JP7542974B2 - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents
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Description
重合性化合物の重合速度を改善するためのアプローチとして、特許文献3の実施例で示されているように、下記式(A)のような化合物を用い、使用する液晶材料の吸収波長を長波長側に伸長し重合性化合物の重合速度を改善する方法が提案されている。
重合性化合物を含有する液晶組成物を介して、少なくとも一方に配向膜を有する一対の基板が対向するように配置する工程と、
前記液晶組成物に紫外線を照射して前記重合性化合物を重合させる工程と、を有する液晶表示素子の製造方法であって、
前記紫外線として、下記式(P-1)
I365 / I313 > 20 ・・・ (P-1)
(上記式中、I365は波長365nmにおける照度(mW・cm2)を表し、
I313は波長313nmにおける照度(mW・cm2)を表す。)を満たす紫外線を少なくとも1回使用して照射を行い、
前記液晶組成物は、下記一般式(I)
n11及びn12は0、1、2又は3を表すが、n1+n2は1、2又は3を表し、
A11及びA12はそれぞれ独立して
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)及び基(b)中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よく、
Z11及びZ12はそれぞれ独立して単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-を表し、
A11及び/又はA12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よく、Z11及び/又はZ12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よい。)、又は、
下記一般式(II)
A21、A22及びA23はそれぞれ独立して
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)及び基(b)中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よく、
Z21及びZ22はそれぞれ独立して単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-を表し、
n21は0、1、2又は3を表し、
A22、Z22がそれぞれ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よいが、前記式(I)で表される化合物を除く。)で表される液晶化合物の1種又は2種以上と、
下記一般式(P)
Spp1及びSpp2は、それぞれ独立してスペーサー基又は単結合を表し、
Zp1及びZp2は、それぞれ独立して、単結合、-O-、-S-、-CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2-、-CH2OCOO-、-OCH2CH2O-、-CO-NRZP1-、-NRZP1-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CH=CRZP1-COO-、-CH=CRZP1-OCO-、-COO-CRZP1=CH-、-OCO-CRZP1=CH-、-COO-CRZP1=CH-COO-、-COO-CRZP1=CH-OCO-、-OCO-CRZP1=CH-COO-、-OCO-CRZP1=CH-OCO-、-(CH2)2-COO-、-(CH2)2-OCO-、-OCO-(CH2)2-、-(C=O)-O-(CH2)2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-又は-C≡C-(式中、RZP1は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を表すが、分子内にRZP1が複数存在する場合、それらは同一であっても異なってもよい。)を表し、
Ap1、Ap2及びAp3は、それぞれ独立して、
(ap) 1,4-シクロヘキシレン基(該基中に存在する1個又は2個以上の-CH2-は、酸素原子が隣り合わない限りにおいて-O-で置換されていてもよい。)
(bp) 1,4-フェニレン基(該基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は、-N=で置換されてもよい。)及び
(cp) ナフタレン-2,6-ジイル基、ナフタレン-1,4-ジイル基、ナフタレン-1,5-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、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、フェナントレン-2,7-ジイル基又はアントラセン-2,6-ジイル基(該基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は、-N=で置換されてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、前記基(ap)、基(bp)及び基(cp)中に存在する1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立して、ハロゲン原子、シアノ基、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1~18のアルキル基又は-Spp2-Pp2で置換されていてもよく、該アルキル基中の1個又は隣接しない2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して、酸素原子が直接隣接しないように-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよく、
