KR101957753B1 - 중합성 화합물 함유 액정 조성물 및 그것을 사용한 액정 표시 소자 - Google Patents

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Abstract

액정 화합물의 배향 규제력이 강한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 제공한다.
중합성 화합물과 액정 화합물을 함유하는 중합성 화합물 함유 액정 조성물로서, 상기 중합성 화합물은, 일반식(I) :
으로 표시되는 중합성 화합물을 적어도 1종 이상 포함하고,
상기 액정 화합물은, 제2 성분으로서, 일반식(Ⅱ) :
으로 표시되는 적어도 1종의 화합물,
제3 성분으로서, 일반식(Ⅲa), 일반식(Ⅲb) 및 일반식(Ⅲc) :
으로 표시되는 적어도 1종의 화합물 및
제4 성분으로서, 일반식(Ⅳa), 일반식(Ⅳb) 및 일반식(Ⅳc) :
으로 표시되는 적어도 1종의 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 성분을 적어도 1종 함유하는 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 제공한다.

Description

중합성 화합물 함유 액정 조성물 및 그것을 사용한 액정 표시 소자{POLYMERIZABLE COMPOUND-CONTAINING LIQUID CRYSTAL COMPOSITION AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY ELEMENT USING SAME}
본 발명은 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물, 또한 당해 액정 조성물을 사용한 액정 표시 소자에 관한 것이다.
PSA(Polymer Sustained Alig㎚ent)형 액정 표시 장치는, 액정 분자의 프리틸트각을 제어하기 위해서 셀 내에 폴리머 구조물을 형성한 구조를 갖는 것이며, 고속 응답성이나 높은 콘트라스트로부터 액정 표시 소자로서 개발이 진행되고 있다.
PSA형 액정 표시 소자의 제조는, 액정성 화합물 및 중합성 화합물로 이루어지는 중합성 조성물을 기판 간에 주입하고, 전압을 인가하여 액정 분자를 배향시킨 상태에서 중합성 화합물을 중합시켜서 액정 분자의 배향을 고정함에 의해 행해진다. 이 PSA형 액정 표시 소자의 표시 불량인 소부(燒付)의 원인의 하나로서는, 불순물에 의한 것 및 액정 분자의 배향의 변화(프리틸트각의 변화)가 알려져 있다.
불순물에 의한 소부는, 중합이 불완전하며 잔존한 중합성 화합물 및 중합의 진행을 촉진하기 위해서 첨가하는 중합 개시제에 의해 일어난다. 이 때문에 중합 종료 후의 중합성 화합물의 잔존량은 최소한으로 억제하고, 첨가하는 중합 개시제의 양을 억제할 필요가 있다. 예를 들면, 중합을 완전히 진행시키기 위해서 다량의 중합 개시제를 첨가하면, 잔류한 중합 개시제에 의해 표시 소자의 전압 유지율이 저하하여 표시 품위에 악영향을 미치게 된다. 또한 전압 유지율의 저하를 억제하기 위해서 중합할 때에 사용하는 중합 개시제의 양을 줄여 버리면, 중합이 완전히 진행하지 않으므로 중합성 화합물이 잔존하고, 잔존한 중합성 화합물에 의한 소부의 발생을 피할 수 없다. 또한, 적은 중합 개시제의 첨가량으로 중합성 화합물을 완전히 경화시키고, 중합성 화합물의 잔류를 억제하기 위해서는, 중합에 있어서 강한 자외선을 장시간 조사하는 등에 의해, 다량의 에너지를 가하는 방법도 있다. 그러나 이 경우, 제조 장치의 대형화, 제조 효율의 저하를 초래하게 됨과 함께, 액정 재료의 자외선에 의한 열화 등이 생겨버린다. 따라서, 종래의 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 있어서는, 미경화의 중합성 화합물 및 중합 개시제의 양쪽의 잔존량을 동시에 저감하는 것은 곤란했다.
또한, 그 외의 소부의 발생에는, 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 있어서의, 액정 분자의 프리틸트각의 변화에 기인하는 것도 알려져 있다. 즉, 중합성 화합물의 경화물인 폴리머가 유연하면, 표시 소자를 구성했을 경우에 있어서 동일 패턴을 계속 장시간 표시하면 폴리머의 구조가 변화하고, 그 결과로서 프리틸트각이 변화되어 버린다. 프리틸트각의 변화는 소부의 원인이 되기 때문에, 폴리머 구조가 변화하지 않는 강직한 구조를 가지는 폴리머를 형성하는 중합성 화합물이 필요하다.
종래, 폴리머의 강직성을 향상시킴에 의해 소부를 방지하기 위해서, 환구조와 중합성 관능기만을 가지는 1,4-페닐렌기 등의 구조를 갖는 중합성 화합물을 사용하여 표시 소자를 구성하는 것(특허문헌 1 참조)이나, 비아릴 구조를 갖는 중합성 화합물을 사용하여 표시 소자를 구성하는 것(특허문헌 2 참조)이 검토되어 왔다.
또한, 폴리머의 강직성을 향상시킴에 의해 소부를 방지하기 위해서, 2관능성의 중합성 화합물과, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 등의 3관능 이상의 중합성 화합물의 혼합 액정 조성물을 사용하여 표시 소자를 구성하는 것(특허문헌 3 참조)이 제안되어 있다.
그 외의 기술로서 특허문헌 4에서는, 중합성 화합물 분자 내의 중합성 관능기의 수를 3개 이상으로 함에 의해, 생성하는 폴리머의 가교 밀도를 높이고, 또한 중합 후의 액정 배향 규제력이 높고, 소부 등의 불량을 발생하지 않는 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 개시하고 있다.
일본국 특개2003-307720호 공보 일본국 특개2008-116931호 공보 일본국 특개2004-302096호 공보 일본국 특개2012-87165공보
그러나, 특허문헌 1이나 2의 중합성 화합물은 액정 화합물에 대한 상용성(相溶性)이 낮으므로, 액정 조성물을 조제했을 때에, 당해 중합성 화합물의 석출이 발생하므로, 실용적인 액정 조성물로서의 응용은 곤란했다.
또한, 특허문헌 3에 기재된 중합성 화합물은, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트는, 분자 내에 환구조를 가지지 않기 때문에, 액정 화합물과의 친화력이 약하고, 배향을 규제하는 힘이 약하므로, 충분한 배향 안정성이 얻어지지 않는 문제가 있었다. 또한, 이들의 중합성 화합물은 중합에 있어서 중합 개시제의 첨가가 필수이며, 중합 개시제를 첨가하지 않으면 중합 후에 중합성 화합물이 잔존해 버린다. 그 때문에, 중합성 화합물 함유 액정 조성물에 있어서 요구되는, 표시 소자의 소부 특성, 배향 안정성, 석출이 발생하지 않는 조성물로서의 안정성, PSA형 액정 표시 소자 제작 시의 제조 효율 등의 특성을 충족하는 것은 곤란하며, 추가적인 개선의 필요가 있다.
또한 상기 특허문헌 4와 같은 중합성 화합물을 사용하면, 중합 직후는 액정 배향 규제력이 높고, 소부 등의 불량을 발생하지 않지만, 중합 후 시간이 지남에 따라서 환구조와 중합성 관능기와의 사이에 유연한 스페이서 부위(알킬렌기)가 존재하는, 또는, 중합성 화합물의 분자 중에 존재하는 중합성 관능기의 밸런스에 치우침이 있으므로 틸트각이 경시적으로 변화하여, 장기간에 걸쳐 고품위의 표시를 유지하기 어려운 것이 확인되었다.
그래서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결할 수 있는 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들이 예의 노력하여 검토한 결과, 특정의 화학 구조를 갖는 중합성 화합물과 비중합성의 액정 화합물로 이루어지는 중합성 화합물 함유 액정 조성물에 의해 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내어, 본원 발명을 완성하기에 이르렀다.
본원 발명의 필수 성분인 중합성 화합물은, 다른 비중합성 액정 화합물과의 상용성이 뛰어나므로, 안정된 액정 조성물을 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 중합성 화합물은 액정 화합물과 유사한 골격을 갖고, 또한 액정 화합물의 배향 규제력이 강하다.
본 발명에 따른 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물은, 매우 소량의 첨가로 중합성 화합물을 중합시킬 수 있고, 중합 후에 잔존하는 미중합의 중합성 화합물이 없거나, 또는 매우 적게 할 수 있다.
본 발명에 따른 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 있어서, 중합성 화합물의 중합에 필요한 에너지를 대폭 삭감할 수 있다.
본 발명에 따른 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 의해, 액정 재료 중의 중합성 화합물을 폴리머화함으로써 배향 부여하는 액정 표시 소자의 표시 불량이 대폭 경감되고, 또한, 제조를 위한 에너지 비용을 삭감하고, 생산 효율을 향상할 수 있으므로, 당해 액정 표시 소자용의 액정 재료로서 유용하다.
이하, 본 발명의 실시형태를 상세하게 설명한다. 또, 본 출원은, 2013년 3월 21일에 출원된 일본국 특허출원 제2013-058218호에 의거하고 있으며, 그 개시 내용은, 참조에 의해 전체로서 인용되고 있다.
본 발명의 제1은, 중합성 화합물과 액정 화합물을 함유하는 중합성 화합물 함유 액정 조성물로서, 상기 중합성 화합물은, 일반식(I) :
Figure 112016039968163-pat00001
(상기 일반식(I) 중, Z는, 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, -S1-R12를 나타내고, 당해 S1은, 탄소 원자수 1∼12개의 알킬렌기 및 단결합으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 연결기이며, 당해 알킬렌기 중의 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는, -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCOO-로 치환되어도 되며,
R11 및 R12는 서로 독립하여, 수소 원자 또는 이하의 식(R-I)∼식(R-Ⅸ) :
Figure 112016039968163-pat00002
중 어느 하나를 나타내고, 상기 식(R-I)∼(R-Ⅸ) 중, R2∼R6은 서로 독립하여, 수소 원자, 탄소 원자수 1∼5개의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼5개의 할로겐화알킬기이며, W는 단결합, -O- 또는 메틸렌기이며, T는 단결합 또는 -COO-이며, p, t 및 q는 각각 독립하여, 0, 1 또는 2이며,
L11 및 L12는 각각 독립하여, 단결합, -O-, -S-, -CH2-, -OCH2-, -CH2O-, -CO-, -C2H4-, -COO-, -OCO-, -OCOOCH2-, -CH2OCOO-, -OCH2CH2O-, -CO-NRa-, -NRa-CO-, -SCH2-, -CH2S-, -CH=CRa-COO-, -CH=CRa-OCO-, -COO-CRa=CH-, -OCO-CRa=CH-, -COO-CRa=CH-COO-, -COO-CRa=CH-OCO-, -OCO-CRa=CH-COO-, -OCO-CRa=CH-OCO-, -(CH2)z-C(=O)-O-, -(CH2)z-O-(C=O)-, -O-(C=O)-(CH2)z-, -(C=O)-O-(CH2)z-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF2-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CF2 또는 -C≡C-(식 중, Ra는 각각 독립하여 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼4의 알킬기를 나타내고, 상기 식 중, z는 1∼4의 정수를 나타낸다)이며,
M12는, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 인단-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,3-디옥산-2,5-디일기를 나타내지만, M12는 각각 독립하여 무치환이거나 또는 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알콕시기, 할로겐, 시아노기 또는 니트로기로 치환되어 있어도 되며,
M13은 각각 독립하여, 이하의 식(i)∼(ⅸ) :
Figure 112016039968163-pat00003
중 어느 하나이며,
l은 1 또는 2이며, m 및 n은 각각 독립하여, 0∼3의 정수를 나타내고, n이 0인 경우에는, Z는 수소 원자이며, m이 2 및 3을 나타내는 경우에는, 2개 혹은 3개 존재하는 L11, M12는 동일해도 달라도 되며, 단 L11의 적어도 1개는 단결합을 나타내고,
또한, l=1의 경우의 M11은, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 인단-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,3-디옥산-2,5-디일기를 나타내지만, M11은 각각 독립하여 무치환이거나 또는 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알콕시기, 할로겐, 시아노기 또는 니트로기로 치환되어 있어도 되며,
l=2의 경우의 M11은, 상기 식(iv)∼(ⅵ) 중 어느 하나이다)
으로 표시되는 중합성 화합물의 적어도 1종 이상,
상기 액정 화합물로서, 일반식(Ⅱ) :
Figure 112016039968163-pat00004
(상기 일반식(Ⅱ) 중, R21 및 R22는 각각 독립하여, 탄소 원자수 1∼10의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기를 나타내고,
이들의 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어도 되며, 또한 이들의 기 중에 존재하는 적어도 1종의 수소 원자는 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어도 되며,
M21, M22 및 M23은 각각 독립하여
(a) 트랜스-1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어도 된다),
(b) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어도 된다), 2-플루오로-1,4-페닐렌기, 3-플루오로-1,4-페닐렌기, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌기,
(c) 1,4-시클로헥세닐렌기, 1,4-비시클로[2.2.2]옥틸렌기, 피페리딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기 및 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기
로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고,
o는 0, 1 또는 2를 나타내고,
L21 및 L22는 각각 독립하여 단결합, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-, -CF2O-, -CH=CH-, -CH=N-N=CH- 또는 -C≡C-를 나타내고, L22가 복수 존재하는 경우에는, 그들은 동일해도 되며 달라도 되며, M23이 복수 존재하는 경우에는, 그들은 동일해도 되며 달라도 된다)으로 표시되는 적어도 1종의 화합물,
일반식(Ⅲa), 일반식(Ⅲb) 및 일반식(Ⅲc) :
Figure 112016039968163-pat00005
(상기 일반식(Ⅲa), 일반식(Ⅲb) 및 일반식(Ⅲc) 중, R31, R32 및 R33은 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼10의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기를 나타내고, 이들의 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어도 되며, 또한 이들의 기 중에 존재하는 적어도 1종의 수소 원자는 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어도 되며,
M31, M32, M33, M34, M35, M36, M37 및 M38은 각각 독립하여,
(d) 트랜스-1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어도 된다),
(e) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어도 된다), 3-플루오로-1,4-페닐렌기, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌기,
(f) 1,4-시클로헥세닐렌기, 1,4-비시클로[2.2.2]옥틸렌기, 피페리딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 및 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기
로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고, 상기의 기(d), 기(e) 또는 기(f)에 포함되는 수소 원자는 각각 시아노기, 불소 원자, 트리플루오로메틸기, 트리플루오로메톡시기 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 되며,
L31, L32, L33, L34, L35, L36, L37 및 L38은 각각 독립하여, 단결합, -COO-, -OCO-, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-, -CF2O- 또는 -C≡C-를 나타내고, M32, M34, M35, M37, M38, L31, L33, L35, L36 및/또는 L38이 복수 존재하는 경우에는, 그들은 동일해도 되며 달라도 되며, X31, X32, X33, X34, X35, X36 및 X37은 각각 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고,
Y31, Y32 및 Y33은 각각 독립하여 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 티오시아나토기, 트리플루오로메톡시기, 트리플루오로메틸기, 2,2,2-트리플루오로에틸기 또는 디플루오로메톡시기를 나타내고,
p, q, r, s 및 t는 각각 독립하여, 0, 1 또는 2를 나타내지만, q+r 및 s+t는 2 이하이다)으로 표시되는 적어도 1종의 화합물 및,
일반식(Ⅳa), 일반식(Ⅳb) 및 일반식(Ⅳc) :
Figure 112016039968163-pat00006
(상기 일반식(Ⅳa), 일반식(Ⅳb) 및 일반식(Ⅳc) 중, R41, R42, R43, R44, R45 및, R46은 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼10의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기를 나타내고, 이들의 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어 있어도 되며, 또한 이들의 기 중에 존재하는 적어도 1종의 수소 원자는 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어도 되며,
M41, M42, M43, M44, M45, M46, M47, M48 및 M49는 각각 독립하여,
(g) 트랜스-1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어도 된다),
(h) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어도 된다) 및,
(i) 1,4-시클로헥세닐렌기, 1,4-비시클로[2.2.2]옥틸렌기, 피페리딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 및 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기
로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고, 상기의 기(g), 기(h) 또는 기(i)에 포함되는 수소 원자는 각각 시아노기, 불소 원자, 트리플루오로메틸기, 트리플루오로메톡시기 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 되며,
L41, L42, L43, L44, L45, L46, L47, L48 및 L49는 각각 독립하여 단결합, -COO-, -OCO-, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-, -CF2O- 또는 -C≡C-를 나타내고, M42, M43, M45, M46, M48, M49, L41, L43, L44, L46, L47 및/또는 L49가 복수 존재하는 경우에는, 그들은 동일해도 되며 달라도 되며,
X41, X42, X43, X44, X45, X46, X47 및 X48은 각각 독립하여 수소 원자, 트리플루오로메틸기, 트리플루오로메톡시기, 염소 원자 또는 불소 원자를 나타내지만, X41 및 X42 중 어느 하나는 불소 원자를 나타내고, X43, X44 및 X45 중 어느 하나는 불소 원자를 나타내고, X46, X47 및 X48 중 어느 하나는 불소 원자를 나타내지만, X46 및 X47은 동시에 불소 원자를 나타내는 경우는 없고, X46 및 X48은 동시에 불소 원자를 나타내는 경우는 없고,
G는 -CH2- 또는 -O-를 나타내고,
u, v, w, x, y 및 z는 각각 독립하여, 0, 1 또는 2를 나타내지만, u+v, w+x 및 y+z는 2 이하이다)으로 표시되는 적어도 1종의 화합물
로 이루어지는 군에서 선택되는 액정 화합물을 적어도 1종 함유하는 중합성 화합물 함유 액정 조성물이다.
즉, 본원 발명에 따른 중합성 화합물 함유 액정 조성물은, 상기 일반식(I)으로 표시되는 중합성 화합물과, 상기 일반식(Ⅱ), 상기 일반식(Ⅲa), 상기 일반식(Ⅲb), 상기 일반식(Ⅲc), 상기 일반식(Ⅳa), 상기 일반식(Ⅳb) 및 상기 일반식(Ⅳc)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 액정 화합물을 포함한다.
