been developed to solve this problem. This retardation layer-forming film is usually prepared by stretching a film of polyacrylate, polycarbonate, triacetyl cellulose or the like, and is placed outside a liquid crystal cell in which a driving liquid crystal material is sandwiched between two substrates.

また、最近では架橋性液晶材料や高分子液晶材料を液晶セルの内側に塗工および固定化することで、いわゆるインセル方式により位相差層を設置する方法が提案されている(下記特許文献1を参照。)。かかる方式によれば、延伸フィルムが不要となるため、耐熱性、耐膨潤性、および機械的強度などを向上することができる。   Recently, a method of installing a retardation layer by a so-called in-cell method by coating and fixing a crosslinkable liquid crystal material or a polymer liquid crystal material inside a liquid crystal cell has been proposed (see Patent Document 1 below). reference.). According to such a method, since a stretched film is not necessary, heat resistance, swelling resistance, mechanical strength, and the like can be improved.

この種の位相差層を形成するための塗布装置としては、従来スピナー、バーコータまたはロールコータなどが多く使用されてきたが、近年では塗工液の消費量を削減し、また塗膜の物性を向上するという観点からダイコータの使用が検討されている。   As a coating apparatus for forming this type of retardation layer, a spinner, a bar coater, or a roll coater has been conventionally used.However, in recent years, the consumption of the coating liquid has been reduced and the physical properties of the coating film have been reduced. The use of a die coater is being studied from the viewpoint of improvement.

ダイコータを用いたスリットダイコート法に関する塗工技術としては、例えば下記特許文献2〜4に見られるようにカーテンフロー法、押出法、ビード法などの塗工方法が知られる。中でも上記ビード法は、ダイコータの口金に設けられたスリットから塗料を吐出して、口金と一定の間隔を保って相対的に走行する被塗工材との間にビードと呼ばれる塗料溜りを形成し、この状態で被塗工材の走行に伴って塗料を引き出して塗膜を形成する。そして、塗膜形成により消費される量と同量の塗料をスリットから供給することにより塗膜を連続的に形成するビード法を採用すれば、形成された塗膜は膜厚の均一性をかなり高精度に達成できる。また、塗料の無駄がほとんどなく、また、スリットから吐出されるまで塗料送液経路が密閉されているのであるから、塗料の変質、異物の混入を防止でき、得られる塗膜の品質を高く維持できる。   As coating techniques related to the slit die coating method using a die coater, coating methods such as a curtain flow method, an extrusion method, and a bead method are known as seen in, for example, Patent Documents 2 to 4 below. Above all, the above bead method discharges paint from a slit provided in the die coater die, and forms a paint reservoir called a bead between the die and the material to be coated which moves relatively at a constant interval. In this state, the paint is drawn out as the coating material travels to form a coating film. If the bead method is used in which the coating film is continuously formed by supplying the same amount of paint as consumed by the coating film formation from the slit, the formed coating film has considerably uniform film thickness. High accuracy can be achieved. In addition, there is almost no waste of paint, and since the paint liquid supply path is sealed until it is discharged from the slit, it is possible to prevent paint deterioration and contamination and maintain high quality of the resulting coating film. it can.

一方、下記特許文献5には、液晶表示装置等に用いられるカラーフィルタを構成する着色層をスリットダイコート法にて塗工形成する際に、動的表面張力を所定の範囲とすることでスリットから吐出されるビードを安定化させ、塗工方向と直交する方向に生じるいわゆる横スジムラの発生を抑制しつつも塗工工程のスループットを高く維持することのできる着色層形成用塗工液の発明が記載されている。   On the other hand, in Patent Document 5 below, when a colored layer constituting a color filter used in a liquid crystal display device or the like is applied and formed by a slit die coating method, the dynamic surface tension is set within a predetermined range from the slit. An invention of a coating solution for forming a colored layer that stabilizes the discharged beads and suppresses the occurrence of so-called horizontal stripes in the direction perpendicular to the coating direction, while maintaining a high throughput of the coating process. Are listed.

特開2000−221506号公報JP 2000-221506 A 米国特許第4,230,793号U.S. Pat. No. 4,230,793 米国特許第4,696,885号US Pat. No. 4,696,885 米国特許第2,761,791号US Pat. No. 2,761,791 特開2004−070352号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-070352

しかしながら、上記特許文献5に記載の着色層形成用塗工液は一般に洗浄されたガラス基板等の表面に直接塗布されることが一般的であるところ、液晶表示装置のカラーフィルタを構成する位相差層は、ガラス基板上のほか、着色層や配向膜、保護層、透明電極など、表面平滑性や親水/疎水性が多様な基材(下地)に対して塗布および固定化されることが一般的であるという大きな相違点がある。また、位相差層と着色層とでは溶媒の種別や溶質との混合比、およびとりわけ架橋性液晶分子の含有の有無という決定的な差異があることから、上記特許文献5から得られる知見を位相差層形成用の液晶組成物にそのまま適用することはできず、したがって液晶組成物をスリットダイコート法により高品質かつ高スループットにて塗工する工程はこれまで確立されていなかったといえる。   However, the coating solution for forming a colored layer described in Patent Document 5 is generally applied directly to the surface of a cleaned glass substrate or the like, and thus the phase difference constituting the color filter of the liquid crystal display device. In general, the layer is applied and fixed to a substrate (underlayer) having various surface smoothness and hydrophilic / hydrophobic properties such as a colored layer, an alignment film, a protective layer, and a transparent electrode, in addition to a glass substrate. There is a big difference. In addition, the phase difference layer and the colored layer have a decisive difference in the type of solvent and the mixing ratio of the solute and in particular the presence or absence of crosslinkable liquid crystal molecules. It cannot be applied as it is to the liquid crystal composition for forming the phase difference layer. Therefore, it can be said that a process for coating the liquid crystal composition with high quality and high throughput by the slit die coating method has not been established.

また、架橋性液晶分子を架橋させて形成した位相差層は、架橋性液晶分子自体に接着に関与する部位が乏しいため、液晶セル内側の基材、すなわちガラス基板や着色層との密着性が低く、長期間の密着信頼性が乏しいという問題があった。   In addition, since the retardation layer formed by crosslinking the crosslinkable liquid crystal molecules has few sites involved in adhesion to the crosslinkable liquid crystal molecules themselves, the adhesion to the substrate inside the liquid crystal cell, that is, the glass substrate or the colored layer is low. There was a problem that it was low and long-term adhesion reliability was poor.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ダイコータを用いて生産性において問題の無い程度に高い塗工速度で位相差層を形成した場合でも、横スジムラの発生が極めて少なく、均一な位相差層が得られるとともに、長期にわたり基材との密着性に優れた位相差層を形成するための液晶組成物、およびこれを用いたカラーフィルタ、ならびにこのカラーフィルタを用いた液晶表示装置を提供することを主目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above problems, and even when a retardation layer is formed at a high coating speed to such an extent that there is no problem in productivity using a die coater, the occurrence of horizontal stripe unevenness is extremely small. Liquid crystal composition for forming a retardation layer having a uniform retardation layer and excellent adhesion to a substrate over a long period of time, a color filter using the same, and a liquid crystal display using the color filter The main purpose is to provide a device.

本発明は、発明者らの度重なる試行および検討の末、架橋性液晶分子を所定量含有する液晶組成物についても、アルキルエーテル系界面活性剤を含有するとともに表面寿命10msにおける動的表面張力が31mN/m〜50mN/mとなるよう調整することでスリットダイコート法による塗工性をきわめて良好とすることができ、さらに所定の官能基を有するシランカップリング剤を液晶組成物に添加することにより、上記塗工性を損なうことなく、位相差層の基板密着性を向上することができるという知見に基づいてなされたものである。   In the present invention, after repeated trials and studies by the inventors, a liquid crystal composition containing a predetermined amount of a crosslinkable liquid crystal molecule also contains an alkyl ether surfactant and exhibits a dynamic surface tension at a surface life of 10 ms. By adjusting to 31 mN / m to 50 mN / m, the coating property by the slit die coating method can be made extremely good, and furthermore, by adding a silane coupling agent having a predetermined functional group to the liquid crystal composition The invention has been made based on the knowledge that the substrate adhesion of the retardation layer can be improved without impairing the coating property.

即ち本発明にかかる液晶組成物は、
(1)1種または2種以上の架橋性液晶分子と、(メタ)アクリロイル基、アミノ基、スルフィド基、メルカプト基より選ばれた少なくとも1種を有するシランカップリング剤と、アルキルエーテル系界面活性剤とを含有し、表面寿命が10msの際の動的表面張力が31mN/m〜50mN/mであることを特徴とする液晶組成物;
(2)シェアレートが100s-1の際の動的粘度が2.0mPa・s〜4.0mPa・sの範囲内である上記(1)に記載の液晶組成物;
(3)架橋性液晶分子の少なくとも1種が、1分子中に1個または2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する上記(1)または(2)に記載の液晶組成物;
(4)シランカップリング剤を、対配合物換算値で0.01〜20重量%含有する上記(1)から(3)のいずれかに記載の液晶組成物;
(5)アルキルエーテル系界面活性剤を、対配合物換算値で0.01〜1重量%含有する上記(1)から(4)のいずれかに記載の液晶組成物;
を要旨とするものである。
That is, the liquid crystal composition according to the present invention is
(1) One or more crosslinkable liquid crystal molecules, a silane coupling agent having at least one selected from a (meth) acryloyl group, an amino group, a sulfide group, and a mercapto group, and an alkyl ether surface activity A liquid crystal composition, wherein the dynamic surface tension is 31 mN / m to 50 mN / m when the surface lifetime is 10 ms;
(2) The liquid crystal composition according to the above (1), wherein the dynamic viscosity when the share rate is 100 s −1 is in the range of 2.0 mPa · s to 4.0 mPa · s;
(3) The liquid crystal composition according to the above (1) or (2), wherein at least one of the crosslinkable liquid crystal molecules has one or more (meth) acryloyl groups in one molecule;
(4) The liquid crystal composition according to any one of the above (1) to (3), which contains a silane coupling agent in an amount of 0.01 to 20% by weight in terms of the formulation;
(5) The liquid crystal composition according to any one of the above (1) to (4), which contains an alkyl ether surfactant in an amount of 0.01 to 1% by weight in terms of the formulation;
Is a summary.

また本発明にかかるカラーフィルタおよびこれを用いた液晶表示装置は、
(6)透明基板上に少なくとも着色層と位相差層とが積層されたカラーフィルタであって、前記位相差層が、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の液晶組成物が硬化して形成されたものであることを特徴とするカラーフィルタ;
(7)前記位相差層が、前記着色層の上に前記液晶組成物を塗布し、その表面に活性放射線を照射して前記架橋性液晶分子を重合させてなることを特徴とする上記(6)に記載のカラーフィルタ;
(8)位相差層が、対配合物換算値で少なくとも99.88〜70重量%の前記架橋性液晶分子と、0.1〜10重量%の光重合開始剤と、0.01〜20重量%の前記シランカップリング剤と、0.01〜1重量%のアルキルエーテル系界面活性剤とを含む前記液晶組成物が光硬化および焼成されて形成されたものである上記(6)または(7)に記載のカラーフィルタ;
(9)前記架橋性液晶分子がホメオトロピック配向している上記(6)〜(8)に記載のカラーフィルタ;
(10)上記(6)〜(9)のいずれかに記載のカラーフィルタと、液晶駆動用電極を備える駆動用回路側基板とを対向させて配置し、前記カラーフィルタと駆動用回路側基板との間に駆動用液晶材料を封入してなる液晶表示装置;
を要旨とするものである。
The color filter according to the present invention and a liquid crystal display device using the color filter are as follows:
(6) A color filter in which at least a colored layer and a retardation layer are laminated on a transparent substrate, and the retardation layer is cured by the liquid crystal composition according to any one of (1) to (5) above. A color filter characterized by being formed by:
(7) The above (6), wherein the retardation layer is obtained by coating the liquid crystal composition on the colored layer and irradiating the surface with active radiation to polymerize the crosslinkable liquid crystal molecules. ) Color filters described in;
(8) The retardation layer is at least 99.88 to 70% by weight of the crosslinkable liquid crystal molecule, 0.1 to 10% by weight of a photopolymerization initiator, and 0.01 to 20% by weight in terms of the formulation % Of the silane coupling agent and 0.01 to 1% by weight of an alkyl ether surfactant, and the liquid crystal composition is formed by photocuring and baking (6) or (7 ) Color filter according to
(9) The color filter according to any one of (6) to (8), wherein the crosslinkable liquid crystal molecules are homeotropically aligned;
(10) The color filter according to any one of the above (6) to (9) and a driving circuit side substrate including a liquid crystal driving electrode are arranged to face each other, and the color filter and the driving circuit side substrate are arranged. A liquid crystal display device in which a liquid crystal material for driving is enclosed between;
Is a summary.

尚、本明細書において用いられるいくつかの用語について以下のとおり定義する。
「(メタ)アクリロイル基」とは、「アクリロイル基」および「メタアクリロイル基」の2つの官能基の総称として用いるものとする。尚、アクリロイル基の例としてはアクリレート基やアクリロキシ基など、メタアクリロイル基の例としてはメタクリレート基やメタクリロキシ基などが挙げられる。
In addition, some terms used in this specification are defined as follows.
The term “(meth) acryloyl group” is used as a general term for two functional groups, “acryloyl group” and “methacryloyl group”. Examples of acryloyl groups include acrylate groups and acryloxy groups, and examples of methacryloyl groups include methacrylate groups and methacryloxy groups.

「動的表面張力」とは動いている液体の表面張力のことであり、本発明ではこれを最大泡圧法で測定する。最大泡圧法は、キャピラリの先端から液中に発生させた気泡の圧力を測定することで該液体の表面張力を求める方法である。またこの測定では、気泡の表面が形成されてから直ちに圧力を測定することでより流動状態に近い、すなわち動的な表面張力を求めることができるところ、本発明においてはこの経過時間である「表面寿命」を10msときわめて小さな値を採用している。このような動的表面張力の測定は、バブルプレッシャー動的表面張力計(商品名:BP−2、KRUSS社製)などを用いて測定することができる。   “Dynamic surface tension” refers to the surface tension of a moving liquid, which is measured by the maximum bubble pressure method in the present invention. The maximum bubble pressure method is a method for determining the surface tension of a liquid by measuring the pressure of bubbles generated in the liquid from the tip of a capillary. In this measurement, the pressure is measured immediately after the bubble surface is formed, so that the surface tension is closer to the flow state, that is, the dynamic surface tension can be obtained. “Life” is a very small value of 10 ms. Such dynamic surface tension can be measured using a bubble pressure dynamic surface tension meter (trade name: BP-2, manufactured by KRUSS).

なお、本発明にて定義する液晶組成物の動的表面張力とはスリットダイコート法による塗工工程に供される際の値をいい、液晶組成物の生産・流通時などに例えば濃縮状態で存在する場合における値を意味するものではない。   The dynamic surface tension of the liquid crystal composition defined in the present invention means a value when it is subjected to a coating process by a slit die coating method, and is present in a concentrated state, for example, during production and distribution of the liquid crystal composition. It does not mean the value in the case of doing.

「位相差層」とは、光の位相差(リタデーション)変化に対して光学補償することができる位相差制御機能を有する層を意味する。   The “retardation layer” means a layer having a retardation control function capable of optically compensating for a change in retardation of light.