また、mp1が0でAp1が基(cp)で表される基である場合Ap3は単結合であってもよく、
mp1は、0、1、2又は3を表し、
分子内にZp1、Ap2、Spp2及び/又はPp2が複数存在する場合、それらは同一であっても異なってもよい。)で表される重合性化合物の1種又は2種以上と、を含有する、液晶表示素子の製造方法。
本発明の液晶表示素子の製造方法は、重合性化合物を含有する液晶組成物を介して、少なくとも一方に配向膜を有する一対の基板が対向するように配置する工程と、前記液晶組成物に紫外線を照射して前記重合性化合物を重合させる工程と、を有する。
まず、アクティブマトリックス基板AMと、カラーフィルタ基板CFと、液晶分子及び少なくとも1種の重合性モノマーを含有する液晶組成物とを用意する。
次に、アクティブマトリクス基板AM及びカラーフィルタ基板CFの少なくとも一方の縁部に沿って、ディスペンサーを用いてシール材を閉ループ土手状に描画する。
次に、液晶組成物に電圧を印加しつつ、紫外線を照射する。これにより、液晶組成物の電極層5、6との界面(配向膜を有する基板の電極5、6においては、電極層5及び/又は6の表面に設けられた配向膜との界面)において、重合性モノマーの重合物を含むポリマー層が形成される。ポリマー層の生成により、液晶分子が垂直配向するか、さらには液晶分子にプレチルト角が付与される。
I365 / I313 > 20 ・・・ (P-1)
(上記式中、I365は波長365nmにおける照度(mW・cm2)を表し、
I313は波長313nmにおける照度(mW・cm2)を表す。)
液晶表示素子1のVHRを高める観点からは、比較的長波長である365nmの波長の紫外線を液晶組成物に時間をかけて照射して、重合性モノマーを適度な重合速度で重合させることが好ましい。特に、高速応答化を目的としてアルケニル系液晶を用いる場合には、低下しがちなVHRの改善が強く求められる。そこで、本発明者らは鋭意検討を重ね、波長313nmのピークと波長365nmのピークとの間に、適切な強度比が存在することを見出し、本発明を完成するに至った。
次に、液晶組成物に電圧を印加することなく、液晶層4に紫外線を照射する。これにより、液晶層4中に残存する重合性モノマーを重合させて消費する。
[液晶組成物]
本発明の製造方法において、液晶組成物は重合性化合物を含有するものである。より具体的には、本発明において用いる液晶組成物は、一般式(I)又は一般式(II)で表される化合物の1種又は2種以上と、一般式(P)で表される重合性化合物の1種又は2種以上とを含有するものである。
(式(I)で表される液晶化合物)
一般式(I)で表される化合物は以下の通りであって、誘電的に負の異方性を有する化合物に該当する。「誘電的に負の異方性を有する化合物」とは、Δεの符号が負で、その絶対値が2より大きい値を示す化合物をいう。なお、化合物のΔεは、25℃において誘電的にほぼ中性の組成物に該化合物を添加した組成物の誘電率異方性の測定値から外挿した値である。
n11及びn12は0、1、2又は3を表すが、n1+n2は1、2又は3を表し、
A11及びA12はそれぞれ独立して
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)及び基(b)中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よく、
Z11及びZ12はそれぞれ独立して単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-を表し、
A11及び/又はA12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よく、Z11及び/又はZ12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よい。)
一般式(I)中、R11及びR12の少なくとも一方は炭素原子数2~8のアルケニル基であり、他方は炭素原子数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であることが好ましい。さらに具体的には、R11及びR12の少なくとも一方が炭素数2~5のアルケニル基であって、他方が炭素原子数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であることが好ましく;少なくとも一方が炭素数2~5のアルケニル基であって、他方が炭素原子数1~5のアルキル基若しくはアルコキシ基、又は炭素原子数2~5のアルケニル基であることがさらに好ましく;少なくとも一方が炭素数2~5のアルケニル基であって、他方が炭素原子数1~5のアルキル基若しくはアルコキシ基であることがさらに好ましく;少なくとも一方が炭素数2~3のアルケニル基であって、他方が炭素原子数1~3のアルキル基若しくはアルコキシ基であることが特に好ましい。
A11及びA12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、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-フェニレン基又は2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン基を表すことが好ましく、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。
