KR20130069420A - 액정 조성물, 액정 소자, 및 액정 표시 장치 - Google Patents

액정 조성물, 액정 소자, 및 액정 표시 장치 Download PDF

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KR20130069420A
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야스히로 니이쿠라
테쓰지 이시타니
토모히로 타무라
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

본 발명은, 다양한 액정 디바이스에 사용할 수 있는 신규 액정 조성물을 제공한다. 상기 신규 액정 조성물을 사용함으로써, 구동 전압이 낮고 물리적 충격에 강한 안정적인 액정 소자를 제공한다. 상기 액정 소자를 사용함으로써, 소비 전력이 낮고 고품질의 표시 특성을 유지할 수 있는 신뢰성이 높은 액정 표시 장치를 제공한다.
네마틱 액정과, 제 1 키랄제로서 구조식(100)으로 나타내어지는 1,4:3,6-다이안하이드로-2,5-비스[4-(n-헥실-1-옥시)안식향산]소르비톨(약칭： ISO-(6OBA)2)과, 제 2 키랄제로서 구조식(101)으로 나타내어지는 (4R,5R)-4,5-비스[하이드록시-다이(페난트렌-9-일)메틸]-2,2-다이메틸-1,3-다이옥솔란(약칭: R-DOL-Pn)을 함유하며, 블루상을 발현하는 액정 조성물이다.
Figure pat00014

Description

액정 조성물, 액정 소자, 및 액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL COMPOSITION, LIQUID CRYSTAL ELEMENT, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 조성물, 액정 소자 및 액정 표시 장치, 및 그들의 제작 방법에 관한 것이다.
근년, 액정은 다양한 디바이스에 응용되고 있고, 특히 박형, 경량의 특징을 갖는 액정 표시 장치(액정 디스플레이)는 폭넓은 분야의 디스플레이에서 이용되고 있다.
보다 대형이며, 고정세(高精細)한 표시 화면을 가능하게 하기 위하여, 액정의 응답 속도의 고속화가 요구되고 있고, 개발이 진행되고 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
고속 응답이 가능한 액정의 표시 모드로서 블루상을 발현하는 액정을 사용하는 표시 모드를 들 수 있다. 블루상을 발현하는 액정을 사용하는 모드는 고속 응답을 도모할 수 있는 데다가, 배향막이 불필요하고, 또 광시야각화가 가능하기 때문에, 실용화를 위하여 연구가 더 진행되고 있다(예를 들어, 특허 문헌 2 참조).
(특허 문헌 1) 일본국 특개 2008-303381호 공보 (특허 문헌 2) 일본국 국제 공개 제 2005-090520호
다양한 액정 디바이스에 사용할 수 있는 신규 액정 조성물을 제공하는 것을 목적 중 하나로 한다.
또한, 액정 소자는 표시 화면을 터치하여 조작하는 터치 패널이나, 휴대하는 모바일, 옥외용 대형 비전으로서 적합하게 사용되고 있다. 이와 같이 사용할 때 액정 소자에 물리적 충격이 가해지는 경우가 많기 때문에, 액정 소자는 물리적 충격에 대하여 강한 내성을 갖는 것이 요구된다.
상기 신규 액정 조성물을 사용함으로써, 구동 전압이 낮고, 또 물리적 충격에 강하며 안정적인 액정 소자를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
상기 액정 소자를 사용함으로써, 저소비 전력이며 고품질의 표시 특성을 유지할 수 있는, 신뢰성이 높은 액정 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
본 발명의 일 형태는, 네마틱 액정과, 제 1 키랄제로서 하기 구조식(100)으로 나타내어지는 1,4:3,6-다이안하이드로-2,5-비스[4-(n-헥실-1-옥시)안식향산]소르비톨(약칭： ISO-(6OBA)2)과, 제 2 키랄제로서 하기 구조식(101)으로 나타내어지는 (4R,5R)-4,5-비스[하이드록시-다이(페난트렌-9-일)메틸]-2,2-다이메틸-1,3-다이옥솔란(약칭: R-DOL-Pn)을 함유하며, 블루상을 발현하는 액정 조성물을 제공하는 것이다.
[구조식(100) 및 구조식(101)]
Figure pat00001
블루상은 비틀림력이 강한 액정 조성물로 발현하며, 이중 비틀림 구조를 갖는다. 상기 액정 조성물은 조건에 따라 콜레스테릭상(cholesteric phase), 콜레스테릭 블루상(cholesteric blue phase), 등방상(isotropic phase)을 나타낸다.
블루상인 콜레스테릭상은, 온도가 낮은 측으로부터 블루상 Ⅰ, 블루상 Ⅱ, 블루상 Ⅲ의 3가지 종류의 구조를 나타낸다. 블루상인 콜레스테릭상은 광학적으로 등방성이지만, 블루상 Ⅰ은 체심 입방, 블루상 Ⅱ은 단순 입방의 대칭성을 갖는다. 블루상 Ⅰ 및 블루상 Ⅱ은, 자외광 내지 가시광의 영역에 블랙 회절을 나타낸다.
비틀림력의 정도의 지표로서는, 나선 피치, 선택 반사 파장, 나선 비틀림력(HTP(Helical Twisting Power)), 회절 파장을 들 수 있다. 나선 비틀림력(HTP)이 높으면 비틀림력이 강한 액정 조성물이라는 뜻이 된다.
액정 조성물의 비틀림력이 강하면, 전압 무인가 시(인가 전압이 0V일 때)의 액정 조성물의 투과율을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 상기 액정 조성물을 사용한 액정 표시 장치의 콘트라스트가 높게 될 수 있다.
키랄제는 액정 조성물의 비틀림을 유발하고, 액정 조성물을 나선 구조로 배향시키고 블루상을 발현시키기 위하여 사용한다. 키랄제는 비대칭 중심(asymmetric center)을 갖는 화합물이고, 액정 조성물에 대한 상용성(相容性)이 좋고, 또 비틀림력이 강한 화합물을 사용한다. 또한, 키랄제는 광학 활성체이고, 광학 순도가 높을수록 바람직하고 99% 이상이 가장 바람직하다.
R-DOL-Pn은 비틀림력이 강한 키랄제이기 때문에, 액정 조성물 중에 포함되는 키랄제의 비율을 저감할 수 있다. 액정 조성물의 비틀림력을 향상시키기 위하여 키랄제를 다량 첨가하면, 액정 조성물을 구동하기 위한 구동 전압이 상승된다. 상기 액정 조성물과 같이 첨가하는 키랄제의 양을 저감할 수 있으면, 구동 전압을 낮게 억제할 수 있기 때문에 소비 전력을 줄일 수 있다.
또한 키랄제로서 ISO-(6OBA)2를 포함한 액정 조성물을 사용한 액정 소자는, 내압력성(耐押力性) 및 내전압성(耐電壓性)을 가져 블루상을 발현한 상태를 안정적으로 유지할 수 있다. 예를 들어, 물리적 충격에 강하고 높은 압력(壓力)하에서도 블루상을 발현한 상태를 유지할 수 있다.
키랄제로서 안정성에 기여하는 ISO-(6OBA)2와, 높은 비틀림력을 부여하는 R-DOL-Pn을 사용한 액정 조성물을 갖는 액정 소자는, 신뢰성이 높고 소비 전력을 줄일 할 수 있다.
본 발명의 일 형태는, 나선 비틀림력이 80μm-1 이상인 액정 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 형태는, 중합성 모노머와 중합 개시제를 함유한 액정 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 형태는, 블루상을 발현하는 온도 범위가 3.9℃보다 높고 5.1℃ 미만인 액정 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 형태는, 3N의 압력(押力)하에서 블루상을 유지하는 액정 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 형태는, 상기 액정 조성물을 사용한 액정 소자, 액정 표시 장치, 또는 전자 기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 형태는, 네마틱 액정과, 제 1 키랄제로서 ISO-(6OBA)2와, 제 2 키랄제로서 R-DOL-Pn을 함유하며, 블루상을 발현하는 신규 액정 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 형태는, 상기 액정 조성물을 사용하여, 저구동 전압화를 달성하고 높은 안정성을 갖는 액정 소자 또는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다. 따라서, 저소비 전력이며 고품질의 표시 특성을 유지할 수 있는 높은 신뢰성을 갖는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다. 저전압 구동화 및 저소비 전력화를 더 달성하는 신뢰성이 높은 액정 소자, 액정 표시 장치, 또는 전자 기기를 제공할 수 있다.
도 1은 액정 조성물을 설명하는 개념도.
도 2(A) 및 도 2(B)는 액정 표시 장치의 일 형태를 설명하는 도면.
도 3(A) 내지 도 3(D)는 액정 표시 장치의 전극 구성의 일 형태를 설명하는 도면.
도 4(A1), 도 4(A2) 및 도 4(B)는 액정 표시 모듈을 설명하는 도면.
도 5(A) 내지 도 5(F)는 전자 기기를 설명하는 도면.
도 6은 실시예 1에서의 액정 조성물의 나선 비틀림력을 도시한 도면.
도 7은 실시예 2에서의 액정 조성물의 블루상 발현 온도 범위를 도시한 도면.
도 8(A) 및 도 8(B)는 실시예 3에서의 액정 소자 3-1의 압력(押力) 시험 결과를 나타낸 광학 사진.
도 9(A) 및 도 9(B)는 실시예 3에서의 액정 소자 3-2의 압력(押力) 시험 결과를 나타낸 광학 사진.
실시형태 및 실시예에 대하여, 도면을 사용하여 상세하게 설명한다. 다만, 이하의 설명에 한정되지 않고, 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 그 형태 및 상세한 사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서, 이하의 실시형태 및 실시예의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것이 아니다. 또한, 이하에 설명하는 구성에 있어서, 동일 부분 또는 같은 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 상이한 도면간에서 공통으로 사용하고, 그 반복 설명은 생략한다.
또한, ‘제 1’, ‘제 2’ 또는 ‘제 3’이라고 부기된 서수사는 편의상 사용하는 것이며, 공정 순서 또는 적층 순서를 나타내는 것이 아니다. 또한, 본 명세서에서 발명을 특정하기 위한 사항으로서 고유한 명칭을 나타내는 것은 아니다.
(실시형태 1)
본 발명의 일 형태에 따른 액정 조성물, 및 상기 액정 조성물을 사용한 액정 소자, 또는 액정 표시 장치에 대하여 도 1을 사용하여 설명한다. 도 1은 액정 소자 또는 액정 표시 장치의 단면도를 도시한 것이다.
본 발명의 일 형태에 따른 액정 조성물은, 네마틱 액정과, 제 1 키랄제로서 하기 구조식(100)으로 나타내어지는 ISO-(6OBA)2와, 제 2 키랄제로서 하기 구조식(101)으로 나타내어지는 R-DOL-Pn을 함유하며, 블루상을 발현하는 액정 조성물이다.
[구조식(100) 및 구조식(101)]
Figure pat00002
액정 조성물의 비틀림력이 강하면, 전압 무인가 시(인가 전력이 0V일 때)의 액정 조성물의 투과율을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 상기 액정 조성물을 사용한 액정 표시장치의 콘트라스트가 높게 될 수 있다.
키랄제는 액정 조성물의 비틀림을 유발하고, 액정 조성물을 나선 구조로 배향시키고 블루상을 발현시키기 위하여 사용한다. 키랄제는 비대칭 중심을 갖는 화합물이고, 액정 조성물에 대한 상용성(相容性)이 좋고, 또 비틀림력이 강한 화합물을 사용한다. 또한, 키랄제는 광학 활성체이고, 광학 순도가 높을수록 바람직하고 99% 이상이 가장 바람직하다.
R-DOL-Pn은 비틀림력이 강한 키랄제이기 때문에, 액정 조성물 중에 포함되는 키랄제의 비율을 저감할 수 있다. 액정 조성물의 비틀림력을 향상시키기 위하여 키랄제를 다량 첨가하면, 액정 조성물을 구동하기 위한 구동 전압이 상승된다. 상기 액정 조성물과 같이 첨가하는 키랄제의 양을 저감할 수 있으면, 구동 전압을 낮게 억제할 수 있기 때문에 소비 전력을 줄일 수 있다.
또한 키랄제로서 ISO-(6OBA)2를 포함한 액정 조성물을 사용한 액정 소자는, 내압력성(耐押力性) 및 내전압성(耐電壓性)을 가져 블루상을 발현한 상태를 안정적으로 유지할 수 있다. 예를 들어, 물리적 충격에 강하고 높은 압력(壓力)하에서도 블루상을 발현한 상태를 유지할 수 있다.