「液晶組成物」とは、少なくとも架橋性液晶分子を1種または2種以上含み、さらに位相差層を形成するために用いられる他の物質が配合された混合物である組成物、および上記混合物を溶媒に溶解もしくは懸濁させて調製した溶液状態である組成物の両方を意味する。また本明細書中、特に上述した「溶液状態である組成物」である本発明の液晶組成物のことを、便宜上「液晶組成物溶液」とも呼ぶ。   “Liquid crystal composition” refers to a composition which is a mixture containing at least one or more crosslinkable liquid crystal molecules, and further blended with other substances used to form a retardation layer, and the above mixture. It means both a composition in a solution state prepared by dissolving or suspending in a solvent. In the present specification, the liquid crystal composition of the present invention which is the above-described “composition in a solution state” is also referred to as a “liquid crystal composition solution” for convenience.

「対配合物換算値」とは、本発明の液晶組成物が上記混合物である場合には、該混合物を構成する物質として配合される各配合物の総重量を100としたときの各配合物の重量比を意味し、本発明の液晶組成物が上記配合物を溶媒で溶解あるいは混合した溶液である場合には、溶液の重量から溶媒の重量を引いた重量(即ち、溶媒に溶解或いは懸濁する前の各配合物の総重量)を100としたときの各配合物の重量比を意味する。なお、本発明において特に断りなく重量%と表記した場合は、対配合物換算値を意味するものとする。   “Comparison value of compound” means that when the liquid crystal composition of the present invention is the above mixture, each compound when the total weight of each compound formulated as a substance constituting the mixture is 100 In the case where the liquid crystal composition of the present invention is a solution obtained by dissolving or mixing the above-mentioned composition with a solvent, the weight obtained by subtracting the weight of the solvent from the weight of the solution (that is, dissolved or suspended in the solvent). It means the weight ratio of each compound when the total weight of each compound before turbidity is taken as 100. In addition, in the present invention, the expression “% by weight” unless otherwise specified means a value in terms of a compound.

「ホメオトロピック配向」とは、位相差層を構成する液晶分子の光軸が基板面に対して垂直または略垂直に立ち上がっている配向状態をいう。また「位相差層がホメオトロピック配向している」とは、位相差層を構成する液晶分子が、ホメオトロピック配向していることをいう。尚、本発明において、液晶分子の理想的なホメオトロピック配向とは、位相差層の厚さ方向をz軸としてxyz直交座標系を想定したとき、x軸方向の屈折率nxとy軸方向の屈折率nyがほぼ同じ値になり、かつ測定角度が0°の時の位相差値が4nm以下の場合をいい、好ましくは3.5nm以下、より好ましくは3nm以下の場合をいう。   “Homeotropic alignment” refers to an alignment state in which the optical axes of liquid crystal molecules constituting the retardation layer rise perpendicularly or substantially perpendicularly to the substrate surface. Further, “the retardation layer is homeotropically aligned” means that liquid crystal molecules constituting the retardation layer are homeotropically aligned. In the present invention, the ideal homeotropic alignment of the liquid crystal molecules means an xyz orthogonal coordinate system assuming the thickness direction of the retardation layer as the z-axis and the refractive index nx in the x-axis direction and the y-axis direction in the y-axis direction. The case where the refractive index ny is substantially the same and the phase difference value when the measurement angle is 0 ° is 4 nm or less, preferably 3.5 nm or less, more preferably 3 nm or less.

本発明によれば、架橋性液晶分子を含有する液晶組成物をスリットダイコート法によって基材上に塗布する際、適用された面における塗液の塗れ性が十分となるため、決められた区域に塗液が均一に広がり、横スジムラの発生を抑えることができる。このため本発明の液晶組成物によれば、ガラス基板や着色層など基材の種類や表面の性状によらず良好な塗工性を得ることができるため、いわゆるインセル方式によって対向するガラス基板の内側に保護されるように位相差層を塗工形成した液晶表示装置、およびこれを構成するカラーフィルタにつき、安定して優れた視野角改善効果を発揮することができる。   According to the present invention, when a liquid crystal composition containing a crosslinkable liquid crystal molecule is applied on a substrate by a slit die coating method, the coating liquid on the applied surface is sufficiently coated. The coating liquid spreads uniformly, and the occurrence of horizontal stripe unevenness can be suppressed. For this reason, according to the liquid crystal composition of the present invention, good coating properties can be obtained regardless of the type of substrate such as a glass substrate or a colored layer and the surface properties. A liquid crystal display device having a retardation layer coated and formed so as to be protected on the inner side, and a color filter constituting the liquid crystal display device, can exhibit a stable and excellent viewing angle improvement effect.

また本発明によれば、液晶組成物にアルキルエーテル系界面活性剤を添加することで上記所定の動的表面張力が好適に実現されてスリットダイコート法による塗工性が改善され、さらに上記4種官能基の少なくともいずれかを有するシランカップリング剤を添加することで、その塗工性を阻害することなく、液晶組成物を基材に塗布および固定化してなる位相差層につき基材密着性を向上することができる。   Further, according to the present invention, by adding an alkyl ether surfactant to the liquid crystal composition, the predetermined dynamic surface tension is suitably realized, and the coating property by the slit die coating method is improved. By adding a silane coupling agent having at least one of functional groups, the substrate adhesion can be improved with respect to the retardation layer formed by applying and fixing the liquid crystal composition to the substrate without impairing the coating property. Can be improved.

なお、液晶組成物を固定化した位相差層と基材との密着性を向上するという観点のみから言えば、例えば両者の間に粘着層を形成する方法も採り得るところであるが、かかる方法では、位相差層の形成に先立って粘着層を塗工および固定する工程を経る必要があり、またカラーフィルタや液晶表示装置全体の厚さが増してしまうほか、該粘着層によって透過光の散乱が生じ、カラーフィルタ等の光学特性が低下する虞がある。これに対し、本発明のように液晶組成物中に上記所定の官能基を有するシランカップリング剤を一体に混合することにより、工程数の増大、層厚さの拡大および光学特性の低下のいずれの問題をも伴うことなく本発明の効果を得ることができる。   From the standpoint of improving the adhesion between the retardation layer having the liquid crystal composition fixed thereon and the substrate, for example, a method of forming an adhesive layer between the two can also be adopted. In addition to the step of coating and fixing the adhesive layer prior to the formation of the retardation layer, the thickness of the color filter and the entire liquid crystal display device increases, and the adhesive layer scatters transmitted light. As a result, the optical characteristics of the color filter and the like may be deteriorated. On the other hand, by integrally mixing the silane coupling agent having the predetermined functional group in the liquid crystal composition as in the present invention, any of an increase in the number of steps, an increase in the layer thickness, and a decrease in the optical characteristics can be achieved. The effect of the present invention can be obtained without the above problem.

以下、本発明を実施するための最良の形態について具体的に説明する。本発明の液晶組成物は、架橋重合可能な分子構造を有する架橋性液晶分子を含有し、かつその動的表面張力が上記所定の範囲内にあり、さらに特定のシランカップリング剤およびアルキルエーテル系界面活性剤が含有されていることを基本的な特徴とする。   The best mode for carrying out the present invention will be specifically described below. The liquid crystal composition of the present invention contains a crosslinkable liquid crystal molecule having a molecular structure capable of crosslink polymerization, and has a dynamic surface tension within the predetermined range, and further includes a specific silane coupling agent and an alkyl ether type. The basic feature is that a surfactant is contained.

<架橋性液晶分子について>
本発明の液晶組成物に用いる架橋性液晶分子としては、架橋性のネマチック液晶を用いることができ、架橋性ネマチック液晶としては例えば、1分子中に(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、オキタセン基、イソシアネート基等の重合性基を少なくとも1個有するモノマー、オリゴマー、ポリマー等が挙げられる。このような架橋性液晶分子としては、下記一般式(1)で表される化合物(I)のうちの1種の化合物もしくは2種以上の混合物、化2、化3に示す化合物(II)のうちの1種の化合物もしくは2種以上の混合物、またはこれらを組み合わせた混合物を用いることができる。特に、本発明における架橋性液晶分子を構成する架橋性ネマチック液晶分子の少なくとも1種が1分子中に1個または2個以上の(メタ)アクリロイル基を有することが好ましい。
<About crosslinkable liquid crystal molecules>
As the crosslinkable liquid crystal molecule used in the liquid crystal composition of the present invention, a crosslinkable nematic liquid crystal can be used. As the crosslinkable nematic liquid crystal, for example, (meth) acryloyl group, epoxy group, octacene group, Monomers, oligomers, polymers and the like having at least one polymerizable group such as an isocyanate group can be mentioned. As such a crosslinkable liquid crystal molecule, one of the compounds (I) represented by the following general formula (1) or a mixture of two or more of the compounds (II) shown in Chemical Formula 2 and Chemical Formula 3 One of these compounds, a mixture of two or more, or a mixture of these can be used. In particular, it is preferable that at least one kind of the crosslinkable nematic liquid crystal molecules constituting the crosslinkable liquid crystal molecules in the present invention has one or more (meth) acryloyl groups in one molecule.

Figure 2007334062
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Figure 2007334062
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上記一般式(1)において、R1およびR2はそれぞれ水素またはメチル基を示すが、液晶相を示す温度範囲の広さからR1またはR2の少なくとも一方はともに水素であることが好ましく、R1およびR2がともに水素であることがより好ましい。Xは水素、塩素、臭素、ヨウ素、炭素数1〜4のアルキル基、メトキシ基、シアノ基またはニトロ基のいずれであってもよいが、塩素またはメチル基であることが好ましい。また、化合物(I)の分子鎖両端の(メタ)アクリロイロキシ基、芳香環とのスペーサーであるアルキレン基の鎖長を示すaおよびbは、それぞれ個別に2〜12の範囲で任意の整数をとり得るが、4〜10の範囲であることが好ましく、6〜9の範囲であることがさらに好ましい。a=b=0である一般式(1)の化合物は安定性に乏しく、加水分解を受けやすい上に、化合物自体の結晶性が高い。また、aおよびbがそれぞれ13以上である一般式(1)の化合物は、等方相転移温度(TI)が低い。この理由から、これらの化合物はどちらも液晶性を示す温度範囲が狭くなり好ましくない。上記した化1、化2、化3では架橋性液晶のモノマーを例示したが、架橋性液晶のオリゴマーや架橋性液晶のポリマー等も、従来用いられているもののなかから適宜選択して用いることができる。 In the general formula (1), indicating each R 1 and R 2 are hydrogen or a methyl group, it is preferable that at least one of R 1 or R 2 is a wide temperature range of a liquid crystal phase are both hydrogen, More preferably, R 1 and R 2 are both hydrogen. X may be any of hydrogen, chlorine, bromine, iodine, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a methoxy group, a cyano group, or a nitro group, but is preferably a chlorine or methyl group. Further, a and b indicating the chain length of the (meth) acryloyloxy group at both ends of the molecular chain of the compound (I) and the alkylene group which is a spacer with the aromatic ring individually take an arbitrary integer in the range of 2 to 12, respectively. However, it is preferably in the range of 4-10, more preferably in the range of 6-9. The compound of the general formula (1) in which a = b = 0 is poor in stability, is susceptible to hydrolysis, and has high crystallinity. Further, the compound of the general formula (1) in which a and b are each 13 or more has a low isotropic phase transition temperature (TI). For this reason, both of these compounds are not preferable because the temperature range showing liquid crystallinity becomes narrow. In the above-mentioned chemical formula 1, chemical formula 2, and chemical formula 3, the monomer of the crosslinkable liquid crystal is exemplified, but the oligomer of the crosslinkable liquid crystal or the polymer of the crosslinkable liquid crystal may be appropriately selected from those conventionally used. it can.

一般に位相差層のリタデーション量および配向特性は、架橋性液晶分子の複屈折Δnと、位相差層の膜厚により決定されるところ、架橋性液晶分子のΔnは0.03〜0.20程度が好ましく、0.05〜0.15程度が更に好ましい。かかる複屈折率を達成することで、一般的なスリットダイコータによる液晶組成物の塗工により、波長λの可視光を透過させた場合にλ/4やλ/2などの所望の位相差を得ることのできる位相差層が形成される。   In general, the retardation amount and orientation characteristics of the retardation layer are determined by the birefringence Δn of the crosslinkable liquid crystal molecules and the film thickness of the retardation layer, and the Δn of the crosslinkable liquid crystal molecules is about 0.03 to 0.20. Preferably, about 0.05 to 0.15 is more preferable. By achieving such a birefringence, a desired phase difference such as λ / 4 or λ / 2 is obtained when visible light having a wavelength λ is transmitted by applying a liquid crystal composition using a general slit die coater. A retardation layer is formed.

本発明の液晶組成物において、架橋性液晶分子は対配合物換算値で70重量%以上、好ましくは75重量%以上となるように配合されることが好ましい。含有量を70重量%以上とすることにより液晶性が向上し、位相差層における配向不良の発生を良好に抑制できる。ただし架橋性液晶分子に特定の作用を付与し、あるいは本発明の液晶組成物を用いて形成される位相差層に特定の機能を付与するためのさらなる添加剤を添加することが必要な場合には、架橋性液晶分子の添加量は上述の限りではない。かかる場合には、他の添加剤の添加量を考慮し、適宜、架橋性液晶分子の添加量を決定してよい。例えば、後述するカイラル剤を添加して一般に形成される所謂負のCプレートを得る場合などについては、架橋性液晶分子の添加量が70重量%未満になることを除外するものではない。   In the liquid crystal composition of the present invention, it is preferable that the crosslinkable liquid crystal molecules are blended so as to be 70% by weight or more, preferably 75% by weight or more in terms of a compound. By setting the content to 70% by weight or more, liquid crystallinity is improved, and occurrence of alignment failure in the retardation layer can be satisfactorily suppressed. However, when it is necessary to add a specific additive to the crosslinkable liquid crystal molecule or to add a further additive for imparting a specific function to the retardation layer formed using the liquid crystal composition of the present invention. The amount of crosslinkable liquid crystal molecules added is not limited to the above. In such a case, the addition amount of the crosslinkable liquid crystal molecules may be appropriately determined in consideration of the addition amount of other additives. For example, in the case of obtaining a so-called negative C plate that is generally formed by adding a chiral agent to be described later, it is not excluded that the addition amount of the crosslinkable liquid crystal molecules is less than 70% by weight.

<正のCプレートについて>
上記架橋性液晶分子を垂直配向(ホメオトロピック配向)させて固定化することにより、液晶分子の光軸が位相差層の法線方向を向くとともに常光線屈折率よりも大きな異常光線屈折率を位相差層の法線方向に有する、いわゆる正のCプレートを形成することができる。この場合、液晶組成物の塗布面には垂直配向膜を予め形成するか、または液晶組成物に垂直配向助剤を混合するとよい。
<About positive C plate>
By fixing the crosslinkable liquid crystal molecules by vertical alignment (homeotropic alignment), the optical axis of the liquid crystal molecules faces the normal direction of the retardation layer and an extraordinary ray refractive index larger than the ordinary ray refractive index is obtained. A so-called positive C plate having the normal direction of the phase difference layer can be formed. In this case, a vertical alignment film may be formed in advance on the application surface of the liquid crystal composition, or a vertical alignment aid may be mixed with the liquid crystal composition.

垂直配向助剤の例としては、例えばレシチンや第四級アンモニウム界面活性剤などの垂直に整列したアルキル鎖またはフルオロカーボン鎖を有する表面カップリング剤、HTAB(ヘキサデシル−トリメチルアンモニウムブロミド)、DMOAP(N,N−ジメチル−N−オクタデシル−3−アミノプロピルトリメトキシシリルクロリド)、N−パーフルオロオクチルスルホニル−3−アミノプロピルトリメチルアンモニウムヨージド、長鎖アルキルアルコール、シランポリマーなどを挙げることができる。   Examples of vertical alignment aids include surface coupling agents having vertically aligned alkyl or fluorocarbon chains such as lecithin and quaternary ammonium surfactants, HTAB (hexadecyl-trimethylammonium bromide), DMOAP (N, N-dimethyl-N-octadecyl-3-aminopropyltrimethoxysilyl chloride), N-perfluorooctylsulfonyl-3-aminopropyltrimethylammonium iodide, long-chain alkyl alcohol, silane polymer, and the like.