이 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 사용함으로써, 액정 화합물의 배향 규제력의 향상이 기대된다.
본 발명에 따른 중합성 화합물 함유 조성물은, 중합성 화합물과 액정 화합물을 함유하는 중합성 화합물 함유 액정 조성물로서,
상기 중합성 화합물은, 제1 성분으로서 일반식(I) :
Figure 112016039968163-pat00007
(상기 일반식(I) 중, Z는, 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, -R12를 나타내고,
R11 및 R12는 각각 독립하여, 이하의 식(R-1)∼식(R-15) :
Figure 112016039968163-pat00008
중 어느 하나를 나타내고,
L11은 및 L12는 각각 독립하여, 단결합, -O-, -S-, -CH2-, -OCH2-, -CH2O-, -CO-, -C2H4-, -COO-, -OCO-, -OCOOCH2-, -CH2OCOO-, -OCH2CH2O-, -CO-NRa-, -NRa-CO-, -SCH2-, -CH2S-, -CH=CRa-COO-, -CH=CRa-OCO-, -COO-CRa=CH-, -OCO-CRa=CH-, -COO-CRa=CH-COO-, -COO-CRa=CH-OCO-, -OCO-CRa=CH-COO-, -OCO-CRa=CH-OCO-, -COOC2H4-, -OCOC2H4-, -C2H4OCO-, -(CH2)z-C(=O)-O-, -(CH2)z-O-(C=O)-, -O-(C=O)-(CH2)z-, -(C=O)-O-(CH2)z-, -CH2OCO-, -COOCH2-, -OCOCH2-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF2-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CF2- 또는 -C≡C-(식 중, Ra는 각각 독립하여 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼4의 알킬기를 나타내고, 상기 식 중, z는 1∼4의 정수를 나타낸다)이며,
M11 및 M12는 각각 독립하여, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 인단-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,3-디옥산-2,5-디일기를 나타내지만, M11 및 M12는 각각 독립하여 무치환이거나 또는 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알콕시기, 할로겐, 시아노기 또는 니트로기로 치환되어 있어도 되며,
M13은, 이하의 식(i)∼(ⅸ) :
Figure 112016039968163-pat00009
(상기 식(i)∼(ⅸ) 중의 *은 결합 부위를 나타낸다) 중 어느 하나이며,
m 및 n은 각각 독립하여, 0∼3의 정수를 나타내고, n이 0인 경우에는, Z는 수소 원자이며, m이 2 및 3을 나타내는 경우에는, 2개 혹은 3개 존재하는 L11, M12는 동일해도 달라도 되며, 단 이 경우 L11의 적어도 1개는 단결합을 나타낸다)으로 표시되는 화합물의 적어도 1종 이상을 포함하고,
상기 액정 화합물은, 제2 성분으로서, 일반식(Ⅱ) :
Figure 112016039968163-pat00010
(상기 일반식(Ⅱ) 중, R21 및 R22는 각각 독립하여, 탄소 원자수 1∼10의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기를 나타내고, 이들의 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어도 되며, 또한 이들의 기 중에 존재하는 적어도 1종의 수소 원자는 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어도 되며,
M21, M22 및 M23은 각각 독립하여, 이하의 (a), (b), 및 (c) :
(a) 트랜스-1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어도 된다),
(b) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어도 된다), 2-플루오로-1,4-페닐렌기, 3-플루오로-1,4-페닐렌기, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌기 및
(c) 1,4-시클로헥세닐렌기, 1,4-비시클로[2.2.2]옥틸렌기, 피페리딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기 및 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기
로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 기를 나타내고,
o는 0, 1 또는 2를 나타내고,
L21 및 L22는 각각 독립하여 단결합, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-, -CF2O-, -CH=CH-, -CH=N-N=CH- 또는 -C≡C-를 나타내고, L22가 복수 존재하는 경우에는, 그들은 동일해도 되며 달라도 되며, M23이 복수 존재하는 경우에는, 그들은 동일해도 되며 달라도 된다)으로 표시되는 적어도 1종의 화합물,
제3 성분으로서, 일반식(Ⅲa), 일반식(Ⅲb) 또는 일반식(Ⅲc) :
Figure 112016039968163-pat00011
(상기 일반식(Ⅲa), 일반식(Ⅲb) 및 일반식(Ⅲc) 중, R31, R32 및 R33은 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼10의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기를 나타내고, 이들의 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어도 되며, 또한 이들의 기 중에 존재하는 적어도 1종의 수소 원자는 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어도 되며,
M31, M32, M33, M34, M35, M36, M37 및 M38은 각각 독립하여, 이하의 (d), (e), 및 (f) :
(d) 트랜스-1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어도 된다),
(e) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어도 된다), 3-플루오로-1,4-페닐렌기, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌기 및,
(f) 1,4-시클로헥세닐렌기, 1,4-비시클로[2.2.2]옥틸렌기, 피페리딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 및 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기
로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고, 상기의 기(d), 기(e) 또는 기(f)에 포함되는 수소 원자는 각각 시아노기, 불소 원자, 트리플루오로메틸기, 트리플루오로메톡시기 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 되며,
L31, L32, L33, L34, L35, L36, L37 및 L38은 각각 독립하여 단결합, -COO-, -OCO-, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-, -CF2O- 또는 -C≡C-를 나타내고, M32, M34, M35, M37, M38, L31, L33, L35, L36 및/또는 L38이 복수 존재하는 경우에는, 그들은 동일해도 되며 달라도 되며,
X31, X32, X33, X34, X35, X36 및 X37은 각각 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고,
Y31, Y32 및 Y33은 각각 독립하여 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 티오시아나토기, 트리플루오로메톡시기, 트리플루오로메틸기, 2,2,2-트리플루오로에틸기 또는 디플루오로메톡시기를 나타내고,
p, q, r, s 및 t는 각각 독립하여, 0, 1 또는 2를 나타내지만, q+r 및 s+t는 2 이하이다)으로 표시되는 적어도 1종의 화합물 및
제4 성분으로서, 일반식(Ⅳa), 일반식(Ⅳb) 또는 일반식(Ⅳc) :
Figure 112016039968163-pat00012
(상기 일반식(Ⅳa), 일반식(Ⅳb) 및 일반식(Ⅳc) 중, R41, R42, R43, R44, R45 및, R46은 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼10의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기를 나타내고, 이들의 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어 있어도 되며, 또한 이들의 기 중에 존재하는 적어도 1종의 수소 원자는 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어도 되며,
M41, M42, M43, M44, M45, M46, M47, M48 및 M49는 각각 독립하여, 이하의 (g), (h), 및 (i) :
(g) 트랜스-1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어도 된다),
(h) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어도 된다),
(i) 1,4-시클로헥세닐렌기, 1,4-비시클로[2.2.2]옥틸렌기, 피페리딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 및 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기
로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고, 상기의 기(g), 기(h) 또는 기(i)에 포함되는 수소 원자는 각각 시아노기, 불소 원자, 트리플루오로메틸기, 트리플루오로메톡시기 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 되며,
L41, L42, L43, L44, L45, L46, L47, L48 및 L49는 각각 독립하여 단결합, -COO-, -OCO-, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-, -CF2O- 또는 -C≡C-를 나타내고, M42, M43, M45, M46, M48, M49, L41, L43, L44, L46, L47 및/또는 L49가 복수 존재하는 경우에는, 그들은 동일해도 되며 달라도 되며,
X41, X42, X43, X44, X45, X46, X47 및 X48은 각각 독립하여 수소 원자, 트리플루오로메틸기, 트리플루오로메톡시기, 염소 원자 또는 불소 원자를 나타내지만, X41 및 X42 중 어느 하나는 불소 원자를 나타내고, X43, X44 및 X45 중 어느 하나는 불소 원자를 나타내고, X46, X47 및 X48 중 어느 하나는 불소 원자를 나타내지만, X46 및 X47은 동시에 불소 원자를 나타내는 경우는 없고, X46 및 X48은 동시에 불소 원자를 나타내는 경우는 없고,
G는 -CH2- 또는 -O-를 나타내고,
u, v, w, x, y 및 z는 각각 독립하여, 0, 1 또는 2를 나타내지만, u+v, w+x 및 y+z는 2 이하이다)으로 표시되는 적어도 1종의 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 성분을 함유하는 조성물인 것이 바람직하다. 따라서, 일반식(I) 중, l이 1의 조건이 바람직하다.
즉, 본 발명에 따른 중합성 화합물 함유 액정 조성물은, 제1 성분으로서 일반식(I)으로 표시되는 적어도 1종의 화합물을 필수로 포함하고, 또한 제2 성분으로서 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 적어도 1종의 화합물, 제3 성분으로서 일반식(Ⅲa)∼(Ⅲc)으로 표시되는 적어도 1종의 화합물 및 제4 성분으로서 일반식(Ⅳa)∼(Ⅳc)으로 표시되는 적어도 1종의 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 본 발명에 따른 중합성 화합물 함유 액정 조성물은, 일반식(I)으로 표시되는 중합성 화합물을 필수 성분으로 하는 것이며, 필요에 따라 일반식(Ⅱ)∼일반식(Ⅳa)∼(Ⅳc)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 액정 화합물을 함유할 수 있다.
본 발명에 따른 중합성 화합물 함유 액정 조성물에 있어서의 중합성 화합물은, 액정 화합물(예를 들면, 제2 성분∼제4 성분 등)과 유사한 골격을 갖고, 또한 당해 중합성 화합물의 분자 구조는 환구조에 직결한 중합성 관능기를 가지므로, 중합 반응에 의해 가교 밀도가 높고 강직한 고분자를 생성할 수 있으므로, 액정 화합물의 배향 규제력이 강해진다고 생각된다. 즉, 본 발명에 따른 중합성 화합물 함유 액정 조성물은, 환구조와 중합성 관능기와의 사이에 스페이서기(알킬렌기, 분기 알킬렌기, 옥시알킬렌기 등)를 가지지 않는 중합성 화합물과, 액정 화합물에 의해 중합 후의 폴리머가 강직한 가교 구조를 가짐으로써 장기간에 걸쳐 안정된 액정 분자의 배향 규제력을 발현할 수 있다.
본 발명에 따른 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중에 함유하고 있는 액정 화합물의 함량, 즉 일반식(Ⅱ), 일반식(Ⅲa)∼일반식(Ⅲc), 및 일반식(Ⅳa)∼(Ⅳc)으로 표시되는 화합물의 합계 함유량(액정 조성물)은, 하한값으로서 60질량%, 65질량%, 70질량%, 75질량%, 80질량%, 85질량%, 90질량%, 92질량%, 95질량%, 98질량% 및 99질량%의 순으로 수치가 커짐에 따라 보다 바람직하고, 상한값으로서는 99.9질량%가 바람직하고, 99.5질량%가 보다 바람직하다.
본 발명에 따른 중합성 화합물 함유 액정 조성물에는, 산화 방지제, UV 흡수제 등 공지의 첨가제를 혼합해도 되며, 그 경우 당해 첨가물은 중합성 화합물 함유 액정 조성물(100질량%)에 대하여, 0.005∼1질량%의 범위가 바람직하고, 0.02∼0.5질량%가 더 바람직하고, 0.03∼0.1질량%가 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 중합성 화합물 함유 액정 조성물의 유전율 이방성 Δε은 액정 표시 소자의 표시 모드에 의해, 양 또는 음의 Δε을 갖는 것을 사용할 수 있다. MVA 모드의 액정 표시 소자에 있어서는, 음의 Δε을 갖는 액정 조성물을 사용한다. 그 경우의 Δε의 값은, 25℃에 있어서, -0.5∼-20.0인 것이 바람직하고, -0.7∼-15.0인 것이 보다 바람직하고, -1.0∼-13.0인 것이 특히 바람직하지만, 더 상술하면, 응답 속도를 중시하는 경우에는 당해 유전율 이방성 Δε의 값이 -1.0∼-7.0의 범위이면 응답 속도의 관점에서 바람직하고, 구동 전압을 중시하는 경우에는 -3.0∼-13.0인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 중합성 화합물 함유 액정 조성물의 굴절률 이방성 Δn의 값은, 25℃에 있어서, 0.060∼0.250인 것이 바람직하지만, 0.080∼0.200인 것이 보다 바람직하다. 더 상술하면, 얇은 셀갭(셀갭 3.4㎛ 이하)에 대응하는 경우에는 0.100∼0.200인 것이 바람직하고, 두꺼운 셀갭(셀갭 3.5㎛ 이상)에 대응하는 경우에는 0.080∼0.150인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 중합성 화합 함유 액정 조성물의 회전 점도(γ1)의 상한값은, 200(mPa·s) 이하가 바람직하고, 150(mPa·s) 이하가 보다 바람직하고, 130(mPa·s) 이하가 특히 바람직하다. 한편, 당해 회전 점도(γ1)의 하한값은, 20(mPa·s) 이상이 바람직하고, 30(mPa·s) 이상이 보다 바람직하고, 40(mPa·s) 이상이 더 바람직하고, 50(mPa·s) 이상이 보다 더 바람직하고, 60(mPa·s) 이상이 보다 더 바람직하고, 70(mPa·s) 이상이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 중합성 화합물 함유 액정 조성물에서는, 회전 점도와 굴절률 이방성과의 함수인 Z가 특정의 값을 나타내는 것이 바람직하다.
Figure 112016039968163-pat00013
(상기 수식 중, γ1은 회전 점도를 나타내고, Δn은 굴절률 이방성을 나타낸다)
Z는, 13000 이하가 바람직하고, 12000 이하가 보다 바람직하고, 11000 이하가 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 중합성 화합물 함유 액정 조성물은, 액티브 매트릭스 표시 소자에 사용하는 경우에 있어서는, 1011(Ω·m) 이상의 비저항을 갖는 것이 바람직하고, 1012(Ω·m)이 보다 바람직하고, 1013(Ω·m) 이상이 더 바람직하고, 1014(Ω·m) 이상이 보다 더 바람직하다.
본 발명에 따른 중합성 화합물 함유 액정 조성물은 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(TNI)를 폭넓은 범위에서 사용할 수 있는 것이지만, 액정상 온도 범위가 100℃ 이상인 것이 바람직하고, 120℃ 이상이 보다 바람직하다. 당해 상전이 온도(TNI)는, 60∼200℃인 것이 바람직하고, 65∼150℃가 보다 바람직하고, 70∼110℃가 특히 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 중합성 화합물 함유 액정 조성물에 포함될 수 있는 각 성분에 대해서 상설(詳說)한다.
본 발명에 따른 제1 성분은, 중합성 화합물이며, 일반식(I) :
Figure 112016039968163-pat00014
(상기 일반식(I) 중, Z는, 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, -S1-R12를 나타내고, 당해 S1은, 탄소 원자수 1∼12개의 알킬렌기 및 단결합으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 연결기이며, 당해 알킬렌기 중의 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는, -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCOO-로 치환되어도 되며,
R11 및 R12는 서로 독립하여, 수소 원자 또는 이하의 식(R-I)∼식(R-Ⅸ) :
Figure 112016039968163-pat00015
중 어느 하나를 나타내고, 상기 식(R-I)∼(R-Ⅸ) 중, R2∼R6은 서로 독립하여, 수소 원자, 탄소 원자수 1∼5개의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼5개의 할로겐화알킬기이며, W는 단결합, -O- 또는 메틸렌기이며, T는 단결합 또는 -COO-이며, p, t 및 q는 각각 독립하여, 0, 1 또는 2이며,
L11은 및 L12는 각각 독립하여, 단결합, -O-, -S-, -CH2-, -OCH2-, -CH2O-, -CO-, -C2H4-, -COO-, -OCO-, -OCOOCH2-, -CH2OCOO-, -OCH2CH2O-, -CO-NRa-, -NRa-CO-, -SCH2-, -CH2S-, -CH=CRa-COO-, -CH=CRa-OCO-, -COO-CRa=CH-, -OCO-CRa=CH-, -COO-CRa=CH-COO-, -COO-CRa=CH-OCO-, -OCO-CRa=CH-COO-, -OCO-CRa=CH-OCO-, -COOC2H4-, -OCOC2H4-, -C2H4OCO-, -(CH2)z-C(=O)-O-, -(CH2)z-O-(C=O)-, -O-(C=O)-(CH2)z-, -(C=O)-O-(CH2)z-, -CH2OCO-, -COOCH2-, -OCOCH2-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF2-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CF2- 또는 -C≡C-(식 중, Ra는 각각 독립하여 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼4의 알킬기를 나타내고, 상기 식 중, z는 1∼4의 정수를 나타낸다)이며,
M12는, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 인단-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,3-디옥산-2,5-디일기를 나타내지만, M12는 각각 독립하여 무치환이거나 또는 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알콕시기, 할로겐, 시아노기 또는 니트로기로 치환되어 있어도 되며,
M13은 각각 독립하여, 이하의 식(i)∼(ⅸ) :
Figure 112016039968163-pat00016
중 어느 하나이며,
l은 1 또는 2이며, m 및 n은 각각 독립하여, 0∼3의 정수를 나타내고, n이 0인 경우에는, Z는 수소 원자이며, m이 2 및 3을 나타내는 경우에는, 2개 혹은 3개 존재하는 L11, M12는 동일해도 달라도 되며, 단 L11의 적어도 1개는 단결합을 나타내고,
또한, l=1의 경우의 M11은, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 인단-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,3-디옥산-2,5-디일기를 나타내지만, M11은 각각 독립하여 무치환이거나 또는 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알콕시기, 할로겐, 시아노기 또는 니트로기로 치환되어 있어도 되며,
l=2의 경우의 M11은, 상기 식(ⅳ)∼(ⅵ) 중 어느 하나이다)으로 표시되는 중합성 화합물인 것이 바람직하다.
상기 일반식(I)으로 표시되는 중합성 화합물을 적어도 1종 조성물에 포함함에 의해, 당해 중합성 화합물의 분자 구조는 환구조에 직결한 중합성 관능기를 가지므로, 중합 반응에 의해 가교 밀도가 높고 강직한 고분자를 생성할 수 있으므로, 액정 화합물의 배향 규제력이 강해진다고 생각된다.