키랄제로서 안정성에 기여하는 ISO-(6OBA)2와, 높은 비틀림력을 부여하는 R-DOL-Pn을 사용한 액정 조성물을 갖는 액정 소자는, 신뢰성이 높고 소비 전력을 줄일 할 수 있다.
네마틱 액정으로서는, 특별히 제한되지 않고, 비페닐계 화합물, 터페닐계 화합물, 페닐사이클로헥실계 화합물, 비페닐사이클로헥실계 화합물, 페닐비사이클로헥실계 화합물, 안식향산 페닐계 화합물, 사이클로헥실 안식향산 페닐계 화합물, 페닐 안식향산 페닐계 화합물, 비사이클로헥실카르본산 페닐계 화합물, 아조메틴계 화합물, 아조계 화합물, 아족시계 화합물, 스틸벤계 화합물, 비사이클로헥실계 화합물, 페닐피리미딘계 화합물, 비페닐피리미딘계 화합물, 피리미딘계 화합물, 및 비페닐에틴계 화합물 등을 이용할 수 있다.
블루상은 광학적으로 등방이기 때문에 시야각 의존성이 없고, 배향막을 형성하지 않아도 좋기 때문에, 표시 화상의 질을 향상하고 비용을 삭감할 수 있다.
액정 표시 장치에서, 블루상이 발현되는 온도 범위를 넓히기 위하여, 액정 조성물에 중합성 모노머를 첨가하여 고분자 안정화 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 중합성 모노머로서는, 예를 들어, 열에 의하여 중합이 진행되는 열중합성(열경화성) 모노머, 광에 의하여 중합이 진행되는 광중합성(광경화성) 모노머, 또는 열 및 광에 의하여 중합이 진행되는 중합성 모노머 등을 사용할 수 있다. 또한, 액정 조성물에 중합 개시제를 첨가하여도 좋다.
중합성 모노머는 아크릴레이트, 메타크릴레이트 등의 단관능 모노머이어도 좋고, 다이아크릴레이트, 트라이아크릴레이트, 다이메타크릴레이트, 트라이메타크릴레이트 등의 다관능 모노머이어도 좋고, 이것들을 혼합시킨 것이어도 좋다. 또한, 액정성인 것이어도 좋고, 비액정성인 것이어도 좋고, 이들을 혼합시킨 것이어도 좋다.
중합 개시제는, 광 조사에 의하여 라디칼을 발생시키는 라디칼 중합 개시제이어도 좋고, 산을 발생시키는 산 발생제이어도 좋고, 염기를 발생시키는 염기 발생제이어도 좋다.
예를 들어, 상기 액정 조성물에 광중합성 모노머 및 광중합 개시제를 첨가하고, 광중합성 모노머 및 광중합 개시제가 반응되는 파장의 광을 조사하여 고분자 안정화 처리를 행할 수 있다. 광중합성 모노머로서, 대표적으로는 자외선 중합성 모노머를 사용할 수 있다. 광중합성 모노머로서 자외선 중합성 모노머를 사용하는 경우에는, 액정 조성물에 자외선을 조사하면 좋다.
고분자 안정화 처리는 등방상을 나타내는 액정 조성물에 행하여도 좋고, 온도 제어하여 블루상을 발현한 액정 조성물에 행하여도 좋다. 또한, 승온시에 블루상으로부터 등방상으로 상전이되는 온도 또는 강온시에 등방상으로부터 블루상으로 상전이되는 온도를 블루상과 등방상간의 상전이 온도라고 한다. 고분자 안정화 처리의 일례로서는, 광중합성 모노머를 첨가한 액정 조성물을 등방상까지 가열한 후, 서서히 강온시켜 블루상까지 상전이시켜, 블루상이 발현되는 온도를 유지한 상태로 광을 조사하여 행할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 액정 소자 및 액정 표시 장치의 예를 도 1에 도시하였다.
본 발명의 일 형태에 따른 액정 소자는, 적어도 한 쌍의 전극층(전위가 상이한 화소 전극층(230) 및 공통 전극층(232)) 사이에 네마틱 액정과, 제 1 키랄제로서 ISO-(6OBA)2와, 제 2 키랄제로서 R-DOL-Pn을 함유하며, 블루상을 발현하는 액정 조성물(208)을 갖는다.
도 1은, 제 1 기판(200)과 제 2 기판(201)이 네마틱 액정과, 제 1 키랄제로서 ISO-(6OBA)2와, 제 2 키랄제로서 R-DOL-Pn을 함유하여 이루어진 액정 조성물(208)을 개재(介在)하여 대향되도록 배치된 액정 표시 장치이다.
도 1의 액정 소자 및 액정 표시 장치는 제 1 기판(200)과 액정 조성물(208) 사이에 화소 전극층(230)과 공통 전극층(232)이 인접하여 형성되어 있다. 도 1의 구성이면, 기판에 대략 평행(즉, 수평인 방향)한 전계를 발생시켜, 기판과 평행한 면내에서 액정 분자를 움직여, 계조를 제어하는 방식을 이용할 수 있다.
이와 같은 도 1의 구성은 본 발명의 일 형태에 따른 액정 조성물인 상기 블루상을 발현하는, 네마틱 액정과, 제 1 키랄제로서 ISO-(6OBA)2와, 제 2 키랄제로서 R-DOL-Pn을 함유하여 이루어진 액정 조성물을 액정 조성물(208)로서 사용하는 경우에 적합하게 적용할 수 있다. 액정 조성물(208)로서 제공되는 상기 액정 조성물에는 유기 수지가 포함되어도 좋다.
화소 전극층(230)과 공통 전극층(232) 사이에 전계를 형성함으로써, 액정을 제어한다. 액정에는 수평 방향의 전계가 형성되기 때문에, 그 전계를 사용하여 액정 분자를 제어할 수 있다. 블루상을 발현하는 액정 조성물은 고속 응답이 가능하기 때문에, 액정 소자 및 액정 표시 장치의 고성능화가 가능하게 된다.
예를 들어, 고속 응답이 가능하기 때문에, 백 라이트 장치에 RGB의 발광 다이오드(LED) 등을 배치하여, 시분할에 의하여 컬러 표시하는 계시가법혼색법(필드 시퀀셜법)이나, 시분할에 의하여 왼쪽 눈용의 영상과 오른쪽 눈용의 영상을 교대로 보는 셔터 안경 방식에 의한 3차원 표시 방식에 적합하게 채용할 수 있다.
액정 조성물(208)을 개재하여 인접하는 화소 전극층(230)과 공통 전극층(232)의 거리는, 화소 전극층(230) 및 공통 전극층(232)에 각각 소정의 전압을 인가하였을 때, 화소 전극층(230) 및 공통 전극층(232) 사이에 개재하는 액정 조성물(208)의 액정이 응답하는 거리로 한다. 상기 거리에 따라 인가하는 전압을 적절히 제어한다.
액정 조성물(208)의 두께(막 두께)의 최대값은 1μm 이상 20μm 이하로 하는 것이 바람직하다.
액정 조성물(208)을 형성하는 방법으로서 디스펜서법(적하법)이나, 제 1 기판(200)과 제 2 기판(201)을 접착시키고 나서 모세관 현상 등을 사용하여 액정을 주입하는 주입법을 사용할 수 있다.
또한, 도 1에서는 도시하지 않았지만, 편광판, 위상차판, 반사 방지막 등의 광학 필름 등은 적절히 형성한다. 예를 들어, 편광판 및 위상차판에 의한 원편광을 사용하여도 좋다. 또한, 광원으로서 백 라이트 등을 사용할 수 있다.
본 명세서에서는, 반도체 소자(예를 들어, 트랜지스터), 또는 화소 전극층이 형성되어 있는 기판을 소자 기판(제 1 기판)이라고 하고, 상기 소자 기판과 액정 조성물을 개재하여 대향하는 기판을 대향 기판(제 2 기판)이라고 한다.
본 발명의 일 형태에 따른 액정 표시 장치로서, 광원의 광을 투과시킴으로써 표시를 행하는 투과형의 액정 표시 장치, 입사되는 광을 반사함으로써 표시를 행하는 반사형의 액정 표시 장치, 또는 투과형과 반사형을 양쪽 모두 갖는 반투과형의 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
투과형의 액정 표시 장치의 경우, 광이 투과하는 화소 영역에 존재하는 화소 전극층, 공통 전극층, 제 1 기판, 제 2 기판, 그 외의 절연막, 도전막 등은 가시광의 파장 영역의 광에 대하여 투광성으로 한다. 도 1의 구성의 액정 표시 장치에서는, 화소 전극층, 공통 전극층은 투광성이 바람직하지만, 개구 패턴을 갖는 경우는 형상에 따라서는 금속막 등의 비투광성 재료를 사용하여도 좋다.
한편, 반사형의 액정 표시 장치의 경우, 액정 조성물에 대하여 시인(視認)측과 반대측에는 액정 조성물을 투과한 광을 반사하는 반사성의 부재(반사성을 갖는 막이나 기판 등)를 제공하면 좋다. 따라서, 시인측에서 반사성의 부재까지 제공된, 광이 투과하는 기판, 절연막, 도전막은 가시광의 파장 영역의 광에 대하여 투광성으로 한다. 또한, 본 명세서에서 투광성이란 적어도 가시광의 파장 영역의 광을 투과하는 성질을 말한다.
화소 전극층(230), 공통 전극층(232)은 인듐 주석 산화물, 산화 인듐에 산화 아연(ZnO)을 혼합한 도전 재료, 산화 인듐에 산화 실리콘(SiO2)을 혼합한 도전 재료, 유기 인듐, 유기 주석, 산화 텅스텐을 포함하는 인듐 산화물, 산화 텅스텐을 포함하는 인듐 아연 산화물, 산화 티타늄을 포함하는 인듐 산화물, 산화 티타늄을 포함하는 인듐 주석 산화물, 그래핀, 또는 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 바나듐(V), 니오브(Nb), 탄탈(Ta), 크롬(Cr), 코발트(Co), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag) 등의 금속, 또는 그 합금, 또는 그 금속 질화물로부터 하나, 또는 복수 종류를 사용하여 형성할 수 있다.
제 1 기판(200), 제 2 기판(201)에는, 바륨 보로실리케이트 유리나 알루미노 보로실리케이트 유리 등의 유리 기판, 석영 기판, 또는 플라스틱 기판 등을 사용할 수 있다. 또한, 반사형의 액정 표시 장치의 경우, 시인측과 반대측의 기판에는 알루미늄 기판이나 스테인리스 기판 등의 금속 기판을 사용하여도 좋다.
따라서, 네마틱 액정과, 제 1 키랄제로서 ISO-(6OBA)2와, 제 2 키랄제로서 R-DOL-Pn을 함유하며, 블루상을 발현하는 액정 조성물을 제공할 수 있다.
상기 액정 조성물을 사용하여, 저구동 전압화를 달성하고 높은 안정성을 갖는 액정 소자 또는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다. 따라서, 저소비 전력이며 높은 신뢰성을 갖는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태에서 기재한 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 2)
본 발명의 일 형태에 따른 액정 표시 장치로서, 패시브 매트릭스형 액정 표시 장치, 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 실시형태는 본 발명의 일 형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 예를, 도 2(A) 내지 도 3(D)를 이용하여 설명한다.
도 2(A)는 액정 표시 장치의 평면도이고 1화소분의 화소를 도시한 것이다. 도 2(B)는 도 2(A)의 선 X1-X2에 있어서의 단면도를 도시한 것이다.
도 2(A)에서, 복수의 소스 배선층(배선층(405a)을 포함함)이 서로 평행(도면 중의 상하 방향으로 연장) 또 서로 이격된 상태로 배치되어 있다. 복수의 게이트 배선층(게이트 전극층(401)을 포함함)은, 소스 배선층에 대략 직교하는 방향(도면 중의 좌우 방향)으로 연장하고, 또 서로 이격되도록 배치되어 있다. 공통 배선층(408)은, 복수의 게이트 배선층 각각에 인접하는 위치에 배치되어 있고, 게이트 배선층에 대략 평행한 방향, 즉, 소스 배선층에 대략 직교하는 방향(도면 중 좌우 방향)으로 연장되어 있다. 소스 배선층과, 공통 배선층(408) 및 게이트 배선층에 의하여, 대략 직사각형의 공간이 둘러싸여 있지만, 이 공간에 액정 표시 장치의 화소 전극층 및 공통 전극층이 배치되어 있다. 화소 전극층을 구동하는 트랜지스터(420)는, 도면 중 왼쪽 위의 모서리에 배치되어 있다. 화소 전극층 및 트랜지스터는, 매트릭스 형상으로 복수로 배치되어 있다.
