KR20170094331A - 액정 표시 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 유전율 이방성, 점도, 네마틱상 상한 온도, 회전 점도(γ1) 등의 액정 표시 소자로서의 제특성 및 액정 표시 소자의 소부 특성을 악화시키지 않고, 제조 시의 적하흔이 발생하기 어려운 액정 표시 소자 및 그 제조 방법을 제공한다.
또, 본 발명에 의하면, 액정 표시 소자로서의 고속 응답성 우수하며, 액정 분자의 배향성이나 프리틸트각이 안정되어 있어, 소부의 발생이 적고, 그 제조 시에 있어서의 적하흔의 발생이 적은 액정 표시 소자의 제조가 가능해진다. 본 발명에서 제작된 액정 표시 소자는, 액정 TV, 모니터 등의 표시 소자로서 유효하게 이용할 수 있다.

Description

액정 표시 소자 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY ELEMENT AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은, 액정 TV 등의 구성 부재로서 유용한 액정 표시 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 소자는, 시계, 계산기를 비롯하여, 각종 측정 기기, 자동차용 패널, 워드프로세서, 전자수첩, 프린터, 컴퓨터, 텔레비전, 시계, 광고 표시판 등에 이용되게 되었다. 액정 표시 방식으로서는, 그 대표적인 것으로서, TN(트위스티드·네마틱)형, STN(슈퍼·트위스티드·네마틱)형, TFT(박막 트랜지스터)를 이용한 수직 배향형(버티컬·얼라이먼트； VA)나 IPS(인·프레인·스위칭)형 등을 들 수 있다. 이들 액정 표시 소자에 이용되는 액정 조성물은, 수분, 공기, 열, 광 등의 외적 요인에 대해 안정적인 것, 또, 실온을 중심으로 하여 가능한 한 넓은 온도 범위에서 액정상을 나타내고, 저점성이며, 또한 구동 전압이 낮은 것이 요구된다. 또한, 액정 조성물은, 개개의 액정 표시 소자에 대해, 유전율 이방성(Δε)이나 굴절률 이방성(Δn) 등을 최적의 값으로 하기 위해, 수 종류로부터 수십 종류의 화합물로 구성되어 있다.
VA형 디스플레이에서는, Δε이 음의 액정 조성물이 이용되고 있으며, 액정 TV 등에 널리 이용되고 있다. 한편, 모든 구동 방식에 있어서, 저전압 구동, 고속 응답, 넓은 동작 온도 범위가 요구되고 있다. 즉, Δε의 절대치가 크고, 점도(η)가 작고, 높은 네마틱상-등방성 액체 상전이 온도(Tni)가 요구되고 있다. 또, Δn과 셀 갭(d)의 곱인 Δn×d의 설정으로부터, 액정 조성물의 Δn을 셀 갭에 맞추어 적당한 범위로 조절할 필요가 있다. 이에 더하여, 액정 표시 소자를 텔레비전 등에 응용하는 경우, 고속 응답성이 중시되기 때문에, 회전 점도(γ1)가 작은 액정 조성물이 요구된다.
한편, VA형 디스플레이의 시야각 특성을 개선하기 위해, 기판 상에 돌기 구조물을 설치함으로써, 화소 중의 액정 분자의 배향 방향을 복수로 분할하는 MVA(멀티 도메인·버티컬·얼라이먼트)형의 액정 표시 소자가 널리 이용되기에 이르렀다. MVA형 액정 표시 소자는, 시야각 특성의 점에서는 우수하지만, 기판 상의 돌기 구조물의 근방과 떨어진 부위에서는, 액정 분자의 응답 속도가 상이하여, 돌기 구조물로부터 떨어진 응답 속도가 느린 액정 분자의 영향 때문에, 전체적인 응답 속도가 불충분한 문제가 있어, 돌기 구조물에 기인하는 투과율의 저하의 문제가 있었다. 이 문제를 해결하기 위해, 통상의 MVA형 액정 표시 소자와는 상이하게, 셀 중에 비투과성의 돌기 구조물을 설치하지 않고, 분할한 화소 내에서 균일한 프리틸트각을 부여하는 방법으로서, PSA 액정 표시 소자(polymer sustained alignment： 폴리머 유지 배향, PS 액정 표시 소자(polymer stabilised： 폴리머 안정화)를 포함한다.)가 개발되어 있다. PSA 액정 표시 소자는, 소량의 반응성 모노머를 액정 조성물에 첨가하고, 그 액정 조성물을 액정 셀에 도입 후, 전극 간에 전압을 인가하면서, 활성 에너지선의 조사에 의해, 액정 조성물 중의 반응성 모노머를 중합시킴으로써 제조되는 것이다. 그 때문에, 분할 화소 중에 있어서 적절한 프리틸트각을 부여할 수 있어, 결과적으로, 투과율 향상에 의한 콘트라스트의 향상 및 균일한 프리틸트각의 부여에 의한 고속 응답성을 달성할 수 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 그러나, PSA 액정 표시 소자에 있어서는, 액정 조성물 중에 반응성 모노머를 첨가할 필요가 있어, 높은 전압 유지율이 요구되는 액티브 매트릭스 액정 표시 소자에 있어서는, 문제가 많아, 소부 등의 표시 불량이 발생하는 문제도 있었다.
PSA 액정 표시 소자의 결점을 개량하여, 액정 조성물 중에 액정 재료 이외의 이물을 혼입시키지 않고, 액정 분자에 균일한 프리틸트각을 부여하는 방법으로서, 반응성 모노머를 배향막 재료 중에 혼입하고, 액정 조성물을 액정 셀에 도입 후, 전극 간에 전압을 인가하면서, 활성 에너지선의 조사에 의해, 배향막 중의 반응성 모노머를 중합시키는 방식이 개발되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2, 3 및 4 참조).
한편, 액정 표시 소자의 대화면화에 수반하여, 액정 표시 소자의 제조 방법도 큰 변화를 이루고 있다. 즉, 종래의 진공 주입법은, 대형의 패널을 제조하는 경우, 제조 프로세스에 다대한 시간을 필요로 하기 때문에, 대형 패널의 제조에 있어서는, ODF(one-drop-fill) 방식에 의한 제조 방법이 주류가 되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 5 참조). 이 방식은, 진공 주입법과 비교해, 주입 시간을 단축할 수 있기 때문에, 액정 표시 소자의 제조 방법의 주류가 되고 있다. 그러나, 액정 조성물을 적하한 적하흔이, 액정 표시 소자 제작 후에도, 적하한 형상으로 액정 표시 소자에 남는 현상이 새로운 문제가 되고 있다. 또한, 적하흔이란, 흑표시한 경우에 액정 조성물을 적하한 자국이 희게 떠오르는 현상이라고 정의한다. 특히, 전술한 배향막 재료 중에 반응성 모노머를 첨가하여 액정 분자에 프리틸트각을 부여하는 방식에 있어서는, 액정 조성물의 기판으로의 적하 시에는 이물인 반응성 모노머가 배향막 중에 존재하고 있기 때문에, 적하흔의 문제가 발생하기 쉽다. 또, 일반적으로 적하흔의 발생은 액정 재료의 선택에 따라 발생하는 경우도 많아, 그 원인은 분명하지 않다.
적하흔의 억제 방법으로서는, 액정 조성물 중에 혼합된 중합성 화합물이 중합되어, 액정 조성물층 중에 폴리머층을 형성함으로써, 배향 제어막과의 관계에서 발생하는 적하흔을 억제하는 방법이 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 6 참조). 그러나, 이 방법 만으로는, PSA 방식 등과 마찬가지로, 액정 조성물 중에 첨가한 반응성 모노머에 기인하는 표시의 소부의 문제가 있어, 적하흔의 억제에 대해서도 그 효과는 불충분하며, 액정 표시 소자로서의 기본적인 특성을 유지하면서, 소부나 적하흔이 발생하기 어려운 액정 표시 소자의 개발이 요구되고 있었다. 또한, 액정 표시 소자는 그 제조 시 및 사용 시에 있어서 UV광에 노출되기 때문에, 이들 UV 조사에 의해, 열화 등이 생기지 않거나 또는 생겼다고 해도 표시에 영향을 주지 않는 것이 중요하다.
