JP6501134B2 - Liquid crystal display device - Google Patents

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Description

本願発明は、液晶表示素子に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device.

表示品質が優れていることから、アクティブマトリクス形液晶表示装置が携帯端末、液晶テレビ、プロジェクタ、コンピューター等の市場に出されている。アクティブマトリクス表示方式は、画素毎にTFT(薄膜トランジスタ)あるいはMIM(メタル・インシュレータ・メタル)等が使われており、高電圧保持率を有する液晶組成物との組合せにおいて、TN型(ツイストネマチック)を初めとする一般的液晶表示素子として広く用いられている。また、更に広い視角特性を得るためにVA(バーチカルアライメント:垂直配向)、IPS(In Plane Switching:インプレーンスイッチング)、IPSの改良型であるFFS(Fringe Field Switching:フリンジフィールドスイッチング)等が用いられており、この様な表示素子に対応するために、現在も新しい液晶化合物あるいは液晶組成物の提案がなされている。   Due to the excellent display quality, active matrix liquid crystal display devices are put on the market in portable terminals, liquid crystal televisions, projectors, computers and the like. In the active matrix display method, TFT (thin film transistor) or MIM (metal insulator metal) is used for each pixel, and in combination with a liquid crystal composition having a high voltage holding ratio, TN type (twisted nematic) is used. It is widely used as a general liquid crystal display element to be described at the beginning. Also, in order to obtain wider viewing angle characteristics, VA (vertical alignment: vertical alignment), IPS (In Plane Switching), FFS (Fringe Field Switching) which is an improved version of IPS, etc. are used. In order to cope with such display devices, proposals for new liquid crystal compounds or liquid crystal compositions are currently being made.

一方液晶表示素子は自己発光型では無いため、発光するための光源が必須となり、ディスプレイとして求められる色再現領域に発光スペクトルを有する白色光源が使用される。光源としては、冷陰極管や白色LED(発光ダイオード)等が用いられるが発光効率の観点から、現在では白色LEDを用いることが主流となっている。LEDは現在一つの素子で380nmから750nmにおよぶ可視光全領域のカバーすることはできず、白色光を得るためにはいくつかの形式が知られている。
1)青色LEDと黄色蛍光体の組合せ
2)3原色の各LED(赤色・緑色・青色)の組合せ
3)近紫外線または紫色LEDと赤色・緑色・青色の蛍光体との組合せ
これら3方式中、液晶表示素子の光源として最適な白色光を得る観点では3)が最も優れ、2)、1)の順となり、発光効率の観点では、1)が最も優れている。
On the other hand, since the liquid crystal display element is not a self-luminous type, a light source for emitting light is essential, and a white light source having an emission spectrum in a color reproduction region required as a display is used. As a light source, a cold cathode tube, a white LED (light emitting diode) or the like is used, but from the viewpoint of luminous efficiency, it has become mainstream to use a white LED at present. LEDs can not currently cover the entire visible light range from 380 nm to 750 nm with one element, and several types are known to obtain white light.
1) Combination of blue LED and yellow phosphor 2) Combination of three primary color LEDs (red, green and blue) 3) Combination of near-ultraviolet or purple LED and red, green and blue phosphor From the viewpoint of obtaining white light optimum as a light source of the liquid crystal display device, 3) is the most excellent, 2) and 1) in that order, and 1) is the most excellent in terms of luminous efficiency.

液晶表示素子においては、消費電力の低減が重要であり、先進各国が検討中の省電力プログラムに対応するためには、光源の発光効率が重視されている。そのため、現在では1)の青色LEDと黄色蛍光体の組合せにより白色光を得ている。   In liquid crystal display elements, it is important to reduce power consumption, and in order to respond to the power saving program under consideration by developed countries, the light emission efficiency of the light source is emphasized. Therefore, at present, white light is obtained by the combination of the blue LED and the yellow phosphor in 1).

この方式は、発光効率的には優れるものの、赤色光の不足など白色光源としての特性的には劣り、色再現性に問題を有していた。特に液晶表示素子はカラー表示を実現するために液晶素子と合わせてカラーフィルタを用いることから、光源部を改良しても色再現性を向上させることは難しく、そのため色再現性を向上させるにはカラーフィルタ中の高顔料濃度化を図るか、或いは、着色膜厚を大きくすることにより色純度を高める必要があった。然しながら、この場合、透過率が低下し、光量を増加させなければならず消費電力が増加することとなる問題があった。   Although this system is excellent in luminous efficiency, it is inferior in characteristics as a white light source such as a shortage of red light, and has a problem in color reproducibility. In particular, since a liquid crystal display element uses a color filter in combination with a liquid crystal element to realize color display, it is difficult to improve color reproducibility even if the light source portion is improved. Therefore, to improve color reproducibility It has been necessary to increase the color purity by increasing the pigment concentration in the color filter or increasing the thickness of the colored film. However, in this case, there is a problem that the transmittance decreases and the light amount has to be increased, resulting in an increase in power consumption.

そこで、液晶表示素子の色再現性と発光効率を同時に解決するための技術として、発光用ナノ結晶の一例である量子ドット技術(特許文献1参照)が注目されている。当該量子ドットは、粒子径数nmから数十nmの半導体微結晶からなり電子正孔対の閉じ込め効果によりエネルギーレベルが離散的に存在し、粒子径が小さくなるにつれてエネルギーバンドギャップが大きくなる性質を有している。この性質を応用し、粒子径をコントロールしバンドギャップを均一化することにより、発光スペクトルの半値幅が小さい光源を得ることができる。半値幅の小さい三原色の光源を得ることにより広色域ディスプレイが実現できることから、量子ドットをバックライトの構成部材として用いることにより、色再現性を向上させた液晶表示素子を構成できることが開示されている(特許文献2及び非特許文献1参照)。更に、光源として近紫外線または青色等の短波長可視光線を用いて、三色の量子ドットを従来のカラーフィルタの替わりに用いる提案がなされている(特許文献3参照)。これらの表示素子は、原理的には高い発光効率と色再現性を両立できるものである。   Then, the quantum dot technology (refer to patent documents 1) which is an example of the nanocrystal for light emission attracts attention as a technology for solving the color reproducibility and luminous efficiency of a liquid crystal display element simultaneously. The quantum dots are made of semiconductor microcrystals having particle diameters of several nm to several tens of nm, and energy levels are discretely present due to the confinement effect of electron-hole pairs, and the energy band gap increases as the particle size decreases. Have. By applying this property and controlling the particle diameter to make the band gap uniform, it is possible to obtain a light source with a small half width of the emission spectrum. It is disclosed that a liquid crystal display element with improved color reproducibility can be configured by using quantum dots as a component of a backlight since a wide color gamut display can be realized by obtaining a light source of three primary colors with a small half width. (See Patent Document 2 and Non-Patent Document 1). Furthermore, it has been proposed to use three-color quantum dots as a light source instead of a conventional color filter using short-wavelength visible light such as near-ultraviolet light or blue light (see Patent Document 3). These display elements are, in principle, compatible with high luminous efficiency and color reproducibility.

特表2001−523758号公報JP 2001-523758 国際公開2004/074739号パンフレットWO 2004/074739 pamphlet 米国特許8648524号公報U.S. Pat. No. 8648524 国際公開2014/045371号パンフレットInternational Publication 2014/045371 Brochure

SID 2012 DIGEST,p895−896SID 2012 DIGEST, p 895-896

しかしながら、上記の通り、発光用ナノ結晶の一例である量子ドットを発光素子に介在して用いることで液晶表示素子の白色光源を得る場合、図19に記載するように、発光用ナノ結晶の一例である量子ドットを発光素子に介在して用いた光源からの光は、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の三原色のそれぞれの半値幅が小さく、当該量子ドットに対応する特定の波長を備えている。そのため、一般的な白色LED(例えば、上記の1)〜3))とは発光スペクトルが大幅に異なる。これにより光シャッターとして使用される液晶材料には、発光用ナノ結晶を発光させる光や発光用ナノ結晶からの光が照射されることになり、液晶材料自体が分解しやすくなる等の問題が生じる。例えば、特許文献4には、一般的な白色光源と三原色を含むカラーフィルタを用いた液晶表示素子に使用される液晶組成物の最適化を行った技術は開示されているものの、量子ドット等の発光用ナノ結晶を光源として用いた場合に液晶材料の信頼性を維持することについては開示されていない。   However, as described above, when a white light source of a liquid crystal display element is obtained by using a quantum dot which is an example of a light emitting nanocrystal interposed in a light emitting element, as described in FIG. The light from the light source using the light emitting element with the quantum dots interposed therebetween has a smaller half width of each of the three primary colors of red (R), green (G) and blue (B), and the light corresponding to the quantum dot Have a wavelength of Therefore, the emission spectrum is significantly different from common white LEDs (e.g., 1) to 3) described above. As a result, the liquid crystal material used as the light shutter is irradiated with light from the light emitting nanocrystal or light from the light emitting nanocrystal, causing problems such as easy decomposition of the liquid crystal material itself. . For example, Patent Document 4 discloses a technology for optimizing a liquid crystal composition used in a liquid crystal display device using a general white light source and a color filter containing three primary colors, but it is possible to use quantum dots etc. There is no disclosure about maintaining the reliability of the liquid crystal material when light emitting nanocrystals are used as a light source.

特に、量子ドット等の発光用ナノ結晶を介在して白色光源を得た場合、発光用ナノ結晶の経時的劣化や外部環境による発光用ナノ結晶の劣化が生じると、光源に用いる短波長の可視光線や紫外光等を含む高エネルギー光線が、発光用ナノ結晶に吸収されにくくなり、直接液晶層に長時間高エネルギー光線が照射されることになる。これにより、液晶層を構成する液晶材料が分解し易くなる等の問題が生じる。また、発光用ナノ結晶の局所的不存在などにより特定の領域(スポット)に高エネルギー光線が暴露される問題、または、発光用ナノ結晶を含むフィルムにより液晶パネルの面を覆う形態の場合、液晶パネルの外延部周辺からの高エネルギー光線が漏れるため、高エネルギー光線が漏れた部分から液晶の劣化が生じるという問題がある。特にスポットや画面の端では部分的に劣化部分が生じやすく、部分的な劣化は全体的な劣化とは異なり、注目されやすい。従って、本発明が解決しようとする課題は、発光用ナノ結晶を発光部として持つ液晶表示素子において該発光用ナノ結晶の劣化や部分的な高エネルギー光線の照射スポットによる液晶層の劣化を抑制または防止するものである。   In particular, when a white light source is obtained through light emitting nanocrystals such as quantum dots, if the light emitting nanocrystals deteriorate with time and the light emitting nanocrystals deteriorate due to the external environment, the visible light of the short wavelength used for the light source High energy rays including light rays and ultraviolet rays are less likely to be absorbed by the light emitting nanocrystals, and the liquid crystal layer is directly irradiated with high energy rays for a long time. This causes problems such as the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer being easily decomposed. In addition, there is a problem that high energy rays are exposed to a specific region (spot) due to local absence of luminescent nanocrystals, or in the case where the surface of the liquid crystal panel is covered with a film containing luminescent nanocrystals There is a problem that the high energy ray from the periphery of the extension of the panel leaks, so that the liquid crystal is deteriorated from the portion where the high energy ray leaks. In particular, a portion of deterioration is likely to occur partially at the spot or at the edge of the screen, and the partial deterioration is likely to be noticed unlike the overall deterioration. Therefore, the problem to be solved by the present invention is to suppress deterioration of the light emitting nanocrystals due to the deterioration of the light emitting nanocrystals or the partial deterioration of the liquid crystal layer due to the irradiation spot of high energy rays in the liquid crystal display element having the light emitting nanocrystals as the light emitting portion To prevent.

本願発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ポリマーネットワーク中に特定の液晶化合物を含有する液晶組成物を含む液晶層と、発光用ナノ結晶を介した光源とを備えた素子を用いることにより前記課題を解決できることを見出し本願発明の完成に至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have provided a liquid crystal layer containing a liquid crystal composition containing a specific liquid crystal compound in a polymer network, and a light source via a light emitting nanocrystal. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by using the element, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、第一の基板および第二の基板が対向して設けられる一対の基板と、
前記第一の基板と第二の基板と間に挟持された液晶層と、
前記第一の基板または第二の基板の少なくとも一方に設けられた画素電極と、
前記第一の基板または第二の基板の少なくとも一方に設けられた共通電極と、
ブラックマトリックスおよび赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の三原色画素部から構成されるカラーフィルタと、
紫外または可視光を発光する発光素子と、
前記発光素子からの入射光を赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の内少なくとも一色の光に変換して発光する発光用ナノ結晶を含有する光変換部と、を備え、
前記液晶層が、ポリマーネットワーク(A)と、
下記一般式(i):
That is, according to the present invention, there is provided a pair of substrates provided with the first substrate and the second substrate facing each other,
A liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate;
A pixel electrode provided on at least one of the first substrate and the second substrate;
A common electrode provided on at least one of the first substrate and the second substrate;
A color filter composed of three primary color pixel portions of black matrix and red (R), green (G), and blue (B);
A light emitting element that emits ultraviolet or visible light;
A light conversion unit containing a light emitting nanocrystal that emits light by converting incident light from the light emitting element into light of at least one of red (R), green (G), and blue (B);
The liquid crystal layer is a polymer network (A),
The following general formula (i):

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、Ri1及びRi2はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表し、Ai1は1,4−フェニレン基又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表し、ni1は0又は1を表す。)で表される化合物を10〜50重量%含有する液晶組成物(B)を含有することを特徴とする液晶表示素子に関する。(Wherein, R i1 and R i2 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or 2 to 2 carbon atoms 8 represents an alkenyloxy group, A i1 represents a 1,4-phenylene group or a trans-1,4-cyclohexylene group, and n i1 represents 0 or 1. 10 to 50% of a compound represented by The present invention relates to a liquid crystal display element characterized by containing a liquid crystal composition (B) containing%.

本発明によれば、発光用ナノ結晶を発光部として持つ液晶表示素子において該発光用ナノ結晶の劣化や部分的な高エネルギー光線の照射スポットによる液晶層の劣化を抑制または防止できる。   According to the present invention, in a liquid crystal display element having a light emitting nanocrystal as a light emitting portion, it is possible to suppress or prevent the deterioration of the light emitting nanocrystal or the partial deterioration of the liquid crystal layer due to the irradiation spot of high energy light.

図1は、本発明の液晶表示素子の実施形態を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the liquid crystal display element of the present invention. 図2は、本発明の液晶表示素子の他の実施形態を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing another embodiment of the liquid crystal display element of the present invention. 図3は、図1のI−I線方向に液晶表示素子を切断した断面の模式図であり、本実施形態に用いられる液晶表示素子の構成を示すための一例の図である。FIG. 3 is a schematic view of a cross section obtained by cutting the liquid crystal display element in the direction of the line I-I in FIG. 1, and is an example for showing the configuration of the liquid crystal display element used in this embodiment. 図4は、本発明に係る光変換部103の構成の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of the light conversion unit 103 according to the present invention. 図5は、本発明に係る光変換部(特にバックライトユニット)の一例を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic view showing an example of a light conversion unit (in particular, a backlight unit) according to the present invention. 図6は、本発明に係る好適なバックライトの他の一形態を示す図である。FIG. 6 is a view showing another embodiment of the preferred backlight according to the present invention. 図7は、図1のI−I線方向に液晶表示素子を切断した断面の模式図であり、本実施形態で用いられる液晶表示素子の構成を示すための一例の図である。FIG. 7 is a schematic view of a cross section obtained by cutting the liquid crystal display element in the direction of the line I-I in FIG. 1, and is an example for showing the configuration of the liquid crystal display element used in this embodiment. 図8は、図1のI−I線方向に液晶表示素子を切断した断面の模式図であり、本実施形態で用いられる液晶表示素子の構成を示すための一例の図である。FIG. 8 is a schematic view of a cross section obtained by cutting the liquid crystal display element in the direction of the line I-I in FIG. 1, and is an example for showing the configuration of the liquid crystal display element used in this embodiment. 図9は、図2のI−I線方向に液晶表示素子を切断した断面の模式図であり、本実施形態で用いられる液晶表示素子の構成を示すための一例の図である。FIG. 9 is a schematic view of a cross section obtained by cutting the liquid crystal display element in the direction of the line II in FIG. 2, and is an example for showing the configuration of the liquid crystal display element used in this embodiment. 図10は、図2のI−I線方向に液晶表示素子を切断した断面の模式図であり、本実施形態で用いられる液晶表示素子の構成を示すための一例の図である。FIG. 10 is a schematic view of a cross section obtained by cutting the liquid crystal display element in the direction of the line I-I in FIG. 2, and is an example for showing the configuration of the liquid crystal display element used in this embodiment. 図11は、本発明の液晶表示素子の画素部分を等価回路で示した模式図である。FIG. 11 is a schematic view showing a pixel portion of the liquid crystal display element of the present invention as an equivalent circuit. 図12は、本発明の画素電極の形状の一例を示す模式図である。FIG. 12 is a schematic view showing an example of the shape of the pixel electrode of the present invention. 図13は、本発明の画素電極の形状の一例を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic view showing an example of the shape of the pixel electrode of the present invention. 図14は、本発明のIPS型の液晶表示素子の電極構造を示す模式図である。FIG. 14 is a schematic view showing an electrode structure of the IPS type liquid crystal display element of the present invention. 図15は、図12または図13におけるIII−III線方向に図1に示す液晶表示素子を切断した断面図の例の一つである。FIG. 15 is one of the examples of the cross-sectional view which cut | disconnected the liquid crystal display element shown in FIG. 1 in the III-III line direction in FIG. 12 or FIG. 図16は、図14におけるIII−III線方向にIPS型の液晶パネルを切断した断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view of an IPS-type liquid crystal panel cut in the direction of the line III-III in FIG. 図17は、図2における基板上に形成された薄膜トランジスタを含む電極層3のII線で囲まれた領域を拡大した平面図である。FIG. 17 is an enlarged plan view of a region surrounded by a line II of the electrode layer 3 including the thin film transistor formed on the substrate in FIG. 図18は、図17におけるIII−III線方向に図2に示す液晶表示素子を切断した断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view of the liquid crystal display element shown in FIG. 2 taken along the line III-III in FIG. 図19は、量子ドットの発光スペクトルを示す図である。FIG. 19 is a diagram showing an emission spectrum of a quantum dot. 図20は、実施例におけるフィッシュボーン型VA液晶セルの電極構造の模式図である。FIG. 20 is a schematic view of an electrode structure of a fishbone type VA liquid crystal cell in an example.

本発明は、前記した通り、第一の基板および第二の基板が対向して設けられる一対の基板と、前記第一の基板と第二の基板と間に挟持された液晶層と、前記第一の基板または第二の基板の少なくとも一方に設けられた画素電極と、前記第一の基板または第二の基板の少なくとも一方に設けられた共通電極と、ブラックマトリックスおよび赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の三原色画素部から構成されるカラーフィルタと、紫外または可視光を発光する発光素子と、前記発光素子からの入射光を赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の内少なくとも一色の光に変換して発光する発光用ナノ結晶を含有する光変換部と、を備え、
前記液晶層が、ポリマーネットワーク(A)と、一般式(i):
According to the present invention, as described above, a pair of substrates provided with the first substrate and the second substrate facing each other, a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate, and A pixel electrode provided on at least one of the first substrate and the second substrate, a common electrode provided on at least one of the first substrate or the second substrate, a black matrix, red (R), green ( G), a color filter composed of three primary color pixel portions of blue (B), a light emitting element for emitting ultraviolet light or visible light, and incident light from the light emitting element is red (R), green (G), blue ( And B) a light conversion portion containing a light emitting nanocrystal that emits light by converting it into light of at least one color,
The liquid crystal layer comprises a polymer network (A) and a compound represented by the general formula (i):

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、R及びRはそれぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表し、Aは1,4−フェニレン基又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表し、nは0又は1を表す。)で表される化合物を10〜50重量%含有する液晶組成物(B)を含有することを特徴とする液晶表示素子である。(Wherein, R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or 2 to 2 carbon atoms 8 represents an alkenyloxy group, A represents a 1,4-phenylene group or a trans-1,4-cyclohexylene group, and n represents 0 or 1. 10 to 50% by weight of a compound represented by The liquid crystal display device is characterized by containing the liquid crystal composition (B).

本発明では、発光用ナノ結晶を有する光変換部を備えることで色再現領域が従来の液晶表示素子より拡大され、かつ発光用ナノ結晶の劣化や部分的な高エネルギー光線の照射スポットによる表示不良を低減した液晶表示素子を提供する。   In the present invention, the color reproduction region is enlarged compared to the conventional liquid crystal display element by providing the light conversion portion having the light emitting nanocrystal, and the display defect due to the deterioration of the light emitting nanocrystal or partial high energy light irradiation spot To provide a liquid crystal display device with reduced

本発明に係る好適な液晶表示素子の基本構造について図を用いて以下に説明した後、液晶表示素子の各構成要素について説明する。   After the basic structure of a preferred liquid crystal display device according to the present invention is described below with reference to the drawings, each component of the liquid crystal display device will be described.

図1は、本実施形態で用いられる液晶表示素子の一例の全体を示す斜視図であり、説明のために便宜上各構成要素を離間して記載している。   FIG. 1 is a perspective view showing the whole of an example of the liquid crystal display element used in the present embodiment, and for convenience of explanation, the respective constituent elements are described separately for convenience.

本発明に係る液晶表示素子1000は、バックライトユニット100と、液晶パネル10とを備えている。当該バックライトユニット100は、発光素子Lを有する光源部101と、導光板(図示せず)を有する導光部102と、を有している。また、発光素子Lからの入射光を変換して発光する光変換部103は、光源部101または導光部102の一部として備えている。そのため、図1では便宜上、光変換部103を光源部101の一部に備えている場合として、光源部101(103)と示し、光変換部103を導光部102の一部に備えている場合として、導光部102(103)と示している(図2も同様)。   The liquid crystal display element 1000 according to the present invention includes the backlight unit 100 and the liquid crystal panel 10. The said backlight unit 100 has the light source part 101 which has the light emitting element L, and the light guide part 102 which has a light-guide plate (not shown). In addition, a light conversion unit 103 that converts incident light from the light emitting element L and emits light is provided as a part of the light source unit 101 or the light guide unit 102. Therefore, for convenience, in FIG. 1, the light conversion unit 103 is provided as a part of the light source unit 101 as the light source unit 101 (103), and the light conversion unit 103 is provided as a part of the light guiding unit 102. As a case, the light guiding unit 102 (103) is shown (the same applies to FIG. 2).

また、図1、2では、発光素子Lを有する光源部101からの光および液晶パネル10からの光を矢印で表している。   Moreover, in FIG. 1, 2, the light from the light source part 101 which has the light emitting element L and the light from the liquid crystal panel 10 are represented by the arrow.

図1に示すように、バックライト100の一形態は、複数の発光素子Lを含む光源部101が導光部102の一側面に配置されており、図1では、複数の発光素子Lが、液晶パネル10の一側面側に一列に並べられている。複数の発光素子Lを含む光源部101を、液晶パネル10の一側面側(導光部102の一側面)だけでなく、必要により、液晶パネル10の他方の側面側(対向する両側面)に設けてもよく、また、導光部102の周囲を囲むように、複数の発光素子Lを含む光源部101が、該導光部102の3つ側面又は該導光部102の全周囲を囲むように、4つの側面に設けられていてもよい。なお、導光部102は必要に応じて導光板の代わりに光拡散板(図示せず)を備えてもよい。   As shown in FIG. 1, in one form of the backlight 100, the light source unit 101 including a plurality of light emitting elements L is disposed on one side of the light guiding unit 102, and in FIG. The liquid crystal panel 10 is arranged in a line on one side. The light source unit 101 including a plurality of light emitting elements L is provided not only on one side of the liquid crystal panel 10 (one side of the light guide 102) but also on the other side of the liquid crystal panel 10 (both sides facing each other) as necessary. A light source unit 101 including a plurality of light emitting elements L may surround three sides of the light guide unit 102 or the entire periphery of the light guide unit 102 so as to surround the light guide unit 102. As such, it may be provided on four sides. Note that the light guide portion 102 may include a light diffusion plate (not shown) instead of the light guide plate as needed.

液晶パネル10は、一対の偏光板1,8の間に第一の基板2および第二の基板7が挟持され、さらに、対向に配置された第一の(透明絶縁)基板(透明基板とも称する)2と、第二の(透明絶縁)基板7との間に挟持された液晶組成物(または液晶層5)を有し、前記第一の(透明絶縁)基板2は、液晶層5側の面に電極層3が形成されている。また、液晶層5と、第一の(透明絶縁)基板2及び第二の(透明絶縁)基板7のそれぞれの間に、配向層4が設けられている。さらに、図1及び図2では、前記第二の基板7と配向層4との間にカラーフィルタ6が設けられている。   In the liquid crystal panel 10, a first substrate 2 and a second substrate 7 are held between a pair of polarizing plates 1 and 8, and a first (transparent insulating) substrate (also referred to as a transparent substrate) disposed opposite to each other. 2) and a second (transparent insulating) substrate 7 having a liquid crystal composition (or liquid crystal layer 5), and the first (transparent insulating) substrate 2 is on the liquid crystal layer 5 side. The electrode layer 3 is formed on the surface. In addition, an alignment layer 4 is provided between the liquid crystal layer 5 and each of the first (transparent insulating) substrate 2 and the second (transparent insulating) substrate 7. Furthermore, in FIG. 1 and FIG. 2, a color filter 6 is provided between the second substrate 7 and the alignment layer 4.

なお、図1では、電極層3として画素電極(図示せず)と共通電極(図示せず)とが第一の基板2側に設けられているが、別の実施形態では、画素電極を第一の基板2に設け、共通電極を第二の基板7に設けてもよい。   Although in FIG. 1 the pixel electrode (not shown) and the common electrode (not shown) are provided as the electrode layer 3 on the first substrate 2 side, in another embodiment, the pixel electrode is not The common electrode may be provided on one substrate 2 and the common electrode may be provided on the second substrate 7.

また、配向層4により電圧無印加時に該液晶組成物中の液晶分子が記基板2,7に対して所定方向に配向することができる。   Further, the liquid crystal molecules in the liquid crystal composition can be aligned in a predetermined direction with respect to the recording substrates 2 and 7 when no voltage is applied by the alignment layer 4.

図1及び図2では、一対の偏光板1、8により前記第一の基板2および前記第二の基板7を挟持した形態を記載しているが、偏光板1,8を設ける位置はこの図に限定されない。さらに、図1及び図2では、前記第二の基板7と配向層4との間にカラーフィルタ6が設けられているが、本発明に係る液晶表示素子の他の実施形態としては、いわゆるカラーフィルタオンアレイ(COA)であってもよく、電極層3と液晶層5の間にカラーフィルタ6を設けても、または当該電極層3と第一の基板2との間にカラーフィルタを設けてもよい。また、必要により、オーバコート層(図示せず)でカラーフィルタ層6を覆うことにより、カラーフィルタ層に含まれる物質が液晶層へ流出を防止してもよい。   Although the form which clamped the said 1st board | substrate 2 and the said 2nd board | substrate 7 with a pair of polarizing plates 1 and 8 is described in FIG.1 and FIG.2, the position which provides the polarizing plates 1 and 8 is this figure. It is not limited to. Furthermore, in FIG. 1 and FIG. 2, the color filter 6 is provided between the second substrate 7 and the alignment layer 4, but as another embodiment of the liquid crystal display element according to the present invention, A filter on array (COA) may be used, and a color filter 6 may be provided between the electrode layer 3 and the liquid crystal layer 5 or a color filter may be provided between the electrode layer 3 and the first substrate 2. It is also good. In addition, if necessary, the substance contained in the color filter layer may be prevented from flowing out to the liquid crystal layer by covering the color filter layer 6 with an overcoat layer (not shown).

また、本明細書では説明のため便宜上、バックライトユニット側の基板上に形成されている層(図1では電極層3、配向層4)およびバックライトユニット側の基板(第一の基板2)を第一の表示基板SUB1と称し、前記バックライトユニット側の基板と対向する基板上に形成されている層(図1では、配向層4、カラーフィルター6)および前記バックライトユニット側の基板と対向する基板(第二の基板7)を第二の表示基板SUB2と称しており、実施形態によって、バックライトユニット側の基板上に形成されている層や前記バックライトユニット側の基板と対向する基板上に形成されている層を構成するものが異なる場合がある。例えば、図2で示す本発明に係る液晶表示素子の形態では、第二の表示基板SUB2における第二の基板側に設けられた層には、第二の電極層3’(例えば、共通電極)が設けられている。   Further, for the sake of convenience in the present specification, for convenience, layers formed on the substrate on the backlight unit side (electrode layer 3 and alignment layer 4 in FIG. 1) and substrate on the backlight unit side (first substrate 2) Is referred to as a first display substrate SUB1 and is formed on a substrate facing the substrate on the backlight unit side (the alignment layer 4 and the color filter 6 in FIG. 1) and the substrate on the backlight unit side The opposing substrate (the second substrate 7) is referred to as a second display substrate SUB2, and according to the embodiment, it faces the layer formed on the backlight unit substrate and the substrate on the backlight unit side. What constitutes the layer formed on the substrate may be different. For example, in the embodiment of the liquid crystal display element according to the present invention shown in FIG. 2, the layer provided on the second substrate side of the second display substrate SUB2 is a second electrode layer 3 '(for example, common electrode) Is provided.

また、本発明では、第一の基板2または第二の基板7上の少なくとも一方に配向層4が形成されていればよいが、図1〜2に示すように、液晶層5と第一の基板2との間および液晶層5と前記第二の基板7との間にそれぞれの第一の基板および第二の基板上に配向層4が液晶層5と当接するように形成されていることが好ましい。   Furthermore, in the present invention, the alignment layer 4 may be formed on at least one of the first substrate 2 or the second substrate 7. However, as shown in FIGS. An alignment layer 4 is formed on the first substrate and the second substrate so as to be in contact with the liquid crystal layer 5 between the substrate 2 and between the liquid crystal layer 5 and the second substrate 7. Is preferred.

すなわち、本発明に係る液晶パネル1000は、第一の偏光板1と、第一の基板2と、電極層3と、配向層4と、液晶組成物を含む液晶層5と、配向層4と、カラーフィルタ6と、第二の基板7と、第二の偏光板8と、が順次積層された構成を含むことが好ましい。   That is, a liquid crystal panel 1000 according to the present invention includes a first polarizing plate 1, a first substrate 2, an electrode layer 3, an alignment layer 4, a liquid crystal layer 5 containing a liquid crystal composition, and an alignment layer 4. It is preferable that the color filter 6, the second substrate 7, and the second polarizing plate 8 be sequentially laminated.

図1において、発光素子Lからの入射光を変換して発光する光変換部103が、光源部101内に設けられている場合、光源部101から発光される光は、光変換部103により変換された光を含むものであり、当該光源部101から発光される光が導光部102(例えば、導光板)を介して液晶パネル10の面内を透過する。   In FIG. 1, when the light conversion unit 103 that converts incident light from the light emitting element L and emits light is provided in the light source unit 101, light emitted from the light source unit 101 is converted by the light conversion unit 103. The light emitted from the light source unit 101 is transmitted through the surface of the liquid crystal panel 10 through the light guide unit 102 (for example, a light guide plate).

他方、前記光変換部103が、導光部102内に設けられている場合は、発光素子Lから発光された光が光変換部103により変換された後、導光部102内の導光板を変換された光が通過して液晶パネル10の面内を透過しようとする、または発光素子Lから発光された光が導光部102内の導光板を通過した後、光変換部103により変換された光が液晶パネル10の面内を透過するものである。   On the other hand, when the light conversion unit 103 is provided in the light guide unit 102, the light emitted from the light emitting element L is converted by the light conversion unit 103, and then the light guide plate in the light guide unit 102 is The converted light passes through the surface of the liquid crystal panel 10, or the light emitted from the light emitting element L is converted by the light conversion unit 103 after passing through the light guide plate in the light guide unit 102. Light is transmitted through the surface of the liquid crystal panel 10.

この際、前記導光板の形状が、発光素子Lから発光された光が入射する側面から対向面に向かって厚さが次第に減少する側面を備えた平板体(側面がテーパー状の形態や楔状四角形板)であると、線光を面光に変換することができるため液晶パネル10内に光を入射しやすくなる。その他、公知の手段で発光素子Lから発光された線光を面光に変換してもよい。   Under the present circumstances, the shape of the said light-guide plate is a flat body provided with the side which decreases in thickness gradually toward the opposing surface from the side which light emitted from the light emitting element L enters (a form of the side is a tapered shape In the case of a plate, it is possible to convert line light into surface light, so that light can be easily incident into the liquid crystal panel 10. In addition, the line light emitted from the light emitting element L may be converted to surface light by a known means.

また、前記導光部102は、液晶パネル10と導光版との間に光拡散板を備えることが導光板からでた光を均一に散乱させることができる点から好ましい。   The light guide unit 102 is preferably provided with a light diffusion plate between the liquid crystal panel 10 and the light guide plate from the viewpoint of uniformly scattering light emitted from the light guide plate.

図2は、複数の発光素子Lが導光部102に対して平面状に配置された形態の液晶表示素子の一例の全体を示す斜視図であり、説明のために便宜上各構成要素を離間して記載している。図2で示す実施形態は、液晶パネル10に対して背面直下に光源部101を設けた直下型バックライト構造を採用している。この構造では、液晶パネル10の背面のほぼ全体に対してほぼ均等に発光素子Lが配列されている。   FIG. 2 is a perspective view showing the whole of an example of a liquid crystal display element in a form in which a plurality of light emitting elements L are arranged in a planar shape with respect to the light guide portion 102. Is described. The embodiment shown in FIG. 2 adopts a direct type backlight structure in which a light source unit 101 is provided immediately below the rear surface of the liquid crystal panel 10. In this structure, the light emitting elements L are arranged substantially equally over substantially the entire rear surface of the liquid crystal panel 10.

図2においても、前記導光部102は、液晶パネル10と導光版との間に光拡散板を備えることが好ましい(後述に実施形態として記載する)。   Also in FIG. 2, the light guide portion 102 preferably includes a light diffusion plate between the liquid crystal panel 10 and the light guide plate (which will be described later as an embodiment).

図2における液晶パネル10は、第一の電極層3を備えた第一の基板2と、第二の電極層3’(例えば、共通電極)を具備した第二の基板7と、前記第一の基板2と第二の基板7との間に挟持された液晶組成物(または液晶層5)を有し、前記第一の基板2と前記液晶層5との間に前記液晶層5と当接するように設けられた配向層4と、前記第二の基板7と前記液晶層5との間に前記液晶層5と当接するように設けられた配向層4と、を備えている。また、前記第二の基板7と第二の電極層3’との間にカラーフィルタ6が設けられており、前記第一の基板2および前記第二の基板8は、一対の偏光板1、8により挟持されている。   The liquid crystal panel 10 in FIG. 2 includes a first substrate 2 provided with a first electrode layer 3, a second substrate 7 provided with a second electrode layer 3 ′ (for example, a common electrode), and the first substrate 2. And a liquid crystal composition (or liquid crystal layer 5) sandwiched between the second substrate 7 and the second substrate 7, and the liquid crystal layer 5 is disposed between the first substrate 2 and the liquid crystal layer 5. An alignment layer 4 provided in contact with the liquid crystal layer 5 and an alignment layer 4 provided between the second substrate 7 and the liquid crystal layer 5 to be in contact with the liquid crystal layer 5 are provided. Further, a color filter 6 is provided between the second substrate 7 and the second electrode layer 3 ', and the first substrate 2 and the second substrate 8 are a pair of polarizing plates 1, It is held by eight.

すなわち、本発明に係る液晶表示素子1000は、第一の偏光板1と、第一の基板2と、薄膜トランジスタを含む電極層(又は薄膜トランジスタ層とも称する)3と、配向層4と、液晶組成物を含む液晶層5と、配向層4と、第二の電極層3’と、カラーフィルタ6と、第一の基板7と、第一の偏光板8と、が順次積層された構成である。   That is, in the liquid crystal display element 1000 according to the present invention, the first polarizing plate 1, the first substrate 2, the electrode layer (also referred to as thin film transistor layer) 3 including a thin film transistor, the alignment layer 4, the liquid crystal composition The liquid crystal layer 5 including the above, the alignment layer 4, the second electrode layer 3 ', the color filter 6, the first substrate 7, and the first polarizing plate 8 are sequentially stacked.

ここで、本発明で用いる光変換部、及びそれを含むバックライトユニットの構造について図3〜図10を用いて説明する。   Here, the structure of a light conversion unit used in the present invention and a backlight unit including the same will be described with reference to FIGS.

図3は、複数の発光素Lが、液晶パネル10の一側面側に一列に並べられ、かつ、光変換部103を導光部102の一部に備えたバックライトユニットを持つ液晶表示素子において、図1のI−I線方向に液晶表示素子を切断した断面図であり、本実施形態で用いられる液晶表示素子の構成を示すための一例の図である。   FIG. 3 shows a liquid crystal display device having a backlight unit in which a plurality of light emitting elements L are arranged in a line on one side of the liquid crystal panel 10 and the light converting portion 103 is provided in a part of the light guiding portion 102. FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal display element cut in the direction of the line I-I in FIG. 1, and is an example for showing the configuration of the liquid crystal display element used in the present embodiment.

図3におけるバックライトユニット100は、液晶パネル10の外部の一側面側に取り付けられた発光素子Lを備えた光源部101と、前記光源部101と接続した導光部102によって構成されており、該導光部102は、光変換部103および導光板104とを備えている。   The backlight unit 100 in FIG. 3 includes a light source unit 101 having a light emitting element L attached to one side of the liquid crystal panel 10 and a light guide unit 102 connected to the light source unit 101. The light guide unit 102 includes a light conversion unit 103 and a light guide plate 104.

ここで、光変換部103は、発光素子Lからの入射光を赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の内少なくとも一色の光に変換して発光する発光用ナノ結晶NCを含有する。そのため、本発明に係る液晶表示素子は、発光素子Lを備えた光源部101と、前記光源部101に接続された光変換部103および導光板104と、前記導光板104の一方の面上に、第一の偏光板1、第一の表示基板SUB1、液晶層5、第二の表示基板SUB2及び第二の偏光板8が順に積層された構造である。このように、本実施形態では、導光部102内の一部に前記光変換部103を有するものとなる。   Here, the light conversion unit 103 contains a light emitting nanocrystal NC that converts incident light from the light emitting element L into light of at least one of red (R), green (G), and blue (B) and emits light. Do. Therefore, in the liquid crystal display element according to the present invention, the light source unit 101 including the light emitting element L, the light conversion unit 103 and the light guide plate 104 connected to the light source unit 101, and one surface of the light guide plate 104. The first polarizing plate 1, the first display substrate SUB1, the liquid crystal layer 5, the second display substrate SUB2 and the second polarizing plate 8 are sequentially stacked. As described above, in the present embodiment, the light conversion unit 103 is provided in a part of the light guide unit 102.

図4は、本発明に係る光変換部103の一例である。図4で示すように、本発明で用いる光変換部103は、透明な長尺状の中空体の充填容器111(図4では管状の充填容器111)の内部(前記中空体の中空部)に発光用ナノ結晶NCが収容(または充填)されている。必要により、発光用ナノ結晶NCの他に蛍光物質や紫外線硬化性の樹脂を収容(または充填)してもよい。また、図4では、充填容器111の長軸方向に対して垂直に切断した面の形状は、“0”型形状であるが断面の形状は、特に限定されることは無い。   FIG. 4 is an example of the light conversion unit 103 according to the present invention. As shown in FIG. 4, the light conversion portion 103 used in the present invention is formed in the inside (hollow portion of the hollow body) of the transparent long hollow body filling container 111 (in FIG. 4, the tubular filling container 111). A light emitting nanocrystal NC is contained (or filled). If necessary, in addition to the light emitting nanocrystals NC, a fluorescent substance or an ultraviolet curable resin may be contained (or filled). Further, in FIG. 4, the shape of the surface cut perpendicular to the long axis direction of the filling container 111 is a “0” shape, but the shape of the cross section is not particularly limited.

光変換部103の具体的な製造方法については後述で詳説するが、ガラス、石英またはアクリルなどの透明な管状の充填容器111の一方の端の開口部を封止し、発光用ナノ結晶NC、例えば量子ドットと、紫外線硬化性の樹脂とを混練した混合物を、管体111の内部に注入し、紫外線を照射して樹脂を硬化させ、必要により前記管体の他方の開口部を封止することで、充填容器111内に発光用ナノ結晶NCを封止した光変換部103を形成することができる。   Although a specific method of manufacturing the light conversion unit 103 will be described in detail later, the opening portion at one end of a transparent tubular filling container 111 such as glass, quartz or acrylic is sealed, and light emitting nanocrystals NC, For example, a mixture of a quantum dot and an ultraviolet curable resin is injected into the inside of the tube 111, irradiated with ultraviolet radiation to cure the resin, and the other opening of the tube is sealed if necessary. Thus, the light conversion portion 103 in which the light emitting nanocrystals NC are sealed can be formed in the filling container 111.

図5は、光変換部を持つバックライトユニットの一例であり、より詳細には、光源部101と、図4で示すような透明な長尺状の中空体の内部に発光用ナノ結晶NCを収容した部材(光変換部103)と、導光板104とを必須の構成要素とするバックライトを示す図である。ここで、図5の実施態様では、光変換部103と導光板104とにより導光部102を形成している。   FIG. 5 shows an example of a backlight unit having a light conversion unit, and more specifically, the light source unit 101 and a light emitting nanocrystal NC inside a transparent elongated hollow body as shown in FIG. 4. It is a figure which shows the back light which uses the member (light conversion part 103) accommodated and the light-guide plate 104 as an essential component. Here, in the embodiment of FIG. 5, the light conversion unit 103 and the light guide plate 104 form the light guide unit 102.

光源部101の発光素子Lは点光源であり、具体的には、光源部101は、発光ダイオード105(LED)を含む発光素子Lにより構成されている。例えば、発光ダイオード105が光源基板110に実装され、導光板104の光入射面(図5では、例えば左端の側面)に対向配置されている。また、図5で示すように、発光素子Lを含む光源部101と導光板104との間には、内部に発光用ナノ結晶NCが収容されている管体(光変換部103)が配置されている。   The light emitting element L of the light source unit 101 is a point light source. Specifically, the light source unit 101 is configured of a light emitting element L including a light emitting diode 105 (LED). For example, the light emitting diode 105 is mounted on the light source substrate 110, and is disposed opposite to the light incident surface (for example, the left side surface in FIG. 5) of the light guide plate 104. In addition, as shown in FIG. 5, a tube (light conversion unit 103) in which light emitting nanocrystals NC are accommodated is disposed between the light source unit 101 including the light emitting element L and the light guide plate 104. ing.

光源部101において、光源基板110は長尺状の直方体の形状を有し、光源基板110の長手方向に発光素子Lが一列に並べられている(図1、図5参照)。また、当該光源部101と接続された光変換部103は、光源基板110と同様に長尺状の中空体であり、当該透明な長尺状の中空体の内部に発光用ナノ結晶NCが収容された構成である。さらに、導光板104は、当該光変換部103と接続されているため、光源部101からの光は、光変換部103で赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の内少なくとも一色の光に変換され、導光板104へ導かれ液晶パネル10内へ入射する。なお、ここで前記導光板104と第一の偏光板1との間には光拡散板を設けてもよい。これにより導光板104を通過する光を散乱させて面光として、液晶パネル10、例えば第一の偏光板1に光を供給する(図3、図5参照)。従って、この場合、導光部102は、光変換部103、導光板104、及び光拡散版により構成されることとなる。   In the light source unit 101, the light source substrate 110 has a long rectangular parallelepiped shape, and the light emitting elements L are arranged in a line in the longitudinal direction of the light source substrate 110 (see FIGS. 1 and 5). In addition, the light conversion unit 103 connected to the light source unit 101 is a long hollow body like the light source substrate 110, and the light emitting nanocrystals NC are accommodated inside the transparent long hollow body. Configuration. Furthermore, since the light guide plate 104 is connected to the light conversion unit 103, the light from the light source unit 101 is at least one of red (R), green (G), and blue (B) in the light conversion unit 103. And is guided to the light guide plate 104 and enters the liquid crystal panel 10. Here, a light diffusion plate may be provided between the light guide plate 104 and the first polarizing plate 1. Thus, the light passing through the light guide plate 104 is scattered and supplied as planar light to the liquid crystal panel 10, for example, the first polarizing plate 1 (see FIGS. 3 and 5). Therefore, in this case, the light guide unit 102 is configured by the light conversion unit 103, the light guide plate 104, and the light diffusion plate.

本発明に係る発光素子L(または発光ダイオード105)は、波長領域については光変換部に含まれる発光用ナノ結晶に吸収される波長領域であれば特に制限されることはないが、青色領域に主発光ピークを有することが好ましい。例えば、420nm以上480nm以下の波長領域に主発光ピークを有する発光ダイオードを好適に使用できる。当該青色領域に主発光ピークを有する発光ダイオードは、例えば、サファイア基板の上に形成されるAlNからなるシード層と、シード層上に形成される下地層と、GaNを主体とする積層半導体層とを少なくとも備えたものなどが例示として挙げられる。また、積層半導体層は、基板(例えば、図5などの光源基板110側から下地層、n型半導体層、発光層およびp型半導体層の順に積層されて構成されたものが挙げられる。   The light emitting element L (or the light emitting diode 105) according to the present invention is not particularly limited as far as it is a wavelength range that is absorbed by the light emitting nanocrystals included in the light conversion part in the wavelength range. It is preferable to have a main emission peak. For example, a light emitting diode having a main emission peak in a wavelength range of 420 nm to 480 nm can be suitably used. The light emitting diode having a main emission peak in the blue region includes, for example, a seed layer made of AlN formed on a sapphire substrate, an underlayer formed on the seed layer, and a laminated semiconductor layer mainly composed of GaN. The thing provided with at least etc. is mentioned as an example. In addition, the laminated semiconductor layer includes a substrate (for example, one in which an underlayer, an n-type semiconductor layer, a light emitting layer, and a p-type semiconductor layer are laminated in order from the light source substrate 110 side in FIG.

紫外線の光源としては、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、無電極ランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、LED等が挙げられるが、本発明に係る発光素子Lは、上記の420nm以上480nm以下の波長領域に主発光ピークを有するLED以外として、紫外光を発生するLEDが好ましい。   Examples of the light source of ultraviolet light include low-pressure mercury lamps, medium-pressure mercury lamps, high-pressure mercury lamps, ultra-high pressure mercury lamps, carbon arc lamps, electrodeless lamps, metal halide lamps, xenon arc lamps, LEDs, etc. L is preferably an LED that generates ultraviolet light, as well as an LED having a main emission peak in the wavelength region of 420 nm or more and 480 nm or less described above.

なお、本発明において、420〜480nmの波長帯域に発光中心波長を有する光を青色光と称し、500〜560nmの波長帯域に発光中心波長を有する光を緑色光と称し、605〜665nmの波長帯域に発光中心波長を有する光を赤色光と称する。また、本明細書の紫外光とは、300nm以上420nm未満の波長帯域に発光中心波長を有する光をいう。さらに本明細書において、「半値幅」とは、ピーク高さ1/2でのピークの幅のことを言う。   In the present invention, light having an emission center wavelength in a wavelength band of 420 to 480 nm is referred to as blue light, light having an emission center wavelength in a wavelength band of 500 to 560 nm is referred to as green light, and a wavelength band of 605 to 665 nm The light having a light emission center wavelength is called red light. Moreover, the ultraviolet light of this specification means the light which has a light emission center wavelength in the wavelength range of 300 to 420 nm. Furthermore, in the present specification, the "half width" refers to the width of the peak at a peak height of 1/2.

前記光変換部103は、発光素子Lからの光を波長変換するものであり、発光素子Lからの光の波長変換する発光用ナノ結晶NCを含む。発光用ナノ結晶は、離散的エネルギー準位を有し、ナノ結晶の一次粒子の粒子径を変えることによって発光波長を自由に選択可能である。そのため、従来の白色LEDおよび蛍光物質を組み合わせた発光装置より、色再現領域が拡大される。   The light conversion unit 103 is for converting the wavelength of the light from the light emitting element L, and includes a light emitting nanocrystal NC for converting the wavelength of the light from the light emitting element L. The light emitting nanocrystals have discrete energy levels, and the emission wavelength can be freely selected by changing the particle size of the primary particles of the nanocrystals. Therefore, the color reproduction area is expanded as compared with the light emitting device in which the conventional white LED and the fluorescent substance are combined.

図4〜図6に示した光変換部103は、透明な中空状の管体と、当該中空状管体の中空部に発光ダイオード105が発する光を吸収してより長波長の光を発する一種類以上、好ましくは2種以上の発光用ナノ結晶NCと、当該発光用ナノ結晶NCを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂とを含むことが好ましい。この場合において、発光用ナノ結晶NCは、発光ダイオード105が発する光を吸収してより長波長の光を発する一種類以上、好ましくは2種以上の発光用ナノ結晶NCと、発光用ナノ結晶NCを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂とから構成されている。この場合において、発光用ナノ結晶NCは、発光ダイオード105が発する光(好ましくは青色光乃至紫外光)を吸収して青色光を発する青色発光用ナノ結晶NC、発光ダイオード105が発する光(好ましくは青色光乃至紫外光)を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶NCおよび発光ダイオード105が発する光(好ましくは青色光乃至紫外光)を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCからなる群から選択される少なくとも1種の発光用ナノ結晶NCを含んでいることが好ましく、青色発光用ナノ結晶NC、緑色発光用ナノ結晶NCおよび赤色発光用ナノ結晶NCからなる群から選択される2種の発光用ナノ結晶NCを含んでいることがより好ましい。特に、緑色発光用ナノ結晶NCと、赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCを含んでいることが特に好ましい   The light conversion unit 103 shown in FIGS. 4 to 6 includes a transparent hollow tube and a hollow portion of the hollow tube that absorbs light emitted from the light emitting diode 105 and emits longer wavelength light. It is preferable to include more than type, preferably two or more types of light emitting nanocrystals NC and a transparent resin containing the light emitting nanocrystals NC uniformly dispersed. In this case, the light emitting nanocrystals NC are one or more types, preferably two or more types of light emitting nanocrystals NC, which absorb light emitted by the light emitting diode 105 and emit light of longer wavelength, and light emitting nanocrystals NC. And a transparent resin containing the resin in a uniformly dispersed state. In this case, the light emitting nanocrystals NC absorb blue light (preferably blue light to ultraviolet light) emitted by the light emitting diode 105 and emit blue light. Blue light emitting nanocrystals NC emitting light, light emitted by the light emitting diode 105 (preferably Red light emitting nanocrystals NC that absorb blue light to ultraviolet light and emit green light and emit light (preferably blue light to ultraviolet light) emitted by the light emitting diode 105 Preferably containing at least one light emitting nanocrystal NC selected from the group consisting of: blue light emitting nanocrystal NC, green light emitting nanocrystal NC and red light emitting nanocrystal NC It is more preferable to include two luminescent nanocrystals NC. In particular, it is particularly preferable to include green light emitting nanocrystals NC and red light emitting nanocrystals NC that emit red light.

これにより、光変換部を介して得られた赤色光および緑色光のスペクトルは、半値幅が狭く、急峻なピークを有している。そのため、赤色光および緑色光の色純度が高くなり、発光ダイオード105が発する光(好ましくは青色光乃至紫外光)と、緑色発光用ナノ結晶NCが発する緑色光と、同じく赤色発光用ナノ結晶NCが発する赤色光とによって、青、緑、赤の3原色が揃い、これらの合成光の色域が広くなるため、従来の白色LEDおよび蛍光物質を組み合わせた発光装置より、色再現領域が拡大される。   Thus, the spectra of red light and green light obtained through the light conversion unit have narrow half-widths and sharp peaks. Therefore, the color purity of red light and green light is increased, and light (preferably blue light to ultraviolet light) emitted by the light emitting diode 105, green light emitted by the nanocrystals NC for green light emission, and nanocrystals NC similarly for red light emission Because the three primary colors of blue, green, and red are aligned by the red light emitted by the light source, and the color gamut of these combined lights is broadened, the color reproduction area is expanded compared to the conventional white LED and light emitting device combining phosphors. Ru.

また、必要により、本発明に係る光変換部103は、発光用ナノ結晶NCおよび当該発光用ナノ結晶NCを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂以外に、例えば蛍光物質を含んでも良い。具体的には、光源101は、450nmにピークを持つ青色光を含む光が好ましく、青色光源がより好ましい。光変換部103は、光源部101からの青色光を赤色光または緑色光に波長変換する蛍光物質を必要により含むことが好ましい。これにより、バックライトユニットは、光変換部103により波長変換された赤色光および緑色光を合成することによりさまざまな色調の光を生成することが可能となる。   In addition, if necessary, the light conversion unit 103 according to the present invention may include, for example, a fluorescent material, in addition to the light emitting nanocrystals NC and the transparent resin containing the light emitting nanocrystals NC uniformly dispersed. Specifically, the light source 101 is preferably light including blue light having a peak at 450 nm, and more preferably a blue light source. The light conversion unit 103 preferably includes a fluorescent material that converts the wavelength of blue light from the light source unit 101 into red light or green light as necessary. Thus, the backlight unit can generate light of various color tones by combining the red light and the green light whose wavelengths are converted by the light conversion unit 103.

図6は、図5のバックライトユニットの具体例であり、本発明に係る好適なバックライトの一形態を示す図である。   FIG. 6 is a specific example of the backlight unit of FIG. 5 and is a view showing one form of a preferred backlight according to the present invention.

発光ダイオード105が、例えば、凹部容器113(図6には図示せず)内に封止されると共に光源基板110に実装され、導光板104の光入射面(図6では、例えば左端の側面)に対向配置されている。また、図6で示すように、発光素子Lと導光板104との間に、固定部材112a,112bを介することにより内部に発光用ナノ結晶NCが収容されている管体111(光変換部103)が光源部101と接続される。   The light emitting diode 105 is, for example, sealed in the recess container 113 (not shown in FIG. 6) and mounted on the light source substrate 110, and the light incident surface of the light guide plate 104 (in FIG. It is arranged opposite to. Further, as shown in FIG. 6, a tube 111 (a light conversion unit 103 in which a light emission nanocrystal NC is accommodated between the light emitting element L and the light guide plate 104 via the fixing members 112 a and 112 b. ) Are connected to the light source unit 101.

これにより、本発明に係る液晶表示素子は、発光用ナノ結晶NCを含有する光変換部103が発光素子Lからの光を液晶パネルに供給するまでの光路において設けられているため、前記光変換部103により発光素子Lからの入射光を赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の内少なくとも一色の光に変換した光を放出することができる。   Thus, in the liquid crystal display element according to the present invention, the light conversion portion 103 containing the light emitting nanocrystals NC is provided in the light path until the light from the light emitting element L is supplied to the liquid crystal panel. The portion 103 can emit light obtained by converting incident light from the light emitting element L into light of at least one of red (R), green (G), and blue (B).

図7(a)は、図1のI−I線方向に図1に示す液晶表示素子を切断した断面図であり、複数の発光素子Lが、液晶パネル10の一側面側に一列に並べられた構造を持つ実施形態を示すものである。   7A is a cross-sectional view of the liquid crystal display element shown in FIG. 1 cut in the direction of the line I-I in FIG. 1, and a plurality of light emitting elements L are arranged in a line on one side of the liquid crystal panel 10. An embodiment having a different structure is shown.

ここで、発光素子Lは、発光ダイオード105を光変換部103が覆うように一体的に構成されており、バックライトユニット100は、該発光素子Lを含む光源部101と、導光板104と、必要により光拡散板(図示せず)を含む導光部(図示せず)とから構成される。また、本実施形態では、光拡散板(図示せず)を必要により導光板104と液晶パネル10(例えば偏光板1)との間に該導光板104と当接するように設けてもよい。   Here, the light emitting element L is integrally configured so that the light conversion unit 103 covers the light emitting diode 105, and the backlight unit 100 includes a light source unit 101 including the light emitting element L, a light guide plate 104, It is comprised from the light guide part (not shown) which contains a light-diffusion plate (not shown) as needed. Further, in the present embodiment, a light diffusion plate (not shown) may be provided between the light guide plate 104 and the liquid crystal panel 10 (for example, the polarizing plate 1) to be in contact with the light guide plate 104 if necessary.