도 2(A) 및 도 2(B)의 액정 표시 장치에서, 트랜지스터(420)에 전기적으로 접속되는 제 1 전극층(447)이 화소 전극층으로서 기능하고, 공통 배선층(408)과 전기적으로 접속되는 제 2 전극층(446)이 공통 전극층으로서 기능한다. 또한, 제 1 전극층과 공통 배선층에 의하여 용량이 형성되어 있다. 공통 전극층은 플로팅 상태(전기적으로 고립된 상태)로서 동작시킬 수도 있지만, 고정 전위, 바람직하게는 데이터로서 보내지는 화상 신호의 중간 전위 근방에서 플리커가 생기지 않는 레벨에서 설정하여도 좋다.
기판에 대략 평행(즉 수평인 방향)한 전계를 발생시켜, 기판과 평행한 면내에서 액정 분자를 움직여, 계조를 제어하는 방식을 이용할 수 있다. 이러한 방식으로서 도 2(A) 내지 도 3(D)에 도시한 바와 같은 IPS 모드에서 사용하는 전극 구성을 적용할 수 있다.
IPS 모드 등에 나타내어지는 횡전계 모드는 액정 조성물의 하방에 개구 패턴을 갖는 제 1 전극층(예를 들어, 각 화소마다 전압이 제어되는 화소 전극층) 및 제 2 전극층(예를 들어, 모든 화소에 공통의 전압이 공급되는 공통 전극층)을 배치한다. 따라서, 제 1 기판(441) 위에는, 한쪽이 화소 전극층이며, 다른 한쪽이 공통 전극층인 제 1 전극층(447) 및 제 2 전극층(446)이 형성되고, 적어도 제 1 전극층 및 제 2 전극층 중 한쪽이 절연막 위에 형성되어 있다. 제 1 전극층(447) 및 제 2 전극층(446)은, 평면 형상이 아니고, 다양한 개구 패턴을 갖고, 굴곡부나 분기한 빗살 형상을 포함한다. 제 1 전극층(447) 및 제 2 전극층(446)은 그 전극간에 전계를 발생시키기 위하여, 같은 형상으로 완전히 중첩되는 배치를 피하는 배치로 한다.
또한, 제 1 전극층(447) 및 제 2 전극층(446)으로서 FFS 모드에서 사용하는 전극 구성을 적용하여도 좋다. FFS 모드에 나타내어지는 횡전계 모드는 액정 조성물의 하방에 개구 패턴을 갖는 제 1 전극층(예를 들어, 각 화소마다 전압이 제어되는 화소 전극층) 및 그 개구 패턴의 하방에 평판 형상의 제 2 전극층(예를 들어, 모든 화소에 공통의 전압이 공급되는 공통 전극층)을 더 배치한다. 이 경우, 제 1 기판(441) 위에는, 한쪽이 화소 전극층이며, 다른 한쪽이 공통 전극층인 제 1 전극층 및 제 2 전극층이 형성되고, 화소 전극층과 공통 전극층은 절연막(또는 층간 절연층)을 개재하여 적층되도록 배치된다. 화소 전극층 및 공통 전극층 중 어느 한쪽은 절연막(또는 층간 절연층)의 하방에 형성되고 평판 형상이며, 다른 한쪽은 절연막(또는 층간 절연층)의 상방에 형성되고 다양한 개구 패턴을 갖고, 굴곡부나 분기한 빗살 형상을 포함한 형상으로 한다. 제 1 전극층(447) 및 제 2 전극층(446)은 그 전극간에 전계를 발생시키기 위하여, 같은 형상으로 완전히 중첩되는 배치를 피하는 배치로 한다.
실시형태 1에서 기재한 네마틱 액정과, 제 1 키랄제로서 ISO-(6OBA)2와, 제 2 키랄제로서 R-DOL-Pn을 함유하며, 블루상을 발현하는 액정 조성물을 액정 조성물(444)에 사용한다. 또한, 액정 조성물(444)에는 유기 수지가 포함되어도 좋다. 본 실시형태에서는, 액정 조성물(444)은 고분자 안정화 처리에 의하여, 블루상을 발현하는 상태(블루상을 나타내는 상태라고도 함)로 액정 표시 장치에 제공된다.
화소 전극층인 제 1 전극층(447)과 공통 전극층인 제 2 전극층(446) 사이에 전계를 형성함으로써, 액정 조성물(444)의 액정을 제어한다. 액정에는 수평 방향의 전계가 형성되기 때문에, 이 전계를 사용하여 액정 분자를 제어할 수 있다. 블루상을 나타내도록 배향하고 있는 액정 분자를 기판과 평행한 방향으로 제어할 수 있기 때문에, 시야각이 넓어진다.
제 1 전극층(447) 및 제 2 전극층(446)의 다른 예를 도 3(A) 내지 도 3(D)에 도시하였다. 도 3(A) 내지 도 3(D)의 상면도에 도시한 바와 같이, 제 1 전극층(447a) 내지 제 1 전극층(447d) 및 제 2 전극층(446a) 내지 제 2 전극층(446d)이 엇갈리도록 형성되어 있고, 도 3(A)에서는 제 1 전극층(447a) 및 제 2 전극층(446a)은 굴곡을 갖는 파상 형상이고, 도 3(B)에서는 제 1 전극층(447b) 및 제 2 전극층(446b)은 동심원 형상의 개구부를 갖는 형상이고, 도 3(C)에서는 제 1 전극층(447c) 및 제 2 전극층(446c)은 빗살 형상이고 일부 겹치는 형상이고, 도 3(D)에서는 제 1 전극층(447d) 및 제 2 전극층(446d)은 빗살 형상이고 전극끼리가 맞물리는 형상이다. 또한, 도 3(A) 내지 도 3(C)와 같이, 제 1 전극층(447a) 내지 제 1 전극층(447c)과 제 2 전극층(446a) 내지 제 2 전극층(446c)이 중첩되는 경우는, 제 1 전극층(447)과 제 2 전극층(446) 사이에는 절연막을 형성하고, 다른 막 위에 제 1 전극층(447)과 제 2 전극층(446)을 각각 형성한다.
또한, 제 1 전극층(447), 제 2 전극층(446)은 개구 패턴을 갖는 형상이기 때문에, 도 2(B)의 단면도에서는 분단된 복수의 전극층으로서 도시되어 있다. 이것은 본 명세서의 다른 도면에서도 마찬가지이다.
트랜지스터(420)는 역스태거형의 박막 트랜지스터이며, 절연 표면을 갖는 기판인 제 1 기판(441) 위에 형성되고, 게이트 전극층(401), 게이트 절연층(402), 반도체층(403), 소스 전극층 또는 드레인 전극층으로서 기능하는 배선층(405a) 및 배선층(405b)을 포함한다.
본 명세서에서 기재하는 액정 표시 장치에 적용할 수 있는 트랜지스터의 구조는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 톱 게이트 구조, 또는 보텀 게이트 구조의 스태거형 및 플레이너(Planer)형 등을 사용할 수 있다. 또한, 트랜지스터는 채널 형성 영역이 하나 형성되는 싱글 게이트 구조라도 좋고, 2개 형성되는 더블 게이트 구조 또는 3개 형성되는 트라이플 게이트 구조라도 좋다. 또한, 채널 영역의 상하에 게이트 절연층을 개재하여 배치된 2개의 게이트 전극층을 갖는 듀얼 게이트 구조라도 좋다.
트랜지스터(420)를 덮고, 반도체층(403)에 접하는 절연막(407), 절연막(409)이 형성되고, 절연막(409) 위에 층간막(413)이 적층되어 있다.
층간막(413)의 형성 방법은 특별히 한정되지 않고, 그 재료에 따라, 스핀 코트, 딥, 스프레이 도포, 액적 토출법(잉크젯법 등), 인쇄법(스크린 인쇄, 오프셋 인쇄), 롤 코트, 커튼 코트, 나이프 코트 등을 사용할 수 있다.
제 1 기판(441)과 대향 기판인 제 2 기판(442)을, 액정 조성물(444)을 사이에 개재하여 씰재로 고착한다. 액정 조성물(444)을 형성하는 방법으로서 디스펜스법(적하법)이나, 제 1 기판(441)과 제 2 기판(442)을 접착시키고 나서 모세관 현상 등을 사용하여 액정을 주입하는 주입법을 사용할 수 있다.
씰재로서는, 대표적으로는 가시광 경화성, 자외선 경화성 또는 열경화성의 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 대표적으로는, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 아민 수지 등을 사용할 수 있다. 또한, 광(대표적으로는 자외선)중합 개시제, 열경화제, 필러, 커플링제를 포함하여도 좋다.
광중합 개시제, 중합성 모노머, 및 네마틱 액정과, 제 1 키랄제로서 ISO-(6OBA)2와, 제 2 키랄제로서 R-DOL-Pn을 함유하여 이루어진 액정 조성물을 액정 조성물(444)에 사용하면, 광 조사에 의하여 고분자 안정화 처리를 행할 수 있다.
상기 액정 조성물을 제 1 기판(441)과 제 2 기판(442) 사이의 간극에 충전한 후, 광을 조사하여 고분자 안정화 처리를 행하고, 액정 조성물(444)을 형성한다. 광은 액정 조성물(444)로서 사용되는 액정 조성물에 포함되는 중합성 모노머, 및 광중합 개시제가 반응되는 파장의 광으로 한다. 상기 광 조사에 의한 고분자 안정화 처리에 의하여, 액정 조성물(444)이 블루상을 발현하는 온도 범위를 넓게 개선할 수 있다.
씰재에 자외선 등의 광경화 수지를 사용하여 적하법으로 액정 조성물을 형성하는 경우 등, 고분자 안정화 처리의 광 조사 공정에 의하여 씰재의 경화를 행하여도 좋다.
본 실시형태에서는, 제 1 기판(441)의 외측(액정 조성물(444)과 반대측)에 편광판(443a)을 제공하고, 제 2 기판(442)의 외측(액정 조성물(444)과 반대측)에 편광판(443b)을 제공한다. 또한, 편광판 이외에, 위상차판, 반사 방지막 등의 광학 필름 등을 제공하여도 좋다. 예를 들어, 편광판 및 위상차판에 의한 원편광을 사용하여도 좋다. 상술한 바와 같은 공정으로, 액정 표시 장치를 완성시킬 수 있다.
또한, 대형 기판을 사용하여 복수의 액정 표시 장치를 제작하는 경우(소위 다면취)에는, 그 분단 공정은, 고분자 안정화 처리를 행하기 전이나, 편광판을 제공하기 전에 행할 수 있다. 분단 공정에 의한 액정 조성물에 대한 영향(분단 공정 시에 가해지는 힘 등에 의한 배향의 흐트러짐 등)을 고려하면, 제 1 기판과 제 2 기판을 접착시킨 후, 고분자 안정화 처리 전이 바람직하다.
도시하지 않았지만, 광원으로서 백 라이트, 사이드 라이트 등을 사용하면 좋다. 광원은 소자 기판인 제 1 기판(441)측으로부터, 시인측인 제 2 기판(442)으로 투과하도록 조사된다.
제 1 전극층(447), 및 제 2 전극층(446)은 산화 텅스텐을 포함하는 인듐 산화물, 산화 텅스텐을 포함하는 인듐 아연 산화물, 산화 티타늄을 포함하는 인듐 산화물, 산화 티타늄을 포함하는 인듐 주석 산화물, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 산화 실리콘을 첨가한 인듐 주석 산화물, 그래핀 등의 투광성을 갖는 도전성 재료를 사용할 수 있다.
또한, 제 1 전극층(447), 및 제 2 전극층(446)은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 바나듐(V), 니오븀(Nb), 탄탈(Ta), 크롬(Cr), 코발트(Co), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag) 등의 금속, 또는 그 합금, 또는 그 금속 질화물로부터 하나 또는 복수 종류를 사용하여 형성할 수 있다.
또한, 제 1 전극층(447), 및 제 2 전극층(446)으로서, 도전성 고분자(도전성 폴리머라고도 함)를 포함한 도전성 조성물을 사용하여 형성할 수 있다. 도전성 조성물을 사용하여 형성한 화소 전극은 시트 저항이 10000Ω/□ 이하, 파장 550nm에 있어서의 투광률이 70% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 도전성 조성물에 포함되는 도전성 고분자의 저항률이 0.1Ω·cm 이하인 것이 바람직하다.