架橋性液晶分子がホメオトロピック(垂直)配向した上記正のCプレートを形成するに際し、本発明の課題である横スジムラの発生は架橋性液晶の垂直配向性を著しく乱し該プレートの光漏れを生じる要因となることから、本発明のごとく塗工性を改善し横スジムラの発生を低減することのできる液晶組成物は、正のCプレートの形成を目的とする場合に特に好適に用いられる。   When forming the positive C plate in which crosslinkable liquid crystal molecules are homeotropically aligned (vertical), the occurrence of lateral stripes, which is the subject of the present invention, significantly disturbs the vertical alignment of the crosslinkable liquid crystal and causes light leakage of the plate. Since it becomes a factor which arises, the liquid-crystal composition which can improve applicability | paintability and can reduce generation | occurrence | production of a horizontal stripe unevenness like this invention is used especially suitably when aiming at formation of a positive C plate.

<負のCプレートについて>
一方、液晶分子の光軸が位相差層と並行するとともに常光線屈折率よりも小さな異常光線屈折率を位相差層の法線方向に有する、いわゆる負のCプレートを形成する場合、架橋性ネマチック液晶としてはカイラル剤を添加したコレステリック規則性を有するカイラルネマチック液晶を好適に用いることができる。
<About negative C plate>
On the other hand, in the case of forming a so-called negative C plate in which the optical axis of the liquid crystal molecules is parallel to the retardation layer and has an extraordinary ray refractive index smaller than the ordinary ray refractive index in the normal direction of the retardation layer, a crosslinkable nematic As the liquid crystal, a chiral nematic liquid crystal having a cholesteric regularity to which a chiral agent is added can be suitably used.

カイラル剤は光学活性な部位を有する低分子量化合物で、分子量1500以下の化合物が好ましい。カイラル剤は、上記化1に示す化合物(I)、または化2、化3に示す化合物(II)が発現する正の一軸ネマチック規則性に、螺旋ピッチを誘起させる目的で用いられる。カイラル剤としては下記、化4に示す化合物を例示することができるが、上記化合物(I)や化合物(II)と溶液状態または溶融状態で相溶性を有し、かつ架橋性ネマチック液晶の液晶性を損なうことなく螺旋ピッチを誘起できるものであれば、化4に示す化合物に限定されない。しかしながら分子の両末端に架橋性官能基を有するものが、耐熱性の良い光学素子を得る上で好ましい。カイラル剤は分子内に光学活性な部位を有する化合物である。   The chiral agent is a low molecular weight compound having an optically active site, and a compound having a molecular weight of 1500 or less is preferable. The chiral agent is used for the purpose of inducing a helical pitch in the positive uniaxial nematic regularity expressed by the compound (I) shown in Chemical Formula 1 or the compounds (II) shown in Chemical Formula 2 and Chemical Formula 3. Examples of the chiral agent include the compounds shown in Chemical Formula 4 below, but the liquid crystallinity of the crosslinkable nematic liquid crystal having compatibility with the above compound (I) or compound (II) in a solution state or a molten state. As long as the helical pitch can be induced without impairing the structure, the compound is not limited to the compound shown in Chemical formula 4. However, those having a crosslinkable functional group at both ends of the molecule are preferred for obtaining an optical element having good heat resistance. A chiral agent is a compound having an optically active site in the molecule.

本発明で使用可能なカイラル剤としては、例えば1つもしくは2つ以上の不斉炭素を有する化合物、キラルなアミン、キラルなスルフォキシド等のようにヘテロ原子上に不斉点がある化合物、またはクムレン、ビナフトール等の軸不斉を持つ化合物等が挙げられる。例えば市販のカイラルネマチック液晶、より具体的にはMerck社製S−811等を用いることができる。選択したカイラル剤の性質によっては、ネマチック規則性の破壊、配向性の低下を招き、また非重合性のカイラル剤の場合には架橋性液晶の硬化性の低下、硬化フィルムの電気的信頼性の低下を招く虞があり、更に光学活性な部位を有するカイラル剤の多量使用はコストアップを招く。従って本発明で用いるカイラル剤としては、液晶性高分子の配向に螺旋ピッチを誘発する効果の大きなカイラル剤を選択することが好ましく、具体的には下記一般式(2)〜(4)で表されるような化合物であって、分子内に軸不斉を有する低分子化合物の使用が好ましい。   Examples of the chiral agent that can be used in the present invention include a compound having one or more asymmetric carbons, a compound having an asymmetric point on a heteroatom such as a chiral amine, a chiral sulfoxide, or the like. And compounds having axial asymmetry such as binaphthol. For example, commercially available chiral nematic liquid crystal, more specifically, S-811 manufactured by Merck Co., etc. can be used. Depending on the nature of the selected chiral agent, nematic regularity may be destroyed and the orientation may be lowered.In the case of a non-polymerizable chiral agent, the curability of the crosslinkable liquid crystal may be lowered, and the electrical reliability of the cured film may be reduced. There is a risk of lowering the cost, and the use of a large amount of a chiral agent having an optically active site causes an increase in cost. Therefore, as the chiral agent used in the present invention, it is preferable to select a chiral agent having a large effect of inducing a helical pitch in the alignment of the liquid crystalline polymer. Specifically, the chiral agent is represented by the following general formulas (2) to (4). It is preferable to use a low molecular weight compound having an axial asymmetry in the molecule.

Figure 2007334062
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上記一般式(2)〜(4)において、R4は水素またはメチル基を示し、Yは下記、化5、化6に示す(i)〜(xxiv)のうちの任意の一つであるが、中でも式(i)、(ii)、(iii)、(v)および(vii)の何れか一つであることが好ましい。またアルキレン基の繰り返しを示すcとdは、それぞれ個別に2〜12の範囲であることがさらに好ましい。cとdのいずれかまたは両方の値が0または1である化合物は、安定性に欠け、加水分解を受けやすく、結晶性も高い。一方、cまたはdのいずれかの値が13以上である化合物は、融点(Tm)が低い。換言すると、cとdの値がともに上記好ましい範囲のカイラル剤を用いると、上記化合物(I)および化合物(II)に例示される架橋性液晶モノマーとの相溶性が十分に得られるという利点がある。 In the general formulas (2) to (4), R 4 represents hydrogen or a methyl group, and Y is any one of (i) to (xxiv) shown in the following chemical formulas 5 and 6. Of these, any one of formulas (i), (ii), (iii), (v) and (vii) is preferred. Further, it is more preferable that c and d, which indicate the repetition of the alkylene group, are each in the range of 2 to 12 individually. A compound in which the value of either or both of c and d is 0 or 1 lacks stability, is susceptible to hydrolysis, and has high crystallinity. On the other hand, a compound in which the value of either c or d is 13 or more has a low melting point (Tm). In other words, the use of a chiral agent in which both the values of c and d are in the above preferred range has the advantage that sufficient compatibility with the crosslinkable liquid crystal monomer exemplified by the compound (I) and the compound (II) can be obtained. is there.

Figure 2007334062
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Figure 2007334062
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カイラル剤の配合量の最適範囲は、螺旋ピッチ誘起能力や最終的に得られる位相差層のコレステリック性を考慮して決められる。具体的な配合量の範囲は、架橋性液晶の種類等により大きく異なるものではあるが、一般に液晶組成物の対配合物換算値で0.01〜30重量%、好ましくは0.1〜20重量%、更に好ましくは0.5〜15重量%となるように配合される。特に好ましいカイラル剤の配合量は、対配合物換算値で1〜15重量%である。カイラル剤の配合量が対配合物換算値で0.01重量%未満の場合、液晶組成物に十分なコレステリック性を付与できない場合があり、また30重量%を超える場合は、架橋性液晶分子の配向が阻害され、硬化させる際に硬化速度の低下や架橋密度の低下といった悪影響を及ぼす虞がある。特にカイラル剤の配合量が上記好適な数値範囲内の場合、負のCプレートの配向性と架橋硬化性をともに十分に高め、位相差層の良好な光学特性を得ることができる。   The optimum range of the amount of the chiral agent is determined in consideration of the helical pitch inducing ability and the cholesteric property of the finally obtained retardation layer. The specific range of the blending amount varies greatly depending on the type of the crosslinkable liquid crystal and the like, but is generally 0.01 to 30% by weight, preferably 0.1 to 20% by weight in terms of the blended liquid crystal composition. %, More preferably 0.5 to 15% by weight. The blending amount of the chiral agent is particularly preferably 1 to 15% by weight in terms of blend. When the compounding amount of the chiral agent is less than 0.01% by weight in terms of the compound, it may not be possible to impart sufficient cholesteric properties to the liquid crystal composition, and when it exceeds 30% by weight, The orientation is inhibited, and there is a risk of adverse effects such as a decrease in the curing rate and a decrease in the crosslinking density when curing. In particular, when the blending amount of the chiral agent is within the above preferable numerical range, both the orientation of the negative C plate and the crosslinking curability can be sufficiently enhanced, and good optical characteristics of the retardation layer can be obtained.

尚、本発明で用いるカイラル剤は、特に架橋性を有することを必須とするものではないが、得られる位相差層の熱安定性等を考慮すると、上述した架橋性液晶分子と重合し、コレステリック規則性を固定化することが可能な架橋性カイラル剤を用いることが好ましい。特に、分子の両末端に架橋性官能基があることが、耐熱性のよい光学素子を得る上で好ましい。   The chiral agent used in the present invention is not particularly required to have crosslinkability. However, in consideration of the thermal stability of the obtained retardation layer, the chiral agent is polymerized with the above-described crosslinkable liquid crystal molecules, and cholesteric. It is preferable to use a crosslinkable chiral agent capable of fixing the regularity. In particular, it is preferable to have a crosslinkable functional group at both ends of the molecule in order to obtain an optical element having good heat resistance.

<正のAプレートについて>
液晶分子の光軸が位相差層と並行するとともに、常光線屈折率よりも大きな異常光線屈折率を位相差層の面内方向に有する、いわゆる正のAプレートを形成する場合、ラビング処理などを施した水平配向膜による配向規制力を架橋性液晶分子に負荷するか、または空気界面に対する架橋性液晶分子の表面自由エネルギーを抑制するためのレベリング剤を添加することで該分子を水平配向させることができる。
<About positive A plate>
When forming a so-called positive A plate in which the optical axis of the liquid crystal molecules is parallel to the retardation layer and has an extraordinary ray refractive index larger than the ordinary ray refractive index in the in-plane direction of the retardation layer, a rubbing treatment or the like is performed. Applying the alignment regulating force by the applied horizontal alignment film to the crosslinkable liquid crystal molecules or adding the leveling agent to suppress the surface free energy of the crosslinkable liquid crystal molecules against the air interface to horizontally align the molecules Can do.

<シランカップリング剤について>
本発明の液晶組成物は、(メタ)アクリロイル基、アミノ基、スルフィド基、メルカプト基の少なくとも1種を有するシランカップリング剤を含有することを特徴とする。上記所定の官能基を有するシランカップリング剤を混合することにより、上述の正のCプレート、負のCプレート、または正のAプレートのいずれを形成するに際しても、本発明の液晶組成物は基材(下地)との密着性が向上するとともに、さらにアルキルエーテル系界面活性剤の存在と相まって塗工工程時の横スジムラの発生を抑制し、良好な基材塗工性が得られる。また特に正のCプレートを形成するに際しては、上記4種シランカップリング剤の少なくとも1種以上を添加することにより、液晶組成物に含有される架橋性液晶分子のホメオトロピック(垂直)配向性が向上するという効果が得られる。
<Silane coupling agent>
The liquid crystal composition of the present invention is characterized by containing a silane coupling agent having at least one of a (meth) acryloyl group, an amino group, a sulfide group, and a mercapto group. The liquid crystal composition of the present invention is based on the above-described positive C plate, negative C plate, or positive A plate by mixing the silane coupling agent having the predetermined functional group. Adhesion with the material (underlying) is improved, and in addition to the presence of the alkyl ether surfactant, the occurrence of lateral unevenness during the coating process is suppressed, and good substrate coatability is obtained. In particular, when forming a positive C plate, the homeotropic (vertical) orientation of the crosslinkable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal composition can be increased by adding at least one of the above four silane coupling agents. The effect of improving is acquired.

この種のシランカップリング剤としては、例えば、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン(信越化学社製KBM−502、東芝シリコーン社製TSL8375)、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製KBM−503、東芝シリコーン社製TSL8370)、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン(信越化学社製KBE−502)、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン(信越化学社製KBE−503)、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製KBM−5103)、(3−アクリロキシプロピル)トリメトキシシラン(Gelest社製SIA0200.0)、メタクリロキシメチルトリエトキシシラン(Gelest社製6482.0)、メタクリロキシメチルトリメトキシシラン(Gelest社製6483.0)等の(メタ)アクリロイル系シランカップリング剤;
N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン(信越化学社製KBM−602、東芝シリコーン社製TSL8345)、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製KBM−603、東芝シリコーン社製TSL8340)、3−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学社製KBE−603、東芝シリコーン社製TSL8331)、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製KBM−903)、3−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学社製KBE−903)、3−トリエトキシシリル−N−(1、3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン(信越化学社製KBE−9103)、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製KBM−573)等のアミノ系シランカップリング剤;
ビス[3−(トリエトキシシリル)プロピル]テトラスルフィド(信越化学社製KBE−846)、ビス[3−(トリエトキシシリル)プロピル]ジスルフィド(Gelest社製SIB1824.6)、ビス[m−(2−トリエトキシシリルエチル)トリル]ポリスルフィド(Gelest社製SIB1820.5)等のスルフィド系シランカップリング剤;
及び3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン(信越化学社製KBM−802)、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製KBM−803、東芝シリコーン社製TSL8380)、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン(Gelest社製SIM6475.0)、11−メルカプトウンデシルトリメトキシシラン(Gelest社製SIM6480.0)、メルカプトメチルメチルジエトキシシラン(Gelest社製SIM6473.0)、S−(オクタノイル)メルカプトプロピルトリエトキシシラン(Gelest社製SIM6704.0)等のメルカプト系シランカップリング剤;
を挙げることができる。
Examples of this type of silane coupling agent include 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane (KBM-502 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., TSL8375 manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.), 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (KBM manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). -503, Toshiba Silicone TSL8370), 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane (Shin-Etsu Chemical KBE-502), 3-methacryloxypropyltriethoxysilane (Shin-Etsu Chemical KBE-503), 3-acrylic Roxypropyltrimethoxysilane (KBM-5103 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), (3-acryloxypropyl) trimethoxysilane (SIA0200.0 manufactured by Gelest), methacryloxymethyltriethoxysilane (6482.0 manufactured by Gelest), (Meth) acryloyl-based silane coupling agent such as Russia carboxymethyl trimethoxysilane (Gelest Inc. 6483.0);
N-2 (aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane (KBS-602 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., TSL8345 manufactured by Toshiba Silicone), N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane (KBM manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) -603, Toshiba Silicone TSL8340), 3-aminopropyltriethoxysilane (Shin-Etsu Chemical KBE-603, Toshiba Silicone TSL8331), 3-aminopropyltrimethoxysilane (Shin-Etsu Chemical KBM-903), 3-aminopropyltriethoxysilane (KBE-903 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine (KBE-9103 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), N-phenyl- 3-aminopropyltrimethoxysilane (KB made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) Amino-based silane coupling agent such as -573);
Bis [3- (triethoxysilyl) propyl] tetrasulfide (KBE-846 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), bis [3- (triethoxysilyl) propyl] disulfide (SIB1824.6 manufactured by Gelest), bis [m- (2 -Triethoxysilylethyl) tolyl] polysulfide (SIB1820.5 manufactured by Gelest) and other sulfide-based silane coupling agents;
And 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane (KBM-802 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (KBM-803 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., TSL8380 manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.), 3-mercaptopropyltriethoxysilane (Gelest SIM647475.0), 11-mercaptoundecyltrimethoxysilane (SIM6480.0 from Gelest), mercaptomethylmethyldiethoxysilane (SIM6473.0 from Gelest), S- (octanoyl) mercaptopropyltriethoxysilane ( Mercapto-based silane coupling agents such as SIM6704.0 from Gelest;
Can be mentioned.