그래서, 우리는 일본국 특허 제05299595호 공보(특허 문헌 12) 등에서, 수직 배향막 중에 반응성 모노머를 함유시켜, 액정 조성물을 액정 셀에 도입 후, 전극 간에 전압을 인가하면서, 활성 에너지선의 조사에 의해, 배향막 중의 반응성 모노머를 중합시키는 방식에 있어서, 특정의 액정 조성물을 조합하는 액정 표시 소자를 제안했다. 이 액정 표시 소자에 의해, 유전율 이방성, 점도, 네마틱상 상한 온도, 회전 점도(γ1) 등의 액정 표시 소자로서의 제특성 및 액정 표시 소자의 소부 특성을 악화시키지 않고, 제조 시의 적하흔이 발생하기 어려운 액정 표시 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것이 가능하게 되었다. 그러나 액정 표시 소자에 대한 요구의 고도화에 의해, 한층 더 액정 표시 소자로서의 제특성의 향상, 특히, 신뢰성이 보다 높은 액정 조성물 및 액정 표시 소자의 개발이 요구되고 있었다.
일본국 특허공개 2002-357830호 공보 일본국 특허공개 2010-107536호 공보 미국 특허 출원 공개 제2011/261295호 명세서 일본국 특허공개 2011-227284호 공보 일본국 특허공개 평6-235925호 공보 일본국 특허공개 2006-58755호 공보 일본국 특허공개 2011-95696호 공보 일본국 특허공개 2011-95697호 공보 일본국 특허공개 2009-139455호 공보 일본국 특허공개 2010-32860호 공보 일본국 특허공개 2010-107537호 공보 일본국 특허 05299595호 공보
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 유전율 이방성, 점도, 네마틱상 상한 온도, 회전 점도(γ1) 등의 액정 표시 소자로서의 제특성 및 액정 표시 소자의 소부 특성을 악화시키지 않고, 제조 시의 적하흔이 발생하기 어렵고, 액정 표시 소자로서의 제특성이 높고, 신뢰성이 높은 액정 표시 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해, 다양한 액정 조성물을 검토한 결과, 특정의 중합성 화합물을 포함함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하고, 본원 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 제1 기판과 제2 기판을 가지는 1세트의 기판과, 상기 기판의 사이에 끼워진 액정 조성물층을 가지며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 적어도 한쪽에 전극을 가지고 있으며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 적어도 한쪽에, 중합성기를 가지는 화합물의 중합성기를 중합함으로써 상기 액정 조성물층 중의 액정 분자의 배향 방향을 제어하는 중합체를 함유하는 배향막을 가지며, 상기 액정 조성물층을 구성하는 액정 조성물이, 하기 일반식 (N-1), 일반식 (N-2), 및 일반식 (N-3)
Figure pct00001
(식 중, RN11, RN12, RN21, RN22, RN31 및 RN32는 각각 독립적으로 탄소 원자수 1~8의 알킬기를 나타내고, 그 알킬기 중의 1개 또는 비인접하는 2개 이상의 -CH2-는 각각 독립적으로 -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해 치환되어 있어도 되고,
AN11, AN12, AN21, AN22, AN31 및 AN32는 각각 독립적으로
(a) 1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH2-는 -O-로 치환되어도 된다.) 및
(b) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH=는 -N=로 치환되어도 된다.)
(c) 나프탈렌-2,6-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기(나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH=는 -N=로 치환되어도 된다.)
으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기를 나타내고, 상기의 기 (a), 기 (b) 및 기 (c)는 각각 독립적으로 시아노기, 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 되고,
ZN11, ZN12, ZN21, ZN22, ZN31 및 ZN32는 각각 독립적으로 단결합, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -OCF2-, -CF2O-, -CH=N-N=CH-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-를 나타내고,
XN21은 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고,
TN31은 -CH2- 또는 산소 원자를 나타내고,
nN11, nN12, nN21, nN22, nN31 및 nN32는 각각 독립적으로 0~3의 정수를 나타내는데, nN11＋nN12, nN21＋nN22 및 nN31＋nN32는 각각 독립적으로 1, 2 또는 3이며, AN11~AN32, ZN11~ZN32가 복수 존재하는 경우는, 그들은 동일해도 상이해도 된다.)으로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물을 함유하고,
상기 중합성기를 가지는 화합물로서, 일반식 (I)
Figure pct00002
(식 중, X10 및 X11은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp3 및 Sp4는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소 원자수 1~8의 알킬렌기 또는 -X-(CH2)t-(식 중, t는 2~7의 정수를 나타내고, X는 -O-, -OCOO-, -OCO-, 또는 -COO-를 나타내고, X는 페난트렌환에 결합하는 것으로 한다.)를 나타낸다.)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 액정 표시 소자이다.
또, 제1 기판과 제2 기판 중 적어도 한쪽에, 배향 재료를 도포하고, 가열함으로써 배향막 재료를 형성한 후, 적어도 한쪽에 전극을 가지는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정 조성물을 끼우고, 상기 전극에, 전압을 인가한 상태로 활성 에너지선을 조사함으로써, 상기 배향막 재료 중에 포함되는 중합성기를 가지는 화합물의 중합성기를 중합하여 상기 액정 조성물층 중의 액정 분자의 배향 방향을 제어하는 배향막을 가지며, 상기 액정 조성물이, 하기 일반식 (N-1), 일반식 (N-2), 및 일반식 (N-3)
Figure pct00003
(식 중, RN11, RN12, RN21, RN22, RN31 및 RN32는 각각 독립적으로 탄소 원자수 1~8의 알킬기를 나타내고, 그 알킬기 중의 1개 또는 비인접하는 2개 이상의 -CH2-는 각각 독립적으로 -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해 치환되어 있어도 되고,
AN11, AN12, AN21, AN22, AN31 및 AN32는 각각 독립적으로
(a) 1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH2-는 -O-로 치환되어도 된다.) 및
(b) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH=는 -N=로 치환되어도 된다.)
(c) 나프탈렌-2,6-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기(나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH=는 -N=로 치환되어도 된다.)
으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기를 나타내고, 상기의 기 (a), 기 (b) 및 기 (c)는 각각 독립적으로 시아노기, 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 되고,
ZN11, ZN12, ZN21, ZN22, ZN31 및 ZN32는 각각 독립적으로 단결합, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -OCF2-, -CF2O-, -CH=N-N=CH-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-를 나타내고,
XN21은 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고,
TN31은 -CH2- 또는 산소 원자를 나타내고,
nN11, nN12, nN21, nN22, nN31 및 nN32는 각각 독립적으로 0~3의 정수를 나타내는데, nN11＋nN12, nN21＋nN22 및 nN31＋nN32는 각각 독립적으로 1, 2 또는 3이며, AN11~AN32, ZN11~ZN32가 복수 존재하는 경우는, 그들은 동일해도 상이해도 된다.)으로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물을 함유하고,
상기 중합성기를 가지는 화합물로서, 일반식 (I)
Figure pct00004
(식 중, X10 및 X11은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp3 및 Sp4는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소 원자수 1~8의 알킬렌기 또는 -X-(CH2)t-(식 중, t는 2~7의 정수를 나타내고, X는 -O-, -OCOO-, -OCO-, 또는 -COO-를 나타내고, X는 페난트렌환에 결합하는 것으로 한다.)를 나타낸다.)로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 액정 표시 소자의 제조 방법이다.
본 발명에 의하면, 액정 표시 소자로서의 고속 응답성 우수하며, 소부의 발생이 적고, 그 제조 시에 있어서의 적하흔의 발생이 적고, 액정 표시 소자로서의 제특성이 우수하며, 또, 신뢰성이 높기 때문에, 액정 TV, 모니터 등의 표시 소자로서 유효하게 이용할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 적하흔이 발생하기 어려운 효율적인 액정 표시 소자의 제조가 가능해진다.
도 1은 본 발명의 액정 표시 소자의 일실시 형태를 나타내는 개략 사시도이다.
도 2는 본 발명의 액정 표시 소자에 이용되는 슬릿 전극(빗형 전극)의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 3은 본 발명의 액정 표시 소자에 있어서의 프리틸트각의 정의를 나타내는 도이다.
본 발명의 액정 표시 소자 및 그 제조 방법의 실시의 형태에 대해서 설명한다.