また、発光素子L中に存在する光変換部103は、発光用ナノ結晶NC(例えば量子ドット)および樹脂(図示せず)を必須の構成要素とするものである。   In addition, the light conversion unit 103 present in the light emitting element L includes the light emitting nanocrystals NC (for example, quantum dots) and a resin (not shown) as essential components.

そのため、図7(a)の実施態様に係る液晶表示素子は、発光ダイオード105および光変換部103を備えた発光素子Lを有する光源部101と、導光板104と、前記導光板104の一方の面上に、第一の偏光板1、第一の表示基板SUB1、液晶層5、第二の表示基板SUB2及び第二の偏光板8が順に積層された構造となる。また、当該液晶表示素子において、光変換部103を備えた発光素子Lを有する光源部101と、導光板104を含む導光部とは接続されており、前記光源部101は、液晶パネル10の外部の一側面に取り付けられている。   Therefore, the liquid crystal display element according to the embodiment of FIG. 7A includes the light source unit 101 having the light emitting element L including the light emitting diode 105 and the light converting unit 103, the light guide plate 104, and one of the light guide plates 104. A first polarizing plate 1, a first display substrate SUB1, a liquid crystal layer 5, a second display substrate SUB2 and a second polarizing plate 8 are sequentially stacked on the surface. Further, in the liquid crystal display element, the light source unit 101 having the light emitting element L including the light conversion unit 103 and the light guide unit including the light guide plate 104 are connected. It is attached to one side of the outside.

また、図7(a)における発光素子Lは、発光ダイオード105(LED)により構成されており、点光源となる。発光素子Lの一例として図7(b)の拡大部分を用いて説明すると、上部側に凹部が形成された発光体を収納する凹部容器113(透明充填容器)と、当該容器と一体化した光源基板110(リードフレームを含むアノード用リード部(図示せず)およびカソード用リード部(図示せず))と、前記凹部の底面に取り付けられた発光LED(発光ダイオード)105と、凹部を覆うように設けられた発光用ナノ結晶NCを含む樹脂層とを備えている。   Further, the light emitting element L in FIG. 7A is configured by a light emitting diode 105 (LED), and becomes a point light source. As an example of the light emitting element L, a description will be given using the enlarged part in FIG. 7B as a concave container 113 (transparent filling container) for housing a light emitter having a concave formed on the upper side, and a light source integrated with the container. Substrate 110 (lead for anode (not shown) including lead frame and lead for cathode (not shown)), light emitting LED (light emitting diode) 105 attached to the bottom of the recess, and the recess And a resin layer containing light emitting nanocrystals NC.

図7(b)における発光ダイオード105は、凹部の底面に露出するカソード用リード部上に接着、固定されている。また、当該発光ダイオード105は、n型電極およびp型電極を有しており、ボンディングワイヤを介して、p型電極がアノード用リード部に接続され、n型電極がカソード用リード部に接続されている。なお、本実施形態で用いた光源部101では、発光ダイオード105が、底面のほぼ中央部に取り付けられているが、特に制限されることは無い。また、光源基板110(アノード用リード部およびカソード用リード部、換言するとリードフレーム)は、金属板であり、表面に銀メッキ層が形成された銅合金等の金属導体であるため、透明充填容器の凹部の底面は、金属導体であるアノード用リード部の一部(導体部)およびカソード用リード部の一部(導体部)の銀メッキ層が露出している。   The light emitting diode 105 in FIG. 7B is bonded and fixed on the cathode lead exposed on the bottom of the recess. The light emitting diode 105 has an n-type electrode and a p-type electrode, and the p-type electrode is connected to the anode lead portion via the bonding wire and the n-type electrode is connected to the cathode lead portion. ing. In the light source unit 101 used in the present embodiment, the light emitting diode 105 is attached to a substantially central portion of the bottom surface, but is not particularly limited. The light source substrate 110 (anode lead portion and cathode lead portion, in other words, a lead frame) is a metal plate, and is a metal conductor such as a copper alloy having a silver plating layer formed on the surface, so a transparent filling container In the bottom of the concave portion, the silver plating layer of a part (conductor part) of the lead for the anode which is a metal conductor and a part (conductor part) of the lead for the cathode is exposed.

図7(b)における発光ダイオード105は、波長領域について特に制限されることはないが、青色領域に主発光ピークを有することが好ましい。例えば、420nm以上480nm以下の波長領域に主発光ピークを有する発光ダイオード105を好適に使用できる。該発光ダイオード105としては、例えば、サファイア基板の上に形成されるAlNからなるシード層と、シード層上に形成される下地層と、GaNを主体とする積層半導体層とを少なくとも備えたものなどが例示として挙げられる。また、積層半導体層は、基板(例えば、図5などの光源基板110側から下地層、n型半導体層、発光層およびp型半導体層の順に積層されて構成されたものが挙げられる。   The light emitting diode 105 in FIG. 7B is not particularly limited in the wavelength range, but preferably has a main emission peak in the blue range. For example, a light emitting diode 105 having a main emission peak in a wavelength range of 420 nm to 480 nm can be suitably used. The light emitting diode 105 includes, for example, at least a seed layer made of AlN formed on a sapphire substrate, an underlayer formed on the seed layer, and a laminated semiconductor layer mainly composed of GaN. Are mentioned as an example. In addition, the laminated semiconductor layer includes a substrate (for example, one in which an underlayer, an n-type semiconductor layer, a light emitting layer, and a p-type semiconductor layer are laminated in order from the light source substrate 110 side in FIG.

図7(a)及び図7(b)における光変換部103は、発光ダイオード105が発する光を吸収してより長波長の光を発する一種類以上、好ましくは2種以上の発光用ナノ結晶NCと、発光用ナノ結晶NCを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂とから構成されている。この場合において、発光用ナノ結晶NCは、発光ダイオード105が発する光(好ましくは青色光乃至紫外光)を吸収して青色光を発する青色発光用ナノ結晶NC、発光ダイオード105が発する光(好ましくは青色光乃至紫外光)を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶NCおよび発光ダイオード105が発する光(好ましくは青色光乃至紫外光)を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCからなる群から選択される少なくとも1種の発光用ナノ結晶NCを含んでいることが好ましく、青色発光用ナノ結晶NC、緑色発光用ナノ結晶NCおよび赤色発光用ナノ結晶NCからなる群から選択される2種の発光用ナノ結晶NCを含んでいることがより好ましい。特に、緑色発光用ナノ結晶NCと、赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCを含んでいることが特に好ましい。なお、赤色発光用ナノ結晶NCは、緑色発光用ナノ結晶NCが発する光でも励起されるので、発光ダイオード105の発光波長、緑および赤の発光用ナノ結晶NCの比率、及び光変換部103における発光用ナノ結晶NCの含有量を適宜調節することが好ましい。   The light conversion portion 103 in FIGS. 7A and 7B is at least one type, preferably two or more types of nanocrystals NC for light emission that absorbs light emitted from the light emitting diode 105 and emits light of longer wavelength. And a transparent resin containing the light emitting nanocrystals NC uniformly dispersed. In this case, the light emitting nanocrystals NC absorb blue light (preferably blue light to ultraviolet light) emitted by the light emitting diode 105 and emit blue light. Blue light emitting nanocrystals NC emitting light, light emitted by the light emitting diode 105 (preferably Red light emitting nanocrystals NC that absorb blue light to ultraviolet light and emit green light and emit light (preferably blue light to ultraviolet light) emitted by the light emitting diode 105 Preferably containing at least one light emitting nanocrystal NC selected from the group consisting of: blue light emitting nanocrystal NC, green light emitting nanocrystal NC and red light emitting nanocrystal NC It is more preferable to include two luminescent nanocrystals NC. In particular, it is particularly preferable to include a green light emitting nanocrystal NC and a red light emitting nanocrystal NC that emits red light. The red light emitting nanocrystals NC are also excited by the light emitted from the green light emitting nanocrystals NC, so the light emitting wavelength of the light emitting diode 105, the ratio of the green and red light emitting nanocrystals NC, and the light conversion portion 103 It is preferable to adjust the content of the nanocrystals NC for light emission appropriately.

発光ダイオード105が発する青色光と、緑色発光用ナノ結晶NCが発する緑色光と、同じく赤色発光用ナノ結晶NCが発する赤色光とによって、青、緑、赤の3原色が揃う。このため、光変換部103の光射出面からは、白色光が出射される。液晶表示素子のバックライトとしてこの白色光を使った色再現範囲は、発光ダイオード105の主発光ピークの波長および半値幅と、発光用ナノ結晶NCの発光ピークの波長および半値幅とに依存する。   The three primary colors of blue, green and red are aligned by the blue light emitted by the light emitting diode 105, the green light emitted by the green light emitting nanocrystal NC, and the red light emitted by the red light emitting nanocrystal NC similarly. For this reason, white light is emitted from the light emission surface of the light conversion unit 103. The color reproduction range using this white light as a backlight of the liquid crystal display element depends on the wavelength and half width of the main emission peak of the light emitting diode 105 and the wavelength and half width of the emission peak of the light emitting nanocrystals NC.

図8は、複数の発光素子Lが液晶パネル10の一側面側に一列に並べられ、かつ、シート状の光変換部103を導光部102の一部に備えたバックライトユニットを持つ液晶表示素子において、図1のI−I線方向に液晶表示素子を切断した断面図である。   FIG. 8 shows a liquid crystal display having a backlight unit in which a plurality of light emitting elements L are arranged in a line on one side of the liquid crystal panel 10, and a sheet-like light conversion unit 103 is provided in a part of the light guide unit 102. FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal display element taken along the line I-I in FIG.

図8の本実施形態における液晶表示素子は、導光板104および当該導光板104の一方の面上に形成された発光用ナノ結晶NCを含む光変換部103を備えた導光部102と、第一の偏光板1と、第一の表示基板SUB1と、液晶層5と、第二の表示基板SUB2と、第二の偏光板8とが順に積層され、前記導光板104の一側面側に光源部101が取り付けられた構造である。そのため、本実施形態では、光変換部103は導光部102に含まれる。また、必要により、光拡散板を光導光板104と液晶パネル10(例えば偏光板1)との間に導光板104と当接するように設けてもよい。   The liquid crystal display element in the present embodiment of FIG. 8 includes a light guide plate 104 and a light guide portion 102 including a light conversion portion 103 including a light emitting nanocrystal NC formed on one surface of the light guide plate 104; The first polarizing plate 1, the first display substrate SUB 1, the liquid crystal layer 5, the second display substrate SUB 2, and the second polarizing plate 8 are sequentially stacked, and a light source is provided on one side of the light guide plate 104. It is the structure where the part 101 was attached. Therefore, in the present embodiment, the light conversion unit 103 is included in the light guide unit 102. In addition, if necessary, a light diffusion plate may be provided between the light guide plate 104 and the liquid crystal panel 10 (for example, the polarizing plate 1) so as to abut on the light guide plate 104.

さらに、発光素子Lを有する光源部101は、導光板104と接続されている。   Furthermore, the light source unit 101 having the light emitting element L is connected to the light guide plate 104.

図8の実施形態では、発光用ナノ結晶NCを含む光変換部103は、シート状であり、この構造では、液晶パネル10の背面のほぼ全体に対して当接するように光変換部103が配置されている。また、当該発光用ナノ結晶NCを含む光変換部103は、コロイド状の発光用ナノ結晶をフィルム中に分散させ、それを保護フィルムで挟み込んだ構造となっている。また、光変換部103としては、発光ダイオード105が発する光(好ましくは青色光乃至紫外光)を吸収してより長波長の光を発する一種類以上、好ましくは2種以上の発光用ナノ結晶NCと、発光用ナノ結晶NCを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂とから構成されている。この場合において、本発明に係る発光ダイオード105は、他の実施形態と同様に、波長領域について特に制限されることはないが、青色領域に主発光ピークを有することが好ましい。例えば、420nm以上480nm以下の波長領域に主発光ピークを有する発光ダイオード105を好適に使用できる。   In the embodiment of FIG. 8, the light conversion portion 103 including the light emitting nanocrystals NC is in a sheet form, and in this structure, the light conversion portion 103 is disposed to abut against substantially the entire back surface of the liquid crystal panel 10. It is done. In addition, the light conversion portion 103 including the light emitting nanocrystals NC has a structure in which colloidal light emitting nanocrystals are dispersed in a film and sandwiched between protective films. In addition, as the light conversion unit 103, one or more types, preferably two or more types of nanocrystals NC for light emission, which absorb light (preferably blue light to ultraviolet light) emitted by the light emitting diode 105 and emit longer wavelength light. And a transparent resin containing the light emitting nanocrystals NC uniformly dispersed. In this case, the light emitting diode 105 according to the present invention is not particularly limited with respect to the wavelength region as in the other embodiments, but preferably has a main emission peak in the blue region. For example, a light emitting diode 105 having a main emission peak in a wavelength range of 420 nm to 480 nm can be suitably used.

図8における光変換部103は、発光ダイオード105が発する光を吸収してより長波長の光を発する一種類以上、好ましくは2種以上の発光用ナノ結晶NCと、発光用ナノ結晶NCを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂とから構成されている。この場合において、発光用ナノ結晶NCは、発光ダイオード105が発する光(好ましくは青色光乃至紫外光)を吸収して青色光を発する青色発光用ナノ結晶NC、発光ダイオード105が発する光(好ましくは青色光乃至紫外光)を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶NCおよび発光ダイオード105が発する光(好ましくは青色光乃至紫外光)を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCからなる群から選択される少なくとも1種の発光用ナノ結晶NCを含んでいることが好ましく、青色発光用ナノ結晶NC、緑色発光用ナノ結晶NCおよび赤色発光用ナノ結晶NCからなる群から選択される2種の発光用ナノ結晶NCを含んでいることがより好ましい。特に、緑色発光用ナノ結晶NCと、赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCを含んでいることが特に好ましい。   The light conversion part 103 in FIG. 8 absorbs light emitted from the light emitting diode 105 and uniformly emits at least one type, preferably two or more types of light emitting nanocrystals NC and light emitting nanocrystals NC. And the transparent resin contained in the dispersed state. In this case, the light emitting nanocrystals NC absorb blue light (preferably blue light to ultraviolet light) emitted by the light emitting diode 105 and emit blue light. Blue light emitting nanocrystals NC emitting light, light emitted by the light emitting diode 105 (preferably Red light emitting nanocrystals NC that absorb blue light to ultraviolet light and emit green light and emit light (preferably blue light to ultraviolet light) emitted by the light emitting diode 105 Preferably containing at least one light emitting nanocrystal NC selected from the group consisting of: blue light emitting nanocrystal NC, green light emitting nanocrystal NC and red light emitting nanocrystal NC It is more preferable to include two luminescent nanocrystals NC. In particular, it is particularly preferable to include a green light emitting nanocrystal NC and a red light emitting nanocrystal NC that emits red light.

図8に示すように、発光素子Lから導光板104を通過した面状の青色光が、発光用ナノ結晶NCを含む光変換部103において、緑色発光用ナノ結晶NCで緑色の光に変換され、赤色発光用ナノ結晶NCで赤色の光に変換され、青色の光はそのまま透過されることが好ましい。そのため、本発明に係る液晶表示素子は、赤色、緑色および青色の鋭いピークを持った面状光源になることにより色再現領域が拡大して、画像に鮮やかな色彩を与えることができる。   As shown in FIG. 8, planar blue light passing from the light emitting element L through the light guide plate 104 is converted into green light by the green light emitting nanocrystals NC in the light conversion unit 103 including the light emitting nanocrystals NC. It is preferable that red light is converted to red light by the red light emission nanocrystal NC, and blue light is transmitted as it is. Therefore, the liquid crystal display element according to the present invention can provide a bright color to an image by expanding the color reproduction region by becoming a planar light source having sharp peaks of red, green and blue.

次に、図9は、複数の発光素子Lが液晶パネルに対して背面直下に平面状に配置された平板状のバックライトユニット100を持ち、かつ、シート状の光変換部103を導光部102の一部に備えたバックライトユニットを持つ液晶表示素子において、図2のI−I線方向に液晶表示素子を切断した断面図の一例である。   Next, FIG. 9 has a flat plate-like backlight unit 100 in which a plurality of light emitting elements L are disposed in a plane just below the back of the liquid crystal panel, and the sheet-like light conversion part 103 is 7 is an example of a cross-sectional view of the liquid crystal display element having a backlight unit provided in a part of 102, the liquid crystal display element being cut in the direction of the line I-I in FIG.

図9の実施態様におけるバックライトユニット100は、複数の発光素子Lが光拡散板106に対して平面状に配置された光源部101と、当該光拡散板106と、当該光拡散板106と当接するように設けられた発光用ナノ結晶NCを含む光変換部103とから構成されている。ここで、本実施形態では、光拡散板106と光変換部103とから導光部102を形成している。そのため、本実施態様における液晶表示素子は、光源部101、光拡散板106、光変換部103、第一の偏光板1、第一の表示基板SUB1、液晶層5、第二の表示基板SUB2及び第二の偏光板8が順に積層された構造となる。なお、光拡散板106は、発光素子Lからでた光を均一に散乱させる役割を備えている。   The backlight unit 100 in the embodiment shown in FIG. 9 includes the light source unit 101 in which a plurality of light emitting elements L are disposed in a plane relative to the light diffusion plate 106, the light diffusion plate 106, and the light diffusion plate 106. It is comprised from the light conversion part 103 containing the nanocrystal for light emission NC provided so that contact | connected might be carried out. Here, in the present embodiment, the light guiding portion 102 is formed of the light diffusing plate 106 and the light converting portion 103. Therefore, the liquid crystal display element in this embodiment includes the light source unit 101, the light diffusion plate 106, the light conversion unit 103, the first polarizing plate 1, the first display substrate SUB1, the liquid crystal layer 5, the second display substrate SUB2 and The second polarizing plate 8 is stacked in order. The light diffusion plate 106 has a role of uniformly scattering the light emitted from the light emitting element L.

図9で示すように、発光用ナノ結晶NCを含む光変換部103は、シート状であり、この構造は、図8と同様に液晶パネル10の背面のほぼ全体に対して当接するように光変換部103が配置されている。   As shown in FIG. 9, the light conversion portion 103 including the light emitting nanocrystals NC is in the form of a sheet, and this structure is light so as to abut on substantially the entire back surface of the liquid crystal panel 10 as in FIG. A converter 103 is arranged.

本実施形態における光変換部103としては、発光ダイオード105が発する光(好ましくは青色光乃至紫外光)を吸収してより長波長の光を発する一種類以上、好ましくは2種以上の発光用ナノ結晶NCと、発光用ナノ結晶NCを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂とから構成されている。この場合において、本発明に係る発光ダイオード105は、他の実施形態と同様に、波長領域について特に制限されることはないが、青色領域に主発光ピークを有することが好ましい。例えば、420nm以上480nm以下の波長領域に主発光ピークを有する発光ダイオード105を好適に使用できる。   The light conversion portion 103 in the present embodiment includes one or more types, preferably two or more types of light emission nanos, which absorb light (preferably blue light to ultraviolet light) emitted by the light emitting diode 105 and emit light of a longer wavelength. It is composed of a crystal NC and a transparent resin containing the light emitting nanocrystals NC uniformly dispersed. In this case, the light emitting diode 105 according to the present invention is not particularly limited with respect to the wavelength region as in the other embodiments, but preferably has a main emission peak in the blue region. For example, a light emitting diode 105 having a main emission peak in a wavelength range of 420 nm to 480 nm can be suitably used.

ここで光変換部103は、発光ダイオード105が発する光を吸収してより長波長の光を発する一種類以上、好ましくは2種以上の発光用ナノ結晶NCと、発光用ナノ結晶NCを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂とから構成されている。この場合において、発光用ナノ結晶NCは、発光ダイオード105が発する光(好ましくは青色光乃至紫外光)を吸収して青色光を発する青色発光用ナノ結晶NC、発光ダイオード105が発する光(好ましくは青色光乃至紫外光)を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶NCおよび発光ダイオード105が発する光(好ましくは青色光乃至紫外光)を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCからなる群から選択される少なくとも1種の発光用ナノ結晶NCを含んでいることが好ましく、青色発光用ナノ結晶NC、緑色発光用ナノ結晶NCおよび赤色発光用ナノ結晶NCからなる群から選択される2種の発光用ナノ結晶NCを含んでいることがより好ましい。特に、緑色発光用ナノ結晶NCと、赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCを含んでいることが特に好ましい。   Here, the light conversion unit 103 uniformly absorbs one or more, preferably two or more, light emitting nanocrystals NC and light emitting nanocrystals NC by absorbing light emitted from the light emitting diode 105 and emitting light of a longer wavelength. It is comprised from the transparent resin contained in the disperse | distributed state. In this case, the light emitting nanocrystals NC absorb blue light (preferably blue light to ultraviolet light) emitted by the light emitting diode 105 and emit blue light. Blue light emitting nanocrystals NC emitting light, light emitted by the light emitting diode 105 (preferably Red light emitting nanocrystals NC that absorb blue light to ultraviolet light and emit green light and emit light (preferably blue light to ultraviolet light) emitted by the light emitting diode 105 Preferably containing at least one light emitting nanocrystal NC selected from the group consisting of: blue light emitting nanocrystal NC, green light emitting nanocrystal NC and red light emitting nanocrystal NC It is more preferable to include two luminescent nanocrystals NC. In particular, it is particularly preferable to include a green light emitting nanocrystal NC and a red light emitting nanocrystal NC that emits red light.

図9に示すように、複数の発光素子Lから光拡散板106で拡散された面状の青色光が、発光用ナノ結晶NCを含むシート状の光変換部103において、緑色発光用ナノ結晶NCで緑色の光に変換され、赤色発光用ナノ結晶NCで赤色の光に変換され、青色の光はそのまま透過される。そのため、本発明に係る液晶表示素子は、赤色、緑色および青色の鋭いピークを持った面状光源になることにより色再現領域が拡大して、画像に鮮やかな色彩を与えることができる。   As shown in FIG. 9, the planar blue light diffused from the plurality of light emitting elements L by the light diffusion plate 106 is converted into green light emitting nanocrystals NC in the sheet-like light conversion portion 103 including light emitting nanocrystals NC. The red light is converted to green light by the red light emission nanocrystal NC, and the blue light is transmitted as it is. Therefore, the liquid crystal display element according to the present invention can provide a bright color to an image by expanding the color reproduction region by becoming a planar light source having sharp peaks of red, green and blue.

図10(a)は、図2のI−I線方向に図2に示す液晶表示素子を切断した断面図であり、複数の発光素子Lが液晶パネルに対して背面直下に平面状に配置された平板状のバックライトユニット100を持ち、かつ、光源部101の一部に光変換部103を備えたバックライトユニットを持つ液晶表示素子の実施形態を示すものである。   FIG. 10 (a) is a cross-sectional view of the liquid crystal display element shown in FIG. 2 cut in the direction of the line II of FIG. 14 shows an embodiment of a liquid crystal display device having a flat plate-like backlight unit 100 and having a backlight unit provided with a light conversion unit 103 in a part of the light source unit 101. FIG.

図10(a)の実施形態では、発光素子Lは、図10(b)に示すように発光ダイオード105を光変換部103が覆うように一体的に構成されており、該発光素子Lが、光拡散板106に対して平面状に配置された光源部101を有するものである。   In the embodiment of FIG. 10 (a), the light emitting element L is integrally configured so that the light conversion unit 103 covers the light emitting diode 105 as shown in FIG. 10 (b). The light source unit 101 is disposed in a planar shape with respect to the light diffusion plate 106.

そのため、本実施態様における液晶表示素子は、光変換部103を備えた発光素子Lを複数有し、かつ当該複数の発光素子Lが平面状に配列された光源部101と、光拡散板106と、第一の偏光板1と、第一の表示基板SUB1と、液晶層5と、第二の表示基板SUB2と、第二の偏光板8と、が順に積層された構造を有するものとなる。   Therefore, the liquid crystal display element in the present embodiment has a plurality of light emitting elements L including the light conversion section 103, and the light source section 101 in which the plurality of light emitting elements L are arranged in a planar shape; The first polarizing plate 1, the first display substrate SUB1, the liquid crystal layer 5, the second display substrate SUB2, and the second polarizing plate 8 are sequentially stacked.

本実施態様における発光ダイオード105は、波長領域について特に制限されることはないが、青色領域に主発光ピークを有することが好ましい。例えば、420nm以上480nm以下の波長領域に主発光ピークを有する発光ダイオード105を好適に使用できる。   The light emitting diode 105 in the present embodiment is not particularly limited in the wavelength range, but preferably has a main emission peak in the blue range. For example, a light emitting diode 105 having a main emission peak in a wavelength range of 420 nm to 480 nm can be suitably used.

図10(a)及び図10(b)における光変換部103は、発光ダイオード105が発する光を吸収してより長波長の光を発する一種類以上、好ましくは2種以上の発光用ナノ結晶NCと、発光用ナノ結晶NCを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂とから構成されている。この場合において、発光用ナノ結晶NCは、発光ダイオード105が発する光(好ましくは青色光乃至紫外光)を吸収して青色光を発する青色発光用ナノ結晶NC、発光ダイオード105が発する光(好ましくは青色光乃至紫外光)を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶NCおよび発光ダイオード105が発する光(好ましくは青色光乃至紫外光)を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCからなる群から選択される少なくとも1種の発光用ナノ結晶NCを含んでいることが好ましく、青色発光用ナノ結晶NC、緑色発光用ナノ結晶NCおよび赤色発光用ナノ結晶NCからなる群から選択される2種の発光用ナノ結晶NCを含んでいることがより好ましい。特に、緑色発光用ナノ結晶NCと、赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶NCを含んでいることが特に好ましい。なお、赤色発光用ナノ結晶NCは、緑色発光用ナノ結晶NCが発する光でも励起されるので、発光ダイオード105の発光波長、緑および赤の発光用ナノ結晶NCの比率、及び光変換部103における発光用ナノ結晶NCの含有量を適宜調節することが好ましい。   The light conversion portion 103 in FIGS. 10A and 10B is one or more types, preferably two or more types of nanocrystals NC for light emission that absorbs light emitted from the light emitting diode 105 and emits light of longer wavelength. And a transparent resin containing the light emitting nanocrystals NC uniformly dispersed. In this case, the light emitting nanocrystals NC absorb blue light (preferably blue light to ultraviolet light) emitted by the light emitting diode 105 and emit blue light. Blue light emitting nanocrystals NC emitting light, light emitted by the light emitting diode 105 (preferably Red light emitting nanocrystals NC that absorb blue light to ultraviolet light and emit green light and emit light (preferably blue light to ultraviolet light) emitted by the light emitting diode 105 Preferably containing at least one light emitting nanocrystal NC selected from the group consisting of: blue light emitting nanocrystal NC, green light emitting nanocrystal NC and red light emitting nanocrystal NC It is more preferable to include two luminescent nanocrystals NC. In particular, it is particularly preferable to include a green light emitting nanocrystal NC and a red light emitting nanocrystal NC that emits red light. The red light emitting nanocrystals NC are also excited by the light emitted from the green light emitting nanocrystals NC, so the light emitting wavelength of the light emitting diode 105, the ratio of the green and red light emitting nanocrystals NC, and the light conversion portion 103 It is preferable to adjust the content of the nanocrystals NC for light emission appropriately.

発光ダイオード105が発する青色光と、緑色発光用ナノ結晶NCが発する緑色光と、同じく赤色発光用ナノ結晶NCが発する赤色光とによって、青、緑、赤の3原色が揃う。このため、光変換部103の光射出面からは、白色光が出射される。液晶表示素子のバックライトとしてこの白色光を使った色再現範囲は、発光ダイオード105の主発光ピークの波長および半値幅と、発光用ナノ結晶NCの発光ピークの波長および半値幅とに依存する。   The three primary colors of blue, green and red are aligned by the blue light emitted by the light emitting diode 105, the green light emitted by the green light emitting nanocrystal NC, and the red light emitted by the red light emitting nanocrystal NC similarly. For this reason, white light is emitted from the light emission surface of the light conversion unit 103. The color reproduction range using this white light as a backlight of the liquid crystal display element depends on the wavelength and half width of the main emission peak of the light emitting diode 105 and the wavelength and half width of the emission peak of the light emitting nanocrystals NC.

上述した通り、バックライトユニット側の基板上に形成されている層(図1では電極層3、配向層4)およびバックライトユニット側の基板(第一の基板2)を第一の表示基板SUB1と称し、前記バックライトユニット側の基板と対向する基板上に形成されている層(図1では、配向層4、カラーフィルター6)および前記バックライトユニット側の基板と対向する基板(第二の基板7)を第二の表示基板SUB2と称しており、実施形態によって、バックライトユニット側の基板上に形成されている層や前記バックライトユニット側の基板と対向する基板上に形成されている層を構成するものが異なる場合がある。   As described above, the layers (the electrode layer 3 and the alignment layer 4 in FIG. 1) formed on the substrate on the backlight unit side and the substrate (first substrate 2) on the backlight unit side are the first display substrate SUB1. And a layer formed on the substrate facing the substrate on the backlight unit side (the alignment layer 4 and the color filter 6 in FIG. 1) and a substrate facing the substrate on the backlight unit side (second The substrate 7) is referred to as a second display substrate SUB2 and, according to the embodiment, is formed on a layer formed on the substrate on the backlight unit side or on a substrate facing the substrate on the backlight unit side What constitutes a layer may be different.

次に、本発明に係る液晶表示素子の構成要素である光変換部、及び液晶層について説明する。   Next, a light conversion unit and a liquid crystal layer which are components of the liquid crystal display device according to the present invention will be described.

本発明の液晶表示素子の各実施態様において光変換部103は、前記した通り、発光用ナノ結晶を含有する。本明細書における用語「ナノ結晶」は、好ましくは、100nm以下の少なくとも1つの長さを有する粒子を指す。ナノ結晶の形状は、任意の幾何学的形状を有してもよく、対称または不対称であってよい。当該ナノ結晶の形状の具体例としては、細長、ロッド状の形状、円形(球状)、楕円形、角錐の形状、ディスク状、枝状、網状または任意の不規則な形状等を含む。一部の実施形態では、ナノ結晶は、量子ドットまたは量子ロッドであることが好ましい。   In each embodiment of the liquid crystal display element of the present invention, as described above, the light conversion portion 103 contains light emitting nanocrystals. The term "nanocrystal" as used herein preferably refers to particles having at least one length of 100 nm or less. The shape of the nanocrystals may have any geometric shape, and may be symmetrical or unsymmetrical. Specific examples of the shape of the nanocrystal include elongated, rod-like, circular (spherical), elliptical, pyramidal, disc-like, branch-like, net-like or any irregular shape. In some embodiments, the nanocrystals are preferably quantum dots or quantum rods.

当該発光用ナノ結晶は、少なくとも1種の第一の半導体材料を含むコアと、前記コアを被覆し、かつ前記コアと同一または異なる第二の半導体材料を含むシェルとを有することが好ましい。   The light emitting nanocrystal preferably has a core containing at least one first semiconductor material, and a shell covering the core and containing a second semiconductor material which is the same as or different from the core.

そのため、本発明に係る発光用ナノ結晶は、少なくとも第一半導体材料を含むコアと、第二半導体材料を含むシェルからなり、前記第一半導体材料と、前記第二半導体材料とは同じでも異なっていても良い。また、コアおよび/またはシェル共に第一半導体および/または第二半導体以外の第三の半導体材料を含んでも良い。なお、ここでいうコアを被覆とは、コアの少なくとも一部を被覆していればよい。   Therefore, the light-emitting nanocrystal according to the present invention comprises a core containing at least a first semiconductor material and a shell containing a second semiconductor material, and the first semiconductor material and the second semiconductor material may be the same or different. It is good. In addition, both the core and / or the shell may include a third semiconductor material other than the first semiconductor and / or the second semiconductor. In addition, covering a core here should just cover at least one part of a core.

さらに、当該発光用ナノ結晶は、少なくとも1種の第一の半導体材料を含むコアと、前記コアを被覆し、かつ前記コアと同一または異なる第二の半導体材料を含む第一のシェルと、必要により、前記第一のシェルを被覆し、かつ前記第一のシェルと同一または異なる第三の半導体材料を含む第二のシェルと、を有することが好ましい。   Furthermore, the luminescent nanocrystals need a core comprising at least one first semiconductor material, a first shell covering the core and comprising a second semiconductor material identical or different to the core. Preferably has a second shell covering the first shell and including a third semiconductor material that is the same as or different from the first shell.

したがって、本発明に係る発光用ナノ結晶は、第一の半導体材料を含むコアおよび前記コアを被覆し、かつ前記コアと同一の第二の半導体材料を含むシェルを有する形態、すなわち1種類又は2種以上の半導体材料から構成される態様(=コアのみの構造(コア構造とも称する))と、第一の半導体材料を含むコアおよび前記コアを被覆し、かつ前記コアと異なる第二の半導体材料を含むシェルを有する形態等の、すなわちコア/シェル構造と、第一の半導体材料を含むコアおよび前記コアを被覆し、かつ前記コアと異なる第二の半導体材料を含む第一のシェルと、前記第一のシェルを被覆し、かつ前記第一のシェルと異なる第三の半導体材料を含む第二のシェルを有する形態の、すなわちコア/シェル/シェル構造との3つの構造のうち少なくとも一つを有することが好ましい。   Therefore, the luminescent nanocrystal according to the present invention has a form comprising a core comprising a first semiconductor material and a shell covering the core and comprising a second semiconductor material identical to the core, ie one or two An aspect (= a structure with only a core (also referred to as a core structure)) composed of semiconductor materials of a kind or more, and a second semiconductor material which covers the core including the first semiconductor material and the core and which is different from the core A core / shell structure, a core including a first semiconductor material, and a first shell including a core including the first semiconductor material and covering the core and including a second semiconductor material different from the core; Only a few of the three structures in the form having a second shell covering a first shell and comprising a third semiconductor material different from said first shell, ie a core / shell / shell structure It is preferred to have one Kutomo.

また、本発明に係る発光用ナノ結晶は、上記の通り、コア構造、コア/シェル構造、コア/シェル/シェル構造の3つの形態を含むことが好ましく、この場合、コアは2種以上の半導体材料を含む混晶であってもよい(例えば、CdSe+CdS、CIS+ZnS等)。またさらに、シェルも同様に2種以上の半導体材料を含む混晶であってもよい。   Furthermore, as described above, it is preferable that the light emitting nanocrystal according to the present invention includes three forms of core structure, core / shell structure and core / shell / shell structure, in which case the core is a semiconductor of two or more types. A mixed crystal containing a material may be used (for example, CdSe + CdS, CIS + ZnS, etc.). Furthermore, the shell may also be a mixed crystal containing two or more semiconductor materials.

本発明に係る光変換部において、発光用ナノ結晶は、当該発光用ナノ結晶に対して親和性のある分子が発光用ナノ結晶と接触していてもよい。   In the light conversion part according to the present invention, in the light emitting nanocrystal, a molecule having an affinity for the light emitting nanocrystal may be in contact with the light emitting nanocrystal.

上記親和性のある分子とは、発光用ナノ結晶に対して親和性のある官能基を有する低分子および高分子であり、親和性のある官能基としては特に限定されるものでは無いが、窒素、酸素、硫黄およびリンからなる群から選択される1種の元素を含む基である事が好ましい。例えば、有機系硫黄基、有機系リン酸基ピロリドン基、ピリジン基、アミノ基、アミド基、イソシアネート基、カルボニル基、および水酸基等を挙げる事が出来る。   The above-mentioned molecules having affinity are small molecules and polymers having a functional group having an affinity to the nanocrystal for light emission, and there is no particular limitation on the functional group having an affinity, but nitrogen It is preferable that it is a group containing one kind of element selected from the group consisting of oxygen, sulfur and phosphorus. For example, organic sulfur group, organic phosphoric acid pyrrolidone group, pyridine group, amino group, amide group, isocyanate group, carbonyl group, hydroxyl group and the like can be mentioned.

本発明に係る半導体材料は、II−VI族半導体、III−V族半導体、I−III−VI族半導体、IV族半導体及びI−II−IV−VI族半導体からなる群から選択される1種又は2種以上であることが好ましい。本発明に係る第一の半導体材料、第一の半導体材料および第三の半導体材料の好ましい例は、上記の半導体材料と同様である。   The semiconductor material according to the present invention is one selected from the group consisting of II-VI semiconductors, III-V semiconductors, I-III-VI semiconductors, IV semiconductors and I-II-IV-VI semiconductors. Or it is preferable that it is 2 or more types. Preferred examples of the first semiconductor material, the first semiconductor material and the third semiconductor material according to the present invention are the same as the above-mentioned semiconductor materials.

本発明に係る半導体材料は、具体的には、CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、CdHgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe;GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb;SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、SnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe;Si、Ge、SiC、SiGe、AgInSe2、CuGaSe2、CuInS2、CuGaS2、CuInSe2、AgInS2、AgGaSe2、AgGaS2、C、SiおよびGeからなる群から選択される少なくとも1つ以上選ばれ、これらの化合物半導体は単独で使用されても、または2つ以上が混合されていても良く、CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、InP、InAs、InSb、GaP、GaAs、GaSb、AgInS、AgInSe、AgInTe、AgGaS、AgGaSe、AgGaTe、CuInS、CuInSe、CuInTe、CuGaS、CuGaSe、CuGaTe、Si、C、GeおよびCuZnSnSからなる群から選択される少なくとも1つ以上選ばれることがより好ましく、これらの化合物半導体は単独で使用されても、または2つ以上が混合されていても良い。Specifically, the semiconductor material according to the present invention is CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe. , CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, CdHgZnTe, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe; GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs , AlSb, InN, InP, InAs, InSb, GaNP, GaNAs, GaNSb, GaP s, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlSb, AlPAs, AlPSb, InPS, InNAs, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, InPSb, GaAlNs, GaAlNAs, GaAlNs, GaAlPAs, GaAlPSb, GaAlPSb, GaInNAs, GaInNSb, GaInNSb, GaInPSb, InAlNPInAlNs, InAlPAs, InAlPSb; SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbSe, SnSeTe, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbSe, SnPbTe, SnPbSSe, SnPbSe, SnPbSTe; Si, Ge, SiC, SiGe, AgInSe2, CuGaSe2, CuInS2, At least one compound selected from the group consisting of uGaS2, CuInSe2, AgInS2, AgGaSe2, AgGaS2, C, Si and Ge is selected, and these compound semiconductors may be used alone or in combination of two or more. is good, CdS, CdSe, CdTe, ZnS , ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, InP, InAs, InSb, GaP, GaAs, GaSb, AgInS 2, AgInSe 2, AgInTe 2, AgGaS 2, AgGaSe 2, At least one selected from the group consisting of AgGaTe 2 , CuInS 2 , CuInSe 2 , CuInTe 2 , CuGaS 2 , CuGaS 2 , CuGaSe 2 , CuGaTe 2 , Si, C, Ge, and Cu 2 ZnSnS 4 can be selected. More preferably, these compound semiconductors may be used alone or in combination of two or more.

本発明に係る発光用ナノ結晶は、赤色光を発光する赤色発光用ナノ結晶、緑色光を発光する緑色発光用ナノ結晶および青色光を発光する青色発光用ナノ結晶からなる群から選択される少なくとも1種のナノ結晶を含むことが好ましい。一般に、発光用ナノ結晶の発光色は、井戸型ポテンシャルモデルのシュレディンガー波動方程式の解によれば粒子径に依存するが、発光用ナノ結晶が有するエネルギーギャップにも依存するため、使用する発光用ナノ結晶とその粒子径を調整することにより、発光色を選択する。   The light emitting nanocrystal according to the present invention is at least selected from the group consisting of a red light emitting nanocrystal that emits red light, a green light emitting nanocrystal that emits green light, and a blue light emitting nanocrystal that emits blue light. It is preferred to include one nanocrystal. Generally, the luminescent color of the luminescent nanocrystal depends on the particle size according to the solution of the Schrodinger wave equation of the well potential model, but it also depends on the energy gap of the luminescent nanocrystal. The emission color is selected by adjusting the crystals and their particle sizes.

本発明において赤色光を発光する赤色発光用ナノ結晶の蛍光スペクトルの波長ピークの上限は、665nm、663nm、660nm、658nm、655nm、653nm、651nm、650nm、647nm、645nm、643nm、640nm、637nm、635nm、632nmまたは630nmであることが好ましく、前記波長ピークの下限は、628nm、625nm、623nm、620nm、615nm、610nm、607nmまたは605nmであることが好ましい。   In the present invention, the upper limit of the wavelength peak of the fluorescence spectrum of the red light emitting nanocrystal that emits red light is 665 nm, 663 nm, 660 nm, 658 nm, 655 nm, 653 nm, 651 nm, 650 nm, 647 nm, 645 nm, 643 nm, 640 nm, 637 nm, 635 nm The lower limit of the wavelength peak is preferably 628 nm, 625 nm, 623 nm, 620 nm, 615 nm, 610 nm, 607 nm or 605 nm.

本発明において緑色光を発光する緑色発光用ナノ結晶の蛍光スペクトルの波長ピークの上限は、560nm、557nm、555nm、550nm、547nm、545nm、543nm、540nm、537nm、535nm、532nmまたは530nmであることが好ましく、前記波長ピークの下限は、528nm、525nm、523nm、520nm、515nm、510nm、507nm、505nm、503nmまたは500nmであることが好ましい。   In the present invention, the upper limit of the wavelength peak of the fluorescence spectrum of the green light-emitting nanocrystal emitting green light is 560 nm, 557 nm, 555 nm, 550 nm, 547 nm, 545 nm, 543 nm, 540 nm, 537 nm, 535 nm, 532 nm or 530 nm Preferably, the lower limit of the wavelength peak is 528 nm, 525 nm, 523 nm, 520 nm, 515 nm, 510 nm, 507 nm, 505 nm, 503 nm or 500 nm.

本発明において青色光を発光する青色発光用ナノ結晶の蛍光スペクトルの波長ピークの上限は、480nm、477nm、475nm、470nm、467nm、465nm、463nm、460nm、457nm、455nm、452nmまたは450nmであることが好ましく、前記波長ピークの下限は、450nm、445nm、440nm、435nm、430nm、428nm、425nm、422nmまたは420nmであることが好ましい。   In the present invention, the upper limit of the wavelength peak of the fluorescence spectrum of the blue light emitting nanocrystal that emits blue light is 480 nm, 477 nm, 475 nm, 470 nm, 467 nm, 465 nm, 463 nm, 460 nm, 457 nm, 455 nm, 452 nm or 450 nm Preferably, the lower limit of the wavelength peak is 450 nm, 445 nm, 440 nm, 435 nm, 430 nm, 428 nm, 425 nm, 422 nm or 420 nm.

本発明において赤色光を発光する赤色発光用ナノ結晶に使用される半導体材料は、発光のピーク波長が635nm±30nmの範囲に入っている事が望ましい。同じく、緑色光を発光する緑色発光用ナノ結晶に使用される半導体材料は、発光のピーク波長が530nm±30nmの範囲に入っている事が望ましく、青色光を発光する青色発光用ナノ結晶に使用される半導体材料は、発光のピーク波長が450nm±30nmの範囲に入っている事が望ましい。   The semiconductor material used for the red light-emitting nanocrystal that emits red light in the present invention preferably has a peak emission wavelength in the range of 635 nm ± 30 nm. Similarly, it is desirable that the semiconductor material used for the green light emitting nanocrystal that emits green light has a light emission peak wavelength falling within the range of 530 nm ± 30 nm, and is used for the blue light emitting nanocrystal that emits blue light Preferably, the semiconductor material to be used has a peak emission wavelength in the range of 450 nm ± 30 nm.

本発明に係る発光用ナノ結晶の蛍光量子収率の下限値は、40%以上、30%以上、20%以上、10%以上の順で好ましい。   The lower limit value of the fluorescence quantum yield of the nanocrystal for light emission according to the present invention is preferably in the order of 40% or more, 30% or more, 20% or more, and 10% or more.

本発明に係る発光用ナノ結晶の蛍光スペクトルの半値幅の上限値は、60nm以下、55nm以下、50nm以下、45nm以下の順で好ましい。   The upper limit of the half value width of the fluorescence spectrum of the light emitting nanocrystals according to the present invention is preferably in the order of 60 nm or less, 55 nm or less, 50 nm or less, and 45 nm or less.

本発明に係る発光用ナノ結晶の粒子径(1次粒子)の上限値は、50nm以下、40nm以下、30nm以下、20nm以下の順で好ましい
本発明に係る赤色発光用ナノ結晶の発光のピーク波長の上限値は665nm、下限値は605nmであり、このピーク波長に合う様に化合物およびその粒径を選択する。同じく、緑色発光用ナノ結晶の発光のピーク波長の上限値は560nm、下限値は500nm、青色発光用ナノ結晶の発光のピーク波長の上限値は480nm、下限値は420nmであり、それぞれこのピーク波長に合う様に化合物およびその粒径を選択する。
The upper limit of the particle diameter (primary particle) of the light emitting nanocrystals according to the present invention is preferably 50 nm or less, 40 nm or less, 30 nm or less, 20 nm or less in order of peak wavelength of light emission of red light emitting nanocrystals according to the present invention The upper limit of is 665 nm, the lower limit is 605 nm, and the compound and its particle size are selected to fit this peak wavelength. Similarly, the upper limit of emission peak wavelength of the green light emitting nanocrystal is 560 nm, the lower limit is 500 nm, the upper limit value of emission peak wavelength of the blue light emitting nanocrystal is 480 nm, and the lower limit is 420 nm, respectively. Select the compound and its particle size to fit.

本発明に係る光変換部は、発光用ナノ結晶を含み、当該発光用ナノ結晶は、赤色光を発光する赤色発光用ナノ結晶、緑色光を発光する緑色発光用ナノ結晶および青色光を発光する青色発光用ナノ結晶からなる群から選択される少なくとも1種のナノ結晶を含むことが好ましい。具体的には、赤色(例えば、CdSeの発光用ナノ結晶、CdSeのロッド状発光用ナノ結晶、コアシェル構造を備えたロッド状発光用ナノ結晶であり、当該シェル部分がCdSであって内側のコア部がCdSe、コアシェル構造を備えたロッド状発光用ナノ結晶であり、当該シェル部分がCdSであって内側のコア部がZnSe、コアシェル構造を備えた発光用ナノ結晶であり、当該シェル部分がCdSであって内側のコア部がCdSe、コアシェル構造を備えた発光用ナノ結晶であり、当該シェル部分がCdSであって内側のコア部がZnSe、CdSeとZnSとの混晶の発光用ナノ結晶、CdSeとZnSとの混晶のロッド状発光用ナノ結晶、InPの発光用ナノ結晶、InPの発光用ナノ結晶、InPのロッド状発光用ナノ結晶、CdSeとCdSとの混晶の発光用ナノ結晶、CdSeとCdSとの混晶のロッド状発光用ナノ結晶、ZnSeとCdSとの混晶の発光用ナノ結晶、ZnSeとCdSとの混晶のロッド状発光用ナノ結晶など)、緑色(CdSeの発光用ナノ結晶、CdSeのロッド状の発光用ナノ結晶、CdSeとZnSとの混晶の発光用ナノ結晶、CdSeとZnSとの混晶のロッド状発光用ナノ結晶など)および青色(ZnSeの発光用ナノ結晶、ZnSeのロッド状発光用ナノ結晶、ZnSの発光用ナノ結晶、ZnSのロッド状発光用ナノ結晶、コアシェル構造を備えた発光用ナノ結晶であり、当該シェル部分がZnSeであって内側のコア部がZnS、コアシェル構造を備えたロッド状発光用ナノ結晶であり、当該シェル部分がZnSeであって内側のコア部がZnS、CdSの発光用ナノ結晶、CdSのロッド状発光用ナノ結晶)で発光する異なるナノ結晶を含む。他の色(例えば、黄色についても、必要に応じて光変換部に含有してもよい。   The light conversion part according to the present invention includes a light emitting nanocrystal, and the light emitting nanocrystal emits a red light emitting nanocrystal, a green light emitting nanocrystals and a blue light. It is preferable to include at least one nanocrystal selected from the group consisting of blue light emitting nanocrystals. Specifically, red (for example, light emitting nanocrystals of CdSe, rod light emitting nanocrystals of CdSe, rod light emitting nanocrystals having a core-shell structure, the shell portion is CdS, and the inner core is A rod-like luminescent nanocrystal having a core-shell structure with CdSe, the shell portion being CdS, the inner core portion being a ZnSe, a luminescent nanocrystal having a core-shell structure, the shell portion being a CdS Light emitting nanocrystals having an inner core portion of CdSe and a core-shell structure, the shell portions being CdS and an inner core portion being a mixed crystal light emitting nanocrystal of ZnSe, CdSe and ZnS, Nanocrystals for rod-like emission of mixed crystals of CdSe and ZnS, Nanocrystals for luminescence of InP, Nanocrystals for luminescence of InP, Nanocrystals for rod-like luminescence of InP, Mixed light emitting nanocrystals of dSe and CdS, rod-shaped light emitting nanocrystals of mixed crystals of CdSe and CdS, mixed nanocrystals of mixed crystals of ZnSe and CdS, mixed rods of ZnSe and CdS Light emitting nanocrystals, green light emitting nanocrystals (CdSe light emitting nanocrystals, CdSe rod light emitting nanocrystals, mixed crystal light emitting nanocrystals of CdSe and ZnS, rod shapes of mixed crystals of CdSe and ZnS Light emitting nanocrystals etc. and blue (ZnSe light emitting nanocrystals, ZnSe rod light emitting nanocrystals, ZnS light emitting nanocrystals, ZnS rod light emitting nanocrystals, light emitting nanocrystals with core-shell structure The shell portion is ZnSe, the inner core portion is ZnS, a rod-like light emitting nanocrystal having a core-shell structure, and the shell portion is ZnSe. Including the core portion ZnS, light emitting nanocrystals CdS, different nanocrystals that emit in the CdS rod light emitting nanocrystals). Other colors (for example, yellow may also be contained in the light conversion part as needed.

本明細書における本発明に係る発光用ナノ結晶の粒子径(1次粒子)はTEM観察によって測定できる。一般的に、ナノ結晶の平均粒子径の測定方法としては、光散乱法、溶媒を用いた沈降式粒度測定法、電子顕微鏡により粒子を直接観察して平均粒子径を実測する方法が挙げられる。発光用ナノ結晶は水分などにより劣化しやすいため、本発明では、透過型電子顕微鏡(TEM)または走査型電子顕微鏡(SEM)により任意の複数個の結晶を直接観察し、投影二次元映像よる長短径比からそれぞれの粒子径を算出し、その平均を求める方法が好適である。そのため、本発明では上記方法を適用して平均粒子径を算出している。発光用ナノ結晶の1次粒子とは、構成する数〜数十nmの大きさの単結晶またはそれに近い結晶子のことであり、発光用ナノ結晶の一次粒子の大きさや形は、当該一次粒子の化学組成、構造、製造方法や製造条件などによって依存すると考えられる。   The particle size (primary particle) of the light-emitting nanocrystal according to the present invention in the present specification can be measured by TEM observation. Generally, as a method of measuring the average particle size of nanocrystals, a light scattering method, a sedimentation type particle size measurement method using a solvent, and a method of observing particles directly by an electron microscope to measure the average particle size can be mentioned. Since light emitting nanocrystals are easily degraded by moisture and the like, in the present invention, arbitrary plural crystals are directly observed with a transmission electron microscope (TEM) or a scanning electron microscope (SEM), and the long and short of projected two-dimensional images It is preferable to calculate each particle diameter from the diameter ratio and obtain the average. Therefore, in the present invention, the above method is applied to calculate the average particle diameter. The primary particle of the light emitting nanocrystal is a single crystal having a size of several to several tens of nm or a crystallite close thereto, and the size and shape of the primary particle of the light emitting nanocrystal is the primary particle It depends on the chemical composition, structure, manufacturing method, manufacturing conditions, etc.

本発明に係る光変換部は、上記で示した発光用ナノ結晶と、必要により樹脂とを混合してもよい。   The light conversion unit according to the present invention may mix the light emitting nanocrystals described above and, if necessary, a resin.

本発明に係る光変換部が、図3の実施形態で示すような、光源部と接続され、第一の基板又は第二の基板の側面部に設置された場合、より詳細には、本発明に係る光変換部が、光源部と接続され、中空管体と当該中空管体の内部収容された発光用ナノ結晶を有する場合、必要により発光用ナノ結晶は透明樹脂と混合してもよい。この場合の透明樹脂は公知のものを使用することができ、例えばアクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリチオエーテル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、直鎖構造および環状構造ノポリオレフィン樹脂等が挙げられる。また、上記透明樹脂は、可視光領域(360nm〜830nm)において全光線透過率が80%以上の透明樹脂が好ましい。   When the light conversion unit according to the present invention is connected to the light source unit as shown in the embodiment of FIG. 3 and installed on the side surface of the first substrate or the second substrate, more specifically, the present invention In the case where the light conversion unit according to is connected to the light source unit and has the hollow tube and the light emitting nanocrystal housed inside the hollow tube, the light emitting nanocrystal may be mixed with the transparent resin if necessary. Good. The transparent resin in this case may be a known one, such as acrylic resin, silicone resin, epoxy resin, polyamide resin, polyimide resin, polyester resin, polycarbonate resin, polyether resin, polythioether resin, polyacrylonitrile resin, Polyether ether ketone resin, linear structure and cyclic structure polyolefin resin etc. are mentioned. The transparent resin is preferably a transparent resin having a total light transmittance of 80% or more in the visible light range (360 nm to 830 nm).

さらに、本発明に係る光変換部において、必要により、上記透明樹脂、上記発光用ナノ結晶の他に、蛍光体、重合開始剤、触媒、アルミナ、シリカ、酸化チタンビーズ、ゼオライトまたはジルコニアなどの散乱剤といった、公知の添加剤を含んでもよい。   Furthermore, in the light conversion part according to the present invention, if necessary, in addition to the transparent resin and the nanocrystals for light emission, scattering of phosphors, polymerization initiators, catalysts, alumina, silica, titanium oxide beads, zeolite or zirconia, etc. The composition may contain known additives such as additives.

本発明に係る光変換部が、光源部と接続され、中空管体と当該中空管体の内部収容された発光用ナノ結晶を有する場合における透明樹脂に対する発光用ナノ結晶の含有量の上限は、透明樹脂100質量部に対して、20質量部であることが好ましく、17質量部であることが好ましく、15質量部であることが好ましく、13質量部であることが好ましく、12質量部であることが好ましく、10質量部であることが好ましく、8質量部であることが好ましく、6質量部であることが好ましく、5質量部であることが好ましく、4.5質量部であることが好ましく、4質量部であることが好ましく、3.5質量部であることが好ましく、3質量部であることが好ましい。前記発光用ナノ結晶の含有量の下限は、透明樹脂100質量部に対して、0.05質量部であることが好ましく、0.07質量部であることが好ましく、0.1質量部であることが好ましく、0.15質量部であることが好ましく、0.2質量部であることが好ましく、0.3質量部、0.5質量部であることが好ましく、0.7質量部であることが好ましく、1質量部であることが好ましく、1.2質量部であることが好ましく、1.5質量部であることが好ましく、1.7質量部であることが好ましく、2質量部であることが好ましく、2.5質量部であることが好ましく、2.7質量部であることが好ましく、3質量部であることが好ましい。なお、光変換部に複数種の発光用ナノ結晶が含まれる場合において、上記含有量は合計量を表す。   The upper limit of the content of the light emitting nanocrystals to the transparent resin in the case where the light conversion unit according to the present invention is connected to the light source unit and has the hollow tube and the light emitting nanocrystal housed inside the hollow tube. Is preferably 20 parts by mass, preferably 17 parts by mass, preferably 15 parts by mass, and preferably 13 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the transparent resin. It is preferably 10 parts by mass, preferably 8 parts by mass, preferably 6 parts by mass, and more preferably 5 parts by mass, and 4.5 parts by mass. Is preferable, 4 parts by mass is preferable, 3.5 parts by mass is preferable, and 3 parts by mass is preferable. The lower limit of the content of the light emitting nanocrystals is preferably 0.05 parts by mass, preferably 0.07 parts by mass, and 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the transparent resin. Is preferable, 0.15 parts by mass is preferable, 0.2 parts by mass is preferable, 0.3 parts by mass is preferable, 0.5 parts by mass is preferable, and 0.7 parts by mass 1 part by mass is preferable, 1.2 parts by mass is preferable, 1.5 parts by mass is preferable, 1.7 parts by mass is preferable, and 2 parts by mass is preferable. It is preferably 2.5 parts by mass, preferably 2.7 parts by mass, and more preferably 3 parts by mass. In addition, when multiple types of light emitting nanocrystals are contained in the light conversion part, the above content represents the total amount.