シランカップリング剤は異なる2種以上を組み合わせて用いることもできる。シランカップリング剤は、対配合物換算値が0.01〜20重量%、好ましくは0.1〜5重量%となるように添加する。0.01重量%以上を添加することにより、架橋性液晶分子の良好な垂直配向性と、位相差層の十分な基材密着性を得ることができる。また20重量%以下とすることにより、位相差層中の液晶の配向不良の発生や、位相差層の電気信頼性の低下の虞を抑えることができ良好である。   Two or more different silane coupling agents can be used in combination. The silane coupling agent is added so that the value in terms of the formulation is 0.01 to 20% by weight, preferably 0.1 to 5% by weight. By adding 0.01% by weight or more, good vertical alignment property of the crosslinkable liquid crystal molecules and sufficient substrate adhesion of the retardation layer can be obtained. Further, by adjusting the content to 20% by weight or less, it is possible to suppress the occurrence of liquid crystal orientation failure in the retardation layer and the decrease in electrical reliability of the retardation layer, which is favorable.

<液晶組成物の動的表面張力について>
本発明の液晶組成物は、スリットダイコート法による塗工に供される際の動的表面張力が表面寿命10msで、31mN/m〜50mN/mの範囲内、好ましくは32mN/m〜50mN/mとした点に大きな特徴を有する。本発明にかかる液晶組成物の動的表面張力を上記範囲とすることにより、塗工時にコータ下端面と塗工面との間に形成される液晶組成物のビードの形状を安定化させることが可能となり、その結果、形成される位相差層の表面に生じる横スジムラを大幅に低減することができる。本発明においては、アルキルエーテル系界面活性剤の種類および添加量を調整することにより、液晶組成物の動的表面張力を上記範囲とすることができる。
<About the dynamic surface tension of the liquid crystal composition>
The liquid crystal composition of the present invention has a dynamic surface tension of 10 ms when applied to the coating by the slit die coating method, and a range of 31 mN / m to 50 mN / m, preferably 32 mN / m to 50 mN / m. It has a great feature in that. By adjusting the dynamic surface tension of the liquid crystal composition according to the present invention to the above range, it is possible to stabilize the bead shape of the liquid crystal composition formed between the lower end surface of the coater and the coating surface during coating. As a result, it is possible to significantly reduce the horizontal stripe unevenness generated on the surface of the formed retardation layer. In the present invention, the dynamic surface tension of the liquid crystal composition can be adjusted to the above range by adjusting the type and addition amount of the alkyl ether surfactant.

液晶組成物の動的表面張力の測定には、上記バブルプレッシャー動的表面張力計を用いることができる。測定条件は以下の通りである。
キャピラリ径:φ0.228mm
測定温度:23℃
液量:60cc
表面寿命:10ms
キャピラリ浸漬深さ:10mm
設定密度:1.00g/cm3
上記バブルプレッシャー動的表面張力計の概略を図1に示す。
The bubble pressure dynamic surface tension meter can be used to measure the dynamic surface tension of the liquid crystal composition. The measurement conditions are as follows.
Capillary diameter: φ0.228mm
Measurement temperature: 23 ° C
Liquid volume: 60cc
Surface life: 10ms
Capillary immersion depth: 10mm
Setting density: 1.00 g / cm 3
An outline of the bubble pressure dynamic surface tension meter is shown in FIG.

<液晶組成物の動的粘度について>
また本発明の液晶組成物は、動的表面張力が上記所定範囲であることに加え、さらにシェアレート(ずり速度)が100s-1の際の動的粘度が2.0mPa・s〜4.0mPa・sの範囲内、特に2.5mPa・s〜4.0mPa・sの範囲内であることが好ましい。動的粘度がこの範囲内であることにより、上述した液晶組成物のビード形状をより安定させることができ、結果的に得られる位相差層表面の横スジムラの発生率をさらに低減させることができる。
<Dynamic viscosity of liquid crystal composition>
The liquid crystal composition of the present invention has a dynamic viscosity of 2.0 mPa · s to 4.0 mPa when the shear rate (shear rate) is 100 s −1 in addition to the dynamic surface tension being in the predetermined range. -It is preferable to be in the range of s, particularly in the range of 2.5 mPa · s to 4.0 mPa · s. When the dynamic viscosity is within this range, the bead shape of the liquid crystal composition described above can be further stabilized, and the occurrence rate of lateral unevenness on the surface of the resultant retardation layer can be further reduced. .

なお、液晶組成物の上記動的粘度は、スリットダイコート法による塗工工程に供される際の値をいい、液晶組成物の生産・流通時などに例えば濃縮状態で存在する場合における値を意味するものではない。   The above dynamic viscosity of the liquid crystal composition refers to a value when it is subjected to a coating process by a slit die coating method, and means a value in the case where the liquid crystal composition exists in a concentrated state, for example, during production and distribution of the liquid crystal composition. Not what you want.

本発明の液晶組成物の動的粘度は、例えば二重円筒方式レオメータ(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製、商品名:ARES)を用い、シェアレートが100s-1、23℃、液量10ccで測定した値を用いることができる。二重円筒方式レオメータの概略を図2に示す。 The dynamic viscosity of the liquid crystal composition of the present invention is determined using, for example, a double cylinder type rheometer (manufactured by TA Instruments Japan Co., Ltd., trade name: ARES) with a share rate of 100 s −1 , 23 ° C. The value measured at a liquid volume of 10 cc can be used. An outline of the double cylindrical rheometer is shown in FIG.

液晶組成物の動的粘度の調整は、例えば液晶組成物溶液の混合物の濃度を調整することにより行うことが可能であり、また用いる溶媒を選択することによっても行うことができる。   Adjustment of the dynamic viscosity of the liquid crystal composition can be performed, for example, by adjusting the concentration of the mixture of the liquid crystal composition solution, and can also be performed by selecting a solvent to be used.

<溶媒について>
本発明の液晶組成物は、塗布性を向上させるために上記固形分を溶媒に溶解した液晶組成物溶液として用いられる。溶媒としては上述した架橋性液晶分子、シランカップリング剤および界面活性剤、ならびに必要に応じて用いられる垂直配向助剤、カイラル剤および後述する光重合開始剤や重合禁止剤等の溶質成分を溶解することが可能であり、かつ塗布する相手側素材の性能を阻害しないものを選択する。
<About solvent>
The liquid crystal composition of the present invention is used as a liquid crystal composition solution in which the solid content is dissolved in a solvent in order to improve applicability. Solvents can dissolve the above-mentioned crosslinkable liquid crystal molecules, silane coupling agents and surfactants, and solute components such as vertical alignment aids, chiral agents and photopolymerization initiators and polymerization inhibitors described below as needed. A material that can be used and that does not impair the performance of the material to be applied is selected.

また本発明の液晶組成物に用いられる溶媒は、表面寿命10msにおける動的表面張力が27mN/m〜50mN/mの範囲内、好ましくは28mN/m〜48mN/mであるものを選択して用いるとよい。この範囲内の溶媒を選択して用いることにより、液晶組成物溶液としての動的表面張力を上述した範囲内に調整することが容易であり、スリットダイコート法による高速塗工を行った際のビード安定性を向上させることができる。   The solvent used in the liquid crystal composition of the present invention is selected from those having a dynamic surface tension within a range of 27 mN / m to 50 mN / m, preferably 28 mN / m to 48 mN / m at a surface life of 10 ms. Good. By selecting and using a solvent within this range, it is easy to adjust the dynamic surface tension of the liquid crystal composition solution within the above-mentioned range, and the bead when performing high-speed coating by the slit die coating method. Stability can be improved.

また溶媒は、100s-1における動的粘度が1.0mPa・s〜4.0mPa・sの範囲内、特に1.0mPa・s〜3.0mPa・sの範囲内であることが好ましい。溶媒の動的粘度が上述した範囲内であるものを選択して用いることにより、このような溶媒を用いて調製された液晶組成物の動的粘度を上述した所定の範囲内とすることが可能となり、結果的に得られる位相差層の表面の平滑性を向上させることができる。 The solvent preferably has a dynamic viscosity at 100 s −1 of 1.0 mPa · s to 4.0 mPa · s, particularly 1.0 mPa · s to 3.0 mPa · s. By selecting and using a solvent whose dynamic viscosity is within the above-mentioned range, the dynamic viscosity of the liquid crystal composition prepared using such a solvent can be within the predetermined range described above. As a result, the smoothness of the surface of the resultant retardation layer can be improved.

上記溶媒の常圧沸点は、液晶組成物溶液とした場合の取扱性の観点から、140℃〜210℃の範囲内、特に140℃〜180℃の範囲内のものが好ましく、また蒸気圧が0.1kPa〜1.4kPaの範囲内、特に0.13kPa〜1kPa(20℃、1気圧時)の範囲内のものが好適に用いられる。   The normal-pressure boiling point of the solvent is preferably in the range of 140 ° C. to 210 ° C., particularly in the range of 140 ° C. to 180 ° C., and the vapor pressure is 0 from the viewpoint of handleability when a liquid crystal composition solution is used. Those within the range of 0.1 kPa to 1.4 kPa, particularly within the range of 0.13 kPa to 1 kPa (20 ° C., 1 atm) are preferably used.

溶媒の具体例としては以下のものを例示することができる。すなわち、ベンゼン、トルエン、キシレン、n−ブチルベンゼン、ジエチルベンゼン、テトラリン等の炭化水素類、メトキシベンゼン、1,2−ジメトキシベンゼン、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン等のケトン類、酢酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン等のエステル類、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、トリトリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、オルソジクロロベンゼン等のハロゲン系溶媒、t−ブチルアルコール、ジアセトンアルコール、グリセリン、モノアセチン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ等のアルコール類、フェノール、パラクロロフェノール等のフェノール類等の1種または2種以上が使用可能である。   Specific examples of the solvent include the following. That is, hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, n-butylbenzene, diethylbenzene, tetralin, ethers such as methoxybenzene, 1,2-dimethoxybenzene, diethylene glycol dimethyl ether, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, 2 , Ketones such as 4-pentanedione, ethyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, esters such as γ-butyrolactone, 2-pyrrolidone, N-methyl-2- Amide solvents such as pyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, Halogen solvents such as trachloroethane, tritrichloroethylene, tetrachloroethylene, chlorobenzene, orthodichlorobenzene, t-butyl alcohol, diacetone alcohol, glycerin, monoacetin, ethylene glycol, triethylene glycol, hexylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethyl cellosolve One or two or more alcohols such as butyl cellosolve, phenols such as phenol and parachlorophenol can be used.

なお、単一種の溶媒を使用した場合に動的表面張力および/または動的粘度が上記所望の範囲を逸脱する場合、2種以上の溶媒を混合することで該混合溶媒の動的表面張力および動的粘度を上記範囲に調整してもよい。また架橋性液晶分子等の溶質成分の溶解性が不充分である場合や、塗布する相手方の素材が侵される虞がある場合等についても、2種以上の溶媒を混合使用することにより、これらの不都合を回避することができる。液晶組成物溶液の濃度、すなわち溶媒と溶質成分とを混合した液晶組成物溶液に占める溶質成分の重量比率は、液晶組成物に用いる溶質成分の溶解性や位相差層の所望する膜厚等により異なるが、通常は1〜60重量%、好ましくは3〜40重量%の範囲で用いられる。   When the dynamic surface tension and / or dynamic viscosity deviates from the above desired range when a single type of solvent is used, the dynamic surface tension and the mixed solvent are mixed by mixing two or more types of solvents. The dynamic viscosity may be adjusted to the above range. In addition, when the solubility of solute components such as crosslinkable liquid crystal molecules is insufficient, or when there is a possibility that the material of the other party to be coated may be affected, these two or more solvents can be used in combination. Inconvenience can be avoided. The concentration of the liquid crystal composition solution, that is, the weight ratio of the solute component in the liquid crystal composition solution in which the solvent and the solute component are mixed depends on the solubility of the solute component used in the liquid crystal composition, the desired film thickness of the retardation layer, etc. Usually, it is used in the range of 1 to 60% by weight, preferably 3 to 40% by weight.

<界面活性剤について>
本発明においては、液晶組成物にアルキルエーテル系界面活性剤を添加することにより、その動的表面張力を上記所定の範囲内に調整し、塗工形成される位相差層の横スジムラを抑制することもできる。
<About surfactants>
In the present invention, by adding an alkyl ether-based surfactant to the liquid crystal composition, the dynamic surface tension is adjusted within the above-mentioned predetermined range, and the lateral unevenness of the retardation layer formed by coating is suppressed. You can also

アルキルエーテル系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレン(POE)デシルエーテル、POEラウリルエーテル、POEトリデシルエーテル、POEアルキレンデシルエーテル、POEソルビタンモノラウレート、POEソルビタンモノオレエート、POEソルビタンモノステアレート、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット、POEアルキルアミン、POEアセチレングリコール、POE(3)2級アルキルエーテル、POE(5)2級アルキルエーテル、POE(7)2級アルキルエーテル、POE(9)2級アルキルエーテル、POE(12)2級アルキルエーテル等が挙げられる。このうち、本発明の液晶組成物を塗工および固定してなる位相差層を液晶表示素子に用いた場合の電圧保持率を良好に維持できるという観点から、特にノニオン系界面活性剤が好適に用いられる。   Examples of the alkyl ether surfactant include polyoxyethylene (POE) decyl ether, POE lauryl ether, POE tridecyl ether, POE alkylene decyl ether, POE sorbitan monolaurate, POE sorbitan monooleate, and POE sorbitan monostearate. Rate, tetraoleic acid polyoxyethylene sorbite, POE alkylamine, POE acetylene glycol, POE (3) secondary alkyl ether, POE (5) secondary alkyl ether, POE (7) secondary alkyl ether, POE (9) 2 Secondary alkyl ether, POE (12) secondary alkyl ether, and the like. Among these, nonionic surfactants are particularly preferred from the viewpoint that the voltage holding ratio when the retardation layer formed by applying and fixing the liquid crystal composition of the present invention is used in a liquid crystal display element can be maintained satisfactorily. Used.

また、アルキルエーテル系界面活性剤の市販品としては、ソフタノールEP5035、ソフタノールEP9050およびソフタノール150(日本触媒(株)製)、ディスパノール16A、ディスパノールLS−100、ディスパノールTOC(日本油脂(株)製)、NIKKOL BT−3、NIKKOL BT−5、NIKKOL BT−7、NIKKOL BT−9、NIKKOL BT−12、(日光ケミカルズ(株)製)などが挙げられる。   Commercially available alkyl ether surfactants include Softanol EP5035, Softanol EP9050 and Softanol 150 (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.), Dispanol 16A, Dispanol LS-100, Dispanol TOC (Nippon Yushi Co., Ltd.) NIKKOL BT-3, NIKKOL BT-5, NIKKOL BT-7, NIKKOL BT-9, NIKKOL BT-12 (manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd.), and the like.