본 발명에 따른 일반식(I) 중, m은 0∼3의 정수이며, m은 1∼3의 정수인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 일반식(I) 중의 m이 1 이상이면, 당해 중합성 화합물은 3개 이상의 환구조를 가지므로, 효율적으로 광에너지를 흡수하고, 광중합 개시제를 사용하지 않고 혹은 매우 소량의 첨가로 중합성 화합물을 중합시킬 수 있고, 중합 후에 잔존하는 미중합의 중합성 화합물이 없거나, 혹은 매우 적게 할 수 있다. 이에 더하여, 중합성 화합물의 중합에 필요한 에너지를 대폭 삭감할 수 있다고 생각된다.
본 발명에 따른 일반식(I) 중, n은 0∼3의 정수이며, n은 1∼3의 정수인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 일반식(I) 중의 n이 1 이상이면, 중합성 화합물 분자 내의 중합성 관능기의 수를 2개 이상으로 함에 의해, 생성하는 폴리머의 가교 밀도를 높이고, 또한 중합 후의 액정 배향 규제력이 높아진다고 생각된다.
본 발명에 따른 일반식(I) 중의 l은 1 또는 2이며, l이 1인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 일반식(I) 중의 l이 1 이상이면, 중합성 화합물 분자 내의 중합성 관능기의 수를 2개 이상으로 함에 의해, 생성하는 폴리머의 가교 밀도를 높이고, 또한 중합 후의 액정 배향 규제력이 높아진다고 생각된다.
본 발명에 따른 일반식(I) 중, Z는, 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 또는 -S1-R12이며, -R12가 바람직하다. 이 경우, R11 및 R12는 각각 독립하여, 상기 식(R-I)∼식(R-Ⅸ)으로 표시되는 9개의 중합성 관능기이며, 이들의 중합기는 라디칼 중합, 라디칼 부가 중합, 양이온 중합 및 음이온 중합에 의해 경화한다.
또한, 본 발명에 따른 일반식(I) 중, R11 및 R12는 각각 독립하여, 이하의 식(R-1)∼식(R-15) :
Figure 112016039968163-pat00017
중 어느 하나를 나타내는 것이 바람직하다. 특히 중합 방법으로서 자외선 중합을 행하는 경우에는, 식(R-1), 식(R-2), 식(R-4), 식(R-5), 식(R-7), 식(R-11), 식(R-13) 또는 식(R-15)이 바람직하고, 식(R-1), 식(R-2), 식(R-7), 식(R-11) 또는 식(R-13)이 보다 바람직하고, 식(R-1) 또는 식(R-2)이 보다 바람직하다.
Z가 상기의 식(R-1)∼식(R-15)으로 표시되는 15개의 중합성 관능기 R12이면, 소위 환구조(여기에서는 M13)와 중합성 관능기(R12)와의 사이의 스페이서기(알킬렌기, 분기 알킬렌기, 옥시알킬렌기 등)를 형성하지 않으므로, 중합 후 폴리머가 되었을 경우, 강직한 가교 구조를 가지므로 장기간에 걸쳐 안정된 액정 분자의 배향 규제력을 발현할 수 있다고 생각된다. 또한, R11도 마찬가지로 직접 환구조(여기에서는 M11)와 결합하고 있으므로, 양단에 강직한 가교 구조를 갖는 것에 의한 상승(相乘) 효과도 발휘된다고 생각된다.
본 발명에 따른 일반식(I) 중, L11 및 L12는 각각 독립하여, 단결합, -O-, -S-, -CH2-, -OCH2-, -CH2O-, -CO-, -C2H4-, -COO-, -OCO-, -OCOOCH2-, -CH2OCOO-, -OCH2CH2O-, -CO-NRa-, -NRa-CO-, -SCH2-, -CH2S-, -CH=CRa-COO-, -CH=CRa-OCO-, -COO-CRa=CH-, -OCO-CRa=CH-, -COO-CRa=CH-COO-, -COO-CRa=CH-OCO-, -OCO-CRa=CH-COO-, -OCO-CRa=CH-OCO-, -COOC2H4-, -OCOC2H4-, -C2H4OCO-, -(CH2)z-C(=O)-O-, -(CH2)z-O-(C=O)-, -O-(C=O)-(CH2)z-, -(C=O)-O-(CH2)z-, -CH2OCO-, -COOCH2-, -OCOCH2-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF2-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CF2- 또는 -C≡C-(식 중, Ra는 각각 독립하여 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼4의 알킬기를 나타내고, 상기 식 중, z는 1∼4의 정수를 나타낸다)이며, 분자 내에 존재하는 L11 및 L12 중 적어도 하나는, -COO-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -CH=CCH3-COO-, -CH=CCH3-OCO-, -(CH2)z-C(=O)-O-, -(CH2)z-O-(C=O)-, -O-(C=O)-(CH2)z-, 또는 -(C=O)-O-(CH2)z-인 것이 바람직하고, L11 또는 L12 중 어느 한쪽이 -(CH2)z-C(=O)-O-, -(CH2)z-O-(C=O)-, -O-(C=O)-(CH2)z-, 또는 -(C=O)-O-(CH2)z-인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 따른 일반식(I)에 있어서, m개의 L11과 1개의 L12가 존재하지만, 이들 m+1개의 L11 및 L12 중 적어도 하나가, -(CH2)z-C(=O)-O-, -(CH2)z-O-(C=O)-, -O-(C=O)-(CH2)z- 및 -(C=O)-O-(CH2)z-로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 일반식(I) 중, M11 및 M12는 각각 독립하여, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 인단-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,3-디옥산-2,5-디일기를 나타내지만, M11 및 M12는 각각 독립하여 무치환이거나 또는 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알콕시기, 할로겐, 시아노기 또는 니트로기로 치환되어 있어도 되며, M13은, 이하의 식(i)∼(ⅸ) :
Figure 112016039968163-pat00018
(상기 식(i)∼(ⅸ) 중의 *은 결합 부위를 나타낸다)
중 어느 하나이며, M11 및 M12는 각각 독립하여, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기 또는 나프탈렌-2,6-디일기가 바람직하고, M13은 식(ⅲ), (v), (ⅵ) 및 (ⅷ)이 바람직하다.
본 발명에 따른 일반식(I) 중, Z가 -R12이며, 또한 M13이 식(ⅳ)∼(ⅸ) 중 어느 하나로서, 또한 n이 1 이상의 조건이 바람직하다.
이 조건이면, 일반식(I)의 양단에 중합성 관능기가 하나 이상 갖는 화학 구조가 됨에 의해 중합성 화합물의 분자 중에 존재하는 중합성 관능기의 밸런스에 치우침이 발생하기 어려워지므로, 당해 중합성 화합물을 포함하는 액정 조성물을 중합했을 경우, 가교 밀도가 높은 영역과 낮은 영역과의 분리가 억제됨으로써 계에 존재하는 액정 분자의 틸트각의 경시적인 변화를 억제·방지한다.
또, 본 명세서에 있어서의 「알킬기」는, 직쇄상 또는 분기상의 알킬기가 바람직하고, 직쇄상 알킬기가 보다 바람직하다. 또한 당해 「알킬기」의 예로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 이소프로필기, 이소부틸기, t-부틸기, 3-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 도데실기, 펜타데실기 등을 들 수 있다. 또, 본 명세서 중에 있어서, 알킬기의 예는 공통이며, 각각의 알킬기의 탄소 원자수의 수에 따라 적의(適宜) 상기 예시로부터 선택된다.
또한, 「알콕시기」의 예는, 당해 치환기 중의 적어도 1개의 산소 원자가 환구조와 직접 결합하는 위치에 존재하는 것이 바람직하고, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기(n-프로폭시기, i-프로폭시기), 부톡시기, 펜틸옥시기, 옥틸옥시기, 데실옥시기가 보다 바람직하다. 또, 본 명세서 중에 있어서, 알콕시기의 예는 공통이며, 각각의 알콕시기의 탄소 원자수의 수에 따라 적의 상기 예시로부터 선택된다.
본 발명에 따른 중합성 화합물 함유 액정 조성물에서는, 일반식(I)으로 표시되는 중합성 화합물을 적어도 1종을 함유하지만, 1종∼5종 함유하는 것이 바람직하고, 1종∼3종 함유하는 것이 특히 바람직하다. 본 발명에 따른 중합성 화합물 함유 액정 조성물에 있어서의 일반식(I)으로 표시되는 화합물의 함유율(질량%)은, 적으면 비중합성 액정 화합물에 대한 배향 규제력이 약해지고, 너무 많으면 중합 시의 필요 에너지가 상승하여, 중합하지 않고 잔존해 버리는 중합성 화합물의 양이 늘어나 버리기 때문에, 하한값은 0.01질량%인 것이 바람직하고, 0.03질량%인 것이 보다 바람직하고, 상한값은 2.0질량%인 것이 바람직하고, 1.0질량%인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 따른 일반식(I)으로 표시되는 중합성 화합물은, 구체적으로는 식(I-1)∼식(I-40)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(I-1)∼(I-10), 식(I-14)∼(I-17) 및 식(I-28)∼(I-40)으로 표시되는 화합물인 것이 보다 바람직하고, 특히, 식(I-2), (I-7), (I-8), (I-16) 및 (I-28)∼(I-37)이 특히 바람직하다.
중합성 화합물이 식(I-28)∼(I-40)이면, 광중합 시에 증감 작용을 나타내기 때문에 특히 바람직하다.
Figure 112016039968163-pat00019
Figure 112016039968163-pat00020
Figure 112016039968163-pat00021
Figure 112016039968163-pat00022
Figure 112016039968163-pat00023
Figure 112016039968163-pat00024
Figure 112016039968163-pat00025
Figure 112016039968163-pat00026
Figure 112016039968163-pat00027
본 발명에 따른 제1 성분의 보다 바람직한 형태는, 일반식(Ia) :
Figure 112016039968163-pat00028
(상기 일반식(Ia) 중, Z1, Z2 및 Z3은 각각 독립이며, 수소 원자 및 상기 식(R-1)∼상기 식(R-15)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이며, 상기 일반식(Ia) 중, R11, M11, L11, M12, L12, m은, 상기 일반식(I) 또는 (I)와 공통이므로 생략한다)이다.
또한, 본 발명에 따른 제1 성분의 특히 바람직한 형태는, 상기 일반식(Ia) 중, m이 1 이상이며, R1이 상기 식(R-1)∼상기 식(R-15)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이며, Z1, Z2 및 Z3 중 적어도 2개의 기가 상기 식(R-1)∼상기 식(R-15)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이며, L11 또는 L12는 상기 일반식(I)과 공통이지만, L11 또는 L12 중 어느 한쪽이, -(CH2)z-C(=O)-O-, -(CH2)z-O-(C=O)-, -O-(C=O)-(CH2)z- 또는 -(C=O)-O-(CH2)z-이며, M12는, 무치환 또는 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알콕시기, 할로겐, 시아노기 및 니트로기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 치환기로 치환되는, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 인단-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,3-디옥산-2,5-디일기를 나타내고,
또한 M11이, 하기 일반식(1-1) 또는 (1-2) :
Figure 112016039968163-pat00029
(상기 일반식(1-1) 및 일반식(1-2) 중, X1, X2 및 X3은 각각 독립하여, 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소 원자수 1∼15개의 알콕시기 및 -OCO(CjH2j+1)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이다. 상기 식 중, q는, 1∼5의 정수이다) 중 어느 하나이다.
이러한 화학 구조를 구비한 중합성 화합물을 액정 조성물에 첨가하면, 다른 비중합성 액정 화합물과의 상용성이 뛰어날 뿐만 아니라, 가교 밀도가 높고 강직한 고분자를 생성하는 것이 가능해지므로 공존하는 액정 화합물의 배향 규제력을 강하게 유지할 수 있다. 또한, 당해 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물은, 3개 이상의 환구조를 갖고 있으므로 발명에 따른 중합성 화합물이 3개 이상의 환구조를 가지면, 효율적으로 광에너지를 흡수함으로써 신속한 중합 반응을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 제2 성분은, 일반식(Ⅱ)이다.
Figure 112016039968163-pat00030
상기 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 유전적으로 거의 중성의 화합물을 액정 조성물에 포함함에 의해, 유전율 이방성(Δε)에 영향을 미치지 않고, 그 외의 여러 물성, 예를 들면, 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(TNI), 액정상 온도 범위, 상전이 온도 점도(η), 회전 점도(γ1) 굴절률 이방성(Δn)을 바람직한 범위로 조정할 수 있다.
상기 제2 성분으로서 사용하는 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물에 있어서, R21 및 R22는 서로 독립하여 탄소 원자수 1∼10의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기(이들 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환된 것, 또한 이들의 기 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 불소 원자 또는 염소 원자로 치환된 것도 포함한다)가 바람직하고, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 1∼5의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 3∼6의 알케닐옥시기가 보다 바람직하고, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼5의 알콕시기가 특히 바람직하다. 직쇄상인 것이 더 바람직하다.
M21, M22 및 M23은 서로 독립하여 트랜스-1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개의 -CH2-가 -O-로 치환되어 있는 것을 포함한다), 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=가 -N=으로 치환되어 있는 것을 포함한다), 3-플루오로-1,4-페닐렌기, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥세닐렌기, 1,4-비시클로[2.2.2]옥틸렌기, 피페리딘-1,4-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기가 바람직하고, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기, 1,4-페닐렌기 또는 1,4-비시클로[2.2.2]옥틸렌기가 보다 바람직하고, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 1,4-페닐렌기가 특히 바람직하다. o는 0, 1 또는 2가 바람직하고, 0 또는 1이 보다 바람직하다. L21 및 L22는 서로 독립하여 단결합, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-, -CF2O-, -CH=CH-, -CH=N-N=CH- 또는 -C≡C-가 바람직하고, 단결합, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2- 또는 -CH2O-가 보다 바람직하고, 단결합 또는 -CH2CH2-가 더 바람직하다.
상기의 선택지의 조합에 의해 형성되는 구조 중, -CH=CH-CH=CH-, -C≡C-C≡C- 및 -CH=CH-C≡C-는 화학적인 안정성으로부터 바람직하지 못하다. 또한 이들 구조 중의 수소 원자가 불소 원자로 치환된 것도 마찬가지로 바람직하지 못하다. 또한 산소끼리가 결합하는 구조, 황 원자끼리가 결합하는 구조 및 황 원자와 산소 원자가 결합하는 구조가 되는 것도 마찬가지로 바람직하지 못하다. 또한 질소 원자끼리가 결합하는 구조, 질소 원자와 산소 원자가 결합하는 구조 및 질소 원자와 황 원자가 결합하는 구조도 마찬가지로 바람직하지 못하다.
더 상술하면, 상기 일반식(Ⅱ)은 구체적인 구조로서 이하의 일반식(Ⅱ-A)∼일반식(Ⅱ-P)으로 이루어지는 군에서 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure 112016039968163-pat00031
(상기 일반식(Ⅱ-A)∼(Ⅱ-P) 중, R23 및 R24는 각각 독립적으로 탄소수 1∼10의 알킬기, 탄소수 1∼10의 알콕시기, 탄소수 2∼10의 알케닐기 또는 탄소수 3∼10의 알케닐옥시기를 나타낸다)
R23 및 R24는 각각 독립적으로 탄소수 1∼10의 알킬기, 탄소수 1∼10의 알콕시기 또는 탄소수 2∼10의 알케닐기가 보다 바람직하고, 탄소수 1∼5의 알킬기 또는 탄소수 1∼10의 알콕시기가 더 바람직하다. 직쇄상인 것이 더 바람직하다.
일반식(Ⅱ-A)∼일반식(Ⅱ-P)으로 표시되는 화합물 중, 일반식(Ⅱ-A), 일반식(Ⅱ-B), 일반식(Ⅱ-C), 일반식(Ⅱ-E), 일반식(Ⅱ-H), 일반식(Ⅱ-I), 일반식(Ⅱ-I) 또는 일반식(Ⅱ-K)으로 표시되는 화합물이 바람직하고, 일반식(Ⅱ-A), 일반식(Ⅱ-C), 일반식(Ⅱ-E), 일반식(Ⅱ-H) 또는 일반식(Ⅱ-I)으로 표시되는 화합물이 더 바람직하다.
본원 발명에서는 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물을 적어도 1종을 함유하지만, 1종∼10종 함유하는 것이 바람직하고, 2종∼8종 함유하는 것이 특히 바람직하고, 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물의 함유율의 하한값은 5질량%인 것이 바람직하고, 10질량%인 것이 보다 바람직하고, 20질량%인 것이 더 바람직하고, 30질량%인 것이 특히 바람직하고, 상한값으로서는 80질량%가 바람직하고, 70질량%가 더 바람직하고, 60질량%가 더 바람직하다.
본 발명에 따른 제3 성분은, 일반식(Ⅲa), 일반식(Ⅲb) 및 일반식(Ⅲc)으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종이다.
Figure 112016039968163-pat00032
상기 일반식(Ⅲa), (Ⅲb), (Ⅲc) 및 (M)으로 표시되는 유전적으로 양의 액정성 화합물을 액정 조성물에 포함함에 의해, 액정 분자 장축 방향의 유전율 ε//을 크게 할 수 있다. 유전율 이방성 Δε은 ε//-ε⊥로 주어지므로, 액정 조성물의 유전율 이방성(Δε)이 양이 되면 p형 액정으로서 전계 인가에 의해 액정 분자를 구동시킬 수 있게 된다. 사용 가능한 액정 표시 소자로서는, 예를 들면, TN형, STN형, OCB형, IPS형, FFS형, GH형 등을 들 수 있다.
상기 제3 성분으로서 사용하는 일반식(Ⅲa), 일반식(Ⅲb) 및 일반식(Ⅲc)으로 표시되는 화합물에 있어서, R31, R32 및 R33은 각각 독립하여, 탄소 원자수 1∼10의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기, 탄소수 1∼15의 직쇄상 알킬기 또는 탄소수 2∼15의 알케닐기(이들 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어 있는 것, 또한 이들의 기 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어 있는 것도 포함한다)가 바람직하고, 탄소수 1∼10의 직쇄상 알킬기, 탄소수 1∼10의 직쇄상 알콕시기 또는 탄소수 2∼10 알케닐기가 보다 바람직하고, 탄소수 1∼8의 직쇄상 알킬기 또는 탄소수 1∼8의 알콕시기가 특히 바람직하다.