本発明に係る光変換部が、図7および図10の実施形態で示すような、発光素子と一体の場合、より詳細には、本発明に係る光変換部が、発光素子および発光用ナノ結晶を含有する光変換部を備える場合、必要により発光用ナノ結晶は透明樹脂と混合して使用してもよい。この場合の透明樹脂は公知のものを使用することができ、上記実施形態1の透明樹脂と同様の樹脂を使用することができるのでここでは省略する。また、本発明に係る光変換部において、必要により添加される添加剤も同様であるためここでは省略する。   When the light conversion unit according to the present invention is integrated with the light emitting element as shown in the embodiments of FIGS. 7 and 10, more specifically, the light conversion unit according to the present invention comprises the light emitting element and the nanocrystal for light emission. If necessary, the light emitting nanocrystal may be used as a mixture with a transparent resin, in the case of including a light conversion portion containing A transparent resin in this case can be a known one, and since a resin similar to the transparent resin of Embodiment 1 can be used, the description thereof is omitted here. Further, in the light conversion unit according to the present invention, additives added as necessary are also the same as those described above.

上記発光素子および発光用ナノ結晶を含有する光変換部を備える場合の透明樹脂に対する発光用ナノ結晶の含有量の上限は、透明樹脂100質量部に対して、25質量部であることが好ましく、23質量部であることが好ましく、20質量部であることが好ましく、17質量部であることが好ましく、15質量部であることが好ましく、13質量部であることが好ましく、12質量部であることが好ましく、10質量部であることが好ましく、8質量部であることが好ましく、6質量部であることが好ましく、5質量部であることが好ましく、4.5質量部であることが好ましく、4質量部であることが好ましく、3.5質量部であることが好ましく、3質量部であることが好ましい。前記発光用ナノ結晶の含有量の下限は、透明樹脂100質量部に対して、0.05質量部であることが好ましく、0.07質量部であることが好ましく、0.1質量部であることが好ましく、0.15質量部であることが好ましく、0.2質量部であることが好ましく、0.3質量部であることが好ましく、0.5質量部であることが好ましく、0.7質量部であることが好ましく、1質量部であることが好ましく、1.2質量部であることが好ましく、1.5質量部であることが好ましく、1.7質量部であることが好ましく、2質量部であることが好ましく、2.5質量部であることが好ましく、2.7質量部であることが好ましく、3質量部であることが好ましく、3.5質量部であることが好ましく、4質量部であることが好ましい。光変換部に複数種の発光用ナノ結晶が含まれる場合において、上記含有量は合計量を表す。   The upper limit of the content of the nanocrystals for light emission to the transparent resin in the case of including the light conversion part containing the light emitting element and the nanocrystal for light emission is preferably 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the transparent resin. 23 parts by mass is preferable, 20 parts by mass is preferable, 17 parts by mass is preferable, 15 parts by mass is preferable, 13 parts by mass is preferable, and 12 parts by mass 10 parts by mass is preferable, 8 parts by mass is preferable, 6 parts by mass is preferable, 5 parts by mass is preferable, and 4.5 parts by mass is preferable. 4 parts by mass, preferably 3.5 parts by mass, and more preferably 3 parts by mass. The lower limit of the content of the light emitting nanocrystals is preferably 0.05 parts by mass, preferably 0.07 parts by mass, and 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the transparent resin. Is preferable, 0.15 parts by mass is preferable, 0.2 parts by mass is preferable, 0.3 parts by mass is preferable, 0.5 parts by mass is preferable, and 0.2 parts by mass is preferable. 7 parts by mass is preferable, 1 part by mass is preferable, 1.2 parts by mass is preferable, 1.5 parts by mass is preferable, and 1.7 parts by mass is preferable 2 parts by mass, preferably 2.5 parts by mass, preferably 2.7 parts by mass, preferably 3 parts by mass, and 3.5 parts by mass Preferably, 4 parts by mass is preferableIn the case where the light conversion portion contains a plurality of luminescent nanocrystals, the content represents the total amount.

本発明に係る光変換部が、図8および図9の実施形態で示すような、光源部と接続され、第一の基板又は第二の基板に対して全面に設置された場合、より詳細には、本発明に係る光変換部が、シート状であり、前記第一の基板又は第二の基板の何れかで光源部側の基板に対して全面に配置した場合、必要により発光用ナノ結晶は透明樹脂と混合して使用してもよい。この場合の透明樹脂は公知のものを使用することができ、上記実施形態1の透明樹脂と同様の樹脂を使用することができるのでここでは省略する。また、本発明に係る光変換部において、必要により添加される添加剤も同様であるためここでは省略する。   When the light conversion unit according to the present invention is connected to the light source unit as shown in the embodiments of FIGS. 8 and 9 and installed on the entire surface with respect to the first substrate or the second substrate, more detailed When the light conversion part according to the present invention is in the form of a sheet, and is disposed on the entire surface of the first substrate or the second substrate relative to the substrate on the light source part side, nanocrystals for light emission as necessary May be used as a mixture with a transparent resin. A transparent resin in this case can be a known one, and since a resin similar to the transparent resin of Embodiment 1 can be used, the description thereof is omitted here. Further, in the light conversion unit according to the present invention, additives added as necessary are also the same as those described above.

本発明に係る光変換部が、光源部と接続され、第一の基板又は第二の基板に対して全面に設置された場合における透明樹脂に対する発光用ナノ結晶の含有量の上限は、透明樹脂100質量部に対して、19質量部であることが好ましく、17質量部であることが好ましく、15質量部であることが好ましく、13質量部であることが好ましく、12質量部であることが好ましく、10質量部であることが好ましく、8質量部であることが好ましく、6質量部であることが好ましく、5質量部であることが好ましく、4.5質量部であることが好ましく、4質量部であることが好ましく、3.5質量部であることが好ましく、3質量部であることが好ましい。前記発光用ナノ結晶の含有量の下限は、透明樹脂100質量部に対して、0.05質量部であることが好ましく、0.07質量部であることが好ましく、0.1質量部であることが好ましく、0.15質量部、0.2質量部であることが好ましく、0.3質量部であることが好ましく、0.5質量部であることが好ましく、0.7質量部であることが好ましく、1質量部であることが好ましく、1.2質量部であることが好ましく、1.5質量部であることが好ましく、1.7質量部であることが好ましく、2質量部であることが好ましく、2.5質量部、2.7質量部であることが好ましく、3質量部であることが好ましく、3.5質量部であることが好ましい。光変換部に複数種の発光用ナノ結晶が含まれる場合において、上記含有量は合計量を表す。   When the light conversion unit according to the present invention is connected to the light source unit and the light conversion unit is disposed on the entire surface with respect to the first substrate or the second substrate, the upper limit of the content of nanocrystals for light emission relative to the transparent resin is the transparent resin It is preferable that it is 19 mass parts with respect to 100 mass parts, It is preferable that it is 17 mass parts, It is preferable that it is 15 mass parts, It is preferable that it is 13 mass parts, It is 12 mass parts Preferably, 10 parts by mass is preferable, 8 parts by mass is preferable, 6 parts by mass is preferable, 5 parts by mass is preferable, and 4.5 parts by mass is preferable. It is preferable that it is a mass part, it is preferable that it is 3.5 mass parts, and it is preferable that it is 3 mass parts. The lower limit of the content of the light emitting nanocrystals is preferably 0.05 parts by mass, preferably 0.07 parts by mass, and 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the transparent resin. Is preferable, 0.15 parts by mass, 0.2 parts by mass is preferable, 0.3 parts by mass is preferable, 0.5 parts by mass is preferable, and 0.7 parts by mass 1 part by mass is preferable, 1.2 parts by mass is preferable, 1.5 parts by mass is preferable, 1.7 parts by mass is preferable, and 2 parts by mass is preferable. And 2.5 parts by mass, preferably 2.7 parts by mass, preferably 3 parts by mass, and more preferably 3.5 parts by mass. In the case where the light conversion portion contains a plurality of luminescent nanocrystals, the content represents the total amount.

さらに、本発明に係る光変換部において、必要により、上記透明樹脂、上記発光用ナノ結晶の他に、蛍光体、重合開始剤、触媒、アルミナ、シリカ、酸化チタンビーズ、ゼオライトまたはジルコニアなどの散乱剤といった、公知の添加剤を含んでもよい。   Furthermore, in the light conversion part according to the present invention, if necessary, in addition to the transparent resin and the nanocrystals for light emission, scattering of phosphors, polymerization initiators, catalysts, alumina, silica, titanium oxide beads, zeolite or zirconia, etc. The composition may contain known additives such as additives.

次に、液晶表示素子における液晶層、例えば、前記各実施態様における液晶層5は、前記した通り、ポリマーネットワーク(A)と、下記一般式(i):   Next, the liquid crystal layer in the liquid crystal display device, for example, the liquid crystal layer 5 in each of the above-mentioned embodiments, as described above, comprises the polymer network (A),

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、Ri1及びRi2はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表し、Ai1は1,4−フェニレン基又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表し、ni1は0又は1を表す。)で表される化合物を10〜50重量%含有する液晶組成物(B)を含有することを特徴としている。(Wherein, R i1 and R i2 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or 2 to 2 carbon atoms 8 represents an alkenyloxy group, A i1 represents a 1,4-phenylene group or a trans-1,4-cyclohexylene group, and n i1 represents 0 or 1. 10 to 50% of a compound represented by It is characterized in that the liquid crystal composition (B) is contained.

斯かる液晶層を構成するポリマーネットワークは、一軸性の光学異方性、又は一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸方向を有するものであることが好ましく、該ポリマーネットワークの光学軸又は配向容易軸と、前記液晶組成物(B)を構成する低分子液晶の配向容易軸が略一致するように形成されていることがより好ましい。尚、該ポリマーネットワークには、複数のポリマーネットワークが集合することにより高分子薄膜を形成したポリマーバインダも含まれる。該ポリマーバインダは、一軸配向性を示す屈折率異方性を有しており、該薄膜に低分子液晶が分散され、該薄膜の一軸性の光学軸と低分子液晶の光学軸が略同一方向へ揃っていることが特徴である。   The polymer network constituting such a liquid crystal layer is preferably one having uniaxial optical anisotropy, or uniaxial refractive index anisotropy or easy alignment axis direction, and the optical axis or alignment of the polymer network. It is more preferable that the easy axis and the alignment easy axis of the low molecular liquid crystal constituting the liquid crystal composition (B) be substantially aligned. The polymer network also includes a polymer binder in which a plurality of polymer networks are aggregated to form a polymer thin film. The polymer binder has refractive index anisotropy exhibiting uniaxial orientation, and a low molecular weight liquid crystal is dispersed in the thin film, and the uniaxial optical axis of the thin film and the optical axis of the low molecular weight liquid crystal are substantially the same direction It is a feature that is aligned to.

従って、これにより、光散乱型液晶である高分子分散型液晶又はポリマーネットワーク型液晶とは異なり光散乱が起こらず偏光を用いた液晶表示素子に於いて高コントラストな表示が得られる点と、立下り時間を短くして液晶素子の応答性を向上させる、という特徴を有するものとなる。更に、本発明の液晶表示素子を構成する液晶層では、ポリマーネットワーク層が液晶表示素子全体に形成されている為、液晶素子基板上にポリマーの薄膜層を形成させてプレチルトを誘起させるPSA(Polymer Sustained Alignment)型液晶組成物と区別することができる。   Therefore, unlike the polymer dispersed liquid crystal or polymer network liquid crystal which is a light scattering type liquid crystal, light scattering does not occur, and high contrast display can be obtained in a liquid crystal display element using polarized light. It is characterized in that the response time of the liquid crystal element is improved by shortening the down time. Furthermore, in the liquid crystal layer constituting the liquid crystal display element of the present invention, the polymer network layer is formed on the entire liquid crystal display element, so a polymer thin film layer is formed on the liquid crystal element substrate to induce pretilt. It can be distinguished from a sustained alignment) liquid crystal composition.

斯かる液晶層は、例えば、重合性単量体成分(A)及び前記液晶組成物(B)を必須成分とする重合性液晶組成物を重合させることにより製造することができる。具体的には、前記重合性液晶組成物が液晶相を示した状態で、該重合性液晶組成物中の重合性単量体成分(A)を重合させることにより、分子量が増加して液晶組成物(B)と重合体(もしくは共重合体)に相分離させることにより前記液晶層を形成することができる。   Such a liquid crystal layer can be produced, for example, by polymerizing a polymerizable liquid crystal composition containing the polymerizable monomer component (A) and the liquid crystal composition (B) as essential components. Specifically, the molecular weight is increased by polymerizing the polymerizable monomer component (A) in the polymerizable liquid crystal composition in a state where the polymerizable liquid crystal composition exhibits a liquid crystal phase, and thus the liquid crystal composition The liquid crystal layer can be formed by phase separation of the substance (B) and the polymer (or copolymer).

ここで、二相に分離する形態は、含有する液晶組成物(B)の種類やモノマーの種類に依存する。例えば、液晶組成物(B)中にモノマー相が無数に島状の核として発生して成長するバイノーダル分解で相分離構造を形成しても良く、液晶組成物(B)中にモノマー相との濃度の揺らぎから相分離するスピノーダル分解により相分離構造を形成しても良い。バイノーダル分解によるポリマーネットワークを形成させるには、モノマーの反応速度が速い化合物を用いることにより可視光の波長より小さい大きさのモノマーの核を無数に発生させて線状に連結させる構造によりナノオーダーの相分離構造が形成されるので好ましい。結果としてモノマー相に於ける重合が進むと相分離構造に依存して可視光の波長より短い空隙間隔のポリマーネットワークが形成される。一方、ポリマーネットワークの空隙は液晶組成物(B)相の相分離によるもので、この空隙の大きさが可視光の波長より小さいと、光散乱性が無く高コントラストで、且つポリマーネットワークからのアンカーリング力の影響が強まり立下り時間が短くなり高速応答の液晶表示素子が得られるようになり特に好ましい。バイノーダル分解に於けるモノマー相の核生成は、化合物の種類や組合せによる相溶性の変化や、反応速度、温度等のパラメータに影響され適宜必要に応じて調整することが好ましい。反応速度は、紫外線重合の場合は、モノマーの官能基や重合開始剤の種類及び含有量、紫外線照射強度によるもので反応性を促進するように紫外線照射条件を適宜調整すれば良く、少なくとも2mW/cm以上の紫外線照射強度が好ましい。スピノーダル分解では周期性のある二相の濃度の揺らぎによる相分離微細構造が得られるので可視光波長より小さい均一な空隙間隔を容易に形成するので好ましい。重合性単量体成分(A)の含有量を増加させると、温度の影響で液晶組成物(B)高濃度相とモノマー高濃度相との二相分離する相転移温度が存在する。二相分離転移温度より高い温度では等方相を示すが、低いと分離が起こり均一な相分離構造が得られず好ましくない。温度変化により二相分離する場合は、二相分離温度より高い温度に於いて相分離構造を形成させることが好ましい。上述した何れの場合も、液晶組成物(B)の配向状態と同様の配向状態を保持しながらポリマーネットワークを形成させることができる。Here, the form of separation into two phases depends on the type of liquid crystal composition (B) contained and the type of monomer. For example, in the liquid crystal composition (B), a number of monomer phases may be generated as island-like nuclei and grow to form a phase separation structure by bimodal decomposition, and the liquid crystal composition (B) may form a phase separation structure. The phase separation structure may be formed by spinodal decomposition in which phase separation occurs from concentration fluctuations. In order to form a polymer network by bimodal decomposition, by using a compound having a high reaction rate of monomers, it is possible to generate an infinite number of nuclei of monomers having a size smaller than the wavelength of visible light and link them linearly. It is preferable because a phase separation structure is formed. As a result, when polymerization in the monomer phase proceeds, a polymer network having a gap distance shorter than the wavelength of visible light is formed depending on the phase separation structure. On the other hand, the voids of the polymer network are due to phase separation of the liquid crystal composition (B) phase, and if the size of the voids is smaller than the wavelength of visible light, there is no light scattering and high contrast, and anchors from the polymer network The influence of the ring force is intensified, the fall time is shortened, and a liquid crystal display element with high response speed can be obtained, which is particularly preferable. Nucleation of the monomer phase in bimodal decomposition is preferably adjusted as necessary, affected by the change in compatibility depending on the kind and combination of compounds, reaction rate, temperature and other parameters. In the case of ultraviolet polymerization, the reaction rate depends on the functional group of the monomer, the type and content of the polymerization initiator, and the ultraviolet irradiation intensity, and the ultraviolet irradiation conditions may be appropriately adjusted to promote the reactivity, at least 2 mW / Ultraviolet radiation intensity of cm 2 or more is preferred. Spinodal decomposition is preferable because a phase separation microstructure can be obtained due to fluctuations in the concentration of two phases having periodicity, and a uniform gap spacing smaller than the visible light wavelength can be easily formed. When the content of the polymerizable monomer component (A) is increased, there is a phase transition temperature at which two phases of liquid crystal composition (B) high concentration phase and monomer high concentration phase separate under the influence of temperature. If the temperature is higher than the two-phase separation transition temperature, an isotropic phase is exhibited. When two-phase separation occurs due to temperature change, it is preferable to form a phase separation structure at a temperature higher than the two-phase separation temperature. In any of the cases described above, the polymer network can be formed while maintaining the same alignment state as the alignment state of the liquid crystal composition (B).

ここで、前記した重合性液晶組成物は、重合性単量体成分(A)、前記液晶組成物(B)、及び必要に応じて重合開始剤を含むものであるが、前記重合性単量体成分(A)を重合性液晶組成物中、0.5〜20質量%、好ましくは1〜10質量%となる割合で用いることが液晶組成物(B)相の相分離とポリマーネットが良好に形成される点から好ましい。従って、本発明では、前記液相層は、ポリマーネットワーク(A)と液晶組成物(B)との総質量に対して、ポリマーネットワーク(A)が0.5〜20質量%、特に1〜10質量%となる割合で存在していることが好ましい。   Here, the above-mentioned polymerizable liquid crystal composition includes the polymerizable monomer component (A), the liquid crystal composition (B), and, if necessary, the polymerization initiator, the polymerizable monomer component When (A) is used in a proportion of 0.5 to 20% by mass, preferably 1 to 10% by mass in the polymerizable liquid crystal composition, the phase separation of the liquid crystal composition (B) and the polymer net are well formed. It is preferable from the point of being Therefore, in the present invention, the liquid phase layer contains 0.5 to 20% by mass, particularly 1 to 10% by mass of the polymer network (A) based on the total mass of the polymer network (A) and the liquid crystal composition (B). It is preferable to exist in the ratio used as mass%.

重合性液晶組成物を重合させる際、重合相分離構造形成過程に於いては、モノマー高濃度相と液晶高濃度相の二相が形成されるが、重合開始剤は、通常、モノマー又は液晶の何れかの親和性の高い方に集まり易くなり濃度の局在化が起こる。   When polymerizing a polymerizable liquid crystal composition, two phases of a monomer high concentration phase and a liquid crystal high concentration phase are formed in the process of forming a polymer phase separation structure, but the polymerization initiator is usually a monomer or a liquid crystal Concentration localization tends to occur, as it tends to collect in any of the higher affinity groups.

ここで、重合開始剤がモノマー高濃度相に偏在化する場合には、モノマーの重合が促進される一方で、液晶高濃度相に残存するモノマーの重合が進み難くなる。この場合、光開始剤濃度が低くなった液晶高濃度相中の残存モノマーは、モノマー高濃度相へ凝集性などの作用により集まることで架橋する。   Here, when the polymerization initiator is localized in the monomer high concentration phase, the polymerization of the monomer is promoted, but the polymerization of the monomer remaining in the liquid crystal high concentration phase is difficult to proceed. In this case, the remaining monomer in the liquid crystal high concentration phase in which the photoinitiator concentration is lowered is crosslinked by being collected to the monomer high concentration phase by the action of aggregation and the like.

逆に、重合開始剤が液晶高濃度相に偏在化する場合には、液晶高濃度相の残存モノマーの重合が促進されるようになり、液晶中の残存モノマーの分子量が増加すると伴に、新たに重合相分離構造を形成する場合やモノマー高濃度相へ凝集する場合などが考えられ、液晶高濃度相の残存モノマーは液晶相に溶存する光開始剤の効果で重合が進み易くなるので好ましい。又、液晶高濃度相の残存モノマーが光開始剤の効果で重合相分離が進み新たにポリマーネットワークを形成することも好ましい。   On the contrary, when the polymerization initiator is localized in the liquid crystal high concentration phase, the polymerization of the residual monomer in the liquid crystal high concentration phase is promoted, and the molecular weight of the residual monomer in the liquid crystal is increased. In the case of forming a polymer phase separation structure or in the case of aggregation into a monomer high concentration phase, the remaining monomer in the liquid crystal high concentration phase is preferable because polymerization tends to proceed by the effect of the photoinitiator dissolved in the liquid crystal phase. It is also preferable that the residual monomer of the liquid crystal high concentration phase proceed with the polymerization phase separation by the effect of the photoinitiator to newly form a polymer network.

形成されたポリマーネットワークは、液晶組成物(B)の配向に倣うように光学異方性を示す。ポリマーネットワーク中の液晶層の形態としては、ポリマーの3次元ネットワーク構造中に液晶組成物(B)が連続層をなす構造、液晶組成物(B)のドロップレットがポリマー中に分散している構造、又は両者が混在する構造、更に、両基板面を起点にポリマーネットワーク層が存在し、対面基板との中心付近では液晶層のみである構造が挙げられる。何れもの構造もポリマーネットワークの作用により0〜90°のプレチルト角が液晶素子基板界面に対して誘起されていることが好ましいが、前記各構造のなかでも特にポリマーの3次元ネットワーク構造中に液晶組成物(B)が連続層をなす構造のものが、液晶分子のプレチルトの安定性に優れる点から好ましい。ここで、液相層を構成するポリマーネットワークは、共存する液晶組成物(B)を液晶セルの配向膜が示す配向方向へ配向させる機能を有することが好ましく、更に、ポリマー界面方向に対して低分子液晶をプレチルトさせる機能を有していることも好ましい。ポリマー界面に対して低分子液晶をプレチルトさせるモノマーを導入すると透過率の向上や液晶素子の駆動電圧を低くさせるのに有用で好ましい。又、屈折率異方性を有しても良く、配向方向へ液晶を配向させる機能は、メソゲン基を有するモノマーを用いることが好ましい。又、電圧を印加しながら紫外線照射等によりポリマーネットワークを形成させてプレチルトを形成させても良い。   The formed polymer network exhibits optical anisotropy so as to follow the orientation of the liquid crystal composition (B). As a form of the liquid crystal layer in the polymer network, a structure in which the liquid crystal composition (B) forms a continuous layer in a three-dimensional network structure of the polymer, and a structure in which droplets of the liquid crystal composition (B) are dispersed in the polymer Or a structure in which both are mixed, and further, a structure in which a polymer network layer exists from both substrate surfaces and is only a liquid crystal layer in the vicinity of the center with the facing substrate. In any structure, it is preferable that a pretilt angle of 0 to 90 ° is induced to the liquid crystal element substrate interface by the action of the polymer network. The structure in which the product (B) forms a continuous layer is preferable from the viewpoint of the stability of the pretilt of liquid crystal molecules. Here, the polymer network constituting the liquid phase layer preferably has a function of orienting the coexisting liquid crystal composition (B) in the orientation direction indicated by the orientation film of the liquid crystal cell, and further, low relative to the polymer interface direction It is also preferable to have a function of pretilting the molecular liquid crystal. It is useful and preferable to introduce a monomer for pretilting the low molecular weight liquid crystal with respect to the polymer interface for improving the transmittance and lowering the driving voltage of the liquid crystal element. Moreover, it may have refractive index anisotropy, and it is preferable to use a monomer having a mesogen group for the function of aligning liquid crystals in the alignment direction. Alternatively, a pretilt may be formed by forming a polymer network by ultraviolet irradiation or the like while applying a voltage.

斯かる観点から重合性単量体成分(A)は、液晶性のモノマーを使用することが好ましい。即ち、本発明の液晶表示素子は、液晶相中に液晶表示素子全面にポリマーネットワーク層が形成され、液晶相が連続している構造であって、ポリマーネットワークの配向容易軸や一軸の光学軸が低分子液晶の配向容易軸と略同一方向であること、また、低分子液晶のプレチルト角を誘起するようにポリマーネットワークを形成させることが、オフ応答の速度を高めることができる点から好ましく、そのため重合性単量体成分(A)を構成する重合性モノマーは、分子構造中にメソゲン構造を持つ液晶性のモノマーであることが好ましい。なお、本発明における液晶表示素子は、前記ポリマーネットワーク層が、ポリマーネットワークの平均空隙間隔が可視光の波長より小さい大きさであること、即ち450nm未満の平均空隙間隔であることが、光散乱は起こらなくなる点から好ましい。   From such a viewpoint, it is preferable to use a liquid crystalline monomer as the polymerizable monomer component (A). That is, the liquid crystal display device of the present invention has a structure in which a polymer network layer is formed on the entire surface of the liquid crystal display device in the liquid crystal phase and the liquid crystal phase is continuous, and the alignment easy axis or uniaxial optical axis of the polymer network is It is preferable to form a polymer network so as to induce the pretilt angle of the low molecular weight liquid crystal, because the speed of the off response can be increased, and therefore, it is preferable that the direction is substantially the same as the alignment easy axis of the low molecular weight liquid crystal. The polymerizable monomer constituting the polymerizable monomer component (A) is preferably a liquid crystalline monomer having a mesogenic structure in its molecular structure. In the liquid crystal display element according to the present invention, it is preferable that the polymer network layer has a size in which the average gap distance of the polymer network is smaller than the wavelength of visible light, that is, the average gap distance is less than 450 nm. It is preferable because it does not occur.

斯かる液晶性のモノマーとしては、下記一般式(P1)   As such a liquid crystalline monomer, the following general formula (P1)

Figure 0006501134
Figure 0006501134

で表されるものが挙げられる。 What is represented by

ここで、Zp11は、フッ素原子、シアノ基、水素原子、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜15のアルキル基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜15のアルコキシ基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜15のアルケニル基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜15のアルケニルオキシ基又は−Spp12−Rp12を表す。これらのなかでも、Zp11としては、フッ素原子、酸素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜15のアルキル基を使用することが液晶表示素子の電圧保持率を高くすることが可能になる点から好ましく、また、チルトの安定性の点から−Spp12−Rp12であることが好ましい。Here, Z p11 may be a fluorine atom, a cyano group, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms in which a hydrogen atom may be substituted by a halogen atom, or a hydrogen atom may be substituted by a halogen atom Alkoxy group having 1 to 15 carbon atoms, alkenyl group having 1 to 15 carbon atoms in which a hydrogen atom may be substituted with a halogen atom, 1 to 15 carbon atoms in which a hydrogen atom may be substituted for a halogen atom or alkenyloxy group represents an -Sp p12 -R p12. Among these, using a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms in which an oxygen atom may be substituted by a halogen atom as Z p11 can increase the voltage holding ratio of the liquid crystal display element. preferably from the viewpoint of it becomes possible and is preferably -Sp p12 -R p12 from the viewpoint of the stability of the tilt.

ここで、Rp11およびRp12はそれぞれ独立に以下の式(RP11−1)から式(PP11−8)Here, R p11 and R p12 are each independently from the following formula (RP11-1) to the formula (PP11-8)

Figure 0006501134
Figure 0006501134

のいずれかを表し(式中、*は結合点を示す)、前記式(RP11−1)〜(RP11−8)中、RP111〜RP112はお互いに独立して、水素原子、炭素原子数1〜5個のアルキル基であり、tM11は0、1または2を表す。これらのなかでも特に前記式(RP11−1)で表され、かつ、該式中のRP111としては水素原子又はメチル基である、(メタ)アクリロイル基であることが、液晶表示素子の製造時にモノマーを重合させる際の紫外線照射量を低くすることが可能になる、液晶材料への紫外線照射量を必要最低限に保つことができ、液晶材料及び液晶表示素子の劣化を避けることができる点から好ましい。In the formulas (RP11-1) to (RP11-8), R P111 to R P112 independently of one another represent a hydrogen atom or a carbon atom number. 1 to 5 alkyl groups, t M11 represents 0, 1 or 2; Among them, it is particularly preferable to use a (meth) acryloyl group which is represented by the above-mentioned formula (RP11-1) and which is a hydrogen atom or a methyl group as R P111 in the formula at the time of producing a liquid crystal display element It is possible to reduce the amount of UV irradiation when polymerizing the monomer, to keep the UV irradiation amount to the liquid crystal material to the minimum necessary, and to prevent the deterioration of the liquid crystal material and the liquid crystal display element preferable.

前記Rp11およびRp12として挙げた式(RP11−1)から式(PP11−8)の中でも特に、下記式(RP11−1)から式(RP11−4)Among the formulas (RP11-1) to (PP11-8) listed as R p11 and R p12 , in particular, the following formula (RP11-1) to the formula (RP11-4)

Figure 0006501134
Figure 0006501134

で表されるものが反応性に優れる点から好ましく、特に式(RP11−1)で表されるものが好ましい。 Are preferred from the viewpoint of excellent reactivity, and in particular, those represented by the formula (RP11-1).

Spp11およびSpp12は、それぞれ独立して、単結合、炭素原子数1〜12の直鎖もしくは分岐状アルキレン基、又は、この直鎖もしくは分岐状のアルキレン構造の炭素原子は、酸素原子が隣接しない条件で、酸素原子もしくはカルボニル基で置換された化学構造を有する構造部位を表す。これらのなかでも、特に、炭素原子数1〜12の直鎖もしくは分岐状アルキレン基は、液晶材料(B)との相溶性を高めるので好ましく、液晶分子が持つアルキル基と同程度の炭素原子数1〜6のものが特に好ましい。ここで、重合性単量体成分(A)と液晶材料(B)との相溶性が十分でない場合や、前記した重合開始剤(C)の液晶材料(B)への相溶性が十分でない場合には、ポリマーネットワークの密度が粗になる部分と密になる部分ができるため素子特性に影響を及ぼし面内の特性が不均一となり易いが、本発明において重合性単量体成分(A)と液晶材料(B)との相溶性が良好なる場合には、重合開始剤(C)と液晶材料(B)との相溶性が良好なものとなることと相俟って、一様な重合相分離構造が形成され、液晶中の均一なポリマーネットワークを形成されて液晶表示素子の特性が面内で一定になる、という特長を有する。ここで、炭素原子数1〜12の直鎖もしくは分岐状アルキレン基であるSpp11とSpp12とを有する場合、これらが同一のものであることが該モノマーの製造が容易であること、また、アルキレン鎖長の異なる複数種の化合物の使用割合を調整することによって物性調整が容易となる点から好ましい。一方、Spp11およびSpp12が単結合である場合には、モノマーが基板面に集まり易く、ポリマーネットワークを形成する傾向よりも垂直配向膜表面に薄膜を形成する傾向が強くなるため、ポリマーネットワーク形成による高速応答の効果よりも配向膜にプレチルトを付与し固定化する効果がより強くなる。Sp p11 and Sp p12 are each independently a single bond, a linear or branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, or a carbon atom of this linear or branched alkylene structure is adjacent to an oxygen atom And a structural moiety having a chemical structure substituted with an oxygen atom or a carbonyl group under the conditions not described. Among them, in particular, a linear or branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms is preferable because it enhances the compatibility with the liquid crystal material (B), and the number of carbon atoms is about the same as the alkyl group possessed by liquid crystal molecules. Those of 1 to 6 are particularly preferred. Here, when the compatibility between the polymerizable monomer component (A) and the liquid crystal material (B) is not sufficient, or when the compatibility of the polymerization initiator (C) with the liquid crystal material (B) is not sufficient. In this case, since the polymer network has a portion where the density of the polymer network is rough and a portion where it is dense, the device properties are affected and the in-plane characteristics tend to be uneven. However, in the present invention, the polymerizable monomer component (A) and When the compatibility with the liquid crystal material (B) is good, the uniform polymerization phase is combined with the good compatibility between the polymerization initiator (C) and the liquid crystal material (B). The separation structure is formed, and a uniform polymer network in the liquid crystal is formed to make the characteristics of the liquid crystal display element constant in the plane. Here, in the case of having Sp p11 and Sp p12 which are linear or branched alkylene groups having 1 to 12 carbon atoms, it is easy for the production of the monomer that they are identical, and It is preferable from the point which physical-property adjustment becomes easy by adjusting the use ratio of several types of compounds in which alkylene chain length differs. On the other hand, when Sp p11 and Sp p12 are single bonds, the monomers tend to be collected on the substrate surface, and the tendency to form a thin film on the surface of the vertical alignment film is stronger than the tendency to form a polymer network. The effect of applying pretilt to the alignment film and immobilizing it becomes stronger than the effect of high-speed response by.

また、重合性液晶組成物中の重合性単量体成分(A)の含有率が0.5質量%未満である場合には、前記した配向膜にプレチルト角を付与し固定化する点から、Spp11およびSpp12は単結合であることが好ましく、一方、該含有率が0.5質量%〜20質量%の範囲である場合には、Spp11およびSpp12は炭素原子数1〜12の直鎖もしくは分岐状アルキレン基であることがオフ応答速度を速めるポリマーネットワークを形成できる点から好ましい。特にオフ応答速度と低駆動電圧の点から1質量%〜10質量%の範囲であることが好ましい。また、前記した直鎖もしくは分岐状アルキレン基は、炭素原子数としては、2〜8が好ましく、2〜6が更に好ましい。また、アルキレン基上の炭素原子を酸素原子が隣接しない条件で酸素原子もしくはカルボニル基で置換することは好ましい。特に酸素原子をMP11やMP13に結合する位置で導入すると、液晶材料全体としての液晶上限温度の拡大や重合時における紫外線感度を増加させることが可能になる点から好ましい。When the content of the polymerizable monomer component (A) in the polymerizable liquid crystal composition is less than 0.5% by mass, a pretilt angle is given to the above-mentioned alignment film and fixed. Sp p11 and Sp p12 are preferably single bonds, while when the content is in the range of 0.5% by mass to 20% by mass, Sp p11 and Sp p12 have 1 to 12 carbon atoms. A linear or branched alkylene group is preferable because it can form a polymer network that accelerates the off response speed. In particular, the range of 1% by mass to 10% by mass is preferable in terms of the off response speed and the low drive voltage. Moreover, as a carbon atom number, 2-8 are preferable and, as for the linear or branched alkylene group mentioned above, 2-6 are more preferable. Moreover, it is preferable to substitute the carbon atom on an alkylene group by an oxygen atom or a carbonyl group on the conditions which an oxygen atom does not adjoin. In particular, it is preferable to introduce an oxygen atom at a position bonded to MP 11 or MP 13 from the viewpoint that it is possible to expand the liquid crystal upper limit temperature of the whole liquid crystal material and to increase the ultraviolet sensitivity at the time of polymerization.

次に、前記一般式(P1)中、Lp11及びLp12はそれぞれ独立して、単結合、−O−、−S−、−CH−、−OCH−、−CHO−、−CO−、−C−、−COO−、−OCO−、−OCOOCH−、−CHOCOO−、−OCHCHO−、−CO−NRP113−、−NRP113−CO−、−SCH−、−CHS−、−CH=CRP113−COO−、−CH=CRP113−OCO−、−COO−CRP113=CH−、−OCO−CRaP113=CH−、−COO−CRP113=CH−COO−、−COO−CRP113=CH−OCO−、−OCO−CRP113=CH−COO−、−OCO−CRP113=CH−OCO−、−(CHtm12−C(=O)−O−、−(CHtm12−O−(C=O)−、−O−(C=O)−(CHtm12−、−(C=O)−O−(CHtm12−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CF−、−CFO−、−OCF−、−CFCH−、−CHCF−、−CFCF−、−C≡C−、−N=N−、−CH=N−又は−C=N−N=C−(式中、RP113はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1〜4のアルキル基を表し、前記式中、tm12は1〜4の整数を表す。)を表す。Next, in the general formula (P1), L p11 and L p12 are each independently a single bond, -O-, -S-, -CH 2- , -OCH 2- , -CH 2 O-,- CO -, - C 2 H 4 -, - COO -, - OCO -, - OCOOCH 2 -, - CH 2 OCOO -, - OCH 2 CH 2 O -, - CO-NR P113 -, - NR P113 -CO- , -SCH 2- , -CH 2 S-, -CH = CR P113 -COO-, -CH = CR P113 -OCO- , -COO-CR P113 = CH-, -OCO-CR aP113 = CH-, -COO -CR P113 = CH- COO- , -COO-CR P113 = CH-OCO-, -OCO-CR P113 = CH-COO-, -OCO-CR P113 = CH-OCO-,-(CH 2 ) tm12 -C ( O) -O -, - (CH 2) tm12 -O- (C = O) -, - O- (C = O) - (CH 2) tm12 -, - (C = O) -O- (CH 2 ) tm12 -, - CH = CH -, - CF = CF -, - CF = CH -, - CH = CF -, - CF 2 -, - CF 2 O -, - OCF 2 -, - CF 2 CH 2 - , -CH 2 CF 2 -, - CF 2 CF 2 -, - C≡C -, - N = N -, - CH = in N- or -C = N-N = C- (wherein, R P113 each And independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, wherein tm12 represents an integer of 1 to 4).

これらのなかでも重合性単量体成分(A)の液晶性が高く、液晶表示素子における配向ムラ抑止の観点から、単結合、−C−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−(CH−C(=O)−O−、−(CH−O−(C=O)−、−O−(C=O)−(CH−、−(C=O)−O−(CH−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CFO−、−OCF−、−CFCH−、−CHCF−、−CFCF−、−C≡C−、−N=N−、又は−C=N−N=C−が好ましい。Liquid crystal is high in these within any polymerizable monomer component (A), in view of the irregular alignment deterrence in the liquid crystal display device, a single bond, -C 2 H 4 -, - COO -, - OCO -, - CH = CH-COO -, - OCO -CH = CH -, - (CH 2) 2 -C (= O) -O -, - (CH 2) 2 -O- (C = O) -, - O- ( C = O) - (CH 2 ) 2 -, - (C = O) -O- (CH 2) 2 -, - CH = CH -, - CF = CF -, - CF = CH -, - CH = CF -, - CF 2 O -, - OCF 2 -, - CF 2 CH 2 -, - CH 2 CF 2 -, - CF 2 CF 2 -, - C≡C -, - N = N-, or -C = N-N = C- is preferable.

また、モノマーに光異性化する機能を付与することによりワイゲルト効果を用いた光による光配列機能が利用できることから、−CH=CH−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、または−N=N−が好ましく、−CH=CH−と−N=N−を選択すること、なかでも−N=N−であることが好ましい。また、ポリマーネットワークの配向性を高くする観点から特に−N=N−であることが好ましい。   In addition, since the photoalignment function by light using the Weigert effect can be used by providing the monomer with a function of photoisomerization, -CH = CH-, -CF = CF-, -CF = CH-, -CH = It is preferable to select CF- or -N = N-, and to select -CH = CH- and -N = N-, in particular -N = N-. Further, from the viewpoint of enhancing the orientation of the polymer network, it is particularly preferable that -N = N-.

つぎに、一般式(P1)中のMp11、Mp12およびMp13は、それぞれ独立に1,4−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,2−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1,3−シクロヘキシレン基、1,2−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,3−シクロヘキセニレン基、1,2−シクロヘキセニレン基、アントラセン−2,6−ジイル基、フェナントレン−2,7−ジイル基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、ナフタレン−1,4−ジイル基、インダン−2,5−ジイル基、フルオレン−2,6−ジイル基、フルオレン−1,4−ジイル基、フェナントレン−2,7−ジイル基、アントラセン−2,6−ジイル基、アントラセン−1,4−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、或いは、これらの芳香核に炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルキル基、炭素原子数1〜12のアルコキシ基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、又はニトロ基で置換された構造が挙げられる。Next, M p11 , M p12 and M p13 in the general formula (P1) are each independently 1,4-phenylene group, 1,3-phenylene group, 1,2-phenylene group, 1,4-cyclohexylene Group, 1,3-cyclohexylene group, 1,2-cyclohexylene group, 1,4-cyclohexenylene group, 1,3-cyclohexenylene group, 1,2-cyclohexenylene group, anthracene-2, 6 -Diyl group, phenanthrene-2,7-diyl group, pyridine-2,5-diyl group, pyrimidine-2,5-diyl group, naphthalene-2,6-diyl group, naphthalene-1,4-diyl group, indane -2,5-diyl group, fluorene-2,6-diyl group, fluorene-1,4-diyl group, phenanthrene-2,7-diyl group, anthracene-2,6-diyl group, anthrase The number of carbon atoms in these aromatic nuclei is preferably selected from the group consisting of benzene-1,4-diyl, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl and 1,3-dioxane-2,5-diyl. 1 to 12 alkyl group, halogenated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, halogenated alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, halogen atom, cyano group, or nitro group And a structure substituted by

また、前記Mp11、Mp12およびMp13は、これらの構造の芳香核に−Spp11−Rp11が置換されたものが、反応性に優れたラジカル重合性単量体となる点から好ましい。この時のRp11としては式(RP11−1)でかつ、RP111としては水素原子、もしくはメチル基である(メタ)アクリロイル基であることが好ましい。Further, it is preferable that M p11 , M p12 and M p13 be those in which the aromatic nucleus of these structures is substituted with -S p11 -R p11 from the viewpoint of becoming a radical polymerizable monomer excellent in reactivity. At this time, it is preferable that R p11 be a formula (RP 11-1), and R p 111 be a hydrogen atom or a (meth) acryloyl group which is a methyl group.

これらのなかでも特に 1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、アントラセン−2,6−ジイル基、フェナントレン−2,7−ジイル基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、インダン−2,5−ジイル基、フルオレン−2,6−ジイル基、フルオレン−1,4−ジイル基、フェナントレン−2,7−ジイル基、アントラセン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、2,3−ジフロロ−1,4−フェニレン基、2−フロロ−1,4−フェニレン基が液晶との相溶性の点から好ましい。   Among these, 1,4-phenylene, 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, anthracene-2,6-diyl, phenanthrene-2,7-diyl, pyridine-2 3,5-diyl group, pyrimidine-2,5-diyl group, naphthalene-2,6-diyl group, indane-2,5-diyl group, fluorene-2,6-diyl group, fluorene-1,4-diyl group Phenanthrene-2,7-diyl group, anthracene-2,6-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group or 1,3-dioxane-2,5-diyl group, A 2,3-difluoro-1, 4-phenylene group and a 2-fluoro-1, 4-phenylene group are preferable from the point of compatibility with a liquid crystal.

また、一般式(P1)中、mp12は1又は2を表し、mp13及びmp14はそれぞれ独立して、0、1、2又は3を表し、mp11及びmp15はそれぞれ独立して1、2又は3を表す。ここで、Zp11が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Rp11が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Rp12が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Spp11が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Spp12が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Lp11が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Lp12が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Mp12が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Mp13が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよいで表される化合物であることが好ましい。また、当該材料は1種又は2種以上含有することが好ましい。Further, in the general formula (P1), mp12 represents 1 or 2, mp13 and mp14 each independently represent 0, 1, 2 or 3, m pi 1 and m p15 is 1, 2, or independently Represents 3 Here, when a plurality of Z p11 are present, they may be the same or different, and when a plurality of R p11 are present, they may be the same or different, and R p12 is When a plurality of Sp p11 are present, they may be the same or different; when a plurality of Sp p11 are present, they may be the same or different; when a plurality of Sp p12 is present They may be the same or different, and when a plurality of L p11 are present, they may be the same or different, and when a plurality of L p12 are present, they are the same. May also be different, and when there are a plurality of M p12 , they may be the same or different, and when there are a plurality of M p13 , they may be the same or different so It is preferably a compound that is. Moreover, it is preferable that the said material contains 1 type or 2 types or more.

また、前記したmp12〜mp14は、それらの合計が1〜6の範囲であることが好ましく、2〜4の範囲、なかでも2であることが特に好ましい。2種以上のモノマーを使用する場合には、モノマー全体中の当該モノマーの濃度とmp12〜mp14の合計を乗じて計算する平均数が、1.6〜2.8になるように設定することが好ましく、1.7〜2.4にする事が更に好ましく、1.8〜2.2にすることが特に好ましい。Further, m p12 ~m p14 described above is preferably their sum is in the range of 1-6, 2-4 in the range, and particularly preferably among them 2. When two or more types of monomers are used, the average number calculated by multiplying the concentration of the monomers in the entire monomer and the sum of m p12 to m p14 is set to 1.6 to 2.8. Is more preferably 1.7 to 2.4, and particularly preferably 1.8 to 2.2.

p11及びmp15の合計は1〜6が好ましく、2〜4が更に好ましく、2が特に好ましい。2種以上のモノマーを使用する場合には、モノマー全体中の当該モノマーの濃度とmp1p15合計を乗じて計算する平均数が、1.6〜2.8になるように設定することが好ましく、1.7〜2.4にする事が更に好ましく、1.8〜2.2にすることが特に好ましい。平均数が1に近いと、液晶表示素子の駆動電圧を低減できる傾向があり、平均数が高いとオフ応答を速くできる傾向がある。1-6 are preferable, as for the sum of mp11 and mp15 , 2-4 are more preferable, and 2 is especially preferable. When two or more types of monomers are used, the average number calculated by multiplying the concentration of the monomers in the entire monomer and the sum of m p1 and p15 may be set to 1.6 to 2.8. Preferably, it is more preferably 1.7 to 2.4, and particularly preferably 1.8 to 2.2. When the average number is close to 1, the drive voltage of the liquid crystal display element tends to be reduced, and when the average number is high, the off-response tends to be quick.

p11、Mp12およびMp13へのフッ素原子による置換は、液晶表示素子の電圧保持率を悪化させることなく、液晶材料と重合体もしくは共重合体との相互作用の大きさや溶解性を制御できるため好ましい。好ましい置換数は、1〜4である。Substitution of M p11 , M p12 and M p13 with fluorine atoms can control the size and solubility of the interaction between the liquid crystal material and the polymer or copolymer without deteriorating the voltage holding ratio of the liquid crystal display device Because it is preferable. The preferred substitution number is 1 to 4.

以上詳述した式(P1)の中でも、下記式(P2−1)〜(P2−11)で表される化合物を使用することは、チルト角の経時変化を抑制に有効である。   Use of the compounds represented by the following formulas (P2-1) to (P2-11) among the formulas (P1) described in detail above is effective for suppressing the temporal change of the tilt angle.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、RP21、RP22はそれぞれ独立的に水素原子もしくはメチル基を表す)
このような化合物は有用であるものの、液晶材料中への溶解性が良好でない場合ある。従って、このような化合物は使用するモノマー全体において、90質量%以下含有することが好ましく、70質量%以下含有することが更に好ましく、50質量%以下含有することが特に好ましい。
(Wherein, R P21 and R P22 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group)
Although such compounds are useful, their solubility in liquid crystal materials may not be good. Accordingly, the content of such a compound is preferably 90% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, and particularly preferably 50% by mass or less, based on the total amount of monomers used.

また、式(P1)の中でも、下記式(P3−1)〜(P3−11)で表される化合物を使用することは、チルト角の経時変化の抑制と液晶材料中への溶解性確保の両立を図れることから好ましい。   Moreover, using the compounds represented by the following formulas (P3-1) to (P3-11) among the formula (P1) is to suppress the temporal change of the tilt angle and to ensure the solubility in the liquid crystal material. It is preferable because coexistence can be achieved.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、RP31、RP32はそれぞれ独立的に水素原子もしくはメチル基を表し、mP31は0または1の整数を表し、mP31が0の場合、mP32は1〜6の整数を表し、mp31が1の場合、mP32は2〜6の整数を表す)(Wherein R P31 and R P32 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, mP 31 represents an integer of 0 or 1, and mP 32 represents an integer of 1 to 6 when mP 31 is 0, and mp 31 is In the case of 1, mP32 represents an integer of 2 to 6)

式(P1)の中でも、下記式(P4−1)〜(P4−11)で表される化合物を使用することは、オフ応答を効果的に改善するのに有用であることから好ましい。   It is preferable to use compounds represented by the following formulas (P4-1) to (P4-11) among the formula (P1) because they are useful for effectively improving the off response.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、RP41、RP42はそれぞれ独立的に水素原子もしくはメチル基を表し、mP42及びmP43はそれぞれ独立的に0または1の整数を表し、mP42が0の場合、mP41は1〜6の整数を表し、mp42が1の場合、mP41は2〜6の整数を表し、mP43が0の場合、mP44は1〜6の整数を表し、mP43が1の場合、mp44は2〜6の整数を表す)
このような化合物は使用するモノマー全体において、40質量%以上含有することが好ましく、50質量%以上含有することが更に好ましく、60質量%以上含有することが特に好ましい。
(Wherein R P41 and R P42 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, mP42 and mP43 each independently represent an integer of 0 or 1, and when mP42 is 0, mP41 is 1 to 6) MP41 represents an integer of 2 to 6 when mp42 is 1, mP44 represents an integer of 1 to 6 when mP43 is 0, and mp44 an integer of 2 to 6 when mP43 is 1. Represent)
Such a compound is preferably contained in an amount of 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and particularly preferably 60% by mass or more, in the whole monomer to be used.

式(P1)の中でも、メソゲン中にアリールエステル構造を有する、式(P5−1)〜(P5−11)で表される化合物は紫外線照射によって重合開始できる能力を有するため、重合開始剤の添加量を低減できるので好ましい。   Among the compounds of formula (P1), compounds represented by formulas (P5-1) to (P5-11) having an aryl ester structure in mesogen have the ability to initiate polymerization by irradiation with ultraviolet light, and thus the addition of a polymerization initiator It is preferable because the amount can be reduced.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、RP51、RP52はそれぞれ独立的に水素原子もしくはメチル基を表し、mP52及びmP53はそれぞれ独立的に0または1の整数を表し、mP52が0の場合、mP51は1〜6の整数を表し、mp52が1の場合、mP51は2〜6の整数を表し、mP53が0の場合、mP54は1〜6の整数を表し、mP53が1の場合、mp54は2〜6の整数を表す)
このような化合物の添加量が多いと液晶表示素子の電圧保持率が悪化する傾向があるので、使用するモノマー全体においで30質量%以下含有することが好ましく、20質量%以下含有することが更に好ましく、10質量%以下が特に好ましい。
(Wherein R P51 and R P52 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, mP52 and mP53 each independently represent an integer of 0 or 1, and when mP52 is 0, mP51 is 1 to 6) Represents an integer, when mp52 is 1, mP51 represents an integer of 2 to 6, when mP53 is 0, mP54 represents an integer of 1 to 6, and when mP53 is 1, mp54 is an integer of 2 to 6 Represent)
When the addition amount of such a compound is large, the voltage holding ratio of the liquid crystal display element tends to deteriorate, so the content is preferably 30% by mass or less in the whole monomer to be used, and further preferably 20% by mass or less. Preferably, 10% by mass or less is particularly preferable.

また、式(P1)の中でも式(P6−1)〜(P6−11)で表される化合物のようなメソゲン中に桂皮酸エステル基を導入することも好ましい。   Moreover, it is also preferable to introduce | transduce a cinnamate ester group in mesogen like compounds represented by Formula (P6-1)-(P6-11) among Formula (P1).

Figure 0006501134
Figure 0006501134

Figure 0006501134
Figure 0006501134

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、RP61、RP62はそれぞれ独立的に水素原子もしくはメチル基を表し、mP62及びmP63はそれぞれ独立的に0または1の整数を表し、mP62が0の場合、mP61は1〜6の整数を表し、mp62が1の場合、mP61は2〜6の整数を表し、mP63が0の場合、mP64は1〜6の整数を表し、mP63が1の場合、mp64は2〜6の整数を表す)(Wherein, R P61 and R P62 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, mP62 and mP63 each independently represent an integer of 0 or 1, and when mP62 is 0, mP61 is 1 to 6) Represents an integer, when mp62 is 1, mP61 represents an integer of 2 to 6; when mP63 is 0, mP64 represents an integer of 1 to 6; when mP63 is 1, mp64 represents an integer of 2 to 6 Represent)

また、式(P1)の中でも下記式(P7−1)〜(P7−5)で表されるような縮合環を有する化合物は、紫外線吸収域を単環化合物より可視光側にシフトさせることができるので、モノマーの感度調節の観点から好ましい。   In addition, compounds having a condensed ring as represented by the following formulas (P7-1) to (P7-5) among the formula (P1) may shift the ultraviolet absorption area to the visible light side from the single ring compound As it can be, it is preferable from the viewpoint of the sensitivity control of a monomer.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、RP71、RP72はそれぞれ独立的に水素原子もしくはメチル基を表し、mP72及びmP73はそれぞれ独立的に0または1の整数を表し、mP72が0の場合、mP71は1〜6の整数を表し、mp72が1の場合、mP71は2〜6の整数を表し、mP73が0の場合、mP74は1〜6の整数を表し、mP73が1の場合、mp74は2〜6の整数を表す。)
上記では好ましい化合物として2官能モノマーを例示したが、式(P1)の中でも式(P5−1)〜(P5−11)で表される化合物のような3官能モノマーの使用も好ましい。重合体もしくは共重合体の機械的強度を向上させることができる。また、メソゲン中にエステル結合を有しているものは、紫外線照射によって重合開始できる能力を有するため、重合開始剤の添加量を低減できるのでより好ましい。
(Wherein, R P71 and R P72 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, mP72 and mP73 each independently represent an integer of 0 or 1, and when mP72 is 0, mP71 is 1 to 6) Represents an integer, when mp72 is 1, mP71 represents an integer of 2 to 6, when mP73 is 0, mP74 represents an integer of 1 to 6, and when mP73 is 1, mp74 represents an integer of 2 to 6 Represent)
Although the bifunctional monomer was illustrated as a preferable compound in the above, use of trifunctional monomers like the compound represented by Formula (P5-1)-(P5-11) among Formula (P1) is also preferable. The mechanical strength of the polymer or copolymer can be improved. Moreover, since what has an ester bond in mesogen has the ability to start a superposition | polymerization by ultraviolet irradiation, since the addition amount of a polymerization initiator can be reduced, it is more preferable.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、RP81、およびRP83はそれぞれ独立的に水素原子もしくはメチル基を表し、mP72及びmP73はそれぞれ独立的に0または1の整数を表し、mP72が0の場合、mP71は1〜6の整数を表し、mp72が1の場合、mP71は2〜6の整数を表し、mP73が0の場合、mP74は1〜6の整数を表し、mP73が1の場合、mp74は2〜6の整数を表す。)(Wherein, R P81 and R P83 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, mP72 and mP73 each independently represent an integer of 0 or 1, and when mP72 is 0, mP71 is 1 to 6) MP71 represents an integer of 2 to 6 when mp72 is 1, mP74 represents an integer of 1 to 6 when mP73 is 0, and mp74 is an integer of 2 to 6 when mP73 is 1 Represents

また、式(P1)の中でも液晶表示素子の駆動電圧を調整する目的から下記式(P9−1)〜(P9−11)で表される化合物のような単官能モノマーの使用も好ましい。   Moreover, in order to adjust the drive voltage of a liquid crystal display element also in Formula (P1), use of monofunctional monomers like the compound represented by following formula (P9-1)-(P9-11) is also preferable.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、RP91は水素原子又はメチル基を表し、およびRP92は水素原子、または炭素原子数1〜18のアルキル基を表す)(Wherein, R P91 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R P92 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms)

また、式(P1)の中でもモノマーとして光異性化する機能を付与することは、ワイゲルト効果を用いた光による光配列機能が利用できるので好ましい。このような観点からは(P10−1)〜(P10−11)で表される化合物が好ましい。   Further, among the formula (P1), it is preferable to impart the photoisomerization function as a monomer, because the photoalignment function by light using the Weigert effect can be utilized. From such a viewpoint, compounds represented by (P10-1) to (P10-11) are preferable.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、RP101、RP102はそれぞれ独立的に水素原子もしくはメチル基を表し、mP102及びmP103はそれぞれ独立的に0または1の整数を表し、mP102が0の場合、mP101は1〜6の整数を表し、mp102が1の場合、mP101は2〜6の整数を表し、mP103が0の場合、mP104は1〜6の整数を表し、mP103が1の場合、mp104は2〜6の整数を表す)(Wherein, R P101 and R P102 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, mP102 and mP103 each independently represent an integer of 0 or 1, and when mP102 is 0, mP101 is 1 to 6) MP101 represents an integer of 2 to 6 when mp102 is 1, mP104 represents an integer of 1 to 6 when mP103 is 0, and mp104 an integer of 2 to 6 when mP103 is 1. Represent)

以上詳述した重合性単量体成分(A)は、上記した各種具体例で表される化合物を、下記一般式(V)   The polymerizable monomer component (A) described in detail above is a compound represented by the above-mentioned various specific examples, and is represented by the following general formula (V)

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、X及びXはそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Sp及びSpはそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数1〜12のアルキレン基又は−O−(CH−(式中、sは1〜11の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。)を表し、Uは炭素原子数2〜20の直鎖状もしくは分岐状の多価脂肪族炭化水素基又は炭素原子数5〜30の多価環状置換基を表すが、多価脂肪族炭化水素基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数5〜20のアルキル基(基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。)又は環状置換基により置換されていてもよく、kは1〜5の整数を表す。式中の全ての1,4−フェニレン基は、任意の水素原子が−CH、−OCH、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。)
または、下記一般式(VI)
(Wherein, X 1 and X 2 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and Sp 1 and Sp 2 each independently represent a single bond, an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, or -O- (CH 2 ) s — (wherein, s represents an integer of 1 to 11, and an oxygen atom is bonded to an aromatic ring), and U represents a linear or branched C 2-20 carbon atom Group represents a polyvalent aliphatic hydrocarbon group or a polyvalent cyclic substituent having 5 to 30 carbon atoms, and the polyvalent aliphatic hydrocarbon group may be substituted by an oxygen atom within the range where the oxygen atoms are not adjacent to each other And an alkyl group having 5 to 20 carbon atoms (the alkylene group in the group may be substituted by an oxygen atom within the range where the oxygen atom is not adjacent) or may be substituted by a cyclic substituent, k is 1 Represents an integer of 5 to 5. All 1,4-phenylenes in the formula Is any hydrogen atom -CH 3, -OCH 3, fluorine atom, or may be substituted by a cyano group.)
Or the following general formula (VI)

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、Xは、水素原子又はメチル基を表し、Spは、単結合、炭素原子数1〜12のアルキレン基又は−O−(CH−(式中、tは2〜11の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。)を表し、Vは炭素原子数2〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基又は炭素原子数5〜30の多価環状置換基、炭素原子数2〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン構造中の酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換された構造部位、これらの化学構造は、該構造を構成する炭素原子上の水素原子が、炭素原子数5〜20のアルキル基(基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。)又は環状置換基により置換されていてもよい。Wは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数1〜15のアルキル基を表す。なお、式中の全ての1,4−フェニレン基は、任意の水素原子が−CH、−OCH、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。)
で表すこともできる。
(Wherein, X 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, and Sp 3 is a single bond, an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, or -O- (CH 2 ) t- (wherein t is 2 to 2) Represents an integer of 11 and an oxygen atom is bonded to an aromatic ring), and V represents a linear or branched alkylene group having 2 to 20 carbon atoms or a polyvalent ring having 5 to 30 carbon atoms A cyclic substituent, a structural moiety substituted by an oxygen atom within the range where the oxygen atom in the linear or branched alkylene structure having 2 to 20 carbon atoms is not adjacent, and the chemical structure of these is a carbon constituting the structure The hydrogen atom on the atom is substituted by an alkyl group having 5 to 20 carbon atoms (the alkylene group in the group may be substituted by an oxygen atom within the range where the oxygen atom is not adjacent) or a cyclic substituent W is a hydrogen atom or a halogen atom Represents an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms. In addition, all 1,4-phenylene group in the formula, any hydrogen atom is -CH 3, -OCH 3, substituted by fluorine atoms, or a cyano group May be
It can also be represented by

ここで、前記一般式(V)におけるSp及びSpが同一となるものであることが、これらが例えば炭素原子数1〜12の直鎖もしくは分岐状アルキレン基である場合に、該化合物の合成が容易であり、また、アルキレン鎖長の異なる複数種の化合物の使用割合を調整することによって物性調整が容易となる点から好ましい。Here, when Sp 1 and Sp 2 in the general formula (V) are the same, for example, when they are a linear or branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, It is preferable from the viewpoint of easy synthesis and easy adjustment of physical properties by adjusting the use ratio of a plurality of compounds having different alkylene chain lengths.