도전성 고분자로서는, 소위 π전자 공액계 도전성 고분자를 사용할 수 있다. 예를 들어, 폴리아닐린 또는 그 유도체, 폴리피롤 또는 그 유도체, 폴리티오펜 또는 그 유도체, 또는 아닐린, 피롤 및 티오펜의 2종 이상으로 이루어지는 공중합체 또는 그 유도체 등을 들 수 있다.
하지막이 되는 절연막을 제 1 기판(441)과 게이트 전극층(401) 사이에 형성하여도 좋다. 하지막은, 제 1 기판(441)으로부터 불순물 원소가 확산되는 것을 방지하는 기능이 있고, 질화 실리콘막, 산화 실리콘막, 질화 산화 실리콘막, 또는 산화 질화 실리콘막으로부터 선택된 하나 또는 복수의 막에 의한 단층 구조 또는 적층 구조에 의하여 형성할 수 있다. 게이트 전극층(401)의 재료는, 몰리브덴, 티타늄, 크롬, 탄탈, 텅스텐, 알루미늄, 구리, 네오디뮴, 스칸듐 등의 금속 재료 또는 이것들을 주성분으로 하는 합금 재료를 사용하여, 단층으로 또는 적층하여 형성할 수 있다. 또한, 게이트 전극층(401)으로서 인 등의 불순물 원소를 도핑한 다결정 실리콘막으로 대표되는 반도체막, 니켈 실리사이드 등의 실리사이드막을 사용하여도 좋다. 게이트 전극층(401)으로 차광성을 갖는 도전막을 사용하면, 백 라이트로부터의 광(제 1 기판(441)으로부터 입사하는 광)이, 반도체층(403)에 입사하는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 게이트 전극층(401)의 2층의 적층 구조로서는, 알루미늄층 위에 몰리브덴층이 적층된 2층의 적층 구조, 또는 구리층 위에 몰리브덴층을 적층한 2층 구조, 또는 구리층 위에 질화 티타늄층 또는 질화 탄탈층을 적층한 2층 구조, 질화 티타늄층과 몰리브덴층을 적층한 2층 구조로 하는 것이 바람직하다. 3층의 적층 구조로서는, 텅스텐층 또는 질화 텅스텐층과, 알루미늄과 실리콘의 합금층 또는 알루미늄과 티타늄의 합금층과, 질화 티타늄층 또는 티타늄층을 적층한 적층 구조로 하는 것이 바람직하다.
게이트 절연층(402)은 플라즈마 CVD법 또는 스퍼터링법 등을 사용하여, 산화 실리콘막, 산화 갈륨막, 산화 알루미늄막, 질화 실리콘막, 산화 질화 실리콘막, 산화 질화 알루미늄막, 또는 질화 산화 실리콘막 등을 사용하여 형성할 수 있다. 또는, 게이트 절연층(402)의 재료로서, 산화 하프늄, 산화 이트륨, 산화 란탄, 하프늄 실리케이트(HfSixOy(x＞0, y＞0)), 하프늄 알루미네이트(HfAlxOy(x＞0, y＞0)), 질소가 첨가된 하프늄 실리케이트, 질소가 첨가된 하프늄 알루미네이트 등의 high-k 재료를 사용하여도 좋다. 이러한 high-k 재료를 사용함으로써 게이트 누설 전류를 저감할 수 있다.
또한, 게이트 절연층(402)으로서, 유기 실란 가스를 사용한 CVD법에 의하여 산화 실리콘층을 형성할 수도 있다. 유기 실란 가스로서는 테트라에톡시실란(TEOS:화학식Si(OC2H5)4), 테트라메틸실란(TMS:화학식Si(CH3)4), 테트라메틸사이클로테트라실록산(TMCTS), 옥타메틸사이클로테트라실록산(OMCTS), 헥사메틸디실라잔(HMDS), 트라이에톡시실란(SiH(OC2H5)3), 트리스다이메틸아미노실란(SiH(N(CH3)2)3) 등의 실리콘 함유 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 게이트 절연층(402)은 단층 구조로 하여도 좋고, 적층 구조로 하여도 좋다.
반도체층(403)에 사용하는 재료는 특별히 한정되지 않고, 트랜지스터(420)에 요구되는 특성에 따라 적절히 설정하면 좋다. 반도체층(403)에 사용할 수 있는 재료의 예를 설명한다.
반도체층(403)을 형성하는 재료로서는, 실란이나 게르만으로 대표되는 반도체 재료 가스를 사용한 화학 기상 성장법이나 스퍼터링법 등의 물리 기상 성장법으로 제작되는 비정질(어모퍼스(amorphous)라고도 함) 반도체, 상기 비정질 반도체를 광 에너지나 열 에너지를 이용하여 결정화시킨 다결정 반도체, 또는 미세한 결정상과 비정질상이 혼재된 미결정 반도체 등을 사용할 수 있다. 반도체층은 스퍼터링법, LPCVD법, 또는 플라즈마 CVD법 등에 의하여 형성할 수 있다.
비정질 반도체로서는 대표적으로는 수소화 비정질 실리콘, 결정성 반도체로서는 대표적으로는 폴리실리콘 등을 들 수 있다. 폴리실리콘(다결정 실리콘)에는 800℃ 이상의 프로세스 온도에서 형성되는 폴리실리콘을 주재료로서 사용한 소위 고온 폴리실리콘이나, 600℃ 이하의 프로세스 온도에서 형성되는 폴리실리콘을 주재료로서 사용한 소위 저온 폴리실리콘, 또한 결정화를 촉진하는 원소 등을 사용하여 비정질 실리콘을 결정화시킨 폴리실리콘 등을 포함한다. 물론, 상술한 바와 같이, 미결정 반도체 또는 반도체층의 일부에 결정상을 포함하는 반도체를 사용할 수도 있다.
또한, 산화물 반도체를 사용하여도 좋고, 산화물 반도체로서는, 산화 인듐, 산화 주석, 산화 아연, 2원계 금속의 산화물인 In-Zn계 산화물, Sn-Zn계 산화물, Al-Zn계 산화물, Zn-Mg계 산화물, Sn-Mg계 산화물, In-Mg계 산화물, In-Ga계 산화물, 3원계 금속의 산화물인 In-Ga-Zn계 산화물(IGZO라고도 표기함), In-Al-Zn계 산화물, In-Sn-Zn계 산화물, Sn-Ga-Zn계 산화물, Al-Ga-Zn계 산화물, Sn-Al-Zn계 산화물, In-Hf-Zn계 산화물, In-La-Zn계 산화물, In-Ce-Zn계 산화물, In-Pr-Zn계 산화물, In-Nd-Zn계 산화물, In-Sm-Zn계 산화물, In-Eu-Zn계 산화물, In-Gd-Zn계 산화물, In-Tb-Zn계 산화물, In-Dy-Zn계 산화물, In-Ho-Zn계 산화물, In-Er-Zn계 산화물, In-Tm-Zn계 산화물, In-Yb-Zn계 산화물, In-Lu-Zn계 산화물, 4원계 금속의 산화물인 In-Sn-Ga-Zn계 산화물, In-Hf-Ga-Zn계 산화물, In-Al-Ga-Zn계 산화물, In-Sn-Al-Zn계 산화물, In-Sn-Hf-Zn계 산화물, In-Hf-Al-Zn계 산화물을 사용할 수 있다. 또한, 상기 산화물 반도체에 In, Ga, Sn, Zn 이외의 원소, 예를 들어 SiO2를 함유시켜도 좋다.
여기서, 예를 들어, In-Ga-Zn계 산화물 반도체란 인듐(In), 갈륨(Ga), 아연(Zn)을 갖는 산화물 반도체를 의미하고, 그 조성은 불문한다.
또한, 산화물 반도체층은 화학식 InMO3(ZnO)m(m>0)로 표기되는 박막을 사용할 수 있다. 여기서, M은 Ga, Al, Mn 및 Co 중에서 선택된 하나 또는 복수의 금속 원소를 나타낸다. 예를 들어 M으로서, Ga, Ga 및 Al, Ga 및 Mn, 또는 Ga 및 Co 등이 있다.
또한, 산화물 반도체로서 In-Sn-Zn-O계의 재료를 사용하는 경우에는, 사용하는 타깃 중의 금속 원소의 원자수비를 In:Sn:Zn=1:2:2, In:Sn:Zn=2:1:3, In:Sn:Zn=1:1:1 등으로 하면 좋다.
또한, 산화물 반도체로서 In-Zn-O계 재료를 사용하는 경우에는, 원자수비를 In/Zn=0.5 내지 50, 바람직하게는 In/Zn=1 내지 20, 더 바람직하게는 In/Zn=1.5 내지 15로 한다. Zn의 원자수비를 바람직한 상기 범위로 함으로써, 트랜지스터의 전계 효과 이동도를 향상시킬 수 있다. 여기서, 화합물의 원자수비가 In:Zn:O=X:Y:Z일 때, Z>1.5X+Y로 한다.
산화물 반도체층으로서 완전한 단결정은 아니고, 완전한 비정질도 아닌 상태이며, c축 배향을 가진 결정성 산화물 반도체(C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor；CAAC－OS라고도 부름)를 사용할 수 있다.
반도체층, 배선층의 제작 공정에 있어서, 박막을 원하는 형상으로 가공하기 위하여 에칭 공정을 사용한다. 에칭 공정은, 드라이 에칭이나 웨트 에칭을 사용할 수 있다.
원하는 가공 형상으로 에칭할 수 있도록, 재료에 맞추어 에칭 조건(에칭액, 에칭 시간, 온도 등)을 적절히 조절한다.
소스 전극층 또는 드레인 전극층으로서 기능하는 배선층(405a), 배선층(405b)의 재료로서는, Al, Cr, Ta, Ti, Mo, W로부터 선택된 원소, 또는 상술한 원소를 성분으로 하는 합금이나, 상술한 원소를 조합한 합금막 등을 들 수 있다. 또한, 가열 처리를 행하는 경우에는, 이 가열 처리에 견딜 수 있는 내열성을 도전막에 갖게 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, Al 단체로는 내열성이 뒤떨어지고, 또한 부식되기 쉽다 등의 문제점이 있기 때문에 내열성 도전성 재료와 조합하여 형성한다. Al과 조합하는 내열성 도전성 재료로서는, 티타늄(Ti), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 네오디뮴(Nd), 스칸듐(Sc)으로부터 선택된 원소, 또는 상술한 원소를 성분으로 하는 합금이나, 상술한 원소를 조합한 합금막, 또는 상술한 원소를 성분으로 하는 질화물로 형성한다.
게이트 절연층(402), 반도체층(403), 소스 전극층 또는 드레인 전극층으로서 기능하는 배선층(405a), 배선층(405b)을 대기에 노출시키지 않고 연속적으로 형성하여도 좋다. 대기에 노출시키지 않고 연속적으로 성막함으로써, 대기 성분이나 대기 중에 부유하는 오염 불순물 원소에 오염되지 않고 각 적층 계면을 형성할 수 있기 때문에, 트랜지스터 특성의 편차를 저감할 수 있다.
또한, 반도체층(403)은 일부만이 에칭되어, 홈부(오목부)를 갖는 반도체층이다.
트랜지스터(420)를 덮는 절연막(407), 절연막(409)은, 건식법이나 습식법으로 형성되는 무기 절연막, 유기 절연막을 사용할 수 있다. 예를 들어, CVD 법이나 스퍼터링법 등을 사용하여 얻을 수 있는 질화 실리콘막, 산화 실리콘막, 산화 질화 실리콘만, 산화 알루미늄막, 산화 탄탈막 등을 사용할 수 있다. 또한, 폴리이미드, 아크릴, 벤조사이클로부텐계 수지, 폴리아미드, 에폭시 등의 유기 재료를 사용할 수 있다. 또한, 상기 유기 재료 외에, 저유전율 재료(low－k 재료), 실록산계 수지, PSG(phosphosilicate glass), BPSG(borophosphosilicate glass) 등을 사용할 수 있다. 또한, 절연막(407)으로서 산화 갈륨막을 이용하여도 좋다.
또한, 실록산계 수지란, 실록산계 재료를 출발 재료로 하여 형성된 Si-O-Si 결합을 포함한 수지에 상당한다. 실록산계 수지는 치환기로서는 유기기(예를 들어, 알킬기나 아릴기)나 플루오로기를 사용하여도 좋다. 또한, 유기기는 플루오로기를 가져도 좋다. 실록산계 수지는 도포법에 의하여 성막하고 소성함으로써 절연막(407)으로서 사용할 수 있다.
또한, 이들 재료로 형성되는 절연막을 복수로 적층시킴으로써, 절연막(407), 절연막(409)을 형성하여도 좋다. 예를 들어, 무기 절연막 위에 유기 수지막을 적층하는 구조로 하여도 좋다.