M31, M32, M33, M34, M35, M36, M37 및 M38은 서로 독립하여, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 메틸렌기 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 메틸렌기는 -O- 또는 -S-로 치환되어 있는 것도 포함한다), 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=가 -N=으로 치환되어 있는 것도 포함한다), 1,4-시클로헥세닐렌기, 1,4-비시클로[2.2.2]옥틸렌기, 피페리딘-1,4-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 및 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기로 나타내는 기(각각의 기는 각각 수소 원자가 시아노기, 불소 원자, 트리플루오로메틸기, 트리플루오로메톡시기 또는 염소 원자로 치환되어 있는 것도 포함한다)가 바람직하고, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기, 1,4-페닐렌기, 3-플루오로-1,4-페닐렌기 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌기가 보다 바람직하고, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 1,4-페닐렌기가 더 바람직하고, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기가 특히 바람직하다.
L31, L32, L33, L34, L35, L36, L37 및 L38은 서로 독립하여 단결합, -OCO-, -COO-, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-, -CF2O- 또는 -C≡C-가 바람직하고, 단결합, -CH2CH2-, -(CH2)4- 또는 -C≡C-가 보다 바람직하고, 단결합 또는 -CH2CH2-가 특히 바람직하다.
X31, X32, X33, X34, X35, X36 및 X37은 서로 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내지만, X31이 불소 원자인 것이 바람직하고, X31 및 X32가 불소 원자인 것이 바람직하고, X33이 불소 원자인 것이 바람직하고, X33 및 X34가 불소 원자인 것이 바람직하고, X36이 불소 원자인 것이 바람직하고, X36 및 X37이 불소 원자인 것이 바람직하다.
Y31, Y32 및 Y33은 서로 독립하여 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 티오시아나토기, 트리플루오로메톡시기, 트리플루오로메틸기, 2,2,2-트리플루오로에틸기, 디플루오로메톡시기 또는 탄소 원자수 1∼12의 알킬기를 나타내는 것이 바람직하고, 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메톡시기, 트리플루오로메틸기, 2,2,2-트리플루오로에틸기 또는 탄소 원자수 1∼12의 알킬기를 나타내는 것이 바람직하고, 불소 원자를 나타내는 것이 특히 바람직하다.
p, q, r, s 및 t는 서로 독립하여, 0, 1 또는 2를 나타내지만, q+r 및 s+t는 2 이하를 나타낸다.
상기의 선택지의 조합에 의해 형성되는 구조 중, -CH=CH-CH=CH-, -C≡C-C≡C- 및 -CH=CH-C≡C-는 화학적인 안정성으로부터 바람직하지 못하다. 또한 이들 구조 중의 수소 원자가 불소 원자로 치환된 것도 마찬가지로 바람직하지 못하다. 또한 산소끼리가 결합하는 구조, 황 원자끼리가 결합하는 구조 및 황 원자와 산소 원자가 결합하는 구조가 되는 것도 마찬가지로 바람직하지 못하다. 또한 질소 원자끼리가 결합하는 구조, 질소 원자와 산소 원자가 결합하는 구조 및 질소 원자와 황 원자가 결합하는 구조도 마찬가지로 바람직하지 못하다.
구체적으로는 이하의 일반식(Ⅲa-1)으로 표시되는 구조를 나타내는 것이 바람직하다.
Figure 112016039968163-pat00033
(식 중, R34는 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기를 나타내고, L39 및 L40은 서로 독립하여 단결합, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-, -CF2O- 또는 -C≡C-를 나타내고, M38은 1,4-페닐렌기 또는 트랜스-1,4-시클로헥실렌기를 나타내고, X32는 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, p1은 0 또는 1을 나타내고, Y34는 시아노기, 불소 원자, 염소 원자, 트리플루오로메틸기, 플루오로메톡시기, 디플루오로메톡시기 또는 트리플루오로메톡시기를 나타낸다)
또한 구체적으로는 이하의 일반식(Ⅲa-2a)∼일반식(Ⅲa-4d)
Figure 112016039968163-pat00034
Figure 112016039968163-pat00035
Figure 112016039968163-pat00036
(식 중, R34는 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기를 나타내고, X31 및 X32는 서로 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Y31은 시아노기, 불소 원자, 염소 원자, 트리플루오로메틸기, 플루오로메톡시기, 디플루오로메톡시기 또는 트리플루오로메톡시기를 나타낸다)으로 표시되는 구조가 바람직하고,
Figure 112016039968163-pat00037
(식 중, R34는 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기를 나타내고, Y31은 시아노기, 불소 원자, 염소 원자, 트리플루오로메틸기, 플루오로메톡시기, 디플루오로메톡시기 또는 트리플루오로메톡시기를 나타낸다)으로 표시되는 구조도 바람직하다.
일반식(Ⅲb)은 구체적인 구조로서 이하의 일반식
Figure 112016039968163-pat00038
Figure 112016039968163-pat00039
Figure 112016039968163-pat00040
(식 중, R35는 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기를 나타내고, Y35는 시아노기, 불소 원자, 염소 원자, 트리플루오로메틸기, 플루오로메톡시기, 디플루오로메톡시기 또는 트리플루오로메톡시기를 나타낸다)으로 표시되는 구조가 바람직하고,
일반식(Ⅲc)은 구체적인 구조로서 이하의 일반식
Figure 112016039968163-pat00041
Figure 112016039968163-pat00042
Figure 112016039968163-pat00043
(식 중, R36은 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기를 나타내고, Y36은 시아노기, 불소 원자, 염소 원자, 트리플루오로메틸기, 플루오로메톡시기, 디플루오로메톡시기 또는 트리플루오로메톡시기를 나타낸다)으로 표시되는 구조가 바람직하다.
일반식(Ⅲa), 일반식(Ⅲb) 및 일반식(Ⅲc)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 화합물을 적어도 1종을 함유하지만, 1종∼10종 함유하는 것이 바람직하고, 2종∼8종 함유하는 것이 특히 바람직하고, 일반식(Ⅲa), 일반식(Ⅲb) 및 일반식(Ⅲc)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군의 함유율의 하한값은 5질량%인 것이 바람직하고, 10질량%인 것이 보다 바람직하고, 20질량%인 것이 바람직하고, 상한값은 80질량%가 바람직하고, 70질량%가 바람직하고, 60질량%가 바람직하고, 50질량%가 더 바람직하다.
본 발명에 따른 제4 성분은, 일반식(Ⅳa), 일반식(Ⅳb) 및 일반식(Ⅳc)으로 표시되는 화합물 :
Figure 112016039968163-pat00044
로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종이다.
상기 일반식(Ⅳa), (Ⅳb) 및 (Ⅳc)으로 표시되는 유전적으로 음의 액정성 화합물을 액정 조성물에 포함함에 의해, 액정 분자 단축 방향의 유전율 ε⊥을 크게 할 수 있다. 유전율 이방성 Δε은 ε//-ε⊥로 주어지므로, 액정 조성물의 유전율 이방성(Δε)이 음이 되면 n형 액정으로서 전계 인가에 의해 액정 분자를 구동시킬 수 있게 된다. 사용 가능한 액정 표시 소자로서는, 예를 들면, VA형, MVA형, IPS형, FFS형, GH형 등을 들 수 있다.
또한, 일반식(Ⅳa), 일반식(Ⅳb) 및 일반식(Ⅳc)으로 표시되는 화합물에 있어서, R41, R42, R43, R44, R45 및 R46은 서로 독립하여 탄소 원자수 1∼10의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기, 탄소수 1∼15의 직쇄상 알킬기 또는 탄소수 2∼15의 알케닐기(이들 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어 있는 것, 또한 이들의 기 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어 있는 것도 포함한다)가 바람직하고, 탄소수 1∼10의 직쇄상 알킬기, 탄소수 1∼10의 직쇄상 알콕시기 또는 탄소수 2∼10의 직쇄상 알케닐기가 보다 바람직하고, 탄소수 1∼8의 직쇄상 알킬기 또는 탄소수 1∼8의 직쇄상 알콕시기가 특히 바람직하다.
M41, M42, M43, M44, M45, M46, M47, M48 및 M49는 서로 독립하여, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어 있는 것도 포함한다), 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어 있는 것도 포함한다), 1,4-시클로헥세닐렌기, 1,4-비시클로[2.2.2]옥틸렌기, 피페리딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 및 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기로 나타내는 기(각각의 기에 포함되는 수소 원자가 각각 시아노기, 불소 원자, 트리플루오로메틸기, 트리플루오로메톡시기 또는 염소 원자로 치환되어 있는 것도 포함한다)가 바람직하고, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기, 1,4-페닐렌기, 3-플루오로-1,4-페닐렌기 또는 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌기가 보다 바람직하고, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 1,4-페닐렌기가 더 바람직하고, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기가 특히 바람직하다.
L41, L42, L43, L44, L45, L46, L47, L48 및 L49는 서로 독립하여 단결합, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCO-, -COO-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-, -CF2O- 또는 -C≡C-가 바람직하고, 단결합, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-, -CF2O- 또는 -C≡C-가 보다 바람직하다.
X41, X42, X43, X44, X45, X46, X47 및 X48은 서로 독립하여 수소 원자, 트리플루오로메틸기, 트리플루오로메톡시기, 염소 원자 또는 불소 원자를 나타내지만, X42가 불소 원자인 것이 바람직하고, X41 및 X42가 불소 원자인 것이 바람직하고, X41이 염소 원자이며 X42가 불소 원자인 것이 바람직하고, X43이 불소 원자인 것이 바람직하고, X43 및 X44가 불소 원자인 것이 바람직하고, X43 및 X45가 불소 원자인 것이 바람직하고, X43, X44 및 X45가 불소 원자인 것이 바람직하고, X46이 불소 원자인 것이 바람직하고, X47 및 X48이 불소 원자인 것이 바람직하다.
G는 메틸렌기 또는 -O-를 나타내고, -O-가 바람직하다.
u, v, w, x, y 및 z는 서로 독립하여, 0, 1 또는 2를 나타내지만, u+v, w+x 및 y+z는 2 이하가 바람직하다.
상기의 선택지의 조합에 의해 형성되는 구조 중, -CH=CH-CH=CH-, -C≡C-C≡C- 및 -CH=CH-C≡C-는 화학적인 안정성으로부터 바람직하지 못하다. 또한 이들 구조 중의 수소 원자가 불소 원자로 치환된 것도 마찬가지로 바람직하지 못하다. 또한 산소끼리가 결합하는 구조, 황 원자끼리가 결합하는 구조 및 황 원자와 산소 원자가 결합하는 구조가 되는 것도 마찬가지로 바람직하지 못하다. 또한 질소 원자끼리가 결합하는 구조, 질소 원자와 산소 원자가 결합하는 구조 및 질소 원자와 황 원자가 결합하는 구조도 마찬가지로 바람직하지 못하다.
일반식(Ⅳa)으로 표시되는 화합물에 있어서, 구체적으로는 이하의 일반식(Ⅳa-1)으로 표시되는 구조를 나타내는 것이 바람직하다.
Figure 112016039968163-pat00045
(식 중, R47 및 R48은 서로 독립하여 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기를 나타내고, L50, L51 및 L52는 서로 독립하여 단결합, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-, -CF2O- 또는 -C≡C-를 나타내고, M50은 1,4-페닐렌기 또는 트랜스-1,4-시클로헥실렌기를 나타내고, u1 및 v1은 서로 독립하여 0 또는 1을 나타낸다)
또한 구체적으로는 이하의 일반식(Ⅳa-2a)∼일반식(Ⅳa-3k)
Figure 112016039968163-pat00046
Figure 112016039968163-pat00047
(식 중, R47 및 R48은 서로 독립하여 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기를 나타낸다)으로 표시되는 구조가 바람직하고, R47 및 R48이 서로 독립하여 탄소 원자수 1∼8의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기가 더 바람직하다.
일반식(Ⅳb)으로 표시되는 화합물에 있어서, 구체적으로는 이하의 일반식(Ⅳb-1)으로 표시되는 구조를 나타내는 것이 바람직하다.
Figure 112016039968163-pat00048
(식 중, R49 및 R50은 서로 독립하여 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기를 나타내고, L52, L53 및 L54는 서로 독립하여 단결합, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-, -CF2O- 또는 -C≡C-를 나타내고, M51, M52 및 M53은 1,4-페닐렌기 또는 트랜스-1,4-시클로헥실렌기를 나타내고, w1 및 x1은 독립하여 0, 1 또는 2를 나타내지만, w1+x1은 2 이하를 나타낸다)
또한 구체적으로는 이하의 일반식(Ⅳb-2a)∼(Ⅳb-3f)
Figure 112016039968163-pat00049
Figure 112016039968163-pat00050
(식 중, R49 및 R50은 서로 독립하여 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기를 나타낸다)으로 표시되는 구조가 바람직하다.
일반식(Ⅳc)으로 표시되는 화합물에 있어서, 구체적으로는 이하의 일반식(Ⅳc-1a) 및 일반식(Ⅳc-1b)으로 표시되는 구조를 나타내는 것이 바람직하다.
Figure 112016039968163-pat00051
(식 중, R51 및 R52는 서로 독립하여 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기를 나타내고, L56, L57 및 L58은 서로 독립하여 단결합, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-, -CF2O- 또는 -C≡C-를 나타내고, M54, M55 및 M56은 1,4-페닐렌기 또는 트랜스-1,4-시클로헥실렌기를 나타내고, y1 및 z1은 독립하여 0, 1 또는 2를 나타내지만, y1+z1은 2 이하를 나타낸다)
또한 구체적으로는 이하의 일반식(Ⅳc-2a)∼(Ⅳc-2g)
Figure 112016039968163-pat00052
(식 중, R51 및 R52는 서로 독립하여 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기를 나타낸다)
제3 성분으로서 사용하는 일반식(Ⅲa), 일반식(Ⅲb) 및 일반식(Ⅲc)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 화합물 또는 일반식(Ⅳa), 일반식(Ⅳb) 및 일반식(Ⅳc)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 화합물을 적어도 1종을 함유하지만, 2종∼10종 함유하는 것이 바람직하고, 2종∼8종 함유하는 것이 특히 바람직하고, 함유율의 하한값이 5질량%인 것이 바람직하고, 10질량%인 것이 보다 바람직하고, 20질량%인 것이 보다 바람직하고, 상한값이 80질량%인 것이 바람직하고, 70질량%인 것이 바람직하고, 60질량%인 것이 바람직하고, 50질량%인 것이 바람직하다.
일반식(Ⅳ)의 화합물로서, 일반식(Np-1) 및 (Np-2)
Figure 112016039968163-pat00053
(식 중, RNp1 및 RNp2는 각각 독립적으로 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기를 나타내고, 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-로 치환되어도 되며, 또한, 기 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 각각 독립적으로 불소 원자로 치환되어도 되며,
XNp1, XNp2, XNp3, XNp4 및 XNp5는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 불소 원자를 나타낸다)으로 표시되는 화합물도 바람직하다.
PSA 모드 또는 PSVA 모드 등의 액정 표시 소자를 제작할 시에 사용되는 중합성 화합물을 함유시킨 액정 조성물에 대하여, 일반식(Np-1) 및 (Np-2)의 화합물을 함유시킴에 의해 함유하는 중합성 화합물의 중합 속도를 충분히 빠르게 시키고, 중합 후의 중합성 화합물의 잔류량이 없거나, 충분히 억제시키는 효과가 있다. 그 때문에, 예를 들면, 중합성 화합물을 중합시키기 위한 UV 조사 램프의 사양에 적합시키기 위한 중합 반응 속도의 조정제로서 사용할 수도 있다.
본 발명에 따른 액정 화합물은, 상기 제1 성분, 제2 성분, 제3 성분 및 후술의 제4 성분 이외에, 이하의 하기 일반식(M)으로 표시되는 화합물 중, 어느 1종 이상을 함유하는 것이 바람직하다.
Figure 112016039968163-pat00054
(식 중, RM1은 탄소 원자수 1∼8의 알킬기를 나타내고, 당해 알킬기 중의 1개 또는 비인접의 2개 이상의 -CH2-는 각각 독립하여 -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해 치환되어 있어도 되며,
PM은, 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고,
CM1 및 CM2는 각각 독립하여,
(d) 1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어도 된다) 및
(e) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어도 된다)
으로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고, 상기의 기(d), 기(e)는 각각 독립하여 시아노기, 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 되며,
KM1 및 KM2는 각각 독립하여 단결합, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-, -CF2O-, -COO-, -OCO- 또는 -C≡C-를 나타내고,
PM이 2, 3 또는 4로서 KM1이 복수 존재하는 경우에는, 그들은 동일해도 달라도 되며, PM이 2, 3 또는 4로서 CM2가 복수 존재하는 경우에는, 그들은 동일해도 달라도 되며,
XM1 및 XM3은 각각 독립하여 수소 원자, 염소 원자 또는 불소 원자를 나타내고,
XM2는, 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 플루오로메톡시기, 디플루오로메톡시기, 트리플루오로메톡시기 또는 2,2,2-트리플루오로에틸기를 나타낸다. 단, 일반식(i)으로 표시되는 화합물 및 일반식(ii)으로 표시되는 화합물을 제외한다)
조합시킬 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 소망의 성능에 따라 상기 일반식(M)으로 표시되는 복수의 화합물을 조합시켜서 사용할 수 있다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이다. 혹은 본 발명의 다른 실시형태에서는 2종류이다. 또한, 본 발명의 다른 실시형태에서는 3종류이다. 또한, 본 발명의 다른 실시형태에서는 4종류이다. 또한, 본 발명의 다른 실시형태에서는 5종류이다. 또한, 본 발명의 다른 실시형태에서는 6종류이다. 또한, 본 발명의 다른 실시형태에서는 7종류 이상이다.