前記した通り、以上詳述した重合性単量体成分(A)は、重合性液晶組成物中、0.5質量%〜20質量%の範囲、特に1質量%〜10質量%の範囲となる割合で用いることが好ましいが、当該範囲内の何れの濃度に於いてもTgの異なる重合性単量体成分(A)を少なくとも二種類以上含有させて必要に応じてTgを調整することが好ましい。Tgが高いポリマーの前駆体である重合性単量体成分(A)は、架橋密度が高くなる分子構造を有する重合性単量体成分(A)であって、官能基数が2以上であることが好ましい。又、Tgが低いポリマーの前駆体は、官能基数が1であるか、又は2以上であって、官能基間にスペーサとしてアルキレン基等を有し分子長を長くした構造であることが好ましい。ポリマーネットワークの熱的安定性や耐衝撃性向上に対応することを目的にポリマーネットワークのTgを調整する場合、多官能モノマーと単官能モノマーの比率を適宜調整することが好ましい。又、Tgはポリマーネットワークの主鎖、及び側鎖に於ける分子レベルの熱的な運動性とも関連しており、電気光学特性にも影響を及ぼしている。例えば、架橋密度を高くすると主鎖の分子運動性が下がり低分子液晶とのアンカーリング力が高まり駆動電圧が高くなると共に立下り時間が短くなる。一方、Tgが下がるように架橋密度を下げるとポリマー主鎖の熱運動性が上がることにより、低分子液晶とのアンカーリング力が下がり駆動電圧が下がり立下り時間が長くなる傾向を示す。ポリマーネットワーク界面に於けるアンカーリング力は、上述のTgの他にポリマー側鎖の分子運動性にも影響され、1価もしくは2価であり、かつ炭素原子数が8〜18のアルコール化合物のアクリレートもしくはメタクリレートを重合性単量体成分(A)として用いることでポリマー界面のアンカーリング力が下げられる。又、このような重合性単量体成分(A)は、基板界面でプレチルト角を誘起させるのに有効で極角方向のアンカーリング力を下げる方向に作用する。   As described above, the polymerizable monomer component (A) described in detail above is in the range of 0.5% by mass to 20% by mass, particularly in the range of 1% by mass to 10% by mass, in the polymerizable liquid crystal composition. It is preferable to use it in proportions, but it is preferable to adjust at least two kinds of polymerizable monomer components (A) having different Tg at any concentration within the range and adjust the Tg as necessary. . The polymerizable monomer component (A) which is a precursor of a polymer having a high Tg is a polymerizable monomer component (A) having a molecular structure in which the crosslink density is high, and the number of functional groups is 2 or more. Is preferred. The polymer precursor having a low Tg preferably has one or two or more functional groups, and preferably has a structure having an alkylene group or the like as a spacer between the functional groups and having a long molecular length. When adjusting the Tg of the polymer network in order to cope with the thermal stability and impact resistance improvement of the polymer network, it is preferable to appropriately adjust the ratio of the polyfunctional monomer and the monofunctional monomer. In addition, Tg is also associated with molecular-level thermal mobility in the main chain and side chain of the polymer network, and also affects the electro-optical properties. For example, when the crosslinking density is increased, the molecular mobility of the main chain is reduced, the anchoring force with the low molecular weight liquid crystal is increased, the driving voltage is increased, and the falling time is shortened. On the other hand, when the crosslinking density is lowered so as to lower the Tg, the thermal mobility of the polymer main chain is increased, whereby the anchoring force with the low molecular weight liquid crystal is lowered and the driving voltage tends to be lowered. The anchoring force at the polymer network interface is influenced by the molecular mobility of the polymer side chain in addition to the above-mentioned Tg, is monovalent or divalent, and is an acrylate of an alcohol compound having 8 to 18 carbon atoms Alternatively, by using methacrylate as the polymerizable monomer component (A), the anchoring force at the polymer interface can be reduced. In addition, such a polymerizable monomer component (A) is effective for inducing a pretilt angle at the substrate interface and acts in the direction of reducing the anchoring force in the polar angle direction.

次に、前記液晶層又は前記重合性液晶組成物を構成する液晶組成物(B)は、前記した通り、下記一般式(i):   Next, as described above, the liquid crystal composition (B) constituting the liquid crystal layer or the polymerizable liquid crystal composition has the following general formula (i):

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、Ri1及びRi2はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表し、Ai1は1,4−フェニレン基又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表し、ni1は0又は1を表す。)で表される化合物を10〜50重量%含有するものである。(Wherein, R i1 and R i2 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or 2 to 2 carbon atoms 8 represents an alkenyloxy group, A i1 represents a 1,4-phenylene group or a trans-1,4-cyclohexylene group, and n i1 represents 0 or 1. 10 to 50% of a compound represented by % Is contained.

上記一般式(i)で表される化合物は下記一般式(i−1)〜(i−2)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。   The compound represented by the general formula (i) is preferably a compound selected from the group of compounds represented by the following general formulas (i-1) to (i-2).

一般式(i−1)で表される化合物は下記の化合物である。   The compounds represented by General Formula (i-1) are the following compounds.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、Ri11及びRi12はそれぞれ独立して、一般式(i)におけるRL1及びRL2と同じ意味を表す。)
i11及びRi12は、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。
( Wherein , R i11 and R i12 each independently represent the same meaning as R L1 and R L2 in general formula (i).)
R i11 and R i12 are preferably linear alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, linear alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms, and linear alkenyl groups having 2 to 5 carbon atoms. .

一般式(i−1)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。   Although the compound represented by general formula (i-1) can also be used independently, it can also be used combining two or more compounds. There is no particular limitation on the types of compounds that can be combined, but they are used in appropriate combination according to the required performance such as solubility at low temperature, transition temperature, electrical reliability, birefringence and the like. The type of the compound used is, for example, one type, two types, three types, four types, five types or more as one embodiment of the present invention.

好ましい含有量の下限値は、本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対して、1質量%であり、2質量%であり、3質量%であり、5質量%であり、7質量%であり、10質量%であり、15質量%であり、20質量%であり、25質量%であり、30質量%であり、35質量%であり、40質量%であり、45質量%であり、50質量%であり、55質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対して、95質量%であり、90質量%であり、85質量%であり、80質量%であり、75質量%であり、70質量%であり、65質量%であり、60質量%であり、55質量%であり、50質量%であり、45質量%であり、40質量%であり、35質量%であり、30質量%であり、25質量%である。   The lower limit value of the preferable content is 1% by mass, 2% by mass, 3% by mass, 5% by mass, and 7% by mass with respect to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention. %, 10% by mass, 15% by mass, 20% by mass, 25% by mass, 30% by mass, 35% by mass, 40% by mass, 45% by mass Yes, it is 50% by mass and 55% by mass. The upper limit of the preferable content is 95% by mass, 90% by mass, 85% by mass, and 80% by mass with respect to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention. %, 70% by mass, 65% by mass, 60% by mass, 55% by mass, 50% by mass, 45% by mass, 40% by mass, 35% by mass Yes, it is 30% by mass and 25% by mass.

上記好ましい範囲内であると青色LEDなどの光による劣化が起こりにくい。   Within the above preferable range, deterioration by light such as a blue LED is less likely to occur.

本発明で用いる液晶組成物(B)の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値が高く上限値が高いことが好ましい。さらに、本発明で用いる液晶組成物(B)のTNIを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値が中庸で上限値が中庸であることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値が低く上限値が低いことが好ましい。In the case where a composition having a high response speed while keeping the viscosity of the liquid crystal composition (B) used in the present invention low is required, it is preferable that the above lower limit is high and the upper limit is high. Additionally, keeping the liquid crystal composition used in the present invention the T NI of (B) high, it is preferred if good composition temperature stability is required is the upper limit value in the lower limit of the above is moderate is moderate. When it is desired to increase the dielectric anisotropy in order to keep the drive voltage low, it is preferable that the above lower limit value is low and the upper limit value is low.

一般式(i−1)で表される化合物は一般式(i−1−1)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。   The compound represented by general formula (i-1) is preferably a compound selected from the group of compounds represented by general formula (i-1-1).

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中Ri12は一般式(i−1)における意味と同じ意味を表す。)
一般式(i−1−1)で表される化合物は、式(i−1−1.1)から式(i−1−1.3)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(i−1−1.2)又は式(i−1−1.3)で表される化合物であることが好ましく、特に、式(i−1−1.3)で表される化合物であることが好ましい。
( Wherein , R i12 represents the same meaning as in the general formula (i-1).)
The compound represented by General Formula (i-1-1) is a compound selected from the compound group represented by Formula (i-1-1. 1) to Formula (i- 1-1. 3) It is preferable that it is a compound represented by formula (i-1-1. 2) or formula (i- 1-1. 3), and in particular, it is represented by formula (i- 1-1. 3) It is preferable that it is a compound.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(i−1−1.3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、3質量%であり、5質量%であり、7質量%であり、10質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対して、20質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、7質量%であり、6質量%であり、5質量%であり、3質量%である。   The lower limit of the preferable content of the compound represented by the formula (i-1-1.3) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 1% by mass, and 2% by mass. Yes, 3% by mass, 5% by mass, 7% by mass, and 10% by mass. The upper limit value of the preferable content is 20% by mass, 15% by mass, 13% by mass, and 10% by mass with respect to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention. %, 7% by mass, 6% by mass, 5% by mass, and 3% by mass.

一般式(i−1)で表される化合物は一般式(i−1−2)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが、バックライトとして紫外線領域にある波長200〜400nmの光が照射された場合であっても優れた耐久性を持ち、電圧保持率を発現できる点から好ましい。   The compound represented by the general formula (i-1) is a compound selected from the group of compounds represented by the general formula (i-1-2) as a light having a wavelength of 200 to 400 nm in the ultraviolet region as a backlight. Is preferable in that it has excellent durability even when it is irradiated and can exhibit a voltage holding ratio.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中Ri12は一般式(i−1)における意味と同じ意味を表す。)
本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(i−1−2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、5質量%であり、10質量%であり、15質量%であり、17質量%であり、20質量%であり、23質量%であり、25質量%であり、27質量%であり、30質量%であり、35質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対して、60質量%であり、55質量%であり、50質量%であり、45質量%であり、42質量%であり、40質量%であり、38質量%であり、35質量%であり、33質量%であり、30質量%であり、20質量%であり、15質量%であり、10質量%である。これらの中でも青色の可視光に対する液晶層の劣化防止の観点から、含有量の上限値は、15質量%、特に10質量%であることが好ましい。
( Wherein , R i12 represents the same meaning as in the general formula (i-1).)
The lower limit of the preferable content of the compound represented by the formula (i-1-2) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 1% by mass and 5% by mass, 10 mass%, 15 mass%, 17 mass%, 20 mass%, 23 mass%, 25 mass%, 27 mass%, 30 mass%, 35 mass %. The upper limit value of the preferable content is 60 mass%, 55 mass%, 50 mass%, and 45 mass% with respect to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention. %, 40% by mass, 38% by mass, 35% by mass, 33% by mass, 30% by mass, 20% by mass, 15% by mass, 10% by mass is there. Among these, from the viewpoint of preventing the deterioration of the liquid crystal layer with respect to blue visible light, the upper limit value of the content is preferably 15% by mass, and particularly preferably 10% by mass.

さらに、一般式(i−1−2)で表される化合物は、式(i−1−2.1)から式(i−1−2.4)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(i−1−2.2)から式(i−1−2.4)で表される化合物であることが好ましい。特に、式(i−1−2.2)で表される化合物は本発明で用いる液晶組成物(B)の応答速度を特に改善するため好ましい。また、応答速度よりも高いTNIを求めるときは、式(i−1−2.3)又は式(i−1−2.4)で表される化合物を用いることが好ましい。式(i−1−2.3)及び式(i−1−2.4)で表される化合物の含有量は、低温での溶解度を良くするために30質量%以上にすることは好ましくない。Furthermore, the compound represented by the general formula (i-1-2) is a compound selected from the compound group represented by the formula (i-2.1) to the formula (i-1-2.4) It is preferable that it is a compound represented by Formula (i-1-2.2) to Formula (i-1-2.4). In particular, the compound represented by the formula (i-1-2.2) is preferable in order to particularly improve the response speed of the liquid crystal composition (B) used in the present invention. Further, when obtaining the high T NI than the response speed, it is preferable to use a compound represented by the formula (i-1-2.3) or the formula (i-1-2.4). It is unpreferable to make content of the compound represented by Formula (i-1-2.3) and Formula (i-1-2.4) into 30 mass% or more, in order to improve the solubility in low temperature .

Figure 0006501134
Figure 0006501134

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(i−1−2.2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、10質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%であり、23質量%であり、25質量%であり、27質量%であり、30質量%であり、33質量%であり、35質量%であり、38質量%であり、40質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対して、60質量%であり、55質量%であり、50質量%であり、45質量%であり、43質量%であり、40質量%であり、38質量%であり、35質量%であり、32質量%であり、30質量%であり、27質量%であり、25質量%であり、22質量%である。   The lower limit of the preferable content of the compound represented by the formula (i-1-2.2) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 10% by mass, and 15% by mass Yes, 18% by mass, 20% by mass, 23% by mass, 25% by mass, 27% by mass, 30% by mass, 33% by mass, 35% by mass, It is 38% by mass and 40% by mass. The upper limit of the preferable content is 60% by mass, 55% by mass, 50% by mass, and 45% by mass with respect to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention. %, 40% by mass, 38% by mass, 35% by mass, 32% by mass, 30% by mass, 27% by mass, 25% by mass, and 22% by mass is there.

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(i−1−1.3)で表される化合物及び式(i−1−2.2)で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、10質量%であり、15質量%であり、20質量%であり、25質量%であり、27質量%であり、30質量%であり、35質量%であり、40質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対して、60質量%であり、55質量%であり、50質量%であり、45質量%であり、43質量%であり、40質量%であり、38質量%であり、35質量%であり、32質量%であり、30質量%であり、27質量%であり、25質量%であり、22質量%である。   The total of the compound represented by the formula (i-1-1.3) and the compound represented by the formula (i-1-2.2) with respect to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention The lower limit value of the preferable content is 10% by mass, 15% by mass, 20% by mass, 25% by mass, 27% by mass, 30% by mass, and 35% by mass, It is 40% by mass. The upper limit of the preferable content is 60% by mass, 55% by mass, 50% by mass, and 45% by mass with respect to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention. %, 40% by mass, 38% by mass, 35% by mass, 32% by mass, 30% by mass, 27% by mass, 25% by mass, and 22% by mass is there.

一般式(i−1)で表される化合物は一般式(i−1−3)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。   The compound represented by General Formula (i-1) is preferably a compound selected from the group of compounds represented by General Formula (i-1-3).

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中Ri13及びRi14はそれぞれ独立して炭素原子数1〜8のアルキル基又は炭素原子数1〜8のアルコキシ基を表す。)
i13及びRi14は、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。
( Wherein , R i13 and R i14 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms.)
R i13 and R i14 are preferably linear alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, linear alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms, and linear alkenyl groups having 2 to 5 carbon atoms. .

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(i−1−3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、5質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、17質量%であり、20質量%であり、23質量%であり、25質量%であり、30質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対して、60質量%であり、55質量%であり、50質量%であり、45質量%であり、40質量%であり、37質量%であり、35質量%であり、33質量%であり、30質量%であり、27質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、17質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%である。
さらに、一般式(i−1−3)で表される化合物は、式(i−1−3.1)から式(i−1−3.12)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(i−1−3.1)、式(i−1−3.3)又は式(i−1−3.4)で表される化合物であることが好ましい。特に、式(i−1−3.1)で表される化合物は本発明で用いる液晶組成物(B)の応答速度を特に改善するため好ましい。また、応答速度よりも高いTNIを求めるときは、式(i−1−3.3)、式(i−1−3.4)、式(L−1−3.11)及び式(i−1−3.12)で表される化合物を用いることが好ましい。式(i−1−3.3)、式(i−1−3.4)、式(i−1−3.11)及び式(i−1−3.12)で表される化合物の合計の含有量は、低温での溶解度を良くするために20質量%以上にすることは好ましくない。
The lower limit of the preferable content of the compound represented by the formula (i-1-3) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 1% by mass and 5% by mass, It is 10 mass%, 13 mass%, 15 mass%, 17 mass%, 20 mass%, 23 mass%, 25 mass%, and 30 mass%. The upper limit of the preferable content is 60% by mass, 55% by mass, 50% by mass, and 45% by mass with respect to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention. %, 37% by mass, 35% by mass, 33% by mass, 30% by mass, 27% by mass, 25% by mass, 23% by mass, 20% by mass Yes, 17% by mass, 15% by mass, 13% by mass, and 10% by mass.
Furthermore, the compound represented by the general formula (i-1-3) is a compound selected from the group of compounds represented by the formula (i-3.1. 1) to the formula (i-1.3.1. 2) The compound is preferably a compound represented by the formula (i-3.1), the formula (i-1-3. 3) or the formula (i-1-3.4). In particular, the compound represented by the formula (i-3.1) is preferable in order to particularly improve the response speed of the liquid crystal composition (B) used in the present invention. Further, when obtaining the high T NI than the response speed, the formula (i-1-3.3), the formula (i-1-3.4), the formula (L-1-3.11) and formula (i It is preferable to use the compound represented by -1-3.12). The total of the compounds represented by the formula (i-1.3.3), the formula (i1-3.4), the formula (i-1.3.1.1) and the formula (i-1.3.12.) It is not preferable to make the content of 20% by mass or more in order to improve the solubility at low temperature.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(i−1−3.1)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、3質量%であり、5質量%であり、7質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対して、20質量%であり、17質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、7質量%であり、6質量%である。   The lower limit of the preferable content of the compound represented by the formula (i-3.1) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 1% by mass, and 2% by mass Yes, 3% by mass, 5% by mass, 7% by mass, 10% by mass, 13% by mass, 15% by mass, 18% by mass, and 20% by mass. The upper limit of the preferable content is 20% by mass, 17% by mass, 15% by mass, and 13% by mass with respect to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention. %, 8% by mass, 7% by mass, and 6% by mass.

一般式(i−1)で表される化合物は一般式(i−1−4)及び/又は(i−1−5)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。   The compound represented by general formula (i-1) is preferably a compound selected from the group of compounds represented by general formula (i-1-4) and / or (i-1-5).

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中Ri15及びRi16はそれぞれ独立して炭素原子数1〜8のアルキル基又は炭素原子数1〜8のアルコキシ基を表す。)
i15及びRi16は、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。
( Wherein , R i15 and R i16 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms.)
R i15 and R i16 are preferably linear alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, linear alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms, and linear alkenyl groups having 2 to 5 carbon atoms. .

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(i−1−4)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、5質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、17質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対して、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、17質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%である。   The lower limit of the preferable content of the compound represented by the formula (i-1-4) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 1% by mass and 5% by mass, It is 10% by mass, 13% by mass, 15% by mass, 17% by mass, and 20% by mass. The upper limit value of the preferable content is 25% by mass, 23% by mass, 20% by mass, and 17% by mass with respect to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention. %, 13% by mass, and 10% by mass.

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(i−1−5)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、5質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、17質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対して、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、17質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%である。   The lower limit of the preferable content of the compound represented by the formula (i-1-5) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 1% by mass and 5% by mass, It is 10% by mass, 13% by mass, 15% by mass, 17% by mass, and 20% by mass. The upper limit value of the preferable content is 25% by mass, 23% by mass, 20% by mass, and 17% by mass with respect to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention. %, 13% by mass, and 10% by mass.

さらに、一般式(i−1−4)及び(i−1−5)で表される化合物は、式(i−1−4.1)から式(i−1−5.3)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(i−1−4.2)又は式(i−1−5.2)で表される化合物であることが好ましい。   Furthermore, the compounds represented by general formulas (i-1-4) and (i-1-5) are represented by formulas (i-4.1) to (i-1-5.3): It is preferable that it is a compound chosen from the compound group which is, and it is preferable that it is a compound represented by Formula (i-1-4.2) or Formula (i-1-5.2).

Figure 0006501134
Figure 0006501134

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(i−1−4.2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、3質量%であり、5質量%であり、7質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対して、20質量%であり、17質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、7質量%であり、6質量%である。   The lower limit of the preferable content of the compound represented by the formula (i-1-4.2) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 1% by mass, and 2% by mass. Yes, 3% by mass, 5% by mass, 7% by mass, 10% by mass, 13% by mass, 15% by mass, 18% by mass, and 20% by mass. The upper limit of the preferable content is 20% by mass, 17% by mass, 15% by mass, and 13% by mass with respect to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention. %, 8% by mass, 7% by mass, and 6% by mass.

式(i−1−1.3)、式(i−1−2.2)、式(i−1−3.1)、式(i−1−3.3)、式(i−1−3.4)、式(i−1−3.11)及び式(i−1−3.12)で表される化合物から選ばれる2種以上の化合物を組み合わせることが好ましく、式(i−1−1.3)、式(i−1−2.2)、式(i−1−3.1)、式(i−1−3.3)、式(i−1−3.4)及び式(i−1−4.2)で表される化合物から選ばれる2種以上の化合物を組み合わせることが好ましく、これら化合物の合計の含有量の好ましい含有量の下限値は、本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対して、1質量%であり、2質量%であり、3質量%であり、5質量%であり、7質量%であり、10質量%であり、13質量%であり、15質量%であり、18質量%であり、20質量%であり、23質量%であり、25質量%であり、27質量%であり、30質量%であり、33質量%であり、35質量%であり、上限値は、本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対して、80質量%であり、70質量%であり、60質量%であり、50質量%であり、45質量%であり、40質量%であり、37質量%であり、35質量%であり、33質量%であり、30質量%であり、28質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%である。組成物の信頼性を重視する場合には、式(i−1−3.1)、式(i−1−3.3)及び式(i−1−3.4))で表される化合物から選ばれる2種以上の化合物を組み合わせることが好ましく、組成物の応答速度を重視する場合には、式(i−1−1.3)、式(i−1−2.2)で表される化合物から選ばれる2種以上の化合物を組み合わせることが好ましい。
一般式(i−1)で表される化合物は一般式(i−1−6)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
Formula (i-1-1.3), Formula (i-1-2.2), Formula (i-1-3.1), Formula (i-1-3.3), Formula (i-1-1.3) 3.4), It is preferable to combine 2 or more types of compounds chosen from the compound represented by Formula (i-1-3.11) and Formula (i-1-3.12), It is preferable -1.3), the formula (i-1-2.2), the formula (i-3.1), the formula (i-1-3.3), the formula (i-1-3.4) and It is preferable to combine two or more compounds selected from the compounds represented by the formula (i-1-4.2), and the lower limit of the preferable content of the total content of these compounds is the liquid crystal used in the present invention 1% by mass, 2% by mass, 3% by mass, 5% by mass, 7% by mass, 10% by mass, and 13% by mass with respect to the total amount of the composition (B) And at 15% by mass 18% by mass 20% by mass 23% by mass 25% by mass 27% by mass 30% by mass 33% by mass 35% by mass The upper limit is 80% by mass, 70% by mass, 60% by mass, 50% by mass, and 45% by mass with respect to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention. 40 mass%, 37 mass%, 35 mass%, 33 mass%, 30 mass%, 28 mass%, 25 mass%, 23 mass%, 20 mass %. When importance is attached to the reliability of the composition, compounds represented by Formula (i-3.1), Formula (i-1.3) and Formula (i-1-3.4)) It is preferable to combine two or more compounds selected from the above, and when importance is attached to the response speed of the composition, it is represented by the formula (i-1-1. 3) and the formula (i- 1 -2.2) It is preferable to combine two or more compounds selected from
The compound represented by general formula (i-1) is preferably a compound selected from the group of compounds represented by general formula (i-1-6).

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中Ri17及びRi18はそれぞれ独立してメチル基又は水素原子を表す。)
本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(i−1−6)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、5質量%であり、10質量%であり、15質量%であり、17質量%であり、20質量%であり、23質量%であり、25質量%であり、27質量%であり、30質量%であり、35質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対して、60質量%であり、55質量%であり、50質量%であり、45質量%であり、42質量%であり、40質量%であり、38質量%であり、35質量%であり、33質量%であり、30質量%である。
( Wherein , each of Ri 17 and Ri 18 independently represents a methyl group or a hydrogen atom).
The lower limit of the preferable content of the compound represented by the formula (i-1-6) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 1% by mass, and 5% by mass, 10 mass%, 15 mass%, 17 mass%, 20 mass%, 23 mass%, 25 mass%, 27 mass%, 30 mass%, 35 mass %. The upper limit value of the preferable content is 60 mass%, 55 mass%, 50 mass%, and 45 mass% with respect to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention. %, 40% by mass, 38% by mass, 35% by mass, 33% by mass, and 30% by mass.

さらに、一般式(i−1−6)で表される化合物は、式(i−1−6.1)から式(i−1−6.3)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。   Furthermore, the compound represented by General Formula (i-1-6) is a compound selected from the compound group represented by Formula (i-1-6.1) to Formula (i-1-6.3) Is preferred.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

一般式(i−2)で表される化合物は下記の化合物である。   The compounds represented by the general formula (i-2) are the following compounds.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、Ri21及びRi22はそれぞれ独立して、一般式(i)におけるRi1及びRi2と同じ意味を表す。)
i21は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、RL22は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。
( Wherein , R i21 and R i22 each independently represent the same meaning as R i1 and R i2 in general formula (i).)
R i21 is preferably an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group of 2 to 5 carbon atoms, and R L22 is an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group of 4 to 5 carbon atoms or a carbon atom The alkoxy group of the number 1-4 is preferable.

一般式(i−2)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。   The compounds represented by General Formula (i-2) can be used alone, or two or more compounds can be used in combination. There is no particular limitation on the types of compounds that can be combined, but they are used in appropriate combination according to the required performance such as solubility at low temperature, transition temperature, electrical reliability, birefringence and the like. The type of the compound used is, for example, one type, two types, three types, four types, five types or more as one embodiment of the present invention.

低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、反対に、応答速度を重視する場合は含有量を少なめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。   When importance is given to solubility at low temperature, setting the content higher is more effective, and conversely, when importance is placed on response speed, setting the content smaller is more effective. Furthermore, in the case of improving the drop marks and the sticking characteristic, it is preferable to set the range of the content in the middle.

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(i−2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、3質量%であり、5質量%であり、7質量%であり、10質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対して、20質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、7質量%であり、6質量%であり、5質量%であり、3質量%である。   The lower limit of the preferable content of the compound represented by the formula (i-2) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 1% by mass, 2% by mass, and 3% %, 5% by mass, 7% by mass, and 10% by mass. The upper limit value of the preferable content is 20% by mass, 15% by mass, 13% by mass, and 10% by mass with respect to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention. %, 7% by mass, 6% by mass, 5% by mass, and 3% by mass.

さらに、一般式(i−2)で表される化合物は、式(i−2.1)から式(i−2.6)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式(L−2.1)、式(i−2.3)、式(i−2.4)及び式(i−2.6)で表される化合物であることが好ましい。   Furthermore, the compound represented by General Formula (i-2) is preferably a compound selected from the group of compounds represented by Formula (i-2.1) to Formula (i-2.6), It is preferable that it is a compound represented by (L-2.1), Formula (i-2.3), Formula (i-2.4), and Formula (i-2.6).

Figure 0006501134
Figure 0006501134

本発明で用いる液晶組成物(B)は、一般式(N−1)、(N−2)及び(N−3)で表される化合物から選ばれる化合物を1種類又は2種類以上さらに含有することが好ましい。これら化合物は誘電的に負の化合物(Δεの符号が負で、その絶対値が2より大きい。)に該当する。   The liquid crystal composition (B) used in the present invention further contains one or two or more compounds selected from the compounds represented by the general formulas (N-1), (N-2) and (N-3) Is preferred. These compounds correspond to dielectrically negative compounds (the sign of Δε is negative and its absolute value is larger than 2).

Figure 0006501134
Figure 0006501134

[前記一般式(N−1)、(N−2)、(N−3)及び(N−4)中、RN11、RN12、RN21、RN22、RN31、RN32、RN41及びRN42はそれぞれ独立して炭素原子数1〜8のアルキル基、又は炭素原子数2〜8のアルキル鎖中の1個又は非隣接の2個以上の−CH−が、それぞれ独立して−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−又は−OCO−によって置換された化学構造を持つ構造部位、
N11、AN12、AN21、AN22、AN31、AN32、AN41及びAN42はそれぞれ独立して
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−は−O−に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
(c) ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられても良い。)
(d) 1,4−シクロヘキセニレン基
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)、基(c)及び基(d)は、その構造中の水素原子が、それぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
N11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31、ZN32、ZN41及びZN42は、それぞれ独立して、単結合、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−COO−、−OCO−、−OCF−、−CFO−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−を表し、
N21は水素原子又はフッ素原子を表し、TN31は−CH−又は酸素原子を表し、XN41は、酸素原子、窒素原子、又は−CH−を表し、YN41は、単結合、又は−CH−を表し、nN11、nN12、nN21、nN22、nN31、nN32、nN41、及びnN42は、それぞれ独立して0〜3の整数を表すが、nN11+nN12、nN21+nN22及びnN31+nN32はそれぞれ独立して1、2又は3であり、AN11〜AN32、ZN11〜ZN32が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、nN41+nN42は0〜3の整数を表すが、AN41及びAN42、ZN41及びZN42が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。]
一般式(N−1)、(N−2)、(N−3)及び(N−4)で表される化合物は、Δεが負でその絶対値が2よりも大きな化合物であることが好ましい。
[In the general formulas (N-1), (N-2), (N-3) and (N-4), R N11 , R N12 , R N21 , R N22 , R N31 , R N32 , R N41 and R N 42 is each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or one or two non-adjacent two or more -CH 2 -in the alkyl chain having 2 to 8 carbon atoms are each independently- Structural moiety having a chemical structure substituted by CH = CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- or -OCO-,
A N11 , A N12 , A N21 , A N22 , A N31 , A N32 , A N41 and A N42 are each independently (a) 1,4-cyclohexylene group (one -CH present in this group 2 -or 2 or more non-adjacent -CH 2- may be replaced by -O-) and (b) 1,4-phenylene group (one -CH = present in this group Or two or more non-adjacent -CH = may be replaced by -N =)
(C) Naphthalene-2,6-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group or decahydronaphthalene-2,6-diyl group (naphthalene-2,6-diyl group or One —CH = or two or more non-adjacent —CH = present in the 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group may be replaced by —N =. )
(D) represents a group selected from the group consisting of 1,4-cyclohexenylene groups, and the above groups (a), (b), (c) and (d) are hydrogen atoms in the structure Each may be independently substituted with a cyano group, a fluorine atom or a chlorine atom,
Z N11, Z N12, Z N21 , Z N22, Z N31, Z N32, Z N41 and Z N42 are each independently a single bond, -CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - OCH 2 -, - CH 2 O - , - COO -, - OCO -, - OCF 2 -, - CF 2 O -, - CH = N-N = CH -, - CH = CH -, - CF = CF- or Represents -C≡C-,
X N21 represents a hydrogen atom or a fluorine atom, T N31 represents a -CH 2 -or oxygen atom, X N41 represents an oxygen atom, a nitrogen atom or -CH 2- , and Y N41 represents a single bond or -CH 2 - represents, n N11, n N12, n N21, n N22, n N31, n N32, n N41, and n N42 is an integer of independently 0~3, n N11 + n N12 , N N 21 + n N 22 and n N 31 + n N 32 are each independently 1, 2 or 3, and when there are a plurality of A N11 to A N32 and Z N11 to Z N32 , they are identical or different. at best, n N41 + n N42 represents an integer of 0 to 3, if a N41 and a N42, Z N41 and Z N42 there are multiple, they differ even for the same Even though it may. ]
The compounds represented by general formulas (N-1), (N-2), (N-3) and (N-4) are preferably compounds in which Δε is negative and the absolute value is larger than 2 .

一般式(N−1)、(N−2)及び(N−3)中、RN11、RN12、RN21、RN22、RN31及びRN32はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基、炭素原子数2〜8のアルケニル基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数2〜5のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数2〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜3のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数3のアルケニル基(プロペニル基)が特に好ましい。In the general formulas (N-1), (N-2) and (N-3), R N11 , R N12 , R N21 , R N22 , R N31 and R N32 each independently have 1 to 8 carbon atoms Alkyl group, alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms or alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms are preferable, and alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, the number of carbon atoms An alkoxy group of 1 to 5, an alkenyl group of 2 to 5 carbon atoms or an alkenyloxy group of 2 to 5 carbon atoms is preferable, and an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group of 2 to 5 carbon atoms is preferable. More preferably, an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 3 carbon atoms is further preferable, and an alkenyl group having 3 carbon atoms (propenyl group) is particularly preferable.

また、それが結合する環構造がフェニル基(芳香族)である場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び炭素原子数4〜5のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が5以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。   When the ring structure to which it is bonded is a phenyl group (aromatic), a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a linear alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and carbon Alkenyl group having 4 to 5 atoms is preferable, and when the ring structure to which it is bonded is a saturated ring structure such as cyclohexane, pyran and dioxane, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a straight chain Preferred is an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms and a linear alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms. In order to stabilize the nematic phase, the total of carbon atoms and oxygen atoms, if present, is preferably 5 or less, preferably linear.

アルケニル基としては、式(R1)から式(R5)のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。(各式中の黒点は環構造中の炭素原子を表す。)   The alkenyl group is preferably selected from the groups represented by any one of formulas (R1) to (R5). (The black dot in each formula represents a carbon atom in the ring structure.)

Figure 0006501134
Figure 0006501134

N11、AN12、AN21、AN22、AN31及びAN32はそれぞれ独立してΔnを大きくすることが求められる場合には芳香族であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族であることが好ましく、トランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基、2−フルオロ−1,4−フェニレン基、3−フルオロ−1,4−フェニレン基、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン−1,4−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基を表すことが好ましく、下記の構造を表すことがより好ましく、A N 11 , A N 12 , A N 21 , A N 22 , A N 31 and A N 32 are each preferably aromatic when it is required to increase Δn independently, and in order to improve the response speed, it is preferable to use fat Group is preferred, and trans-1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 3-fluoro-1,4-phenylene, 3,5 -Difluoro-1,4-phenylene group, 2,3-difluoro-1,4-phenylene group, 1,4-cyclohexenylene group, 1,4-bicyclo [2.2.2] octylene group, piperidine-1 Be 2,4-diyl, naphthalene-2,6-diyl, decahydronaphthalene-2,6-diyl or 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl Preferred, it is more preferable that represents the following structures,

Figure 0006501134
Figure 0006501134

トランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−シクロヘキセニレン基又は1,4−フェニレン基を表すことがより好ましい。 More preferably, it represents a trans-1,4-cyclohexylene group, a 1,4-cyclohexenylene group or a 1,4-phenylene group.

N11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31及びZN32はそれぞれ独立して−CHO−、−CFO−、−CHCH−、−CFCF−又は単結合を表すことが好ましく、−CHO−、−CHCH−又は単結合が更に好ましく、−CHO−又は単結合が特に好ましい。 Z N11, Z N12, Z N21 , Z N22, Z N31 and Z N32 -CH 2 each independently O -, - CF 2 O - , - CH 2 CH 2 -, - CF 2 CF 2 - or a single bond preferably represents an, -CH 2 O -, - CH 2 CH 2 - or a single bond is more preferable, -CH 2 O-or a single bond is particularly preferred.

N21はフッ素原子が好ましい。X N21 is preferably a fluorine atom.

N31は酸素原子が好ましい。T N31 is preferably an oxygen atom.

N11+nN12、nN21+nN22及びnN31+nN32は1又は2が好ましく、nN11が1でありnN12が0である組み合わせ、nN11が2でありnN12が0である組み合わせ、nN11が1でありnN12が1である組み合わせ、nN11が2でありnN12が1である組み合わせ、nN21が1でありnN22が0である組み合わせ、nN21が2でありnN22が0である組み合わせ、nN31が1でありnN32が0である組み合わせ、nN31が2でありnN32が0である組み合わせ、が好ましい。n N 11 + n N 12 , n N 21 + n N 22 and n N 31 + n N 32 are preferably 1 or 2, and combinations in which n N 11 is 1 and n N 12 is 0, n N 11 is 2 and n N 12 is 0, n A combination in which N 11 is 1 and n N 12 is 1, a combination in which n N 11 is 2 and n N 12 is 1, a combination in which n N 21 is 1 and n N 22 is 0, n N 21 is 2 and n N 22 is A combination of 0, a combination of n N31 of 1 and n N32 of 0, and a combination of n N31 of 2 and n N32 of 0 is preferred.

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(N−1)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、10質量%であり、20質量%であり、30質量%であり、40質量%であり、50質量%であり、55質量%であり、60質量%であり、65質量%であり、70質量%であり、75質量%であり、80質量%である。好ましい含有量の上限値は、95質量%であり、85質量%であり、75質量%であり、65質量%であり、55質量%であり、45質量%であり、35質量%であり、25質量%であり、20質量%である。   The lower limit of the preferable content of the compound represented by the formula (N-1) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 1% by mass, 10% by mass, and 20% %, 30% by mass, 40% by mass, 50% by mass, 55% by mass, 60% by mass, 65% by mass, 70% by mass, 75% by mass Yes, 80% by mass. The upper limit value of the preferable content is 95% by mass, 85% by mass, 75% by mass, 65% by mass, 55% by mass, 45% by mass, and 35% by mass, It is 25% by mass and 20% by mass.

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(N−2)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、10質量%であり、20質量%であり、30質量%であり、40質量%であり、50質量%であり、55質量%であり、60質量%であり、65質量%であり、70質量%であり、75質量%であり、80質量%である。好ましい含有量の上限値は、95質量%であり、85質量%であり、75質量%であり、65質量%であり、55質量%であり、45質量%であり、35質量%であり、25質量%であり、20質量%である。   The lower limit of the preferable content of the compound represented by the formula (N-2) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 1% by mass, 10% by mass, and 20% by mass. %, 30% by mass, 40% by mass, 50% by mass, 55% by mass, 60% by mass, 65% by mass, 70% by mass, 75% by mass Yes, 80% by mass. The upper limit value of the preferable content is 95% by mass, 85% by mass, 75% by mass, 65% by mass, 55% by mass, 45% by mass, and 35% by mass, It is 25% by mass and 20% by mass.

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(N−3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、10質量%であり、20質量%であり、30質量%であり、40質量%であり、50質量%であり、55質量%であり、60質量%であり、65質量%であり、70質量%であり、75質量%であり、80質量%である。好ましい含有量の上限値は、95質量%であり、85質量%であり、75質量%であり、65質量%であり、55質量%であり、45質量%であり、35質量%であり、25質量%であり、20質量%である。   The lower limit of the preferable content of the compound represented by the formula (N-3) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 1% by mass, 10% by mass, and 20% %, 30% by mass, 40% by mass, 50% by mass, 55% by mass, 60% by mass, 65% by mass, 70% by mass, 75% by mass Yes, 80% by mass. The upper limit value of the preferable content is 95% by mass, 85% by mass, 75% by mass, 65% by mass, 55% by mass, 45% by mass, and 35% by mass, It is 25% by mass and 20% by mass.

本発明で用いる液晶組成物(B)の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値が低く上限値が低いことが好ましい。さらに、本発明で用いる液晶組成物(B)のTNIを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値が低く上限値が低いことが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高く上限値が高いことが好ましい。When a composition having a high response speed while keeping the viscosity of the liquid crystal composition (B) used in the present invention low is required, it is preferable that the above lower limit is low and the upper limit is low. Additionally, keeping the liquid crystal composition used in the present invention the T NI of (B) high, it is preferred if good composition temperature stability is required a low upper limit lower the lower limit of the above. When it is desired to increase the dielectric anisotropy in order to keep the driving voltage low, it is preferable that the above lower limit value be high and the upper limit value be high.

本発明に係る液晶組成物(B)は、一般式(N−1)〜(N−4)で表される化合物のうち、特に一般式(N−1)で表される化合物が、液晶表示素子における電圧保持率に優れ、かつ、低い回転粘度を有する点から好ましい。   Among the compounds represented by the general formulas (N-1) to (N-4), in the liquid crystal composition (B) according to the present invention, in particular, the compound represented by the general formula (N-1) is a liquid crystal display It is preferable from the point which is excellent in the voltage holding ratio in an element, and has low rotational viscosity.

一般式(N−1)で表される化合物として、下記の一般式(N−1a)〜(N−1h)で表される化合物群を挙げることができる。   As a compound represented by general formula (N-1), the compound group represented by the following general formula (N-1a)-(N-1h) can be mentioned.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、RN11及びRN12は一般式(N−1)におけるRN11及びRN12と同じ意味を表し、nNa11は0又は1を表し、nNb11は1又は2を表し、nNc11は0又は1を表し、nNd11は1又は2を表し、nNe11は1又は2を表し、nNf11は1又は2を表し、nNg11は1又は2を表し、ANe11はトランス−1,4−シクロへキシレン基又は1,4−フェニレン基を表し、ANg11はトランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−シクロヘキセニレン基又は1,4−フェニレン基を表すが少なくとも1つは1,4−シクロヘキセニレン基を表し、ZNe 11は単結合又はエチレンを表すが少なくとも1つはエチレンを表す。)
本発明で用いる液晶組成物(B)は、一般式(J)で表される化合物を1種類又は2種類以上さらに含有することが好ましい。これら化合物は誘電的に正の化合物(Δεが2より大きい。)に該当する。
(Wherein, R N11 and R N12 are as defined R N11 and R N12 in the general formula (N-1), n Na11 represents 0 or 1, n NB11 is 1 or 2, n NC11 is 0 or 1; n Nd11 represents 1 or 2; n Ne11 represents 1 or 2; n Nf11 represents 1 or 2; n Ng11 represents 1 or 2; A Ne11 represents trans-1, 4 -Represents a cyclohexylene group or a 1,4-phenylene group, and A Ng11 represents a trans-1,4-cyclohexylene group, a 1,4-cyclohexenylene group or a 1,4-phenylene group, but at least one of them Represents a 1,4-cyclohexenylene group, and Z Ne 11 represents a single bond or ethylene, but at least one represents ethylene).
The liquid crystal composition (B) used in the present invention preferably further contains one or two or more compounds represented by General Formula (J). These compounds correspond to dielectrically positive compounds (Δε is greater than 2).

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、RJ1は炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の−CH−はそれぞれ独立して−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−又は−OCO−によって置換されていてもよく、
J1は、0、1、2、3又は4を表し、
J1、AJ2及びAJ3はそれぞれ独立して、
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−は−O−に置き換えられてもよい。)
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)及び
(c) ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられても良い。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)及び基(c)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基で置換されていても良く、
J1及びZJ2はそれぞれ独立して単結合、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−OCF−、−CFO−、−COO−、−OCO−又は−C≡C−を表し、
J1が2、3又は4であってAJ2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、nJ1が2、3又は4であってZJ1が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、
J1は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基又は2,2,2−トリフルオロエチル基を表す。)
一般式(J)中、RJ1は、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基、炭素原子数2〜8のアルケニル基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数2〜5のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数2〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜3のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数3のアルケニル基(プロペニル基)が特に好ましい。
(Wherein, R J1 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and one or two or more non-adjacent -CH 2 -in the alkyl group are each independently -CH = CH-,- It may be substituted by C≡C-, -O-, -CO-, -COO- or -OCO-,
n J1 represents 0, 1, 2, 3 or 4;
A J1 , A J2 and A J3 are each independently
(A) 1,4-cyclohexylene group (this is present in the group one -CH 2 - or nonadjacent two or more -CH 2 - may be replaced by -O-.)
(B) 1,4-phenylene group (one -CH = present in this group or two or more non-adjacent -CH = may be replaced by -N =) and (c) Naphthalene-2,6-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group or decahydronaphthalene-2,6-diyl group (naphthalene-2,6-diyl group or 1,2 , And one or more non-adjacent -CH = present in the 3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group may be replaced by -N =).
Group (a), group (b) and group (c) are each independently a cyano group, a fluorine atom, a chlorine atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a trifluoro group It may be substituted by a methoxy group,
Z J1 and Z J2 each independently represent a single bond, -CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - OCH 2 -, - CH 2 O -, - OCF 2 -, - CF 2 O-, -COO-, -OCO- or -C≡C-
When n J1 is 2, 3 or 4 and there are a plurality of A J2 , they may be the same or different, and n J1 is 2, 3 or 4 and a plurality of Z J1 is present If they are identical or different,
X J1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, a trifluoromethyl group, a fluoromethoxy group, a difluoromethoxy group, a trifluoromethoxy group or a 2,2,2-trifluoroethyl group. )
In the general formula (J), R J1 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, or an alkenyloxy having 2 to 8 carbon atoms Group is preferable, and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 5 carbon atoms is preferable. An alkyl group of 1 to 5 or an alkenyl group of 2 to 5 carbon atoms is more preferable, an alkyl group of 2 to 5 carbon atoms or an alkenyl group of 2 to 3 carbon atoms is further preferable, and an alkenyl group of 3 carbon atoms (Propenyl group) is particularly preferred.

信頼性を重視する場合にはRJ1はアルキル基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合にはアルケニル基であることが好ましい。When importance is attached to reliability, R J1 is preferably an alkyl group, and when importance is attached to decrease in viscosity, it is preferably an alkenyl group.

また、それが結合する環構造がフェニル基(芳香族)である場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び炭素原子数4〜5のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が5以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。   When the ring structure to which it is bonded is a phenyl group (aromatic), a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a linear alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and carbon Alkenyl group having 4 to 5 atoms is preferable, and when the ring structure to which it is bonded is a saturated ring structure such as cyclohexane, pyran and dioxane, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a straight chain Preferred is an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms and a linear alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms. In order to stabilize the nematic phase, the total of carbon atoms and oxygen atoms, if present, is preferably 5 or less, preferably linear.

アルケニル基としては、式(R1)から式(R5)のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。(各式中の黒点はアルケニル基が結合している環構造中の炭素原子を表す。)   The alkenyl group is preferably selected from the groups represented by any one of formulas (R1) to (R5). (The black dot in each formula represents a carbon atom in a ring structure to which an alkenyl group is bonded.)

Figure 0006501134
Figure 0006501134

J1、AJ2及びAJ3はそれぞれ独立してΔnを大きくすることが求められる場合には芳香族であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族であることが好ましく、トランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン−1,4−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基を表すことが好ましく、それらはフッ素原子により置換されていてもよく、下記の構造を表すことがより好ましく、A J1 , A J2 and A J3 are each preferably aromatic when it is required to increase Δn independently, and in order to improve the response speed, it is preferably aliphatic, and trans- 1,4-cyclohexylene group, 1,4-phenylene group, 1,4-cyclohexenylene group, 1,4-bicyclo [2.2.2] octylene group, piperidine-1,4-diyl group, naphthalene It is preferable to represent a 2,6-diyl group, a decahydronaphthalene-2,6-diyl group or a 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group, which are substituted by a fluorine atom It is more preferable to represent the following structure.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

下記の構造を表すことがより好ましい。 It is more preferable to represent the following structure.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

J1及びZJ2はそれぞれ独立して−CHO−、−OCH−、−CFO−、−CHCH−、−CFCF−又は単結合を表すことが好ましく、−OCH−、−CFO−、−CHCH−又は単結合が更に好ましく、−OCH−、−CFO−又は単結合が特に好ましい。Z J1 and Z J2 each preferably independently represent -CH 2 O-, -OCH 2- , -CF 2 O-, -CH 2 CH 2- , -CF 2 CF 2 -or a single bond,- More preferred is OCH 2 —, —CF 2 O—, —CH 2 CH 2 — or a single bond, and particularly preferred is —OCH 2 —, —CF 2 O— or a single bond.

J1はフッ素原子又はトリフルオロメトキシ基が好ましく、フッ素原子が好ましい。X J1 is preferably a fluorine atom or a trifluoromethoxy group, more preferably a fluorine atom.

J1は、0、1、2又は3が好ましく、0、1又は2が好ましく、Δεの改善に重点を置く場合には0又は1が好ましく、TNIを重視する場合には1又は2が好ましい。n J1 is preferably 0, 1, 2 or 3, preferably 0, 1 or 2, and if emphasis is placed on improvement of Δε, then 0 or 1 is preferred, and if emphasis is placed on T NI , 1 or 2 is preferred. preferable.

組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類である。またさらに、本発明の別の実施形態では4種類であり、5種類であり、6種類であり、7種類以上である。   There is no particular limitation on the types of compounds that can be combined, but they are used in combination according to the desired properties such as low temperature solubility, transition temperature, electrical reliability, birefringence and the like. The types of compounds to be used are, for example, one type, two types, and three types in one embodiment of the present invention. Furthermore, in another embodiment of the present invention, there are four types, five types, six types, and seven or more types.

本発明で用いる液晶組成物(B)において、一般式(J)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。   In the liquid crystal composition (B) used in the present invention, the content of the compound represented by the general formula (J) is low temperature solubility, transition temperature, electrical reliability, birefringence, process compatibility, It is necessary to appropriately adjust according to the required performance such as drip marks, burn-in, dielectric anisotropy and the like.

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての一般式(J)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、10質量%であり、20質量%であり、30質量%であり、40質量%であり、50質量%であり、55質量%であり、60質量%であり、65質量%であり、70質量%であり、75質量%であり、80質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対して、例えば本発明の一つの形態では95質量%であり、85質量%であり、75質量%であり、65質量%であり、55質量%であり、45質量%であり、35質量%であり、25質量%である。   The lower limit of the preferable content of the compound represented by the general formula (J) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 1% by mass, 10% by mass, and 20% by mass 30% by mass 40% by mass 50% by mass 55% by mass 60% by mass 65% by mass 70% by mass 75% by mass And 80% by mass. The upper limit of the preferable content is, for example, 95% by mass, 85% by mass, and 75% by mass in one embodiment of the present invention, based on the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention. It is 65 mass%, 55 mass%, 45 mass%, 35 mass%, and 25 mass%.

本発明で用いる液晶組成物(B)の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、本発明で用いる液晶組成物(B)のTNIを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。It is preferable to keep the viscosity of the liquid crystal composition (B) used in the present invention low and lower the above lower limit and lower the upper limit when a composition having a high response speed is required. Furthermore, it is preferable to keep TNI of the liquid crystal composition (B) used in the present invention high, and lower the above lower limit value and lower the upper limit value when a composition having good temperature stability is required. When it is desired to increase the dielectric anisotropy in order to keep the drive voltage low, it is preferable to raise the lower limit and raise the upper limit.

信頼性を重視する場合にはRJ1はアルキル基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合にはアルケニル基であることが好ましい。When importance is attached to reliability, R J1 is preferably an alkyl group, and when importance is attached to decrease in viscosity, it is preferably an alkenyl group.