또한, 다계조 마스크에 의하여 형성한 복수의 두께(대표적으로는 두 개의 상이한 두께)의 영역을 갖는 레지스트 마스크를 사용하면, 포토마스크의 수를 저감할 수 있기 때문에, 공정 간략화, 저 비용화를 도모할 수 있다.
이상과 같이, 네마틱 액정과, 제 1 키랄제로서 ISO-(6OBA)2와, 제 2 키랄제로서 R-DOL-Pn을 함유하며, 블루상을 발현하는 액정 조성물을 사용하여, 저구동 전압화를 달성하고 높은 안정성을 갖는 액정 소자 또는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다. 따라서, 저소비 전력이며 신뢰성이 높은 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 네마틱 액정과, 제 1 키랄제로서 ISO-(6OBA)2와, 제 2 키랄제로서 R-DOL-Pn을 함유하며, 블루상을 발현하는 액정 조성물은 고속 응답이 가능하기 때문에, 액정 표시 장치를 고성능화시킬 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태의 기재 내용과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 3)
트랜지스터를 제작하고, 상기 트랜지스터를 화소부, 또한, 구동 회로에 사용하여 표시 기능을 갖는 액정 표시 장치를 제작할 수 있다. 또한, 트랜지스터를 사용하여 구동 회로의 일부 또는 전체를 화소부와 같은 기판 위에 일체 형성하여, 시스템 온 패널(system-on-panel)을 형성할 수 있다.
액정 표시 장치는 표시 소자로서 액정 소자(액정 표시 소자라고도 함)를 포함한다.
또한, 액정 표시 장치는, 표시 소자가 밀봉된 상태에 있는 패널과, 상기 패널에 컨트롤러를 포함하는 IC 등을 실장한 상태에 있는 모듈을 포함한다. 또한, 상기 액정 표시 장치를 제작하는 과정에 있어서의, 표시 소자가 완성되기 전의 일 형태에 상당하는 소자 기판에 관하여, 상기 소자 기판은 전류를 표시 소자에 공급하기 위한 수단을 복수의 각 화소에 구비한다. 소자 기판은 구체적으로 표시 소자의 화소 전극만이 형성된 상태라도 좋고, 화소 전극이 되는 도전막을 형성한 후이며, 에칭하여 화소 전극을 형성하기 전의 상태라도 좋고, 모든 형태가 적합하다.
또한, 본 명세서 중에서의 액정 표시 장치란, 화상 표시 디바이스, 표시 디바이스, 또한 광원(조명 장치를 포함함)을 가리킨다. 또한, 커넥터, 예를 들어 FPC(Flexible printed circuit) 또는 TAB(Tape Automated Bonding) 테이프 또는 TCP(Tape Carrier Package)가 장착된 모듈, TAB 테이프나 TCP의 끝에 프린트 배선판이 제공된 모듈, 또는 표시 소자에 COG(Chip On Glass) 방식에 의하여 IC(집적 회로)가 직접 실장된 모듈도 모두 액정 표시 장치에 포함하는 것으로 한다.
액정 표시 장치의 일 형태에 상당하는 액정 표시 패널의 외관 및 단면에 대하여, 도 4(A1), 도 4(A2) 및 도 4(B)를 이용하여 설명한다. 도 4(A1) 및 도 4(A2)는 제 1 기판(4001) 위에 형성된 트랜지스터(4010), 트랜지스터(4011), 및 액정 소자(4013)를 제 2 기판(4006) 사이에 씰재(4005)로 밀봉한 패널의 상면도이며, 도 4(B)는 도 4(A1) 및 도 4(A2)의 M－N에서의 단면도에 상당한다.
제 1 기판(4001) 위에 제공된 화소부(4002)와, 주사선 구동 회로(4004)를 둘러싸도록 씰재(4005)가 제공되어 있다. 또한, 화소부(4002)와, 주사선 구동 회로(4004) 위에 제 2 기판(4006)이 형성되어 있다. 따라서, 화소부(4002)와 주사선 구동 회로(4004)는 제 1 기판(4001)과 씰재(4005)와 제 2 기판(4006)에 의하여, 액정 조성물(4008)과 함께 밀봉되어 있다.
또한, 도 4(A1)은 제 1 기판(4001) 위의 씰재(4005)에 의하여 둘러싸여 있는 영역과는 다른 영역에, 별도로 준비된 기판 위에 단결정 반도체막 또는 다결정 반도체막으로 형성된 신호선 구동 회로(4003)가 실장되어 있다. 또한, 도 4(A2)는 신호선 구동 회로의 일부를 제 1 기판(4001) 위에 형성된 트랜지스터로 형성하는 예이며, 제 1 기판(4001) 위에 신호선 구동 회로(4003b)가 형성되고, 또한, 별도로 준비된 기판 위에 단결정 반도체막 또는 다결정 반도체막으로 형성된 신호선 구동 회로(4003a)가 실장되어 있다.
또한, 별도로 형성한 구동 회로의 접속 방법은, 특히 한정되지 않고, COG 방법, 와이어 본딩 방법, 또는 TAB 방법 등을 사용할 수 있다. 도 4(A1)은 COG 방법에 의하여 신호선 구동 회로(4003)를 실장한 예이며, 도 4(A2)는, TAB 방법에 의하여 신호선 구동 회로(4003)를 실장한 예이다.
또한, 제 1 기판(4001) 위에 형성된 화소부(4002)와 주사선 구동 회로(4004)는 트랜지스터를 복수로 갖고, 도 4(B)에서는, 화소부(4002)에 포함된 트랜지스터(4010)와 주사선 구동 회로(4004)에 포함된 트랜지스터(4011)를 예시하였다. 트랜지스터(4010), 트랜지스터(4011) 위에는 절연층(4020), 층간막(4021)이 형성되어 있다.
트랜지스터(4010), 트랜지스터(4011)는 실시형태 2 또는 실시형태 3 중 어느 것에 나타내어지는 트랜지스터를 적용할 수 있다.
또한, 층간막(4021) 또는 절연층(4020) 위에 있어서, 구동 회로용의 트랜지스터(4011)의 반도체층의 채널 형성 영역과 중첩되는 위치에 도전층을 형성하여도 좋다. 도전층은 전위가 트랜지스터(4011)의 게이트 전극층과 같아도 좋고, 상이하여도 좋고, 제 2 게이트 전극층으로서 기능시킬 수도 있다. 또한, 도전층의 전위가 GND이어도 좋고, 또는 도전층은 플로팅 상태이어도 좋다.
또한, 층간막(4021) 위에 화소 전극층(4030) 및 공통 전극층(4031)이 형성되고, 화소 전극층(4030)은 트랜지스터(4010)와 전기적으로 접속되어 있다. 액정 소자(4013)는 화소 전극층(4030), 공통 전극층(4031) 및 액정 조성물(4008)을 포함한다. 또한, 제 1 기판(4001), 제 2 기판(4006)의 외측에는 각각 편광판(4032a), 편광판(4032b)이 제공되어 있다.
실시형태 1에서 기재한 네마틱 액정과, 제 1 키랄제로서 ISO-(6OBA)2와, 제 2 키랄제로서 R-DOL-Pn을 함유하며, 블루상을 발현하는 액정 조성물을 액정 조성물(4008)에 사용한다. 화소 전극층(4030) 및 공통 전극층(4031)에는 실시형태 1 또는 실시형태 2에서 기재한 바와 같은 화소 전극층 및 공통 전극층의 구성을 적용할 수 있다.
본 실시형태에서는, 액정 조성물(4008)에는, 네마틱 액정과, 제 1 키랄제로서 ISO-(6OBA)2와, 제 2 키랄제로서 R-DOL-Pn을 함유하며, 블루상을 발현하는 액정 조성물을 사용하고, 고분자 안정화 처리에 의하여 블루상을 발현하는 상태(블루상을 나타내는 상태라고도 함)로 액정 조성물(4008)이 액정 표시 장치에 제공된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 실시형태 1의 도 1, 실시형태 2의 도 3(A) 내지 도 3(D)에서 도시한 바와 같은 화소 전극층(4030) 및 공통 전극층(4031)이 개구 패턴을 갖는 형상이다.
화소 전극층(4030)과 공통 전극층(4031) 사이에 전계를 형성함으로써, 액정 조성물(4008)의 액정을 제어한다. 액정에는 수평 방향의 전계가 형성되기 때문에,
그 전계를 사용하여 액정 분자를 제어할 수 있다. 블루상을 나타내도록 배향되는 액정 분자를 기판과 평행한 방향으로 제어할 수 있기 때문에, 시야각이 넓어진다.
또한, 제 1 기판(4001), 제 2 기판(4006)으로서는, 투광성을 갖는 유리, 플라스틱 등을 사용할 수 있다. 플라스틱으로서는, PVF(polyvinyl fluoride) 필름, 폴리에스테르 필름 또는 아크릴 수지 필름을 사용할 수 있다. 또한, 알루미늄 포일을 PVF 필름이나 폴리에스테르 필름으로 끼운 구조의 시트나, FRP(Fiberglass－Reinforced Plastics)판을 사용할 수도 있다.
또한, 부호 4035는 절연막을 선택적으로 에칭함으로써 얻어지는 기둥 형상의 스페이서이며, 액정 조성물(4008)의 막 두께(셀 갭)를 제어하기 위하여 제공되어 있다. 또한, 구 형상의 스페이서를 사용하여도 좋다. 액정 조성물(4008)을 사용하는 액정 표시 장치에서 액정 조성물의 두께인 셀 갭은 1μm 이상 20μm 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서 셀 갭의 두께는 액정 조성물의 두께(막 두께)의 최대값으로 한다.
또한, 도 4(A1), 도 4(A2) 및 도 4(B)는 투과형 액정 표시 장치의 예이지만, 본 발명은 반투과형 액정 표시 장치에서도, 반사형 액정 표시 장치에서도 적용할 수 있다.
또한, 도 4(A1), 도 4(A2) 및 도 4(B)의 액정 표시 장치에서는, 기판의 외측(시인측)에 편광판을 제공하는 예를 도시하였지만, 편광판은 기판의 내측에 제공하여도 좋다. 편광판의 재료나 제작 공정 조건에 따라 적절히 설정하면 좋다. 또한, 블랙 매트릭스로서 기능하는 차광층을 형성하여도 좋다.
층간막(4021)의 일부로서 컬러 필터층이나 차광층을 형성하여도 좋다. 도 4(A1), 도 4(A2) 및 도 4(B)에서는, 트랜지스터(4010), 트랜지스터(4011) 상방을 덮도록 차광층(4034)이 제 2 기판(4006)측에 형성되어 있는 예이다. 차광층(4034)을 형성함으로써, 콘트라스트를 더 향상시키거나, 트랜지스터의 안정화의 효과를 더 높일 수 있다.
트랜지스터의 보호막으로서 기능하는 절연층(4020)으로 덮는 구성으로 하여도 좋지만, 특별히 한정되지 않는다.
또한, 보호막은 대기 중의 유기물이나 금속물, 수증기 등의 오염 불순물의 침입을 막기 위한 것이며, 치밀한 막이 바람직하다. 보호막은, 스퍼터링법을 사용하여, 산화 실리콘막, 질화 실리콘막, 산화 질화 실리콘막, 질화 산화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 질화 알루미늄막, 산화 질화 알루미늄막, 또는 질화 산화 알루미늄막을 단층 또는 적층으로 하여 형성하면 좋다.
또한, 평탄화 절연막으로서 투광성의 절연층을 더 형성하는 경우, 폴리이미드, 아크릴, 벤조사이클로부텐계 수지, 폴리아미드, 에폭시 등의 내열성을 갖는 유기 재료를 사용할 수 있다. 또한, 상기 유기 재료 외에, 저유전율 재료(low－k 재료), 실록산계 수지, PSG(phosphosilicate glass), BPSG(borophosphosilicate glass) 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들의 재료로 형성되는 절연막을 복수로 적층시킴으로써, 절연층을 형성하여도 좋다.
적층하는 절연층의 형성 방법은 특별히 한정되지 않고, 그 재료에 따라, 스퍼터링법, 스핀 코트, 딥법, 스프레이 도포법, 액적 토출법(잉크젯법), 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 롤 코트, 커튼 코트, 나이프 코트 등을 사용할 수 있다.