또한, 본 실시의 형태는, 발명의 취지를 보다 잘 이해시키기 위해 구체적으로 설명하는 것이며, 특별히 지정이 없는 한, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
［액정 표시 소자］
본 발명의 액정 표시 소자는, 한 쌍의 기판의 사이에 끼워진 액정 조성물층을 가지는 액정 표시 소자이며, 액정 조성물층에 전압을 인가하여, 액정 조성물층 중의 액정 분자를 프레데릭츠 전이시킴으로써, 광학적인 스위치로서 작동하게 하는 원리에 의거하는 것이며, 이 점에서는 주지 관용 기술을 이용할 수 있다.
두 개의 기판은, 액정 분자를 프레데릭츠 전이하기 위한 전극을 가지는, 통상의 수직 배향 액정 표시 소자에서는, 일반적으로, 두 개의 기판 간에 수직으로 전하를 인가하는 방식이 채용된다. 이 경우, 한쪽의 전극은 공통 전극이 되고, 또 다른 한쪽의 전극은 화소 전극이 된다. 이하에, 이 방식의 가장 전형적인 실시 형태를 나타낸다.
도 1은, 본 발명의 액정 표시 소자의 일실시 형태를 나타내는 개략 사시도이다.
본 실시 형태의 액정 표시 소자(10)는, 제1 기판(11)과, 제2 기판(12)과, 제1 기판(11)과 제2 기판(12) 사이에 끼워진 액정 조성물층(13)과, 제1 기판(11)에 있어서의 액정 조성물층(13)과 대향하는 면 상에 설치된 공통 전극(14)과, 제2 기판(12)에 있어서의 액정 조성물층(13)과 대향하는 면 상에 설치된 화소 전극(15)과, 공통 전극(14)에 있어서의 액정 조성물층(13)과 대향하는 면 상에 설치된 수직 배향막(16)과, 화소 전극(15)에 있어서의 액정 조성물층(13)과 대향하는 면 상에 설치된 수직 배향막(17)과, 필요에 따라, 수직 배향막(16) 상에 형성된 중합체층(20)과, 수직 배향막(17) 상에 형성된 중합체층(21)과, 제1 기판(11)과 공통 전극(14)의 사이에 설치된 칼라 필터(18)로 개략 구성되어 있다.
제1 기판(11)과, 제2 기판(12)으로서는, 유리 기판 또는 플라스틱 기판이 이용된다.
플라스틱 기판으로서는, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 환상 올레핀 수지 등의 수지로 이루어지는 기판이 이용된다.
공통 전극(14)은, 통상, 인듐 첨가 산화 주석(ITO) 등의 투명성을 가지는 재료로 구성된다.
화소 전극(15)은, 통상, 인듐 첨가 산화 주석(ITO) 등의 투명성을 가지는 재료로 구성된다.
화소 전극(15)은, 제2 기판(12)에 매트릭스 형상으로 설치되어 있다. 화소 전극(15)은, TFT 스위칭 소자로 대표되는 액티브 소자의 드레인 전극에 의해 제어되고, 그 TFT 스위칭 소자는, 어드레스 신호선인 게이트선 및 데이터선인 소스선을 매트릭스 형상으로 가지고 있다. 또한, 여기에서는, TFT 스위칭 소자의 구성을 도시하지 않았다.
시야각 특성을 향상시키기 위해 화소 내의 액정 분자가 넘어지는 방향을 몇개의 영역으로 분할하는 화소 분할을 행하는 경우, 각 화소 내에 있어서, 스트라이프 형상이나 V자 형상의 패턴을 가지는 슬릿(전극이 형성되지 않는 부분)을 가지는 화소 전극을 설치하고 있어도 된다.
도 2는, 화소 내를 4개의 영역으로 분할하는 경우의 슬릿 전극(빗형 전극)의 전형적인 형태를 나타내는 개략 평면도이다. 이 슬릿 전극은, 화소의 중앙으로부터 4방향으로 빗살형상으로 슬릿을 가짐으로써, 전압 무인가 시에 기판에 대해 대략 수직 배향하고 있는 각 화소 내의 액정 분자는, 전압의 인가에 수반하여 4개의 상이한 방향으로 액정 분자의 디렉터를 향해, 수평 배향에 가까워져 간다. 그 결과, 화소 내의 액정의 배향 방위를 복수로 분할할 수 있으므로 극히 넓은 시야각 특성을 가진다.
화소 분할하기 위한 방법으로서는, 상기 화소 전극에 슬릿을 설치하는 방법 외에, 화소 내에 선상 돌기 등의 구조물을 설치하는 방법, 화소 전극이나 공통 전극 이외의 전극을 설치하는 방법 등이 이용된다. 이러한 방법에 의해, 액정 분자의 배향 방향을 분할할 수도 있지만, 투과율, 제조의 용이함 때문에, 슬릿 전극을 이용하는 구성이 바람직하다. 슬릿을 설치한 화소 전극은, 전압 무인가 시에는 액정 분자에 대해 구동력을 갖지 않기 때문에, 액정 분자에 프리틸트각을 부여할 수 없다. 그러나, 본 발명에 있어서 이용되는 배향막 재료를 병용함으로써, 프리틸트각을 부여할 수 있음과 함께, 화소 분할한 슬릿 전극과 조합함으로써, 화소 분할에 의한 광시야각을 달성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 프리틸트각을 가진다는 것은, 전압 무인가 상태에 있어서, 기판면(제1 기판(11) 및 제2 기판(12)에 있어서의 액정 조성물층(13)과 인접하는 면)에 대해 수직 방향과 액정 분자의 디렉터가 미소하게 상이한 상태를 말한다.
(배향막)
본 발명의 액정 표시 소자는, 수직 배향(VA)형 액정 표시 소자이므로, 전압 무인가 시에 액정 분자의 디렉터는 기판면에 대해 대략 수직 배향하고 있는 것이다. 액정 분자를 수직 배향시키기 위해서는, 일반적으로(수직) 배향막이 이용된다.
본 발명에는, 중합성기를 가지는 화합물의 중합성기를 중합함으로써 상기 액정 조성물층 중의 액정 분자의 배향 방향을 제어하는 중합체를 함유하는 배향막을 이용한다. 즉, 본 발명에서는, 중합성기를 가지는 화합물의 중합성기를 중합한 중합체를 함유하는 배향막을 이용하여, 상기 중합체는 조성물 중의 액정 분자의 배향 방향의 제어능을 가진다.
수직 배향막을 형성하는 재료(수직 배향막 재료)로서는, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리실록산, 중합성 액정 화합물의 경화물 등이 이용된다.
수직 배향막을 형성하는 배향막 재료로서 폴리이미드를 이용하는 경우에는, 테트라카르본산2무수물 및 디이소시아네이트의 혼합물, 폴리아믹산, 폴리이미드를 용제에 용해 또는 분산시킨 폴리이미드 용액을 이용하는 것이 바람직하고, 이 경우, 폴리이미드 용액 중에 있어서의 폴리이미드의 함유량은, 1질량% 이상 10질량% 이하인 것이 바람직하고, 3질량% 이상 5질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 10질량% 이하가 더 바람직하다.
또, 수직 배향막을 형성하는 배향막 재료로서 폴리실록산계 재료를 이용하는 경우에는, 알콕시기를 가지는 규소 화합물, 알코올 유도체 및 옥살산 유도체를 소정의 배합량비로 혼합하여 가열함으로써 제조한 폴리실록산을 용해시킨, 폴리실록산 용액을 이용할 수 있다.
본 발명의 액정 표시 소자에 있어서, 폴리이미드 등에 의해 형성되는 상기 수직 배향막(16, 17)은, 중합성기를 가지는 중합성 화합물의 중합에 의해 형성되는 중합체 등을 포함하는 것이다. 이 중합성 화합물은, 액정 분자의 프리틸트각을 고정하는 기능을 부여하는 것이다. 즉, 슬릿 전극 등을 이용하여, 화소 내의 액정 분자의 디렉터를 전압 인가 시에 상이한 방향으로 틸트시키는 것이 가능해진다. 그러나, 슬릿 전극을 이용한 구성에 있어서도, 전압 무인가 시에, 액정 분자는 기판면에 대해 거의 수직 배향하고 있어, 프리틸트각은 발생하지 않지만, 전극 간에 전압을 인가하여, 액정 분자를 미소하게 틸트시킨 상태에서, 자외선 등을 조사하여, 액정 조성물 중의 반응성 모노머를 중합시킴으로써, 적절한 프리틸트각을 부여하고 있다.