なかでも、式(I)で表される化合物としては、式(I-01-1)~(I-01-4)、(I-02-1)及び(I-03-1)で表される化合物が好ましく、(I-01-3)~(I-01-4)で表される化合物がより好ましく、(I-01-4)で表される化合物が最も好ましい。
(式(II)で表される液晶化合物)
一般式(II)で表される化合物は以下の通りであって、誘電的にほぼ中性の化合物に該当する。「誘電的にほぼ中性の化合物」とは、Δεの値が-2~2の化合物をいう。
A21、A22及びA23はそれぞれ独立して
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)及び基(b)中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よく、
Z21及びZ22はそれぞれ独立して単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-を表し、
n21は0、1、2又は3を表し、
A22、Z22がそれぞれ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よいが、前記式(I)で表される化合物を除く。)
一般式(II)中、R21及びR22の少なくとも一方は炭素原子数2~8のアルケニル基であり、他方は炭素原子数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であることが好ましい。さらに具体的には、R21及びR22の少なくとも一方が炭素数2~5のアルケニル基であって、他方が炭素原子数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であることが好ましく;少なくとも一方が炭素数2~5のアルケニル基であって、他方が炭素原子数1~5のアルキル基若しくはアルコキシ基、又は炭素原子数2~5のアルケニル基であることがさらに好ましく;少なくとも一方が炭素数2~5のアルケニル基であって、他方が炭素原子数1~5のアルキル基若しくはアルコキシ基であることがさらに好ましく;少なくとも一方が炭素数2~3のアルケニル基であって、他方が炭素原子数1~3のアルキル基若しくはアルコキシ基であることが特に好ましい。
水素原子又は炭素数1~3のアルキル基が好ましく、水素原子又は炭素数1のアルキル基が特に好ましい。
(式(P)で表される重合性化合物)
一般式(P)で表される化合物は、紫外線等のエネルギー線の照射により重合が進行する重合性化合物である。より具体的には、式(P)で表される重合性化合物は、上述の液晶層形成工程[3]やモノマー消費工程[4]において重合する。
Spp1及びSpp2は、それぞれ独立してスペーサー基又は単結合を表し、
Zp1及びZp2は、それぞれ独立して、単結合、-O-、-S-、-CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2-、-CH2OCOO-、-OCH2CH2O-、-CO-NRZP1-、-NRZP1-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CH=CRZP1-COO-、-CH=CRZP1-OCO-、-COO-CRZP1=CH-、-OCO-CRZP1=CH-、-COO-CRZP1=CH-COO-、-COO-CRZP1=CH-OCO-、-OCO-CRZP1=CH-COO-、-OCO-CRZP1=CH-OCO-、-(CH2)2-COO-、-(CH2)2-OCO-、-OCO-(CH2)2-、-(C=O)-O-(CH2)2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-又は-C≡C-(式中、RZP1は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を表すが、分子内にRZP1が複数存在する場合、それらは同一であっても異なってもよい。)を表し、
Ap1、Ap2及びAp3は、それぞれ独立して、
(ap) 1,4-シクロヘキシレン基(該基中に存在する1個又は2個以上の-CH2-は、酸素原子が隣り合わない限りにおいて-O-で置換されていてもよい。)
(bp) 1,4-フェニレン基(該基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は、-N=で置換されてもよい。)及び
(cp) ナフタレン-2,6-ジイル基、ナフタレン-1,4-ジイル基、ナフタレン-1,5-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、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、フェナントレン-2,7-ジイル基又はアントラセン-2,6-ジイル基(該基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は、-N=で置換されてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、前記基(ap)、基(bp)及び基(cp)中に存在する1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立して、ハロゲン原子、シアノ基、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1~18のアルキル基又は-Spp2-Pp2で置換されていてもよく、該アルキル基中の1個又は隣接しない2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して、酸素原子が直接隣接しないように-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよく、