또한, 본 발명의 액정 조성물의 총 질량에 대하여, 상기 일반식(M)으로 표시되는 화합물의 함유량은, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1∼95질량%이다. 또한, 본 발명의 다른 실시형태로서는 상기 화합물의 함유량은 1∼85질량%이다. 본 발명의 또 다른 실시형태로서는 상기 화합물의 함유량은 1∼75질량%이다. 본 발명의 또 다른 실시형태로서 상기 화합물의 함유량은 1∼65질량%이다. 본 발명의 또 다른 실시형태로서 상기 화합물의 함유량은 1∼55질량%이다. 본 발명의 또 다른 실시형태로서 상기 화합물의 함유량은 1∼45질량%이다. 본 발명의 또 다른 실시형태로서 상기 화합물의 함유량은 1∼35질량%이다. 본 발명의 또 다른 실시형태로서 상기 화합물의 함유량은 1∼25질량%이다.
RM1은, 그것이 결합하는 환구조가 페닐기(방향족)인 경우에는, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기 및 탄소 원자수 4∼5의 알케닐기가 바람직하고, 그것이 결합하는 환구조가 시클로헥산, 피란 및 디옥산 등의 포화한 환구조의 경우에는, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기 및 직쇄상의 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 바람직하다.
일반식(M)으로 표시되는 화합물은 액정 조성물의 화학적인 안정성이 요구되는 경우에는 염소 원자를 그 분자 내에 갖지 않는 것이 바람직하다. 또한 액정 조성물 내에 염소 원자를 갖는 화합물이 5% 이하인 것이 바람직하고, 3% 이하인 것이 바람직하고, 1% 이하인 것이 바람직하고, 0.5% 이하인 것이 바람직하고, 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다. 실질적으로 함유하지 않는다는 것은, 화합물 제조 시의 불순물로서 생성한 화합물 등의 의도하지 않고 염소 원자를 포함하는 화합물만이 액정 조성물에 혼입하는 것을 의미한다.
일반식(M)으로 표시되는 화합물은, 예를 들면 일반식(Ⅷ)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure 112016039968163-pat00055
(식 중, R8은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기를 나타내고, X81∼X85는 각각 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Y8은 불소 원자 또는 -OCF3을 나타낸다)
조합시킬 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 소망의 성능에 따라 상기 일반식(Ⅷ)으로 표시되는 복수의 화합물을 조합시켜서 사용할 수 있다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 1종류이다. 혹은 본 발명의 다른 실시형태에서는 2종류이다. 또한, 본 발명의 다른 실시형태에서는 3종류 이상이다.
본 발명의 액정 조성물의 총 질량에 대하여, 상기 일반식(Ⅷ)으로 표시되는 화합물의 함유량은, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 2∼40질량%이다. 또한, 예를 들면 본 발명의 다른 실시형태로서는 상기 화합물의 함유량은 4∼40질량%이다. 예를 들면, 본 발명의 또 다른 실시형태로서는 상기 화합물의 함유량은 5∼40질량%이다. 예를 들면 본 발명의 또 다른 실시형태로서는 상기 화합물의 함유량은 6∼40질량%이다. 예를 들면 본 발명의 또 다른 실시형태로서는 상기 화합물의 함유량은 7∼40질량%이다. 예를 들면 본 발명의 또 다른 실시형태로서는 상기 화합물의 함유량은 8∼40질량%이다. 예를 들면 본 발명의 또 다른 실시형태로서는 상기 화합물의 함유량은 9∼40질량%이다. 예를 들면, 본 발명의 또 다른 실시형태로서는 상기 화합물의 함유량은 10∼40질량%이다. 예를 들면 본 발명의 또 다른 실시형태로서는 상기 화합물의 함유량은 11∼40질량%이다. 예를 들면 본 발명의 또 다른 실시형태로서는 상기 화합물의 함유량은 12∼40질량%이다. 예를 들면 본 발명의 또 다른 실시형태로서는 상기 화합물의 함유량은 14∼40질량%이다. 예를 들면 본 발명의 또 다른 실시형태로서는 상기 화합물의 함유량은 15∼40질량%이다. 예를 들면, 본 발명의 또 다른 실시형태로서는 상기 화합물의 함유량은 21∼40질량%이다. 예를 들면, 본 발명의 또 다른 실시형태로서는 상기 화합물의 함유량은 23∼40질량%이다.
또한, 본 발명의 액정 조성물의 총 질량에 대하여, 상기 화합물의 함유량은, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태로서는 2∼40질량%이다. 또한, 본 발명의 다른 실시형태로서는 상기 화합물의 함유량은 2∼30질량%이다. 본 발명의 또 다른 실시형태로서는 상기 화합물의 함유량은 2∼25질량%이다. 본 발명의 또 다른 실시형태로서 상기 화합물의 함유량은 2∼21질량%이다. 본 발명의 또 다른 실시형태로서 상기 화합물의 함유량은 2∼16질량%이다. 본 발명의 또 다른 실시형태로서 상기 화합물의 함유량은 2∼12질량%이다. 본 발명의 또 다른 실시형태로서 상기 화합물의 함유량은 2∼8질량%이다. 본 발명의 또 다른 실시형태로서 상기 화합물의 함유량은 2∼5질량%이다.
또한, 일반식(Ⅷ)으로 표시되는 화합물은, 구체적으로는 식(26.1)∼식(26.4)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식(26.1) 또는 식(26.2)으로 표시되는 화합물이 바람직하고, 식(26.2)으로 표시되는 화합물이 더 바람직하다.
Figure 112016039968163-pat00056
Figure 112016039968163-pat00057
Figure 112016039968163-pat00058
Figure 112016039968163-pat00059
상기 일반식(M)으로 표시되는 화합물은, 일반식(X-6)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure 112016039968163-pat00060
(식 중, R10은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기를 나타낸다)
조합시킬 수 있는 화합물에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등을 고려하여 1종 또는 2종류 이상의 상기 일반식(X-6)으로 표시되는 화합물을 조합시키는 것이 바람직하다.
상기 화합물 중 1종만을 사용하는 경우에는, 상기 총 질량에 대한 상기 화합물의 함유량의 하한값으로서는 1%가 바람직하고, 2%가 보다 바람직하고, 3%가 더 바람직하고, 상기 총 질량에 대한 상기 화합물의 함유량의 상한값으로서는 15%가 바람직하고, 12%가 보다 바람직하고, 10%가 더 바람직하고, 8%가 특히 바람직하고, 7%가 가장 바람직하다.
상기 화합물 중 2종을 사용하는 경우에는, 상기 총 질량에 대한 상기 2종의 화합물의 합계의 함유량의 하한값으로서는 4%가 바람직하고, 5%가 보다 바람직하고, 6%가 더 바람직하고, 상기 총 질량에 대한 상기 2종의 화합물의 합계의 함유량의 상한값으로서는 25%가 바람직하고, 20%가 보다 바람직하고, 18%가 더 바람직하고, 16%가 더 바람직하다.
예를 들면, 본 발명의 하나의 실시형태에서는 본 발명의 액정 조성물의 총 질량에 대하여 상기 일반식(X-6)으로 표시되는 화합물의 함유량은, 3∼30질량%, 다른 실시형태에서는 3∼25질량%, 또 다른 실시형태에서는 3∼10질량%, 또 다른 실시형태에서는 3∼7질량%, 또 다른 실시형태에서는 5∼10질량%, 또 다른 실시형태에서는 6∼16질량%, 또 다른 실시형태에서는 14∼20질량%이다.
또한, 예를 들면, 본 발명의 하나의 실시형태에서는, 본 발명의 액정 조성물의 총 질량에 대하여 상기 화합물의 함유량은, 1∼30질량%, 다른 실시형태에서는 1∼20질량%, 또 다른 실시형태에서는 1∼13질량%, 또 다른 실시형태에서는 1∼10질량%, 또 다른 실시형태에서는 1∼7질량%, 또 다른 실시형태에서는 1∼3질량%이다.
또한, 본 발명의 액정 조성물에 사용되는 일반식(X-6)으로 표시되는 화합물은, 구체적으로는 식(44.1)∼식(44.4)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다. 이들 중에서도 식(44.1) 및/또는 식(44.2)으로 표시되는 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.
Figure 112016039968163-pat00061
Figure 112016039968163-pat00062
Figure 112016039968163-pat00063
Figure 112016039968163-pat00064
또한, 일반식(M)으로 표시되는 화합물은, 일반식(Ⅸ-1-1)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure 112016039968163-pat00065
(상기 식 중, R9는 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기를 나타낸다)
조합시킬 수 있는 화합물의 종류에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 소망의 성능에 따라 상기 일반식(Ⅸ-1-1)으로 표시되는 복수의 화합물을 조합시켜서 사용할 수 있다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시형태에서는 1종류이다. 혹은 본 발명의 다른 실시형태에서 2종류이다.
상기 총 질량에 대한 상기 일반식(Ⅸ-1-1)으로 표시되는 화합물의 함유량은, 하나의 실시형태에서는 1∼40질량%, 다른 실시형태에서는 1∼35질량%, 또 다른 실시형태에서는 1∼30질량%, 또 다른 실시형태에서는 1∼25질량%, 또 다른 실시형태에서는 1∼10질량%, 또 다른 실시형태에서는 1∼7질량%, 또 다른 실시형태에서는 1∼5질량%이다.
또한, 상기 일반식(Ⅸ-1-1)으로 표시되는 화합물은, 식(28.1)∼식(28.5)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다. 당해 액정 조성물은, 식(28.3) 및 식(28.5)으로 표시되는 화합물 중 어느 1종 또는 2종을 함유하는 것이 바람직하다.
Figure 112016039968163-pat00066
Figure 112016039968163-pat00067
Figure 112016039968163-pat00068
Figure 112016039968163-pat00069
Figure 112016039968163-pat00070
또한, 본 발명의 액정 조성물에 사용되는 일반식(M)으로 표시되는 화합물은, 일반식(XI-1)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure 112016039968163-pat00071
(식 중, R110은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기를 나타낸다)
조합시킬 수 있는 화합물에 특히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등을 고려하여, 상기 일반식(XI-1)으로 표시되는 복수의 화합물을, 실시형태마다 적의 조합시킬 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 하나의 실시형태에서는 1종류, 다른 실시형태에서는 2종류, 또 다른 실시형태에서는 3종류 이상 조합시킨다.
일반식(XI-1)으로 표시되는 화합물의 함유량은, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성 등을 고려하여, 본 발명의 액정 조성물의 총 질량에 대하여 1질량% 이상 20질량% 이하인 것이 바람직하고, 3질량% 이상 20질량% 이하가 보다 바람직하고, 4질량% 이상 20질량% 이하가 더 바람직하고, 6질량% 이상 15질량% 이하가 더 바람직하고, 9질량% 이상 12질량% 이하가 특히 바람직하다.
또한, 본 발명의 액정 조성물에 사용되는 일반식(XI-1)으로 표시되는 화합물은, 구체적으로는 식(45.1)∼식(45.4)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 그 중에서도 식(45.2)∼식(45.4)으로 표시되는 화합물을 함유하는 것이 바람직하고, 식(45.2)으로 표시되는 화합물을 함유하는 것이 보다 바람직하다.
Figure 112016039968163-pat00072
Figure 112016039968163-pat00073
Figure 112016039968163-pat00074
Figure 112016039968163-pat00075
본 발명에 있어서, 중합성 화합물 함유 액정 조성물에 포함되는 일반식(I)으로 표시되는 중합성 화합물, 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물 및, 일반식(Ⅲa)∼(Ⅲc)으로 표시되는 화합물 및 일반식(Ⅳa)∼(Ⅳc)으로 표시되는 화합물에 있어서, -O-O-, -O-S- 및 -S-S- 등의 헤테로 원자끼리가 직접 결합하는 부분 구조를 취하는 경우는 없다.
본 발명에 따른 중합성 화합물 함유 액정 화합물의 바람직한 일 태양은, 일반식(I)에서 선택되는 화합물을 0.01∼2질량%과, 일반식(Ⅱ)에서 선택되는 화합물을 5∼70질량%과, 일반식(Ⅲa), 일반식(Ⅲb) 및 일반식(Ⅲc)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 화합물 또는 일반식(Ⅳa), 일반식(Ⅳb) 및 일반식(Ⅳc)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 화합물을 5∼70질량%를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 중합성 화합물 함유 액정 화합물의 바람직한 일 태양은, 일반식(I)에서 선택되는 화합물을 0.01∼2질량%과, 일반식(Ⅱ)에서 선택되는 화합물을 5∼70질량%과, 일반식(M)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 화합물을 5∼70질량%를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 20℃에 있어서의 굴절률 이방성(Δn)이 0.08∼0.25이지만, 0.09∼0.15가 보다 바람직하고, 0.09∼0.13이 특히 바람직하다. 더 상술하면, 얇은 셀갭에 대응하는 경우에는 0.10∼0.13인 것이 바람직하고, 두꺼운 셀갭에 대응하는 경우에는 0.08∼0.10인 것이 바람직하다.
본원 발명의 액정 조성물에 있어서, Δε은 액정 표시 소자의 표시 모드에 의해, 양 또는 음의 Δε을 갖는 것을 사용할 수 있다. 음의 Δε을 갖는 경우에는 MVA 모드, PSVA 모드, n-IPS 모드, n-FFS 모드 등에 사용할 수 있고, 이들의 액정 표시 소자에 있어서는, Δε은, -1 이하가 바람직하고, -2 이하가 보다 바람직하다. 양의 Δε을 갖는 경우에는 TN 모드, IPS 모드, FFS 모드 등에 사용할 수 있고, 이들의 액정 표시 소자에 있어서는, Δε은, +3 이상이 바람직하고, +5 이상이 보다 바람직하다.
본원 발명의 액정 조성물은, 넓은 액정상 온도 범위(액정상 하한 온도와 액정상 상한 온도의 차의 절대값)를 갖지만, 액정상 온도 범위가 100℃ 이상인 것이 바람직하고, 120℃ 이상이 보다 바람직하다. 또한, 액정상 상한 온도는 70℃ 이상인 것이 바람직하고, 80℃ 이상이 보다 바람직하다. 또한, 액정상 하한 온도는 -20℃ 이하인 것이 바람직하고, -30℃ 이하가 보다 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 20℃에 있어서의 점도(η)가 5∼30mPa·s이지만, 10∼25mPa·s인 것이 보다 바람직하고, 10∼22mPa·s인 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 20℃에 있어서의 회전 점성(γ1)이 60∼150mPa·s이지만, 60∼110mPa·s인 것이 보다 바람직하고, 60∼100mPa·s인 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(Tni)가 60℃∼120℃이지만, 70℃∼100℃가 더 바람직하고, 70℃∼85℃가 특히 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 탄성 상수(K33)가 12.5 이상이지만, 13.0 이상이 바람직하고, 13.5 이상이 더 바람직하고, 14.0 이상이 특히 바람직하다.
본원 발명의 액정 조성물은, 상기의 화합물 이외에, 통상의 네마틱 액정, 스멕틱 액정, 콜레스테릭 액정 등을 함유하고 있어도 된다.
본 발명에 따른 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 p형의 액정 조성물로서 사용하는 경우에는, 일반식(I)으로 표시되는 화합물과, 일반식(Ⅲa)∼일반식(Ⅲc)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 필수로서 포함하고, 필요에 따라 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물이나, 일반식(Ⅳa)∼일반식(Ⅳv)으로 표시되는 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 n형의 액정 조성물로서 사용하는 경우에는, 일반식(I)으로 표시되는 화합물과, 일반식(Ⅳa)∼일반식(Ⅳc)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 필수로서 포함하고, 필요에 따라 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물이나, 일반식(Ⅲa)∼일반식(Ⅲc)으로 표시되는 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.
본원 발명의 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물은, 중합 개시제가 존재하지 않는 경우에도 중합은 진행하지만, 중합을 촉진하기 위해서 중합 개시제를 함유하고 있어도 된다. 중합 개시제로서는, 벤조인에테르류, 벤조페논류, 아세토페논류, 벤질케탈류, 아실포스핀옥사이드류 등을 들 수 있다.
본원 발명의 액정 조성물에는, 그 보존 안정성을 향상시키기 위해서, 안정제를 첨가할 수도 있다. 사용할 수 있는 안정제로서는, 예를 들면, 히드로퀴논류, 히드로퀴논모노알킬에테르류, 제3부틸카테콜류, 피로갈롤류, 티오페놀류, 니트로 화합물류, β-나프틸아민류, β-나프톨류, 니트로소 화합물 등을 들 수 있다. 안정제를 사용하는 경우의 첨가량은, 액정 조성물에 대하여 0.005∼1질량%의 범위가 바람직하고, 0.02∼0.5질량%가 더 바람직하고, 0.03∼0.1질량%가 특히 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 또한, 일반식(Q)으로 표시되는 화합물을 함유해도 된다.
Figure 112016039968163-pat00076
식 중, RQ는, 탄소 원자수 1∼22의 직쇄 알킬기 또는 분기쇄 알킬기를 나타내고, 기 중의 1개 또는 비인접의 2개 이상의 CH2기는, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO-, -COO-, -C≡C-, -CF2O-, -OCF2-에 의해 치환되어 있어도 된다.
MQ는, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기, 1,4-페닐렌기 또는 단결합을 나타낸다.
일반식(Q)으로 표시되는 화합물은, 구체적으로는, 하기의 일반식(Q-a)∼일반식(Q-e)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure 112016039968163-pat00077
Figure 112016039968163-pat00078
Figure 112016039968163-pat00079
Figure 112016039968163-pat00080
Figure 112016039968163-pat00081
식 중, RQ1은, 탄소 원자수 1∼10의 직쇄 알킬기 또는 분기쇄 알킬기가 바람직하다.
RQ2는, 탄소 원자수 1∼20의 직쇄 알킬기 또는 분기쇄 알킬기가 바람직하다.
RQ3은, 탄소 원자수 1∼8의 직쇄 알킬기, 분기쇄 알킬기, 직쇄 알콕시기 또는 분기쇄 알콕시기가 바람직하다.
LQ는 탄소 원자수 1∼8의 직쇄 알킬렌기 또는 분기쇄 알킬렌기가 바람직하다.
LQ2는 탄소 원자수 2∼12의 직쇄 알킬렌기 또는 분기쇄 알킬렌기가 바람직하다.