또, 필요에 따라, 상기 중합체층(20, 21)은 액정 조성물 중에 함유시킨 중합성 화합물을 기판 사이에 끼운 후, 전압을 인가하면서 중합성 화합물을 경화시킴으로써, 중합성 화합물이 상분리되면서 상기 수직 배향막(16, 17)의 표면에 중합체로서 형성시킬 수 있다.
상기 수직 배향막(16, 17) 중에 포함되는 중합체와, 필요에 따라 형성되는 상기 수직 배향막(16, 17)의 표면에 형성된 상기 중합체층(20, 21)에 의해, 액정 분자의 배향성이 높고, 소부의 발생이 적고, 그 제조 시에 있어서의 적하흔의 발생이 적은 것이 된다.
본 발명에 있어서, 대략 수직이란, 수직 배향하고 있는 액정 분자의 디렉터가 수직 방향에서 약간 넘어져 프리틸트각을 부여한 상태를 의미한다. 프리틸트각이 완전한 수직 배향인 경우를 90°, 호모지니어스 배향(기판면에 수평으로 배향)의 경우를 0°로 하면, 대략 수직이란, 89.5~85°인 것이 바람직하고, 89.5~87°인 것이 보다 바람직하다.
중합성기를 가지는 중합성 화합물의 중합체를 포함하는 수직 배향막(16, 17)은, 수직 배향막 재료에 혼합된 중합성 화합물의 효과에 의해 형성되는 것이다. 따라서, 수직 배향막과 중합성 화합물은 복잡하게 얽혀, 일종의 폴리머 알로이를 형성하고 있는 것으로 추정되지만, 그 정확한 구조를 나타낼 수는 없다.
또, 필요에 따라 형성되는 상기 중합체층(20, 21)은, 액정 조성물 중에 함유시킨 중합성 화합물이 중합할 때에 액정 조성물로부터 상분리되면서 상기 수직 배향막(16, 17)의 표면에 형성되는데, 수직 배향막의 전면에 균일하게 형성되는지, 불균일한 해도 구조로 형성되는지는, 제조되는 조건에 따라 상이한 것으로 생각되며, 그 정확한 구조는 나타낼 수는 없다. 도 1에서는 균일하게 형성된 경우에 대해서 나타냈다.
본 발명에 있어서 이용하는 배향막에는, 액정 조성물층 중의 액정 분자를 기판면에 대해 수직 방향으로 배향시키는 수직 배향능과 함께, 또한 액정 분자의 배향 방향을 제어하는 배향 제어능을 가질 필요가 있다. 상기 수직 배향능 및 배향 제어능의 2개의 기능을 가지는 배향막을 얻는 방법으로서는, 통상 이용되는 배향막 재료 중에 중합성기를 가지는 중합성 화합물을 배합하는 방법, 배향막 재료로서, 측쇄 부분에 가교성 관능기를 가지는 중합성 화합물의 중합체를 이용하는 방법, 중합성 액정 화합물의 경화물을 이용하는 방법이 있다. 이하, 각 방법에 대해서 설명한다.
(배향막 재료 중에 중합성기를 가지는 중합성 화합물을 배합하는 방법)
배향막 재료 중에 중합성기를 가지는 중합성 화합물을 배합하는 방법으로서는, 상술한 배향막 재료에 중합성기를 가지는 중합성 화합물을 배합하는 방법을 들 수 있다.
배향막 재료에 함유되는 중합성기를 가지는 중합성 화합물은 메소젠성 부위를 포함하고 있어도, 포함하지 않아도 되지만, 중합성기를 가지는 화합물로서, 일반식 (I)
Figure pct00005
(식 중, X10 및 X11은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp3 및 Sp4는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소 원자수 1~8의 알킬렌기 또는 -X-(CH2)t-(식 중, t는 2~7의 정수를 나타내고, X는 -O-, -OCOO-, -OCO-, 또는 -COO-를 나타내고, X는 페난트렌환에 결합하는 것으로 한다.)를 나타내고, 식 중의 페난트렌환은, 임의의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다.)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 것이 중요하다. 일반식 (I)로 표시되는 화합물은 반응 속도가 빠르기 때문에, 상기 화합물을 함유함으로써, 배향막 중에 형성하는 중합체를 적은 에너지량, 즉, 자외선 등의 조사량의 저감화를 하는 것이 가능해진다.
상기 일반식 (I)에 있어서, X10 및 X11은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내는데, 반응 속도를 중시하는 경우에는 수소 원자가 바람직하고, 반응 잔류량을 저감하는 것을 중시하는 경우에는 메틸기가 바람직하다.
상기 일반식 (I)에 있어서, Sp3 및 Sp4는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소 원자수 1~8의 알킬렌기 또는 -X-(CH2)t-(식 중, t는 2~7의 정수를 나타내고, X는 -O-, -OCOO-, 또는 -COO-를 나타내고, X는 페난트렌환에 결합하는 것으로 한다.)를 나타내는데, 탄소쇄가 그다지 길지 않은 것이 바람직하고, 단결합 또는 탄소 원자수 1~5의 알킬렌기가 바람직하고, 단결합 또는 탄소 원자수 1~3의 알킬렌기가 보다 바람직하다. 또, Sp3 및 Sp4가 -X-(CH2)t-를 나타내는 경우도, t는 1~5가 바람직하고, 1~3이 보다 바람직하고, Sp3 및 Sp4 중 적어도 한쪽이, 단결합인 것이 보다 바람직하고, 모두 단결합인 것이 특히 바람직하다.
상기 일반식 (I)로 표시되는 화합물은, 구체적으로는, 이하의 일반식 (I-1)~(I-52)로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00006
Figure pct00007
Figure pct00008
상기 일반식 (I)로 표시되는 화합물의, 배향막을 형성하는 상기 고분자 화합물 전구체 중에 있어서의 함유량은, 0.1~6질량%인 것이 바람직하고, 0.5~5질량%인 것이 보다 바람직하고, 1~4질량%인 것이 더 바람직하다.
배향막 재료에 함유되는 중합성기를 가지는 중합성 화합물로서, 상기 일반식 (I)로 표시되는 화합물 이외에, 하기 일반식 (V)
Figure pct00009
(식 중, X7 및 X8은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp1 및 Sp2는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소 원자수 1~8의 알킬렌기 또는 -X-(CH2)s-(식 중, s는 2~7의 정수를 나타내고, X는 O, OCOO, OCO, 또는 COO를 나타내고, X는 U 중에 존재하는 방향환에 결합하는 것으로 한다.)를 나타내고, U는 탄소 원자수 2~20의 직쇄 혹은 분기 다가 알킬렌기, 탄소 원자수 3~20의 직쇄 혹은 분기 다가 알케닐렌기 또는 탄소 원자수 5~30의 다가 환상 치환기를 나타내는데, 다가 알킬렌기 중의 알킬렌기 또는 다가 알케닐렌기 중의 알케닐렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 -O-, -CO-, -CF2-에 의해 치환되어 있어도 되고, 탄소 원자수 5~20의 알킬기(기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 산소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다.), 또는 환상 치환기에 의해 치환되어 있어도 되고, k는 0~5의 정수를 나타낸다.)으로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있어도 된다.
상기 일반식 (V)에 있어서, X7 및 X8은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내는데, 반응 속도를 중시하는 경우에는 수소 원자가 바람직하고, 반응 잔류량을 저감하는 것을 중시하는 경우에는 메틸기가 바람직하다.
상기 일반식 (V)에 있어서, Sp1 및 Sp2는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소 원자수 1~8의 알킬렌기 또는 -X-(CH2)s-(식 중, s는 2~7의 정수를 나타내고, X는 O, OCOO, 또는 COO를 나타내고, X는 U 중에 존재하는 방향환에 결합하는 것으로 한다.)를 나타내는데, 탄소쇄가 그다지 길지 않은 것이 바람직하고, 단결합 또는 탄소 원자수 1~5의 알킬렌기가 바람직하고, 단결합 또는 탄소 원자수 1~3의 알킬렌기가 보다 바람직하다. 또, Sp1 및 Sp2가 -X-(CH2)s-를 나타내는 경우도, s는 1~5가 바람직하고, 1~3이 보다 바람직하고, Sp1 및 Sp2 중 적어도 한쪽이, 단결합인 것이 보다 바람직하고, 모두 단결합인 것이 특히 바람직하다.