アルキルエーテル系界面活性剤は、液晶の配向を大きく損なわない範囲で添加することが好ましく、具体的には対配合物換算値で0.01〜1重量%となるように添加する。0.01重量%以上となる量を添加することにより液晶組成物に十分な塗工性を付与することができ、横スジムラの良好な防止効果が発揮される。また添加量を1重量%以下とすることによって、位相差層中の液晶の配向不良の発生や、位相差層の電気信頼性の低下の虞を抑えることができる良好である。   The alkyl ether surfactant is preferably added in a range that does not significantly impair the alignment of the liquid crystal. Specifically, the alkyl ether surfactant is added so as to be 0.01 to 1% by weight in terms of the compound. By adding an amount of 0.01% by weight or more, sufficient coating properties can be imparted to the liquid crystal composition, and a good effect of preventing horizontal stripe unevenness can be exhibited. In addition, when the addition amount is 1% by weight or less, it is good that the occurrence of poor alignment of the liquid crystal in the retardation layer and the possibility of a decrease in electrical reliability of the retardation layer can be suppressed.

<光重合開始剤について>
本発明の液晶組成物を紫外線などの電磁波を照射して重合硬化させる場合、光重合開始剤を配合するとよい。光重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤を使用することができる。ラジカル重合開始剤は電磁波のエネルギーによりフリーラジカルを発生する化合物であって、例えばベンゾイン、ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン誘導体またはそれらのエステルなどの誘導体;キサントンおよびチオキサントン誘導体;クロロスルフォニル、クロロメチル多核芳香族化合物、クロロメチル複素環式化合物、クロロメチルベンゾフェノン類などの含ハロゲン化合物;トリアジン類;フルオレノン類;ハロアルカン類;光還元性色素と還元剤とのレドックスカップル類;有機硫黄化合物;過酸化物等が挙げられる。光重合開始剤としては、イルガキュアー184、イルガキュアー369、イルガキュアー651、イルガキュアー907(いずれもチバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)、ダロキュアー(メルク社製)、アデカ1717(旭電化工業株式会社製)、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール(黒金化成株式会社製)等のケトン系、ビイミダゾール系化合物等が好ましい。これらの重合開始剤は、1種のみまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。2種以上を併用する場合には、吸収分光特性を阻害しないように、吸収波長の異なる開始剤を組み合わせるのが良い。上記光重合開始剤が配合された本発明の液晶組成物を基材上に塗布して塗膜を形成し、該塗膜中に存在する架橋性液晶分子を配向させた後、該光重合開始剤の感光波長の光を該塗膜に照射することによって、配向した架橋性液晶分子同士を良好に架橋させることができる。
<About photopolymerization initiator>
When the liquid crystal composition of the present invention is polymerized and cured by irradiation with electromagnetic waves such as ultraviolet rays, a photopolymerization initiator may be blended. As the photopolymerization initiator, a radical polymerization initiator can be used. A radical polymerization initiator is a compound that generates free radicals by the energy of electromagnetic waves, for example, benzophenone derivatives such as benzoin and benzophenone or derivatives thereof such as xanthone and thioxanthone derivatives; chlorosulfonyl, chloromethyl polynuclear aromatic compounds, Halogen-containing compounds such as chloromethyl heterocyclic compounds and chloromethylbenzophenones; triazines; fluorenones; haloalkanes; redox couples of photoreductive dyes and reducing agents; organic sulfur compounds; peroxides . As photopolymerization initiators, Irgacure 184, Irgacure 369, Irgacure 651, Irgacure 907 (all manufactured by Ciba Specialty Chemicals), Darocur (Merck), Adeka 1717 (Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) ), 2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole (manufactured by Kurokin Kasei Co., Ltd.), etc. preferable. These polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more. When using 2 or more types together, it is preferable to combine initiators having different absorption wavelengths so as not to inhibit the absorption spectral characteristics. The liquid crystal composition of the present invention blended with the photopolymerization initiator is applied onto a substrate to form a coating film, the crosslinkable liquid crystal molecules present in the coating film are aligned, and then the photopolymerization is started. By irradiating the coating film with light having a photosensitive wavelength of the agent, the aligned crosslinkable liquid crystal molecules can be well crosslinked.

光重合開始剤は、液晶の配向を大きく損なわない範囲で添加することが必要であり、液晶組成物の対配合物換算値で0.01〜15重量%、好ましくは0.1〜12重量%、より好ましくは0.1〜10重量%、特に0.5〜10重量%となるように添加する。   The photopolymerization initiator needs to be added within a range that does not greatly impair the alignment of the liquid crystal, and is 0.01 to 15% by weight, preferably 0.1 to 12% by weight, in terms of the formulation of the liquid crystal composition. More preferably, it is added so as to be 0.1 to 10% by weight, particularly 0.5 to 10% by weight.

なお本発明の液晶組成物には光重合開始剤のほか、その目的が損なわれない範囲で液晶組成物の保存安定性を向上するための重合禁止剤を、また紫外線などの電磁波の吸収を補助するための増感剤を添加することもできる。   In addition to the photopolymerization initiator, the liquid crystal composition of the present invention includes a polymerization inhibitor for improving the storage stability of the liquid crystal composition within a range that does not impair its purpose, and assists absorption of electromagnetic waves such as ultraviolet rays. It is also possible to add a sensitizer for the purpose.

<スリットダイコート法による塗工方法について>
本発明の液晶組成物は、塗工速度が80〜500mm/secの範囲内で、かつ塗布ギャップが120〜300μmの範囲内の条件でスリットダイコート法により基材(下地)上に塗工することができる。かかる塗工速度による場合、基材とスリットダイコータ口金との衝突の虞がなく、またかかる広い塗布ギャップの条件下でダイコータを用いて位相差層を形成した場合でも、横スジムラの発生が極めて少ない位相差層を得ることができる。
<About the coating method by the slit die coating method>
The liquid crystal composition of the present invention is coated on a substrate (underlying) by a slit die coating method under conditions where the coating speed is in the range of 80 to 500 mm / sec and the coating gap is in the range of 120 to 300 μm. Can do. When such a coating speed is used, there is no risk of collision between the base material and the slit die coater die, and even when a retardation layer is formed using a die coater under the condition of such a wide coating gap, the occurrence of horizontal stripe unevenness is extremely small. A retardation layer can be obtained.

なお、上記塗工速度とは、スリットダイコータ口金と基材との相対速度を意味し、上記範囲のうち、さらに80〜250mm/sec、特に80〜150mm/secの速度とした場合に生産効率の確保と横スジムラの低減の効果を両立することができる。
また上記塗布ギャップとは、スリットダイコータ口金の下端面から基材表面までの距離をいい、これが上記範囲のうち、さらに120〜200μm、特に120〜150μmの場合、スリットダイコータ口金と基材との衝突を回避しつつ、ビードの安定性を保つことができる。
The coating speed means the relative speed between the slit die coater die and the base material, and the production efficiency is improved when the speed is further 80 to 250 mm / sec, particularly 80 to 150 mm / sec. It is possible to achieve both securing and reducing horizontal stripe unevenness.
Further, the coating gap refers to the distance from the lower end surface of the slit die coater die to the substrate surface, and when this is further within the above range, 120 to 200 μm, particularly 120 to 150 μm, the collision between the slit die coater die and the substrate. The stability of the bead can be maintained while avoiding the above.

<基材密着性の評価について>
基材密着性、すなわち本発明の液晶組成物を塗工および固定化してなる位相差層と、透明基板や着色層などの下地層との間の剥離強度、を向上することのできる本発明の液晶組成物およびこれを備えるカラーフィルタは、加速寿命試験後の位相差層の剥離強度が、JISK5600−5−6の評価基準で1以下であることが好ましい。
加熱寿命試験には、タバイ製加速寿命試験機EHS−411Mを用い、100℃、100%RHで1時間行うものとする。具体的な剥離試験は、加速寿命試験後に温度23±2℃、湿度50±5%程度の環境下、位相差層を塗工形成したサンプル基板に対して、格子状に、各方向に対して1mm間隔で6回カットを行い、5×5個の格子目を設ける。次に、幅25mm、幅25mmあたりの付着力10±1Nを有するテープを約75mm用い、テープの長手方向が格子の何れかの辺に平行となるように格子上に貼り付け、指でこすり付ける。さらに、テープの端をつまみ上げ、テープ非粘着面に対し約60°となる角度で、0.5〜1秒かけて引き剥がした後の格子の状態を以下の6段階で評価する。
<About evaluation of substrate adhesion>
The adhesion of the substrate, that is, the peel strength between the retardation layer formed by coating and fixing the liquid crystal composition of the present invention and the underlying layer such as a transparent substrate or a colored layer, can be improved. In the liquid crystal composition and the color filter including the liquid crystal composition, the peel strength of the retardation layer after the accelerated life test is preferably 1 or less based on the evaluation standard of JISK5600-5-6.
The heating life test is performed for 1 hour at 100 ° C. and 100% RH using an accelerated life tester EHS-411M manufactured by Tabai. A specific peel test is performed in a grid-like manner in each direction on a sample substrate coated with a retardation layer in an environment of a temperature of 23 ± 2 ° C. and a humidity of about 50 ± 5% after the accelerated life test. Cut 6 times at 1 mm intervals to provide 5 × 5 grids. Next, a tape having an adhesive force of 10 ± 1 N per width of 25 mm and a width of about 25 mm is used. The tape is pasted on the grid so that the longitudinal direction of the tape is parallel to any side of the grid, and is rubbed with fingers . Furthermore, the edge of the tape is picked up, and the state of the lattice after being peeled off for 0.5 to 1 second at an angle of about 60 ° with respect to the non-adhesive surface of the tape is evaluated in the following six stages.

評価基準0:カットの縁が完全に滑らかで、どの格子の目にもはがれがない状態。
評価基準1:カットの交差点における塗膜の小さなはがれはあるが、クロスカット部分で影響を受けるのは、5%以下の状態。
評価基準2:塗膜がカットの縁に沿って、及び/又は交差点においてはがれている。クロスカット部分で影響を受けているのは明確に5%を超えるが、15%を上回ることはない。
評価基準3:塗膜がカットの縁に沿って、部分的又は全面的に大はがれを生じており、及び/又は目のいろいろな部分が、部分的又は全面的にはがれている。クロスカット部分で影響を受けるのは、明確に15%を超えるが、35%を上回ることはない。
評価基準4:塗膜がカットの縁に沿って、部分的又は全面的に大はがれを生じており、及び/又は数か所の目が部分的又は全面的にはがれている。クロスカット部分で影響を受けるのは、明確に35%を超えるが65%上回ることはない。
評価基準5:はがれの程度が分類4を超える場合(格子の全面が剥離している状態を含む)。
Evaluation criteria 0: A state in which the edge of the cut is completely smooth and there is no peeling of any lattice.
Evaluation criteria 1: Although there is a small peeling of the coating film at the intersection of the cuts, it is 5% or less that is affected by the crosscut part.
Evaluation criteria 2: The coating film is peeled along the edge of the cut and / or at the intersection. The cross cut part is clearly affected by more than 5%, but not more than 15%.
Evaluation criteria 3: The coating film is partially or completely peeled along the edge of the cut, and / or various parts of the eyes are partially or completely peeled off. The cross-cut part is clearly affected by more than 15% but not more than 35%.
Evaluation criteria 4: The coating film is partially or completely peeled along the edge of the cut, and / or some eyes are partially or completely peeled off. It is clearly over 35% but not over 65% that is affected at the crosscut.
Evaluation criteria 5: When the degree of peeling exceeds Category 4 (including the state where the entire surface of the lattice is peeled).

<液晶組成物を用いたカラーフィルタについて>
本発明の液晶組成物は、液晶表示装置において視野角を調整するための位相差層を形成するために用いることができ、位相差層は例えば液晶表示装置のカラーフィルタに代表される光学素子に設けることができる。以下、位相差層を設けたカラーフィルタについて図面に基づいて例示的に説明する。
<About color filters using liquid crystal compositions>
The liquid crystal composition of the present invention can be used for forming a retardation layer for adjusting a viewing angle in a liquid crystal display device. The retardation layer is used for an optical element typified by a color filter of a liquid crystal display device, for example. Can be provided. Hereinafter, a color filter provided with a retardation layer will be exemplarily described based on the drawings.

図3は本発明にかかるカラーフィルタ1の一実施例を示し、2は透明基板、3は着色層、4は本発明の液晶組成物により形成した位相差層を示す。カラーフィルタ1は、透明基板2の上に、ブラックマトリクス5(BM)、赤(R)のサブ画素6、緑(G)のサブ画素7、青(B)のサブ画素8を設けて着色層3を形成し、さらに着色層3の表面に本発明の液晶組成物を用いて成膜した位相差層4を積層したものである。   FIG. 3 shows an embodiment of the color filter 1 according to the present invention, 2 is a transparent substrate, 3 is a colored layer, and 4 is a retardation layer formed of the liquid crystal composition of the present invention. The color filter 1 includes a black matrix 5 (BM), a red (R) sub-pixel 6, a green (G) sub-pixel 7, and a blue (B) sub-pixel 8 on a transparent substrate 2. 3 and the retardation layer 4 formed using the liquid crystal composition of the present invention on the surface of the colored layer 3 is laminated.

透明基板2は光透過性を有し、光学的に等方性のものが好ましいが、必要に応じて局所的に光学的異方性または遮光性の領域を設けることもできる。また光透過率はカラーフィルタの用途に応じて適宜選定可能である。   The transparent substrate 2 has optical transparency and is preferably optically isotropic, but a region having optical anisotropy or light shielding properties can be locally provided as necessary. The light transmittance can be appropriately selected according to the use of the color filter.

具体的には、ガラス、シリコン、もしくは石英等の無機基材か、次に列挙するような有機基材からなる。有機基材としては、ポリメチルメタクリレート等のアクリル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、もしくはシンジオタクティック・ポリスチレン等、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、もしくはポリエーテルニトリル等、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリシクロヘキセン、もしくはポリノルボルネン系樹脂等、または、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリプロピレン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、もしくは熱可塑性ポリイミド等からなるものを挙げることができるが、一般的なプラスチックからなるものも使用可能である。透明基板2の厚さについても、用途に応じて、例えば5μm〜3mm程度のものが使用される。   Specifically, it consists of an inorganic base material such as glass, silicon, or quartz, or an organic base material as listed below. Examples of organic base materials include acrylics such as polymethyl methacrylate, polyamide, polyacetal, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, triacetyl cellulose, or syndiotactic polystyrene, polyphenylene sulfide, polyether ketone, polyether ether Ketone, fluororesin, polyether nitrile, etc., polycarbonate, modified polyphenylene ether, polycyclohexene, polynorbornene resin, etc., or polysulfone, polyethersulfone, polypropylene, polyarylate, polyamideimide, polyetherimide, polyether Examples of such materials include ketones and thermoplastic polyimide. Made of a tick can also be used. Also about the thickness of the transparent substrate 2, the thing of about 5 micrometers-3 mm is used according to a use, for example.

透明基板2上には、RGB3色のサブ画素の予定配置位置を区画形成するため、遮光性または吸光性のブラックマトリクス(BM)5がストライプ状やモザイク状などに予め設けられている。ただし本発明のカラーフィルタにおいてブラックマトリクスの存在は必須ではなく、これを省略することもできる。また図3ではRGBからなる3色カラーフィルタを例示しているが、その用途に応じて単色、2色または4色以上のサブ画素を設けることもできる。   On the transparent substrate 2, a black matrix (BM) 5 having a light-shielding property or light-absorbing property is provided in advance in a stripe shape, a mosaic shape, or the like in order to partition and form a predetermined arrangement position of RGB sub-pixels. However, the presence of the black matrix is not essential in the color filter of the present invention, and it can be omitted. 3 illustrates a three-color filter composed of RGB, but it is possible to provide sub-pixels of single color, two colors, or four colors or more according to the application.