일반식(Q-a)∼일반식(Q-e)으로 표시되는 화합물 중, 일반식(Q-c), 일반식(Q-d) 및 일반식(Q-e)으로 표시되는 화합물이 더 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물은, 일반식(Q)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하지만, 1종∼5종 함유하는 것이 바람직하고, 1종∼3종 함유하는 것이 더 바람직하고, 1종 함유하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 그 함유량은 0.001질량%∼1질량%인 것이 바람직하고, 0.001질량%∼0.1질량%가 더 바람직하고, 0.001질량%∼0.05질량%가 특히 바람직하다.
본원 발명의 액정 조성물은, 액정 조성물 중의 중합성 화합물이 중합함에 의해 액정 배향능이 부여되어, 액정 조성물의 복굴절을 이용하여 광의 투과 광량을 제어하는 액정 표시 소자에 사용된다. 액정 표시 소자로서, AM-LCD(액티브 매트릭스 액정 표시 소자), TN-LCD(트위스티드 네마틱 액정 표시 소자), STN-LCD(수퍼 트위스티드 네마틱 액정 표시 소자), OCB-LCD 및 IPS-LCD(인플레인 스위칭 액정 표시 소자)에 유용하지만, AM-LCD에 특히 유용하며, 투과형 혹은 반사형의 액정 표시 소자에 사용할 수 있다.
액정 표시 소자에 사용되는 액정셀의 2매의 기판은 유리 또는 플라스틱과 같은 유연성을 가지는 투명한 재료를 사용할 수 있고, 한쪽은 실리콘 등의 불투명한 재료여도 된다. 투명 전극층을 갖는 투명 기판은, 예를 들면, 유리판 등의 투명 기판 상에 인듐주석옥사이드(ITO)를 스퍼터링함에 의해 얻을 수 있다.
컬러 필터는, 예를 들면, 안료 분산법, 인쇄법, 전착법 또는, 염색법 등에 의해 제작할 수 있다. 안료 분산법에 의한 컬러 필터의 제작 방법을 일례로 설명하면, 컬러 필터용의 경화성 착색 조성물을, 당해 투명 기판 상에 도포하고, 패터닝 처리를 실시하고, 그리고 가열 또는 광조사에 의해 경화시킨다. 이 공정을, 적, 녹, 청 및/또는 그 외의 색에 대해서 각각 행함으로써, 컬러 필터용의 화소부를 작성할 수 있다. 그 외, 당해 기판 상에, TFT, 박막 다이오드, 금속 절연체 금속 비저항 소자 등의 능동 소자를 마련한 화소 전극을 설치해도 된다.
2매의 기판 간에 고분자 안정화 액정 조성물을 협지시키기 위한 방법은, 통상의 진공 주입법 또는 ODF법 등을 사용할 수 있다. 우선, 투명 전극층이 내측이 되도록 상기 기판을 대향시킨다. 그때, 스페이서를 통하여, 기판의 간격을 조정해도 된다. 이때에는, 얻어지는 조광층의 두께가 1∼100㎛가 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 1.5∼10㎛가 더 바람직하고, 편광판을 사용하는 경우에는, 콘트라스트가 최대가 되도록 액정의 굴절률 이방성 Δn과 셀 두께 d와의 곱을 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 2매의 편광판이 있는 경우에는, 각 편광판의 편광축을 조정하여 시야각이나 콘트라스트가 양호해지도록 조정할 수도 있다. 또한, 시야각을 넓히기 위한 위상차 필름도 사용할 수도 있다. 스페이서로서는, 예를 들면, 유리 입자, 플라스틱 입자, 알루미나 입자, 포토레지스트 재료 등을 들 수 있다. 그 후, 주입 방식에 따라 적절한 방법으로 열경화성 또는 감광성 조성물 등의 씰제를 사용하고, 일정 간격을 유지한 기판 간을 봉지할 수 있다.
중합성 화합물을 중합시키는 방법으로서는, 신속한 중합의 진행이 바람직하므로, 자외선 또는 전자선 등의 활성 에너지선을 조사함에 의해 중합시키는 방법이 바람직하다. 자외선을 사용하는 경우, 편광 광원을 사용해도 되며, 비편광 광원을 사용해도 된다. 또한, 액정 조성물을 2매의 기판 간에 협지시킨 상태에서 중합을 행하는 경우에는, 적어도 조사면 측의 기판은 활성 에너지선에 대하여 적당한 투명성이 주어져 있지 않으면 안 된다. 또한, 광조사 시에 마스크를 사용하여 특정 부분만을 중합시킨 후, 전장이나 자장 또는 온도 등의 조건을 변화시킴에 의해, 미중합 부분의 배향 상태를 변화시키고, 또한 활성 에너지선을 조사하여 중합시킨다는 수단을 사용해도 된다. 특히 자외선 노광할 때에는, 중합성 화합물 함유 액정 조성물에 교류 전계를 인가하면서 자외선 노광하는 것이 바람직하다. 인가하는 교류 전계는, 주파수 10㎐∼10㎑의 교류가 바람직하고, 주파수 50㎐∼10㎑가 보다 바람직하고, 전압은 액정 표시 소자의 소망의 프리틸트각에 의존하여 선택된다. 즉, 인가하는 전압에 의해 액정 표시 소자의 프리틸트각을 제어할 수 있다. MVA 모드의 액정 표시 소자에 있어서는, 배향 안정성 및 콘트라스트의 관점으로부터 프리틸트각을 80도∼89도로 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 중합성 화합물 함유 액정 조성물은, 한 쌍의 기판 간에 형성된 액정층과, 투명 전극과, 편광판을 갖는 액정 표시 소자에 대하여 사용하는 중합성 화합물을 함유하는 중합성 화합물 함유 액정 조성물로서, 상기 한 쌍의 기판 간에 형성된 공간 내에 상기 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 수용한 상기 액정층 내에서 상기 중합성 화합물을 중합함에 의해 액정 배향능을 부여하는 것이 바람직하다.
조사 시의 온도는, 본원 발명의 액정 조성물의 액정 상태가 유지되는 온도 범위 내인 것이 바람직하다. 실온에 가까운 온도, 즉, 전형적으로는 15∼35℃에서의 온도에서 중합시키는 것이 바람직하다. 자외선을 발생시키는 램프로서는, 메탈 할라이드 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프 등을 사용할 수 있다. 또한, 조사하는 자외선의 파장으로서는, 필요에 따라 자외선을 컷하여 사용하는 것이 바람직하다. 조사하는 자외선의 강도는, 0.1㎽/㎠∼100W/㎠가 바람직하고, 2㎽/㎠∼50W/㎠가 보다 바람직하다. 조사하는 자외선의 에너지량은, 적의 조정할 수 있지만, 10mJ/㎠∼500J/㎠가 바람직하고, 100mJ/㎠∼200J/㎠가 보다 바람직하다. 자외선을 조사할 때에, 강도를 변화시켜도 된다. 자외선을 조사하는 시간은 조사하는 자외선 강도에 따라 적의 선택되지만, 10초∼3600초가 바람직하다.
[실시예]
이하, 실시예를 들어서 본 발명을 더 상술하지만, 본 발명은 이들의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예 및 비교예의 조성물에 있어서의 「%」는 『질량%』를 의미한다.
액정 조성물의 물성으로서, 이하와 같이 나타낸다.
TN-I(℃) : 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(액정상 상한 온도)
Δε : 유전율 이방성
Δn : 굴절률 이방성
(UV 경화 후의 모노머 잔존량의 측정 방법)
액정셀에 액정 조성물을 주입 후, UV를 조사하여 중합성 화합물을 중합시킨다. 그 후, 액정셀을 분해하고, 액정 재료, 중합물, 미중합의 중합성 화합물을 포함하는 용출 성분의 아세토니트릴 용액을 얻는다. 이것을 고속 액체 크로마토그래피(칼럼 : 역상 비극성 칼럼, 전개 용매 : 아세토니트릴 또는 아세토니트릴/물, 검출기 : UV 검출기)에 의해, 각 성분의 피크 면적을 측정한다. 지표로 하는 액정 재료의 피크 면적과 미중합의 중합성 화합물의 피크 면적비로부터, 잔존하는 중합성 화합물의 양을 결정했다. 이 값과 당초 첨가한 중합성 화합물의 양으로부터 모노머 잔존량을 결정했다. 또, 중합성 화합물의 잔존량의 검출 한계는 500ppm이었다.
(실시예1)
일반식(Ⅱ)에서 선택되는 화합물, 일반식(Ⅳa), 일반식(Ⅳb) 및 일반식(Ⅳc)에서 선택되는 화합물을 함유한 액정 조성물 LC-1을 조제했다. 구성하는 화합물 및 함유하는 비율은 이하와 같다.
Figure 112016039968163-pat00082
LC-1의 물성값은, Tni=80℃, Δε=-3.5, Δn=0.087이었다.
액정 조성물 LC-1 99.7%에 대하여, 식(I-38)
Figure 112016039968163-pat00083
으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-1을 조제했다. CLC-1의 물성은 상기의 LC-1의 물성과 변화없었다. 이 때문에, 식(I-38)으로 표시되는 중합성 화합물은 첨가하는 액정 조성물의 액정성을 저하시키지 않는 것을 알 수 있었다. 또한, 이 CLC-1을 1주간 냉소(-20℃)에 보존했지만 석출 등은 일어나지 않아, 식(I-38)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
CLC-1을 셀갭 3.5㎛로 호메오트로픽 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각(크리스탈 로테이션법)을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파(矩形波)를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 88.8도였던 것에 반해, 조사 후의 프리틸트각은 86.5도가 되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다. 상기의 프리틸트각의 결과로부터, 중합성 화합물이 중합함에 의해 액정 조성물에 대한 배향 규제력이 발생하여 있으며, 액정 분자가 초기 상태로부터 2.3도 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화된 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻는 것을 알 수 있었다.
또한, 액체 크로마토그래프 분석에 의해, 소자 중에 함유하는 미중합의 식(I-38)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석했지만 검출되지 않았다. 이에 따라, 식(I-38)으로 표시되는 중합성 화합물은 중합 개시제를 사용하지 않고 중합할 수 있고, 또한 중합 후에 잔존하는 미중합물이 검출 한계 이하인 것을 확인했다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에도 프리틸트각은 86.4°로 거의 변화되지 않아, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서도 충분히 유지되는 것을 알 수 있었다.
(비교예1)
액정 조성물 LC-1 99.7%에 대하여, 일본국 특개2012-87165호 공보의 식(A)
Figure 112016039968163-pat00084
으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-A를 조제했다. CLC-A를 셀갭 3.5㎛로 호메오트로픽 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 88.8도였던 것에 반해, 조사 후의 프리틸트각은 87.4도가 되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다. 그러나, 액체 크로마토그래프 분석에 의해, 소자 중에 함유하는 미중합의 식(A)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석한 결과, 1200ppm가 되어, 중합성 화합물(A)의 중합은 완전히는 진행하고 있지 않았다. 또한, 이 CLC-A를 1주간 냉소(-20℃)에 보존한 결과 석출이 일어났으므로, 식(A)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뒤떨어지는 것을 알 수 있었다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에는 프리틸트각은 85.1°가 되어, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서는 충분히 유지되지 않는 것을 알 수 있었다.
식(I-38)으로 표시되는 중합성 화합물은 식(A)으로 표시되는 중합성 화합물과 비교하여, 중합 반응의 반응성이 높고, 액정과의 상용성이 좋으며, 스트레스 하에서의 프리틸트의 고정력이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
(실시예2)
액정 조성물 LC-1 99.7%에 대하여, 식(I-28)
Figure 112016039968163-pat00085
으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-2를 조제했다. CLC-2의 물성은 상기의 LC-1의 물성과 변화없었다. 이 때문에, 식(I-28)으로 표시되는 중합성 화합물은 첨가하는 액정 조성물의 액정성을 저하시키지 않는 것을 알 수 있었다. 또한, 이 CLC-2를 1주간 냉소(-20℃)에 보존했지만 석출 등은 일어나지 않아, 식(I-28)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
CLC-2를 셀갭 3.5㎛로 호메오트로픽 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각(크리스탈 로테이션법)을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 88.7도였던 것에 반해, 조사 후의 프리틸트각은 85.9도가 되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다.
상기의 프리틸트각의 결과로부터, 중합성 화합물이 중합함에 의해 액정 조성물에 대한 배향 규제력이 발생하여 있으며, 액정 분자가 초기 상태로부터 2.8도 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화된 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻는 것을 알 수 있었다.
또한, 액체 크로마토그래프 분석에 의해, 소자 중에 함유하는 미중합의 식(I-28)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석했지만 검출되지 않았다. 이에 따라, 식(I-28)으로 표시되는 중합성 화합물은 중합 개시제를 사용하지 않고 중합할 수 있고, 또한 중합 후에 잔존하는 미중합물이 검출 한계 이하인 것을 확인했다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에도 프리틸트각은 85.7°로 거의 변화되지 않아, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서도 충분히 유지되는 것을 알 수 있었다.
(비교예2)
액정 조성물 LC-1 99.7%에 대하여, 일본국 특개2012-87165호 공보의 식(I-11-a)
Figure 112016039968163-pat00086
으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-B를 조제했다. 식(I-11-a)으로 표시되는 중합성 화합물은, 실시예1과 마찬가지로 첨가하는 액정 조성물의 액정성을 저하시키지 않는 것을 알 수 있었다. 또한, 이 CLC-B를 1주간 냉소(-20℃)에 보존했지만 석출 등은 일어나지 않아, (I-11-a)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
CLC-B를 셀갭 3.5㎛로 호메오트로픽 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 88.7도였던 것에 반해 조사 후의 프리틸트각은 86.1도가 되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다.
상기의 프리틸트각의 결과로부터, 중합성 화합물이 중합함에 의해 액정 조성물에 대한 배향 규제력이 발생하여 있으며, 액정 분자가 초기 상태로부터 2.6도 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화된 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻는 것을 알 수 있었다.
액체 크로마토그래프 분석에 의해, 소자 중에 함유하는 미중합의 식(I-11-a)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석했지만 검출 한계 이하였다. 이에 따라, 식(I-11-a)으로 표시되는 중합성 화합물은 중합 개시제를 사용하지 않고 중합할 수 있고, 또한 중합 후에 잔존하는 미중합물이 검출 한계 이하인 것을 확인했다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에는 프리틸트각은 85.1°가 되어, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서는 충분히 유지되지 않는 것을 알 수 있었다.
(실시예3)
액정 조성물 LC-1 99.7%에 대하여, 식(I-39)
Figure 112016039968163-pat00087
으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-3을 조제했다. CLC-3의 물성은 상기의 LC-1의 물성과 변화없었다. 이 때문에, 식(I-39)으로 표시되는 중합성 화합물은 첨가하는 액정 조성물의 액정성을 저하시키지 않는 것을 알 수 있었다. 또한, 이 CLC-3을 1주간 냉소(-20℃)에 보존했지만 석출 등은 일어나지 않아, 식(I-39)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
CLC-3을 셀갭 3.5㎛로 호메오트로픽 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각(크리스탈 로테이션법)을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 88.5도였던 것에 반해, 조사 후의 프리틸트각은 84.9도가 되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다.
상기의 프리틸트각의 결과로부터, 중합성 화합물이 중합함에 의해 액정 조성물에 대한 배향 규제력이 발생하여 있으며, 액정 분자가 초기 상태로부터 3.6도 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화된 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻는 것을 알 수 있었다.
또한, 액체 크로마토그래프 분석에 의해, 소자 중에 함유하는 미중합의 식(I-39)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석했지만 검출되지 않았다. 이에 따라, 식(I-39)으로 표시되는 중합성 화합물은 중합 개시제를 사용하지 않고 중합할 수 있고, 또한 중합 후에 잔존하는 미중합물이 검출 한계 이하인 것을 확인했다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에도 프리틸트각은 85.2°로 거의 변화되지 않아, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서도 충분히 유지되는 것을 알 수 있었다.
(비교예3)
액정 조성물 LC-1 99.7%에 대하여, 일본국 특개2002-87165호 공보의 식(I-33-a)
Figure 112016039968163-pat00088
으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-C를 조제했다. 식(I-33-a)으로 표시되는 중합성 화합물은, 실시예1과 마찬가지로 첨가하는 액정 조성물의 액정성을 저하시키지 않는 것을 알 수 있었다. 또한, 이 CLC-C를 1주간 냉소(-20℃)에 보존했지만 석출 등은 일어나지 않아, (I-33-a)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
CLC-C를 셀갭 3.5㎛로 호메오트로픽 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 88.8도였던 것에 반해 조사 후의 프리틸트각은 86.2도가 되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다.
상기의 프리틸트각의 결과로부터, 중합성 화합물이 중합함에 의해 액정 조성물에 대한 배향 규제력이 발생하여 있으며, 액정 분자가 초기 상태로부터 2.6도 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화된 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻는 것을 알 수 있었다.
액체 크로마토그래프 분석에 의해, 소자 중에 함유하는 미중합의 식(I-33-a)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석했지만 검출 한계 이하였다. 이에 따라, 식(I-33-a)으로 표시되는 중합성 화합물은 중합 개시제를 사용하지 않고 중합할 수 있고, 또한 중합 후에 잔존하는 미중합물이 검출 한계 이하인 것을 확인했다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에는 프리틸트각은 84.8°가 되어, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서는 충분히 유지되지 않는 것을 알 수 있었다.
(실시예4)
액정 조성물 LC-1 99.7%에 대하여, 식(I-40)
Figure 112016039968163-pat00089
으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-4를 조제했다. CLC-4의 물성은 상기의 LC-1의 물성과 변화없었다. 이 때문에, 식(I-40)으로 표시되는 중합성 화합물은 첨가하는 액정 조성물의 액정성을 저하시키지 않는 것을 알 수 있었다. 또한, 이 CLC-4를 1주간 냉소(-20℃)에 보존했지만 석출 등은 일어나지 않아, 식(I-40)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
CLC-4를 셀갭 3.5㎛로 호메오트로픽 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각(크리스탈 로테이션법)을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 88.5도였던 것에 반해, 조사 후의 프리틸트각은 85.9도가 되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다.