상기 일반식 (V)에 있어서, k는 0~5의 정수를 나타내는데, 액정 조성물층 중의 액정 분자의 배향 방향의 제어성을 중시하는 경우에는, k는 1~5의 정수를 나타내는 것이 바람직하고, k는 1~3의 정수를 나타내는 것이 보다 바람직하고, k는 1을 나타내는 것이 더 바람직하다.
상기 일반식 (V)에 있어서, U는 탄소 원자수 2~20의 직쇄 혹은 분기 다가 알킬렌기 탄소 원자수 3~20의 직쇄 혹은 분기 다가 알케닐렌기 또는 탄소 원자수 5~30의 다가 환상 치환기를 나타내는데, 다가 알킬렌기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 -O-, -CO-, -CF2-에 의해 치환되어 있어도 되고, 탄소 원자수 5~20의 알킬기(기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 산소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다.), 또는 환상 치환기에 의해 치환되어 있어도 되고, 2개 이상의 환상 치환기에 의해 치환되어 있는 것이 바람직하다.
상기 일반식 (V)에 있어서, U는 구체적으로는, 이하의 식 (Va-1) 내지 식 (Va-5)을 나타내는 것이 바람직하고, 식 (Va-1), 식 (Va-2)을 나타내는 것이 보다 바람직하고, 식 (Va-1)을 나타내는 것이 특히 바람직하다.
Figure pct00010
(식 중, 양단은 Sp1 또는 Sp2에 결합하는 것으로 하고(상기는 k=1인 경우), k가 2~5의 정수인 경우, 연결 기수는 대응해서 증가한다. Z1, Z2 및 Z3은 각각 독립적으로, -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2CH2-, -CF2CF2-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH2CH2-, -OCO-CH2CH2-, -CH2CH2-COO-, -CH2CH2-OCO-, -COO-CH2-, -OCO-CH2-, -CH2-COO-, -CH2-OCO- 또는 단결합을 나타내고, 식 중의 모든 방향환은, 임의의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다.)
상기 U에 있어서, Z1, Z2 및 Z3은 각각 독립적으로, -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2CH2-, -CF2CF2- 또는 단결합이 바람직하고, -COO-, -OCO- 또는 단결합이 보다 바람직하고, 단결합이 특히 바람직하다.
U가 상기 환구조를 가지는 경우, 상기 Sp1 및 Sp2는 적어도 한쪽이 단결합을 나타내는 것이 바람직하고, 양쪽 모두 단결합인 것도 바람직하다.
상기 일반식 (V)에 있어서, k는 0~5의 정수를 나타내는데, k가 1의 2관능 화합물, 또는 k가 2의 3관능 화합물인 것이 바람직하고, k가 1의 2관능 화합물인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (V)로 표시되는 화합물은, 구체적으로는, 이하의 일반식 (Va-1-1)~(Va-5-3)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
Figure pct00014
Figure pct00015
Figure pct00016
Figure pct00017
Figure pct00018
Figure pct00019
Figure pct00020
Figure pct00021
또, 상기 식 (Va-1-1)~식 (Va-5-3)으로 표시되는 화합물 중에서도, 식 (Va-1-1)~식 (Va-2-11)로 표시되는 화합물이 바람직하고, 식 (Va-1-1)~식 (Va-1-13)으로 표시되는 화합물이 보다 바람직하다.
상기 일반식 (V)로 표시되는 화합물의, 배향막을 형성하는 배향막 재료 중에 있어서의 함유량은, 0~6질량%인 것이 바람직하고, 0.5~4질량%인 것이 보다 바람직하고, 1~2질량%인 것이 더 바람직하다.
배향막을 형성하는 상기 고분자 화합물 전구체 중에 있어서의, 상기 중합성기를 가지는 중합성 화합물 전체의 함유량은, 0.1~6질량%인 것이 바람직하고, 0.5~5질량%인 것이 보다 바람직하고, 1~4질량%인 것이 더 바람직하다.
(배향막 재료로서, 측쇄 부분에 가교성 관능기를 가지는 중합성 화합물의 중합체를 이용하는 방법)
측쇄 부분에 가교성 관능기를 가지는 중합성 화합물로서는, 측쇄 부분에 가교성 관능기(중합성기)를 가지고 있으면, 주쇄 부분은 특별히 한정되지 않지만, 주쇄 부분으로서 상술한 이미드 골격이나 실록산 골격을 가지는 화합물을 이용하는 것이 바람직하고, 주쇄 부분에 폴리이미드 골격을 가지는 화합물을 이용하는 것이 보다 바람직하다. 주쇄 부분에 폴리이미드 골격을 가지며 측쇄로서 가교성 관능기를 가지는 중합성 화합물로서는, 폴리이미드 구조를 구성하는 반복 단위(주쇄 부분)에, 측쇄로서 가교성 관능기를 포함하는 화합물을 들 수 있다. 그리고, 상기 가교성 관능기가 중합 반응 개시점이 되어, 배향막 재료 중에 배합하는 중합성기를 가지는 중합성 화합물이 래디칼 반응하여, 측쇄를 형성함으로써, 액정 조성물층 중의 액정 분자의 배향 방향을 제어하는 배향 제어능을 가지게 된다. 상기 가교성 관능기로서는, 래디칼 반응 가능한 것이면, 어떤 구조를 가지고 있어도 되지만, 이하에 나타내는 (V2-1)~(V2-7)로 표시되는 기가 바람직하고, (V2-1)~(V2-3)으로 표시되는 기가 보다 바람직하고, (V2-1) 또는 (V2-2)로 표시되는 기가 더 바람직하다.
Figure pct00022
(R1은 탄소 원자수 1~5의 알킬기를 나타낸다.)
상기 가교성 관능기는, 주쇄 부분과 공유 결합을 통하여 결합하고 있으면 되고, 주쇄 부분에 직접 결합하고 있어도, 주쇄 부분에 연결기를 통하여 결합하고 있어도 되지만, 연결기로서는, -O-C6H4- 또는 -O-C6H4-(R2O)r-를 이용하는 것이 바람직하다(R2는 탄소 원자수 1~20의 알킬렌기를 나타내고, r은 1 이상의 정수를 나타낸다.).
주쇄로서 폴리이미드 골격을 가지며 측쇄로서 가교성 관능기를 가지는 중합성 화합물로서, 예를 들면, 이하에 나타내는 일반식 (V2)로 표시되는 화합물을 예시할 수 있다.
Figure pct00023
(일반식 (V2) 중, R3은 하기 (V2-A)~(V2-F)로 표시되는 기 중 어느 1종을 나타내고, R4 및 R5는, 각각 독립적으로 탄소 원자수 1~20의 알킬렌기를 나타내고, R6 및 R7은, 각각 독립적으로 상기 (V2-1)~(V2-7)로 표시되는 기 중 어느 1종을 나타내고, n은 1 이상의 정수를 나타내고, m1 및 m2는 각각 0 또는 1을 나타내고, m3 및 m4는 각각 0 또는 1 이상의 정수를 나타내고, m5 및 m6은 각각 0 또는 1을 나타내는데, m5 및 m6 중 적어도 1개는 1을 나타낸다.)
Figure pct00024
주쇄 부분에 폴리이미드 골격을 가지며 측쇄로서 가교성 관능기를 가지는 중합성 화합물과 함께, 배향막 재료 중에 배합하는 중합성기를 가지는 중합성 화합물로서는, 상기 일반식 (I) 및, 상기 일반식 (V)로 표시되는 화합물과 동일한 것을 들 수 있는데, 일반식 (I)로 표시되는 화합물을 반드시 함유하는 것을 특징으로 하고 있다. 상기 상기 일반식 (I)로 표시되는 화합물을 함유함으로써, 측쇄의 형성을 적은 에너지량으로 행하는 것, 즉, 자외선 등의 조사량의 저감화가 가능해진다.
상기 일반식 (I)로 표시되는 화합물의, 배향막 재료 중에 배합하는 배합량은, 0.1~6질량%인 것이 바람직하고, 0.5~5질량%인 것이 보다 바람직하고, 1~4질량%인 것이 더 바람직하다.
상기 중합성기를 가지는 중합성 화합물 전체의 배향막 재료 중에 배합하는 배합량은, 0.1~6질량%인 것이 바람직하고, 0.5~5질량%인 것이 보다 바람직하고, 1~4질량%인 것이 더 바람직하다.