화소 전극층(4030) 및 공통 전극층(4031)은 산화 텅스텐을 포함하는 인듐 산화물, 산화 텅스텐을 포함하는 인듐 아연 산화물, 산화 티타늄을 포함하는 인듐 산화물, 산화 티타늄을 포함하는 인듐 주석 산화물, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 산화 실리콘을 첨가한 인듐 주석 산화물, 그래핀 등의 투광성을 갖는 도전성 재료를 사용할 수 있다.
또한, 화소 전극층(4030), 및 공통 전극층(4031)은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 바나듐(V), 니오브(Nb), 탄탈(Ta), 크롬(Cr), 코발트(Co), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag) 등의 금속, 또는 그 합금, 또는 그 금속 질화물에서 하나 또는 복수 종류를 사용하여 형성할 수 있다.
또한, 화소 전극층(4030), 및 공통 전극층(4031)으로서, 도전성 고분자(도전성 폴리머라고도 함)를 포함하는 도전성 조성물을 사용하여 형성할 수 있다.
또한, 별도로 형성된 신호선 구동 회로(4003)와, 주사선 구동 회로(4004) 또는 화소부(4002)에 주어지는 각종 신호 및 전위는, FPC(4018)로부터 공급된다.
또한, 트랜지스터는 정전기 등에 의하여 파괴되기 쉽기 때문에, 게이트선 또는 소스선에 대하여, 구동 회로 보호용의 보호 회로를 동일 기판 위에 형성하는 것이 바람직하다. 보호 회로는, 비선형 소자를 사용하여 구성하는 것이 바람직하다.
도 4(A1), 도 4(A2) 및 도 4(B)에서는, 접속 단자 전극(4015)이 화소 전극층(4030)과 같은 도전막으로 형성되고, 단자 전극(4016)은 트랜지스터(4010), 트랜지스터(4011)의 소스 전극층 및 드레인 전극층과 같은 도전막으로 형성되어 있다.
접속 단자 전극(4015)은, FPC(4018)가 갖는 단자와, 이방성 도전막(4019)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 도 4(A1), 도 4(A2) 및 도 4(B)에서는, 신호선 구동 회로(4003)를 별도로 형성하여, 제 1 기판(4001)에 실장하는 예를 도시하였지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 주사선 구동 회로를 별도로 형성하여 장착하여도 좋고, 신호선 구동 회로의 일부 또는 주사선 구동 회로의 일부만을 별도로 형성하여 장착하여도 좋다.
이상과 같이, 네마틱 액정과, 제 1 키랄제로서 ISO-(6OBA)2와, 제 2 키랄제로서 R-DOL-Pn을 함유하며, 블루상을 발현하는 액정 조성물을 사용하여, 저구동 전압화를 달성하고 높은 안정성을 갖는 액정 소자 또는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다. 따라서, 저소비 전력이며 신뢰성이 높은 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 네마틱 액정과, 제 1 키랄제로서 ISO-(6OBA)2와, 제 2 키랄제로서 R-DOL-Pn을 함유하며, 블루상을 발현하는 액정 조성물은 고속 응답이 가능하기 때문에, 액정 표시 장치를 고성능화시킬 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태에 기재된 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 4)
본 명세서에 기재하는 액정 표시 장치는, 다양한 전자 기기(게임기도 포함함)에 적용할 수 있다. 전자 기기로서는, 예를 들어, 텔레비전 장치(텔레비전, 또는 텔레비전 수신기라고도 함), 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 디지털 포토 프레임, 휴대 전화기(휴대 전화, 휴대 전화 장치라고도 함), 휴대형 게임기, 휴대 정보 단말, 음향 재생 장치, 파친코기 등의 대형 게임기 등을 들 수 있다.
도 5(A)는 노트북형 퍼스널 컴퓨터이며, 본체(3001), 하우징(3002), 표시부(3003), 키보드(3004) 등으로 구성되어 있다. 실시형태 1 내지 실시형태 3의 어느 것에서 기재한 액정 표시 장치를 표시부(3003)에 적용함으로써, 저소비 전력이며 신뢰성이 높은 노트북형 퍼스널 컴퓨터로 할 수 있다.
도 5(B)는, 휴대 정보 단말(PDA)이며, 본체(3021)에는 표시부(3023)와, 외부 인터페이스(3025)와, 조작 버튼(3024) 등이 제공되어 있다. 또한, 조작용의 부속품으로서 스타일러스(stylus)(3022)가 있다. 실시형태 1 내지 실시형태 3의 어느 것에서 기재한 액정 표시 장치를 표시부(3023)에 적용함으로써, 저소비 전력이며 신뢰성이 높은 휴대 정보 단말(PDA)로 할 수 있다.
도 5(C)는, 전자 서적이며, 하우징(2701) 및 하우징(2703) 2개의 하우징으로 구성되어 있다. 하우징(2701) 및 하우징(2703)은 축부(2711)에 의하여 일체로 되어, 상기 축부(2711)를 축으로 하여 개폐(開閉) 동작을 행할 수 있다. 이러한 구성에 의하여 종이 서적과 같은 동작을 행할 수 있다.
하우징(2701)에는 표시부(2705)가 내장되고, 하우징(2703)에는 표시부(2707)가 내장되어 있다. 표시부(2705) 및 표시부(2707)는 연속되는 화면을 표시하는 구성으로 하여도 좋고, 다른 화면을 표시하는 구성으로 하여도 좋다. 다른 화면을 표시하는 구성으로 함으로써, 예를 들어 오른쪽의 표시부(도 5(C)에서는 표시부(2705))에 문장을 표시하고 왼쪽의 표시부(도 5(C)에서는 표시부(2707))에 화상을 표시할 수 있다. 실시형태 1 내지 실시형태 3의 어느 것에서 기재한 액정 표시 장치를 표시부(2705), 표시부(2707)에 적용함으로써, 저소비 전력이며 신뢰성이 높은 전자 서적으로 할 수 있다. 표시부(2705)로서 반투과형, 또는 반사형의 액정 표시 장치를 사용하는 경우에는, 비교적 밝은 상황하에서 사용되는 것도 예상되기 때문에, 태양 전지를 형성하고, 태양 전지에 의한 발전, 및 배터리에 의한 충전을 행할 수 있도록 하여도 좋다. 또한, 배터리로서는 리튬 이온 전지를 사용하면, 소형화를 도모할 수 있는 등 이점이 있다.
또한, 도 5(C)는, 하우징(2701)에 조작부 등이 구비된 예를 도시한 것이다. 예를 들어, 하우징(2701)에서, 전원(2721), 조작 키(2723), 스피커(2725) 등이 구비된다. 조작 키(2723)에 의하여 페이지를 넘길 수 있다. 또한, 하우징의 표시부와 동일면에 키보드나 포인팅 디바이스 등을 구비하는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 하우징의 뒷면이나 측면에 외부 접속용 단자(이어폰 단자, USB 단자 등), 기록 매체 삽입부 등을 구비한 구성으로 하여도 좋다. 또한, 전자 서적은 전자 사전으로서의 기능을 갖는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 전자 서적은 무선으로 정보를 송수신할 수 있는 구성으로 하여도 좋다. 무선에 의하여 전자 서적 서버로부터 원하는 서적 데이터 등을 구입하여, 다운로드하는 구성으로 할 수도 있다.
도 5(D)는, 휴대 전화이며, 하우징(2800) 및 하우징(2801)의 2개의 하우징으로 구성되어 있다. 하우징(2801)에는, 표시 패널(2802), 스피커(2803), 마이크로폰(2804), 포인팅 디바이스(2806), 카메라용 렌즈(2807), 외부 접속 단자(2808) 등이 구비되어 있다. 또한, 하우징(2800)에는 휴대 전화를 충전하는 태양 전지 셀(2810), 외부 메모리 슬롯(2811) 등이 구비되어 있다. 또한, 안테나는 하우징(2801) 내부에 내장되어 있다. 실시형태 1 내지 실시형태 3의 어느 것에서 기재한 액정 표시 장치를 표시 패널(2802)에 적용함으로써, 저소비 전력이며 신뢰성이 높은 휴대 전화로 할 수 있다.
또한, 표시 패널(2802)은 터치 패널이 구비되어 있으며, 도 5(D)에는 영상으로 표시되어 있는 복수의 조작 키(2805)를 점선으로 나타내었다. 또한, 태양 전지 셀(2810)로 출력되는 전압을 각 회로에 필요한 전압으로 승압하기 위한 승압 회로도 실장되어 있다.
표시 패널(2802)은 사용 형태에 따라 표시 방향이 적절히 변화된다. 또한, 표시 패널(2802)과 동일 면 위에 카메라용 렌즈(2807)를 구비하기 때문에, 영상 전화를 할 수 있다. 스피커(2803) 및 마이크로폰(2804)은 음성 통화에 한정되지 않고, 영상 전화, 녹음, 재생 등을 할 수 있다. 또한, 하우징(2800)과 하우징(2801)은 슬라이드함으로써, 도 5(D)와 같이 덮개가 열린 상태에서 중첩된 상태로 할 수 있어 휴대하기에 적합한 소형화가 가능하다.
외부 접속 단자(2808)는 AC 어댑터 및 USB 케이블 등의 각종 케이블과 접속할 수 있고, 충전 및 퍼스널 컴퓨터 등과의 데이터 통신을 할 수 있다. 또한, 외부 메모리 슬롯(2811)에 기록 매체를 삽입하여, 보다 대량의 데이터 저장 및 이동에 대응할 수 있다.
또한, 상기 기능에 추가하여, 적외선 통신 기능, 텔레비전 수신 기능 등을 구비한 것이어도 좋다.
도 5(E)는, 디지털 비디오 카메라이며, 본체(3051), 표시부(A)(3057), 접안부(3053), 조작 스위치(3054), 표시부(B)(3055), 배터리(3056) 등으로 구성되어 있다. 실시형태 1 내지 실시형태 3의 어느 것에서 기재한 액정 표시 장치를 표시부(A)(3057), 표시부(B)(3055)에 적용함으로써, 저소비 전력이며 신뢰성이 높은 디지털 비디오 카메라로 할 수 있다.
도 5(F)는 텔레비전 장치이며, 하우징(9601)이나 표시부(9603) 등에 의하여 구성되어 있다. 표시부(9603)에 의하여 영상을 표시할 수 있다. 또한, 여기서는 스탠드(9605)에 의하여 하우징(9601)을 지지한 구성을 도시하였다. 실시형태 1 내지 실시형태 3의 어느 것에서 기재한 액정 표시 장치를 표시부(9603)에 적용함으로써, 저소비 전력이며 신뢰성이 높은 텔레비전 장치로 할 수 있다.
텔레비전 장치의 조작은, 하우징(9601)이 구비하는 조작 스위치나, 별체의 리모트 컨트롤러에 의하여 행할 수 있다. 또한, 리모트 컨트롤러에, 상기 리모트 컨트롤러로부터 출력하는 정보를 표시하는 표시부를 설치하는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 텔레비전 장치는 수신기나 모뎀 등을 구비한 구성으로 한다. 수신기에 의하여 일반 텔레비전 방송을 수신할 수 있으며, 추가로 모뎀을 통하여 유선 또는 무선에 의한 통신 네트워크에 접속함으로써, 일방향(송신자로부터 수신자) 또는 쌍방향(송신자와 수신자 간 또는 수신자 간끼리 등)의 정보 통신을 할 수도 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태에서 기재한 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시예 1)
본 실시예에서는, 본 발명의 일 형태의 액정 조성물을 제작하고, 특성을 평가하였다.
본 실시예에서 제작한 액정 조성물 1-1 내지 액정 조성물 1-7의 구성을 표 1에 나타내었다. 또한, 표 1에 있어서, 혼합 비율은 모두 중량 %로 나타내었다. 또한, 액정 조성물 1-1 내지 액정 조성물 1-7은 키랄제의 종류 및 비율이 상이한 것이고, 본 발명을 적용한 재료는 액정 조성물 1-2 내지 액정 조성물 1-6이다.
Figure pat00003
액정 조성물 1-1 내지 액정 조성물 1-7에서, 액정 1로서 혼합 액정 E－8(주식회사 LCC(LCC Corporation) 제조), 액정 2로서 4-(trans－4-n-프로필사이클로헥실)－3',4'-다이플루오로-1,1'-비페닐(약칭： CPP-3FF)(Daily Polymer Corporation제), 액정 3으로서 4-n-펜틸 안식향산 4-시아노-3-플루오로페닐(약칭： PEP-5CNF)(Daily Polymer Corporation제)을 사용하였다. 본 실시예에서 사용한 CPP-3FF(약칭) 및 PEP-5CNF(약칭)의 구조식을 이하에 나타내었다.