상기의 프리틸트각의 결과로부터, 중합성 화합물이 중합함에 의해 액정 조성물에 대한 배향 규제력이 발생하여 있으며, 액정 분자가 초기 상태로부터 2.6도 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화된 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻는 것을 알 수 있었다.
또한, 액체 크로마토그래프 분석에 의해, 소자 중에 함유하는 미중합의 식(I-40)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석했지만 검출되지 않았다. 이에 따라, 식(I-40)으로 표시되는 중합성 화합물은 중합 개시제를 사용하지 않고 중합할 수 있고, 또한 중합 후에 잔존하는 미중합물이 검출 한계 이하인 것을 확인했다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에도 프리틸트각은 85.6°로 거의 변화되지 않아, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서도 충분히 유지되는 것을 알 수 있었다.
(비교예4)
액정 조성물 LC-1 99.7%에 대하여, 식(I-11-b)
Figure 112016039968163-pat00090
으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-D를 조제했다.
CLC-D를 셀갭 3.5㎛로 호메오트로픽 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 88.5도였던 것에 반해 조사 후의 프리틸트각은 86.3도가 되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다.
상기의 프리틸트각의 결과로부터, 중합성 화합물이 중합함에 의해 액정 조성물에 대한 배향 규제력이 발생하여 있으며, 액정 분자가 초기 상태로부터 2.3도 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화된 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻는 것을 알 수 있었다.
액체 크로마토그래프 분석에 의해, 소자 중에 함유하는 미중합의 식(I-11-b)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석했지만 검출 한계 이하였다. 이에 따라, 식(I-11-b)으로 표시되는 중합성 화합물은 중합 개시제를 사용하지 않고 중합할 수 있고, 또한 중합 후에 잔존하는 미중합물이 검출 한계 이하인 것을 확인했다.
그러나, 이 CLC-D를 1주간 냉소(-20℃)에 보존한 결과 석출이 일어났으므로, 식(I-11-b)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뒤떨어지는 것을 알 수 있었다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에는 프리틸트각은 87.5°가 되어, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서는 충분히 유지되지 않는 것을 알 수 있었다.
(실시예5)
액정 조성물 LC-1 99.7%에 대하여, 식(I-33)
Figure 112016039968163-pat00091
으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-5를 조제했다. CLC-5의 물성은 상기의 LC-1의 물성과 변화없었다. 이 때문에, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 첨가하는 액정 조성물의 액정성을 저하시키지 않는 것을 알 수 있었다. 또한, 이 CLC-5를 1주간 냉소(-20℃)에 보존했지만 석출 등은 일어나지 않아, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
CLC-5를 셀갭 3.5㎛로 호메오트로픽 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각(크리스탈 로테이션법)을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 89.0도였던 것에 반해, 조사 후의 프리틸트각은 85.5도가 되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다.
상기의 프리틸트각의 결과로부터, 중합성 화합물이 중합함에 의해 액정 조성물에 대한 배향 규제력이 발생하여 있으며, 액정 분자가 초기 상태로부터 3.5도 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화된 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻는 것을 알 수 있었다.
또한, 액체 크로마토그래프 분석에 의해, 소자 중에 함유하는 미중합의 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석했지만 검출되지 않았다. 이에 따라, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 중합 개시제를 사용하지 않고 중합할 수 있고, 또한 중합 후에 잔존하는 미중합물이 검출 한계 이하인 것을 확인했다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에도 프리틸트각은 85.6°로 거의 변화되지 않아, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서도 충분히 유지되는 것을 알 수 있었다.
(실시예6)
일반식(Ⅱ)에서 선택되는 화합물, 일반식(Ⅳa), 일반식(Ⅳb) 및 일반식(Ⅳc)에서 선택되는 화합물을 함유한 실례로서 이하와 같은 구성 성분의 액정 조성물 LC-2를 조제했다.
Figure 112016039968163-pat00092
상기 액정 조성물 LC-2의 물성은 Tni=85℃, Δε=-3.4, Δn=0.094였다.
액정 조성물 LC-2 99.7%에 대하여, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-6을 조제했다. 실시예5와 마찬가지로 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 액정성을 저하시키지 않고, 상용성도 뛰어난 것을 알 수 있었다. 또한, 이 CLC-6을 1주간 냉소(-20℃)에 보존했지만 석출 등은 일어나지 않아, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
CLC-6을 셀갭 3.5㎛로 호메오트로픽 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 88.7도였던 것에 반해, 조사 후의 프리틸트각은 86.2도가 되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다.
상기의 프리틸트각의 결과로부터, 중합성 화합물이 중합함에 의해 액정 조성물에 대한 배향 규제력이 발생하여 있으며, 액정 분자가 초기 상태로부터 2.5도 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화된 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻는 것을 알 수 있었다.
또한, 액체 크로마토그래프 분석에 의해, 소자 중에 함유하는 미중합의 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석했지만 검출되지 않았다. 이에 따라, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 중합 개시제를 사용하지 않고 중합할 수 있고, 또한 중합 후에 잔존하는 미중합물이 검출 한계 이하인 것을 확인했다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에도 프리틸트각은 86.2°로 거의 변화되지 않아, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서도 충분히 유지되는 것을 알 수 있었다.
(실시예7)
일반식(Ⅱ)에서 선택되는 화합물, 일반식(Ⅳa), 일반식(Ⅳb) 및 일반식(Ⅳc)에서 선택되는 화합물을 함유한 실례로서 이하와 같은 구성 성분의 액정 조성물 LC-3을 조제했다.
Figure 112016039968163-pat00093
상기 액정 조성물 LC-3의 물성은 Tni=72℃, Δε=-3.3, Δn=0.086이었다.
액정 조성물 LC-3 99.7%에 대하여, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-7을 조제했다. 실시예5와 마찬가지로 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 액정성을 저하시키지 않고, 상용성도 뛰어난 것을 알 수 있었다. 또한, 이 CLC-7을 1주간 냉소(-20℃)에 보존했지만 석출 등은 일어나지 않아, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
CLC-7을 셀갭 3.5㎛로 호메오트로픽 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 88.9도였던 것에 반해, 조사 후의 프리틸트각은 85.5도가 되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다.
상기의 프리틸트각의 결과로부터, 중합성 화합물이 중합함에 의해 액정 조성물에 대한 배향 규제력이 발생하여 있으며, 액정 분자가 초기 상태로부터 3.4도 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화된 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻는 것을 알 수 있었다.
또한, 액체 크로마토그래프 분석에 의해, 소자 중에 함유하는 미중합의 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석했지만 검출되지 않았다. 이에 따라, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 중합 개시제를 사용하지 않고 중합할 수 있고, 또한 중합 후에 잔존하는 미중합물이 검출 한계 이하인 것을 확인했다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에도 프리틸트각은 85.4°로 거의 변화되지 않아, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서도 충분히 유지되는 것을 알 수 있었다.
(실시예8)
일반식(Ⅱ)에서 선택되는 화합물, 일반식(Ⅳa), 일반식(Ⅳb) 및 일반식(Ⅳc)에서 선택되는 화합물을 함유한 실례로서 이하와 같은 구성 성분의 액정 조성물 LC-4를 조제했다.
Figure 112016039968163-pat00094
상기 액정 조성물 LC-4의 물성은 Tni=81℃, Δε=-3.0, Δn=0.086이었다.
액정 조성물 LC-4 99.7%에 대하여, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-8을 조제했다. 실시예5와 마찬가지로 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 액정성을 저하시키지 않고, 상용성도 뛰어난 것을 알 수 있었다. 또한, 이 CLC-8을 1주간 냉소(-20℃)에 보존했지만 석출 등은 일어나지 않아, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
CLC-8을 셀갭 3.5㎛로 호메오트로픽 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 88.9도였던 것에 반해, 조사 후의 프리틸트각은 86.1도가 되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다.
상기의 프리틸트각의 결과로부터, 중합성 화합물이 중합함에 의해 액정 조성물에 대한 배향 규제력이 발생하여 있으며, 액정 분자가 초기 상태로부터 2.8도 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화된 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻는 것을 알 수 있었다.
또한, 액체 크로마토그래프 분석에 의해, 소자 중에 함유하는 미중합의 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석했지만 검출되지 않았다. 이에 따라, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 중합 개시제를 사용하지 않고 중합할 수 있고, 또한 중합 후에 잔존하는 미중합물이 검출 한계 이하인 것을 확인했다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에도 프리틸트각은 86.0°로 거의 변화되지 않아, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서도 충분히 유지되는 것을 알 수 있었다.
(실시예9)
일반식(Ⅱ)에서 선택되는 화합물, 일반식(Ⅳa), 일반식(Ⅳb) 및 일반식(Ⅳc)에서 선택되는 화합물을 함유한 실례로서 이하와 같은 구성 성분의 액정 조성물 LC-5를 조제했다.
Figure 112016039968163-pat00095
상기 액정 조성물 LC-5의 물성은 Tni=76℃, Δε=-3.2, Δn=0.109였다.
액정 조성물 LC-5 99.7%에 대하여, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-9를 조제했다. 실시예5와 마찬가지로 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 액정성을 저하시키지 않고, 상용성도 뛰어난 것을 알 수 있었다. 또한, 이 CLC-9를 1주간 냉소(-20℃)에 보존했지만 석출 등은 일어나지 않아, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
CLC-9를 셀갭 3.5㎛로 호메오트로픽 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 88.5도였던 것에 반해, 조사 후의 프리틸트각은 85.7도가 되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다.
상기의 프리틸트각의 결과로부터, 중합성 화합물이 중합함에 의해 액정 조성물에 대한 배향 규제력이 발생하여 있으며, 액정 분자가 초기 상태로부터 2.8도 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화된 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻는 것을 알 수 있었다.
또한, 액체 크로마토그래프 분석에 의해, 소자 중에 함유하는 미중합의 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석했지만 검출되지 않았다. 이에 따라, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 중합 개시제를 사용하지 않고 중합할 수 있고, 또한 중합 후에 잔존하는 미중합물이 검출 한계 이하인 것을 확인했다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에도 프리틸트각은 85.6°로 거의 변화되지 않아, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서도 충분히 유지되는 것을 알 수 있었다.
(실시예10)
일반식(Ⅱ)에서 선택되는 화합물, 일반식(Ⅳa), 일반식(Ⅳb) 및 일반식(Ⅳc)에서 선택되는 화합물을 함유한 실례로서 이하와 같은 구성 성분의 액정 조성물 LC-6을 조제했다.
Figure 112016039968163-pat00096
상기 액정 조성물 LC-6의 물성은 Tni=80℃, Δε=-3.2, Δn=0.110이었다.
액정 조성물 LC-6 99.7%에 대하여, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-10을 조제했다. 실시예5와 마찬가지로 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 액정성을 저하시키지 않고, 상용성도 뛰어난 것을 알 수 있었다. 또한, 이 CLC-10을 1주간 냉소(-20℃)에 보존했지만 석출 등은 일어나지 않아, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
CLC-10을 셀갭 3.5㎛로 호메오트로픽 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 89.1도였던 것에 반해, 조사 후의 프리틸트각은 87.6도가 되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다.
상기의 프리틸트각의 결과로부터, 중합성 화합물이 중합함에 의해 액정 조성물에 대한 배향 규제력이 발생하여 있으며, 액정 분자가 초기 상태로부터 1.5도 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화된 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻는 것을 알 수 있었다.
또한, 액체 크로마토그래프 분석에 의해, 소자 중에 함유하는 미중합의 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석했지만 검출되지 않았다. 이에 따라, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 중합 개시제를 사용하지 않고 중합할 수 있고, 또한 중합 후에 잔존하는 미중합물이 검출 한계 이하인 것을 확인했다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에도 프리틸트각은 87.5°로 거의 변화되지 않아, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서도 충분히 유지되는 것을 알 수 있었다.
(실시예11)
일반식(Ⅱ)에서 선택되는 화합물, 일반식(Ⅳa), 일반식(Ⅳb) 및 일반식(Ⅳc)에서 선택되는 화합물을 함유한 실례로서 이하와 같은 구성 성분의 액정 조성물 LC-7을 조제했다.
Figure 112016039968163-pat00097
상기 액정 조성물 LC-7의 물성은 Tni=76℃, Δε=-2.9, Δn=0.102였다.
액정 조성물 LC-7 99.7%에 대하여, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-11을 조제했다. 실시예5와 마찬가지로 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 액정성을 저하시키지 않고, 상용성도 뛰어난 것을 알 수 있었다. 또한, 이 CLC-11을 1주간 냉소(-20℃)에 보존했지만 석출 등은 일어나지 않아, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
CLC-11을 셀갭 3.5㎛로 호메오트로픽 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 88.9도였던 것에 반해, 조사 후의 프리틸트각은 87.2도가 되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다.
상기의 프리틸트각의 결과로부터, 중합성 화합물이 중합함에 의해 액정 조성물에 대한 배향 규제력이 발생하여 있으며, 액정 분자가 초기 상태로부터 1.7도 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화된 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻는 것을 알 수 있었다.
또한, 액체 크로마토그래프 분석에 의해, 소자 중에 함유하는 미중합의 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석했지만 검출되지 않았다. 이에 따라, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 중합 개시제를 사용하지 않고 중합할 수 있고, 또한 중합 후에 잔존하는 미중합물이 검출 한계 이하인 것을 확인했다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에도 프리틸트각은 87.3°로 거의 변화되지 않아, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서도 충분히 유지되는 것을 알 수 있었다.
(실시예12)
일반식(Ⅱ)에서 선택되는 화합물, 일반식(Ⅳa), 일반식(Ⅳb) 및 일반식(Ⅳc)에서 선택되는 화합물을 함유한 실례로서 이하와 같은 구성 성분의 액정 조성물 LC-8을 조제했다.
Figure 112016039968163-pat00098
상기 액정 조성물 LC-8의 물성은 Tni=75℃, Δε=-3.0, Δn=0.109였다.
액정 조성물 LC-8 99.7%에 대하여, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-12를 조제했다. 실시예5와 마찬가지로 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 액정성을 저하시키지 않고, 상용성도 뛰어난 것을 알 수 있었다. 또한, 이 CLC-12를 1주간 냉소(-20℃)에 보존했지만 석출 등은 일어나지 않아, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
CLC-12를 셀갭 3.5㎛로 호메오트로픽 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 89.2도였던 것에 반해, 조사 후의 프리틸트각은 87.8도가 되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다.
상기의 프리틸트각의 결과로부터, 중합성 화합물이 중합함에 의해 액정 조성물에 대한 배향 규제력이 발생하여 있으며, 액정 분자가 초기 상태로부터 1.4도 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화된 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻는 것을 알 수 있었다.
또한, 액체 크로마토그래프 분석에 의해, 소자 중에 함유하는 미중합의 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석했지만 검출되지 않았다. 이에 따라, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 중합 개시제를 사용하지 않고 중합할 수 있고, 또한 중합 후에 잔존하는 미중합물이 검출 한계 이하인 것을 확인했다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에도 프리틸트각은 87.6°로 거의 변화되지 않아, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서도 충분히 유지되는 것을 알 수 있었다.
(실시예13)
일반식(Ⅱ)에서 선택되는 화합물, 일반식(Ⅳa), 일반식(Ⅳb) 및 일반식(Ⅳc)에서 선택되는 화합물을 함유한 실례로서 이하와 같은 구성 성분의 액정 조성물 LC-9를 조제했다.
Figure 112016039968163-pat00099
상기 액정 조성물 LC-9의 물성은 Tni=76℃, Δε=-3.2, Δn=0.108이었다.
액정 조성물 LC-9 99.7%에 대하여, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-13을 조제했다. 실시예5와 마찬가지로 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 액정성을 저하시키지 않고, 상용성도 뛰어난 것을 알 수 있었다. 또한, 이 CLC-13을 1주간 냉소(-20℃)에 보존했지만 석출 등은 일어나지 않아, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
CLC-13을 셀갭 3.5㎛로 호메오트로픽 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 89.1도였던 것에 반해, 조사 후의 프리틸트각은 88.1도가 되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다.
상기의 프리틸트각의 결과로부터, 중합성 화합물이 중합함에 의해 액정 조성물에 대한 배향 규제력이 발생하여 있으며, 액정 분자가 초기 상태로부터 1.0도 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화된 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻는 것을 알 수 있었다.
또한, 액체 크로마토그래프 분석에 의해, 소자 중에 함유하는 미중합의 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석했지만 검출되지 않았다. 이에 따라, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 중합 개시제를 사용하지 않고 중합할 수 있고, 또한 중합 후에 잔존하는 미중합물이 검출 한계 이하인 것을 확인했다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에도 프리틸트각은 88.0°로 거의 변화되지 않아, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서도 충분히 유지되는 것을 알 수 있었다.
(실시예14)
일반식(Ⅱ)에서 선택되는 화합물, 일반식(Ⅳa), 일반식(Ⅳb) 및 일반식(Ⅳc)에서 선택되는 화합물을 함유한 실례로서 이하와 같은 구성 성분의 액정 조성물 LC-10을 조제했다.
Figure 112016039968163-pat00100
상기 액정 조성물 LC-10의 물성은 Tni=75℃, Δε=-2.7, Δn=0.108이었다.
액정 조성물 LC-10 99.7%에 대하여, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-14를 조제했다. 실시예5와 마찬가지로 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 액정성을 저하시키지 않고, 상용성도 뛰어난 것을 알 수 있었다. 또한, 이 CLC-14를 1주간 냉소(-20℃)에 보존했지만 석출 등은 일어나지 않아, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
CLC-14를 셀갭 3.5㎛로 호메오트로픽 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 89.2도였던 것에 반해, 조사 후의 프리틸트각은 88.3도가 되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다.
상기의 프리틸트각의 결과로부터, 중합성 화합물이 중합함에 의해 액정 조성물에 대한 배향 규제력이 발생하여 있으며, 액정 분자가 초기 상태로부터 0.9도 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화된 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻는 것을 알 수 있었다.
또한, 액체 크로마토그래프 분석에 의해, 소자 중에 함유하는 미중합의 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석했지만 검출되지 않았다. 이에 따라, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 중합 개시제를 사용하지 않고 중합할 수 있고, 또한 중합 후에 잔존하는 미중합물이 검출 한계 이하인 것을 확인했다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에도 프리틸트각은 88.2°로 거의 변화되지 않아, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서도 충분히 유지되는 것을 알 수 있었다.