또한, 상기 배향막 재료로서, 측쇄 부분에 가교성 관능기를 가지는 중합성 화합물의 중합체를 이용하는 경우, 상술한 공지의 폴리이미드계 재료를 병용해서 이용해도 된다.
(배향막으로서 중합성 액정 화합물의 경화물을 이용하는 방법)
배향막으로서 중합성 액정 화합물의 경화물을 이용하는 경우, 상술한 폴리이미드계 재료나 폴리실록산계 재료로 이루어지는 배향막을 하도(下塗) 배향막으로서 이용해도 된다.
배향막으로서, 중합성 액정 화합물의 경화물을 이용하는 경우, 하기 일반식 (V3)으로 표시되는 중합성 액정 화합물과 함께, 상기 일반식 (I)로 표시되는 화합물을 반드시 함유하는 것을 특징으로 하고 있다. 상기 상기 일반식 (I)로 표시되는 화합물을 함유함으로써, 중합성 액정 화합물의 경화물을 적은 에너지량으로 얻을 수 있어, 즉, 자외선 등의 조사량의 저감화를 하는 것이 가능해진다.
중합성 액정 화합물의 경화물을 이용하여 배향막을 제조하는 경우, 상기 일반식 (I)로 표시되는 화합물 및 일반식 (V3)으로 표시되는 중합성 액정 화합물의 총량에 대해, 상기 일반식 (I)로 표시되는 화합물을 0.1~50질량% 함유하는 것이 바람직하고, 0.3~30질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 0.5~10질량% 함유하는 것이 더 바람직하다.
배향막을 형성하는 중합성 액정 화합물로서 구체적으로는, 하기 일반식 (V3)
Figure pct00025
(식 중, X1은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp5 및 Sp6은 각각 독립적으로, 단결합, 탄소 원자수 1~8의 알킬렌기 또는 -O-(CH2)s-(식 중, s는 2~7의 정수를 나타내고, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다.)를 나타내고, Z4는 -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2CH2-, -CF2CF2-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH2CH2-, -OCO-CH2CH2-, -CH2CH2-COO-, -CH2CH2-OCO-, -COO-CH2-, -OCO-CH2-, -CH2-COO-, -CH2-OCO-, -CY1=CY2-(Y1 및 Y2는 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자를 나타낸다.), -C≡C- 또는 단결합을 나타내고, Y는, 탄소 원자수 1~8의 알킬기, 탄소 원자수 2~8의 알케닐기, 탄소 원자수 1~8의 알콕시기, 탄소 원자수 2~8의 알케닐옥시기, 수소 원자, 불소 원자 혹은 시아노기, 또는 이하의 구조
Figure pct00026
(식 중, X2는 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.)를 나타내고, C환은 1,4-페닐렌기, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 단결합을 나타내고, C환에 있어서 1,4-페닐렌기의 임의의 수소 원자는 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다.)으로 표시되는 중합성 액정 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 것이 바람직하다.
상기 일반식 (V3)에 있어서, X1 및 X2는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내는데, 반응 속도를 중시하는 경우에는 수소 원자가 바람직하고, 반응 잔류량을 저감하는 것을 중시하는 경우에는 메틸기가 바람직하다.
상기 일반식 (V3)에 있어서, Sp5 및 Sp6은 각각 독립적으로, 단결합, 탄소 원자수 1~8의 알킬렌기 또는 -O-(CH2)s-(식 중, s는 2~7의 정수를 나타내고, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다.)를 나타내는데, 탄소쇄가 그다지 길지 않은 것이 바람직하고, 단결합 또는 탄소 원자수 1~5의 알킬렌기가 바람직하고, 단결합 또는 탄소 원자수 1~3의 알킬렌기가 보다 바람직하다. 또, Sp5 및 Sp6가 -O-(CH2)s-를 나타내는 경우도, s는 1~5가 바람직하고, 1~3이 보다 바람직하고, Sp5 및 Sp6 중 적어도 한쪽이, 단결합인 것이 보다 바람직하고, 모두 단결합인 것이 특히 바람직하다.
상기 일반식 (V3)에 있어서, Z4는 -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2CH2-, -CF2CF2-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH2CH2-, -OCO-CH2CH2-, -CH2CH2-COO-, -CH2CH2-OCO-, -COO-CH2-, -OCO-CH2-, -CH2-COO-, -CH2-OCO-, -CY1=CY2-(Y1 및 Y2는 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자를 나타낸다.), -C≡C- 또는 단결합을 나타내는데, -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2CH2-, -CF2CF2- 또는 단결합이 바람직하고, -COO-, -OCO- 또는 단결합이 보다 바람직하고, 단결합이 특히 바람직하다.
상기 일반식 (V3)에 있어서, C환은 임의의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 되는 1,4-페닐렌기, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 단결합을 나타내는데, 1,4-페닐렌기 또는 단결합이 바람직하다.
C환이 단결합 이외의 환구조를 나타내는 경우, Z4는 단결합 이외의 연결기도 바람직하고, C환이 단결합인 경우, Z4는 단결합이 바람직하다.
Y는, 탄소 원자수 1~8의 알킬기, 탄소 원자수 2~8의 알케닐기, 탄소 원자수 1~8의 알콕시기, 탄소 원자수 2~8의 알케닐옥시기, 수소 원자, 불소 원자 또는 시아노기를 나타내는 화합물은, 단관능의 중합성 액정 화합물이며, Y가 중합성 골격을 갖지 않는 것이다. 한편, Y가 상술한 중합성 골격을 나타내는 화합물은 2관능 중합성 액정 화합물이다. 본 발명에 있어서는, 단관능의 중합성 액정 화합물 또는 2관능 중합성 액정 화합물 중 어느 것도 사용하는 것이 가능하지만, 내열성의 관점에서 2관능 중합성 액정 화합물이 바람직하고, 이들을 양쪽 동시에 이용할 수도 있다.
이상으로부터, 환구조를 가지는 중합성 액정 화합물로서는, 이하의 일반식 (V3-1) 내지 (V3-6)으로 표시되는 화합물이 바람직하고, 일반식 (V3-1) 내지 (V3-4)로 표시되는 화합물이 특히 바람직하고, 일반식 (V3-2)로 표시되는 화합물이 가장 바람직하다.
Figure pct00027
(상기 식 중, Sp5 및 Sp6은, 각각 독립적으로, 상기에서 정의한 것과 동일한 것을 나타낸다.)
중합성 액정 화합물의 경화물을 배향막으로서 이용하는 경우, 배향막 형성 재료 중의 중합성 액정 화합물을 가열하여 등방성 액체로 한 후에, 온도를 낮춰, 중합성 액정 화합물의 배향을 수직 배향으로 할 필요가 있다. 그 후, 기판면으로부터 특정 각도 경사진 자장을 인가한 상태로 프리틸트각을 부여하고, 이 상태인 채로, 자외선을 조사하여, 중합성 액정 화합물을 경화시켜, 배향막으로 한다.
또, 상기 배향막에는, 배향막의 하지층으로서, 수평 배향막을 가지고 있어도 된다. 구체적으로는, 폴리이미드계 수평 배향 배향막 재료 등을 이용하여, 기판 상에 수평 배향막 재료를 스핀 코트법에 의해 도포하고, 가열 등에 의해 용매를 제거한 후, 소성하여, 하지층을 작성하고, 러빙 처리를 행하여 수평 배향성을 부여한 수평 배향막을 가지고 있어도 된다.
(배향막 표면에 중합체층을 형성시키기 위해 액정 조성물에 함유시키는 중합성 화합물)
본 발명의 액정 표시 소자에 있어서, 수직 배향막은, 반응성기를 가지는 중합성 화합물의 중합에 의해 형성되는 중합체를 포함하고, 상기 중합체에 의해, 적절한 프리틸트각을 부여할 수 있지만, 또한, 필요에 따라, 액정 조성물 중에 중합성 화합물을 함유시켜, 상기 액정 조성물을 기판 사이에 끼운 후, 전압을 인가하면서 그 중합성 화합물을 경화시킴으로써, 중합성 화합물이 상분리되면서, 상기 수직 배향막의 표면에 중합체층으로서 형성되고, 또한 액정 분자의 배향성이나 프리틸트각의 안정성이 높고, 소부의 발생이 적고, 그 제조 시에 있어서의 적하흔의 발생이 적은 액정 표시 소자를 얻을 수 있다.