Figure pat00004
액정 조성물 1-1 내지 액정 조성물 1-7에서, 제 1 키랄제로서, 구조식(100)으로 나타내어지는 ISO-(6OBA)2(약칭)(Midori Kagaku Co., Ltd.제), 제 2 키랄제로서 구조식(101)으로 나타내어지는 R-DOL-Pn(약칭)을 사용하였다.
[구조식(100) 및 구조식(101)]
Figure pat00005
액정 조성물 1-1 내지 액정 조성물 1-7에 대하여, 실온에서 Grandjean-Cano wedge cell method을 사용하여 나선 비틀림력(HTP)을 측정하였다. 도 6에 측정 결과를 도시하였다. 또한, 도 6에서, 가로축이 키랄제(제 1 키랄제 및 제 2 키랄제)에서의 제 2 키랄제인 R-DOL-Pn(약칭)의 함유량(중량)을 나타내고, 세로축은 나선 비틀림력(HTP)을 나타낸다. ISO-(6OBA)2(약칭)만을 사용한 액정 조성물 1-1에서는 나선 비틀림력이 약 63μm-1이었지만, R-DOL-Pn(약칭)의 함유량이 증가됨에 따라 나선 비틀림력도 증가되어, 80μm-1, 더욱 110μm-1을 넘는 높은 나선 비틀림력을 갖는 것이 확인되었다.
따라서, 본 발명을 적용한 액정 조성물은 비틀림력이 강한 액정 조성물이며, 상기 액정 조성물을 사용함으로써 액정 표시 장치를 고콘트라스트화할 수 있다.
(실시예 2)
본 실시예에서는 본 발명의 일 형태의 액정 조성물, 및 상기 액정 조성물을 사용한 액정 소자를 제작하고, 블루상을 발현하는 온도 범위를 측정하였다.
본 실시예에서 제작한 액정 조성물 2-1 내지 액정 조성물 2-5의 구성을 표 2에 나타내었다. 또한, 표 2에 있어서 혼합 비율은 모두 중량 %로 나타내었다. 또한, 액정 조성물 2-1 내지 액정 조성물 2-5는 키랄제의 종류 및 비율이 상이하고, 본 발명을 적용한 시료는 액정 조성물 2-2 내지 액정 조성물 2-4이다.
Figure pat00006
본 실시예의 액정 조성물 2-1 내지 액정 조성물 2-5는 실시예 1에서 기재한 액정 조성물에 사용된 액정 및 키랄제 외에, 중합성 모노머 및 중합 개시제를 첨가한 액정 조성물이다. 또한, 실시예 1과 마찬가지로, 액정은 액정 1(E-8), 액정 2(CPP-3FF(약칭)), 액정 3(PEP-5CNF(약칭))을 사용하고, 키랄제는 제 1 키랄제(ISO-(6OBA)2(약칭)), 제 2 키랄제(R-DOL-Pn(약칭))를 사용하였다.
중합성 모노머로서, 1,4-비스-[4-(6-아크릴로일옥시-n-헥실-1-옥시)벤조일옥시]-2-메틸벤젠(약칭： RM257-O6)(SYNTHON Chemicals GmbH & Co. KG 제조), 메타크릴산n-도데실(약칭： DMeAc)(도쿄 화성 공업 주식회사(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 제조), 및 중합 개시제로서 2,2-다이메톡시-2-페닐아세트페논(약칭: DMPAP)(도쿄 화성 공업 주식회사 제조)을 사용하였다.
또한, 본 실시예에서 사용한 RM257-O6(약칭), DMeAc(약칭), DMPAP(약칭)의 구조식을 이하에 나타내었다.
Figure pat00007
또한, 표 2에서 나타낸 바와 같이, 액정 조성물 2-1 내지 액정 조성물 2-5 각각과, 중합성 모노머(RM257-O6(약칭), DMeAc(약칭)), 및 중합 개시제(DMPAP(약칭))가 첨가된 액정 조성물에 있어서, 액정 조성물 2-1 내지 액정 조성물 2-5는 91.7wt%, RM257-O6(약칭)은 4wt%, DMeAc(약칭)는 4wt%, DMPAP(약칭)는 0.3wt%로 하였다.
액정 조성물 2-1 내지 액정 조성물 2-5의 블루상을 발현하는 온도 범위를 액정 조성물 2-1 내지 액정 조성물 2-5를 사용한 액정 소자의 상태로 측정하였다. 액정 조성물 2-1 내지 액정 조성물 2-5를 사용한 액정 소자의 제작 공정을 이하에서 기재한다. 액정 조성물 2-1 내지 액정 조성물 2-5를 사용한 액정 소자는, 화소 전극층 및 공통 전극층이 도 3(D)와 같이 빗살 형상으로 형성된 유리 기판과, 대향 기판이 되는 유리 기판을 공극(4μm)을 상기 기판들 사이에 갖도록 씰재로 접합한 후, 주입법에 의하여 등방상의 상태로 교반한 표 2에서 나타낸 재료 및 비율로 혼합시킨 각 액정 조성물 2-1 내지 액정 조성물 2-5를 기판간에 주입하여 제작하였다.
산화 실리콘을 함유한 인듐 주석 산화물 사용하여 스퍼터링법으로 화소 전극층 및 공통 전극층을 형성하였다. 그 막 두께를 110nm로 하고, 화소 전극층과 공통 전극층의 각 폭, 및 화소 전극층과 공통 전극층의 간격은 2μm로 하였다. 또한, 씰재로서는 자외선 및 열 경화형 씰재를 사용하고, 경화 처리로서 자외선(방사 조도 100mW/cm2) 조사 처리를 90초간 동안 한 후, 120℃로 1시간 동안 가열 처리하였다.
각 액정 소자의 액정 조성물 2-1 내지 액정 조성물 2-5를 등방상으로 한 후, 온도 조절기에 의하여 매분마다 1.0℃씩 온도를 낮추면서 편광 현미경으로 관찰하고, 액정 조성물 2-1 내지 액정 조성물 2-5가 블루상을 발현하는 온도 범위를 측정하였다. 측정에는, 편광 현미경(MX61L 올림푸스 주식회사(Olympus Corporation) 제조) 및 온도 조절기(HCS302-MK1000 INSTEC사 제조)를 사용하였다.
상기 관찰의 측정 조건은 편광 현미경에서, 측정 모드는 반사, 편광자는 크로스 니콜, 배율은 200배로 하였다.
액정 조성물 2-1 내지 액정 조성물 2-5의 블루상이 발현되는 온도의 측정 결과를 표 3에 나타내었다.
Figure pat00008
ISO-(6OBA)2(약칭)만을 사용한 액정 조성물 2-1에서의 블루상 발현 온도는 상한이 40.6℃, 하한이 35.5℃, 온도 범위는 5.1℃이고, R-DOL-Pn(약칭)의 함유율이 0.25(ISO-(6OBA)2(약칭): R-DOL-Pn(약칭)=1:1)의 액정 조성물 2-2에서의 블루상 발현 온도는 상한이 42.4℃, 하한이 37.6℃, 온도 범위는 4.8℃이고, R-DOL-Pn(약칭)의 함유율이 0.5(ISO-(6OBA)2(약칭): R-DOL-Pn(약칭)=1:1)의 액정 조성물 2-3에서의 블루상 발현 온도는 상한이 45.0℃, 하한이 40.7℃, 온도 범위는 4.3℃이고, R-DOL-Pn(약칭)의 함유율이 0.75(ISO-(6OBA)2(약칭): R-DOL-Pn(약칭)=1:1)의 액정 조성물 2-4에서의 블루상 발현 온도는 상한이 46.0℃, 하한이 41.9℃, 온도 범위는 4.1℃이고, R-DOL-Pn(약칭)만을 사용한 액정 조성물 2-5에서의 블루상 발현 온도는 상한이 47.3℃, 하한이 43.4℃, 온도 범위는 3.9℃이었다.
키랄제(제 1 키랄제 및 제 2 키랄제)에서의 제 2 키랄제인 R-DOL-Pn(약칭)의 함유율(중량)과 블루상의 발현 온도 범위의 관계를 도 7에 도시하였다. 또한, 도 7에서, 가로축이 키랄제(제 1 키랄제 및 제 2 키랄제)에서의 제 2 키랄제인 R-DOL-Pn(약칭)의 함유율이고, 세로축이 블루상이 발현되는 온도 범위이다.
R-DOL-Pn(약칭)만을 사용한 액정 조성물 2-5에서는, 블루상이 발현되는 온도 범위가 3.9℃이었지만, ISO-(6OBA)2(약칭)의 함유율이 증가됨에 따라, 블루상이 발현되는 온도 범위도 4.1℃, 4.3℃, 4.8℃로 증가되어, 블루상이 발현되는 온도 범위를 넓게 갖는 것이 확인될 수 있었다.
따라서, 본 발명의 일 형태인 본 실시예의 신규 액정 조성물을 사용한 액정 소자는 블루상이 발현되는 온도 범위가 넓게 부여되어 있는 것이 확인될 수 있었다.
(실시예 3)
본 실시예에서는, 본 발명의 일 형태의 액정 조성물, 및 상기 액정 조성물을 사용한 액정 소자를 제작하고, 압력(押力) 시험에 의하여 평가하였다.
본 실시예에서 제작한 액정 조성물 3-1, 및 액정 조성물 3-2의 구성을 표 4에 나타내었다. 또한, 표 4에서 혼합 비율은 모두 중량 %로 나타내었다. 또한, 액정 조성물 3-1은 비교예이고, 본 발명을 적용한 시료는 액정 조성물 3-2이다.
Figure pat00009
본 실시예의 액정 조성물 3-1 및 액정 조성물 3-2는 실시예 2에서 기재한 액정 조성물에 사용한 액정 및 키랄제, 중합성 모노머 및 중합 개시제를 첨가한 액정 조성물이다. 또한, 실시예 2와 마찬가지로, 액정은 액정 1(E-8), 액정 2(CPP-3FF(약칭)), 액정 3(PEP-5CNF(약칭)), 키랄제는 제 1 키랄제(ISO-(6OBA)2(약칭)), 제 2 키랄제(R-DOL-Pn(약칭)), 중합성 모노머는 RM257-O6(약칭), DMeAc(약칭), 중합 개시제는 DMPAP(약칭)를 사용하였다.
본 실시예에서도 실시예 2와 마찬가지로 액정 조성물 3-1 및 액정 조성물 3-2를 사용하여 액정 소자를 제작하고, 각 액정 소자에 압력(押力) 시험을 행하였다. 제작 방법을 이하에서 기재한다.
액정 조성물 3-1 및 액정 조성물 3-2를 사용한 액정 소자는, 화소 전극층 및 공통 전극층이 도 3(D)와 같이 빗살 형상으로 형성된 유리 기판(두께 0.7mm)과, 대향 기판이 되는 유리 기판(두께 0.7mm)을 공극(4μm)을 갖도록 씰재로 접합한 후, 주입법에 의하여 등방상의 상태로 교반한 표 4에서 나타낸 재료 및 비율로 혼합시킨 액정 조성물 3-1 및 액정 조성물 3-2 각각을 기판간에 주입하여 제작하였다.
산화 실리콘을 함유한 인듐 주석 산화물 사용하여 스퍼터링법으로 화소 전극층 및 공통 전극층을 형성하였다. 또한, 그 막 두께를 110nm로 하고, 화소 전극층과 공통 전극층의 각 폭, 및 화소 전극층과 공통 전극층의 간격은 2μm로 하였다. 또한, 씰재로서는 자외선 및 열 경화형 씰재를 사용하고, 경화 처리로서 자외선(방사 조도 100mW/cm2) 조사 처리를 90초간 동안 한 후, 120℃로 1시간 동안 가열 처리하였다.
또한, 액정 조성물 3-1 및 액정 조성물 3-2를 사용한 액정 소자 각각에 있어서, 블루상이 발현되는 최고 온도보다 3℃ 높은 온도(최고 온도＋3℃)에서 블루상이 발현되는 최저 온도까지의 범위 내의 임의 온도에서 항온으로 하고, 자외선(광원은 Handy UV 램프, 파장은 365nm, 방사 조도는 0.5mW/cm2)을 30분 동안 조사함으로써 고분자 안정화 처리를 행하였다. 또한, 광원과 액정 소자 사이에는 350nm 이하의 파장을 차단하는 광학 필터(LU0350, 아사히 분광 주식회사 제조)를 제공하여, 액정 소자에 조사되는 광원으로부터의 자외선을 조정하였다. 고분자 안정화 처리에 의하여, 액정 조성물 3-1 및 액정 조성물 3-2 중에 포함된 중합성 모노머가 중합되어, 액정 조성물 3-1 및 액정 조성물 3-2를 사용한 액정 소자는 유기 수지를 포함한 액정 조성물을 갖는 액정 소자가 된다.