一般式(J)で表される化合物としては一般式(M)で表される化合物及び一般式(K)で表される化合物が好ましい。   As a compound represented by General formula (J), the compound represented by General formula (M) and the compound represented by General formula (K) are preferable.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、RM1は炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の−CH−はそれぞれ独立して−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−又は−OCO−によって置換されていてもよく、
M1は、0、1、2、3又は4を表し、
M1及びAM2はそれぞれ独立して、
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−は−O−又は−S−に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)及び基(b)上の水素原子はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
M1及びZM2はそれぞれ独立して単結合、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−OCF−、−CFO−、−COO−、−OCO−又は−C≡C−を表し、
M1が2、3又は4であってAM2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、nM1が2、3又は4であってZM1が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、
M1及びXM3はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子又はフッ素原子を表し、
M2は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基又は2,2,2−トリフルオロエチル基を表す。)
(Wherein, R M1 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and one or two or more non-adjacent -CH 2 -in the alkyl group are each independently -CH = CH-,- It may be substituted by C≡C-, -O-, -CO-, -COO- or -OCO-,
n M1 represents 0, 1, 2, 3 or 4 and
A M1 and A M2 are each independently
(A) 1,4-cyclohexylene group (this is present in the group one -CH 2 - or nonadjacent two or more -CH 2 - may be replaced by -O- or -S- And (b) 1,4-phenylene group (one -CH = present in this group or two or more non-adjacent -CH = may be replaced by -N =)
And hydrogen atoms on the above groups (a) and (b) may be each independently substituted with a cyano group, a fluorine atom or a chlorine atom,
Z M1 and Z M2 each independently represent a single bond, -CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - OCH 2 -, - CH 2 O -, - OCF 2 -, - CF 2 O-, -COO-, -OCO- or -C≡C-
When n M1 is 2, 3 or 4 and there are a plurality of AM 2 , they may be the same or different, and n M1 is 2, 3 or 4 and a plurality of Z M1 is present If they are identical or different,
X M1 and X M3 each independently represent a hydrogen atom, a chlorine atom or a fluorine atom,
X M2 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, a trifluoromethyl group, a fluoromethoxy group, a difluoromethoxy group, a trifluoromethoxy group or a 2,2,2-trifluoroethyl group. )

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、RK1は炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の−CH−はそれぞれ独立して−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−又は−OCO−によって置換されていてもよく、
K1は、0、1、2、3又は4を表し、
K1及びAK2はそれぞれ独立して、
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−は−O−又は−S−に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)及び基(b)上の水素原子はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
K1及びZK2はそれぞれ独立して単結合、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−OCF−、−CFO−、−COO−、−OCO−又は−C≡C−を表し、
K1が2、3又は4であってAK2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、nK1が2、3又は4であってZK1が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、
K1及びXK3はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子又はフッ素原子を表し、
K2は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基又は2,2,2−トリフルオロエチル基を表す。)
(Wherein, R K1 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and one or two or more non-adjacent -CH 2 -in the alkyl group are each independently -CH = CH-,- It may be substituted by C≡C-, -O-, -CO-, -COO- or -OCO-,
n K1 represents 0, 1, 2, 3 or 4;
A K1 and A K2 are each independently
(A) 1,4-cyclohexylene group (this is present in the group one -CH 2 - or nonadjacent two or more -CH 2 - may be replaced by -O- or -S- And (b) 1,4-phenylene group (one -CH = present in this group or two or more non-adjacent -CH = may be replaced by -N =)
And hydrogen atoms on the above groups (a) and (b) may be each independently substituted with a cyano group, a fluorine atom or a chlorine atom,
Z K1 and Z K2 each independently represent a single bond, -CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - OCH 2 -, - CH 2 O -, - OCF 2 -, - CF 2 O-, -COO-, -OCO- or -C≡C-
When n K1 is 2, 3 or 4 and there are a plurality of AK 2 , they may be the same or different, and n K1 is 2, 3 or 4 and a plurality of Z K1 is present If they are identical or different,
X K1 and X K3 each independently represent a hydrogen atom, a chlorine atom or a fluorine atom,
X K2 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, a trifluoromethyl group, a fluoromethoxy group, a difluoromethoxy group, a trifluoromethoxy group or a 2,2,2-trifluoroethyl group. )

一般式(M)中、RM1は、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基、炭素原子数2〜8のアルケニル基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数2〜5のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数2〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜3のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数3のアルケニル基(プロペニル基)が特に好ましい。In general formula (M), R M1 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, or an alkenyloxy having 2 to 8 carbon atoms Group is preferable, and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 5 carbon atoms is preferable. An alkyl group of 1 to 5 or an alkenyl group of 2 to 5 carbon atoms is more preferable, an alkyl group of 2 to 5 carbon atoms or an alkenyl group of 2 to 3 carbon atoms is further preferable, and an alkenyl group of 3 carbon atoms (Propenyl group) is particularly preferred.

信頼性を重視する場合にはRM1はアルキル基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合にはアルケニル基であることが好ましい。When importance is attached to reliability, R M1 is preferably an alkyl group, and when importance is attached to decrease in viscosity, it is preferably an alkenyl group.

また、それが結合する環構造がフェニル基(芳香族)である場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び炭素原子数4〜5のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が5以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。   When the ring structure to which it is bonded is a phenyl group (aromatic), a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a linear alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and carbon Alkenyl group having 4 to 5 atoms is preferable, and when the ring structure to which it is bonded is a saturated ring structure such as cyclohexane, pyran and dioxane, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a straight chain Preferred is an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms and a linear alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms. In order to stabilize the nematic phase, the total of carbon atoms and oxygen atoms, if present, is preferably 5 or less, preferably linear.

アルケニル基としては、式(R1)から式(R5)のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。(各式中の黒点はアルケニル基が結合している環構造中の炭素原子を表す。)   The alkenyl group is preferably selected from the groups represented by any one of formulas (R1) to (R5). (The black dot in each formula represents a carbon atom in a ring structure to which an alkenyl group is bonded.)

Figure 0006501134
Figure 0006501134

M1及びAM2はそれぞれ独立してΔnを大きくすることが求められる場合には芳香族であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族であることが好ましく、トランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基、2−フルオロ−1,4−フェニレン基、3−フルオロ−1,4−フェニレン基、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン−1,4−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基を表すことが好ましく、下記の構造を表すことがより好ましく、A M1 and A M2 are each preferably aromatic when it is required to increase Δn independently, and in order to improve the response speed, it is preferably aliphatic, and trans-1,4 -Cyclohexylene group, 1,4-phenylene group, 2-fluoro-1,4-phenylene group, 3-fluoro-1,4-phenylene group, 3,5-difluoro-1,4-phenylene group 2, 3-difluoro-1,4-phenylene group, 1,4-cyclohexenylene group, 1,4-bicyclo [2.2.2] octylene group, piperidine-1,4-diyl group, naphthalene-2,6- It is preferable to represent a diyl group, decahydronaphthalene-2,6-diyl group or 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group, and more preferable to represent the following structure,

Figure 0006501134
Figure 0006501134

下記の構造を表すことがより好ましい。 It is more preferable to represent the following structure.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

M1及びZM2はそれぞれ独立して−CHO−、−CFO−、−CHCH−、−CFCF−又は単結合を表すことが好ましく、−CFO−、−CHCH−又は単結合が更に好ましく、−CFO−又は単結合が特に好ましい。Z M1 and Z M2 each independently -CH 2 O -, - CF 2 O -, - CH 2 CH 2 -, - CF 2 CF 2 - or preferably a single bond, -CF 2 O-, -CH 2 CH 2 - or a single bond is more preferable, -CF 2 O-or a single bond is particularly preferred.

M1は、0、1、2又は3が好ましく、0、1又は2が好ましく、Δεの改善に重点を置く場合には0又は1が好ましく、TNIを重視する場合には1又は2が好ましい。n M1 is preferably 0, 1, 2 or 3 and is preferably 0, 1 or 2; 0 or 1 is preferred when emphasis is placed on improvement of Δε, and 1 or 2 is preferred when T NI is emphasized preferable.

組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類である。またさらに、本発明の別の実施形態では4種類であり、5種類であり、6種類であり、7種類以上である。   There is no particular limitation on the types of compounds that can be combined, but they are used in combination according to the desired properties such as low temperature solubility, transition temperature, electrical reliability, birefringence and the like. The types of compounds to be used are, for example, one type, two types, and three types in one embodiment of the present invention. Furthermore, in another embodiment of the present invention, there are four types, five types, six types, and seven or more types.

本発明で用いる液晶組成物(B)において、一般式(M)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。   In the liquid crystal composition (B) used in the present invention, the content of the compound represented by the general formula (M) is the solubility at low temperature, transition temperature, electrical reliability, birefringence, process compatibility, It is necessary to appropriately adjust according to the required performance such as drip marks, burn-in, dielectric anisotropy and the like.

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(M)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、10質量%であり、20質量%であり、30質量%であり、40質量%であり、50質量%であり、55質量%であり、60質量%であり、65質量%であり、70質量%であり、75質量%であり、80質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対して、例えば本発明の一つの形態では95質量%であり、85質量%であり、75質量%であり、65質量%であり、55質量%であり、45質量%であり、35質量%であり、25質量%である。   The lower limit value of the preferable content of the compound represented by the formula (M) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 1% by mass, 10% by mass, and 20% by mass Yes, 30% by mass, 40% by mass, 50% by mass, 55% by mass, 60% by mass, 65% by mass, 70% by mass, 75% by mass, It is 80% by mass. The upper limit of the preferable content is, for example, 95% by mass, 85% by mass, and 75% by mass in one embodiment of the present invention, based on the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention. It is 65 mass%, 55 mass%, 45 mass%, 35 mass%, and 25 mass%.

本発明で用いる液晶組成物(B)の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、本発明で用いる液晶組成物(B)のTNIを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。It is preferable to keep the viscosity of the liquid crystal composition (B) used in the present invention low and lower the above lower limit and lower the upper limit when a composition having a high response speed is required. Furthermore, it is preferable to keep TNI of the liquid crystal composition (B) used in the present invention high, and lower the above lower limit value and lower the upper limit value when a composition having good temperature stability is required. When it is desired to increase the dielectric anisotropy in order to keep the drive voltage low, it is preferable to raise the lower limit and raise the upper limit.

本発明の液晶組成物は、一般式(L)で表される化合物を1種類又は2種類以上さらに含有することが好ましい。一般式(L)で表される化合物は誘電的にほぼ中性の化合物(Δεの値が−2〜2)に該当する。   The liquid crystal composition of the present invention preferably further contains one or more compounds represented by General Formula (L). The compounds represented by the general formula (L) correspond to dielectric substantially neutral compounds (the value of Δε is −2 to 2).

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、RL1及びRL2はそれぞれ独立して炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の−CH−はそれぞれ独立して−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−又は−OCO−によって置換されていてもよく、
L1は0、1、2又は3を表し、
L1、AL2及びAL3はそれぞれ独立して
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−は−O−に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
(c) ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられても良い。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)及び基(c)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
L1及びZL2はそれぞれ独立して単結合、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−COO−、−OCO−、−OCF−、−CFO−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−を表し、
L1が2又は3であってAL2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、nL1が2又は3であってZL2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良いが、一般式(N−1)、(N−2)、(N−3)、(J)及び(i)で表される化合物を除く。)
一般式(L)で表される化合物は単独で用いてもよいが、組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類である。あるいは本発明の別の実施形態では2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類であり、6種類であり、7種類であり、8種類であり、9種類であり、10種類以上である。
(Wherein, R L1 and R L2 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and one or two or more non-adjacent -CH 2 -in the alkyl group are independently of each other It may be substituted by -CH = CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- or -OCO-,
n L1 represents 0, 1, 2 or 3;
A L1 , A L2 and A L3 are each independently (a) 1,4-cyclohexylene group (one -CH 2- present in this group or two or more non-adjacent -CH 2- May be replaced by -O-) and (b) 1,4-phenylene group (one -CH = present in this group or two or more non-adjacent -CH = is -N May be replaced by =.)
(C) Naphthalene-2,6-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group or decahydronaphthalene-2,6-diyl group (naphthalene-2,6-diyl group or One —CH = or two or more non-adjacent —CH = present in the 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group may be replaced by —N =. )
And the group (a), the group (b) and the group (c) may be each independently substituted with a cyano group, a fluorine atom or a chlorine atom,
Z L1 and Z L2 each independently represent a single bond, -CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - OCH 2 -, - CH 2 O -, - COO -, - OCO -, - OCF 2 -, - CF 2 O -, - CH = N-N = CH -, - CH = CH -, - represents CF = CF- or -C≡C-,
When n L1 is 2 or 3 and a plurality of A L2 is present, they may be the same or different, and when n L1 is 2 or 3 and a plurality of Z L2 is present, they may be May be the same or different, but the compounds represented by formulas (N-1), (N-2), (N-3), (J) and (i) are excluded. )
The compounds represented by formula (L) may be used alone or in combination. There is no particular limitation on the types of compounds that can be combined, but they are used in appropriate combination according to the desired performance such as solubility at low temperature, transition temperature, electrical reliability, birefringence and the like. The type of compound used is, for example, one type in one embodiment of the present invention. Or in another embodiment of the present invention, there are 2 types, 3 types, 4 types, 5 types, 5 types, 6 types, 7 types, 8 types, 9 types and 10 It is more than kind.

本発明で用いる液晶組成物(B)において、一般式(L)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。   In the liquid crystal composition (B) used in the present invention, the content of the compound represented by the general formula (L) is the solubility at low temperature, transition temperature, electrical reliability, birefringence, process compatibility, It is necessary to appropriately adjust according to the required performance such as drip marks, burn-in, dielectric anisotropy and the like.

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(L)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、10質量%であり、20質量%であり、30質量%であり、40質量%であり、50質量%であり、55質量%であり、60質量%であり、65質量%であり、70質量%であり、75質量%であり、80質量%である。好ましい含有量の上限値は、95質量%であり、85質量%であり、75質量%であり、65質量%であり、55質量%であり、45質量%であり、35質量%であり、25質量%である。   The lower limit of the preferable content of the compound represented by the formula (L) with respect to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 1% by mass, 10% by mass, and 20% by mass Yes, 30% by mass, 40% by mass, 50% by mass, 55% by mass, 60% by mass, 65% by mass, 70% by mass, 75% by mass, It is 80% by mass. The upper limit value of the preferable content is 95% by mass, 85% by mass, 75% by mass, 65% by mass, 55% by mass, 45% by mass, and 35% by mass, It is 25% by mass.

本発明で用いる液晶組成物(B)の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値が高く上限値が高いことが好ましい。さらに、本発明で用いる液晶組成物(B)のTNIを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値が高く上限値が高いことが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を低く上限値が低いことが好ましい。In the case where a composition having a high response speed while keeping the viscosity of the liquid crystal composition (B) used in the present invention low is required, it is preferable that the above lower limit is high and the upper limit is high. Additionally, keeping the liquid crystal composition used in the present invention the T NI of (B) high, it is preferable if the temperature stability with good composition is required upper limit higher the lower limit of the above is high. When it is desired to increase the dielectric anisotropy in order to keep the drive voltage low, it is preferable that the above lower limit value be low and the upper limit value be low.

信頼性を重視する場合にはRL1及びRL2はともにアルキル基であることが好ましく、化合物の揮発性を低減させることを重視する場合にはアルコキシ基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合には少なくとも一方はアルケニル基であることが好ましい。When reliability is important, both R L1 and R L2 are preferably alkyl groups, and when importance is given to reducing the volatility of the compound, alkoxy groups are preferable, and viscosity reduction is important When doing, at least one is preferably an alkenyl group.

分子内に存在するハロゲン原子は0、1、2又は3個が好ましく、0又は1が好ましく、他の液晶分子との相溶性を重視する場合には1が好ましい。     The number of halogen atoms present in the molecule is preferably 0, 1, 2 or 3 and is preferably 0 or 1. When importance is attached to compatibility with other liquid crystal molecules, 1 is preferred.

L1及びRL2は、それが結合する環構造がフェニル基(芳香族)である場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び炭素原子数4〜5のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が5以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。R L1 and R L2 are, when the ring structure to which they are bonded is a phenyl group (aromatic), a linear alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, or a linear alkyl group of 1 to 4 carbon atoms Alkoxy groups and alkenyl groups having 4 to 5 carbon atoms are preferred, and in the case where the ring structure to which they are attached is a saturated ring structure such as cyclohexane, pyran and dioxane, a straight chain having 1 to 5 carbon atoms The alkyl group, the linear alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and the linear alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms are preferable. In order to stabilize the nematic phase, the total of carbon atoms and oxygen atoms, if present, is preferably 5 or less, preferably linear.

アルケニル基としては、式(R1)から式(R5)のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。(各式中の黒点は環構造中の炭素原子を表す。)   The alkenyl group is preferably selected from the groups represented by any one of formulas (R1) to (R5). (The black dot in each formula represents a carbon atom in the ring structure.)

Figure 0006501134
Figure 0006501134

L1は応答速度を重視する場合には0が好ましく、ネマチック相の上限温度を改善するためには2又は3が好ましく、これらのバランスをとるためには1が好ましい。また、組成物として求められる特性を満たすためには異なる値の化合物を組み合わせることが好ましい。n L1 is preferably 0 when importance is attached to the response speed, 2 or 3 is preferable to improve the upper limit temperature of the nematic phase, and 1 is preferable to balance them. Moreover, in order to satisfy the characteristics required as a composition, it is preferable to combine compounds of different values.

L1、AL2及びAL3はΔnを大きくすることが求められる場合には芳香族であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族であることが好ましく、それぞれ独立してトランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基、2−フルオロ−1,4−フェニレン基、3−フルオロ−1,4−フェニレン基、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン−1,4−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基を表すことが好ましく、下記の構造を表すことがより好ましく、A L 1 , A L 2 and A L 3 are preferably aromatic when it is required to increase Δn, and are preferably aliphatic to improve the response speed, and each of them is independently trans- 1,4-cyclohexylene group, 1,4-phenylene group, 2-fluoro-1,4-phenylene group, 3-fluoro-1,4-phenylene group, 3,5-difluoro-1,4-phenylene group 1,4-cyclohexenylene group 1,4-bicyclo [2.2.2] octyrene group piperidine-1,4-diyl group naphthalene-2,6-diyl group decahydronaphthalene-2,6 -Preferably represents a diyl group or 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group, more preferably represents the following structure,

Figure 0006501134
Figure 0006501134

トランス−1,4−シクロへキシレン基又は1,4−フェニレン基を表すことがより好ましい。 More preferably, it represents a trans-1,4-cyclohexylene group or a 1,4-phenylene group.

L1及びZL2は応答速度を重視する場合には単結合であることが好ましい。It is preferable that Z L1 and Z L2 be a single bond when the response speed is important.

一般式(L)で表される化合物は分子内のハロゲン原子数が0個又は1個であることが好ましい。   The compound represented by formula (L) preferably has 0 or 1 halogen atoms in the molecule.

一般式(L)で表される化合物は一般式(L−3)〜(L−8)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。   The compound represented by Formula (L) is preferably a compound selected from the group of compounds represented by Formulas (L-3) to (L-8).

一般式(L−3)で表される化合物は下記の化合物である。   The compounds represented by General Formula (L-3) are the following compounds.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、RL31及びRL32はそれぞれ独立して、一般式(L)におけるRL1及びRL2と同じ意味を表す。)
L31及びRL32はそれぞれ独立して炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。
(Wherein, R L31 and R L32 each independently represent the same meaning as R L1 and R L2 in general formula (L).)
Each of R L31 and R L32 is preferably independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 4 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.

一般式(L−3)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。   Although a compound denoted by a general formula (L-3) can also be used alone, it can also be used combining two or more compounds. There is no particular limitation on the types of compounds that can be combined, but they are used in appropriate combination according to the required performance such as solubility at low temperature, transition temperature, electrical reliability, birefringence and the like. The type of the compound used is, for example, one type, two types, three types, four types, five types or more as one embodiment of the present invention.

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(L−3)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、3質量%であり、5質量%であり、7質量%であり、10質量%である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対して、20質量%であり、15質量%であり、13質量%であり、10質量%であり、8質量%であり、7質量%であり、6質量%であり、5質量%であり、3質量%である。   The lower limit of the preferable content of the compound represented by the formula (L-3) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 1% by mass, 2% by mass, and 3% %, 5% by mass, 7% by mass, and 10% by mass. The upper limit value of the preferable content is 20% by mass, 15% by mass, 13% by mass, and 10% by mass with respect to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention. %, 7% by mass, 6% by mass, 5% by mass, and 3% by mass.

高い複屈折率を得る場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、反対に、高いTNIを重視する場合は含有量を少なめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。When obtaining a high birefringence highly effective when larger amount to set the content, on the contrary, when importance is attached to high T NI highly effective when fewer to set the content. Furthermore, in the case of improving the drop marks and the sticking characteristic, it is preferable to set the range of the content in the middle.

一般式(L−4)で表される化合物は下記の化合物である。   The compounds represented by General Formula (L-4) are the following compounds.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、RL41及びRL42はそれぞれ独立して、一般式(L)におけるRL1及びRL2と同じ意味を表す。)
L41は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、RL42は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。)
一般式(L−4)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。
(Wherein, R L41 and R L42 each independently represent the same meaning as R L1 and R L2 in General Formula (L).)
R L41 is preferably an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group of 2 to 5 carbon atoms, and R L42 is an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group of 4 to 5 carbon atoms or a carbon atom The alkoxy group of the number 1-4 is preferable. )
Although a compound denoted by a general formula (L-4) can also be used alone, it can also be used combining two or more compounds. There is no particular limitation on the types of compounds that can be combined, but they are used in appropriate combination according to the required performance such as solubility at low temperature, transition temperature, electrical reliability, birefringence and the like. The type of the compound used is, for example, one type, two types, three types, four types, five types or more as one embodiment of the present invention.

本発明で用いる液晶組成物(B)において、一般式(L−4)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。   In the liquid crystal composition (B) used in the present invention, the content of the compound represented by the general formula (L-4) is the solubility at low temperature, transition temperature, electrical reliability, birefringence, process compatibility It is necessary to appropriately adjust according to the required performance such as the polarity, the dripping mark, the burn-in, and the dielectric anisotropy.

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(L−4)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、3質量%であり、5質量%であり、7質量%であり、10質量%であり、14質量%であり、16質量%であり、20質量%であり、23質量%であり、26質量%であり、30質量%であり、35質量%であり、40質量%である。本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(L−4)で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、50質量%であり、40質量%であり、35質量%であり、30質量%であり、20質量%であり、15質量%であり、10質量%であり、5質量%である。   The lower limit of the preferable content of the compound represented by the formula (L-4) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 1% by mass, 2% by mass, and 3% %, 5% by mass, 7% by mass, 10% by mass, 14% by mass, 16% by mass, 20% by mass, 23% by mass, and 26% by mass Present, 30% by mass, 35% by mass, and 40% by mass. The upper limit of the preferable content of the compound represented by the formula (L-4) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 50% by mass, 40% by mass, and 35% by mass %, 30% by mass, 20% by mass, 15% by mass, 10% by mass, and 5% by mass.

一般式(L−5)で表される化合物は下記の化合物である。   The compounds represented by General Formula (L-5) are the following compounds.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、RL51及びRL52はそれぞれ独立して、一般式(L)におけるRL1及びRL2と同じ意味を表す。)
L51は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、RL52は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。
(Wherein, R L51 and R L52 each independently represent the same meaning as R L1 and R L2 in general formula (L).)
R L51 is preferably an alkenyl group having 2 to 5 alkyl groups or carbon atoms of 1 to 5 carbon atoms, R L52 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group or a carbon atom of the carbon atoms 4-5 The alkoxy group of the number 1-4 is preferable.

一般式(L−5)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。   Although the compound represented by general formula (L-5) can also be used independently, it can also be used combining two or more compounds. There is no particular limitation on the types of compounds that can be combined, but they are used in appropriate combination according to the required performance such as solubility at low temperature, transition temperature, electrical reliability, birefringence and the like. The type of the compound used is, for example, one type, two types, three types, four types, five types or more as one embodiment of the present invention.

本発明で用いる液晶組成物(B)において、一般式(L−5)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。   In the liquid crystal composition (B) used in the present invention, the content of the compound represented by the general formula (L-5) is the solubility at low temperature, transition temperature, electrical reliability, birefringence, process compatibility It is necessary to appropriately adjust according to the required performance such as the polarity, the dripping mark, the burn-in, and the dielectric anisotropy.

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(L−5)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、3質量%であり、5質量%であり、7質量%であり、10質量%であり、14質量%であり、16質量%であり、20質量%であり、23質量%であり、26質量%であり、30質量%であり、35質量%であり、40質量%である。本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(L−5)で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、50質量%であり、40質量%であり、35質量%であり、30質量%であり、20質量%であり、15質量%であり、10質量%であり、5質量%である   The lower limit of the preferable content of the compound represented by the formula (L-5) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 1% by mass, 2% by mass, and 3% %, 5% by mass, 7% by mass, 10% by mass, 14% by mass, 16% by mass, 20% by mass, 23% by mass, and 26% by mass Present, 30% by mass, 35% by mass, and 40% by mass. The upper limit of the preferable content of the compound represented by the formula (L-5) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 50% by mass, 40% by mass, and 35% %, 30% by mass, 20% by mass, 15% by mass, 10% by mass, and 5% by mass

一般式(L−6)で表される化合物は下記の化合物である。   The compounds represented by General Formula (L-6) are the following compounds.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、RL61及びRL62はそれぞれ独立して、一般式(L)におけるRL1及びRL2と同じ意味を表し、XL61及びXL62はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表す。)
L61及びRL62はそれぞれ独立して炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、XL61及びXL62のうち一方がフッ素原子他方が水素原子であることが好ましい。
(Wherein, R L61 and R L62 each independently represent the same as R L1 and R L2 in General Formula (L), and X L61 and X L62 each independently represent a hydrogen atom or a fluorine atom. )
Each of R L61 and R L62 is preferably independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and one of X L61 and X L62 is a fluorine atom, and the other is a hydrogen atom Is preferred.

一般式(L−6)で表される化合物は単独で使用することもできるが、2以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類以上である。   Although a compound denoted by a general formula (L-6) can also be used alone, it can also be used combining two or more compounds. There is no particular limitation on the types of compounds that can be combined, but they are used in appropriate combination according to the required performance such as solubility at low temperature, transition temperature, electrical reliability, birefringence and the like. The type of the compound used is, for example, one type, two types, three types, four types, five types or more as one embodiment of the present invention.

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(L−6)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、3質量%であり、5質量%であり、7質量%であり、10質量%であり、14質量%であり、16質量%であり、20質量%であり、23質量%であり、26質量%であり、30質量%であり、35質量%であり、40質量%である。本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(L−6)で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、50質量%であり、40質量%であり、35質量%であり、30質量%であり、20質量%であり、15質量%であり、10質量%であり、5質量%である。Δnを大きくすることに重点を置く場合には含有量を多くした方が好ましく、低温での析出に重点を置いた場合には含有量は少ない方が好ましい。   The lower limit of the preferable content of the compound represented by the formula (L-6) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 1% by mass, 2% by mass, and 3% %, 5% by mass, 7% by mass, 10% by mass, 14% by mass, 16% by mass, 20% by mass, 23% by mass, and 26% by mass Present, 30% by mass, 35% by mass, and 40% by mass. The upper limit of the preferable content of the compound represented by the formula (L-6) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 50% by mass, 40% by mass, and 35% %, 30% by mass, 20% by mass, 15% by mass, 10% by mass, and 5% by mass. When emphasis is placed on increasing Δn, it is preferable to increase the content, and when emphasis is put on precipitation at low temperature, it is preferable to reduce the content.

一般式(L−7)で表される化合物は下記の化合物である。   The compounds represented by General Formula (L-7) are the following compounds.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、RL71及びRL72はそれぞれ独立して一般式(L)におけるRL1及びRL2と同じ意味を表し、AL71及びAL72はそれぞれ独立して一般式(L)におけるAL2及びAL3と同じ意味を表すが、AL71及びAL72上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子によって置換されていてもよく、ZL71は一般式(L)におけるZL2と同じ意味を表し、XL71及びXL72はそれぞれ独立してフッ素原子又は水素原子を表す。)
式中、RL71及びRL72はそれぞれ独立して炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、AL71及びAL72はそれぞれ独立して1,4−シクロヘキシレン基又は1,4−フェニレン基が好ましく、AL71及びAL72上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子によって置換されていてもよく、ZL71は単結合又はCOO−が好ましく、単結合が好ましく、XL71及びXL72は水素原子が好ましい。
(Wherein, R L71 and R L72 each independently represent the same as R L1 and R L2 in the general formula (L), and A L71 and A L72 are each independently A L2 and A L2 in the general formula (L) A hydrogen having the same meaning as A L3 is represented, but each of hydrogen atoms on A L71 and A L72 may be independently substituted by a fluorine atom, and Z L71 has the same meaning as Z L2 in formula (L), X L71 and X L72 each independently represent a fluorine atom or a hydrogen atom.)
Wherein, R L71 and R L72 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms 2 to 5 carbon atoms preferably, A L71 and A L72 each independently 1,4-cyclohexylene group or a 1,4-phenylene group is preferably a hydrogen atom on a L71 and a L72 may be substituted by fluorine atoms independently, Z L71 is a single A bond or COO- is preferable, a single bond is preferable, and X L71 and X L72 are preferably hydrogen atoms.

組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類である。   There is no particular limitation on the types of compounds that can be combined, but they are combined according to the required performance such as solubility at low temperature, transition temperature, electrical reliability, birefringence and the like. The type of compound used is, for example, one type, two types, three types, and four types according to one embodiment of the present invention.

本発明で用いる液晶組成物(B)において、一般式(L−7)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。   In the liquid crystal composition (B) used in the present invention, the content of the compound represented by the general formula (L-7) is the solubility at low temperature, transition temperature, electrical reliability, birefringence, process compatibility It is necessary to appropriately adjust according to the required performance such as the polarity, the dripping mark, the burn-in, and the dielectric anisotropy.

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(L−7)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、3質量%であり、5質量%であり、7質量%であり、10質量%であり、14質量%であり、16質量%であり、20質量%である。本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(L−7)で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、10質量%であり、5質量%である。   The lower limit of the preferable content of the compound represented by the formula (L-7) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 1% by mass, 2% by mass, and 3% %, 5% by mass, 7% by mass, 10% by mass, 14% by mass, 16% by mass, and 20% by mass. The upper limit of the preferable content of the compound represented by the formula (L-7) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 30% by mass, 25% by mass, and 23% %, 20% by mass, 18% by mass, 15% by mass, 10% by mass and 5% by mass.

本発明で用いる液晶組成物(B)が高いTNIの実施形態が望まれる場合は式(L−7)で表される化合物の含有量を多めにすることが好ましく、低粘度の実施形態が望まれる場合は含有量を少なめにすることが好ましい。When a liquid crystal composition (B) to be used in the present invention is desired to have a high TNI embodiment, it is preferable to increase the content of the compound represented by formula (L-7), and a low viscosity embodiment If desired, it is preferable to reduce the content.

一般式(L−8)で表される化合物は下記の化合物である。   The compounds represented by General Formula (L-8) are the following compounds.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(式中、RL81及びRL82はそれぞれ独立して一般式(L)におけるRL1及びRL2と同じ意味を表し、AL81は一般式(L)におけるAL1と同じ意味又は単結合を表すが、AL81上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子によって置換されていてもよく、XL81〜XL86はそれぞれ独立してフッ素原子又は水素原子を表す。)
式中、RL81及びRL82はそれぞれ独立して炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、AL81は1,4−シクロヘキシレン基又は1,4−フェニレン基が好ましく、AL71及びAL72上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子によって置換されていてもよく、一般式(L−8)中の同一の環構造上にフッ素原子は0個又は1個が好ましく、分子内にフッ素原子は0個又は1個であることが好ましい。
(Wherein, R L 81 and R L 82 each independently represent the same meaning as R L 1 and R L 2 in general formula (L), and A L 81 represents the same meaning or single bond as A L 1 in general formula (L) However, each hydrogen atom on AL 81 may be independently substituted by a fluorine atom, and X L81 to X L86 each independently represent a fluorine atom or a hydrogen atom.)
Wherein, R L81 and R L82 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms 2 to 5 carbon atoms preferably, A L81 is 1, 4-cyclohexylene group or 1,4-phenylene group is preferable, a hydrogen atom on a L71 and a L72 may be substituted independently by fluorine atoms, the general formula (L-8) in the same of The number of fluorine atoms on the ring structure is preferably 0 or 1, and the number of fluorine atoms in the molecule is preferably 0 or 1.

組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類であり、2種類であり、3種類であり、4種類である。   There is no particular limitation on the types of compounds that can be combined, but they are combined according to the required performance such as solubility at low temperature, transition temperature, electrical reliability, birefringence and the like. The type of compound used is, for example, one type, two types, three types, and four types according to one embodiment of the present invention.

本発明で用いる液晶組成物(B)において、一般式(L−8)で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。   In the liquid crystal composition (B) used in the present invention, the content of the compound represented by the general formula (L-8) is the solubility at low temperature, transition temperature, electrical reliability, birefringence, process compatibility It is necessary to appropriately adjust according to the required performance such as the polarity, the dripping mark, the burn-in, and the dielectric anisotropy.

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(L−8)で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、1質量%であり、2質量%であり、3質量%であり、5質量%であり、7質量%であり、10質量%であり、14質量%であり、16質量%であり、20質量%である。本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての式(L−8)で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、30質量%であり、25質量%であり、23質量%であり、20質量%であり、18質量%であり、15質量%であり、10質量%であり、5質量%である。   The lower limit of the preferable content of the compound represented by the formula (L-8) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 1% by mass, 2% by mass, and 3% %, 5% by mass, 7% by mass, 10% by mass, 14% by mass, 16% by mass, and 20% by mass. The upper limit of the preferable content of the compound represented by the formula (L-8) to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention is 30% by mass, 25% by mass, and 23% %, 20% by mass, 18% by mass, 15% by mass, 10% by mass and 5% by mass.

本発明で用いる液晶組成物(B)が高いTNIの実施形態が望まれる場合は式(L−8)で表される化合物の含有量を多めにすることが好ましく、低粘度の実施形態が望まれる場合は含有量を少なめにすることが好ましい。When a liquid crystal composition (B) used in the present invention is desired to have a high TNI embodiment, the content of the compound represented by formula (L-8) is preferably increased, and a low viscosity embodiment is used. If desired, it is preferable to reduce the content.

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての一般式(i)、一般式(L)、(N−1)、(N−2)、(N−3)及び(J)で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、80質量%であり、85質量%であり、88質量%であり、90質量%であり、92質量%であり、93質量%であり、94質量%であり、95質量%であり、96質量%であり、97質量%であり、98質量%であり、99質量%であり、100質量%である。好ましい含有量の上限値は、100質量%であり、99質量%であり、98質量%であり、95質量%である。ただし、Δεの絶対値が大きい組成物を得る観点からは、一般式(N−1)、(N−2)、(N−3)又は(J)で表される化合物のいずれか一方は0質量%であることが好ましい。   In general formula (i), general formula (L), (N-1), (N-2), (N-3) and (J) with respect to the total amount of liquid crystal composition (B) used by this invention The lower limit of the preferable content of the total of the compounds represented is 80% by mass, 85% by mass, 88% by mass, 90% by mass, 92% by mass and 93% by mass 94% by mass, 95% by mass, 96% by mass, 97% by mass, 98% by mass, 99% by mass and 100% by mass. The upper limit value of the preferable content is 100% by mass, 99% by mass, 98% by mass, and 95% by mass. However, from the viewpoint of obtaining a composition having a large absolute value of Δε, any one of the compounds represented by the general formulas (N-1), (N-2), (N-3) or (J) is 0 It is preferable that it is mass%.

本発明で用いる液晶組成物(B)の総量に対しての一般式(i)、一般式(L−1)から(L−7)、一般式(M−1)から(M−8)、一般式(N−1)〜(N−4)で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、80質量%であり、85質量%であり、88質量%であり、90質量%であり、92質量%であり、93質量%であり、94質量%であり、95質量%であり、96質量%であり、97質量%であり、98質量%であり、99質量%であり、100質量%である。好ましい含有量の上限値は、100質量%であり、99質量%であり、98質量%であり、95質量%である。   The general formula (i), the general formulas (L-1) to (L-7), and the general formulas (M-1) to (M-8) with respect to the total amount of the liquid crystal composition (B) used in the present invention The lower limit of the preferable content of the total of the compounds represented by the general formulas (N-1) to (N-4) is 80% by mass, 85% by mass, and 88% by mass, and 90% by mass 92% by mass 93% by mass 94% by mass 95% by mass 96% by mass 97% by mass 98% by mass 99% by mass , 100% by mass. The upper limit value of the preferable content is 100% by mass, 99% by mass, 98% by mass, and 95% by mass.

本発明で用いる液晶組成物(B)は、分子内に過酸(−CO−OO−)構造等の酸素原子同士が結合した構造を持つ化合物を含有しないことが好ましい。   The liquid crystal composition (B) used in the present invention preferably does not contain a compound having a structure in which oxygen atoms such as a peracid (-CO-OO-) structure are bonded to each other in the molecule.

本発明で用いる液晶組成物(B)において、組成物の信頼性及び長期安定性を重視する場合にはカルボニル基を有する化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して5質量%以下とすることが好ましく、3質量%以下とすることがより好ましく、1質量%以下とすることが更に好ましく、実質的に含有しないことが最も好ましい。   In the liquid crystal composition (B) used in the present invention, when importance is placed on the reliability and long-term stability of the composition, the content of the compound having a carbonyl group is 5% by mass or less based on the total mass of the composition. It is preferable that the content be 3% by mass or less, still more preferably 1% by mass or less, and most preferably substantially non-containing.

本発明で用いる液晶組成物(B)において、UV照射による安定性を重視する場合、塩素原子が置換している化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して15質量%以下とすることが好ましく、10質量%以下とすることが好ましく、8質量%以下とすることが好ましく、5質量%以下とすることがより好ましく、3質量%以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。   In the liquid crystal composition (B) used in the present invention, when importance is placed on stability due to UV irradiation, the content of the compound substituted by chlorine atoms is 15% by mass or less based on the total mass of the composition. Is preferably 10% by mass or less, preferably 8% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and preferably 3% by mass or less. Is more preferred.

本発明で用いる液晶組成物(B)において、分子内の環構造がすべて6員環である化合物の含有量を多くすることが好ましく、分子内の環構造がすべて6員環である化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して80質量%以上とすることが好ましく、90質量%以上とすることがより好ましく、95質量%以上とすることが更に好ましく、実質的に分子内の環構造がすべて6員環である化合物のみで組成物を構成することが最も好ましい。   In the liquid crystal composition (B) used in the present invention, it is preferable to increase the content of the compound in which all the ring structures in the molecule are 6-membered rings, and include the compound in which the ring structures in the molecules are all 6-membered rings. The amount is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, still more preferably 95% by mass or more, based on the total mass of the composition, and the ring in the molecule is substantially preferable. Most preferably, the composition is composed only of compounds which are all six-membered rings in structure.

本発明で用いる液晶組成物(B)において、組成物の酸化による劣化を抑えるためには、環構造としてシクロヘキセニレン基を有する化合物の含有量を少なくすることが好ましく、シクロヘキセニレン基を有する化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して10質量%以下とすることが好ましく、8質量%以下とすることが好ましく、5質量%以下とすることがより好ましく、3質量%以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。   In the liquid crystal composition (B) used in the present invention, in order to suppress deterioration due to oxidation of the composition, it is preferable to reduce the content of the compound having a cyclohexenylene group as a ring structure, and has a cyclohexenylene group The content of the compound is preferably 10% by mass or less, preferably 8% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less based on the total mass of the composition. It is preferable to do, and it is further preferable not to contain substantially.

本発明で用いる液晶組成物(B)において、粘度の改善及びTNIの改善を重視する場合には、水素原子がハロゲンに置換されていてもよい2−メチルベンゼン−1,4−ジイル基を分子内に持つ化合物の含有量を少なくすることが好ましく、前記2−メチルベンゼン−1,4−ジイル基を分子内に持つ化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して10質量%以下とすることが好ましく、8質量%以下とすることが好ましく、5質量%以下とすることがより好ましく、3質量%以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。In the liquid crystal composition (B) used in the present invention, when importance is attached to improvement of viscosity and improvement of TNI, a 2-methylbenzene-1,4-diyl group in which a hydrogen atom may be substituted by halogen is selected. It is preferable to reduce the content of the compound having in the molecule, and the content of the compound having the 2-methylbenzene-1,4-diyl group in the molecule is 10% by mass or less based on the total mass of the composition. The content is preferably 8% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, and still more preferably substantially non-containing.

本願において実質的に含有しないとは、意図せずに含有する物を除いて含有しないという意味である。   In the present application, "not substantially contained" means that it is not contained except for unintentionally contained substances.

本発明の第一実施形態の組成物に含有される化合物が、側鎖としてアルケニル基を有する場合、前記アルケニル基がシクロヘキサンに結合している場合には当該アルケニル基の炭素原子数は2〜5であることが好ましく、前記アルケニル基がベンゼンに結合している場合には当該アルケニル基の炭素原子数は4〜5であることが好ましく、前記アルケニル基の不飽和結合とベンゼンは直接結合していないことが好ましい。   When the compound contained in the composition of the first embodiment of the present invention has an alkenyl group as a side chain, when the alkenyl group is bonded to cyclohexane, the number of carbon atoms of the alkenyl group is 2 to 5 When the alkenyl group is bonded to benzene, the number of carbon atoms of the alkenyl group is preferably 4 to 5, and the unsaturated bond of the alkenyl group and benzene are directly bonded. Preferably not.

本発明で用いる重合性液晶組成物は、重合開始剤が存在しない場合でも重合は進行するが、重合を促進するために重合開始剤を含有していてもよい。   The polymerizable liquid crystal composition used in the present invention proceeds with polymerization even in the absence of a polymerization initiator, but may contain a polymerization initiator in order to accelerate the polymerization.

ここで、重合方法としては、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合等を用いることが可能であるが、ラジカル重合により重合することが好ましく、光フリース転位によるラジカル重合、光重合開始剤によるラジカル重合がより好ましい。   Here, as the polymerization method, radical polymerization, anionic polymerization, cationic polymerization and the like can be used, but polymerization by radical polymerization is preferable, radical polymerization by light fleece rearrangement, radical polymerization by a photopolymerization initiator More preferable.

ラジカル重合開始剤としては、熱重合開始剤、光重合開始剤を用いることができるが、光重合開始剤が好ましい。具体的には以下の化合物が好ましい。   As a radical polymerization initiator, although a thermal polymerization initiator and a photoinitiator can be used, a photoinitiator is preferable. Specifically, the following compounds are preferred.

ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、2−メチル−2−モルホリノ(4−チオメチルフェニル)プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン、4′−フェノキシアセトフェノン、4′−エトキシアセトフェノン等のアセトフェノン系;
ベンゾイン、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル等のベンゾイン系;
2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィンオキサイド系;
ベンジル、メチルフェニルグリオキシエステル系;
ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、4,4′−ジクロロベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4′−メチル−ジフェニルサルファイド、アクリル化ベンゾフェノン、3,3′,4,4′−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3′−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、2,5−ジメチルベンゾフェノン、3,4−ジメチルベンゾフェノン等のベンゾフェノン系;
2−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン等のチオキサントン系;
ミヒラーケトン、4,4′−ジエチルアミノベンゾフェノン等のアミノベンゾフェノン系;
10−ブチル−2−クロロアクリドン、2−エチルアンスラキノン、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン等が好ましい。この中でも、ベンジルジメチルケタールが最も好ましい。
Diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzyl dimethyl ketal, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 4- (4- 2-hydroxyethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 1-hydroxycyclohexyl-phenyl ketone, 2-methyl-2-morpholino (4-thiomethylphenyl) propan-1-one, 2-benzyl- Acetophenones such as 2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone, 4'-phenoxyacetophenone, 4'-ethoxyacetophenone;
Benzoins such as benzoin, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether;
Acyl phosphine oxides such as 2,4,6-trimethyl benzoyl diphenyl phosphine oxide;
Benzyl, methyl phenylglyoxy ester type;
Benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, 4,4'-dichlorobenzophenone, hydroxybenzophenone, 4-benzoyl-4'-methyl-diphenyl sulfide, acrylated benzophenone, 3,3 ', 4,4' Benzophenones such as tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,3'-dimethyl-4-methoxybenzophenone, 2,5-dimethylbenzophenone, 3,4-dimethylbenzophenone and the like;
Thioxanthones such as 2-isopropylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone and the like;
Amino benzophenones such as Michler's ketone, 4,4'-diethylamino benzophenone;
Preferred are 10-butyl-2-chloroacridone, 2-ethylanthraquinone, 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone and the like. Among these, benzyl dimethyl ketal is most preferable.

又、ラジカルの寿命や反応性を考慮して複数の重合開始剤を用いることも好ましい。   It is also preferable to use a plurality of polymerization initiators in consideration of the lifetime and reactivity of the radical.

以上詳述した重合性液晶性組成物から液晶層を形成させる際、例えば、VAモード等の垂直配向セルを適用する場合、モノマーとして、前期した重合性単量体成分(a)と共に垂直配向を誘起するメソゲン基を有さず、1価もしくは2価であり、かつ炭素原子数が8〜18のアルコール化合物のアクリレートもしくはメタクリレートをモノマーとして用いても良く、メソゲン基を有するモノマーとの併用でも好ましい。   When forming a liquid crystal layer from the polymerizable liquid crystalline composition detailed above, for example, in the case of applying a vertical alignment cell such as VA mode, vertical alignment is performed together with the above-mentioned polymerizable monomer component (a) as a monomer. An acrylate or methacrylate of an alcohol compound which has no inducing mesogenic group, is monovalent or divalent, and has 8 to 18 carbon atoms may be used as a monomer, and is preferably used in combination with a monomer having a mesogenic group .

液晶表示素子製造用の重合性液晶組成物を用いて相分離重合により垂直配向セル内にポリマーネットワーク(A)が形成された場合は、繊維状、又は柱状のポリマーネットワーク(A)が液晶セル基板に対して液晶組成物(B)の垂直方向と略同一の方向に形成されていることが好ましい。又、セル基板表面にある垂直配向膜に液晶が傾斜配向を誘起するようにラビング処理等を施してプレチルト角を誘起するようにした垂直配向膜が用いられた場合は、プレチルトして配向している液晶組成物(B)と同方向に繊維状、又は柱状のポリマーネットワーク(A)が傾斜して形成されていることが好ましい。ポリマーネットワーク(A)の傾斜は、基板界面で自発的に起こるようにモノマーを選定しても良い。又、電圧を印加して液晶を傾斜配向状態にして紫外線等を照射させてポリマーネットワーク(A)を形成させても良い。   When a polymer network (A) is formed in a vertically aligned cell by phase separation polymerization using a polymerizable liquid crystal composition for manufacturing a liquid crystal display element, a fibrous or columnar polymer network (A) is a liquid crystal cell substrate On the other hand, it is preferable that the liquid crystal composition (B) is formed in substantially the same direction as the vertical direction. In addition, when a vertical alignment film in which a pre-tilt angle is induced by using a rubbing process or the like so that liquid crystal induces tilt alignment to the vertical alignment film on the cell substrate surface is used, pretilt alignment is performed. It is preferable that the fibrous or columnar polymer network (A) is formed to be inclined in the same direction as the liquid crystal composition (B). The tilt of the polymer network (A) may be chosen to occur spontaneously at the substrate interface. Alternatively, the polymer network (A) may be formed by applying a voltage to bring the liquid crystal into a tilted alignment state and irradiating ultraviolet light or the like.

更に、電圧を印加しながらプレチルト角を誘起する方法としては、液晶表示素子製造用の液晶の閾値電圧よりも0.9V程度低い電圧から2V程度高い電圧の範囲で電圧を印加しながら重合させても良いし、閾値電圧以上の電圧をポリマーネットワーク(A)形成過程中に数秒〜数十秒の短時間印加した後、閾値電圧未満にしてポリマーネットワークを形成させても良い。   Furthermore, as a method of inducing a pretilt angle while applying a voltage, polymerization is performed while applying a voltage in a range of about 0.9 V lower than a threshold voltage of liquid crystal for manufacturing a liquid crystal display element to about 2 V higher. Alternatively, a voltage higher than the threshold voltage may be applied for a short time of several seconds to several tens of seconds during the formation of the polymer network (A), and then may be made lower than the threshold voltage to form a polymer network.

繊維状又は柱状のポリマーネットワークは、透明基板平面に対して90度〜80度のプレチルト角を誘起するように傾斜して形成されていることが好ましく、斯かるプレチルト角は、90度〜85度の範囲、89.9度〜85度の範囲、89.9度〜87度の範囲、89.9度〜88度の範囲であることが特に好ましい。何れの方法で形成された繊維状、又は柱状のポリマーネットワークは、二枚のセル基板間を連結していることが特徴である。これにより、プレチルト角の熱的安定性が向上して液晶表示素子の信頼性を高めることができる。   The fibrous or columnar polymer network is preferably formed to be inclined to induce a pretilt angle of 90 to 80 degrees with respect to the transparent substrate plane, and the pretilt angle is 90 to 85 degrees. The range of 89.9 degrees to 85 degrees, the range of 89.9 degrees to 87 degrees, and the range of 89.9 degrees to 88 degrees are particularly preferable. The fibrous or columnar polymer network formed by any method is characterized in connecting between two cell substrates. As a result, the thermal stability of the pretilt angle can be improved, and the reliability of the liquid crystal display element can be enhanced.

他に、繊維状、又は柱状のポリマーネットワーク(A)を傾斜配向させて形成することにより液晶組成物(B)のプレチルト角を誘起させる方法として、重合性官能基とメソゲン基の間にあるアルキレン基の炭素原子数が6以上のプレチルト角の誘起角度が小さい二官能アクリレートと官能基と、メソゲン基の間にあるアルキレン基の炭素原子数が5以上のプレチルト角の誘起角度が大きい二官能アクリレートを組合せ用いる方法が挙げられる。これらの化合物の配合比を調整することにより所望のプレチルト角を界面近傍で誘起させることができる。   In addition, as a method of inducing the pretilt angle of the liquid crystal composition (B) by forming the fibrous or columnar polymer network (A) by tilt alignment, alkylene located between the polymerizable functional group and the mesogen group A bifunctional acrylate having a small pretilt angle induction angle of 6 or more carbon atoms and a functional group, and a bifunctional acrylate having a large pretilt angle induction angle of 5 or more carbon atoms of an alkylene group between mesogen groups And combinations thereof. A desired pretilt angle can be induced near the interface by adjusting the compounding ratio of these compounds.

更に、可逆性の光配向機能を有するモノマーを少なくとも0.01質量%以上1質量%以下の範囲で添加して繊維状、又は柱状のポリマーネットワーク(A)を形成させる方法が挙げられる。この場合、トランス体に於いて低分子液晶と同様の棒状の形態になり低分子液晶の配向状態へ影響を及ぼす。液晶表示素子製造用の重合性液晶組成物に含有されている該トランス体は、紫外線をセル上面から平行光として照射すると紫外線の進む方向と該棒状の分子長軸方向が平行になるように揃い、低分子液晶も同時に該トランス体の分子長軸方向へ揃うように配向する。セルに対して傾斜して紫外線を照射すると、該トランス体の分子長軸が傾斜方向に向き液晶を紫外線の傾斜方向へ配向させるようになる。即ち、プレチルト角を誘起するようになり光配向機能を示す。この段階でモノマーを架橋させると誘起したプレチルト角が重合相分離で形成された繊維状、又は柱状のポリマーネットワークにより固定化される。従って、VAモードで重要なプレチルト角の誘起は、電圧印加しながら重合相分離させる方法、誘起するプレチルト角が異なるモノマーを複数添加して重合相分離させる方法、可逆性の光配向機能を有するモノマーが示す光配向機能を用いて紫外線が進む方向へ液晶組成物(B)及びモノマーを配向させ重合相分離する方法、が挙げられ、必要に応じてこれらの中から選択して本発明の液晶素子を作製することができる。   Furthermore, there is a method of forming a fibrous or columnar polymer network (A) by adding a monomer having a reversible photoalignment function in the range of at least 0.01% by mass to 1% by mass. In this case, in the trans form, it has a rod-like form similar to the low molecular weight liquid crystal, and affects the alignment state of the low molecular weight liquid crystal. The transformer contained in the polymerizable liquid crystal composition for producing a liquid crystal display device is aligned so that the direction in which the ultraviolet light travels and the long axis direction of the rod-like molecule become parallel when irradiated with ultraviolet light from the top of the cell as parallel light. At the same time, low molecular weight liquid crystal is also aligned so as to align in the molecular long axis direction of the trans form. When the cell is inclined and irradiated with ultraviolet light, the long molecular axis of the transformer body is oriented in the inclined direction so that the liquid crystal is oriented in the inclined direction of the ultraviolet light. That is, a pretilt angle is induced to exhibit a photoalignment function. At this stage, crosslinking of the monomers induces the pretilt angle to be immobilized by the fibrous or columnar polymer network formed by polymerization phase separation. Therefore, the induction of the important pretilt angle in the VA mode can be achieved by a method of causing polymer phase separation while applying a voltage, a method of adding a plurality of monomers having different induced pretilt angles and polymer phase separation, a monomer having a reversible photoalignment function And a method of aligning the liquid crystal composition (B) and the monomer in the direction in which the ultraviolet light travels using the photoalignment function exhibited by the liquid crystal to separate the polymer phase, and the liquid crystal element of the present invention is selected from these as needed. Can be made.

ここで、光配向機能を有するモノマーは、紫外線を吸収してトランス体になる光異性化合物であっても良く、紫外線を吸収してシス体になる光異性化化合物であっても良い。更に、光配向機能を有するモノマーの反応速度が光配向機能を有するモノマー以外のモノマーの反応速度より遅いことが好ましい。紫外線照射されると、直ちに光配向機能を有するモノマーはトランス体になり光の進む方向に配向すると、周囲のモノマーや非重合液晶組成物も同様の方向へ配向する。この時、重合相分離が進行して液晶組成物(B)とポリマーネットワークの配向容易軸方向が光配向機能を有するモノマーの配向容易軸と同一方向へ揃い紫外線光が進む方向へプレチルト角が誘起される。   Here, the monomer having a photoalignment function may be a photoisomer compound which absorbs ultraviolet rays to be in a trans form, or may be a photoisomerization compound which absorbs ultraviolet rays to be a cis form. Furthermore, it is preferable that the reaction rate of the monomer having the photoalignment function is slower than the reaction rate of monomers other than the monomer having the photoalignment function. When irradiated with ultraviolet light, the monomer having a photoalignment function immediately becomes a trans form, and when it is oriented in the direction in which light travels, surrounding monomers and non-polymerized liquid crystal compositions are also oriented in the same direction. At this time, polymerization phase separation proceeds, and the orientation easy axis direction of the liquid crystal composition (B) and the polymer network is aligned in the same direction as the orientation easy axis of the monomer having a photoalignment function and the pretilt angle is induced Be done.

更に、IPSやFFSモード等の平行配向セルを適用する場合には、液晶表示素子製造用の液晶組成物を用いて相分離重合により繊維状、又は柱状のポリマーネットワーク(A)が液晶セル基板面に有る配向膜の配向方向に対して液晶組成物(B)は平行配向するが、形成された繊維状、又は柱状のポリマーネットワークの屈折率異方性又は配向容易軸方向と液晶組成物(B)の配向方向と略同一の方向に形成されていることが好ましい。更に、繊維状、又は柱状のポリマーネットワークは、液晶組成物(B)が分散している空隙を除いて略セル全体に存在していることがより好ましい。ポリマー界面方向に対して該プレチルト角を誘起させることを目的に、1価もしくは2価であり、かつ炭素原子数が8〜18のアルコール化合物のアクリレートもしくはメタクリレートをモノマーとして、メソゲン基を有するモノマーと用いることが好ましい。   Furthermore, in the case of applying a parallel alignment cell such as IPS or FFS mode, the surface of the liquid crystal cell substrate is formed of a fibrous or columnar polymer network (A) by phase separation polymerization using a liquid crystal composition for manufacturing a liquid crystal display element. The liquid crystal composition (B) is parallel-aligned to the alignment direction of the alignment film in the liquid crystal composition (B) and the refractive index anisotropy or alignment easy axis direction of the formed fibrous or columnar polymer network Preferably, it is formed in substantially the same direction as the orientation direction of. Furthermore, it is more preferable that the fibrous or columnar polymer network is present substantially throughout the cells except for the voids in which the liquid crystal composition (B) is dispersed. For the purpose of inducing the pretilt angle with respect to the polymer interface direction, a monomer having a mesogenic group is used as a monomer having a monohydric or bivalent alcohol compound having 8 to 18 carbon atoms as a monomer. It is preferred to use.

更に、電気光学特性は、ポリマーネットワーク界面の表面積、及びポリマーネットワークの空隙間隔に影響されるが、光散乱を起こさないことが重要で、平均空隙間隔を可視光の波長より小さくすることが好ましい。例えば、該界面の表面積を広げて該空隙間隔を小さくさせるにはモノマー組成物含有量を増加させる方法がある。これにより、重合相分離構造が変化して該空隙間隔が微細になることにより該界面の表面積が増加するようにポリマーネットワークが形成され駆動電圧、及び立ち下がり時間が短くなる。重合相分離構造は、重合温度にも影響される。   Furthermore, although the electro-optical properties are influenced by the surface area of the polymer network interface and the void spacing of the polymer network, it is important not to cause light scattering, and it is preferable to make the mean void spacing smaller than the wavelength of visible light. For example, there is a method of increasing the content of the monomer composition in order to widen the surface area of the interface and reduce the gap spacing. Thus, the polymer network is formed such that the surface area of the interface is increased by changing the polymerization phase separation structure and the gap spacing becomes fine, and the driving voltage and the fall time become short. The polymerization phase separation structure is also influenced by the polymerization temperature.