また、mp1が0でAp1が基(cp)で表される基である場合Ap3は単結合であってもよく、
mp1は、0、1、2又は3を表し、
分子内にZp1、Ap2、Spp2及び/又はPp2が複数存在する場合、それらは同一であっても異なってもよい。)
Ap1、Ap2及びAp3はそれぞれ独立して、
(ap) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)
(bp) 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
(cp) ナフタレン-2,6-ジイル基、ナフタレン-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、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、フェナントレン-2,7-ジイル基又はアントラセン-2,6-ジイル基(これら基中に存在する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(ap)、基(bp)及び基(cp)中に存在する1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立して、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数1~8のアルキル基又は-Spp2-Pp2で置換されていてもよく、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよく、
mp1は、0、1、2又は3を表し、分子内にZp1、Ap2、Spp2及び/又はPp2が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよいが、Ap3は、mp1が0で、Ap1がフェナントレン-2,7-ジイル基又はアントラセン-2,6-ジイル基である場合には単結合を表す。)
Pp1及びPp2はそれぞれ独立して重合性基であって、下記一般式(Pp1-1)~式(Pp1-9)のいずれかで表される基であることが好ましい。
本発明では、アルケニル系液晶化合物を用いることにより液晶表示素子の高速応答化を達成しているが、アルケニル系液晶化合物を用いることによって、重合性化合物の重合速度がやや遅くなる場合がある。そこで、重合性化合物として高反応性の化合物を用いることにより、重合速度の低下を防ぐことができる。そして十分な重合速度が得られることにより、液晶表示素子製造時の生産性が向上し、且つ、得られた液晶表示素子はムラや焼き付き等の表示不良が低減されて良好な表示品質なりうる。高反応性の重合性化合物としては、上記式(P-1-21)~(P-1-46)及び(P-5-1)~(P-5-19)で挙げられる化合物が好ましい。
(その他の液晶化合物)
本発明で用いる液晶組成物は、上記式(I)又は(II)で表される化合物の1種又は2種以上と、上記式(P)で表される重合性化合物の1種又は2種以上に加えて、さらに他の液晶化合物を含有していてもよい。
・化合物(I’)
化合物(I’)としては、下記式(I’)で表される化合物が挙げられる。
・化合物(II’)
化合物(II’)としては、下記式(II’)で表される化合物が挙げられる。
(増感剤)
本発明で用いる液晶組成物には増感剤を添加することもできる。ここで増感剤とは、重合性化合物の重合反応を促進する作用を有する化合物のことをいい、本発明では前記式(P)で表される重合性化合物の重合促進を意味する。
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
(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よい。)及び
(d) 1,4-シクロヘキセニレン基
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)、基(c)及び基(d)はそれぞれ独立してフッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1~8のアルキル基、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1~8のアルコキシ基、シアノ基、又はフッ素原子で置換されていてもよい。
(その他の添加剤)
・式(A)で表される化合物
本発明で用いる液晶組成物には、下記一般式(A)で表される化合物を添加することができる。
ZAT1は、極性要素を含む1価の極性基を表し、ZAT1中の1個又は2個以上の水素原子は、-OH、-CN又はPAP1-SpAP1-で置換されてもよい。
下記一般式(ZAT1-1)又は(ZAT1-2)で表される基であることが好ましい。
SpZAT12は、単結合若しくは炭素原子数1~25の直鎖又は分岐のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の1個又は2個以上の水素原子は、-OH、-CN又はPAP1-SpAP1-で置換されてもよく、アルキレン基中の1個又は隣接しない2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないように環式基、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-、-CH=CH-又は-ZZAT11-で置換されてもよい。
ZZAT11は、極性要素を含む極性基を表す。
ZZAT12を含む環で表した構造は5~7員環を表す。
ZZAT11及びZZAT12中の1個又は2個以上の水素原子は、-OH、-CN又はPAP1-SpAP1-で置換されてもよい。