상기 중합층을 형성시키는 중합성 화합물은, 하나의 반응성기를 가지는 단관능성의 중합성 화합물, 2관능 혹은 3관능 등의 두 개 이상의 반응성기를 가지는 다관능성의 중합성 화합물 등을 들 수 있지만, 2관능 혹은 3관능 등의 두 개 이상의 반응성기를 가지는 다관능성의 중합성 화합물이 바람직하다. 이용되는 중합성 화합물은, 1종류여도, 2종류 이상이어도 된다.
중합체층을 형성시키는 중합성 화합물로서는, 상술한 일반식 (I)로 표시되는 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 상기 상술한 일반식 (I)로 표시되는 화합물을 이용함으로써, 배향막의 표면에 중합체층을 적은 에너지량으로 형성할 수 있어, 즉, 자외선 등의 조사량의 저감화를 하는 것이 가능해진다.
또, 중합체층을 형성시키는 중합성 화합물로서는, 상술한 일반식 (V)와 마찬가지로 일반식 (V1)
Figure pct00028
(식 중, X7 및 X8은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp1 및 Sp2는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소 원자수 1~8의 알킬렌기 또는 -X-(CH2)r-(식 중, r은 2~7의 정수를 나타내고, X는 O, OCOO, OCO, 또는 COO를 나타내고, X는 U 중에 존재하는 방향환에 결합하는 것으로 한다.)를 나타내고, U는 탄소 원자수 2~20의 직쇄 혹은 분기 다가 알킬렌기, 탄소 원자수 3~20의 직쇄 혹은 분기 다가 알케닐렌기 또는 탄소 원자수 5~30의 다가 환상 치환기를 나타내는데, 다가 알킬렌기 중의 알킬렌기 또는 다가 알케닐렌기 중의 알케닐렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 -O-, -CO-, -CF2-에 의해 치환되어 있어도 되고, 탄소 원자수 5~20의 알킬기(기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 산소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다.), 또는 환상 치환기에 의해 치환되어 있어도 되고, k는 0~5의 정수를 나타낸다.)으로 표시되는 중합성 화합물이 바람직하다.
상기 일반식 (V1)에 있어서, X7 및 X8은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내는데, 반응 속도를 중시하는 경우에는 수소 원자가 바람직하고, 반응 잔류량을 저감하는 것을 중시하는 경우에는 메틸기가 바람직하다.
상기 일반식 (V1)에 있어서, Sp1 및 Sp2는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소 원자수 1~8의 알킬렌기 또는 -X-(CH2)r-(식 중, r은 2~7의 정수를 나타내고, X는 O, OCOO, 또는 COO를 나타내고, X는 U 중에 존재하는 방향환에 결합하는 것으로 한다.)를 나타내는데, 탄소쇄가 그다지 길지 않은 것이 바람직하고, 단결합 또는 탄소 원자수 1~5의 알킬렌기가 바람직하고, 단결합 또는 탄소 원자수 1~3의 알킬렌기가 보다 바람직하다. 또, Sp1 및 Sp2가 -X-(CH2)s-를 나타내는 경우도, r은 1~5가 바람직하고, 1~3이 보다 바람직하고, Sp1 및 Sp2 중 적어도 한쪽이, 단결합인 것이 보다 바람직하고, 모두 단결합인 것이 특히 바람직하다.
상기 일반식 (V1)에 있어서, k는 0~5의 정수를 나타내는데, 액정 조성물층 중의 액정 분자의 배향 방향의 제어성을 중시하는 경우에는, k는 1~5의 정수를 나타내는 것이 바람직하고, k는 1~3의 정수를 나타내는 것이 보다 바람직하고, k는 1을 나타내는 것이 더 바람직하다.
상기 일반식 (V1)에 있어서, U는 탄소 원자수 2~20의 직쇄 혹은 분기 다가 알킬렌기 탄소 원자수 3~20의 직쇄 혹은 분기 다가 알케닐렌기 또는 탄소 원자수 5~30의 다가 환상 치환기를 나타내는데, 다가 알킬렌기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 -O-, -CO-, -CF2-에 의해 치환되어 있어도 되고, 탄소 원자수 5~20의 알킬기(기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 산소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다.), 또는 환상 치환기에 의해 치환되어 있어도 되고, 2개 이상의 환상 치환기에 의해 치환되어 있는 것이 바람직하다. U는 구체적으로는, 이하의 식 (V1a-1) 내지 식 (V1a-6)을 나타내는 것이 바람직하고, 식 (V1a-1), 식 (V1a-2), 식 (V1a-6)을 나타내는 것이 보다 바람직하고, 식 (V1a-1)을 나타내는 것이 특히 바람직하다.
Figure pct00029
(식 중, 양단은 Sp1 또는 Sp2에 결합하는 것으로 하고(상기는 k=1인 경우), k가 2~5의 정수인 경우, 연결 기수는 대응해서 증가한다. Z1, Z2 및 Z3은 각각 독립적으로, -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2CH2-, -CF2CF2-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH2CH2-, -OCO-CH2CH2-, -CH2CH2-COO-, -CH2CH2-OCO-, -COO-CH2-, -OCO-CH2-, -CH2-COO-, -CH2-OCO- 또는 단결합을 나타내고, 식 중의 모든 방향환은, 임의의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다.)
상기 U에 있어서, Z1, Z2 및 Z3은 각각 독립적으로, -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2CH2-, -CF2CF2- 또는 단결합이 바람직하고, -COO-, -OCO- 또는 단결합이 보다 바람직하고, 단결합이 특히 바람직하다.
U가 상기 환구조를 가지는 경우, 상기 Sp1 및 Sp2는 적어도 한쪽이 단결합을 나타내는 것이 바람직하고, 양쪽 모두 단결합인 것도 바람직하다.
상기 일반식 (V1)로 표시되는 화합물은, 이하의 일반식 (V1b)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00030
(식 중, X1 및 X2는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp1b 및 Sp2b는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소 원자수 1~8의 알킬렌기 또는 -O-(CH2)s-(식 중, s는 2~7의 정수를 나타내고, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다.)를 나타내고, Z4는 -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2CH2-, -CF2CF2-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH2CH2-, -OCO-CH2CH2-, -CH2CH2-COO-, -CH2CH2-OCO-, -COO-CH2-, -OCO-CH2-, -CH2-COO-, -CH2-OCO-, -CY1=CY2-(Y1 및 Y2는 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자를 나타낸다.), -C≡C- 또는 단결합을 나타내고, C환은 1,4-페닐렌기, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 단결합을 나타내고, 식 중의 모든 1,4-페닐렌기는, 임의의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다.)
상기 일반식 (V1b)에 있어서, X1 및 X2는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내는데, 모두 수소 원자를 나타내는 디아크릴레이트 유도체, 또는 모두 메틸기를 가지는 디메타크릴레이트 유도체가 바람직하고, 한쪽이 수소 원자를 나타내고, 또 다른 한쪽이 메틸기를 나타내는 화합물도 바람직하다. 이들 화합물의 중합 속도는, 디아크릴레이트 유도체가 가장 빠르고, 디메타크릴레이트 유도체가 느리고, 비대칭 화합물이 그 중간이며, 그 용도에 따라 바람직한 형상을 이용할 수 있다.
상기 일반식 (V1b)에 있어서, Sp1b 및 Sp2b는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소 원자수 1~8의 알킬렌기 또는 -O-(CH2)s-를 나타내는데, 적어도 한쪽이 단결합인 것이 바람직하고, 모두 단결합을 나타내는 화합물 또는 한쪽이 단결합이며 또 다른 한쪽이 탄소 원자수 1~8의 알킬렌기 또는 -O-(CH2)s-를 나타내는 형상이 바람직하다. 이 경우, 탄소 원자수 1~4의 알킬렌기가 바람직하고, s는 1~4가 바람직하다.
상기 일반식 (V1b)에 있어서, Z4는, -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2CH2-, -CF2CF2-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH2CH2-, -OCO-CH2CH2-, -CH2CH2-COO-, -CH2CH2-OCO-, -COO-CH2-, -OCO-CH2-, -CH2-COO-, -CH2-OCO-, -CY1=CY2-, -C≡C- 또는 단결합을 나타내는데, -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2CH2-, -CF2CF2- 또는 단결합이 바람직하고, -COO-, -OCO- 또는 단결합이 보다 바람직하고, 단결합이 특히 바람직하다.