本発明に於いては、相分離速度を速くして重合させることで微細な空隙を有する相分離構造が得られるようにすることが好ましい。相分離速度は、低分子液晶とモノマーとの相溶性や重合速度に大きく影響される。化合物の分子構造や含有量に大きく依存するので適宜組成を調整して使用することが好ましい。該相溶性が高い場合は、該重合速度の高いモノマーを用いることが好ましく、紫外線重合の場合は、紫外線強度を高めることが好ましい。又、素子製造用の液晶組成物中のモノマーの含有量を増やすことも好ましい。相溶性が低い場合は、相分離速度は十分に速くなるので本発明の液晶素子を作製するのに好ましい。相溶性を低くする方法として、低温で重合させる方法が挙げられる。低温にすると液晶の配向秩序度が上がり、液晶組成物(B)とモノマーの相溶性が下がるため、重合相分離速度を速くすることができる。更に別の方法として、液晶表示素子製造用の液晶組成物を、過冷却状態を示す温度にして重合させる方法も挙げられる。この場合、液晶表示素子製造用の液晶組成物の融点よりも僅かに低くすれば良いので、数度温度を低くするだけで相分離を速くさせることも可能になり好ましい。これらにより、モノマー含有量数十質量%を液晶へ添加した場合に相当する重合相分離構造、即ち、立ち下がり時間が短くなるように作用する構造であるポリマーネットワーク界面の表面積が多く該空隙間隔が微細なポリマーネットワーク構造が形成される。従って、液晶表示素子製造用の液晶組成物は、立ち下がり時間が短くなるように配向機能、架橋密度、アンカーリング力、空隙間隔、を考慮して組成を適宜調整することが好ましい。   In the present invention, it is preferable to obtain a phase separation structure having fine voids by polymerizing at a high phase separation rate. The phase separation speed is greatly influenced by the compatibility between the low molecular liquid crystal and the monomer and the polymerization speed. Since the composition largely depends on the molecular structure and the content of the compound, it is preferable to use it by appropriately adjusting the composition. When the compatibility is high, it is preferable to use a monomer having a high polymerization rate, and in the case of ultraviolet polymerization, it is preferable to increase the ultraviolet intensity. Moreover, it is also preferable to increase the content of the monomer in the liquid crystal composition for manufacturing a device. When the compatibility is low, the phase separation speed is sufficiently fast, which is preferable for producing the liquid crystal element of the present invention. As a method of reducing the compatibility, a method of polymerizing at a low temperature can be mentioned. When the temperature is low, the degree of alignment order of the liquid crystal is increased, and the compatibility between the liquid crystal composition (B) and the monomer is reduced, so that the separation speed of the polymer phase can be increased. As another method, there may also be mentioned a method of polymerizing a liquid crystal composition for producing a liquid crystal display element at a temperature showing a supercooling state. In this case, the temperature may be slightly lower than the melting point of the liquid crystal composition for manufacturing a liquid crystal display element, and it is possible to accelerate the phase separation only by lowering the temperature by several degrees, which is preferable. Thus, the polymer phase separation structure corresponding to the case where a monomer content of several tens of mass% is added to the liquid crystal, that is, the surface area of the polymer network interface which is a structure acting to shorten the fall time A fine polymer network structure is formed. Therefore, it is preferable to appropriately adjust the composition of the liquid crystal composition for manufacturing a liquid crystal display element in consideration of the alignment function, the crosslink density, the anchoring force and the gap distance so that the fall time is short.

液晶表示素子において、高いコントラストの表示を得るには光散乱が起こらないようにする必要があるが、上述した方法を考慮して目的の電圧−透過率特性、及びスイッチング特性を得られるように相分離構造を制御して適切なポリマーネットワーク層構造を形成させることが重要である。   In the liquid crystal display device, it is necessary to prevent light scattering in order to obtain a high contrast display, but in view of the method described above, it is possible to obtain the target voltage-transmittance characteristics and switching characteristics. It is important to control the separation structure to form a suitable polymer network layer structure.

斯かるポリマーネットワーク層構造を有する液晶層を更に具体的に詳述すれば、該液晶層は、液晶相中に液晶表示素子全面にポリマーネットワーク層が形成され液晶相が連続している構造であって、ポリマーネットワーク(A)の配向容易軸や一軸の光学軸が低分子液晶の配向容易軸と略同一方向であることが好ましく、低分子液晶のプレチルト角を誘起するようにポリマーネットワークを形成させることが好ましく、ポリマーネットワークの平均空隙間隔を可視光の波長より小さい大きさで少なくとも450nmより小さくすることにより光散乱は起こらなくなるので好ましい。更に、応答の立下り時間をポリマーネットワーク(A)と低分子液晶との相互作用効果(アンカーリング力)により低分子液晶単体の応答時間より短くするには、50nm〜450nmの範囲にする事が好ましい。立下り時間が液晶のセル厚の影響が少なくなりセル厚が厚くても薄厚並の立下り時間を示すようにするには、少なくとも平均空隙間隔が下限は200nm付近で且つ上限は450nm付近の範囲に入るようにすることが好ましい。平均空隙間隔を減少させると駆動電圧の増加が課題になるが、駆動電圧の増加を25V以下に抑制して立ち下がり応答時間を短くするには250nm近傍から450nmの範囲に入るようにすれば良く、立下り応答時間が約5msecから約1msecの範囲に改善ができるので好ましい。又、駆動電圧が5V程度以内の増加に抑制するには、平均空隙間隔が300nm付近から450nmの範囲にすることが好ましい。更に、ポリマーネットワーク(A)の平均空隙間隔を制御して立下り応答時間を1msec以下の高速応答にすることも可能である。   More specifically, the liquid crystal layer having such a polymer network layer structure has a structure in which the polymer network layer is formed on the entire surface of the liquid crystal display element in the liquid crystal phase and the liquid crystal phase is continuous. Preferably, the alignment easy axis or uniaxial optical axis of the polymer network (A) is substantially in the same direction as the alignment easy axis of the low molecular weight liquid crystal, and the polymer network is formed to induce the pretilt angle of the low molecular weight liquid crystal. It is preferable that light scattering does not occur by reducing the average gap distance of the polymer network to at least 450 nm smaller than the wavelength of visible light. Furthermore, in order to make the falling time of the response shorter than the response time of the low molecular liquid crystal alone by the interaction effect (the anchoring force) of the polymer network (A) and the low molecular liquid crystal, it may be in the range of 50 nm to 450 nm. preferable. In order for the falling time to be reduced by the influence of the cell thickness of the liquid crystal and to show the falling time as thin as possible even if the cell thickness is large, at least the lower limit is about 200 nm and the upper limit is about 450 nm. It is preferable that the If the average gap distance is reduced, the increase in drive voltage becomes an issue, but to suppress the increase in drive voltage to 25 V or less and shorten the fall response time, it is better to fall within the range of around 250 nm to 450 nm. The falling response time can be improved to about 5 msec to about 1 msec, which is preferable. In order to suppress the increase in drive voltage to about 5 V or less, the average gap distance is preferably in the range of about 300 nm to 450 nm. Furthermore, it is also possible to control the average gap interval of the polymer network (A) to make the falling response time a high-speed response of 1 msec or less.

このような高速応答にする場合、駆動電圧を30V以上に増加する場合があるが、平均空隙間隔を50nm付近から250nm付近の間にすれば良く、0.5msec以下にするには50nm近傍から200nm付近にすることが好ましい。ポリマーネットワークの平均直径は、平均空隙間隔と相反し、20nmから700nmの範囲にあることが好ましい。モノマーの含有量が増えると平均直径は増加する傾向にある。反応性を高くして重合相分離速度を高めるとポリマーネットワークの密度が増加してポリマーネットワークの平均直径が減少するので必要に応じて相分離条件を調整すれば良い。モノマー含有量が10質量%以下の場合は、平均直径が20nmから160nmにあることが好ましく、平均空隙間隔が200nmから450nm範囲に於いては、平均直径が40nmから160nmの範囲であることが好ましい。モノマー含有量が10質量%より大きくなると50nmから700nmの範囲が好ましく、50nmから400nmの範囲がより好ましい。   When such a high-speed response is used, the driving voltage may be increased to 30 V or more, but the average gap distance may be between 50 nm and 250 nm to be 0.5 msec or less. It is preferable to make it near. The mean diameter of the polymer network is preferably in the range of 20 nm to 700 nm, contrary to the mean void spacing. The average diameter tends to increase as the monomer content increases. If the reactivity is increased to increase the polymerization phase separation speed, the density of the polymer network will increase and the average diameter of the polymer network will decrease, so the phase separation conditions may be adjusted as necessary. When the monomer content is 10% by mass or less, the average diameter is preferably in the range of 20 nm to 160 nm, and in the range of 200 nm to 450 nm, the average diameter is preferably in the range of 40 nm to 160 nm. . When the monomer content is more than 10% by mass, the range of 50 nm to 700 nm is preferable, and the range of 50 nm to 400 nm is more preferable.

液晶表示素子全面にポリマーネットワーク層が形成され液晶相が連続している構造に対して、モノマー含有量が低くなりセル全体にポリマーネットワーク層が被うのに必要な量が不足するとポリマーネットワーク層が不連続に形成される。ポリイミド配向膜等の基板表面の極性が高いとモノマーが液晶セル基板界面付近に集まり易く、基板表面からポリマーネットワークが成長して基板界面に付着するようにポリマーネットワーク層が形成され、セル基板表面からポリマーネットワーク層、液晶層、ポリマーネットワーク層、対向基板の順で積層されるように形成される。ポリマーネットワーク層/液晶層/ポリマーネットワーク層の積層構造を示し、且つセル断面方向に対して少なくともセル厚の0.5%以上、好ましくは1%以上、より好ましくは5%以上の厚さのポリマーネットワーク層が形成されているとポリマーネットワークと低分子液晶とのアンカーリング力の作用により立下り時間が短くなる効果が発現して好ましい傾向を示す。但し、セル厚の影響が大きくなるのでセル厚を増すと立ち下がり時間が長くなる場合は、ポリマーネットワーク層の厚さを必要に応じて増加させれば良い。ポリマーネットワーク層に於けるポリマーネットワークの構造は、低分子液晶と配向容易軸や一軸の光学軸が略同一の方向へ揃っていれば良く、低分子液晶がプレチルト角を誘起するように形成されていれば良い。平均空隙間隔は90nmから450nmの範囲が好ましい。   In contrast to the structure in which the polymer network layer is formed on the entire surface of the liquid crystal display element and the liquid crystal phase is continuous, when the monomer content is low and the amount necessary for the polymer network layer to cover the entire cell is insufficient It is formed discontinuously. When the polarity of the substrate surface such as polyimide alignment film is high, the monomer tends to gather near the liquid crystal cell substrate interface, and a polymer network layer is formed to grow a polymer network from the substrate surface and adhere to the substrate interface, from the cell substrate surface The polymer network layer, the liquid crystal layer, the polymer network layer, and the counter substrate are sequentially stacked. A laminated structure of polymer network layer / liquid crystal layer / polymer network layer is shown, and a polymer having a thickness of at least 0.5% or more, preferably 1% or more, more preferably 5% or more of the cell thickness in the cell cross section direction When the network layer is formed, the effect of shortening the falling time is exhibited by the action of the anchoring force between the polymer network and the low molecular weight liquid crystal, which is preferable. However, since the influence of the cell thickness becomes large, if the fall time becomes longer as the cell thickness is increased, the thickness of the polymer network layer may be increased as necessary. The structure of the polymer network in the polymer network layer may be such that the low molecular weight liquid crystal induces a pretilt angle as long as the low molecular weight liquid crystal and the alignment easy axis or the uniaxial optical axis are aligned in substantially the same direction. Just do it. The average gap spacing is preferably in the range of 90 nm to 450 nm.

例えば、モノマー含有量が6質量%未満にする場合は、アンカーリング力の高いメソゲン基を有する二官能モノマーを用いることが好ましく、官能基間の距離が短い構造で重合速度が速い二官能モノマーを用いることが好ましく、0℃以下の低温で重合相分離構造を形成させることが好ましい。モノマー含有量を6質量%から10質量%未満にする場合は、該二官能モノマーとアンカーリング力が低い単官能モノマーとの組み合わせが好ましく、必要に応じて25℃から−20℃の範囲で重合相分離構造を形成させることが好ましい。更に、該融点が室温以上であれば該融点より5℃程度低くすると低温重合と同様な効果が得られるので好ましい。液晶表示素子製造用の液晶組成物中のモノマー濃度が高いほど、液晶組成物(B)とポリマー界面とのアンカーリング力は大きくなり、τdは高速化する。一方、液晶組成物(B)とポリマー界面とのアンカーリング力は大きくなると、τrは低速化する。τdとτrの和を1.5ms未満とするためには、液晶表示素子製造用の液晶組成物中のモノマーの濃度は、1質量%以上10質量%未満であり、1.5質量%以上8質量%以下が好ましく、1.8質量%以上5質量%以下がより好ましい。   For example, when the monomer content is less than 6% by mass, it is preferable to use a bifunctional monomer having a mesogen group with high anchoring power, and a bifunctional monomer having a short distance between functional groups and a high polymerization rate It is preferable to use, and it is preferable to form a polymer phase separation structure at a low temperature of 0 ° C. or less. When the monomer content is 6% by mass to less than 10% by mass, a combination of the bifunctional monomer and a monofunctional monomer having low anchoring power is preferable, and polymerization is performed in the range of 25 ° C. to −20 ° C. as necessary. It is preferable to form a phase separation structure. Furthermore, if the melting point is higher than room temperature, it is preferable to lower the melting point by about 5 ° C. because the same effect as low temperature polymerization can be obtained. The higher the monomer concentration in the liquid crystal composition for manufacturing a liquid crystal display element, the larger the anchoring force between the liquid crystal composition (B) and the polymer interface, and the faster τd. On the other hand, when the anchoring force between the liquid crystal composition (B) and the polymer interface increases, τr slows down. In order to set the sum of τd and τr to less than 1.5 ms, the concentration of the monomer in the liquid crystal composition for producing a liquid crystal display element is 1% by mass or more and less than 10% by mass, and 1.5% by mass or more and 8%. % By mass or less is preferable, and 1.8% by mass or more and 5% by mass or less is more preferable.

TFT駆動液晶表示素子に用いる場合は、フリッカーの抑制、焼付けによる残像等の信頼性を向上させる必要があり電圧保持率が重要な特性になる。電圧保持率を低下させる原因は、液晶表示素子製造用の液晶組成物内に含有しているイオン性不純物、特に、可動イオンがにある為、少なくとも比抵抗を1014Ω・cm以上が得られるように精製処理等を施し可動イオンを取り除くことが好ましい。又、ラジカル重合でポリマーネットワークを形成させると光重合開始剤等から発生するイオン性不純物により電圧保持率が低下する場合があるが、有機酸や低分子の副生成物発生量が少ない重合開始剤を選定することが好ましい。In the case of using it in a TFT drive liquid crystal display element, it is necessary to improve the reliability of suppression of flicker, residual image due to baking and the like, and the voltage holding ratio becomes an important characteristic. The cause of lowering the voltage holding ratio is the presence of ionic impurities contained in the liquid crystal composition for producing a liquid crystal display element, particularly mobile ions, so that at least a specific resistance of 10 14 Ω · cm or more can be obtained. As described above, it is preferable to perform purification treatment etc. to remove mobile ions. In addition, when a polymer network is formed by radical polymerization, the voltage holding ratio may decrease due to ionic impurities generated from a photopolymerization initiator etc. However, a polymerization initiator with a small amount of generated organic acid and low molecular weight byproducts It is preferable to select

更に、本発明の液晶表示素子が、配向膜を有する場合、該配向膜の配向容易軸方向とポリマーネットワーク(A)の配向容易軸方向が同一であることが好ましい。この場合、偏光板、位相差フィルムなどを具備させることにより、この配向状態を利用して表示させることができる。   Furthermore, when the liquid crystal display element of the present invention has an alignment film, it is preferable that the alignment easy axis direction of the alignment film and the alignment easy axis direction of the polymer network (A) be the same. In this case, by providing a polarizing plate, a retardation film, or the like, it is possible to display using this orientation state.

液晶層5中のポリマーネットワークの含有量は、前記した通り、該液晶組成物(B)及びポリマーネットワークの合計の質量の0.5質量%以上20質量%以下であることが好ましいが、下限値としては0.7質量%以上が好ましく、0.9質量%以上、特に1質量%が好ましく、他方、上限値としては10質量%以下、9質量%以下が好ましく、7質量%以下であることがオフ応答速度と駆動電圧とのバランスに優れる点から好ましい。   As described above, the content of the polymer network in the liquid crystal layer 5 is preferably 0.5% by mass or more and 20% by mass or less of the total mass of the liquid crystal composition (B) and the polymer network. 0.7% by mass or more is preferable, 0.9% by mass or more, and particularly 1% by mass is preferable, and 10% by mass or less and 9% by mass or less is preferable as the upper limit, and 7% by mass or less Is preferable from the point of being excellent in the balance of off-response speed and drive voltage.

PSA型液晶表示素子では、ラビング配向処理の代わりに電極に3〜5μm幅の複数のスリットを設けスリット方向へ液晶を傾斜配向させることにより配向処理が省略される。量産技術では、数十ボルトとの電圧を印加しながら紫外線照射すると、基板界面にプレチルト角(基板法線に対しての傾斜角)が得られるように液晶の配向が高分子安定化され、ポリマーの薄膜が形成される。この高分子薄膜の作用でプレチルト角が誘起されることを利用してPSVA(polymer−stabilized vertical alignment)LCD又はPSALCDの製造に用いられている。又、視野角向上を目的に、マルチドメインが形成できるように設計されたパターン電極を用い一つの画素内のプレチルト角方向を複数に分割している。   In the PSA type liquid crystal display device, alignment processing is omitted by providing a plurality of slits each having a width of 3 to 5 μm on the electrode instead of rubbing alignment processing, and performing tilt alignment of the liquid crystal in the slit direction. In mass-production technology, when ultraviolet light is applied while applying a voltage of several tens of volts, the orientation of the liquid crystal is polymer-stabilized so that a pretilt angle (tilt angle to the substrate normal) is obtained at the substrate interface. Thin film is formed. It is used in the manufacture of a PSVA (polymer-stabilized vertical alignment) LCD or PSA LCD by utilizing the fact that the pretilt angle is induced by the action of this polymer thin film. Further, in order to improve the viewing angle, the pretilt angle direction in one pixel is divided into a plurality of parts using pattern electrodes designed to form multi-domains.

しかしながら、セル全体にポリマーネットワーク等を形成させて応答の緩和時間を改善させることが可能な液晶表示素子にこの方法を適用させると、飽和電圧以上の数十ボルトの電圧を印加して紫外線照射するのでポリマーネットワークが液晶を水平配向状態で高分子安定してしまう。よって、該方法では、ポリマーネットワークの屈折異方性又は配向容易軸が液晶分子を水平配向状態に保持するように形成されるため、垂直配向を得ることができなくなる。   However, when this method is applied to a liquid crystal display element capable of forming a polymer network or the like in the entire cell and improving the relaxation time of response, a voltage of several tens of volts higher than the saturation voltage is applied to irradiate ultraviolet light. Therefore, the polymer network will stabilize the liquid crystal in the horizontal alignment state. Therefore, in this method, since the refractive anisotropy or easy alignment axis of the polymer network is formed to hold the liquid crystal molecules in the horizontal alignment state, vertical alignment can not be obtained.

他方、閾値電圧近傍の低い電圧を印加してポリマーネットワークの屈折異方性又は配向容易軸を形成させると液晶の傾斜配向方位が定まらないことが理由で透過率が低下する。   On the other hand, when a low voltage near the threshold voltage is applied to form the refractive anisotropy or easy alignment axis of the polymer network, the transmittance is lowered because the tilt alignment direction of the liquid crystal is not determined.

そこで、本発明では、重合性液晶組成物を閾値電圧以上の高い電圧を印加し、ポリマーネットワークを一部形成させ、次いで、紫外線照射中に電圧を閾値電圧未満にし、更に、この状態で紫外線照射を継続させることが好ましい。即ち、先ず、閾値電圧以上の高い電圧を印加し、モノマーの一部を重合させて液晶の傾斜配向方位が安定化するようにポリマーネットワークを一部形成させ、次いで、紫外線照射中に電圧を閾値電圧未満にすることにより液晶は略垂直配向に戻り、更に、この状態で紫外線照射を継続させると、略垂直配向になるようにポリマーネットワークの屈折異方性又は配向容易軸が形成され傾斜配向方位が軌跡としてポリマーネットワークに残すことが可能になり電圧印加時の配向制御と電圧無印加時の垂直配向とを両立させることができる。   Therefore, in the present invention, a high voltage equal to or higher than the threshold voltage is applied to the polymerizable liquid crystal composition to partially form a polymer network, and then the voltage is made lower than the threshold voltage during ultraviolet irradiation. It is preferable to continue the That is, first, a high voltage equal to or higher than the threshold voltage is applied to polymerize a part of the monomers to partially form the polymer network so that the tilt alignment orientation of the liquid crystal is stabilized. By making the voltage less than the voltage, the liquid crystal returns to the substantially vertical alignment, and further, when the ultraviolet irradiation is continued in this state, the refractive anisotropy or easy alignment axis of the polymer network is formed so as to become the substantially vertical alignment. Can be left as a locus in the polymer network, and it is possible to achieve both orientation control at the time of voltage application and vertical orientation at the time of no voltage application.

よって、本発明の液晶表示素子を製造する方法は、少なくとも一方に電極を有する2枚の透明基板間に挟持した液晶表示素子製造用の重合性液晶組成物に、該素子製造用の液晶の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程、及びその後紫外線を照射したまま電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程を含有する方法が好ましい。   Therefore, in the method of producing the liquid crystal display element of the present invention, the polymerizable liquid crystal composition for producing a liquid crystal display element sandwiched between two transparent substrates having an electrode on at least one side is a threshold of liquid crystal for producing the element. It is preferable to include a step of irradiating the ultraviolet light to apply a voltage higher than the voltage to separate the polymer phase, and a step of setting the voltage below the threshold voltage while irradiating the ultraviolet light and further irradiating the ultraviolet light.

ここで、パターン電極セル等を含む垂直配向モード液晶表示素子の場合、液晶表示素子製造用の液晶の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程において、素子製造用の液晶中の液晶分子が透明基板平面に対して0度から30度の範囲で傾斜して配向しており、次いで、紫外線を照射したまま前記電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程において、前記液晶分子が透明基板平面に対して80度から90度に傾斜して配向しているのが好ましい。   Here, in the case of a vertical alignment mode liquid crystal display element including a pattern electrode cell or the like, in the step of irradiating ultraviolet rays while applying a voltage higher than the threshold voltage of liquid crystal for liquid crystal display element manufacture And aligning the liquid crystal molecules in the liquid crystal of the liquid crystal at an angle of 0 ° to 30 ° with respect to the plane of the transparent substrate, and then irradiating the ultraviolet light while making the voltage less than the threshold voltage. Preferably, the liquid crystal molecules are aligned at an angle of 80 degrees to 90 degrees with respect to the plane of the transparent substrate.

液晶分子が透明基板平面に対して0度から30度の範囲で傾斜して配向している状態は、液晶の複屈折率が電圧印加で増加した状態を示し液晶の配向状態が透明基板平面に対して0度になると複屈折率が最大になり好ましいが、基板平面に対して30度傾斜した配向であっても好ましい。特に、PVAセルでは傾斜方位が一定にすることが出来るので好ましい。何れも、電圧印加による液晶の傾斜配向方位が一定方向になるように配向が安定化させるポリマーネットワークを形成させることが好ましい。   The state in which the liquid crystal molecules are aligned at an angle of 0 ° to 30 ° with respect to the transparent substrate plane indicates that the birefringence of the liquid crystal is increased by voltage application, and the alignment state of the liquid crystal is in the transparent substrate plane. On the other hand, the birefringence is preferably maximized at 0 °, but it is preferred that the alignment be 30 ° inclined with respect to the plane of the substrate. In particular, in the PVA cell, the inclination direction can be made constant, which is preferable. In any case, it is preferable to form a polymer network in which the alignment is stabilized so that the tilt alignment direction of the liquid crystal by voltage application is in a constant direction.

液晶分子が透明基板平面に対して80度から90度に傾斜して配向している状態は、電圧無印加時において透明基板平面に対して90度に液晶が配向すると複屈折率が最小になり液晶表示素子の高コントラスト化に有用で好ましいが、電圧を印加した際に一定方向へ傾斜配向させるためには基板平面に対して89.9度から85度以内に傾斜していることがより好ましい。基板平面に対して80度を超えると複屈折率が増加して透過光量が増加するため表示のコントラストが低下して好ましくなく、基板平面に対して85度以上で表示黒レベルが良好になり高コントラストが得られるので好ましい。   When the liquid crystal molecules are aligned at an angle of 80 degrees to 90 degrees with respect to the transparent substrate plane, the birefringence is minimized when the liquid crystal is oriented at 90 degrees with respect to the transparent substrate plane when no voltage is applied. Although it is useful and preferable for increasing the contrast of the liquid crystal display element, it is more preferable to be inclined within 89.9 ° to 85 ° with respect to the plane of the substrate in order to tilt in a fixed direction when applying a voltage. . If the angle exceeds 80 degrees with respect to the substrate plane, the birefringence increases and the amount of transmitted light increases, and the display contrast is undesirably lowered. The display black level becomes good at 85 degrees or more with respect to the substrate plane and high. It is preferable because contrast can be obtained.

また、IPS(In−plane switching)表示モード、FFSモードの液晶表示素子においては、液晶表示素子製造用の液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程において、液晶表示素子製造用の液晶組成物中の液晶分子が透明基板平面に対して0度から90度の範囲で傾斜して配向しており、紫外線を照射したまま前記電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程において、前記液晶分子が透明基板平面に対して0度から30度に傾斜して配向しているのも好ましい。   Further, in a liquid crystal display element of an IPS (In-plane switching) display mode or FFS mode, a step of irradiating an ultraviolet ray while applying a voltage higher than a threshold voltage of a liquid crystal composition for manufacturing a liquid crystal display element Liquid crystal molecules in a liquid crystal composition for manufacturing a liquid crystal display element are aligned at an angle of 0 ° to 90 ° with respect to the plane of the transparent substrate, and the voltage is made lower than the threshold voltage while being irradiated with ultraviolet light. Preferably, in the step of irradiating ultraviolet light, the liquid crystal molecules are aligned at an angle of 0 ° to 30 ° with respect to the plane of the transparent substrate.

液晶分子が透明基板平面に対して0度から90度の範囲で傾斜して配向は、電圧を印加した液晶の配向状態を安定化させるようにポリマーネットワークを形成させる。IPSモードの場合は、素子に用いられる配向膜の性質の傾斜角度が大きく依存し、1度から2度程度の範囲になっても良く、プレチルト角が捩れ配向を含む液晶分子の傾斜角度が0.5度から3度が好ましく、0度から2度以内が好ましい。   The liquid crystal molecules are inclined in the range of 0 degrees to 90 degrees with respect to the transparent substrate plane, and the alignment forms a polymer network so as to stabilize the alignment state of the liquid crystal to which a voltage is applied. In the case of the IPS mode, the tilt angle of the property of the alignment film used in the element largely depends on it, and may be in the range of 1 degree to 2 degrees, and the tilt angle of liquid crystal molecules including twisted orientation is 0 5 degrees to 3 degrees are preferable, and 0 degrees to 2 degrees are preferable.

FFSモードの場合は、閾値電圧以上の電圧を印加すると液晶の配向状態は、素子内の電界分布に依存してスプレイ配向、ベンド配向、捩れ配向状態が共存するが主にスプレイ配向と捩れ配向状態を示す。この状態の液晶分子の配向状態の傾斜角は、0度から45度の範囲に入り、配向をポリマーネットワークで安定化させると同様の範囲が安定化されることが好ましい。TNモードでは、45度から90度範囲の傾斜角度になっていることが好ましい。   In the case of the FFS mode, when a voltage higher than the threshold voltage is applied, the alignment state of the liquid crystal depends on the electric field distribution in the element, and splay alignment, bend alignment, and twist alignment state coexist, but mainly splay alignment and twist alignment state Indicates The tilt angle of the alignment state of the liquid crystal molecules in this state is preferably in the range of 0 ° to 45 °, and the same range is preferably stabilized when the alignment is stabilized by the polymer network. In the TN mode, the inclination angle is preferably in the range of 45 degrees to 90 degrees.

一方、閾値電圧未満の電圧を印加して液晶の配向状態を安定化するようにポリマーネットワークを形成させるが、IPSモード、FFSモード、及びTNモードの場合は、ラビング配向処理により基板界面にプレチルト角が1度〜3度程度あるので、閾値電圧未満の電圧を印加した液晶の配向状態を安定化させるようにポリマーネットワークを形成させることが好ましく、液晶の配向の角度がこの範囲に傾斜しても良いく、光配向膜等の他の配向処理方法を用いてプレチルト角が捩れ配向を含む液晶分子の傾斜角度が0.5度から3度が好ましく、0度から2度以内が広視野角を得るには有用でより好ましい。   On the other hand, a polymer network is formed to stabilize the alignment state of the liquid crystal by applying a voltage less than the threshold voltage, but in the case of IPS mode, FFS mode, and TN mode, the pretilt angle is formed at the substrate interface by rubbing alignment processing. Since it is about 1 to 3 degrees, it is preferable to form a polymer network so as to stabilize the alignment state of the liquid crystal to which a voltage less than the threshold voltage is applied, and the alignment angle of the liquid crystal is inclined to this range The tilt angle of the liquid crystal molecules including twisted orientation is preferably 0.5 degrees to 3 degrees, and the wide viewing angle is within 0 degrees to 2 degrees using other alignment processing methods such as a photo alignment film. Useful and preferred to obtain.

また、印加する電圧は、交流波形であって、液晶表示素子製造用の液晶組成物(B)が誘電異方性を示す範囲の周波数を有するものであるのが好ましい。波形は、ピーク電圧が一定にした場合に実効電圧が高くできる矩形波が好ましい。周波数の上限は、液晶表示素子に用いられる駆動回路により画素に伝達される信号が減衰しない範囲の周波数であれば良く、少なくとも周波数が2kHz以下であることが好ましい。紫外線照射前の液晶表示素子製造用の液晶組成物が示す誘電率の周波数依存性において誘電異方性が示す周波数で10kHz以下であれば良い。下限値は、素子を駆動した際にフリッカーが起こる場合があり、この場合にフリッカーが最小になる周波数であれば良く、少なくとも20Hz以上が好ましい。   Moreover, it is preferable that the voltage to be applied is an alternating current waveform, and has a frequency in a range where the liquid crystal composition (B) for producing a liquid crystal display element exhibits dielectric anisotropy. The waveform is preferably a rectangular wave that can increase the effective voltage when the peak voltage is constant. The upper limit of the frequency may be a frequency at which the signal transmitted to the pixel by the drive circuit used for the liquid crystal display element is not attenuated, and at least the frequency is preferably 2 kHz or less. The frequency dependency of the dielectric constant of the liquid crystal composition for producing a liquid crystal display element before ultraviolet irradiation may be 10 kHz or less at the frequency indicated by the dielectric anisotropy. The lower limit value may be a frequency at which flicker may occur when the element is driven, and in this case, the frequency is preferably at least 20 Hz or more.

本発明の液晶表示素子の製造方法は、上述のように二つの液晶配向状態を保持するようにポリマーネットワークを形成することが好ましいが、それぞれの液晶配向状態を保持するように形成されたポリマーネットワークは、ポリマーネットワークの屈折率異方性又は配向容易軸が閾値電圧以上の液晶配向方向、又は閾値電圧未満の液晶配向方向に一致するように形成される。これにより、電圧印加時の液晶の配向を安定化させるポリマーネットワークと、電圧無印加時の液晶の配向の安定化させるポリマーネットワークが共存させた状態を作ることになり、電圧無印加時の液晶配向状態から電圧印加により配向変形させる際に起こる配向歪を抑制させてコントラストの向上等の表示特性を改善させることが可能になる。一方、電圧無印加時の液晶配向状態を保持するように形成されるポリマーネットワークのみだけでは、電圧印加時の液晶配向状態へ変移する際に、閾値電圧未満の液晶配向を保持するように形成されたポリマーネットワークの影響力が強いので閾値電圧以上の液晶配向状態に変移するとき配向歪を与えて透過率を下げる原因になる。電圧印加時の液晶の配向を安定化させるポリマーネットワークをポリマーネットワークの一部に形成させることによりスイッチングで起きる配向変移の歪を抑制させ、本来必要とする液晶配向の変移が得られるようになり透過率を向上させられる。尚、電圧印加時及び電圧無印加時の各液晶の配向状態を安定化させるように形成されるポリマーネットワークは、二つの異なる液晶の配向に沿うようにポリマーネットワークの屈折率異方性又は、配向容易軸を形成させることが特徴である。   In the method for producing a liquid crystal display device of the present invention, it is preferable to form a polymer network so as to maintain two liquid crystal alignment states as described above, but a polymer network formed so as to maintain each liquid crystal alignment state Is formed such that the refractive index anisotropy or easy alignment axis of the polymer network coincides with the liquid crystal alignment direction equal to or higher than the threshold voltage or the liquid crystal alignment direction smaller than the threshold voltage. As a result, a polymer network that stabilizes the alignment of the liquid crystal when voltage is applied and a polymer network that stabilizes the alignment of the liquid crystal when no voltage is applied coexist to create a liquid crystal alignment when no voltage is applied. It becomes possible to suppress the orientation distortion which occurs when the orientation is deformed by applying a voltage from the state, and to improve the display characteristics such as the improvement of the contrast. On the other hand, only the polymer network formed so as to maintain the liquid crystal alignment state when no voltage is applied is formed so as to maintain the liquid crystal alignment below the threshold voltage when transitioning to the liquid crystal alignment state when voltage is applied. Since the influence of the polymer network is strong, when it shifts to the liquid crystal alignment state above the threshold voltage, it causes an orientation distortion to lower the transmittance. By forming a polymer network that stabilizes the alignment of the liquid crystal when a voltage is applied to a part of the polymer network, distortion of the alignment transition caused by switching is suppressed, and the originally required transition of the liquid crystal alignment can be obtained. Improve the rate. The polymer network formed to stabilize the alignment state of each liquid crystal at the time of voltage application and at the time of no voltage application has the refractive index anisotropy or the alignment of the polymer network along the alignment of two different liquid crystals. The feature is that the easy axis is formed.

更に、紫外線照射中の閾値電圧以上の電圧の印加時間により、閾値電圧以上の液晶状態を安定化させるために形成されたポリマーネットワークの影響力が変化し、電気光学特性を変化させることが可能になる。例えば、電圧印加時の液晶の配向状態が基板平面に対して0度から30度の傾斜配向を含む平行配向としてポリマーネットワークを形成させた場合、紫外線照射中の閾値電圧以上の電圧の印加時間を短くすると、平行配向を保持しようとする作用が僅かなため、垂直配向を保持しようとするポリマーネットワークの作用に従い液晶が配向しようとする。更に、二つの異なる配向を保持したポリマーネットワークからの両配向の影響力が均衡して透明基板法線方向に対してプレチルトが1度以内と小さな角度が誘起される。紫外線照射中の閾値電圧以上の電圧の印加時間を長くするのにともない、水平配向を保持しようとするポリマーネットワークの影響が強まるので垂直配向を保持する力と平行配向を保持する力の均衡からプレチルト角が増加し、プレチルト角が増加して透明基板法線方向に対して10度以上にすることが可能になる。又、紫外線照射中の閾値電圧以上の電圧の印加時間は、用いられる液晶表示素子製造用の重合性液晶組成物が持つ反応性に大きく依存するので適宜調整して所望のプレチルト角が得られるようにすることが好ましい。特に、基板平面に対し80度から90度の範囲でプレチルト角が得られるようにすることが好ましく、85度から89.9度にすることがより好ましく、87度から89.9度にすることが更に好ましい。   Furthermore, the influence of the polymer network formed to stabilize the liquid crystal state above the threshold voltage is changed by the application time of the voltage above the threshold voltage during ultraviolet irradiation, and the electro-optical characteristics can be changed. Become. For example, when the polymer network is formed as a parallel alignment in which the alignment state of the liquid crystal at the time of voltage application includes a tilt alignment of 0 ° to 30 ° with respect to the substrate plane, the application time of the voltage higher than the threshold voltage during ultraviolet irradiation If it is shortened, the effect of maintaining the parallel alignment is small, so that the liquid crystal tends to align according to the action of the polymer network that attempts to maintain the vertical alignment. Furthermore, the influence of both orientations from the polymer network holding two different orientations is balanced to induce a small angle of pretilt within 1 degree with respect to the direction of the transparent substrate normal. As the application time of voltage above the threshold voltage during UV irradiation increases, the influence of the polymer network to maintain the horizontal orientation is enhanced, so that the balance between the force to maintain the vertical orientation and the force to maintain the parallel orientation is derived from the pretilt. The angle is increased, and the pretilt angle is increased to be 10 degrees or more with respect to the transparent substrate normal direction. Also, the application time of the voltage higher than the threshold voltage during ultraviolet irradiation largely depends on the reactivity of the polymerizable liquid crystal composition for manufacturing the liquid crystal display element used, so that the desired pretilt angle can be obtained by appropriate adjustment. It is preferable to In particular, it is preferable to obtain a pretilt angle in the range of 80 degrees to 90 degrees with respect to the substrate plane, more preferably 85 degrees to 89.9 degrees, and 87 degrees to 89.9 degrees. Is more preferred.

閾値電圧以上の電圧を印加して得られる液晶の配向状態を保持しようと形成されたポリマーネットワークは、負の誘電異方性を用いた垂直配向モードの液晶表示素子に於いては、水平配向状態か、又は方位角が一定の傾斜配向が望ましい。閾値電圧未満で得られる配向状態は、略垂直配向であることが好ましく、特に、基板平面に対して80度から90度の略垂直の配向が好ましく、高コントラストが得られるような良好な黒レベルを示す配向状態であることが好ましい。   The polymer network formed to maintain the alignment state of the liquid crystal obtained by applying a voltage higher than the threshold voltage has a horizontal alignment state in the liquid crystal display element of the vertical alignment mode using negative dielectric anisotropy. Or inclined orientation with a constant azimuthal angle is desirable. The alignment state obtained below the threshold voltage is preferably substantially vertical alignment, and particularly preferably substantially perpendicular alignment at 80 to 90 degrees with respect to the substrate plane, and a good black level such that high contrast can be obtained. It is preferable that it is an orientation state which shows.

負の誘電異方性、又は正の誘電異方性を用いた横電界によるIPS表示モードに於いては、紫外線照射中の閾値電圧以上の電圧を印加して得られる液晶の配向状態は、捩れ配向であることが好ましい。閾値電圧未満で得られる配向状態は、方位角が一定の平行配向であることが好ましい。FFSモードに於いては、紫外線照射中の閾値電圧以上の電圧を印加して得られる配向状態が少なくともベンド配向、スプレイ配向、傾斜配向の何れか、又は複数混在した配向状態であることが好ましい。閾値電圧未満に於いては略平行配向であることが好ましい。電圧印加時の液晶の配向状態を保持するようにポリマーネットワークを形成させた後、閾値電圧未満の液晶の配向状態を高分子安定化させることにより、ポリマーネットワーク形成完了後に電圧を印加した場合の液晶の配向状態へ容易に配向変形できるようになり、高透過率と高速応答を両立させることができる。   In the IPS display mode with a transverse electric field using negative dielectric anisotropy or positive dielectric anisotropy, the alignment state of the liquid crystal obtained by applying a voltage higher than the threshold voltage during ultraviolet irradiation is twisted. It is preferable that it is orientation. The orientation state obtained below the threshold voltage is preferably a parallel orientation with a constant azimuthal angle. In the FFS mode, it is preferable that the alignment state obtained by applying a voltage higher than the threshold voltage during ultraviolet irradiation is at least one of a bend alignment, a splay alignment, a tilt alignment, or a plurality of alignment states. Below the threshold voltage, it is preferable to have a substantially parallel orientation. After forming a polymer network so as to maintain the alignment state of the liquid crystal at the time of voltage application, the liquid crystal when a voltage is applied after the polymer network formation is completed by stabilizing the alignment state of the liquid crystal below the threshold voltage. It can be easily oriented and deformed to the orientation state of (1), and both high transmittance and high speed response can be achieved.

紫外線照射時の印加電圧は、ポリマーネットワーク形成後の液晶表示素子の表示が高コントラストになるように適宜調整することが好ましく、紫外線照射前の液晶表示素子製造用の液晶組成物の電気光学効果の特性に大きく依存するので液晶表示素子製造用の液晶が示す電圧−透過率特性に合わせる必要がある。閾値電圧以上の電圧としては、液晶表示素子製造用の液晶の電圧−透過率特性電圧における透過率の全変化量に対して10%以上になる電圧V10以上であることが好ましく、透過率の全変化量が20%以上になる電圧V20以上がより好ましく、透過率の全変化量が50%以上になる電圧V50以上がより好ましい。但し、閾値電圧の6倍以下の電圧であることが好ましい。紫外線照射中に印加する閾値電圧以上の電圧は、交流電圧を印加することが好ましく、矩形波を印加することが好ましい。周波数は、フリッカーが目視で認識できない周波数にすることが好ましく、TFT基板等の電子回路がガラス基板上に形成されている場合は、重合電圧の減衰が起きない周波数であれば良く、30Hzから5kHz程度あることが好ましい。   The applied voltage at the time of ultraviolet irradiation is preferably adjusted appropriately so that the display of the liquid crystal display element after formation of the polymer network has high contrast, and the electro-optical effect of the liquid crystal composition for manufacturing the liquid crystal display element before ultraviolet irradiation is Because it depends largely on the characteristics, it is necessary to match with the voltage-transmittance characteristic exhibited by the liquid crystal for manufacturing the liquid crystal display element. The voltage higher than the threshold voltage is preferably a voltage V10 or higher which is 10% or higher with respect to the total change of the transmittance in the voltage-transmittance characteristic voltage of the liquid crystal for manufacturing liquid crystal display elements. The voltage V20 or more at which the change amount is 20% or more is more preferable, and the voltage V50 or more at which the total change amount of the transmittance is 50% or more is more preferable. However, the voltage is preferably 6 times or less of the threshold voltage. It is preferable to apply an alternating voltage, and it is preferable to apply a rectangular wave as the voltage higher than the threshold voltage applied during ultraviolet irradiation. The frequency is preferably a frequency at which the flicker can not be recognized visually, and in the case where an electronic circuit such as a TFT substrate is formed on a glass substrate, it may be a frequency at which the attenuation of the polymerization voltage does not occur. It is preferable to have a degree.

紫外線照射の途中で印加する電圧を閾値電圧以上から閾値電圧未満にするが、閾値電圧未満の電圧としては、液晶の配向が電圧で変化しない範囲であればよく、0V以上で閾値値電圧の90%未満の電圧が好ましく、80%未満の電圧が好ましく、70%以下であることがより好ましい。また、紫外線照射中に印加電圧を閾値電圧以下にするが、この時に液晶表示素子に於けるOFF時の液晶配向状態になるように戻すことが好ましく、例えば、上述したように垂直配向モードに於いては垂直配向に戻せば良く、FFSモードやIPSモードでは平行配向にすれば良い。液晶表示素子OFF時の液晶配向状態になるように戻す為には、電圧印加時の液晶の配向を安定化させるポリマーネットワークの影響力が僅かな状態で閾値電圧未満の電圧へ下げることが好ましい。   The voltage applied in the middle of ultraviolet irradiation is made higher than or equal to the threshold voltage and lower than the threshold voltage, but a voltage less than the threshold voltage may be within a range where the alignment of the liquid crystal does not change with voltage. Voltages of less than 10% are preferred, voltages of less than 80% are preferred, and 70% or less is more preferred. In addition, the applied voltage is made to be equal to or lower than the threshold voltage during irradiation with ultraviolet light, but at this time, it is preferable to return to the liquid crystal alignment state at the time of OFF in the liquid crystal display element. It is sufficient to return to the vertical alignment, and in the FFS mode and the IPS mode, to be parallel alignment. In order to return to the liquid crystal alignment state when the liquid crystal display element is turned off, it is preferable to lower the voltage to less than the threshold voltage while the influence of the polymer network that stabilizes the alignment of the liquid crystal is small.

閾値電圧以上の電圧を印加した後に紫外線を照射するが、紫外線照射中に電圧印加時間が長くなると、紫外線照射中に電圧印加時の液晶の配向を安定化させるポリマーネットワークの影響力が増大して必要とする液晶表示素子OFF時の液晶配向状態へ戻らなくなり好ましくなくなる。そのため、最適な紫外線照射中の電圧を適宜最適化して本発明の液晶液晶表示表示素子を製造することが好ましい。又、紫外線照射中の電圧を閾値電圧未満にする際、素子製造用の液晶組成物の液晶に於ける応答の緩和時間を調整する目的で、電圧を紫外線照射途中で徐々に低くして印加電圧の降下時間を紫外線照射中の液晶に於ける応答緩和時間よりも長くすることにより応答緩和過程で起こるバックフローの影響を最小限にするようにしても良く、印加電圧の降下時間は、10ms以上から1000ms以内であることが好ましい。又、反対に速く下げる場合も良く、少なくとも液晶表示素子製造用の液晶組成物が示す緩和時間より短くすることが好ましく、100ms以下が好ましい。   After applying a voltage higher than the threshold voltage, UV light is irradiated, but if the voltage application time is prolonged during UV irradiation, the influence of the polymer network that stabilizes the alignment of the liquid crystal at the time of voltage application during UV irradiation increases. It becomes unpreferable because it does not return to the liquid crystal alignment state at the time of the liquid crystal display element OFF which is required. Therefore, it is preferable to appropriately optimize the voltage during the optimal ultraviolet irradiation to manufacture the liquid crystal display device of the present invention. In addition, when the voltage during ultraviolet irradiation is made less than the threshold voltage, the voltage is gradually lowered during the irradiation of ultraviolet light for the purpose of adjusting the relaxation time of the response in the liquid crystal of the liquid crystal composition for device manufacture. The effect of backflow that occurs in the response relaxation process may be minimized by making the fall time of the response longer than the response relaxation time in the liquid crystal during UV irradiation, and the drop time of the applied voltage is 10 ms or more. Preferably within 1000 ms. On the other hand, it may be lowered quickly, preferably at least shorter than the relaxation time of the liquid crystal composition for producing a liquid crystal display element, and is preferably 100 ms or less.

このように閾値電圧以上の電圧が印加された状態で紫外線照射することで水平配向成分のポリマーネットワークを部分的に形成させ、紫外線照射を継続しながら電圧を閾値電圧未満にすることで液晶を垂直配向に戻すことで重合相分離を完了させる。フィッシュボーン型電極液晶セルに於いては、上述の平行配向成分と垂直配向成分の比率でプレチルト角は変化させることが可能でポリマーネットワーク形成初期過程で電圧を切ると傾斜配向方位が定まり、垂直配向を残存モノマーで形成することにより垂直配向と傾斜配向方位の両立が可能になりナノ相分離液晶に於ける配向制御技術となる。   As described above, the polymer network of the horizontal alignment component is partially formed by ultraviolet irradiation in a state where a voltage higher than the threshold voltage is applied, and the liquid crystal is vertical by keeping the voltage below the threshold voltage while continuing the ultraviolet irradiation. The polymerization phase separation is completed by returning to the orientation. In the fishbone type electrode liquid crystal cell, the pretilt angle can be changed by the ratio of the above-mentioned parallel alignment component and vertical alignment component, and when the voltage is cut in the initial process of polymer network formation, the tilt alignment direction is fixed, vertical alignment By forming the remaining monomer with the residual monomer, it is possible to simultaneously achieve vertical alignment and inclined alignment orientation, and this is an alignment control technology in nanophase-separated liquid crystals.

尚、平行配向状態とは、電圧が印加されて負の誘電異方性液晶が略平行配向状態になることを意味し、基板面に対して0.1度から30度の範囲が好ましく、0.1度から10度の範囲で傾斜配向していることが好ましい。電圧が無印加の場合の垂直配向は、垂直配向膜の作用で略垂直配向状態になることを意味し、液晶の配向が基板平面に対して80から89.9度に傾斜して配向していることが好ましく、85度から89.9度に傾斜していることがより好ましい。   The parallel alignment state means that a negative dielectric anisotropic liquid crystal is in a substantially parallel alignment state when a voltage is applied, and a range of 0.1 to 30 degrees with respect to the substrate surface is preferable, 0 It is preferable that the inclined orientation is in the range of 1 degree to 10 degrees. The vertical alignment when no voltage is applied means that the liquid crystal is in a substantially vertical alignment state by the action of the vertical alignment film, and the alignment of the liquid crystal is inclined at 80 to 89.9 degrees with respect to the substrate plane. It is preferable that the angle be 85 degrees to 89.9 degrees.

正の誘電異方性液晶の場合は、電圧が印加されると垂直配向が得られるが、液晶配向状態が基板平面に対して45度から89.9度の範囲で液晶が傾斜して配向していることも含まれる。電圧が無印加の場合の平行配向は、平行配向膜の作用で略平行配向状態になることを意味し、液晶の配向が基板平面に対して0.1から30度に傾斜して配向していることが含まれる。   In the case of a positive dielectric anisotropic liquid crystal, vertical alignment is obtained when a voltage is applied, but the liquid crystal is inclined and oriented in the range of 45 degrees to 89.9 degrees with respect to the substrate plane. Is included. The parallel alignment when no voltage is applied means that the liquid crystal is approximately parallel aligned by the action of the parallel alignment film, and the alignment of the liquid crystal is inclined at 0.1 to 30 degrees with respect to the substrate plane. Included.

本発明の液晶表示素子における基板間の距離(d)は、2〜5μmの範囲が好ましく、3.5μm以下が更に好ましい。一般に、液晶組成物の複屈折率とセル厚の積が0.275近傍になるように複屈折率を調整するが、本発明に用いられる素子製造用の液晶組成物では重合相分離後にポリマーネットワークが形成されるため、ポリマーネットワークのアンカーリング力作用とポリマーネットワークの光学的な性質により電界印加時の液晶表示素子の複屈折率が低くなるので液晶組成物、及び重合組成物、又は液晶表示素子製造用の液晶組成物に含まれる液晶組成物の複屈折率(Δn)と基板間の距離(d)の積は、駆動電圧がポリマーネットワーク形成により5V程度以内の増加では0.3〜0.4μmの範囲が特に好ましく、3V程度以内の増加では0.30〜0.35μmの範囲が更に好ましく、駆動電圧が1V以内の増加では0.29〜0.33μmの範囲が特に好ましい。液晶表示素子の基板間の距離(d)及び液晶組成物の複屈折(Δn)と基板間の距離(d)の積をそれぞれ上記範囲内とすることにより、透過率は、低分子液晶のみに匹敵して高く、高速応答で色再現性が好ましい表示を得ることができる。液晶表示素子製造用の液晶組成物に用いる液晶組成物の複屈折率を、セル厚(d)と複屈折率(Δn)の積が0.275に対して1から1.9倍になるようにすることが好ましい。   The distance (d) between the substrates in the liquid crystal display element of the present invention is preferably in the range of 2 to 5 μm, and more preferably 3.5 μm or less. In general, the birefringence is adjusted so that the product of the birefringence of the liquid crystal composition and the cell thickness is around 0.275, but in the liquid crystal composition for device production used in the present invention, the polymer network is separated after polymerization phase separation Liquid crystal composition, and a polymer composition, or a liquid crystal display device, because the birefringence of the liquid crystal display device when an electric field is applied is lowered due to the anchoring force action of the polymer network and the optical properties of the polymer network. The product of the birefringence (Δn) of the liquid crystal composition contained in the liquid crystal composition for production and the distance (d) between the substrates is 0.3 to 0. When the drive voltage increases within 5 V or so by polymer network formation. The range of 4 μm is particularly preferable, the range of 0.30 to 0.35 μm is more preferable in the increase of about 3 V, and the range of 0.29 to 0.33 μm in the increase of the drive voltage of 1 V or less. It is particularly preferred. By making the product of the distance (d) between the substrates of the liquid crystal display element and the birefringence (Δn) of the liquid crystal composition and the distance (d) between the substrates within the above ranges, the transmittance is limited to only low molecular liquid crystals. It is possible to obtain a display that is relatively high, and has a fast response and a favorable color reproducibility. The product of the cell thickness (d) and the birefringence (Δn) of the liquid crystal composition used for the liquid crystal composition for manufacturing a liquid crystal display element is 1 to 1.9 times the value of 0.275 It is preferable to

本発明の液晶表示素子の駆動電圧は、液晶組成物の誘電異方性や弾性定数だけで決まるものではなく、液晶組成物とポリマー界面との間で作用するアンカーリング力に大きく影響される。   The driving voltage of the liquid crystal display device of the present invention is not determined only by the dielectric anisotropy or elastic constant of the liquid crystal composition, but is largely influenced by the anchoring force acting between the liquid crystal composition and the polymer interface.

例えば高分子分散型液晶表示素子の駆動電圧に関する記述として、特開平6−222320号公報において次式の関係が示されている。   For example, as a description relating to the drive voltage of a polymer dispersed liquid crystal display element, the relationship of the following equation is shown in JP-A-6-222320.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(Vthはしきい値電圧を表わし、1Kii及び2Kiiは弾性定数を表わし、iは1、2又は3を表わし、Δεは誘電率異方性を表わし、<r>は透明性高分子物質界面の平均空隙間隔を表わし、Aは液晶組成物に対する透明性高分子物質のアンカーリング力を表わし、dは透明性電極を有する基板間の距離を表わす。) (Vth represents a threshold voltage, 1 Kii and 2 Kii represent elastic constants, i represents 1, 2 or 3, Δε represents dielectric anisotropy, and <r> is the transparent polymer material interface Represents the average gap spacing, A represents the anchoring power of the transparent polymeric material to the liquid crystal composition, and d represents the distance between the substrates having the transparent electrode.)

これによると、光散乱型液晶表示素子の駆動電圧は、透明性高分子物質界面の平均空隙間隔、基板間の距離、液晶組成物の弾性定数・誘電率異方性、及び液晶組成物と透明性高分子物質間のアンカーリングエネルギーによって決定される。このうち本発明の液晶表示素子で制御できるパラメータは、液晶物性とポリマー間のアンカーリング力である。アンカーリング力は、該ポリマーの分子構造、及び低分子液晶の分子構造に大きく依存するため、アンカーリング力が強いモノマーを選定すれば応答時間を1.5ms以下に速くすることが可能であるが同時に、駆動電圧が30V以上に増加するので、駆動電圧が30V以下で応答速度が1.5ms以下になるように適宜液晶化合物、及びモノマーの選定を行い組成を調整することが好ましい。アンカーリング力の強いポリマー前駆体とアンカーリング力の弱いポリマー前駆体を適宜配合して駆動電圧と応答速度のバランスが取れるように組成を調整することが好ましい。一方、駆動電圧を低くするのに求められる液晶組成物の物性としては、P型液晶では誘電異方性が6以上で、N型液晶では誘電異方性が−3以下にすることが特に好ましい。又、複屈折率を0.09以上にすることが好ましい。更に、液晶組成物の複屈折率と繊維状、又は柱状ポリマーネットワークの屈折率を可能な限り近づけ光散乱を無くすとより好ましくなる。但し、ポリマー前駆体の濃度に液晶素子のリターデーションが影響されるので、適宜、必要なリターデーションが得られるように液晶組成物の複屈折率を増減させて使用することが好ましい。 According to this, the driving voltage of the light scattering type liquid crystal display element is the average gap distance of the interface of the transparent polymer substance, the distance between the substrates, the elastic constant and dielectric anisotropy of the liquid crystal composition, and the liquid crystal composition and the transparent It is determined by the anchoring energy between the macromolecular substances. Among these, the parameters that can be controlled by the liquid crystal display device of the present invention are the physical properties of the liquid crystal and the anchoring force between the polymers. Since the anchoring force largely depends on the molecular structure of the polymer and the molecular structure of the low molecular weight liquid crystal, it is possible to accelerate the response time to 1.5 ms or less by selecting a monomer having a strong anchoring force. At the same time, since the drive voltage is increased to 30 V or more, it is preferable to select the liquid crystal compound and the monomer appropriately to adjust the composition so that the response speed becomes 1.5 ms or less at 30 V or less. It is preferable to adjust the composition so as to balance the drive voltage and the response speed by appropriately blending the polymer precursor having a strong anchoring force and the polymer precursor having a weak anchoring force. On the other hand, as the physical properties of the liquid crystal composition required to lower the driving voltage, it is particularly preferable to set the dielectric anisotropy to 6 or more in the P-type liquid crystal and to -3 or less in the N-type liquid crystal. . Further, it is preferable to make the birefringence be 0.09 or more. Furthermore, it is more preferable if the birefringence of the liquid crystal composition and the refractive index of the fibrous or columnar polymer network are as close as possible to eliminate light scattering. However, since the retardation of the liquid crystal element is affected by the concentration of the polymer precursor, it is preferable to appropriately increase or decrease the birefringence of the liquid crystal composition so as to obtain the necessary retardation.