RZAT11及びRZAT12は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1~8の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子は、-OH、-CN又はPAP1-SpAP1-で置換されてもよく、該アルキル基中の1個又は隣接しない2個以上の-CH2-は、酸素原子が直接結合しないように環式基、-O-、-COO-、-C(=O)-、-OCO-、-CH=CH-又は-ZZAT11-で置換されてもよい。
PAP1は重合性基を表し、
SpAP1はスペーサー基を表す。
式中の*は結合手を表す。)
一般式(ZAT1-1)で表される基は、下記一般式(ZAT1-1-1)から(ZAT1-1-30)で表される基であることが好ましい。
また、一般式(ZAT1-1)で表される基としては、下記の基が好ましく挙げられる。
分子内の水素原子は、PAP1-SpAP1-で置換されてもよい。
式中の*は、結合手を表す。)
一般式(ZAT1-2)で表される基は、下記一般式(ZAT1-2-1)から(ZAT1-2-9)で表される基であることが好ましい。
式中の*は結合手を表す。)
PAP1は重合性基を表し、前記式(Pp1-1)~式(Pp1-9)のいずれかで表される基が好ましく、前記式(Pp1-1)~式(Pp1-7)のいずれかで表される基がより好ましく、前記式(Pp1-1)~式(Pp1-2)のいずれかで表される基がさらに好ましく、前記式(Pp1-1)で表される基が最も好ましい。
・重合開始剤
本発明で用いる液晶組成物は、上述の通り重合性化合物を含有する。重合開始剤が存在しない場合でも重合は進行するが、重合を促進するために重合開始剤を含有していてもよい。重合開始剤としては、ベンゾインエーテル類、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、ベンジルケタール類、アシルフォスフィンオキサイド類等が挙げられる。
・酸化防止剤
本発明における組成物は、さらに、酸化防止剤として一般式(Q1)~(Q2)で表される化合物を含有することができる。
Myはl価の連結基を表し、
lは2~6の整数を表す。)
RQは炭素原子数1~22の直鎖アルキル基又は分岐鎖アルキル基を表し、該アルキル基中の1つ又は2つ以上のCH2基は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-で置換されてよいが、炭素原子数1~10の直鎖アルキル基、直鎖アルコキシ基、1つのCH2基が-OCO-又は-COO-に置換された直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、分岐アルコキシ基、1つのCH2基が-OCO-又は-COO-に置換された分岐鎖アルキル基が好ましく、炭素原子数1~20の直鎖アルキル基、1つのCH2基が-OCO-又は-COO-に置換された直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、分岐アルコキシ基、1つのCH2基が-OCO-又は-COO-に置換された分岐鎖アルキル基が更に好ましい。MQはトランス-1,4-シクロへキシレン基、1,4-フェニレン基又は単結合を表すが、トランス-1,4-シクロへキシレン基又は1,4-フェニレン基が好ましい。
一般式(Q1)~(Q2)で表される化合物又は一般式(III-1)~(III-41)から選ばれる化合物を1種又は2種以上含有することが好ましく、1種~5種含有することが更に好ましく、その含有量は0.001~1%であることが好ましく、0.001~0.1%が更に好ましく、0.001~0.05%が特に好ましい。
Tni :ネマチック相-等方性液体相転移温度(℃)
Δn :293Kにおける屈折率異方性
Δε :293Kにおける誘電率異方性
γ1 :293Kにおける回転粘度(mPa・s)
<環構造>
信頼性(VHR):
UV光を90分照射した後の液晶表示素子を用意し、1V、0.6Hz、60℃で測定したときの電圧保持率(%)
実施例用UV照射ランプには東芝ライテック社製FL15UV34Aを用いて、365nmの照度を4mW/cm2に調整した。本ランプはI365 / I313 > 20(上記式中、I365は波長365nmにおける照度(mW・cm2)を表し、I313は波長313nmにおける照度(mW・cm2)を表す。)である。
比較例用UV照射ランプには東芝ライテック社製FL15UV32Aを用いて、313nmの照度を4mW/cm2に調整した。本ランプはI365 / I313 < 20である。
液晶組成物(LC-1)から(LC-6)を調製し、その物性値を測定した。これらの液晶組成物の成分比とその物性値は下表のとおりであった。
AM アクティブマトリクス基板
CF カラーフィルタ基板
2 第1の基板
3 第2の基板
4 液晶層
5 画素電極層
6 共通電極層
7 第1の偏光板
8 第2の偏光板
9 カラーフィルタ
11 ゲートバスライン
12 データバスライン
13 画素電極
14 Cs電極
15 ソース電極
16 ドレイン電極
17 コンタクトホール
Claims (5)
- 重合性化合物を含有する誘電率異方性が負の液晶組成物を介して、少なくとも一方に配向膜を有する一対の基板が対向するように配置する工程と、
前記液晶組成物に紫外線を照射して前記重合性化合物を重合させる工程と、を有する液晶表示素子の製造方法であって、
前記紫外線として、下記式(P-1)
I365 / I313 > 20 ・・・ (P-1)
(上記式中、I365は波長365nmにおける照度(mW/cm2)を表し、I313は波長313nmにおける照度(mW/cm2)を表す。)を満たす紫外線を少なくとも1回使用して照射を行い、