かかる透明基板2の上に、フォトリソグラフィー法やインクジェット法などでRGB各色の着色レジストを塗布し、さらにこれを加熱焼成することで赤(R)のサブ画素6、緑(G)のサブ画素7、青(B)のサブ画素8を順次設け、着色層3を形成する。着色レジストは、顔料など各色の着色材料を溶媒に分散させて得ることができる。   On the transparent substrate 2, a color resist of each color of RGB is applied by a photolithography method, an ink jet method or the like, and further heated and baked, whereby a red (R) sub-pixel 6 and a green (G) sub-pixel 7. , Blue (B) sub-pixels 8 are sequentially provided, and the colored layer 3 is formed. The colored resist can be obtained by dispersing coloring materials of various colors such as pigments in a solvent.

着色層3は表面の不純物を除去し、また液晶組成物に対する濡れ性を改善するため、UV洗浄処理やコロナ処理などの表面改質処理が施されることが一般的である。これにより、着色層3と後述する位相差層4との密着性が向上し、カラーフィルタ1の耐久性が向上する。   The colored layer 3 is generally subjected to surface modification treatment such as UV cleaning treatment or corona treatment in order to remove impurities on the surface and improve wettability with respect to the liquid crystal composition. Thereby, the adhesiveness of the colored layer 3 and the phase difference layer 4 mentioned later improves, and durability of the color filter 1 improves.

このとき、位相差層4を形成するに先だって、必要に応じて塗工面となる透明基板2や着色層3の表面には図示しない配向膜を設けてもよい。配向膜は必ずしも必須ではないが、これを設けることにより架橋性液晶分子の配向方向の制御が容易となる。
水平配向膜の場合、透明基板2上にポリイミド等の配向性樹脂を塗布、乾燥させた後、ラビング処理や光配向処理することにより形成することができるが、ラビング処理や光配向処理は必ずしも行わなくてもよい。
また垂直配向膜の場合、透明基板2上に酸化ケイ素を斜め蒸着することで配向膜を形成することもできる。
本発明で用いられる配向膜材料としては、市販の配向膜材料を用いることができる。具体的には日産化学(株)製の配向膜材料(サンエバー)、日立化成デュポンマイクロシステムズ(株)製の配向膜材料(QL,LXシリーズ)、JSR(株)製の配向膜材料(ALシリーズ)、チッソ(株)製の配向剤(リクソンアライナー)などを用いることができる。
At this time, prior to the formation of the retardation layer 4, an alignment film (not shown) may be provided on the surface of the transparent substrate 2 or the colored layer 3 serving as a coating surface, if necessary. An alignment film is not always essential, but by providing it, the alignment direction of the crosslinkable liquid crystal molecules can be easily controlled.
In the case of a horizontal alignment film, it can be formed by applying an alignment resin such as polyimide on the transparent substrate 2 and drying, followed by a rubbing process or a photo-alignment process, but the rubbing process or the photo-alignment process is not necessarily performed. It does not have to be.
In the case of a vertical alignment film, the alignment film can also be formed by obliquely depositing silicon oxide on the transparent substrate 2.
A commercially available alignment film material can be used as the alignment film material used in the present invention. Specifically, alignment film material (Sunever) manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., alignment film material (QL, LX series) manufactured by Hitachi Chemical DuPont Microsystems Co., Ltd., alignment film material (AL series) manufactured by JSR Co., Ltd. ), An orientation agent (Rixon Aligner) manufactured by Chisso Corporation can be used.

着色層3または配向膜の表面に液晶塗布膜を形成した後、液晶塗布膜に含まれる架橋性液晶分子に予め定められた配向性を付与して架橋性液晶の分子を架橋重合させる。   After a liquid crystal coating film is formed on the surface of the colored layer 3 or the alignment film, a predetermined orientation is imparted to the crosslinkable liquid crystal molecules contained in the liquid crystal coating film to crosslink and polymerize the crosslinkable liquid crystal molecules.

例えば、液晶塗布膜を正のCプレートとしての機能を有する位相差層4となす場合には、液晶塗布膜中の架橋性液晶分子をホメオトロピック配向させて架橋性液晶分子同士を重合させる。架橋性液晶分子にホメオトロピック配向を付与することは、赤外線で加熱する手段などを用いて液晶塗布膜を加熱して、その液晶塗布膜の温度を、その中に含まれる架橋性液晶が液晶相となる温度(液晶相転移温度)以上、架橋性液晶が等方相(液体相)となる温度(等方相転移温度)未満にすることで実施できる。   For example, when the liquid crystal coating film is used as the retardation layer 4 having a function as a positive C plate, the crosslinkable liquid crystal molecules are polymerized by homeotropic alignment of the crosslinkable liquid crystal molecules in the liquid crystal coating film. Giving homeotropic alignment to the crosslinkable liquid crystal molecules means that the liquid crystal coating film is heated by means of heating with infrared rays, etc., and the temperature of the liquid crystal coating film is changed so that the crosslinkable liquid crystal contained therein has a liquid crystal phase. The temperature (liquid crystal phase transition temperature) is equal to or higher than the temperature at which the crosslinkable liquid crystal becomes isotropic (liquid phase) (isotropic phase transition temperature).

加熱温度は液晶組成物に含まれる各溶質成分の違いにより異なるが、通常70〜120℃であり、加熱時間は2〜30分間程度である。次いで紫外線を照射して架橋性液晶分子を架橋硬化させる。紫外線としては、波長200〜500nm程度のものが照射され、紫外線源としては高圧水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ等が用いられる。照射光量は架橋性液晶の種類や組成、光重合開始剤の種類や量等によっても異なるが、通常、10〜3000mJ/cm2程度である。 Although heating temperature changes with differences in each solute component contained in a liquid-crystal composition, it is 70-120 degreeC normally, and heating time is about 2 to 30 minutes. Subsequently, ultraviolet rays are irradiated to crosslink and cure the crosslinkable liquid crystal molecules. Ultraviolet rays having a wavelength of about 200 to 500 nm are irradiated, and high-pressure mercury lamps, xenon lamps, metal halide lamps and the like are used as ultraviolet ray sources. The amount of irradiation light varies depending on the type and composition of the crosslinkable liquid crystal and the type and amount of the photopolymerization initiator, but is usually about 10 to 3000 mJ / cm 2 .

紫外線照射後、更に加熱処理することにより、光重合では硬化しきれなかった未反応の架橋性液晶分子を互いに架橋させ、一定方向に配列した状態で三次元構造に重合させて位相差層4を形成する。紫外線照射後に加熱処理する際の温度、時間は、架橋性液晶分子の種類や組成に依存するが、通常、150℃〜260℃で10分〜60分間程度の範囲で行われる。塗布した液晶組成物を架橋、硬化させて得られる位相差層4の厚み特に制限はないが、生産性等を考慮して通常、0.5〜10μm程度が好ましい。   After the irradiation with ultraviolet rays, the phase difference layer 4 is formed by further heat-treating the unreacted crosslinkable liquid crystal molecules that could not be cured by photopolymerization, and polymerizing them into a three-dimensional structure in a state of being aligned in a certain direction. Form. The temperature and time for the heat treatment after the ultraviolet irradiation depend on the type and composition of the crosslinkable liquid crystal molecules, but are usually 150 ° C. to 260 ° C. for about 10 minutes to 60 minutes. The thickness of the retardation layer 4 obtained by crosslinking and curing the applied liquid crystal composition is not particularly limited, but is preferably about 0.5 to 10 μm in consideration of productivity and the like.

上記本実施の形態のカラーフィルタ1のように、透明基板2上に液晶組成物を塗布してこれを配向および固定化して位相差層4を形成することにより、いわゆるインセル型の位相差層4を得ることができる。これにより、シート状に外部成形した位相差フィルムを接着剤などにより透明基板に貼り付ける従来の方式に比べ、カラーフィルタ1の全体を薄型化し、また該接着剤による光の散乱が防止できるとともに、位相差層4が透明基板2で保護されることからその耐熱性の向上や吸湿変形の抑制などの効果を得ることができる。   Like the color filter 1 of the present embodiment, a so-called in-cell type retardation layer 4 is formed by applying a liquid crystal composition on the transparent substrate 2 and aligning and fixing the liquid crystal composition to form the retardation layer 4. Can be obtained. Thereby, compared to the conventional method of attaching a retardation film externally formed into a sheet shape to a transparent substrate with an adhesive or the like, the entire color filter 1 can be made thinner, and light scattering by the adhesive can be prevented. Since the retardation layer 4 is protected by the transparent substrate 2, effects such as improvement of heat resistance and suppression of moisture absorption deformation can be obtained.

<その他の層について>
図3に示すように、位相差層4の表面には必要に応じて更に保護層9、スペーサー10を順次設けてもよい。保護層9は、多官能アクリレートを含有するアクリル系、アミド系もしくはエステル系ポリマー等の材料からなる透明樹脂材料、または多官能エポキシを含有するアクリル系、アミド系もしくはエステル系ポリマー等の材料からなる透明樹脂塗料を位相差層4の表面に塗布し、さらにこれを乾燥および硬化させて形成することができる。保護層9の硬化には、透明樹脂材料の性質に応じて、例えばUV光を照射するなどの方法を採ることができる。
<About other layers>
As shown in FIG. 3, a protective layer 9 and a spacer 10 may be sequentially provided on the surface of the retardation layer 4 as necessary. The protective layer 9 is made of a transparent resin material made of a material such as an acrylic, amide or ester polymer containing a polyfunctional acrylate, or a material such as an acrylic, amide or ester polymer containing a polyfunctional epoxy. It can be formed by applying a transparent resin paint to the surface of the retardation layer 4 and further drying and curing it. For the curing of the protective layer 9, for example, a method of irradiating UV light can be employed according to the properties of the transparent resin material.

スペーサー10は、多官能アクリレートを含有するアクリル系、アミド系またはエステル系ポリマー等の材料からなる光硬化性の感光性塗料を、位相差層4、保護層9、または透明基板2の上に塗布してこれを乾燥させ、さらにスペーサー10の形成予定位置に対応したマスクパターンを介して該塗料を露光硬化させた後、未硬化部分をエッチング除去し、さらに全体を焼成することにより形成される。同図に示すようにスペーサー10の配置位置を、分散配置されたブラックマトリクス5と対応させることにより、カラーフィルタ1の光学特性を阻害せずに機械特性の向上の効果を得ることができる。   For the spacer 10, a photocurable photosensitive paint made of a material such as an acrylic, amide or ester polymer containing a polyfunctional acrylate is applied on the retardation layer 4, the protective layer 9, or the transparent substrate 2. Then, this is dried, and further, the paint is exposed and cured through a mask pattern corresponding to the position where the spacer 10 is to be formed, and then the uncured portion is removed by etching and the whole is baked. As shown in the figure, by making the arrangement positions of the spacers 10 correspond to the black matrixes 5 arranged in a distributed manner, the effect of improving the mechanical characteristics can be obtained without impairing the optical characteristics of the color filter 1.

このほか、カラーフィルタ1には、透明基板2と位相差層4の間、または位相差層4の上に、例えば光軸が透明基板2の面に平行するように形成された液晶材料を配向および固定化してなる正のAプレートなどの他の位相差制御層などの層を備えてもよい。   In addition, for the color filter 1, for example, a liquid crystal material formed between the transparent substrate 2 and the retardation layer 4 or on the retardation layer 4 so that the optical axis is parallel to the surface of the transparent substrate 2 is aligned. Further, a layer such as another phase difference control layer such as a fixed positive A plate may be provided.

一方、カラーフィルタ1のうち、透明基板2を挟んで位相差層4の反対側には、その他の機能層20を備えてもよい。機能層20の例としては、後述する駆動用電極との間に電場を形成する透明導電膜、上記正または負のCプレートや正のAプレートなどの位相差制御層、または偏光板などを例示することができる。これらを1種または2種以上選択し、透明基板2に積層することにより、本発明のカラーフィルタ1を後述する液晶表示装置として用いた場合に所望の機能が発揮される。   On the other hand, in the color filter 1, another functional layer 20 may be provided on the opposite side of the retardation layer 4 across the transparent substrate 2. Examples of the functional layer 20 include a transparent conductive film that forms an electric field with a driving electrode described later, a retardation control layer such as the positive or negative C plate or positive A plate, or a polarizing plate. can do. By selecting one or more of these and laminating them on the transparent substrate 2, a desired function is exhibited when the color filter 1 of the present invention is used as a liquid crystal display device described later.

なお、カラーフィルタ1の異なる態様としては、透明基板2の上に必要に応じて配向膜を形成した後、本発明の液晶組成物を塗工、三次元配向、および加熱焼成により固定化して位相差層4を形成し、さらにその上にブラックマトリクス5および赤(R)のサブ画素6、緑(G)のサブ画素7、青(B)のサブ画素8を順次設けて着色層3を形成してもよい。   As a different mode of the color filter 1, after forming an alignment film on the transparent substrate 2 as necessary, the liquid crystal composition of the present invention is fixed by coating, three-dimensional alignment, and heating and baking. A phase difference layer 4 is formed, and a black matrix 5 and a red (R) sub-pixel 6, a green (G) sub-pixel 7, and a blue (B) sub-pixel 8 are sequentially provided thereon to form a colored layer 3. May be.

<液晶表示装置について>
図4に示すように、本発明のカラーフィルタ1と駆動用回路側基板13とを、熱硬化性樹脂からなるシール剤16によって貼り合わせ、両基板の間に駆動用液晶材料14を封入して液晶セル15を構成することにより、カラーフィルタ1を液晶表示装置11の観察者側(図中上方に相当)に設置される表示側基板12として用いることができる。カラーフィルタ1の位相差層4は、上記のように架橋性液晶分子が透明基板2に対して、例えばホメオトロピック(垂直)配向した状態で固定化された正のCプレートを構成しているものとする。ここで、位相差層4はカラーフィルタ1の透明基板2と、駆動用回路側基板13を構成する透明基板31との間に挟まれるよう配置され、いわゆるインセル型をなす。なお、スペーサー10は図示を省略している。
<About liquid crystal display devices>
As shown in FIG. 4, the color filter 1 of the present invention and the driving circuit side substrate 13 are bonded together by a sealant 16 made of a thermosetting resin, and a driving liquid crystal material 14 is sealed between the two substrates. By configuring the liquid crystal cell 15, the color filter 1 can be used as the display-side substrate 12 installed on the viewer side (corresponding to the upper part in the drawing) of the liquid crystal display device 11. The retardation layer 4 of the color filter 1 constitutes a positive C plate in which crosslinkable liquid crystal molecules are fixed in a state of being homeotropically (vertically) aligned with respect to the transparent substrate 2 as described above. And Here, the retardation layer 4 is disposed so as to be sandwiched between the transparent substrate 2 of the color filter 1 and the transparent substrate 31 constituting the driving circuit side substrate 13, and forms a so-called in-cell type. The spacer 10 is not shown.

液晶表示装置11がIPSモードの場合には、表示側基板12の直線偏光板23と、駆動用回路側基板13の直線偏光板32とは、互いの透過軸が直交するように配されている。   When the liquid crystal display device 11 is in the IPS mode, the linearly polarizing plate 23 of the display side substrate 12 and the linearly polarizing plate 32 of the driving circuit side substrate 13 are arranged so that their transmission axes are orthogonal to each other. .