本発明の液晶表示素子は、上述した液晶組成物を−50℃から30℃としながらエネルギー線を照射して、モノマーを重合して液晶組成物中に屈折率異方性又は配向容易軸方向を有するポリマーネットワーク形成して得られたものであることが好ましい。重合温度の上限は、30℃であり、20℃〜−10℃が好ましい。実施例において後述するように、本発明者は、モノマー組成に依存して低温重合、及び常温重合により、τdが更に高速化することを見出した。この理由は、1)低温により液晶分子の配向度が上昇した状態で重合すること、2)低温重合により重合したポリマーと液晶組成物との相溶性が下がることで相分離が容易になり、重合相分離速度が速まりポリマーネットワークの空隙間隔が微細になること、3)比較的アンカーリング力が低いモノマーを用いても空隙間隔が微細なため、アンカーリング力の影響力が強くなるような屈折率異方性ポリマーネットワークの形成等によるものと考えられる。   In the liquid crystal display element of the present invention, energy rays are irradiated while the above-mentioned liquid crystal composition is kept at -50 ° C to 30 ° C to polymerize the monomer, and the refractive index anisotropy or alignment easy axis direction is obtained in the liquid crystal composition. It is preferable that it is obtained by forming the polymer network which it has. The upper limit of the polymerization temperature is 30 ° C, preferably 20 ° C to -10 ° C. As will be described later in the examples, the inventor has found that τ d is further accelerated by low temperature polymerization and normal temperature polymerization depending on the monomer composition. The reason is that 1) polymerization is carried out with the degree of alignment of liquid crystal molecules increased at low temperature, and 2) the compatibility between the polymer polymerized by low temperature polymerization and the liquid crystal composition is reduced, so that phase separation becomes easy, The phase separation speed is increased, and the gap spacing of the polymer network is reduced, and 3) even if a monomer with a relatively low anchoring force is used, the gap spacing is fine, so that the influence of the anchoring force becomes strong It is considered to be due to the formation of a rate anisotropic polymer network and the like.

更に、本発明の液晶表示素子は、一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸方向を持つポリマーネットワーク又はポリマーバインダの光軸方向又は配向容易軸方向が透明基板に対してプレチルト角を成すように形成されたものであることが好ましく、電界の強さを調整して低分子液晶の配向制御行い、基板面に対して傾斜させることにより、上述した液晶層に電圧を印加しながらエネルギー線を照射することで、モノマーを高分子化せしめ、液晶組成物中の屈折率異方性又は配向容易軸方向を有する重合体を得てなる構成であることが好ましい。垂直配向のVAモードに於いては、基板法線方向に対してプレチルト角が20度以内になるように電圧を印加して重合させることにより、現行のVAモードセルの用いられているポルトリュージョン等やPSA液晶の微細なポリマー突起に相当する効果があるだけではなく、PSAでは実現できない高速応答を示すので特に好ましい。又、電界方向を複数の方向から印加して高分子化させることによりマルチドメインを形成させることができ、視野角向上が可能でより好ましくなる。更に、基板界面垂直配向膜界面に於いて低分子液晶がプレチルト角を誘起するように光配向処理やラビング配向処理等を該配向膜に施すことで低分子液晶配向の傾く方向が規定されスイッチング時の配向欠陥発生が抑制され好ましく、複数の方向へ傾くようなパターン電極を用いたり、該配向処理を施すとことも好ましい。前記液晶層は、モノマーを含有した重合性液晶組成物に対し、適宜−50℃から30℃の温度範囲で交流電界を印加するとともに、紫外線もしくは電子線を照射することで、屈折率異方性を有するポリマーネットワークの光軸方向が基板面に対してプレチルト角を成すように液晶中に形成される。このプレチルト角は低分子液晶の誘電異方性により電界を印加することにより誘起された配向状態で重合相分離させると、重合後のポリマーネットワークの光軸を基板面に対して傾斜させた液晶素子を得ることができ、前記モノマーを高分子化せしめた構成であることがより好ましい。更に、電圧を印加した配向状態を安定化して得られたポリマーネットワークと電圧を印加しない配向状態を安定化して得られたポリマーネットワークを複合化させてプレチルト角を誘起させることも好ましい。   Furthermore, in the liquid crystal display device of the present invention, the direction of the optical axis or easy axis of the polymer network or polymer binder having uniaxial refractive index anisotropy or easy axis direction forms a pretilt angle with respect to the transparent substrate. The alignment of the low molecular weight liquid crystal is controlled by adjusting the strength of the electric field, and the energy beam is applied while applying a voltage to the liquid crystal layer described above by tilting the liquid crystal layer with respect to the substrate surface. The configuration is preferably such that the monomer is polymerized by irradiation to obtain a polymer having the refractive index anisotropy in the liquid crystal composition or the orientation easy axis direction. In the VA mode with vertical alignment, the voltage used is applied so that the pretilt angle is within 20 degrees with respect to the normal direction of the substrate, and polymerization is performed. It is particularly preferable because it has not only an effect equivalent to fine polymer protrusions of PSA liquid crystal, etc., but also a high-speed response that can not be realized with PSA. In addition, by applying an electric field direction from a plurality of directions to cause polymerization, a multi-domain can be formed, and the viewing angle can be improved, which is more preferable. Furthermore, the alignment direction of the low molecular liquid crystal alignment is defined by subjecting the alignment film to photo alignment processing, rubbing alignment processing or the like so that the low molecular liquid crystal induces a pretilt angle at the substrate interface vertical alignment film interface. It is preferable to suppress the occurrence of alignment defects of the above, and it is also preferable to use a pattern electrode which tilts in a plurality of directions or to perform the alignment treatment. The liquid crystal layer appropriately applies an alternating electric field in a temperature range of −50 ° C. to 30 ° C. to a polymerizable liquid crystal composition containing a monomer, and irradiates ultraviolet light or an electron beam, thereby exhibiting refractive index anisotropy. Is formed in the liquid crystal such that the optical axis direction of the polymer network having a pretilt angle with respect to the substrate surface. This pretilt angle is a liquid crystal element in which the optical axis of the polymer network after polymerization is inclined with respect to the substrate surface when the polymer phase is separated in the alignment state induced by applying an electric field by the dielectric anisotropy of low molecular liquid crystal. It is more preferable that the monomer is polymerized. Furthermore, it is also preferable to induce a pretilt angle by combining the polymer network obtained by stabilizing the alignment state to which a voltage is applied and the polymer network obtained by stabilizing the alignment state to which a voltage is not applied.

本発明の液晶表示素子に使用される2枚の基板はガラス又はプラスチックの如き柔軟性をもつ透明な材料を用いることができる。透明電極層を有する透明基板は、例えば、ガラス板等の透明基板上にインジウムスズオキシド(ITO)をスパッタリングすることにより得ることができる。   The two substrates used in the liquid crystal display device of the present invention can use a flexible transparent material such as glass or plastic. A transparent substrate having a transparent electrode layer can be obtained, for example, by sputtering indium tin oxide (ITO) on a transparent substrate such as a glass plate.

カラーフィルターは、例えば、顔料分散法、印刷法、電着法又は、染色法等によって作成することができる。顔料分散法によるカラーフィルターの作成方法を一例に説明すると、カラーフィルター用の硬化性着色組成物を、該透明基板上に塗布し、パターニング処理を施し、そして加熱又は光照射により硬化させる。この工程を、赤、緑、青の3色についてそれぞれ行うことで、カラーフィルター用の画素部を作成することができる。その他、該基板上に、TFT、薄膜ダイオード等の能動素子を設けた画素電極を設置してもよい。   The color filter can be produced, for example, by a pigment dispersion method, a printing method, an electrodeposition method, a dyeing method or the like. A method of producing a color filter by the pigment dispersion method will be described by way of example. A curable coloring composition for a color filter is applied on the transparent substrate, subjected to a patterning treatment, and cured by heating or light irradiation. By performing this process for each of three colors of red, green, and blue, it is possible to create a pixel portion for a color filter. In addition, on the substrate, a pixel electrode provided with an active element such as a TFT or a thin film diode may be provided.

前記基板を、透明電極層が内側となるように対向させる。その際、スペーサーを介して、基板の間隔を調整してもよい。このときは、得られる調光層の厚さが1〜100μmとなるように調整するのが好ましい。1.5から10μmが更に好ましく、偏光板を使用する場合は、コントラストが最大になるように液晶の屈折率異方性Δnとセル厚dとの積を調整して表示モードにより550nmの1/2、又は1/4になるようにすることが好ましい。又、二枚の偏光板がある場合は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラトが良好になるように調整することもできる。更に、視野角を広げるための位相差フィルムも使用することもできる。スペーサーとしては、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトレジスト材料などからなる柱状スペーサー等が挙げられる。その後、エポキシ系熱硬化性組成物等のシール剤を、液晶注入口を設けた形で該基板にスクリーン印刷し、該基板同士を貼り合わせ、加熱しシール剤を熱硬化させる。   The substrate is opposed with the transparent electrode layer on the inside. At this time, the distance between the substrates may be adjusted through the spacer. At this time, it is preferable to adjust the thickness of the obtained light control layer to 1 to 100 μm. When the polarizing plate is used, the product of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal and the cell thickness d is adjusted so as to maximize the contrast, and 1/550 nm according to the display mode. It is preferable to make it 2 or 1⁄4. When two polarizing plates are provided, the polarizing axis of each polarizing plate can be adjusted to adjust the viewing angle and contrast to be good. Furthermore, retardation films for widening the viewing angle can also be used. Examples of the spacer include columnar spacers made of glass particles, plastic particles, alumina particles, photoresist materials and the like. Thereafter, a sealing agent such as an epoxy-based thermosetting composition is screen-printed on the substrate in a form provided with a liquid crystal injection port, the substrates are bonded to each other, and heating is performed to thermally cure the sealing agent.

2枚の基板間に液晶表示素子製造用の液晶組成物を狭持させる方法は、通常の真空注入法又はODF法などを用いることができる。ODF法の液晶表示素子製造工程においては、バックプレーンまたはフロントプレーンのどちらか一方の基板にエポキシ系光熱併用硬化性などのシール剤を、ディスペンサーを用いて閉ループ土手状に描画し、その中に脱気下で所定量の液晶表示素子製造用の液晶組成物を滴下後、フロントプレーンとバックプレーンを接合することによって液晶表示素子を製造することができる。本発明に用いられる素子製造用の液晶組成物は、ODF工程における液晶・モノマー複合材料の滴下が安定的に行えるため、好適に使用することができる。   As a method of holding a liquid crystal composition for manufacturing a liquid crystal display element between two substrates, a normal vacuum injection method or an ODF method can be used. In the liquid crystal display device manufacturing process of the ODF method, a sealing agent such as an epoxy-based combination heat and light curing property is drawn on a back plane or front plane substrate in a closed loop shape using a dispenser, and removed therefrom. The liquid crystal display element can be manufactured by bonding a front plane and a back plane after dropping a predetermined amount of a liquid crystal display element manufacturing liquid under air. The liquid crystal composition for producing a device used in the present invention can be suitably used because the liquid crystal / monomer composite material can be stably dropped in the ODF process.

モノマーを重合させる方法としては、液晶の良好な配向性能を得るためには、適度な重合速度が望ましいので、活性エネルギー線である紫外線又は電子線を単一又は併用又は順番に照射することによって重合させる方法が好ましい。紫外線を使用する場合、偏光光源を用いても良いし、非偏光光源を用いても良い。また、液晶表示素子製造用の液晶組成物を2枚の基板間に挟持させて状態で重合を行う場合には、少なくとも照射面側の基板は活性エネルギー線に対して適当な透明性が与えられていなければならない。また、モノマーを含有した液晶組成物に対し、液晶表示素子製造用の液晶組成物を−50℃から20℃の温度範囲で交流電界を印加するとともに、紫外線もしくは電子線を照射することが好ましい。印加する交流電界は、周波数10Hzから10kHzの交流が好ましく、周波数100Hzから5kHzがより好ましく、電圧は液晶表示素子の所望のプレチルト角に依存して選ばれる。つまり、印加する電圧により液晶表示素子のプレチルト角を制御することができる。横電界型MVAモードの液晶表示素子においては、配向安定性及びコントラストの観点からプレチルト角を80度から89.9度に制御することが好ましい。   As a method of polymerizing a monomer, in order to obtain a good alignment performance of liquid crystal, an appropriate polymerization rate is desirable. Therefore, polymerization is carried out by irradiating the active energy ray ultraviolet ray or electron beam singly or in combination or in order. The preferred method is When ultraviolet light is used, a polarized light source may be used or a non-polarized light source may be used. In addition, when polymerization is carried out in a state where a liquid crystal composition for manufacturing a liquid crystal display element is held between two substrates, at least the substrate on the irradiation surface side is given appropriate transparency to active energy rays. Must be Moreover, it is preferable to irradiate an ultraviolet-ray or an electron beam while applying an alternating current electric field to the liquid crystal composition for liquid crystal display element manufacture in the temperature range of -50 degreeC-20 degreeC with respect to the liquid crystal composition containing a monomer. The alternating electric field to be applied is preferably an alternating current having a frequency of 10 Hz to 10 kHz, more preferably a frequency of 100 Hz to 5 kHz, and the voltage is selected depending on the desired pretilt angle of the liquid crystal display element. That is, the pretilt angle of the liquid crystal display element can be controlled by the applied voltage. In the liquid crystal display element in the transverse electric field type MVA mode, it is preferable to control the pretilt angle to 80 degrees to 89.9 degrees from the viewpoint of alignment stability and contrast.

照射時の温度は、液晶表示素子製造用の液晶組成物が−50℃から30℃の温度範囲であることが好ましい。さらに20℃〜−10℃がより好ましい。素子製造用の液晶組成物の組成に依存して低温重合、及び常温重合により、τdが更に高速化する傾向がある。この理由は、1)低温により液晶分子の配向度が上昇した状態で重合すること、2)低温重合により重合したポリマーと液晶組成物との相溶性が下がることで相分離が容易になり、重合相分離速度が速まりポリマーネットワークの空隙間隔が微細になること、3)比較的アンカーリング力が低い重合性化合物を用いても空隙間隔が微細なため、アンカーリング力の影響力が強くなるような屈折率異方性ポリマーネットワークの形成等によるものと考えられる。 The temperature at the time of irradiation is preferably in the temperature range of -50 ° C to 30 ° C for the liquid crystal composition for producing a liquid crystal display element. Furthermore, 20 ° C to -10 ° C is more preferable. Depending on the composition of the liquid crystal composition for manufacturing a device, low temperature polymerization and room temperature polymerization tend to further increase the speed of τd. The reason is that 1) polymerization is carried out with the degree of alignment of liquid crystal molecules increased at low temperature, and 2) the compatibility between the polymer polymerized by low temperature polymerization and the liquid crystal composition is reduced, so that phase separation becomes easy, The effect of the anchoring force is enhanced because the phase separation speed is increased and the gap spacing of the polymer network is reduced, and 3) the gap spacing is reduced even if a polymerizable compound having a relatively low anchoring force is used. It is considered that this is due to the formation of a refractive index anisotropic polymer network.

紫外線を発生させるランプとしては、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を用いることができる。また、照射する紫外線の波長としては、液晶組成物の吸収波長域でない波長領域の紫外線を照射することが好ましく、必要に応じて、365nm未満の紫外線をカットして使用することが好ましい。照射する紫外線の強度は、0.1mW/cm〜100W/cmが好ましく、2mW/cm〜50W/cmがより好ましい。照射する紫外線のエネルギー量は、適宜調整することができるが、10mJ/cmから500J/cmが好ましく、100mJ/cmから200J/cmがより好ましい。紫外線を照射する際に、強度を変化させても良い。紫外線を照射する時間は照射する紫外線強度により適宜選択されるが、10秒から3600秒が好ましく、10秒から600秒がより好ましい。As a lamp that generates ultraviolet light, a metal halide lamp, a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, or the like can be used. Moreover, as a wavelength of the ultraviolet-ray to irradiate, it is preferable to irradiate the ultraviolet-ray of the wavelength range which is not an absorption wavelength range of a liquid crystal composition, and it is preferable to cut and use the ultraviolet ray less than 365 nm as needed. 0.1 mW / cm 2 to 100 W / cm 2 is preferable, and 2 mW / cm 2 to 50 W / cm 2 is more preferable. Energy of ultraviolet light irradiation, can be appropriately adjusted, preferably 500 J / cm 2 from 10 mJ / cm 2, from 100mJ / cm 2 200J / cm 2 is more preferable. When irradiating ultraviolet light, the intensity may be changed. The irradiation time of the ultraviolet light is appropriately selected depending on the intensity of the ultraviolet light to be irradiated, preferably 10 seconds to 3600 seconds, and more preferably 10 seconds to 600 seconds.

以上詳述した光変換部と液晶層とを有する液晶表示素子における、電極構造を含む全体構造につき、更に、図11〜18を用いて説明する。図11は、液晶表示部の電極層3の構造図の模式図を表し、より詳細には図11は、画素部分を等価回路で示した模式図であり、図12および13は画素電極の形状の一例を示す模式図である。また、図12〜図13は、本実施形態の一例として、FFS型の液晶表示素子の電極構造を示す模式図である。また、図14は、本実施形態の一例として、IPS型の液晶表示素子の電極構造を示す模式図である。さらに、図17は、本実施形態の一例として、VA型の液晶表示素子の電極構造を示す模式図である。図1や図2に示すように、液晶パネル10に対して背面側から照明する照明手段として上記バックライトユニットを設けることで液晶表示素子として駆動する。   The entire structure including the electrode structure in the liquid crystal display device having the light conversion portion and the liquid crystal layer described in detail above will be further described with reference to FIGS. FIG. 11 is a schematic view of the structure of the electrode layer 3 of the liquid crystal display unit, and more specifically, FIG. 11 is a schematic view showing the pixel portion by an equivalent circuit, and FIGS. It is a schematic diagram which shows an example of. Moreover, FIGS. 12-13 is a schematic diagram which shows the electrode structure of the FFS type liquid crystal display element as an example of this embodiment. FIG. 14 is a schematic view showing an electrode structure of an IPS type liquid crystal display element as an example of the present embodiment. Furthermore, FIG. 17 is a schematic view showing an electrode structure of a VA liquid crystal display element as an example of the present embodiment. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the liquid crystal panel 10 is driven as a liquid crystal display element by providing the above-mentioned backlight unit as illumination means for illuminating from the back side.

当該図11において、本発明に係る電極層3は、共通電極および複数の画素電極を備えている。画素電極は、絶縁層(例えば、窒化シリコン(SiN)など)を介して共通電極上に配置されている。画素電極は表示画素毎に配置され、スリット状の開口部が形成されている。共通電極と画素電極とは、例えばITO(Indium Tin Oxide)によって形成された透明電極であり、電極層3は、表示部において、複数の表示画素が配列する行に沿って延びるゲートバスラインGBL(GBL1、GBL2・・・GBLm)と、複数の表示画素が配列する列に沿って延びるソースバスラインSBL(SBL1、SBL2・・・SBLm)と、ゲートバスラインとソースバスラインとが交差する位置近傍に画素スイッチとして薄膜トランジスタを備えている。また、当該薄膜トランジスタのゲート電極は対応するゲートバスラインGBLと電気的に接続されており、当該薄膜トランジスタのソース電極は対応する信号線SBLと電気的に接続されている。さらに、薄膜トランジスタのドレイン電極は、対応する画素電極と電気的に接続されている。   In FIG. 11, the electrode layer 3 according to the present invention includes a common electrode and a plurality of pixel electrodes. The pixel electrode is disposed on the common electrode via an insulating layer (for example, silicon nitride (SiN) or the like). The pixel electrode is disposed for each display pixel, and a slit-like opening is formed. The common electrode and the pixel electrode are, for example, transparent electrodes formed of ITO (Indium Tin Oxide), and the electrode layer 3 is a gate bus line GBL (along the row in which a plurality of display pixels are arranged in the display portion). GBL1, GBL2... GBLm), a source bus line SBL (SBL1, SBL2... SBLm) extending along a column in which a plurality of display pixels are arranged, and a position near the intersection of a gate bus line and a source bus line Thin film transistors as pixel switches. The gate electrode of the thin film transistor is electrically connected to the corresponding gate bus line GBL, and the source electrode of the thin film transistor is electrically connected to the corresponding signal line SBL. Furthermore, the drain electrode of the thin film transistor is electrically connected to the corresponding pixel electrode.

電極層3は、複数の表示画素を駆動する駆動手段として、ゲートドライバとソースドライバとを備えており、前記ゲートドライバおよび前記ソースドライバは、液晶表示部の周囲に配置されている。また、複数のゲートバスラインはゲートドライバの出力端子と電気的に接続され、複数のソースバスラインはソースドライバの出力端子と電気的に接続されている。ゲートドライバは複数のゲートバスラインにオン電圧を順次印加して、選択されたゲートバスラインに電気的に接続された薄膜トランジスタのゲート電極にオン電圧を供給する。ゲート電極にオン電圧が供給された薄膜トランジスタのソース−ドレイン電極間が導通する。   The electrode layer 3 includes a gate driver and a source driver as drive means for driving a plurality of display pixels, and the gate driver and the source driver are disposed around the liquid crystal display unit. The plurality of gate bus lines are electrically connected to the output terminal of the gate driver, and the plurality of source bus lines are electrically connected to the output terminal of the source driver. The gate driver sequentially applies the on voltage to the plurality of gate bus lines, and supplies the on voltage to the gate electrode of the thin film transistor electrically connected to the selected gate bus line. Electrical conduction is established between the source and drain electrodes of the thin film transistor in which the on voltage is supplied to the gate electrode.

ソースドライバは、複数のソースバスラインのそれぞれに対応する出力信号を供給する。ソースバスラインに供給された信号は、ソース−ドレイン電極間が導通した薄膜トランジスタを介して対応する画素電極に印加される。ゲートドライバおよびソースドライバは、液晶表示素子の外部に配置された表示処理部(制御回路とも称する)により動作を制御される。   The source driver supplies an output signal corresponding to each of the plurality of source bus lines. The signal supplied to the source bus line is applied to the corresponding pixel electrode through the thin film transistor in which the source and drain electrodes are conducted. The operation of the gate driver and the source driver is controlled by a display processing unit (also referred to as a control circuit) disposed outside the liquid crystal display element.

本発明に係る表示処理部は、通常駆動のほかに駆動電力低減のために低周波駆動の機能と間欠駆動の機能とを備えてもよく、TFT液晶パネルのゲートバスラインを駆動するためのLSIであるゲートドライバの動作およびTFT液晶パネルのソースバスラインを駆動するためのLSIであるソースドライバの動作を制御するものである。また、共通電極に共通電圧VCOMを供給し、バックライトの動作も制御している。The display processing unit according to the present invention may have a low frequency driving function and an intermittent driving function to reduce driving power in addition to normal driving, and an LSI for driving a gate bus line of a TFT liquid crystal panel. The operation of the gate driver and the operation of the source driver which is an LSI for driving the source bus line of the TFT liquid crystal panel are controlled. In addition, the common voltage V COM is supplied to the common electrode to control the operation of the backlight.

図12は、画素電極の形状の一例として櫛形の画素電極を示した図であり、図1における基板2上に形成された電極層3のII線で囲まれた領域を拡大した平面図である。図12に示すように、第1の基板2の表面に形成されている薄膜トランジスタを含む電極層3は、走査信号を供給するための複数のゲートバスライン26と表示信号を供給するための複数のソースバスライン25とが、互いに交差してマトリクス状に配置されている。当該複数のゲートバスライン26と当該複数のソースバスライン25とにより囲まれた領域により、液晶表示装置の単位画素が形成され、該単位画素内には、画素電極21及び共通電極22が形成されている。ゲートバスライン26とソースバスライン25が互いに交差している交差部近傍には、ソース電極27、ドレイン電極24およびゲート電極28を含む薄膜トランジスタが設けられている。この薄膜トランジスタは、画素電極21に表示信号を供給するスイッチ素子として、画素電極21と連結している。また、ゲートバスライン26と並行して、共通ライン29が設けられる。この共通ライン29は、共通電極22に共通信号を供給するために、共通電極22と連結している。   FIG. 12 is a view showing a comb-shaped pixel electrode as an example of the shape of the pixel electrode, and is a plan view enlarging a region surrounded by a line II of the electrode layer 3 formed on the substrate 2 in FIG. . As shown in FIG. 12, the electrode layer 3 including the thin film transistor formed on the surface of the first substrate 2 has a plurality of gate bus lines 26 for supplying a scanning signal and a plurality of display signals. The source bus lines 25 and the source bus lines 25 cross each other and are arranged in a matrix. An area surrounded by the plurality of gate bus lines 26 and the plurality of source bus lines 25 forms a unit pixel of the liquid crystal display device, and the pixel electrode 21 and the common electrode 22 are formed in the unit pixel. ing. Near the intersection where the gate bus line 26 and the source bus line 25 cross each other, a thin film transistor including the source electrode 27, the drain electrode 24 and the gate electrode 28 is provided. The thin film transistor is connected to the pixel electrode 21 as a switch element for supplying a display signal to the pixel electrode 21. Further, in parallel with the gate bus line 26, a common line 29 is provided. The common line 29 is connected to the common electrode 22 in order to supply a common signal to the common electrode 22.

画素電極21の背面には絶縁層18(図示せず)を介して共通電極22が一面に形成されている。そして、隣接する共通電極と画素電極との最短離間距離は配向層同士の最短離間距離(セルギャップ)より短い。前記画素電極の表面には保護絶縁膜及び配向膜層によって被覆されていることが好ましい。なお、前記複数のゲートバスライン26と複数のソースバスライン25とに囲まれた領域にはソースバスライン25を介して供給される表示信号を保存するストレイジキャパシタを設けてもよい。   A common electrode 22 is formed on the back surface of the pixel electrode 21 via an insulating layer 18 (not shown). Then, the shortest separation distance between the adjacent common electrode and the pixel electrode is shorter than the shortest separation distance (cell gap) between the alignment layers. The surface of the pixel electrode is preferably covered with a protective insulating film and an alignment film layer. A storage capacitor may be provided in a region surrounded by the plurality of gate bus lines 26 and the plurality of source bus lines 25 for storing a display signal supplied via the source bus line 25.

また、図13は、図12の変形例であり、画素電極の形状の一例としてスリット状の画素電極を示した図である。当該図13に示す画素電極21は、略長方形の平板体の電極を、当該平板体の中央部および両端部が三角形状の切欠き部でくり抜かれ、その他の部分は略矩形枠状の切欠き部でくり抜かれた形状である。なお、切欠き部の形状は特に制限されるものではなく、楕円、円形、長方形状、菱形、三角形、または平行四辺形など公知の形状の切欠き部を使用できる。   FIG. 13 is a modification of FIG. 12 and is a view showing a slit-like pixel electrode as an example of the shape of the pixel electrode. In the pixel electrode 21 shown in FIG. 13, the electrode of a substantially rectangular flat plate is hollowed out at the central portion and both ends of the flat plate with a triangular notch, and the other portion is a substantially rectangular frame notch. It is a hollowed out part. In addition, the shape in particular of a notch part is not restrict | limited, The notch part of well-known shapes, such as ellipse, circular, rectangular shape, a rhombus, a triangle, or a parallelogram, can be used.

なお、図12および図13には、一画素における一対のゲートバスライン26及び一対のソースバスライン25のみが示されている。   12 and 13 show only the pair of gate bus lines 26 and the pair of source bus lines 25 in one pixel.

図15は、図12または図13におけるIII−III線方向に図1に示す液晶表示素子を切断した断面図の例の一つである。配向層4および薄膜トランジスタを含む電極層3が表面に形成された第1の基板2と、配向層4が表面に形成された第2の基板7とが所定の間隔Gで配向層同士向かい合うよう離間しており、この空間に液晶組成物を含む液晶層5が充填されている。第1の基板2の表面の一部にゲート絶縁膜12、共通電極22、パッシベーション膜18、画素電極21および配向層4の順で積層されている。   FIG. 15 is one of the examples of the cross-sectional view which cut | disconnected the liquid crystal display element shown in FIG. 1 in the III-III line direction in FIG. 12 or FIG. The first substrate 2 on the surface of which the alignment layer 4 and the electrode layer 3 including the thin film transistor are formed, and the second substrate 7 on the surface of which the alignment layer 4 is formed are separated such that the alignment layers face each other at a predetermined gap G The space is filled with a liquid crystal layer 5 containing a liquid crystal composition. The gate insulating film 12, the common electrode 22, the passivation film 18, the pixel electrode 21 and the alignment layer 4 are laminated in this order on a part of the surface of the first substrate 2.

薄膜トランジスタの構造の好適な一態様は、例えば、図15で示すように、基板2表面に形成されたゲート電極11と、当該ゲート電極11を覆い、且つ前記基板2の略全面を覆うように設けられたゲート絶縁層12と、前記ゲート電極11と対向するよう前記ゲート絶縁層12の表面に形成された半導体層13と、前記半導体層13の表面の一部を覆うように設けられた保護膜14と、前記保護層14および前記半導体層13の一方の側端部を覆い、かつ前記基板2表面に形成された前記ゲート絶縁層12と接触するように設けられたドレイン電極16と、前記保護膜14および前記半導体層13の他方の側端部を覆い、かつ前記基板2表面に形成された前記ゲート絶縁層12と接触するように設けられたソース電極17と、前記ドレイン電極16および前記ソース電極17を覆うように設けられたパッシベーション膜18と、を有している。ゲート電極11の表面にゲート電極との段差を無くす等の理由により陽極酸化被膜(図示せず)を形成してもよい。   For example, as shown in FIG. 15, the gate electrode 11 formed on the surface of the substrate 2 and the gate electrode 11 are provided so as to cover substantially the entire surface of the substrate 2, as shown in FIG. The gate insulating layer 12, the semiconductor layer 13 formed on the surface of the gate insulating layer 12 so as to face the gate electrode 11, and the protective film provided to cover a part of the surface of the semiconductor layer 13 14, a drain electrode 16 covering one side end of the protective layer 14 and the semiconductor layer 13 and in contact with the gate insulating layer 12 formed on the surface of the substrate 2, and the protection A source electrode 17 covering the film 14 and the other side end of the semiconductor layer 13 and provided to be in contact with the gate insulating layer 12 formed on the surface of the substrate 2; It has a passivation film 18 provided to cover the electrode 16 and the source electrode 17, a. An anodized film (not shown) may be formed on the surface of the gate electrode 11 for the purpose of eliminating the difference in level with the gate electrode.

図12及び図13に示す実施の形態では、共通電極22はゲート絶縁層12上のほぼ全面に形成された平板状の電極であり、一方、画素電極21は共通電極22を覆う絶縁保護層18上に形成された櫛形の電極である。   In the embodiment shown in FIGS. 12 and 13, the common electrode 22 is a flat plate-like electrode formed on almost the entire surface of the gate insulating layer 12, while the pixel electrode 21 covers the common electrode 22. It is a comb-shaped electrode formed on top.

すなわち、共通電極22は画素電極21よりも第1の基板2に近い位置に配置され、これらの電極は絶縁保護層18を介して互いに重なりあって配置される。画素電極21と共通電極22は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、IZTO(Indium Zinc Tin Oxide)等の透明導電性材料により形成される。画素電極21と共通電極22が透明導電性材料により形成されるため、単位画素面積で開口される面積が大きくなり、開口率及び透過率が増加する。   That is, the common electrode 22 is disposed at a position closer to the first substrate 2 than the pixel electrode 21, and these electrodes are disposed so as to overlap with each other via the insulating protective layer 18. The pixel electrode 21 and the common electrode 22 are formed of, for example, a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), IZTO (Indium Zinc Tin Oxide) or the like. Since the pixel electrode 21 and the common electrode 22 are formed of a transparent conductive material, the area of the unit pixel area is increased, and the aperture ratio and the transmittance are increased.

また、画素電極21と共通電極22とは、これらの電極間にフリンジ電界を形成するために、画素電極21と共通電極22との間の電極間距離(最小離間距離とも称する)Rが、第1の基板2と第2の基板7との間の液晶層5の厚さGより小さくなるように形成される。ここで、電極間距離Rは各電極間の基板に水平方向の距離を表す。図12では、平板状の共通電極22と櫛形の画素電極21とが重なり合っているため、最小離間距離(または電極間距離):R=0となる例が示されており、最小離間距離Rが第1の基板2と第2の基板7との間の液晶層の厚さ(セルギャップとも称される):Gよりも小さくなるため、フリンジの電界Eが形成される。したがって、FFS型の液晶表示素子は、画素電極21の櫛形を形成するラインに対して垂直な方向に形成される水平方向の電界と、放物線状の電界を利用することができる。画素電極21の櫛状部分の電極幅:l、及び、画素電極21の櫛状部分の間隙の幅:mは、発生する電界により液晶層5内の液晶分子が全て駆動され得る程度の幅に形成することが好ましい。   Further, in order to form a fringe electric field between the pixel electrode 21 and the common electrode 22, an inter-electrode distance (also referred to as a minimum separation distance) R between the pixel electrode 21 and the common electrode 22 is equal to It is formed to be smaller than the thickness G of the liquid crystal layer 5 between the first substrate 2 and the second substrate 7. Here, the inter-electrode distance R represents the distance between the electrodes in the horizontal direction. In FIG. 12, since the flat common electrode 22 and the comb-shaped pixel electrode 21 overlap, an example in which the minimum separation distance (or the distance between the electrodes): R = 0 is shown, and the minimum separation distance R is Thickness of the liquid crystal layer between the first substrate 2 and the second substrate 7 (also referred to as cell gap): smaller than G, an electric field E of fringes is formed. Therefore, the FFS liquid crystal display device can use a horizontal electric field formed in a direction perpendicular to the line forming the comb shape of the pixel electrode 21 and a parabolic electric field. The electrode width of the comb-like portion of the pixel electrode 21: l and the width of the gap of the comb-like portion of the pixel electrode 21: m are such widths that all liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 5 can be driven by the generated electric field. It is preferable to form.

本発明に係る液晶表示素子の液晶パネルのFFS型の変形例であるIPS型の液晶表示素子の例を図1、図14および図16を用いて説明する。IPS型の液晶表示素子の液晶パネル10の構成は、上記図1のFFS型と同様に片側の基板上に電極層3(共通電極と画素電極とTFTを含む)が設けられた構造であり、第1の偏光板1と、第1の基板2と、電極層3と、配向層4と、液晶組成物を含む液晶層5と、配向層4と、カラーフィルタ6と、第2の基板7と、第2の偏光板8と、が順次積層された構成である。   An example of an IPS type liquid crystal display element which is a modified example of the FFS type of the liquid crystal panel of the liquid crystal display element according to the present invention will be described with reference to FIG. 1, FIG. 14 and FIG. The configuration of the liquid crystal panel 10 of the IPS type liquid crystal display element is a structure in which an electrode layer 3 (including a common electrode, a pixel electrode and a TFT) is provided on one substrate as in the FFS type of FIG. A first polarizing plate 1, a first substrate 2, an electrode layer 3, an alignment layer 4, a liquid crystal layer 5 containing a liquid crystal composition, an alignment layer 4, a color filter 6, and a second substrate 7 And the second polarizing plate 8 are sequentially stacked.

図14は、IPS型の液晶表示部における図1の第1の基板2上に形成された電極層3のII線で囲まれた領域の一部を拡大した平面図である。図14に示すように、走査信号を供給するための複数のゲートバスライン26と表示信号を供給するための複数のソースバスライン25とにより囲まれた領域内(単位画素内)で、櫛歯形の第1の電極(例えば、画素電極)21と櫛歯型の第2の電極(例えば、共通電極)22とが互いに遊嵌した状態(両電極が一定距離を保った状態で離間して噛合した状態)で設けられている。該単位画素内には、ゲートバスライン26とソースバスライン25が互いに交差している交差部近傍には、ソース電極27、ドレイン電極24およびゲート電極28を含む薄膜トランジスタが設けられている。この薄膜トランジスタは、第1の電極21に表示信号を供給するスイッチ素子として、第1の電極21と連結している。また、ゲートバスライン26と並行して、共通ライン(Vcom)29が設けられる。この共通ライン29は、第2の電極22に共通信号を供給するために、第2の電極22と連結している。FIG. 14 is an enlarged plan view of a part of a region surrounded by the II line of the electrode layer 3 formed on the first substrate 2 of FIG. 1 in the IPS type liquid crystal display unit. As shown in FIG. 14, in a region (within a unit pixel) surrounded by a plurality of gate bus lines 26 for supplying a scanning signal and a plurality of source bus lines 25 for supplying a display signal, a comb shape is formed. State in which the first electrode (for example, pixel electrode) 21 and the comb-shaped second electrode (for example, common electrode) 22 are loosely fitted to each other. Provided). In the unit pixel, a thin film transistor including a source electrode 27, a drain electrode 24, and a gate electrode 28 is provided in the vicinity of an intersection where the gate bus line 26 and the source bus line 25 intersect with each other. The thin film transistor is connected to the first electrode 21 as a switch element for supplying a display signal to the first electrode 21. Also, in parallel with the gate bus line 26, a common line (V com ) 29 is provided. The common line 29 is connected to the second electrode 22 in order to supply a common signal to the second electrode 22.

図16は、図14におけるIII−III線方向にIPS型の液晶パネルを切断した断面図である。第1の基板2上には、ゲートバスライン26(図示せず)を覆い、且つ第1の基板2の略全面を覆うように設けられたゲート絶縁層32と、ゲート絶縁層32の表面に形成された絶縁保護層31とが設けられ、絶縁保護膜31上に、第1の電極(画素電極)21及び第2の電極(共通電極)22が離間して設けられる。絶縁保護層31は、絶縁機能を有する層であり、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、ケイ素酸窒化膜等で形成される。   FIG. 16 is a cross-sectional view of an IPS-type liquid crystal panel cut in the direction of the line III-III in FIG. A gate insulating layer 32 is provided on the first substrate 2 so as to cover the gate bus lines 26 (not shown) and to cover substantially the entire surface of the first substrate 2, and a surface of the gate insulating layer 32. The formed insulating protective layer 31 is provided, and the first electrode (pixel electrode) 21 and the second electrode (common electrode) 22 are provided on the insulating protective film 31 separately from each other. The insulating protective layer 31 is a layer having an insulating function, and is formed of silicon nitride, silicon dioxide, a silicon oxynitride film, or the like.

図14及び図16に示すような実施の形態では、第1の電極21及び第2の電極22は、絶縁保護層31上に、すなわち同一の層上に形成された櫛形の電極であり、互いに離間して噛合した状態で設けられている。IPS型の液晶表示部では、第1の電極21と第2の電極22との間の電極間距離Gと、第1の基板2と第2の基板7との間の液晶層の厚さ(セルギャップ):Hは、G≧Hの関係を満たす。電極間距離:Gとは、第1の電極21と第2の電極22との間の、基板に水平方向の最短距離を表し、図14及び図16で示す例においては、第1の電極21と第2の電極22とが遊嵌して交互に形成されたラインに対して、水平方向の距離を表す。第1の基板2と第2の基板7との距離:Hとは、第1の基板2と第2の基板7との間の液晶層の厚さを表し、具体的には、第1の基板2及び第2の基板7のそれぞれに設けられた配向層4(最表面)間の距離(すなわちセルギャップ)、液晶層の厚みを表す。   In the embodiment as shown in FIGS. 14 and 16, the first electrode 21 and the second electrode 22 are comb-shaped electrodes formed on the insulating protection layer 31, that is, on the same layer, It is provided in a state of being separated and engaged. In the IPS type liquid crystal display unit, the inter-electrode distance G between the first electrode 21 and the second electrode 22 and the thickness of the liquid crystal layer between the first substrate 2 and the second substrate 7 Cell gap): H satisfies the relationship G ≧ H. The inter-electrode distance: G represents the shortest distance in the horizontal direction to the substrate between the first electrode 21 and the second electrode 22. In the example shown in FIGS. 14 and 16, the first electrode 21 is used. And the second electrode 22 loosely fit and represent a horizontal distance with respect to alternately formed lines. The distance H between the first substrate 2 and the second substrate 7 represents the thickness of the liquid crystal layer between the first substrate 2 and the second substrate 7. Specifically, the first distance The distance between the alignment layers 4 (the outermost surface) provided on each of the substrate 2 and the second substrate 7 (that is, the cell gap), and the thickness of the liquid crystal layer are shown.

一方、先述のFFS型の液晶表示部では、第1の基板2と第二の基板7との間の液晶層5の厚さが、第1の電極21と第2の電極22との間の、基板に水平方向の最短距離以上であり、IPS型の液晶表示部は、第1の基板2と第二の基板7との間の液晶層5の厚さが、第1の電極21と第2の電極22との間の、基板に水平方向の最短距離未満である。したがって、IPSとFFSの違いは、第1の電極21及び第2の電極22の厚み方向の位置関係に依存しない。   On the other hand, in the above-described FFS liquid crystal display portion, the thickness of the liquid crystal layer 5 between the first substrate 2 and the second substrate 7 is between the first electrode 21 and the second electrode 22. The IPS type liquid crystal display unit has a thickness of the liquid crystal layer 5 between the first substrate 2 and the second substrate 7 that is greater than or equal to the shortest distance in the horizontal direction to the substrate. Between the two electrodes 22 and less than the shortest distance horizontal to the substrate. Therefore, the difference between IPS and FFS does not depend on the positional relationship between the first electrode 21 and the second electrode 22 in the thickness direction.

IPS型の液晶表示素子は、第1の電極21及び第2の電極22間に形成される基板面に対して水平方向の電界を利用して液晶分子を駆動させる。第1の電極21の電極幅:Q、及び第2の電極22の電極幅:Rは、発生する電界により液晶層5内の液晶分子が全て駆動され得る程度の幅に形成することが好ましい。   The IPS type liquid crystal display element drives liquid crystal molecules using an electric field in the horizontal direction with respect to the substrate surface formed between the first electrode 21 and the second electrode 22. The electrode width: Q of the first electrode 21 and the electrode width: R of the second electrode 22 are preferably formed to such a width that all liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 5 can be driven by the generated electric field.

本発明の好ましい液晶パネルの他の実施形態は、垂直配向型の液晶表示素子である。図17は、前記図2における基板上に形成された薄膜トランジスタを含む電極層3(または薄膜トランジスタ層3とも称する。)のII線で囲まれた領域を拡大した平面図である。図18は、図17におけるIII−III線方向に図2に示す液晶表示素子を切断した断面図である。以下、図2および図17〜18を参照して、本発明に係る垂直配向型の液晶表示部を説明する。   Another preferred embodiment of the liquid crystal panel of the present invention is a vertical alignment liquid crystal display device. FIG. 17 is an enlarged plan view of the region surrounded by the II line of the electrode layer 3 (also referred to as the thin film transistor layer 3) including the thin film transistor formed on the substrate in FIG. FIG. 18 is a cross-sectional view of the liquid crystal display element shown in FIG. 2 taken along the line III-III in FIG. Hereinafter, a vertical alignment liquid crystal display unit according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 17 to 18.

本発明に係る液晶表示素子における液晶パネル10の構成は、図2に記載するように透明導電性材料からなる透明電極(層)3’(または共通電極3’とも称する。)を具備した第2の基板7と、画素電極および各画素に具備した前記画素電極を制御する薄膜トランジスタを形成した電極層3を含む第1の基板2と、前記第1の基板2と第2の基板7との間に挟持された液晶組成物(または液晶層5)を有し、該液晶組成物中の液晶分子の電圧無印加時の配向が前記基板2,7に対して略垂直である液晶表示素子であって、該液晶組成物として前記本発明の液晶組成物を用いたことに特徴を有するものである。また図18に示すように、前記第1の基板2および前記第2の基板7は、一対の偏光板1,8により挟持されてもよい。さらに、図18では、前記第2の基板7と共通電極3’との間にカラーフィルタ6が設けられている。またさらに、本発明に係る液晶層5と隣接し、かつ当該液晶層5を構成する液晶組成物と直接当接するよう一対の配向層4を透明電極(層)3,3’表面に形成してもよい。   The configuration of the liquid crystal panel 10 in the liquid crystal display element according to the present invention is the second one having a transparent electrode (layer) 3 '(also referred to as a common electrode 3') made of a transparent conductive material as described in FIG. Between the first substrate 2 and the second substrate 7, the first substrate 2 including the substrate 7 and the electrode layer 3 on which the thin film transistor for controlling the pixel electrode and the pixel electrode provided in each pixel is formed. A liquid crystal composition (or liquid crystal layer 5) sandwiched between the liquid crystal molecules and the alignment of liquid crystal molecules in the liquid crystal composition when no voltage is applied is substantially perpendicular to the substrates 2 and 7. The liquid crystal composition of the present invention is used as the liquid crystal composition. Further, as shown in FIG. 18, the first substrate 2 and the second substrate 7 may be sandwiched by a pair of polarizing plates 1 and 8. Furthermore, in FIG. 18, a color filter 6 is provided between the second substrate 7 and the common electrode 3 '. Furthermore, a pair of alignment layers 4 are formed on the surface of the transparent electrodes (layers) 3, 3 'so as to be adjacent to the liquid crystal layer 5 according to the present invention and in direct contact with the liquid crystal composition constituting the liquid crystal layer 5. It is also good.

図17は、画素電極21の形状の一例として逆L字型の画素電極を示した図であり、図2における基板2上に形成された電極層3のII線で囲まれた領域を拡大した平面図である。前記画素電極21は、上記図12、13および14と同様に、ゲートバスライン26とソースバスライン25とに囲まれた領域の略全面に逆L字型に形成されているが、画素電極の形状は限定されるものではない。   FIG. 17 is a view showing an inverted L-shaped pixel electrode as an example of the shape of the pixel electrode 21 and an enlarged region of the electrode layer 3 formed on the substrate 2 in FIG. It is a top view. The pixel electrode 21 is formed in an inverted L shape substantially over the entire area surrounded by the gate bus line 26 and the source bus line 25 as in FIGS. 12, 13 and 14 described above. The shape is not limited.

垂直配向型の液晶表示素子の液晶表示部は、上記のIPS型やFFS型とは異なり、共通電極22(図示せず)が画素電極21と対向離間して形成されている。換言すると、画素電極21と、共通電極22とは別の基板上に形成されている。一方、先述のFFSやIPS型の液晶表示素子は、画素電極21および共通電極22が同一基板上に形成されている。   Unlike the above-described IPS type or FFS type, the liquid crystal display portion of the vertical alignment type liquid crystal display element is formed such that a common electrode 22 (not shown) is opposed to and spaced apart from the pixel electrode 21. In other words, the pixel electrode 21 and the common electrode 22 are formed on another substrate. On the other hand, in the above-mentioned FFS or IPS type liquid crystal display element, the pixel electrode 21 and the common electrode 22 are formed on the same substrate.

また、当該カラーフィルタ6は、光の漏れを防止する観点で、薄膜トランジスタおよびストレイジキャパシタに対応する部分にブラックマトリックス(図示せず)を形成することが好ましい。   Further, from the viewpoint of preventing light leakage, the color filter 6 is preferably formed with a black matrix (not shown) in a portion corresponding to the thin film transistor and the storage capacitor.

図18は、図17おけるIII−III線方向に図2に示す液晶表示素子を切断した断面図である。すなわち、本発明に係る液晶表示素子の液晶パネル10は、第1の偏光板1と、第1の基板2と、薄膜トランジスタを含む電極層(又は薄膜トランジスタ層とも称する)3と、液晶を垂直配向させる配向層4と、液晶組成物を含む層5と、該配向層4と、共通電極3’と、カラーフィルタ6と、第2の基板7と、第1の偏光板8と、が順次積層された構成である。   FIG. 18 is a cross-sectional view of the liquid crystal display element shown in FIG. 2 cut along the line III-III in FIG. That is, the liquid crystal panel 10 of the liquid crystal display element according to the present invention vertically aligns the liquid crystal with the first polarizing plate 1, the first substrate 2, the electrode layer (also referred to as thin film transistor layer) 3 including thin film transistors An alignment layer 4, a layer 5 containing a liquid crystal composition, the alignment layer 4, a common electrode 3 ', a color filter 6, a second substrate 7, and a first polarizing plate 8 are sequentially stacked. Configuration.

以上詳述した垂直配向型の液晶表示素子は、視野角依存を改善する為に画素が2分割乃至8分割されたマルチドメインを有する分割配向させたものが好ましい。斯かる分割配向は配向膜4をマスクラビングによって作成してもよいが、
1)第1の基板2側及び第2の基板7の双方にリブを形成させる手段、
2)第1の画素電極21に電極スリットを用い、第2の基板7上にリブを形成させる手段、
3)第1の画素電極21に微細スリット電極を用い、第2の基板7上にリブを形成させる手段、
4)第1の画素電極21、及び第2の共通電極22にスリット電極を用いる手段、
5)第1の画素電極21に微細スリット電極を用い、かつ、ポリマーによって液晶にプレチルトを形成させる手段、
6)配向膜として直線偏光紫外線照射によって均一な配向方位を液晶に付与できる所謂光配向膜を用いる手段等によって液晶の配向方位が規定されたマルチドメイン型のVA素子であることが、素子の製造が容易であることから好ましい。これらのなかでも、特に、液晶層5のポリマーネットワークを形成しやすいこと、また、液相層5内でポリマーネットワーク(A)の光軸方向又は配向容易軸方向と、前記液晶組成物(B)の配向容易軸方向が同一乃至略同一方向に制御することが容易であることから、前記5)ポリマーによって液晶にプレチルトを形成させる手段、又は前記6)の光配向膜を用いる手段によって得られた液晶表示素子であることが好ましい。
In order to improve the viewing angle dependency, the vertically aligned liquid crystal display element described in detail above is preferably one in which the divided alignment is performed with a multi-domain in which the pixel is divided into two to eight. Such divisional orientation may be produced by mask rubbing the alignment film 4, but
1) means for forming ribs on both the first substrate 2 side and the second substrate 7;
2) means for forming a rib on the second substrate 7 by using an electrode slit for the first pixel electrode 21;
3) means for forming ribs on the second substrate 7 using fine slit electrodes for the first pixel electrodes 21;
4) using slit electrodes for the first pixel electrode 21 and the second common electrode 22;
5) A means for forming a pretilt in liquid crystal by using a fine slit electrode for the first pixel electrode 21 and a polymer
6) It is a multi-domain type VA device in which the alignment orientation of the liquid crystal is defined by a means using a so-called photo alignment film capable of providing uniform alignment orientation to the liquid crystal by linearly polarized ultraviolet irradiation as the alignment film. Is preferred because it is easy. Among them, in particular, the polymer network of the liquid crystal layer 5 can be easily formed, and the optical axis direction or the easy axis direction of the polymer network (A) in the liquid phase layer 5 and the liquid crystal composition (B) Obtained by means of forming a pretilt in the liquid crystal by the 5) polymer or by using the photoalignment film of the 6) because it is easy to control the direction of easy axis of alignment in the same or substantially the same direction. It is preferable that it is a liquid crystal display element.

ここで、前記した画素電極22として微細スリット電極を用いる場合、図20に示す様な所謂フィッシュボーン型電極であることが配向方位の安定性の点から好ましい。該フィッシュボーン型電極を図20に基づいて詳述すれば、該電極はITOなどの透明電極から構成され、その電極材料(ITO)の一部を抜いたスリット部512cが設けられている。長方形のセルの各対向辺の中点を結ぶ十字状で幅3〜5μm程度のスリット部512cが配向規制用構造物として機能し、スリット部512cから斜め45°方向に延びて幅5μmのスリット部512cがピッチ8μmで複数形成されており、これらが傾斜時の方位角方向の乱れを抑える補助的な配向制御因子として機能する。表示用画素電極の幅は例えば3μmである。図20では、画素幹部電極512aと画素枝部電極512bは45度の角度を有しながら、画素中央を対称中心として90度ずつ異なる4方向に枝部電極が延在された構造を有している。液晶分子は電圧印加により傾斜配向するが、傾斜配向の方位がこれらの4方向と一致しするように傾斜配向するので、4分割されたドメインを一つの画素内に形成させて表示の視野角を広くすることができる。   Here, when a fine slit electrode is used as the pixel electrode 22 described above, a so-called fishbone type electrode as shown in FIG. 20 is preferable from the viewpoint of the stability of the orientation. If this fishbone type electrode is explained in full detail based on FIG. 20, this electrode is comprised from transparent electrodes, such as ITO, and the slit part 512c which extracted a part of the electrode material (ITO) is provided. A cross section connecting middle points of opposite sides of a rectangular cell, and a slit portion 512c with a width of about 3 to 5 μm functions as a structure for alignment control, extends from the slit 512 c in a 45 ° diagonal direction and has a width of 5 μm A plurality of 512 c are formed at a pitch of 8 μm, and these function as auxiliary alignment control factors for suppressing disturbance in the azimuthal direction at the time of inclination. The width of the display pixel electrode is, for example, 3 μm. In FIG. 20, while the pixel trunk electrode 512a and the pixel branch electrode 512b have an angle of 45 degrees, the branch electrodes are extended in four directions different by 90 degrees with respect to the pixel center as a symmetry center. There is. The liquid crystal molecules are tilt-aligned by voltage application, but since the tilt alignment is performed so that the orientation of the tilt alignment coincides with these four directions, four divided domains are formed in one pixel to make the viewing angle of display It can be made wider.

また、前記6)の光配向膜を用いる場合、該光配向膜は、光応答性分子又は光応答性高分子を主たる成分して構成されているものが挙げられる。斯かる光応答性分子又は光応答性高分子としては、
(1)光に応答して異性化し偏光軸に対して略垂直または平行に配向する
光応答性異性化型分子又はその重合体、
(2)光に応答して二量化により架橋構造を形成する光応答性二量化型分子、および
(3)光に応答して高分子鎖が切断する光応答性分解型高分子
が挙げられる。これらのなかでも特に光応答性異性化型分子又はその重合体(3)が、感度、配向規制力の点から特に好ましい。
In addition, when the photoalignment film of the above 6) is used, the photoalignment film may be composed of a photoresponsive molecule or a photoresponsive polymer as a main component. As such a photoresponsive molecule or photoresponsive polymer,
(1) A photoresponsive isomerization type molecule or a polymer thereof which is isomerized in response to light and oriented substantially perpendicular or parallel to the polarization axis
(2) Photoresponsive dimerized molecules that form a crosslinked structure by dimerization in response to light, and (3) Photoresponsive degradable polymers in which polymer chains are cut in response to light. Among these, a photoresponsive isomerization type molecule or a polymer thereof (3) is particularly preferable in terms of sensitivity and alignment controllability.