이 고분자 안정화 처리에 의하여, 액정 조성물 3-1 및 액정 조성물 3-2는 블루상을 발현하는 상태로 경화(고정)되고, 액정 조성물 3-1 및 액정 조성물 3-2를 사용한 액정 소자는 블루상을 발현한 상태로 유지된 액정 소자가 되었다.
다음에, 블루상을 발현한 상태로 유지된 액정 조성물 3-1 및 액정 조성물 3-2를 사용한 액정 소자에 대하여 압력(押力) 시험을 행하였다. 압력(押力) 시험은 시마즈 소형 탁상 시험기(주식회사 시마즈 제작소 제조)를 사용하여, 3N의 압력(押力)으로 약 3초간 동안 행하였다. 또한, 압력(押力) 시험에서는 직경 0.5mm의 반구의 곡면을 액정 소자의 기판에 누르도록 액정 소자에 힘을 가하였다.
압력(押力) 시험의 결과를 도 8(A) 내지 도 9(B)에 나타내었다. 도 8(A)는 액정 조성물 3-1을 사용한 액정 소자의 시험 전, 도 8(B)는 시험 후의 광학 현미경 사진이고, 도 9(A)는 본 발명을 적용한 액정 조성물 3-2를 사용한 액정 소자의 시험 전, 도 9(B)는 시험 후의 광학 현미경 사진이다. 관찰에는, 광학 현미경(MX50 올림푸스 주식회사 제조)을 사용하고, 관찰의 측정 조건은 노광 시간이 300ms, 배율이 50배이었다.
R-DOL-Pn(약칭)만을 사용한 액정 조성물 3-1을 사용하여 블루상을 발현시킨 상태로 한 액정 소자에서는, 도 8(B)에 나타낸 바와 같이 발현된 블루상이 압력(押力)에 기인하여 파괴되었다. 한편, 본 발명을 적용한 ISO-(6OBA)2(약칭), R-DOL-Pn(약칭)을 혼합한 액정 조성물 3-2를 사용하여 블루상을 발현시킨 상태로 한 액정 소자는, 도 9(B)에 나타낸 바와 같이 발현된 블루상이 압력(押力)에 의하여 파괴되지 않고, 시험 후에도 유지되어 있었다.
또한, 액정 조성물 3-2를 사용한 액정 소자는, 추가적으로 5N의 압력(押力), 10N의 압력(押力)으로 약 3초 동안 더 압력(押力) 시험을 한 후에도, 블루상이 발현된 상태를 유지할 수 있었다.
본 발명을 적용한 액정 조성물을 사용한 액정 소자는, 내압력성(耐押力性)을 가져 블루상이 발현된 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 것이 확인되었다. 따라서, 상기 액정 소자를 사용함으로써, 물리적 충격에 강하며 신뢰성이 높은 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
(실시예 4)
본 실시예에서는, 실시예 1 내지 실시예 3에서 사용한 구조식(101)으로 나타내어지는 (4R,5R)-4,5-비스[하이드록시-다이(페난트렌-9-일)메틸]-2,2-다이메틸-1,3-다이옥솔란(약칭: R-DOL-Pn)을 합성하는 예를 기재한다.
(4R,5R)-4,5-비스[하이드록시-다이(페난트렌-9-일)메틸]-2,2-다이메틸-1,3-다이옥솔란(약칭: R-DOL-Pn)의 합성 방법.
구조식(101)으로 나타내어지는 R-DOL-Pn(약칭)의 합성 스킴을 하기 합성 스킴 L-1로 나타낸다.
[합성 스킴 L-1]
Figure pat00010
2.3g(95mmol)의 마그네슘을 200mL의 3구 플라스크에 넣고, 플라스크 내를 질소 치환하였다. 이 혼합물에 50mL의 탈수 테트라하이드로퓨란과, 0.5mL의 다이브로모에탄을 첨가하여 교반하였다. 이 혼합물에 25g(97mmol)의 9-브로모페난트렌을 50mL의 탈수 테트라하이드로퓨란에 용해시킨 용액을 적하 깔때기에 의하여 환류를 유지하면서 천천히 첨가하였다. 적하 후, 이 혼합물을 질소 기류하에서 80℃로 2시간 동안 환류하였다. 소정 시간 경과 후, 이 혼합물을 실온하로 되돌렸다. 이 혼합물에, 3.6mL(20mmol)의 (R,R)-2,3-O-이소프로피리덴-L-주석산(酒石酸) 다이메틸을 10mL의 탈수 테트라하이드로퓨란에 용해시킨 용액을, 적하 깔때기에 의하여 환류를 유지하면서 천천히 첨가하였다. 적하 후, 이 혼합물을 질소 기류하에서 80℃로 1시간 동안 환류하였다. 소정 시간 경과 후, 이 혼합물을 메탄올, 물, 희염산을 순차적으로 첨가하고 얻어진 혼합물의 수성층을 톨루엔으로 추출하였다. 얻어진 추출 용액과 유기층을 혼합하고, 포화 탄산 수소 나트륨 수용액과 포화 식염수로 세정한 후, 황산 마그네슘으로 건조하였다. 이 혼합물을 자연 여과에 의하여 분리하고, 여과액을 농축하여 황색 유상물(油狀物)을 얻었다. 이 유상물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(전개 용매; 톨루엔)에 의하여 정제하였다. 얻어진 프랙션을 농축하여 황색 유상물을 얻었다. 이 유상물을 고속 액체 크로마토그래피(전개 용매; 클로로포름)에 의하여 정제하여 황색 고체를 얻었다. 이 고체를 톨루엔으로 재결정함으로써, 목적물인 백색 고체를 수량 10g, 수율 58%로 얻었다.
200: 제 1 기판
201: 제 2 기판
208: 액정 조성물
230: 화소 전극층
232: 공통 전극층
401: 게이트 전극층
402: 게이트 절연층
403: 반도체층
405a: 배선층
405b: 배선층
407: 절연막
408: 공통 배선층
409: 절연막
413: 층간막
420: 트랜지스터
441: 제 1 기판
442: 제 2 기판
443a: 편광판
443b: 편광판
444: 액정 조성물
446: 제 2 전극층
446a: 제 2 전극층
446b: 제 2 전극층
446c: 제 2 전극층
446d: 제 2 전극층
447: 제 1 전극층
447a: 제 1 전극층
447b: 제 1 전극층
447c: 제 1 전극층
447d: 제 1 전극층
2701: 하우징
2703: 하우징
2705: 표시부
2707: 표시부
2711: 축부
2721: 전원
2723: 조작 키
2725: 스피커
2800: 하우징
2801: 하우징
2802: 표시 패널
2803: 스피커
2804: 마이크로폰
2805: 조작 키
2806: 포인팅 디바이스
2807: 카메라용 렌즈
2808: 외부 접속 단자
2810: 태양 전자 셀
2811: 외부 메모리 슬롯
3001: 본체
3002: 하우징
3003: 표시부
3004: 키보드
3021: 본체
3022: 스타일러스
3023: 표시부
3024: 조작 버튼
3025: 외부 인터페이스
3051: 본체
3053: 접안부
3054: 조작 스위치
3056: 배터리
4001: 제 1 기판
4002: 화소부
4003: 신호선 구동 회로
4003a: 신호선 구동 회로
4003b: 신호선 구동 회로
4004: 주사선 구동 회로
4005: 씰재
4006: 제 2 기판
4008: 액정 조성물
4010: 트랜지스터
4011: 트랜지스터
4013: 액정 소자
4015: 접속 단자 전극
4016: 단자 전극
4018: FPC
4019: 이방성 도전막
4020: 절연층
4021: 층간막
4030: 화소 전극층
4031: 공통 전극층
4032a: 편광판
4032b: 편광판
4034: 차광층
9601: 하우징
9603: 표시부
9605: 스탠드

Claims (23)

  1. 액정 조성물에 있어서,
    액정과;
    제 1 키랄제로서 구조식(100)으로 나타내어지는 1,4:3,6-다이안하이드로-2,5-비스[4-(n-헥실-1-옥시)안식향산]소르비톨과;
    제 2 키랄제로서 구조식(101)으로 나타내어지는 (4R,5R)-4,5-비스[하이드록시-다이(페난트렌-9-일)메틸]-2,2-다이메틸-1,3-다이옥솔란을 포함하는, 액정 조성물.
    Figure pat00011

  2. 제 1 항에 있어서,
    중합성 모노머와 중합 개시제를 더 함유하는, 액정 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    블루상을 발현하는, 액정 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    블루상을 발현하는 온도 범위가 3.9℃보다 높고 5.1℃ 미만인, 액정 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    나선 비틀림력이 80μm-1 이상인, 액정 조성물.
  6. 액정 소자에 있어서,
    서로 대향하는 제 1 기판 및 제 2 기판과;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 전계를 인가하는 한 쌍의 전극과;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이의 액정 조성물을 포함하고,
    상기 액정 조성물이 액정과, 제 1 키랄제로서 구조식(100)으로 나타내어지는 1,4:3,6-다이안하이드로-2,5-비스[4-(n-헥실-1-옥시)안식향산]소르비톨과, 제 2 키랄제로서 구조식(101)으로 나타내어지는 (4R,5R)-4,5-비스[하이드록시-다이(페난트렌-9-일)메틸]-2,2-다이메틸-1,3-다이옥솔란을 포함하는, 액정 소자.
    Figure pat00012

  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 폴리머를 더 함유하는, 액정 소자.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 액정 조성물이 블루상을 발현하는, 액정 소자.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 액정 조성물의 블루상을 발현하는 온도 범위가 3.9℃보다 높고 5.1℃ 미만인, 액정 소자.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 액정 조성물이 80μm-1 이상의 나선 비틀림력을 갖는, 액정 소자.
  11. 제 6 항에 있어서,
    블루상의 발현이 압력(押力) 시험을 수행한 후에도 유지되는, 액정 소자.
  12. 제 6 항에 있어서,
    블루상의 발현이, 직경 0.5mm의 반구의 곡면을 상기 기판들 중 하나에 3N의 압력으로 약 3초간 동안 누른 후에도 유지되는, 액정 소자.
  13. 제 6 항에 있어서,
    블루상의 발현이, 직경 0.5mm의 반구의 곡면을 상기 기판들 중 하나에 10N의 압력으로 약 3초간 동안 누른 후에도 유지되는, 액정 소자.
  14. 제 6 항에 따른 액정 소자를 포함하는, 액정 표시 장치.
  15. 액정 표시 모듈에 있어서,
    서로 대향하는 제 1 기판 및 제 2 기판과;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 전계를 인가하는 한 쌍의 전극을 포함하는 화소부와;
    상기 화소부를 구동하는 구동 회로와;
    외부 회로에 상기 구동 회로를 접속하는 커넥터와;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이의 액정 조성물을 포함하고,
    상기 액정 조성물이 액정과, 제 1 키랄제로서 구조식(100)으로 나타내어지는 1,4:3,6-다이안하이드로-2,5-비스[4-(n-헥실-1-옥시)안식향산]소르비톨과, 제 2 키랄제로서 구조식(101)으로 나타내어지는 (4R,5R)-4,5-비스[하이드록시-다이(페난트렌-9-일)메틸]-2,2-다이메틸-1,3-다이옥솔란을 포함하는, 액정 표시 모듈.
    Figure pat00013

  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 폴리머를 더 함유하는, 액정 표시 모듈.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 액정 조성물이 블루상을 발현하는, 액정 표시 모듈.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 액정 조성물의 블루상을 발현하는 온도 범위가 3.9℃보다 높고 5.1℃ 미만인, 액정 표시 모듈.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 액정 조성물이 80μm-1 이상의 나선 비틀림력을 갖는, 액정 표시 모듈.
  20. 제 15 항에 있어서,
    블루상의 발현이 압력 시험을 수행한 후에도 유지되는, 액정 표시 모듈.
  21. 제 15 항에 있어서,
    블루상의 발현이, 직경 0.5mm의 반구의 곡면을 상기 기판들 중 하나에 3N의 압력으로 약 3초간 동안 누른 후에도 유지되는, 액정 표시 모듈.
  22. 제 15 항에 있어서,
    블루상의 발현이, 직경 0.5mm의 반구의 곡면을 상기 기판들 중 하나에 10N의 압력으로 약 3초간 동안 누른 후에도 유지되는, 액정 표시 모듈.
  23. 제 15 항에 따른 액정 표시 모듈을 포함하는, 액정 표시 장치.
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