(실시예15)
일반식(Ⅱ)에서 선택되는 화합물, 일반식(Ⅲa), 일반식(Ⅲb) 및 일반식(Ⅲc)에서 선택되는 화합물에서 선택되는 화합물을 함유한 실례로서 이하와 같은 구성 성분의 액정 조성물 LC-11을 조제했다.
Figure 112016039968163-pat00101
상기 액정 조성물 LC-11의 물성은 Tni=85℃, Δε=5.5, Δn=0.090이었다.
액정 조성물 LC-11 99.7%에 대하여, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-15를 조제했다. 실시예5와 마찬가지로 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 액정성을 저하시키지 않고, 상용성도 뛰어난 것을 알 수 있었다. 또한, 이 CLC-15를 1주간 냉소(-20℃)에 보존했지만 석출 등은 일어나지 않아, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
CLC-15를 셀갭 3.5㎛로 패럴렐 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 0.5도였던 것에 반해, 조사 후의 프리틸트각은 3.1도로 프리틸트가 부여되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다. 액체 크로마토그래프 분석에 의해 소자 중에 함유하는 미중합의 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석했지만, 검출 한계 이하였다. 이에 따라, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은, 중합 개시제를 사용하지 않고 중합할 수 있고, 또한 중합 후에 잔존하는 미중합물이 검출 한계 이하인 것을 확인했다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에도 프리틸트각은 3.2°로 거의 변화되지 않아, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서도 충분히 유지되는 것을 알 수 있었다.
(실시예16)
일반식(Ⅱ)에서 선택되는 화합물, 일반식(Ⅲa), 일반식(Ⅲb) 및 일반식(Ⅲc)에서 선택되는 화합물에서 선택되는 화합물을 함유한 실례로서 이하와 같은 구성 성분의 액정 조성물 LC-12를 조제했다.
Figure 112016039968163-pat00102
상기 액정 조성물 LC-12의 물성은 Tni=76℃, Δε=7.0, Δn=0.105였다.
액정 조성물 LC-12 99.7%에 대하여, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-16을 조제했다. 실시예5와 마찬가지로 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 액정성을 저하시키지 않고, 상용성도 뛰어난 것을 알 수 있었다. 또한, 이 CLC-16을 1주간 냉소(-20℃)에 보존했지만 석출 등은 일어나지 않아, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
CLC-16을 셀갭 3.5㎛로 패럴렐 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 0.5도였던 것에 반해, 조사 후의 프리틸트각은 3.0도로 프리틸트가 부여되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다. 액체 크로마토그래프 분석에 의해 소자 중에 함유하는 미중합의 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석했지만, 검출 한계 이하였다. 이에 따라, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은, 중합 개시제를 사용하지 않고 중합할 수 있고, 또한 중합 후에 잔존하는 미중합물이 검출 한계 이하인 것을 확인했다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에도 프리틸트각은 3.1°로 거의 변화되지 않아, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서도 충분히 유지되는 것을 알 수 있었다.
(실시예17)
일반식(Ⅱ)에서 선택되는 화합물, 일반식(Ⅲa), 일반식(Ⅲb) 및 일반식(Ⅲc)에서 선택되는 화합물에서 선택되는 화합물을 함유한 실례로서 이하와 같은 구성 성분의 액정 조성물 LC-13을 조제했다.
Figure 112016039968163-pat00103
상기 액정 조성물 LC-13의 물성은 Tni=79℃, Δε=11.8, Δn=0.109였다.
액정 조성물 LC-13 99.7%에 대하여, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-17을 조제했다. 실시예5와 마찬가지로 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 액정성을 저하시키지 않고, 상용성도 뛰어난 것을 알 수 있었다. 또한, 이 CLC-17을 1주간 냉소(-20℃)에 보존했지만 석출 등은 일어나지 않아, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
CLC-17을 셀갭 3.5㎛로 패럴렐 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 0.5도였던 것에 반해, 조사 후의 프리틸트각은 3.9도로 프리틸트가 부여되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다. 액체 크로마토그래프 분석에 의해 소자 중에 함유하는 미중합의 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석했지만, 검출 한계 이하였다. 이에 따라, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은, 중합 개시제를 사용하지 않고 중합할 수 있고, 또한 중합 후에 잔존하는 미중합물이 검출 한계 이하인 것을 확인했다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에도 프리틸트각은 4.0°로 거의 변화되지 않아, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서도 충분히 유지되는 것을 알 수 있었다.
(실시예18)
일반식(Ⅱ)에서 선택되는 화합물, 일반식(Ⅲa), 일반식(Ⅲb) 및 일반식(Ⅲc)에서 선택되는 화합물에서 선택되는 화합물을 함유한 실례로서 이하와 같은 구성 성분의 액정 조성물 LC-14를 조제했다.
Figure 112016039968163-pat00104
상기 액정 조성물 LC-14의 물성은 Tni=76℃, Δε=11.3, Δn=0.123이었다.
액정 조성물 LC-14 99.7%에 대하여, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물을 0.3% 첨가하여 균일 용해함에 의해 중합성 화합물 함유 액정 조성물 CLC-18을 조제했다. 실시예5와 마찬가지로 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 액정성을 저하시키지 않고, 상용성도 뛰어난 것을 알 수 있었다. 또한, 이 CLC-18을 1주간 냉소(-20℃)에 보존했지만 석출 등은 일어나지 않아, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
CLC-18을 셀갭 3.5㎛로 패럴렐 배향을 유기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착셀에 진공 주입법으로 주입했다. 이 셀의 프리틸트각을 측정한 후, 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서, 320㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 거쳐서 고압 수은등에 의해 액정셀에 자외선을 조사했다. 셀 표면의 조사 강도가 15㎽/㎠가 되도록 조정하여 600초간 조사하여, 중합성 화합물 함유 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킨 수직 배향성 액정 표시 소자를 얻었다. 소자의 자외선 조사 전의 프리틸트각은 0.6도였던 것에 반해, 조사 후의 프리틸트각은 3.2도로 프리틸트가 부여되어, 액정 분자는 초기 상태로부터 기울어진 상태로 프리틸트각이 고정화되어 있었다. 액체 크로마토그래프 분석에 의해 소자 중에 함유하는 미중합의 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량을 분석했지만, 검출 한계 이하였다. 이에 따라, 식(I-33)으로 표시되는 중합성 화합물은, 중합 개시제를 사용하지 않고 중합할 수 있고, 또한 중합 후에 잔존하는 미중합물이 검출 한계 이하인 것을 확인했다.
또한, 얻어진 수직 배향성 액정 표시 소자에 주파수 1㎑로 5.0V의 구형파를 인가하면서 50℃의 오븐에 투입하여 스트레스 시험을 실시한 바, 24시간 후에도 프리틸트각은 3.3°로 거의 변화되지 않아, 프리틸트의 고정력은 스트레스 하에서도 충분히 유지되는 것을 알 수 있었다.

Claims (10)

  1. 중합성 화합물과 액정 화합물을 함유하는 중합성 화합물 함유 액정 조성물로서,
    상기 중합성 화합물로서는, 일반식(I) :
    Figure 112018119008574-pat00105

    (상기 일반식(I) 중, Z는, 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, -S1-R12를 나타내고, 당해 S1은, 탄소 원자수 1∼5개의 알킬렌기 및 단결합으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 연결기이며, 당해 알킬렌기 중의 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는, -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCOO-로 치환되어도 되며,
    R11 및 R12는 서로 독립하여, 수소 원자 또는 이하의 식(R-I)∼식(R-Ⅸ) :
    Figure 112018119008574-pat00106

    중 어느 하나를 나타내고, 상기 식(R-I)∼(R-Ⅸ) 중, R21, R31, R41, R51 및 R61은 서로 독립하여, 수소 원자, 탄소 원자수 1∼5개의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼5개의 할로겐화알킬기이며, W는 단결합, -O- 또는 메틸렌기이며, T는 단결합 또는 -COO-이며, p, t 및 q는 각각 독립하여, 0, 1 또는 2이며,
    L11 및 L12는 각각 독립하여, 단결합, -OCOOCH2-, -CH2OCOO-, -OCH2CH2O-, -CH=CRa-COO-, -CH=CRa-OCO-, -COO-CRa=CH-, -OCO-CRa=CH-, -COO-CRa=CH-COO-, -COO-CRa=CH-OCO-, -OCO-CRa=CH-COO-, -OCO-CRa=CH-OCO-, -(CH2)z-C(=O)-O-, -(CH2)z-O-(C=O)-, -O-(C=O)-(CH2)z- 또는 -(C=O)-O-(CH2)z- (식 중, Ra는 각각 독립하여 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼4의 알킬기를 나타내고, 상기 식 중, z는 1∼4의 정수를 나타낸다)이며,
    M12는, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 인단-2,5-디일기 또는 1,3-디옥산-2,5-디일기를 나타내지만, M12는 각각 독립하여 무치환이거나 또는 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알콕시기, 할로겐, 시아노기 또는 니트로기로 치환되어 있어도 되며,
    M13은 각각 독립하여, 이하의 식(i)∼(ⅸ) :
    Figure 112018119008574-pat00107

    중 어느 하나이며,
    l은 1 또는 2이며, m 및 n은 각각 독립하여, 0∼3의 정수를 나타내고, n이 0인 경우에는, Z는 수소 원자이며, m이 2 및 3을 나타내는 경우에는, 2개 혹은 3개 존재하는 L11, M12는 동일해도 달라도 되며, 단 이 경우 L11의 적어도 1개는 단결합을 나타내고,
    l+n은 1 또는 2이며,
    또한, l=1의 경우의 M11은, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 인단-2,5-디일기 또는 1,3-디옥산-2,5-디일기를 나타내지만, M11은 각각 독립하여 무치환이거나 또는 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알콕시기, 할로겐, 시아노기 또는 니트로기로 치환되어 있어도 되며,
    l=2의 경우의 M11은, 상기 식(iv)∼(ⅵ) 중 어느 하나이며,
    단, M11, M12, 및 M13 중 1개 이상은 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 알콕시기, 또는 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알콕시기로 치환되어 있다)
    으로 표시되는 화합물을 적어도 1종 이상 포함하고,
    상기 액정 화합물로서는, 하기 일반식(Ⅱ), 일반식(Ⅲa), 일반식(Ⅲb), 일반식(Ⅲc) 및 일반식(Ⅳa)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 함유하되, 일반식(Ⅳa)으로 표시되는 화합물을 적어도 1종 필수로 함유하며,
    일반식(Ⅳa)으로 표시되는 화합물 중 L42 및/또는 L43이 -CH2CH2-인 화합물을 함유하지 않고, 일반식(Ⅳb)으로 표시되는 화합물을 함유하지 않고, 일반식(Ⅳc)으로 표시되는 화합물을 함유하지 않으며,
    n형인,
    중합성 화합물 함유 액정 조성물.
    Figure 112018119008574-pat00108

    (상기 일반식(Ⅱ) 중, R21 및 R22는 각각 독립하여, 탄소 원자수 1∼10의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기를 나타내고, 이들의 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어도 되며, 또한 이들의 기 중에 존재하는 적어도 1종의 수소 원자는 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어도 되며,
    M21, M22 및 M23은 각각 독립하여
    (a) 트랜스-1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어도 된다),
    (b) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어도 된다), 2-플루오로-1,4-페닐렌기, 3-플루오로-1,4-페닐렌기, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌기,
    (c) 1,4-시클로헥세닐렌기, 1,4-비시클로[2.2.2]옥틸렌기, 피페리딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기 및 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기
    로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고,
    o는 0, 1 또는 2를 나타내고,
    L21 및 L22는 각각 독립하여 단결합, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-, -CF2O-, -CH=CH-, -CH=N-N=CH- 또는 -C≡C-를 나타내고, L22가 복수 존재하는 경우에는, 그들은 동일해도 되며 달라도 되며, M23이 복수 존재하는 경우에는, 그들은 동일해도 되며 달라도 된다)
    Figure 112018119008574-pat00109

    (상기 일반식(Ⅲa), 일반식(Ⅲb) 및 일반식(Ⅲc) 중, R31, R32 및 R33은 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼10의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기를 나타내고, 이들의 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어도 되며, 또한 이들의 기 중에 존재하는 적어도 1종의 수소 원자는 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어도 되며,
    M31, M32, M33, M34, M35, M36, M37 및 M38은 각각 독립하여,
    (d) 트랜스-1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어도 된다),
    (e) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어도 된다), 3-플루오로-1,4-페닐렌기, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌기,
    (f) 1,4-시클로헥세닐렌기, 1,4-비시클로[2.2.2]옥틸렌기, 피페리딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 및 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기
    로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고, 상기의 기(d), 기(e) 또는 기(f)에 포함되는 수소 원자는 각각 시아노기, 불소 원자, 트리플루오로메틸기, 트리플루오로메톡시기 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 되며,
    L31, L32, L33, L34, L35, L36, L37 및 L38은 각각 독립하여, 단결합, -COO-, -OCO-, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-, -CF2O- 또는 -C≡C-를 나타내고, M32, M34, M35, M37, M38, L31, L33, L35, L36 및/또는 L38이 복수 존재하는 경우에는, 그들은 동일해도 되며 달라도 되며,
    X31, X32, X33, X34, X35, X36 및 X37은 각각 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고,
    Y31, Y32 및 Y33은 각각 독립하여 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 티오시아나토기, 트리플루오로메톡시기, 트리플루오로메틸기, 2,2,2-트리플루오로에틸기 또는 디플루오로메톡시기를 나타내고,
    p, q, r, s 및 t는 각각 독립하여, 0, 1 또는 2를 나타내지만, q+r 및 s+t는 2 이하이다)
    Figure 112018119008574-pat00113

    (상기 일반식(Ⅳa), 일반식(Ⅳb) 및 일반식(Ⅳc) 중, R41, R42, R43, R44, R45 및, R46은 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼10의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼10의 알케닐기를 나타내고, 이들의 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어 있어도 되며, 또한 이들의 기 중에 존재하는 적어도 1종의 수소 원자는 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어도 되며,
    M41, M42, M43, M44, M45, M46, M47, M48 및 M49는 각각 독립하여,
    (g) 트랜스-1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH2-는 -O- 또는 -S-로 치환되어도 된다),
    (h) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어도 된다) 및,
    (i) 1,4-시클로헥세닐렌기, 1,4-비시클로[2.2.2]옥틸렌기, 피페리딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 및 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기
    로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고, 상기의 기(g), 기(h) 또는 기(i)에 포함되는 수소 원자는 각각 시아노기, 불소 원자, 트리플루오로메틸기, 트리플루오로메톡시기 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 되며,
    L42 및 L43는 각각 독립하여 단결합, -COO-, -OCO-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-, -CF2O- 또는 -C≡C-를 나타내고,
    L41, L44, L45, L46, L47, L48 및 L49는 각각 독립하여 단결합, -COO-, -OCO-, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2-, -CF2O- 또는 -C≡C-를 나타내고,
    M42, M43, M45, M46, M48, M49, L41, L43, L44, L46, L47 및/또는 L49가 복수 존재하는 경우에는, 그들은 동일해도 되며 달라도 되며,
    X41, X42, X43, X44, X45, X46, X47 및 X48은 각각 독립하여 수소 원자, 트리플루오로메틸기, 트리플루오로메톡시기, 염소 원자 또는 불소 원자를 나타내지만, X41 및 X42 중 어느 하나는 불소 원자를 나타내고, X43, X44 및 X45 중 어느 하나는 불소 원자를 나타내고, X46, X47 및 X48 중 어느 하나는 불소 원자를 나타내지만, X46 및 X47은 동시에 불소 원자를 나타내는 경우는 없고, X46 및 X48은 동시에 불소 원자를 나타내는 경우는 없고,
    G는 -CH2- 또는 -O-를 나타내고,
    u, v, w, x, y 및 z는 각각 독립하여, 0, 1 또는 2를 나타내지만, u+v, w+x 및 y+z는 2 이하이다)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 일반식(I)에 있어서, R11 및 R12는 각각 독립하여, 이하의 식(R-1)∼식(R-15) :
    Figure 112016039968163-pat00111

    중 어느 하나를 나타내는 중합성 화합물 함유 액정 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 일반식(I)의 m은 1 이상인 중합성 화합물 함유 액정 조성물.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 일반식(I)의 n은 1 이상인 중합성 화합물 함유 액정 조성물.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 일반식(I)에 있어서, L11은, -(CH2)z-C(=O)-O-, -(CH2)z-O-(C=O)-, -O-(C=O)-(CH2)z- 또는 -(C=O)-O-(CH2)z- 이며,
    L12는, -OCH2CH2O-, -(CH2)z-C(=O)-O-, -(CH2)z-O-(C=O)-, -O-(C=O)-(CH2)z- 또는 -(C=O)-O-(CH2)z-이며, 상기 식 중의 z는, 1∼4의 정수인 중합성 화합물 함유 액정 조성물.
  6. 삭제
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 일반식(I)에서 선택되는 화합물을 0.01∼2질량%과,
    일반식(Ⅱ)에서 선택되는 화합물을 5∼70질량%과,
    일반식(Ⅲa), 일반식(Ⅲb), 일반식(Ⅲc) 및 일반식(Ⅳa)로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 화합물을 5∼70질량%
    를 함유하는 것을 특징으로 하는 중합성 화합물 함유 액정 조성물.
  8. 삭제
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    한 쌍의 기판 간에 형성된 액정층과, 투명 전극과, 편광판을 갖는 액정 표시 소자에 대하여 사용하는 중합성 화합물을 함유하는 중합성 화합물 함유 액정 조성물로서,
    상기 한 쌍의 기판 간에 형성된 공간 내에 상기 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 충전한 상기 액정층 내에서 상기 중합성 화합물을 중합함에 의해 액정 배향능을 부여하는 것을 특징으로 하는 중합성 화합물 함유 액정 조성물.
  10. 중합성 화합물 함유 액정 조성물의 유전율 이방성이 음인 것을 특징으로 하는 제9항에 기재된 액정 표시 소자.
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