駆動用回路側基板13は、透明基板31のインセル側(駆動用液晶材料14の封入される側)に駆動用回路33と、これにより電圧の負荷量が制御される液晶駆動用電極34とが設けられている。一方、表示側基板12には必要に応じて、透明導電膜21、正のAプレート22、および直線偏光板23などからなる機能層20を透明基板2の観察者側に備えている。   The driving circuit side substrate 13 includes a driving circuit 33 on the in-cell side of the transparent substrate 31 (side on which the driving liquid crystal material 14 is sealed), and a liquid crystal driving electrode 34 by which the amount of voltage load is controlled. Is provided. On the other hand, the display-side substrate 12 is provided with a functional layer 20 including a transparent conductive film 21, a positive A plate 22, a linearly polarizing plate 23, and the like on the observer side of the transparent substrate 2 as necessary.

次に、本発明の液晶組成物を用いた位相差層につき、液晶組成物に含まれる液晶の分子をホメオトロピック配向させ、位相差層を正のCプレートとなす場合を例として詳細に説明する。   Next, the retardation layer using the liquid crystal composition of the present invention will be described in detail by taking as an example a case where liquid crystal molecules contained in the liquid crystal composition are homeotropically aligned to form the retardation layer as a positive C plate. .

(実施例1)
下記化7に示す化合物(a)〜(d)の混合物を架橋性液晶分子として用い、重合禁止剤としてBHT(2,6−ジーtert−ブチル−4−ヒドロキシトルエン)、重合開始剤としてイルガキュアー907、そのほか添加剤としてドデカノールを用い、これらを混合して下記組成の架橋性液晶組成物(組成物A)を作製した。架橋性液晶組成物は、特表2004−524385号公報の記載に準じて作製した。尚、以下に示す組成物Aにおける各物質の重量比は、組成物Aの総重量に対する各物質の重量比である。
(Example 1)
A mixture of compounds (a) to (d) shown in the following chemical formula 7 is used as a crosslinkable liquid crystal molecule, BHT (2,6-di-tert-butyl-4-hydroxytoluene) as a polymerization inhibitor, and Irgacure as a polymerization initiator. In addition, 907 was used as an additive, and these were mixed to prepare a crosslinkable liquid crystal composition (Composition A) having the following composition. The crosslinkable liquid crystal composition was prepared according to the description in JP-T-2004-524385. In addition, the weight ratio of each substance in the composition A shown below is the weight ratio of each substance to the total weight of the composition A.

Figure 2007334062
Figure 2007334062

<架橋性液晶組成物A>
化合物(a) 32.67重量%
化合物(b) 18.67重量%
化合物(c) 21.00重量%
化合物(d) 21.00重量%
ドデカノール 1.02重量%
BHT 0.04重量%
イルガキュアー907 5.60重量%
<Crosslinkable liquid crystal composition A>
Compound (a) 32.67% by weight
Compound (b) 18.67% by weight
Compound (c) 21.00% by weight
Compound (d) 21.00% by weight
Dodecanol 1.02% by weight
BHT 0.04% by weight
Irgacure 907 5.60% by weight

上記液晶組成物Aに対して、シランカップリング剤として3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン(信越化学社製KBE−502)を1重量%、および界面活性剤としてアルキルエーテル系のノニオン系界面活性剤(日光ケミカルズ社製、NIKKOL BT−3)を0.01重量%添加した後、濃度20%となるようプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)で溶解して本発明の液晶組成物溶液を得た。なお、上記装置にて測定されるPGMEAの動的表面張力は、表面寿命10msで27.4mN/mであった。   1% by weight of 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane (KBE-502 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as a silane coupling agent and an alkyl ether nonionic surfactant as a surfactant for the liquid crystal composition A After adding 0.01 wt% of an agent (manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., NIKKOL BT-3), it was dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) to a concentration of 20% to obtain a liquid crystal composition solution of the present invention. . The dynamic surface tension of PGMEA measured with the above apparatus was 27.4 mN / m with a surface life of 10 ms.

液晶組成物溶液の動的表面張力を上記測定装置で測定した結果、35mN/mであった。またその動的粘度は、3.0mPa・sであった。   It was 35 mN / m as a result of measuring the dynamic surface tension of a liquid-crystal composition solution with the said measuring apparatus. The dynamic viscosity was 3.0 mPa · s.

次に下記着色レジストを用いて、基材サイズが550mm×650mm×0.7mmの無アルカリガラス(日本電気硝子社製OA−10)基板上に単色(赤色)の着色層を形成した。   Next, a monochromatic (red) colored layer was formed on a non-alkali glass (OA-10 manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) substrate having a substrate size of 550 mm × 650 mm × 0.7 mm using the following colored resist.

<赤色(R)着色画素用フォトレジスト組成>
・赤顔料・・・・・5.0重量部
(C.I.PR254(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、クロモフタールDPP Red BP))
・黄顔料・・・・・1.0重量部
(C.I.PY139(BASF社製、パリオトールイエローD1819))
・分散剤・・・・・3.0重量部
(ゼネカ(株)製、ソルスパース24000)
・多官能アクリレートモノマー・・・・・4.0重量部
(サートマー(株)製、SR399)
・ポリマー・・・・・5.0重量部
(昭和高分子(株)製VR60)
・光重合開始剤1・・・・・1.4重量部
(チバガイギー社製、イルガキュアー907)
・光重合開始剤2・・・・・0.6重量部
(2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4’,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール)
・溶媒・・・・・80.0重量部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
<Photoresist composition for red (R) colored pixel>
・ Red pigment: 5.0 parts by weight (CIPR254 (Ciba Specialty Chemicals, Chromophthal DPP Red BP))
・ Yellow pigment: 1.0 part by weight (CI PY139 (manufactured by BASF, Paliotor Yellow D1819))
・ Dispersant: 3.0 parts by weight (manufactured by Zeneca Corporation, Solsperse 24000)
・ Polyfunctional acrylate monomer: 4.0 parts by weight (Sartomer Co., Ltd., SR399)
-Polymer: 5.0 parts by weight (VR60 manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.)
Photopolymerization initiator 1 1.4 parts by weight (Ciba Geigy, Irgacure 907)
Photopolymerization initiator 2 0.6 parts by weight (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole)
・ Solvent: 80.0 parts by weight Propylene glycol monomethyl ether acetate

次いで、下記条件に従ってスリットダイコータ法により液晶組成物(塗料)を着色層上に塗布した。
すなわち定量ポンプにはダイヤフラムポンプを使用し、塗布ギャップを120μmに設定し、スリット先端の吐出口の渡り方向の幅を520mmとした。また、ガラス基板端部より10mmの位置に口金先端の中央部を停止させ、クリアランスを40μmとし、定常塗工時と同じ0.01〜0.03L/minの吐出レートで塗料を0.7sec間吐出し、塗料ビードを形成した。
Next, a liquid crystal composition (paint) was applied on the colored layer by a slit die coater method according to the following conditions.
That is, a diaphragm pump was used as the metering pump, the coating gap was set to 120 μm, and the width in the crossing direction of the discharge port at the slit tip was set to 520 mm. In addition, the central part of the tip of the die is stopped at a position 10 mm from the edge of the glass substrate, the clearance is set to 40 μm, and the paint is applied for 0.7 sec at the same discharge rate of 0.01 to 0.03 L / min as in the normal coating. The paint beads were formed by discharging.

次に、基板搬送速度を80mm/sec〜120mm/secに変化させ、吐出レートを0.01〜0.03L/minの間でウェット膜厚に対して任意に設定し、塗料吐出装置をZ軸方向に上昇させ、塗布ギャップが120μmとなる点で上昇を停止して定常塗工状態とした。
さらに、塗工終了側の基板端部より10mmの位置にて、塗料の吐出を停止させ、同時に塗料吐出装置をZ軸方向に上昇させ塗工を終了した。
Next, the substrate conveyance speed is changed from 80 mm / sec to 120 mm / sec, the discharge rate is arbitrarily set between 0.01 and 0.03 L / min with respect to the wet film thickness, and the paint discharge device is moved to the Z-axis. The coating was lifted in the direction and stopped at the point where the coating gap became 120 μm to obtain a steady coating state.
Furthermore, at a position 10 mm from the end of the substrate on the coating end side, the discharge of the paint was stopped, and at the same time, the paint discharge device was raised in the Z-axis direction to finish the coating.

得られた塗工基板を減圧乾燥機にて内圧が93Paを示すまで仮乾燥させた後、空気雰囲気下において超高圧水銀灯を有する市販の紫外線照射装置により波長365nmの紫外線を20mW/cm2で10秒照射して架橋性液晶分子を架橋させ、次いで230℃のオーブンを用いて30分焼成して膜厚1.5μmの位相差層を形成した。 The obtained coated substrate was temporarily dried with a vacuum dryer until the internal pressure showed 93 Pa, and then an ultraviolet ray having a wavelength of 365 nm was applied at 10 mw / cm 2 at a wavelength of 365 nm with a commercially available ultraviolet irradiation device having an ultrahigh pressure mercury lamp in an air atmosphere. Irradiated for 2 seconds to crosslink the crosslinkable liquid crystal molecules, and then baked for 30 minutes using an oven at 230 ° C. to form a retardation layer having a thickness of 1.5 μm.

得られた位相差層につき、架橋性液晶分子の垂直配向性および塗工性を測定した。   With respect to the obtained retardation layer, the vertical alignment property and coating property of the crosslinkable liquid crystal molecules were measured.

(評価1:垂直配向性)
位相差層を構成する架橋性液晶分子の配向状態は、波長589nmの光が位相差層を透過する際に生じる位相差を、次のように測定することによって評価した。なお、位相差の測定には、大塚電子社製のRETS−1250AVを用いた。
(Evaluation 1: Vertical alignment)
The alignment state of the crosslinkable liquid crystal molecules constituting the retardation layer was evaluated by measuring the retardation generated when light having a wavelength of 589 nm was transmitted through the retardation layer as follows. For measurement of the phase difference, RETS-1250AV manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used.

図5に示すように、位相差層の表面上に互いに直交するx軸とy軸をとるとともにx軸とy軸に対して垂直なz軸を想定した。そして、z軸方向およびz軸に対してx軸方向及びy軸方向に傾斜する方向について光学素子の位相差を測定した。また、x軸方向に傾斜する方向について測定された場合、y軸方向に傾斜する方向について測定された場合、光学素子に生じる位相差がz軸を基準として対称性を示しているか否かを測定した。これらの測定結果に基づき、架橋性液晶分子が良好にホメオトロピック配向をしているか否かという配向性の良否を、次のように評価した。結果については表1に示す。   As shown in FIG. 5, an x-axis and a y-axis that are orthogonal to each other are assumed on the surface of the retardation layer, and a z-axis that is perpendicular to the x-axis and the y-axis is assumed. And the phase difference of the optical element was measured about the z-axis direction and the direction inclined in the x-axis direction and the y-axis direction with respect to the z-axis. In addition, when measured in the direction tilted in the x-axis direction, when measured in the direction tilted in the y-axis direction, it is measured whether or not the phase difference generated in the optical element exhibits symmetry with respect to the z-axis. did. Based on these measurement results, the quality of the orientation as to whether or not the crosslinkable liquid crystal molecules are homeotropically oriented was evaluated as follows. The results are shown in Table 1.

位相差はx軸方向、y軸方向ともに対称性を示す、又は、z軸方向の位相差の値が4nm以下、についていずれか一方を満たす ・・・・ ○
位相差はx軸方向、y軸方向ともに対称性に乱れがあり、且つ、z軸方向の位相差の値が4nmより大きい ・・・・・・・・・・・・・ ×
The phase difference exhibits symmetry in both the x-axis direction and the y-axis direction, or the phase difference value in the z-axis direction satisfies 4 nm or less.
The phase difference is disturbed in symmetry in both the x-axis direction and the y-axis direction, and the value of the phase difference in the z-axis direction is larger than 4 nm.

なお、上記の位相差4nmの基準に関し、クロスニコルに配した2枚の偏光板の間で位相差を生じさせ、2枚の偏光板を光が透過するか否かを調べた場合に、目視上、光の透過が確認できない程度に収まる位相差の基準値が4nmである。   In addition, regarding the reference of the above-mentioned retardation 4 nm, when a phase difference is caused between two polarizing plates arranged in crossed Nicols and light is transmitted through the two polarizing plates, visually, The reference value of the phase difference that falls within such a range that light transmission cannot be confirmed is 4 nm.

(評価2:基材密着性)
得られた位相差層の基板密着性の測定は、温度100℃、湿度100%、で1時間の加速寿命試験後の光学素子に対してJISK5600−5−6に準じた剥離強度の測定によって実施した。位相差層の基板密着性は次に示すように評価した。結果を表1に示す。
(Evaluation 2: Substrate adhesion)
The substrate adhesion of the obtained retardation layer was measured by measuring peel strength according to JISK5600-5-6 for an optical element after an accelerated life test of 1 hour at a temperature of 100 ° C. and a humidity of 100%. did. The substrate adhesion of the retardation layer was evaluated as follows. The results are shown in Table 1.

剥離強度の測定による評価基準が0または1(すなわち1以下) ・・・・ ◎
剥離強度の測定による評価基準が2 ・・・・・・・・・・・・・・・・・ ○
剥離強度の測定による評価基準が3乃至5(すなわち3以上) ・・・・・ ×
Evaluation criteria based on measurement of peel strength is 0 or 1 (that is, 1 or less).
The evaluation standard based on the measurement of peel strength is 2.
Evaluation criteria based on measurement of peel strength is 3 to 5 (that is, 3 or more).

(評価3:塗工性)
スリットダイコート法により塗工形成された位相差層につき、横スジムラの発生の有無を下記条件で目視観測により評価した。
(Evaluation 3: Coating property)
The retardation layer formed by the slit die coating method was evaluated by visual observation under the following conditions for the occurrence of horizontal stripe unevenness.

1)単色光照射時の反射評価
単色光光源に波長589nmのナトリウムランプを用い、検査光入射角度を60°、検査光反射角度を45°として該反射光の光ムラを目視観測した。
評価基準は、
・横スジムラが観測されなかった ・・・・・・・・・・・・・・・・・ ◎
・横スジムラに起因する光ムラが若干観測された ・・・・・・・・・・ ○
・横スジムラに起因する光ムラが観測された ・・・・・・・・・・・・ △
・液晶組成物の液切れによる塗工不良が生じた ・・・・・・・・・・・ ―
とした。評価結果を表2に示す。
1) Reflection evaluation during monochromatic light irradiation A sodium lamp with a wavelength of 589 nm was used as a monochromatic light source, and the light unevenness of the reflected light was visually observed with an inspection light incident angle of 60 ° and an inspection light reflection angle of 45 °.
Evaluation criteria are
・ No horizontal stripes were observed ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ◎
・ Slight unevenness due to horizontal stripes was observed.
・ Light unevenness due to horizontal stripes was observed ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ △
・ Coating failure occurred due to running out of liquid crystal composition.
It was. The evaluation results are shown in Table 2.

2)白色光照射時の透過評価
白色光の光源として、発光スペクトラムのピークがRGBの三波長に存在する三波長管を用いた。白色光を位相差層の背面から照射し、その透過光の光ムラを目視観測した。
評価基準は、
・良好な白色光が観測された ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ○
・透過光がグレー光として観測された ・・・・・・・・・・・・・・・ △
・透過光不良が生じた ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ×
・液晶組成物の液切れによる塗工不良が生じた ・・・・・・・・・・・ ―
とした。評価結果を表2にあわせて示す。
2) Transmission evaluation during white light irradiation A three-wavelength tube having emission spectrum peaks at three wavelengths of RGB was used as a white light source. White light was irradiated from the back surface of the retardation layer, and the light unevenness of the transmitted light was visually observed.
Evaluation criteria are
・ Good white light was observed ...
・ Transmitted light was observed as gray light.
・ Transmission light defect occurred ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ×
・ Coating failure occurred due to running out of liquid crystal composition.
It was. The evaluation results are shown in Table 2.