I365は、2.5~4mW/cm2であり、
前記液晶組成物は、下記一般式(I)
(式中、R11及びR12はそれぞれ独立して、炭素原子数1~8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよいが、R11及びR12の少なくとも一方は炭素原子数2~8のアルケニル基を表し、該アルケニル基中の1個又は2個以上の-CH2-は、酸素原子が隣り合わない限りにおいてさらに酸素原子に置換されていてもよく、
n11及びn12は0、1、2又は3を表すが、n11+n12は1、2又は3を表し、A11及びA12はそれぞれ独立して
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)及び基(b)中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よく、
Z11及びZ12はそれぞれ独立して単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-を表し、
A11及び/又はA12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よく、Z11及び/又はZ12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よいが、Z11及び/又はZ12が-OCH2-又は-CH2O-を表す時、直接結合するA11及び/又はA12は上記の基(a)より選ばれる基である。)、又は、
下記一般式(II)
(式中、R21及びR22はそれぞれ独立して、炭素原子数1~8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよいが、R21及びR22の少なくとも一方は炭素原子数2~8のアルケニル基を表し、該アルケニル基中の1個又は2個以上の-CH2-は、酸素原子が隣り合わない限りにおいてさらに酸素原子に置換されていてもよく、
A21、A22及びA23はそれぞれ独立して
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)及び基(b)中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よく、
Z21及びZ22はそれぞれ独立して単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-を表し、
n21は0、1、2又は3を表し、
A22、Z22がそれぞれ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よいが、前記式(I)で表される化合物を除く。)で表される液晶化合物の1種又は2種以上を含有し、
下記一般式(P)
(上記式中、Pp1及びPp2は、それぞれ独立して重合性基を表し、
Spp1及びSpp2は、それぞれ独立してスペーサー基又は単結合を表し、
Zp1及びZp2は、それぞれ独立して、単結合、-O-、-S-、-CH2-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2-、-CH2OCOO-、-OCH2CH2O-、-CO-NRZP1-、-NRZP1-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CH=CRZP1-COO-、-CH=CRZP1-OCO-、-COO-CRZP1=CH-、-OCO-CRZP1=CH-、-COO-CRZP1=CH-COO-、-COO-CRZP1=CH-OCO-、-OCO-CRZP1=CH-COO-、-OCO-CRZP1=CH-OCO-、-(CH2)2-COO-、-(CH2)2-OCO-、-OCO-(CH2)2-、-(C=O)-O-(CH2)2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-又は-C≡C-(式中、RZP1は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を表すが、分子内にRZP1が複数存在する場合、それらは同一であっても異なってもよい。)を表し、
Ap1、Ap2及びAp3は、それぞれ独立して、
(ap) 1,4-シクロヘキシレン基(該基中に存在する1個又は2個以上の-CH2-は、酸素原子が隣り合わない限りにおいて-O-で置換されていてもよい。)
(bp) 1,4-フェニレン基(該基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は、-N=で置換されてもよい。)及び
(cp) ナフタレン-2,6-ジイル基、ナフタレン-1,4-ジイル基、ナフタレン-1,5-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、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、フェナントレン-2,7-ジイル基又はアントラセン-2,6-ジイル基(該基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は、-N=で置換されてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、前記基(ap)、基(bp)及び基(cp)中に存在する1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立して、ハロゲン原子、シアノ基、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1~18のアルキル基又は-Spp2-Pp2で置換されていてもよく、該アルキル基中の1個又は隣接しない2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して、酸素原子が直接隣接しないように-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよく、