上記した光応答性異性化型分子又はその重合体としては、具体的には、
一般式(ア)表されるアゾ化合物、またはこの重合体が特に好ましい。
(一般式(ア))
Specifically as the above-mentioned photoresponsive isomerization type molecule or its polymer,
An azo compound represented by the general formula (A) or a polymer thereof is particularly preferred.
(General formula (A))

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(一般式(ア)中、R及びRは各々独立してヒドロキシ基、又は(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリロイルアミノ基、ビニル基、ビニルオキシ基及びマレイミド基からなる群から選ばれる重合性官能基を表し、式中、A及びAは各々独立して単結合又はアルコキシ基によって置換されていてもよい二価の炭化水素基を表し、B及びBは各々独立して単結合、−O−、−CO−O−、−O−CO−、−CO−NH−、−NH−CO−、−NH−CO−O−又は−O−CO−NH−を表すが、R及びRの結合において、−O−O−結合を形成することはなく、m及びnは各々独立して0〜4の整数を表し(但し、m又はnが2以上のとき、複数あるA、B、A及びBは同じであっても異なっていても良く、二つのB又はBの間に挟まれたA又はAはアルコキシ基によって置換されていてもよい二価の炭化水素基を表す。)、R〜Rは各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、アリルオキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルコキシ基、カルボキシル基若しくはそのアルカリ金属塩、アルコキシカルボニル基、ハロゲン化メトキシ基、ヒドロキシ基、スルホ基若しくはそのアルカリ金属塩、アミノ基、カルバモイル基、スルファモイル基、−OR(ただしRは、炭素原子数1〜6の低級アルキル基、炭素原子数3〜6のシクロアルキル基又は炭素原子数1〜6の低級アルコキシ基で置換された炭素原子数1〜6の低級アルキル基を表す)、炭素原子数1〜4のヒドロキシアルキル基又は−CONR(R及びRは、各々独立して水素原子又は炭素原子数1〜6の低級アルキル基を表す)、又は(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリロイルアミノ基、ビニル基、ビニルオキシ基及びマレイミド基からなる群から選ばれる重合性官能基を表し、Xは、単結合、−CH=CH−、−NR10−(但し、R10は、水素原子又は炭素数20以下の炭化水素基を表す)、−NH−CO−NH−、−S−、又は−CH−を表し、G及びGは各々独立して1,4−フェニレン基の如きフェニレン基;2,6−ナフタレンジイル基の如きアリーレン基を表し、フェニレン基またはアリーレン基中に存在する1個または2個以上の水素原子はそれぞれ独立にヒドロキシ基、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、スルホ基、スルホ基のアルカリ金属塩、炭素原子1〜7個のアルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基、により置換されてもよい。(In the general formula (A), R 1 and R 2 each independently represent a hydroxy group, or (meth) acryloyl group, (meth) acryloyloxy group, (meth) acryloylamino group, vinyl group, vinyloxy group and maleimide group Wherein A 1 and A 2 each independently represent a divalent hydrocarbon group which may be substituted by a single bond or an alkoxy group, B 1 and Each B 2 independently represents a single bond, -O-, -CO-O-, -O-CO-, -CO-NH-, -NH-CO-, -NH-CO-O- or -O-CO -NH-, but in the bond of R 1 and R 2 , does not form -O-O- bond, and m and n each independently represent an integer of 0 to 4 (provided that m or n when is 2 or more, a plurality of a 1, B 1, a 2 and B 2 Flip the A be different at best, represent the two B 1 or A 1 or A 2 is sandwiched between B 2 is which may be optionally divalent hydrocarbon group substituted by an alkoxy group.) Each of R 3 to R 6 independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a halogenated alkyl group, an allyloxy group, a cyano group, a nitro group, an alkyl group, a hydroxyalkyl group, an alkoxy group, a carboxyl group or an alkali metal salt thereof, an alkoxy A carbonyl group, a halogenated methoxy group, a hydroxy group, a sulfo group or an alkali metal salt thereof, an amino group, a carbamoyl group, a sulfamoyl group, -OR 7 (wherein R 7 represents a lower alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a carbon atom C1-C6 lower alkyl group substituted by C3-C6 cycloalkyl group or C1-C6 lower alkoxy group Represented), a hydroxyalkyl group or -CONR 1 to 4 carbon atoms 8 R 9 (R 8 and R 9 represents a hydrogen atom or a lower alkyl group having 1 to 6 carbon atoms each independently), or ( Represents a polymerizable functional group selected from the group consisting of (meth) acryloyl group, (meth) acryloyloxy group, (meth) acryloylamino group, vinyl group, vinyloxy group and maleimide group, and X represents a single bond, -CH = CH -, - NR 10 - (where, R 10 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 20 or less carbon atoms), - NH-CO-NH -, - S-, or -CH 2 - represents, G 1 and G 2 are each independently 1,4-phenylene group such as phenylene group; represents a 2,6 such arylene groups naphthalene diyl group, one or two or more present in the phenylene group or an arylene group Each hydrogen atom is independently substituted by a hydroxy group, a halogen group, a cyano group, a nitro group, an amino group, a sulfo group, an alkali metal salt of a sulfo group, an alkyl group of 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group, an alkanoyl group It may be done.

一般式(ア)において、RまたはRの少なくとも一つが重合性官能基であると光や熱に対する安定性が増大し好ましい。重合性官能基の中では、特に(メタ)アクリロイルオキシ基が好ましい。又、マレイミド基は、重合開始剤が不要となるので好ましい。Rがヒドロキシ基の場合、mは0であることが好ましく、Rが重合性官能基の場合、mは1〜3の整数を表すことが好ましく、1又は2がより好ましい。Rがヒドロキシ基の場合、nは0であることが好ましく、Rが重合性官能基の場合nは1〜3の整数を表すことが好ましく、1又は2がより好ましい。In the general formula (A), when at least one of R 1 and R 2 is a polymerizable functional group, the stability to light and heat is preferably increased. Among the polymerizable functional groups, (meth) acryloyloxy group is particularly preferable. Also, the maleimide group is preferable because a polymerization initiator is not required. When R 1 is a hydroxy group, m is preferably 0, and when R 1 is a polymerizable functional group, m is preferably an integer of 1 to 3, and 1 or 2 is more preferable. When R 2 is a hydroxy group, n is preferably 0, and when R 2 is a polymerizable functional group, n is preferably an integer of 1 to 3 and more preferably 1 or 2.

前記一般式(ア)で表される化合物の重合体の重量平均分子量は、塗工しやすい溶液の粘度とし、塗工後の乾燥皮膜の耐熱性を保ち、配向規制力を大きくする観点から、5000〜1000000が好ましく、10000〜500000が特に好ましい。   The weight average molecular weight of the polymer of the compound represented by the above general formula (A) is the viscosity of the solution which is easy to apply, from the viewpoint of maintaining the heat resistance of the dry film after application and increasing the orientation control force. 5000-100000 are preferable and 10000-500000 are especially preferable.

次に光応答性二量化型分子としては、以下の一般式(3):   Next, as a light responsive dimerization type molecule, the following general formula (3):

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(上記一般式(3)中、Xは6〜12であり、Yは0〜2であり、R〜Rはそれぞれ独立して、水素原子または炭素原子数1〜5個のアルコキシ基であり、R30は、式(2−a)または式(2−b):(In the above general formula (3), X is 6 to 12, Y is 0 to 2, and R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms And R 30 is a group represented by the formula (2-a) or the formula (2-b):

Figure 0006501134
Figure 0006501134

であり、式(2−a)中のR31は重合性基、炭素原子数1〜10個のアルコキシ基、シアノ基または炭素原子数1〜12個のフッ化アルキル基であり、jは0以上6以下の整数である。)で表される光応答性二量化型高分子が挙げられる。R 31 in the formula (2-a) is a polymerizable group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a cyano group or a fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, j is 0 It is an integer of 6 or more and 6 or less. The photoresponsive dimerization type polymer represented by these is mentioned.

また、光応答性分解型高分子としては、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との縮合反応物であることが好ましい。   The photoresponsive degradable polymer is preferably a condensation product of tetracarboxylic acid dianhydride and a diamine compound.

以上詳述した本発明の液晶表示素子は、TN、STN、ECB、VA、VA−TN、IPS、FFS、πセル、OCB、コレステリック液晶などの動作モードに適用できる。これらの中でも、VA、IPS、FFS、VA−TN、TN、ECBが特に好ましい。尚、本発明の液晶表示素子は、液晶層中にポリマーネットワークを形成する点において配向膜上に重合体又は共重合体を有するPSA(Polymer Sustained Alignment)型液晶表示素子と区別することができる。   The liquid crystal display device of the present invention described in detail above can be applied to operation modes such as TN, STN, ECB, VA, VA-TN, IPS, FFS, π cell, OCB, cholesteric liquid crystal and the like. Among these, VA, IPS, FFS, VA-TN, TN and ECB are particularly preferable. The liquid crystal display device of the present invention can be distinguished from a PSA (Polymer Sustained Alignment) liquid crystal display device having a polymer or copolymer on an alignment film in that a polymer network is formed in the liquid crystal layer.

以下、例を挙げて本願発明を更に詳述するが、本願発明はこれらによって限定されるものではない。なお、各実施例において化合物の記載について以下の略号を用いる。また、nは自然数を表す。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited thereto. The following abbreviations are used for the descriptions of compounds in each example. Also, n represents a natural number.

「n型化合物」
(側鎖)
−n −C2n+1 炭素原子数nの直鎖状のアルキル基
n− C2n+1− 炭素原子数nの直鎖状のアルキル基
−On −OC2n+1 炭素原子数nの直鎖状のアルコキシル基
nO− C2n+1O− 炭素原子数nの直鎖状のアルコキシル基
−V −CH=CH
V− CH=CH−
−V1 −CH=CH−CH
1V− CH−CH=CH−
−2V −CH−CH−CH=CH
V2− CH=CH−CH−CH
−2V1 −CH−CH−CH=CH−CH
1V2− CH−CH=CH−CH−CH
(連結基)
−n− −C2n
−nO− −C2n−O−
−On− −O−C2n
−COO− −C(=O)−O−
−OCO− −O−C(=O)−
−CF2O− −CF−O−
−OCF2− −O−CF
"N-type compound"
(Side chain)
-N-C n H 2 n + 1 straight-chain alkyl group having n carbon atoms n-C n H 2 n + 1- straight-chain alkyl group having n carbon atoms-On-OC n H 2 n + 1 straight chain having n carbon atoms Jo alkoxyl group nO- C n H 2n + 1 O- carbon atoms n linear alkoxyl group -V -CH = CH 2
V- CH 2 = CH-
-V1 -CH = CH-CH 3
1V- CH 3 -CH = CH-
-2V -CH 2 -CH 2 -CH = CH 3
V2- CH 2 = CH-CH 2 -CH 2 -
-2V 1 -CH 2 -CH 2 -CH = CH-CH 3
1V2- CH 3 -CH = CH-CH 2 -CH 2
(Linking group)
-N--C n H 2 n-
-NO--C n H 2 n- O-
-On--O-C n H 2 n-
-COO- -C (= O) -O-
-OCO- -O-C (= O)-
-CF2O- -CF 2 -O-
-OCF2- -O-CF 2 -

(環構造)   (Ring structure)

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(環構造)   (Ring structure)

Figure 0006501134
Figure 0006501134

各実施例にて使用した重合性単量体は以下のとおりである。   The polymerizable monomers used in each example are as follows.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

実施例19〜27にて使用した重合開始剤はイルガキュア651である。   The polymerization initiator used in Examples 19 to 27 is Irgacure 651.

各実施例中、測定した特性は以下の通りである。   The properties measured in each example are as follows.

NI :ネマチック相−等方性液体相転移温度(℃)
Δn :25℃における屈折率異方性
Δε :25℃における誘電率異方性
η :25℃における粘度(mPa・s)
γ :25℃における回転粘度(mPa・s)
VHR測定
(周波数60Hz,印加電圧1Vの条件下で333Kにおける電圧保持率(%))
450nmに主発光ピークを有するLED耐光試験:
2万cd/mの450nmに主発光ピークを有する可視光LED光源を液晶パネルに対して1週間暴露する前と後のVHRを測定した。
T NI : Nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (° C.)
Δn: refractive index anisotropy at 25 ° C. Δε: dielectric anisotropy at 25 ° C. :: viscosity at 25 ° C. (mPa · s)
γ 1 : rotational viscosity (mPa · s) at 25 ° C
VHR measurement (voltage holding ratio (%) at 333 K under the conditions of frequency 60 Hz and applied voltage 1 V)
LED light fastness test with main emission peak at 450 nm:
The visible light LED light source having a main emission peak in 20,000 cd / m 2 of 450nm was measured VHR before and after exposing 1 week with respect to the liquid crystal panel.

385nmに主発光ピークを有するLED耐光試験:
385nmをピークにもつ単色LEDで60秒130J照射する前と後のVHRを測定した。
LED light fastness test with main emission peak at 385 nm:
The VHR before and after irradiation for 60 seconds and 130 J was measured with a monochromatic LED having a peak at 385 nm.

(重合性液晶組成物の調整)
N型液晶組成物として下記表1〜表15の配合に従って液晶組成物を調整し、次いで、60℃に加熱し、各表に記載の重合性単量体[(P2−1M)、(P2−2M)、又は(P4−4M)]を混合し溶解させた。室温で各重合性液晶組成物が均一に溶解してネマチック液晶相を示していることを偏光顕微鏡で確認した。なお、実施例19〜27では、更にこの溶液に重合光開始剤(イルガキュア651)を混合して重合性液晶組成物を調製した。
(Preparation of polymerizable liquid crystal composition)
The liquid crystal composition is adjusted according to the composition of the following Tables 1 to 15 as an N-type liquid crystal composition, and then heated to 60 ° C., and the polymerizable monomers [(P2-1M), (P2- 2M) or (P4-4M)] was mixed and dissolved. It was confirmed by a polarization microscope that each polymerizable liquid crystal composition was uniformly dissolved at room temperature to show a nematic liquid crystal phase. In Examples 19 to 27, this solution was further mixed with a polymerization photoinitiator (IRGACURE 651) to prepare a polymerizable liquid crystal composition.

(液晶パネル、バックライトユニットおよび液晶表示素子の作製方法)
(1)液晶パネルの作製
(VA型液晶パネル)
第1基板に形成された透明電極の上に、配向膜溶液をスピンコート法により形成し、乾燥厚さ0.1μmの配向膜を形成した。カラーフィルタが形成された第2基板にも同様にして配向膜を形成した。櫛形透明電極および配向膜が形成された第1基板と、カラーフィルタが形成された第2電極基板を、それぞれの配向膜が対向し、かつ直線偏光を照射した、またはラビングした方向がアンチパラレル方向(180°)となるように配置し、2枚の基板間に一定の間隙(4μm)を保った状態で、周辺部をシール剤により貼り合わせた。次に、配向膜表面及びシール剤により区画されたセルギャップ内に、前記した各種重合性液晶組成物(組成物1〜9)を、真空注入法により、充填し、一対の偏光板を第1基板および第2基板上に貼りあわせることでVA型の液晶パネルを作製した。
(Liquid crystal panel, backlight unit, and method of manufacturing liquid crystal display device)
(1) Preparation of liquid crystal panel (VA type liquid crystal panel)
An alignment film solution was formed by spin coating on the transparent electrode formed on the first substrate to form an alignment film having a dry thickness of 0.1 μm. An alignment film was similarly formed on the second substrate on which the color filter was formed. The first substrate on which the comb-shaped transparent electrode and the alignment film are formed and the second electrode substrate on which the color filter is formed are opposed to each alignment film and irradiated with linearly polarized light or the rubbed direction is the antiparallel direction It arrange | positioned so that it might become (180 degrees), and the peripheral part was bonded together with the sealing agent in the state which maintained a fixed gap | interval (4 micrometers) between 2 board | substrates. Next, the above-described various polymerizable liquid crystal compositions (compositions 1 to 9) are filled by vacuum injection into the cell gap partitioned by the alignment film surface and the sealing agent, and the pair of polarizing plates is A VA type liquid crystal panel was manufactured by bonding on a substrate and a second substrate.

この液晶パネルに周波数1kHzで2.43Vの矩形波の電圧を印加しながら、波長365nmの紫外線LEDの光源を用いて照射強度が15mW/cmの紫外線を12秒間照射した後、紫外線照射を継続した状態で、電圧を0Vにして垂直配向に戻し、電圧を0Vに戻した時点から紫外線を68秒間照射した。このように作製した液晶パネルを評価用素子とし、VHR測定およびUVに対する表示品位の評価を行った。While applying a rectangular wave voltage of 2.43 V at a frequency of 1 kHz to this liquid crystal panel, after irradiating an ultraviolet ray with an irradiation intensity of 15 mW / cm 2 for 12 seconds using an ultraviolet LED light source of wavelength 365 nm, the ultraviolet irradiation is continued. In this state, the voltage was returned to the vertical alignment by setting the voltage to 0 V, and ultraviolet light was irradiated for 68 seconds from the time the voltage was returned to 0 V. The liquid crystal panel manufactured in this manner was used as an evaluation element, and VHR measurement and evaluation of display quality with respect to UV were performed.

その結果を以下の表に示す。   The results are shown in the following table.

Figure 0006501134
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Figure 0006501134
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Figure 0006501134
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上記表1〜15において、450nmに主発光ピークにおける変化率は、「初期(=1週間耐光試験前)のVHR値/1週間耐光試験後のVHR値」であり、385nmに主発光ピークにおける変化率は、「初期(=60秒耐光試験前)のVHR値/60秒耐光試験後のVHR値」である。したがって、変化率が1に近いほど、450nmに主発光ピークを有する光または385nmに主発光ピークを有する光に対して安定であることを示す。上記実験結果によれば上記液晶表示素子は、耐光性に優れており、発光用ナノ結晶の劣化や部分的な高エネルギー光線の照射スポットによる液晶層の劣化を抑制または防止できると考えられる。   In Tables 1 to 15 above, the change rate at the main emission peak at 450 nm is “VHR value of initial (= 1 week before light resistance test) / VHR value after 1 week light resistance test”, change at main emission peak at 385 nm The rate is “initial (= 60 seconds before VHR value before light resistance test) / VHR value after 60 seconds light resistance test”. Therefore, as the rate of change is closer to 1, it is more stable to light having a main emission peak at 450 nm or light having a main emission peak at 385 nm. According to the above experimental results, it is considered that the liquid crystal display element is excellent in light resistance, and can suppress or prevent the deterioration of the light emitting nanocrystals and the deterioration of the liquid crystal layer due to the partial irradiation spots of high energy rays.

上記の実験結果から、450nmに主発光ピークを有する光を1週間照射した場合は、実施例2、実施例11、実施例20の液晶表示素子が最もVHR値の変化が大きい(変化率が低い)ことが確認された。また、385nmに主発光ピークを有する光を照射した場合も、実施例2、実施例11、実施例20の液晶表示素子が最もVHR値の変化率が低いことが確認された。   From the above experimental results, when the light having a main emission peak at 450 nm is irradiated for one week, the liquid crystal display elements of Example 2, Example 11, and Example 20 have the largest change in VHR value (the change rate is low) ) Was confirmed. It was also confirmed that the liquid crystal display elements of Example 2, Example 11, and Example 20 had the lowest rate of change in VHR value even when light having a main emission peak at 385 nm was irradiated.

一方、液晶表示素子の高速応答性に関係するγ1をみると、実施例3、実施例12、実施例21が最も高いことが確認される。前者の原因としては、縮合環(ナフタレン)を含む2環以上の液晶化合物を含むため、光を吸収しやすいことに関係すると考えられる。また、後者の原因としては、クロマン環を含む2環以上液晶化合物であるため、粘性が高くなることが考えられる。   On the other hand, it is confirmed that Example 3, Example 12, and Example 21 are the highest in view of γ1 related to the high-speed response of the liquid crystal display element. The cause of the former is considered to be related to easy absorption of light because it contains a liquid crystal compound of two or more rings including a fused ring (naphthalene). Moreover, as a cause of the latter, since it is a liquid crystal compound having two or more rings containing a chroman ring, it is considered that the viscosity becomes high.

また、上記実施例8、実施例17、実施例26については液晶組成物100質量部に対して、以下の式(III−22)の酸化防止剤を0.05質量部添加して、VA型の液晶パネルを作製して、450nmに主発光ピークを有する光による耐光試験および385nmに主発光ピークを有する光による耐光試験の評価を行ってもよい。   In Examples 8, 17, and 26, 0.05 parts by mass of an antioxidant represented by the following formula (III-22) is added to 100 parts by mass of the liquid crystal composition to obtain a VA type The liquid crystal panel of the present invention may be prepared and evaluated for light resistance test with light having a main emission peak at 450 nm and light resistance test with light having a main emission peak at 385 nm.

Figure 0006501134
Figure 0006501134

(2)バックライトユニットの作製
(発光用ナノ結晶フィルムの作製)
不揮発成分を100質量%にした際の発光用ナノ結晶(InP/ZnSコアシェルナノ結晶(赤色発光性)、InP/ZnSコアシェルナノ結晶(緑色発光性) いずれもオレイン酸リガンド)固形分が3質量部、光硬化性アクリル樹脂が93質量部、光開始剤が4質量部となる様、緑色および赤色の発光用ナノ結晶それぞれのトルエン分散体と光硬化性アクリル樹脂および光開始剤を混合し、エバポレータによりトルエンを抜く事で発光用ナノ結晶含有樹脂組成物を調製する。PETフィルム上に膜厚100umと成る様、この樹脂組成物を塗工した後、さらにPETフィルムを積層した。積算のUV照射量が5000mJまでUV照射を実施する事で光変換部(発光用ナノ結晶フィルム)を得た。
(2) Preparation of back light unit (Preparation of nanocrystal film for light emission)
3 parts by mass of light emitting nanocrystals (InP / ZnS core shell nanocrystal (red light emitting property), InP / ZnS core shell nanocrystal (green light emitting property) all of which are oleic acid ligands) when the nonvolatile component is 100% by mass A mixture of a toluene dispersion of each of green and red light emitting nanocrystals, a photocurable acrylic resin and a photo initiator so that the photocurable acrylic resin is 93 parts by mass and the photo initiator is 4 parts by mass, and the evaporator is A nanocrystal-containing resin composition for light emission is prepared by removing toluene by this method. After this resin composition was coated on a PET film so as to have a film thickness of 100 μm, a PET film was further laminated. The light conversion part (the nanocrystal film for light emission) was obtained by implementing UV irradiation to 5000 mJ of integrated UV irradiation amount.

(バックライトユニット1の作製)
青色LED光源を導光板の一辺の端部に設置し、反射シートで照射面を除く部分を覆い、導光板の照射面に上記発光用ナノ結晶フィルムシートを配置しさらにその照射側に拡散シートを配置してバックライトユニット1を作製した。
(Production of Backlight Unit 1)
A blue LED light source is installed at the end of one side of the light guide plate, the reflection sheet covers the portion excluding the irradiation surface, the light emitting nanocrystal film sheet is arranged on the irradiation surface of the light guide plate, and the diffusion sheet is further It arrange | positioned and the backlight unit 1 was produced.

(バックライトユニット2の作製)
光を散乱反射する下側反射板上に格子状に青色LEDが配置され、さらにその照射側直上には拡散板を配置し、その拡散板上に上記発光用ナノ結晶フィルムシートを配置しさらにその照射側に拡散シートを配置しバックライトユニット2を作製した。
(Production of backlight unit 2)
A blue LED is arranged in a lattice shape on the lower reflection plate that scatters and reflects light, and a diffusion plate is further arranged immediately above the irradiation side, and the above-mentioned nanocrystalline film sheet for light emission is arranged on the diffusion plate A diffusion sheet was disposed on the irradiation side to produce a backlight unit 2.

(発光用ナノ結晶を含む発光素子の作製)
不揮発成分を100質量%にした際の発光用ナノ結晶(InP/ZnSコアシェルナノ結晶(赤色発光性)、InP/ZnSコアシェルナノ結晶(緑色発光性) いずれもオレイン酸リガンド)固形分が8質量部、エポキシ樹脂硬化剤および硬化触媒混合物が92質量部となる様、緑色および赤色の発光用ナノ結晶それぞれのトルエン分散体とエポキシ樹脂を混合し、エバポレータによりトルエンを抜く事で発光用ナノ結晶含有樹脂組成物を調整する。これに硬化剤および硬化触媒を混合した後、LED素子上に厚さが1mm程度となる様に上記組成物を塗工した。110℃×3時間の条件で樹脂を硬化させる事で光変換部を備えたLED素子を得た。
(Fabrication of a light emitting device including a light emitting nanocrystal)
8 parts by mass of light emitting nanocrystals (InP / ZnS core shell nanocrystal (red light emitting property), InP / ZnS core shell nanocrystal (green light emitting property) all of which are oleic acid ligands) when the nonvolatile component is 100% by mass A mixture of a toluene dispersion of green and red light emitting nanocrystals and an epoxy resin so that the amount of the epoxy resin curing agent and the curing catalyst mixture is 92 parts by mass, and the toluene is removed by an evaporator to obtain a nanocrystal containing resin for light emission Adjust the composition. After the curing agent and the curing catalyst were mixed with the above, the above composition was applied on the LED element so as to have a thickness of about 1 mm. By curing the resin under the condition of 110 ° C. × 3 hours, an LED element provided with a light conversion part was obtained.

(バックライトユニット3の作製)
上記発光用ナノ結晶を含む青色LED素子を導光板の一辺の端部に設置し、反射シートで照射面を除く部分を覆い、導光板の照射面に上側に拡散シートを配置してバックライトユニット3を作製した。
(Production of backlight unit 3)
The blue LED element containing the light emitting nanocrystals is installed at the end of one side of the light guide plate, the reflection sheet covers the portion excluding the irradiation surface, and the diffusion sheet is disposed on the irradiation surface of the light guide plate to back light unit 3 was produced.

(バックライトユニット4の作製)
光を散乱反射する下側反射板上に格子状に上記発光用ナノ結晶を含む青色LED素子を配置し、さらにその照射側直上には拡散板と拡散板上に拡散シートを配置しバックライトユニット4を作製した。
(Production of backlight unit 4)
A blue LED element containing the above-mentioned light emitting nanocrystals is disposed in a lattice shape on the lower reflection plate that scatters and reflects light, and a diffusion sheet is disposed on the diffusion plate and the diffusion plate directly above the irradiation side to further back light unit 4 was produced.

(発光用ナノ結晶含有透明管体の作製)
不揮発成分を100質量%にした際の発光用ナノ結晶(InP/ZnSコアシェルナノ結晶(赤色発光性)、InP/ZnSコアシェルナノ結晶(緑色発光性) いずれもオレイン酸リガンド)固形分が1質量部、エポキシ樹脂、硬化剤および硬化触媒混合物が99質量部となる様、緑色および赤色の発光用ナノ結晶それぞれのトルエン分散体とエポキシ樹脂を混合し、エバポレータによりトルエンを抜く事で発光用ナノ結晶含有樹脂組成物を調製した。その後、片方の端部を封止したガラス管に上記樹脂組成物を充填し、110℃×3時間の条件でエポキシ樹脂を硬化させて、最後に未封止の端部を封止することで発光用ナノ結晶含有透明管体を得た。
(Preparation of transparent tube containing light emitting nanocrystals)
1 part by mass of light emitting nanocrystals (InP / ZnS core shell nanocrystal (red light emitting property), InP / ZnS core shell nanocrystal (green light emitting property), all of which are oleic acid ligands) when the nonvolatile component is 100% by mass , Toner dispersion of green and red light emitting nanocrystals and epoxy resin are mixed so that the mixture of epoxy resin, curing agent and curing catalyst is 99 parts by mass, and by removing the toluene by an evaporator, the light emitting nanocrystals are contained. A resin composition was prepared. Thereafter, the above resin composition is filled in a glass tube sealed at one end, the epoxy resin is cured under the condition of 110 ° C. for 3 hours, and the unsealed end is finally sealed. A light-emitting nanocrystal-containing transparent tube was obtained.

(バックライトユニット5の作製)
青色LED光源を導光板の一辺の端部に設置し、青色LED光源と導光板間には上記ナノ結晶含有透明管体を配置する。さらに反射シートで照射面を除く部分を覆い、導光板の照射面に拡散シートを配置してバックライトユニット5を作製した。
(Production of Backlight Unit 5)
A blue LED light source is placed at one end of the light guide plate, and the nanocrystal-containing transparent tube is placed between the blue LED light source and the light guide plate. Furthermore, the part except an irradiation surface was covered with a reflective sheet, the diffusion sheet was arrange | positioned on the irradiation surface of a light-guide plate, and the backlight unit 5 was produced.

(3)液晶表示素子の作製と色再現領域の測定
上記得られたVA型液晶パネルに対して、上記で作製したバックライトユニット1〜5を取り付けて色再現領域を測定した。その結果、いずれも光変換部を備えた液晶表示素子と光変換部を備えていない従来の液晶表示素子とを比較した場合、光変換部を備えた液晶表示素子の方が、色再現領域が拡大することが確認された。
(3) Preparation of Liquid Crystal Display Element and Measurement of Color Reproduction Area The backlight units 1 to 5 prepared above were attached to the obtained VA type liquid crystal panel, and the color reproduction area was measured. As a result, when the liquid crystal display element provided with the light conversion part is compared with the conventional liquid crystal display element not provided with the light conversion part, the liquid crystal display element provided with the light conversion part has a color reproduction region It was confirmed to expand.

1000:液晶表示素子
100:バックライトユニット(101:光源部、102:導光部、103:光変換部)
101:光源部(L:発光素子(105:発光ダイオード、110:光源基板)、112a、b:固定部材)
102:導光部(106:拡散板、104:導光板)
103:光変換部
110:光源基板
111:透明充填容器
112a、b:固定部材
113:凹部容器
SUB1:(透明)電極基板
SUB2:(透明)基板(電極を備えている場合も含む)
SUB3:(透明)基板
NC:発光用ナノ結晶(化合物半導体)
1、8:偏光層
2、7:透明基板
3:第一の電極層
3’:第二の電極層
4:配向膜
5:液晶層
6:カラーフィルタ(樹脂に色素が含まれて場合も含む)
11:ゲート電極
12:ゲート絶縁膜
13:半導体層
14:保護層
16:ドレイン電極
17:ソース電極
18:パッシベーション膜
21:画素電極
22:共通電極
33:平坦膜
35:絶縁膜
510:液晶表示装置
512:画素電極
512a:画素幹部電極
512b:画素枝部電極
512c:画素スリット
516:走査配線
517:信号配線
1000: liquid crystal display element 100: backlight unit (101: light source unit, 102: light guide unit, 103: light conversion unit)
101: light source unit (L: light emitting element (105: light emitting diode, 110: light source substrate), 112a, b: fixing member)
102: light guide part (106: diffusion plate, 104: light guide plate)
103: light conversion part 110: light source substrate 111: transparent filling container 112a, b: fixing member 113: recess container SUB1: (transparent) electrode substrate SUB2: (transparent) substrate (including the case of including electrodes)
SUB3: (transparent) substrate NC: nanocrystals for light emission (compound semiconductor)
1, 8: polarizing layer 2, 7: transparent substrate 3: first electrode layer 3 ': second electrode layer 4: alignment film 5: liquid crystal layer 6: color filter (including the case where the resin contains a dye) )
11: gate electrode 12: gate insulating film 13: semiconductor layer 14: protective layer 16: drain electrode 17: source electrode 18: passivation film 21: pixel electrode 22: common electrode 33: flat film 35: insulating film 510: liquid crystal display device 512: pixel electrode 512a: pixel trunk electrode 512b: pixel branch electrode 512c: pixel slit 516: scanning wiring 517: signal wiring

Claims (20)

第一の基板および第二の基板が対向して設けられる一対の基板と、
前記第一の基板と第二の基板と間に挟持された液晶層と、
前記第一の基板または第二の基板の少なくとも一方に設けられた画素電極と、
前記第一の基板または第二の基板の少なくとも一方に設けられた共通電極と、
ブラックマトリックスおよび赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の三原色画素部から構成されるカラーフィルタと、
紫外または可視光を発光する発光素子と、
前記発光素子からの入射光を赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の内少なくとも一色の光に変換して発光する発光用ナノ結晶を含有する光変換部と、を備え、
前記液晶層が、ポリマーネットワーク(A)と、
下記一般式(i):
Figure 0006501134
(式中、Ri1及びRi2はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表し、Ai1は1,4−フェニレン基又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表し、ni1は0又は1を表す。)で表される化合物を10〜50重量%含有する液晶組成物(B)を含有し、前記液晶組成物(B)に含まれる一般式(i−1−2.2)
Figure 0006501134
の含有量が30重量%未満であるか、または一般式(N−2)
Figure 0006501134
(式中、R N21 及びR N22 はそれぞれ独立して炭素原子数1〜8のアルキル基、又は炭素原子数2〜8のアルキル鎖中の1個又は非隣接の2個以上の−CH −が、それぞれ独立して−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−又は−OCO−によって置換された化学構造を持つ構造部位を表し、
N21 及びA N22 は、それぞれ独立して
(a) 1,4−シクロヘキシレン基、
(b) 1,4−シクロヘキシレン構造中に存在する1個の−CH −又は隣接していない2個以上の−CH −が−O−に置き換えられた構造を有する2価の有機基
及び
(c) 1,4−フェニレン基
(d) 1,4−フェニレン構造中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=が−N=に置き換えられた構造を有する2価の有機基、
(e) ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基
(f) ナフタレン−2,6−ジイル構造又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル構造中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられた構造を有する2価の有機基、及び
(g) 1,4−シクロヘキセニレン基
からなる群より選ばれる基を表し、
上記の基(a)、基(b)、基(c)、基(d)、基(e)、基(f)、及び基(g)は、それぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
N21 及びZ N22 はそれぞれ独立して単結合、−CH CH −、−(CH −、−OCH −、−CH O−、−COO−、−OCO−、−OCF −、−CF O−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−を表し、
N21 は水素原子又はフッ素原子を表し、
N21 及びn N22 は、それぞれ独立して0〜3の整数を表すが、
N21 +n N22 は1、2又は3であり、A N21 及びA N22 が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。)
の含有量が10重量%未満である
ことを特徴とする液晶表示素子。
A pair of substrates provided with the first substrate and the second substrate facing each other;
A liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate;
A pixel electrode provided on at least one of the first substrate and the second substrate;
A common electrode provided on at least one of the first substrate and the second substrate;
A color filter composed of three primary color pixel portions of black matrix and red (R), green (G), and blue (B);
A light emitting element that emits ultraviolet or visible light;
A light conversion unit containing a light emitting nanocrystal that emits light by converting incident light from the light emitting element into light of at least one of red (R), green (G), and blue (B);
The liquid crystal layer is a polymer network (A),
The following general formula (i):
Figure 0006501134
(Wherein, R i1 and R i2 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or 2 to 2 carbon atoms 8 represents an alkenyloxy group, A i1 represents a 1,4-phenylene group or a trans-1,4-cyclohexylene group, and n i1 represents 0 or 1. 10 to 50% of a compound represented by % Containing a liquid crystal composition (B) and contained in the liquid crystal composition (B)
Figure 0006501134
Content of less than 30% by weight, or the general formula (N-2)
Figure 0006501134
(Wherein, R N21 and R N22 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or one or two or more non-adjacent —CH 2 — in the alkyl chain having 2 to 8 carbon atoms Each independently represents a structural moiety having a chemical structure substituted by —CHCHCH—, —C≡C—, —O—, —CO—, —COO— or —OCO—;
A N 21 and A N 22 are each independently
(A) 1,4-cyclohexylene group,
(B) 1,4-cyclohexylene structure present in one -CH 2 - or nonadjacent two or more -CH 2 - 2 monovalent organic group having a has been replaced by -O- structure
as well as
(C) 1,4-phenylene group
(D) a divalent organic group having a structure in which one —CH = or two or more non-adjacent —CH = present in the 1,4-phenylene structure are replaced by —N =;
(E) Naphthalene-2,6-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group or decahydronaphthalene-2,6-diyl group
(F) One —CH = or two or more non-adjacent —CH present in the naphthalene-2,6-diyl structure or the 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl structure = Is a divalent organic group having a structure replaced by -N =, and
(G) 1,4-cyclohexenylene group
Represents a group selected from the group consisting of
The above groups (a), (b), (c), (d), (e), (f) and (g) are each independently a cyano group, a fluorine atom or chlorine It may be substituted by an atom,
Z N21 and Z N22 are each independently a single bond, -CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - OCH 2 -, - CH 2 O -, - COO -, - OCO -, - OCF 2 -, - CF 2 O -, - CH = N-N = CH -, - CH = CH -, - represents CF = CF- or -C≡C-,
X N21 represents a hydrogen atom or a fluorine atom,
n N21 and n N22 each independently represent an integer of 0 to 3,
n N21 + n N22 is 1, 2 or 3, and when a plurality of AN 21 and AN 22 are present, they may be the same or different. )
The content of <10% by weight of the liquid crystal display element.
前記光変換部は、赤色(R)及び緑色(G)域に発光スペクトルを有し、前記発光素子が青色領域に発光スペクトルをする請求項1記載の液晶表示素子。 The light converting portion, the red (R) and green (G) region in a light-emitting spectrum, the liquid crystal display device according to claim 1, wherein said light emitting element is closed the emission spectrum in the blue region. 前記光変換部は、赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)域に発光スペクトルを有し、前記発光素子が紫外領域に発光スペクトルをする請求項1記載の液晶表示素子。 The light converting portion, the red (R), has an emission spectrum in the green (G) and blue (B) region, the liquid crystal display device according to claim 1, wherein said light emitting element is closed the emission spectrum in the ultraviolet region. 赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)域の少なくとも一つの発光スペクトルの半値幅が20から60nmである請求項2または3に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 2 or 3, wherein the half width of the emission spectrum of at least one of red (R), green (G) and blue (B) regions is 20 to 60 nm. 前記光変換部は、前記第一の基板又は第二の基板の何れかで前記発光素子側の基板と前記発光素子との間に設けられる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶表示素子。   The light conversion unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the light conversion unit is provided between the light emitting element and the substrate on the light emitting element side in either the first substrate or the second substrate. Liquid crystal display device. 前記光変換部は、シート状のものであり、かつ、前記第一の基板又は第二の基板の何れかで発光素子側の基板に対して全面に配置されている請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶表示素子。   The said light conversion part is a sheet-like thing, And either of said 1st board | substrate or a 2nd board | substrate is arrange | positioned over the whole surface with respect to the board | substrate by the side of a light emitting element. The liquid crystal display element as described in 1 or 2. 前記光変換部は、前記第一の基板又は第二の基板の側面部に設置された請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 5, wherein the light conversion portion is provided on a side surface portion of the first substrate or the second substrate. 前記発光素子と前記発光用ナノ結晶を含有する光変換部とが一体的に積層された光源部として配設されている請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 5, wherein the light emitting element and a light conversion part containing the light emitting nanocrystal are disposed as a light source part integrally laminated. 前記発光用ナノ結晶は、少なくとも1種の第一の半導体材料を含むコアと、
前記コアを被覆し、かつ前記コアと同一または異なる第二の半導体材料を含むシェルとを有する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の液晶表示素子。
The luminescent nanocrystal comprises a core comprising at least one first semiconductor material;
The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 8, further comprising: a shell that covers the core and includes a second semiconductor material that is the same as or different from the core.
前記第一の半導体材料は、II−VI族半導体、III−V族半導体、I−III−VI族半導体、IV族半導体及びI−II−IV−VI族半導体からなる群から選択される1種又は2種以上である、請求項9に記載の液晶表示素子。   The first semiconductor material is one selected from the group consisting of II-VI semiconductors, III-V semiconductors, I-III-VI semiconductors, IV semiconductors and I-II-IV-VI semiconductors. The liquid crystal display element according to claim 9, which is at least two types. 前記液晶層が、ポリマーネットワーク(A)の光軸方向又は配向容易軸方向と、前記液晶組成物(B)の配向容易軸方向が同一方向となっているものである請求項1記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display according to claim 1, wherein in the liquid crystal layer, the optical axis direction or the alignment easy axis direction of the polymer network (A) and the alignment easy axis direction of the liquid crystal composition (B) are in the same direction. element. 前記液晶層が、重合性単量体成分(a)、及び前記液晶組成物(B)を必須成分とする重合性液晶組成物を重合してなるものである請求項1又は11記載の液晶表示素子。   12. The liquid crystal display according to claim 1, wherein the liquid crystal layer is formed by polymerizing a polymerizable liquid crystal composition containing a polymerizable monomer component (a) and the liquid crystal composition (B) as essential components. element. 前記液晶層が、重合性単量体成分(a)及び前記液晶組成物(B)に加え、更に重合開始剤(c)を必須成分とする重合性液晶組成物を重合してなるものである請求項12記載の液晶表示素子。   The liquid crystal layer is formed by polymerizing a polymerizable liquid crystal composition containing a polymerization initiator (c) as an essential component in addition to the polymerizable monomer component (a) and the liquid crystal composition (B). The liquid crystal display device according to claim 12. 重合性液晶組成物が、前記重合性液晶組成物中、重合性単量体成分(a)を0.5〜20質量%となる割合で含有するものである請求項13記載の液晶表示素子。     14. The liquid crystal display element according to claim 13, wherein the polymerizable liquid crystal composition contains the polymerizable monomer component (a) in a proportion of 0.5 to 20% by mass in the polymerizable liquid crystal composition. 透明基板に対して前記液晶組成物(B)を構成する液晶分子が、基板法線方向に対して、0.1〜30°のプレチルト角を成すように形成された請求項11記載の液晶表示素子。 12. The liquid crystal display according to claim 11, wherein liquid crystal molecules constituting the liquid crystal composition (B) with respect to a transparent substrate are formed to form a pretilt angle of 0.1 to 30 ° with respect to the substrate normal direction. element. セル断面において、セル厚の0.5%以上の厚さのポリマーネットワーク層が形成されている請求項1又は11記載の液晶表示素子。   12. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein a polymer network layer having a thickness of 0.5% or more of the cell thickness is formed in the cell cross section. 前記重合性単量体成分(a)が、下記一般式(P1)
Figure 0006501134
(式中、Zp11は、フッ素原子、シアノ基、水素原子、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜15のアルキル基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜15のアルコキシ基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜15のアルケニル基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜15のアルケニルオキシ基又は−Spp12−Rp12を表し、
p11およびRp12はそれぞれ独立に以下の式(RP11−1)から式(RP11−8)
Figure 0006501134

のいずれかを表し(式中、*は結合点を示す)、前記式(RP11−1)〜(RP11−8)中、RP111〜RP112はお互いに独立して、水素原子、炭素原子数1〜5個のアルキル基であり、tM11は0、1または2を表し、
Spp11およびSpp12は、それぞれ独立して、単結合、炭素原子数1〜12の直鎖もしくは分岐状アルキレン基、又は、この直鎖もしくは分岐状のアルキレン構造の炭素原子は酸素原子が隣接しない条件で酸素原子もしくはカルボニル基で置換された化学構造を有する構造部位を表し、
p11及びLp12はそれぞれ独立して、単結合、−O−、−S−、−CH−、−OCH−、−CHO−、−CO−、−C−、−COO−、−OCO−、−OCOOCH−、−CHOCOO−、−OCHCHO−、−CO−NRP113−、−NRP113−CO−、−SCH−、−CHS−、−CH=CRP113−COO−、−CH=CRP113−OCO−、−COO−CRP113=CH−、−OCO−CR P113 =CH−、−COO−CRP113=CH−COO−、−COO−CRP113=CH−OCO−、−OCO−CRP113=CH−COO−、−OCO−CRP113=CH−OCO−、−(CHtm12−C(=O)−O−、−(CHtm12−O−(C=O)−、−O−(C=O)−(CHtm12−、−(C=O)−O−(CHtm12−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CF−、−CFO−、−OCF−、−CFCH−、−CHCF−、−CFCF−、−C≡C−、−N=N−、−CH=N−又は−C=N−N=C−(式中、RP113はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1〜4のアルキル基を表し、前記式中、tm12は1〜4の整数を表す。)を表し、
p11、Mp12およびMp13は、それぞれ独立に1,4−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,2−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1,3−シクロヘキシレン基、1,2−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,3−シクロヘキセニレン基、1,2−シクロヘキセニレン基、アントラセン−2,6−ジイル基、フェナントレン−2,7−ジイル基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、ナフタレン−1,4−ジイル基、インダン−2,5−ジイル基、フルオレン−2,6−ジイル基、フルオレン−1,4−ジイル基、フェナントレン−2,7−ジイル基、アントラセン−2,6−ジイル基、アントラセン−1,4−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表すが、
p11、Mp12およびMp13はそれぞれ独立に無置換であるか又は炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルキル基、炭素原子数1〜12のアルコキシ基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又は−Spp11−Rp11同じ意味の基で置換されていても良く、mp12は1又は2を表し、mp13〜mp14はそれぞれ独立して、0、1、2又は3を表し、mp11及びmp15はそれぞれ独立して1、2又は3を表すが、Zp11が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Rp11が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Rp12が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Spp11が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Spp12が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Lp11が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Lp12が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Mp12が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Mp13が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよい。)で表されるものである請求項12記載の液晶表示素子。
The polymerizable monomer component (a) has the following general formula (P1)
Figure 0006501134
( Wherein , Z p11 is a fluorine atom, a cyano group, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms in which a hydrogen atom may be substituted by a halogen atom, or a hydrogen atom is substituted by a halogen atom Alkoxy group having 1 to 15 carbon atoms, an alkenyl group having 1 to 15 carbon atoms in which a hydrogen atom may be substituted by a halogen atom, or a carbon atom having a carbon atom in which a hydrogen atom may be substituted by a halogen atom 15 represents an alkenyloxy group or -Sp p12 -R p12 ,
R p11 and R p12 are each independently the following formula (RP11-1) to the formula (RP11-8)
Figure 0006501134

In the formulas (RP11-1) to (RP11-8), R P111 to R P112 independently of one another represent a hydrogen atom or a carbon atom number. 1 to 5 alkyl groups, t M11 represents 0, 1 or 2;
Sp p11 and Sp p12 are each independently a single bond, a linear or branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, or a carbon atom of this linear or branched alkylene structure is not adjacent to an oxygen atom Represents a structural moiety having a chemical structure substituted with an oxygen atom or a carbonyl group under the conditions,
L p11 and L p12 each independently represent a single bond, -O-, -S-, -CH 2- , -OCH 2- , -CH 2 O-, -CO-, -C 2 H 4 -,- COO -, - OCO -, - OCOOCH 2 -, - CH 2 OCOO -, - OCH 2 CH 2 O -, - CO-NR P113 -, - NR P113 -CO -, - SCH 2 -, - CH 2 S- , -CH = CR P113 -COO -, - CH = CR P113 -OCO -, - COO-CR P113 = CH-, -OCO-CR P113 = CH-, -COO-CR P113 = CH-COO -, - COO -CR P113 = CH-OCO-, -OCO-CR P113 = CH-COO-, -OCO-CR P113 = CH-OCO-,-(CH 2 ) tm12 -C (= O) -O-,-(CH 2) m12 -O- (C = O) - , - O- (C = O) - (CH 2) tm12 -, - (C = O) -O- (CH 2) tm12 -, - CH = CH -, - CF = CF -, - CF = CH -, - CH = CF -, - CF 2 -, - CF 2 O -, - OCF 2 -, - CF 2 CH 2 -, - CH 2 CF 2 -, - CF 2 CF 2 -, - C≡C -, - N = N -, - CH = N- or -C = N-N = C- (wherein, R P113 is the number of hydrogen atoms or carbon atoms 1 independently 4 represents an alkyl group, wherein tm12 represents an integer of 1 to 4);
M p11 , M p12 and M p13 each independently represent a 1,4-phenylene group, a 1,3-phenylene group, a 1,2-phenylene group, a 1,4-cyclohexylene group, a 1,3-cyclohexylene group, 1,2-cyclohexylene group, 1,4-cyclohexenylene group, 1,3-cyclohexenylene group, 1,2-cyclohexenylene group, anthracene-2,6-diyl group, phenanthrene-2,7- Diyl group, pyridine-2,5-diyl group, pyrimidine-2,5-diyl group, naphthalene-2,6-diyl group, naphthalene-1,4-diyl group, indan-2,5-diyl group, fluorene- 2,6-diyl group, fluorene-1,4-diyl group, phenanthrene-2,7-diyl group, anthracene-2,6-diyl group, anthracene-1,4-diyl group, 1, Represents a 2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group or a 1,3-dioxane-2,5-diyl group,
M p11 , M p12 and M p13 are each independently unsubstituted or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, It may be substituted by a halogenated alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, a halogen atom, a cyano group, a nitro group or a group having the same meaning as -Sp p11 -R p11 , mp12 represents 1 or 2, mp13 to mp14 Each independently represents 0, 1, 2, or 3, and mp11 and mp15 each independently represent 1, 2 or 3, but when there are a plurality of Z p11 , they are identical even though they are identical When there are a plurality of R p11 , they may be the same or different, and when there are a plurality of R p12 , they may be the same or different. When there are a plurality of Sp p11 , they may be the same or different, and when there are a plurality of Sp p12 , they may be the same or different, When a plurality of L p11 are present, they may be the same or different, and when a plurality of L p12 are present, they may be the same or different, and a plurality of M p12 is present In the case where they are the same or different, in the case where there are a plurality of M p13 's , they may be the same or different. The liquid crystal display element according to claim 12, which is represented by
前記液晶組成物(B)が、前記一般式(i)で表される化合物に加え、下記一般式(N−1)、(N−2)、(N−3)及び(N−4)
Figure 0006501134

(式中、RN11、RN12、RN21、RN22、RN31、RN32、RN41及びRN42はそれぞれ独立して炭素原子数1〜8のアルキル基、又は炭素原子数2〜8のアルキル鎖中の1個又は非隣接の2個以上の−CH−が、それぞれ独立して−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−又は−OCO−によって置換された化学構造を持つ構造部位を表し、
N11、AN12、AN21、AN22、AN31、AN32、AN41及びAN42は、それぞれ独立して
(a) 1,4−シクロヘキシレン基、
(b) 1,4−シクロヘキシレン構造中に存在する1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−が−O−に置き換えられた構造を有する2価の有機基
及び
(c) 1,4−フェニレン基
(d) 1,4−フェニレン構造中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=が−N=に置き換えられた構造を有する2価の有機基、
(e) ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基
(f) ナフタレン−2,6−ジイル構造又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル構造中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられた構造を有する2価の有機基、及び
(g) 1,4−シクロヘキセニレン基
からなる群より選ばれる基を表し、
上記の基(a)、基(b)、基(c)、基(d)、基(e)、基(f)、及び基(g)は、それぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
N11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31、ZN32、ZN41及びZN42はそれぞれ独立して単結合、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−COO−、−OCO−、−OCF−、−CFO−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−を表し、
N21は水素原子又はフッ素原子を表し、
N31は−CH−又は酸素原子を表し、
N41は、酸素原子、窒素原子、又は−CH−を表し、
N41は、単結合、又は−CH−を表し、
N11、nN12、nN21、nN22、nN31、nN32、nN41、及びnN42は、それぞれ独立して0〜3の整数を表すが、
N11+nN12、nN21+nN22及びnN31+nN32はそれぞれ独立して1、2又は3であり、AN11、AN12、AN21、AN22、AN31、AN32、ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31、及びZN32が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、
N41+nN42は0〜3の整数を表すが、 N41 及びAN42、ZN41及びZN42が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。)
で表される化合物からなる群から選択され、かつ、誘電率の異方性が負である1種以上の化合物を含むものである請求項1記載の液晶表示素子。
The liquid crystal composition (B) is added to the compound represented by the general formula (i), and the following general formulas (N-1), (N-2), (N-3) and (N-4)
Figure 0006501134

(Wherein, R N11 , R N12 , R N21 , R N22 , R N31 , R N32 , R N41 and R N42 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or 2 to 8 carbon atoms One or two or more non-adjacent -CH 2 -in the alkyl chain are each independently -CH = CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- or -OCO. Represents a structural moiety having a chemical structure substituted by-,
A N11 , A N12 , A N21 , A N22 , A N31 , A N32 , A N41 and A N42 are each independently (a) 1,4-cyclohexylene group,
(B) 1,4-cyclohexylene structure present in one -CH 2 - or nonadjacent two or more -CH 2 - 2 monovalent organic group having a has been replaced by -O- structure And (c) 1,4-phenylene group (d) a structure in which one -CH = or two or more non-adjacent -CH = present in the 1,4-phenylene structure is replaced by -N = A divalent organic group having
(E) Naphthalene-2,6-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group or decahydronaphthalene-2,6-diyl group (f) Naphthalene-2,6-diyl Structure or a structure in which one -CH = or two or more non-adjacent -CH = present in the 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl structure is replaced by -N = And a group selected from the group consisting of (g) 1,4-cyclohexenylene groups, and
The above groups (a), (b), (c), (d), (e), (f) and (g) are each independently a cyano group, a fluorine atom or chlorine It may be substituted by an atom,
Z N11, Z N12, Z N21 , Z N22, Z N31, Z N32, Z N41 and Z N42 are each independently a single bond, -CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - OCH 2 - , -CH 2 O -, - COO -, - OCO -, - OCF 2 -, - CF 2 O -, - CH = N-N = CH -, - CH = CH -, - CF = CF- or -C Represents ≡C-,
X N21 represents a hydrogen atom or a fluorine atom,
T N31 represents -CH 2 -or an oxygen atom,
X N41 represents an oxygen atom, a nitrogen atom or -CH 2- ,
Y N41 represents a single bond or -CH 2- ;
n N11 , n N12 , n N21 , n N22 , n N31 , n N32 , n N41 and n N42 each independently represent an integer of 0 to 3, but
n N 11 + n N 12 , n N 21 + n N 22 and n N 31 + n N 32 are each independently 1, 2 or 3, and A N11 , A N12 , A N21 , A N22 , A N31 , A N32 , Z N11 , Z N12 And Z N21 , Z N22 , Z N31 and Z N32 may be the same or different.
n N41 + n N42 represents an integer of 0 to 3, but when there are a plurality of A N41 and A N42 , Z N41 and Z N42 , they may be the same or different. )
The liquid crystal display element according to claim 1, comprising one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by and wherein the anisotropy of the dielectric constant is negative.
前記液晶組成物(B)が、前記一般式(i)で表される化合物に加え、下記一般式(J)
Figure 0006501134
(式中、RJ1は炭素原子数1〜8のアルキル基、又は炭素原子数2〜8のアルキル鎖中の1個又は非隣接の2個以上の−CH−が、それぞれ独立して−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−CO−、−COO−又は−OCO−によって置換された化学構造を持つ構造部位、
J1は、0、1、2、3又は4を表し、
J1、AJ2及びAJ3はそれぞれ独立して、
(a) 1,4−シクロヘキシレン基
(b) 1,4−シクロヘキシレン構造中に存在する1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−が−O−に置き換えられた化学構造を有する2価の有機基、
(c) 1,4−フェニレン基
(d) 1,4−フェニレン構造中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=が−N=に置き換えられた化学構造を有する2価の有機基、
(e) ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基
(f)ナフタレン−2,6−ジイル構造又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル構造中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられた構造を有する2価の有機基からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)、基(c)、基(d)、基(e)、及び基(f)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基で置換されていても良く、
J1及びZJ2はそれぞれ独立して単結合、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−OCF−、−CFO−、−COO−、−OCO−又は−C≡C−を表し、
J1が2、3又は4であってAJ2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、nJ1が2、3又は4であってZJ1が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、
J1は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基又は2,2,2−トリフルオロエチル基を表す。)
で表される化合物であって、かつ、誘電率の異方性が正である1種以上の化合物を含むものである請求項1記載の液晶表示素子。
The liquid crystal composition (B) is added to the compound represented by the general formula (i), and the following general formula (J)
Figure 0006501134
(Wherein, R J1 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or one or two non-adjacent two or more —CH 2 — in the alkyl chain having 2 to 8 carbon atoms are each independently — Structural moiety having a chemical structure substituted by CH = CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- or -OCO-,
n J1 represents 0, 1, 2, 3 or 4;
A J1 , A J2 and A J3 are each independently
(A) 1,4-cyclohexylene group (b) 1,4-cyclohexylene structure present in one -CH 2 - or nonadjacent two or more -CH 2 - is replaced by -O- A divalent organic group having a defined chemical structure,
(C) 1,4-phenylene group (d) Chemical structure in which one -CH = or two or more non-adjacent -CH = in the 1,4-phenylene structure are replaced by -N = A divalent organic group having
(E) Naphthalene-2,6-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group or decahydronaphthalene-2,6-diyl group (f) Naphthalene-2,6-diyl Structure or a structure in which one -CH = or two or more non-adjacent -CH = present in the 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl structure is replaced by -N = Represents a group selected from the group consisting of divalent organic groups having a group represented by the above-mentioned groups (a), (b), (c), (d), (d), and (f) And each may be independently substituted with a cyano group, a fluorine atom, a chlorine atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a trifluoromethoxy group,
Z J1 and Z J2 each independently represent a single bond, -CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - OCH 2 -, - CH 2 O -, - OCF 2 -, - CF 2 O-, -COO-, -OCO- or -C≡C-
When n J1 is 2, 3 or 4 and there are a plurality of A J2 , they may be the same or different, and n J1 is 2, 3 or 4 and a plurality of Z J1 is present If they are identical or different,
X J1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, a trifluoromethyl group, a fluoromethoxy group, a difluoromethoxy group, a trifluoromethoxy group or a 2,2,2-trifluoroethyl group. )
The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystal display element is a compound represented by the following formula and one or more compounds having positive dielectric anisotropy.
前記液晶層における液晶組成物のΔnが0.05〜0.15である、請求項1〜19のいずれか1項に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element of any one of Claims 1-19 whose (DELTA) n of the liquid crystal composition in the said liquid crystal layer is 0.05-0.15.
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