(実施例2)
界面活性剤としてアルキルエーテル系のノニオン系界面活性剤(日本触媒社製、ソフタノールEP5035)を0.01重量%添加した以外は実施例1と同様にして位相差層を作製した。
液晶組成物溶液の動的表面張力を上記測定装置で測定した結果、35mN/mであった。得られた位相差層の配向性および塗工性を実施例1と同様に測定した。評価結果を表1および表2に示す。
(Example 2)
A retardation layer was produced in the same manner as in Example 1 except that 0.01% by weight of an alkyl ether nonionic surfactant (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., Softanol EP5035) was added as a surfactant.
It was 35 mN / m as a result of measuring the dynamic surface tension of a liquid-crystal composition solution with the said measuring apparatus. The orientation and coating properties of the obtained retardation layer were measured in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

(実施例3)
シランカップリング剤として3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン(信越化学社製KBE−9103)を0.01重量%添加した以外は実施例1と同様にして位相差層を作製した。
液晶組成物溶液の動的表面張力を上記測定装置で測定した結果、34mN/mであった。得られた位相差層の配向性および塗工性を実施例1と同様に測定した。評価結果を表1および表2に示す。
Example 3
The same procedure as in Example 1 was conducted except that 0.01% by weight of 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine (KBE-9103 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added as a silane coupling agent. A retardation layer was produced.
It was 34 mN / m as a result of measuring the dynamic surface tension of a liquid-crystal composition solution with the said measuring apparatus. The orientation and coating properties of the obtained retardation layer were measured in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

(実施例4)
シランカップリング剤として3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン(信越化学社製KBE−9103)を0.01重量%添加した以外は実施例2と同様にして位相差層を作製した。
液晶組成物溶液の動的表面張力を上記測定装置で測定した結果、34mN/mであった。得られた位相差層の配向性および塗工性を実施例1と同様に測定した。評価結果を表1および表2に示す。
Example 4
The same procedure as in Example 2 was conducted except that 0.01% by weight of 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine (KBE-9103 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added as a silane coupling agent. A retardation layer was produced.
It was 34 mN / m as a result of measuring the dynamic surface tension of a liquid-crystal composition solution with the said measuring apparatus. The orientation and coating properties of the obtained retardation layer were measured in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

(実施例5)
シランカップリング剤としてビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド(信越化学社製KBE−846)を1重量%用いた以外は実施例1と同様にして位相差層を作製した。
液晶組成物溶液の動的表面張力を上記測定装置で測定した結果、35mN/mであった。得られた位相差層の配向性および塗工性を実施例1と同様に測定した。評価結果を表1および表2に示す。
(Example 5)
A retardation layer was produced in the same manner as in Example 1 except that 1% by weight of bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide (KBE-846 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used as a silane coupling agent.
It was 35 mN / m as a result of measuring the dynamic surface tension of a liquid-crystal composition solution with the said measuring apparatus. The orientation and coating properties of the obtained retardation layer were measured in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

(実施例6)
シランカップリング剤としてビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド(信越化学社製KBE−846)を1重量%用いた以外は実施例2と同様にして位相差層を作製した。
液晶組成物溶液の動的表面張力を上記測定装置で測定した結果、34mN/mであった。得られた位相差層の配向性および塗工性を実施例1と同様に測定した。評価結果を表1および表2に示す。
(Example 6)
A retardation layer was produced in the same manner as in Example 2 except that 1% by weight of bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide (KBE-846 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used as a silane coupling agent.
It was 34 mN / m as a result of measuring the dynamic surface tension of a liquid-crystal composition solution with the said measuring apparatus. The orientation and coating properties of the obtained retardation layer were measured in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

(実施例7)
シランカップリング剤として3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン(信越化学社製KBM−802)を1重量%用いた以外は実施例1と同様にして位相差層を作製した。
液晶組成物溶液の動的表面張力を上記測定装置で測定した結果、34mN/mであった。得られた位相差層の配向性および塗工性を実施例1と同様に測定した。評価結果を表1および表2に示す。
(Example 7)
A retardation layer was produced in the same manner as in Example 1 except that 1% by weight of 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane (KBM-802 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used as a silane coupling agent.
It was 34 mN / m as a result of measuring the dynamic surface tension of a liquid-crystal composition solution with the said measuring apparatus. The orientation and coating properties of the obtained retardation layer were measured in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

(実施例8)
シランカップリング剤として3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン(信越化学社製KBM−802)を1重量%用いた以外は実施例2と同様にして位相差層を作製した。
液晶組成物溶液の動的表面張力を上記測定装置で測定した結果、35mN/mであった。得られた位相差層の配向性および塗工性を実施例1と同様に測定した。評価結果を表1および表2に示す。
(Example 8)
A retardation layer was produced in the same manner as in Example 2 except that 1% by weight of 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane (KBM-802 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used as a silane coupling agent.
It was 35 mN / m as a result of measuring the dynamic surface tension of a liquid-crystal composition solution with the said measuring apparatus. The orientation and coating properties of the obtained retardation layer were measured in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

(比較例1)
アルキルエーテル系界面活性剤を用いなかった以外は実施例1と同様にして位相差層を作製した。液晶組成物溶液の動的表面張力を上記測定装置で測定した結果、38mN/mであった。得られた位相差層の配向性および塗工性を実施例1と同様に測定した。評価結果を表1および表2に示す。
(Comparative Example 1)
A retardation layer was produced in the same manner as in Example 1 except that the alkyl ether surfactant was not used. It was 38 mN / m as a result of measuring the dynamic surface tension of a liquid-crystal composition solution with the said measuring apparatus. The orientation and coating properties of the obtained retardation layer were measured in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

(比較例2)
界面活性剤として脂肪酸系のノニオン系界面活性剤(花王製、エマゾールL−10V)を0.1重量%用いた以外は実施例1と同様にして位相差層を作製した。液晶組成物溶液の動的表面張力を上記測定装置で測定した結果、30mN/mであった。得られた位相差層の配向性および塗工性を実施例1と同様に測定した。評価結果を表1および表2に示す。
(Comparative Example 2)
A retardation layer was produced in the same manner as in Example 1 except that 0.1% by weight of a fatty acid-based nonionic surfactant (manufactured by Kao, Emazole L-10V) was used as the surfactant. It was 30 mN / m as a result of measuring the dynamic surface tension of a liquid-crystal composition solution with the said measuring apparatus. The orientation and coating properties of the obtained retardation layer were measured in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

(比較例3)
シランカップリング剤としてビニルメトキシシラン(信越化学社製KBM−1003)を1重量%用いた以外は実施例1と同様にして位相差層を作成した。液晶組成物溶液の動的表面張力を上記測定装置で測定した結果、30mN/mであった。得られた位相差層の配向性および塗工性を実施例1と同様に測定した。評価結果を表1および表2に示す。
(Comparative Example 3)
A retardation layer was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1% by weight of vinylmethoxysilane (KBM-1003 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used as a silane coupling agent. It was 30 mN / m as a result of measuring the dynamic surface tension of a liquid-crystal composition solution with the said measuring apparatus. The orientation and coating properties of the obtained retardation layer were measured in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

(比較例4)
溶媒としてエチレングリコールを用いた以外は実施例7と同様にして位相差層を作成した。なお、エチレングリコールの動的表面張力は、表面寿命10msで48.4mN/mである。液晶組成物溶液の動的表面張力を上記測定装置で測定した結果、54mN/mであった。またその動的粘度は、24mPa・sであった。得られた位相差層の配向性および塗工性を実施例1と同様に測定した。評価結果を表1および表2に示す。
(Comparative Example 4)
A retardation layer was prepared in the same manner as in Example 7 except that ethylene glycol was used as a solvent. The dynamic surface tension of ethylene glycol is 48.4 mN / m at a surface lifetime of 10 ms. It was 54 mN / m as a result of measuring the dynamic surface tension of a liquid-crystal composition solution with the said measuring apparatus. The dynamic viscosity was 24 mPa · s. The orientation and coating properties of the obtained retardation layer were measured in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

(比較例5)
シランカップリング剤の対配合物換算値を5重量%とし、かつ界面活性剤として脂肪酸系のノニオン系界面活性剤(花王製、エマゾールL−10V)を0.1重量%用いた以外は実施例7と同様にして位相差層を作成した。液晶組成物溶液の動的表面張力を上記測定装置で測定した結果、35mN/mであった。得られた位相差層の配向性および塗工性を実施例1と同様に測定した。評価結果を表1および表2に示す。
(Comparative Example 5)
Example except that the conversion value of the silane coupling agent with respect to the compound was 5% by weight, and 0.1% by weight of a fatty acid nonionic surfactant (Emazole L-10V manufactured by Kao) was used as the surfactant. In the same manner as in Example 7, a retardation layer was prepared. It was 35 mN / m as a result of measuring the dynamic surface tension of a liquid-crystal composition solution with the said measuring apparatus. The orientation and coating properties of the obtained retardation layer were measured in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

(比較例6)
アルキルエーテル系界面活性剤の対配合物換算値を1重量%とした以外は実施例1と同様にして位相差層を作成した。液晶組成物溶液の動的表面張力を上記測定装置で測定した結果、30mN/mであった。得られた位相差層の配向性および塗工性を実施例1と同様に測定した。評価結果を表1および表2に示す。
(Comparative Example 6)
A retardation layer was prepared in the same manner as in Example 1 except that the equivalent value of the alkyl ether surfactant was changed to 1% by weight. It was 30 mN / m as a result of measuring the dynamic surface tension of a liquid-crystal composition solution with the said measuring apparatus. The orientation and coating properties of the obtained retardation layer were measured in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

(表1)

Figure 2007334062
(Table 1)
Figure 2007334062

(表2)

Figure 2007334062
(Table 2)
Figure 2007334062

上記各実施例および比較例の実験結果により、アルキルエーテル系界面活性剤を添加し、かつその動的表面張力および動的粘度を所定の範囲内に調整することにより液晶組成物の横スジムラの発生を抑制し、また(メタ)アクリロイル基、アミノ基、スルフィド基またはメルカプト基の少なくともいずれか1種を有するシランカップリング剤を添加することにより液晶組成物の基材密着性が向上することが理解される。   According to the experimental results of each of the above examples and comparative examples, the occurrence of lateral unevenness of the liquid crystal composition is achieved by adding an alkyl ether surfactant and adjusting the dynamic surface tension and dynamic viscosity within a predetermined range. It is understood that the adhesion of the liquid crystal composition to the substrate is improved by adding a silane coupling agent having at least one of (meth) acryloyl group, amino group, sulfide group and mercapto group. Is done.

動的表面張力を測定する装置を示す概略正面図である。It is a schematic front view which shows the apparatus which measures dynamic surface tension. 二重円筒方式レオメータの概略図である。It is the schematic of a double cylinder system rheometer. 本発明のカラーフィルタの一例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the color filter of this invention. 本発明のカラーフィルタを用いた液晶表示装置の一例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the liquid crystal display device using the color filter of this invention. サンプルの位相差測定方向を示した図である。It is the figure which showed the phase difference measurement direction of the sample.

符号の説明Explanation of symbols

1 カラーフィルタ
2 透明基板
3 着色層
4 位相差層
11 液晶表示装置
12 表示側基板
13 駆動用回路側基板
14 駆動用液晶材料
15 液晶セル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Color filter 2 Transparent substrate 3 Colored layer 4 Phase difference layer 11 Liquid crystal display device 12 Display side substrate 13 Driving circuit side substrate 14 Driving liquid crystal material 15 Liquid crystal cell

Claims (10)

1種または2種以上の架橋性液晶分子と、(メタ)アクリロイル基、アミノ基、スルフィド基、メルカプト基より選ばれた少なくとも1種を有するシランカップリング剤と、アルキルエーテル系界面活性剤とを含有し、表面寿命が10msの際の動的表面張力が31mN/m〜50mN/mであることを特徴とする液晶組成物。 One or more crosslinkable liquid crystal molecules, a silane coupling agent having at least one selected from a (meth) acryloyl group, an amino group, a sulfide group, and a mercapto group, and an alkyl ether surfactant A liquid crystal composition comprising: a dynamic surface tension of 31 mN / m to 50 mN / m when the surface lifetime is 10 ms. シェアレートが100s-1の際の動的粘度が2.0mPa・s〜4.0mPa・sの範囲内である請求項1に記載の液晶組成物。 2. The liquid crystal composition according to claim 1, wherein the dynamic viscosity at a shear rate of 100 s −1 is in the range of 2.0 mPa · s to 4.0 mPa · s. 架橋性液晶分子の少なくとも1種が、1分子中に1個または2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する請求項1または2に記載の液晶組成物。 The liquid crystal composition according to claim 1 or 2, wherein at least one of the crosslinkable liquid crystal molecules has one or more (meth) acryloyl groups in one molecule. シランカップリング剤を、対配合物換算値で0.01〜20重量%含有する請求項1から3のいずれかに記載の液晶組成物。 The liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the silane coupling agent is contained in an amount of 0.01 to 20% by weight in terms of a compound. アルキルエーテル系界面活性剤を、対配合物換算値で0.01〜1重量%含有する請求項1から4のいずれかに記載の液晶組成物。 The liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 4, which contains an alkyl ether surfactant in an amount of 0.01 to 1% by weight in terms of the formulation. 透明基板上に少なくとも着色層と位相差層とが積層されたカラーフィルタであって、前記位相差層が、請求項1〜5のいずれかに記載の液晶組成物が硬化して形成されたものであることを特徴とするカラーフィルタ。 A color filter in which at least a colored layer and a retardation layer are laminated on a transparent substrate, wherein the retardation layer is formed by curing the liquid crystal composition according to claim 1. The color filter characterized by being. 前記位相差層が、前記着色層の上に前記液晶組成物を塗布し、その表面に活性放射線を照射して前記架橋性液晶分子を重合させてなることを特徴とする請求項6に記載のカラーフィルタ。 The said phase difference layer apply | coats the said liquid-crystal composition on the said colored layer, and irradiates the surface with actinic radiation, The said crosslinkable liquid crystal molecule is polymerized, The Claim 6 characterized by the above-mentioned. Color filter. 位相差層が、対配合物換算値で少なくとも99.88〜70重量%の前記架橋性液晶分子と、0.1〜10重量%の光重合開始剤と、0.01〜20重量%の前記シランカップリング剤と、0.01〜1重量%のアルキルエーテル系界面活性剤とを含む前記液晶組成物が光硬化および焼成されて形成されたものである請求項6または7に記載のカラーフィルタ。 The retardation layer comprises at least 99.88 to 70% by weight of the crosslinkable liquid crystal molecules, 0.1 to 10% by weight of a photopolymerization initiator, and 0.01 to 20% by weight of the above in terms of a compound. The color filter according to claim 6 or 7, wherein the liquid crystal composition containing a silane coupling agent and 0.01 to 1% by weight of an alkyl ether surfactant is formed by photocuring and baking. . 前記架橋性液晶分子がホメオトロピック配向している請求項6〜8に記載のカラーフィルタ。 The color filter according to claim 6, wherein the crosslinkable liquid crystal molecules are homeotropically aligned. 請求項6〜9のいずれかに記載のカラーフィルタと、液晶駆動用電極を備える駆動用回路側基板とを対向させて配置し、前記カラーフィルタと駆動用回路側基板との間に駆動用液晶材料を封入してなる液晶表示装置。 10. The color filter according to claim 6 and a driving circuit side substrate provided with a liquid crystal driving electrode are arranged to face each other, and a driving liquid crystal is disposed between the color filter and the driving circuit side substrate. A liquid crystal display device that encapsulates the material.
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