また、mp1が0でAp1が基(cp)で表される基である場合Ap3は単結合であってもよく、mp1は、0、1、2又は3を表し、
分子内にZp1、Ap2、Spp2及び/又はPp2が複数存在する場合、それらは同一であっても異なってもよい。)で表される重合性化合物の1種又は2種以上を含有し、
下記一般式(I’-01)~(I’-05)
(式中、R110’及びR120はそれぞれ独立して炭素原子数1~8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよく、Z110は単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-を表し、
mは1又は2を表すが、
一般式(I’-02)及び(I’-04)中のZ110は-OCH2-及び-CH2O-を表さない。)で表される化合物群から選ばれる化合物を1種類又は2種類以上含有し、ここで、誘電的に負の異方性を有する化合物として前記一般式(I)及び一般式(I’-01)~(I’-05)からなる群から選ばれる化合物のみを含有する、
下記重合性化合物RM3、下記重合性化合物RM5、下記増感剤AD1、下記増感剤AD2を混合した液晶組成物に、紫外線を照射する、
液晶表示素子の製造方法。 - 前記式(II)で表される化合物が、下記一般式(II-01)~(II-06)
(式中、R210及びR220はそれぞれ独立して、炭素原子数1~8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよいが、R210及びR220の少なくとも一方は炭素原子数2~8のアルケニル基を表し、該アルケニル基中の1個又は2個以上の-CH2-は、酸素原子が隣り合わない限りにおいてさらに酸素原子に置換されていてもよい。)
で表される化合物からなる群から選ばれる化合物である、請求項1に記載の液晶表示素子の製造方法。 - 前記式(II)で表される化合物が、下記一般式(II-01-1)~(II-05-1)
(式中、R211は、それぞれ独立して水素原子、又は炭素数1~5のアルキル基を表し、
R221は、それぞれ独立して炭素原子数1から8のアルキル基を表し、該アルキル基中の1個又は隣接しない2個以上の-CH2-は、酸素原子が隣り合わない限りにおいて-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-で置換されていてもよく、
n22は、それぞれ独立して0~5の整数を表すが、R211がアルキル基の場合の炭素原子数とn22の数との合計が6を超えることはない。)
で表される化合物からなる群から選択される化合物である、請求項2に記載の液晶表示素子の製造方法。 - 前記液晶組成物がさらに下記一般式(S)
(式中、Rs1及びRs2は、それぞれ独立して、炭素原子数1~10のアルキル基、炭素原子数1~10のアルコキシ基、炭素原子数2~10のアルケニル基又は炭素原子数2~10のアルケニルオキシ基を表し、これらの基中に存在する1個又は2個以上の水素原子はフッ素原子によって置換されていてもよく、
As1及びBs1は、それぞれ独立して、
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の-CH2-又は隣接していない2個以上の-CH2-は-O-に置き換えられてもよい。)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい。)
(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よい。)及び
(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、基(a)、基(b)、基(c)及び基(d)はそれぞれ独立してフッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1~8のアルキル基、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1~8のアルコキシ基、シアノ基、又はフッ素原子で置換されていてもよく、環As1及び環Bs1がそれぞれ複数存在する場合、複数の環As1及び複数の環Bs1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、
Zs1及びZs2は、それぞれ独立して、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-C≡C-又は単結合を表し、
ns1及びns2はそれぞれ独立して0、1又は2を表し、ns1+ns2は1~4の 整数を表す。Xs1~Xs6は、それぞれ独立して、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1~8のアルキル基、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数1~8のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子を表す。)で表される増感剤を含有する請求項1~3のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。 - 請求項1~4のいずれか一項に記載の製造方法により製造された液晶表示素子。
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