C환이 단결합 이외의 환구조를 나타내는 경우, Z4는 단결합 이외의 연결기도 바람직하고, C환이 단결합인 경우, Z4는 단결합이 바람직하다.
이상으로부터, 상기 일반식 (V1b)에 있어서, C환이 단결합을 나타내고, 환구조가 두 개의 환으로 형성되는 경우가 바람직하고, 환구조를 가지는 중합성 화합물로서는, 구체적으로는 이하의 일반식 (V1b-1) 내지 (V1b-6)으로 표시되는 화합물이 바람직하고, 일반식 (V1b-1) 내지 (V1b-4)로 표시되는 화합물이 특히 바람직하고, 일반식 (V1b-2)로 표시되는 화합물이 가장 바람직하다.
Figure pct00031
(Sp1b 및 Sp2b는, 각각, 일반식 (V1b)에 기재된 Sp1 및 Sp2와 같은 의미를 나타낸다.)
상기 일반식 (V1)로 표시되는 화합물은, 구체적으로는, 이하의 일반식 (V1c)으로 표시되는 화합물도 바람직하다.
Figure pct00032
(식 중, X1, X2 및 X3은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp1c, Sp2c 및 Sp3c는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소 원자수 1~8의 알킬렌기 또는 -O-(CH2)s-(식 중, s는 2~7의 정수를 나타내고, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다.)를 나타내고, Z11은, -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2CH2-, -CF2CF2-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH2CH2-, -OCO-CH2CH2-, -CH2CH2-COO-, -CH2CH2-OCO-, -COO-CH2-, -OCO-CH2-, -CH2-COO-, -CH2-OCO-, -CY1=CY2-, -C≡C- 또는 단결합을 나타내고, J환은 1,4-페닐렌기, 또는 단결합을 나타내고, 식 중의 모든 1,4-페닐렌기는, 임의의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다.)
수직 배향막 표면에 중합체층을 형성시키기 위해 이용하는 일반식 (I)로 표시되는 화합물의 액정 조성물 중에 있어서의 함유량의 합계는, 0~1질량%인 것이 바람직하고, 0.03~0.8질량%인 것이 바람직하고, 0.05~0.6질량%인 것이 보다 바람직하다.
또, 수직 배향막 표면에 중합체층을 형성시키기 위해 이용하는 일반식 (V1)로 표시되는 중합성 화합물의 액정 조성물 중에 있어서의 함유량의 합계는, 0~1질량%인 것이 바람직하고, 0.03~0.8질량%인 것이 바람직하고, 0.05~0.6질량%인 것이 보다 바람직하다.
수직 배향막 표면에 중합체층을 형성시키기 위해 이용하는 중합성 화합물 전체의 액정 조성물 중에 있어서의 함유량의 합계는, 0~1질량%인 것이 바람직하고, 0.03~0.8질량%인 것이 바람직하고, 0.05~0.6질량%인 것이 보다 바람직하다.
(액정 조성물)
본 발명에 있어서의 액정 조성물에는, 일반식 (N-1), 일반식 (N-2), 및 일반식 (N-3)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유한다.
Figure pct00033
식 중, RN11, RN12, RN21, RN22, RN31 및 RN32는 각각 독립적으로 탄소 원자수 1~8의 알킬기를 나타내고, 그 알킬기 중의 1개 또는 비인접하는 2개 이상의 -CH2-는 각각 독립적으로 -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해 치환되어 있어도 되고,
AN11, AN12, AN21, AN22, AN31 및 AN32는 각각 독립적으로
(a) 1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH2-는 -O-로 치환되어도 된다.)
및
(b) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH=는 -N=로 치환되어도 된다.)
(c) 나프탈렌-2,6-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기(나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH=는 -N=로 치환되어도 된다.)
으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기를 나타내고, 상기의 기 (a), 기 (b) 및 기 (c)는 각각 독립적으로 시아노기, 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 되고,
ZN11, ZN12, ZN21, ZN22, ZN31 및 ZN32는 각각 독립적으로 단결합, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -OCF2-, -CF2O-, -CH=N-N=CH-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-를 나타내고,
XN21은 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고,
TN31은 -CH2- 또는 산소 원자를 나타내고,
nN11, nN12, nN21, nN22, nN31 및 nN32는 각각 독립적으로 0~3의 정수를 나타내는데, nN11＋nN12, nN21＋nN22 및 nN31＋nN32는 각각 독립적으로 1, 2 또는 3이며, AN11~AN32, ZN11~ZN32가 복수 존재하는 경우는, 그들은 동일해도 상이해도 된다.
일반식 (N-1), (N-2) 및 (N-3)으로 표시되는 화합물은, Δε이 음이며 그 절대치가 3보다 큰 화합물인 것이 바람직하다.
일반식 (N-1), (N-2) 및 (N-3) 중, RN11, RN12, RN21, RN22, RN31 및 RN32는 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1~8의 알킬기, 탄소 원자수 1~8의 알콕시기, 탄소 원자수 2~8의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2~8의 알케닐옥시기가 바람직하고, 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 탄소 원자수 1~5의 알콕시기, 탄소 원자수 2~5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2~5의 알케닐옥시기가 바람직하고, 탄소 원자수 1~5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 더 바람직하고, 탄소 원자수 2~5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2~3의 알케닐기가 더 바람직하고, 탄소 원자수 3의 알케닐기(프로페닐기)가 특히 바람직하다.
또, 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 등이 포화된 환구조인 경우에는, 직쇄상의 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1~4의 알콕시기 및 직쇄상의 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 바람직하다. 네마틱상을 안정화시키기 위해서는 탄소 원자 및 존재하는 경우 산소 원자의 합계가 5 이하인 것이 바람직하고, 직쇄상인 것이 바람직하다.
알케닐기로서는, 식 (R1) 내지 식 (R5) 중 어느 하나로 표시되는 기로부터 선택되는 것이 바람직하다. (각 식 중의 흑점은 환구조 중의 탄소 원자를 나타낸다.)
Figure pct00034
AN11, AN12, AN21, AN22, AN31 및 AN32는 각각 독립적으로 Δn을 크게 하는 것이 요구되는 경우에는 방향족인 것이 바람직하고, 응답 속도를 개선하기 위해서는 지방족인 것이 바람직하고, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기, 1,4-페닐렌기, 2-플루오로-1,4-페닐렌기, 3-플루오로-1,4-페닐렌기, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌기, 2,3-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-디일기를 나타내는 것이 바람직하고, 하기의 구조를 나타내는 것이 보다 바람직하고,
Figure pct00035
트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 1,4-페닐렌기를 나타내는 것이 보다 바람직하다.
ZN11, ZN12, ZN21, ZN22, ZN31 및 ZN32는 각각 독립적으로 -CH2O-, -CF2O-, -CH2CH2-, -CF2CF2- 또는 단결합을 나타내는 것이 바람직하고, -CH2O-, -CH2CH2- 또는 단결합이 더 바람직하고, -CH2O- 또는 단결합이 특히 바람직하다.
XN21은 불소 원자가 바람직하다.
TN31은 산소 원자가 바람직하다.
nN11＋nN12, nN21＋nN22 및 nN31＋nN32는 1 또는 2가 바람직하고, nN11이 1이며 nN12가 0인 조합, nN11이 2이며 nN12가 0인 조합, nN11이 1이며 nN12가 1인 조합, nN11이 2이며 nN12가 1인 조합, nN21이 1이며 nN22가 0인 조합, nN21이 2이며 nN22가 0인 조합, nN31이 1이며 nN32가 0인 조합, nN31이 2이며 nN32가 0인 조합이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량(액정 조성물 중에 포함되는 액정 화합물의 총량. 이하 동일.)에 대한 일반식 (N-1)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 10%이며, 20%이며, 30%이며, 40%이며, 50%이며, 55%이며, 60%이며, 65%이며, 70%이며, 75%이며, 80%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 95%이며, 85%이며, 75%이며, 65%이며, 55%이며, 45%이며, 35%이며, 25%이며, 20%이다.
본 발명의 조성물의 총량에 대한 일반식 (N-2)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 10%이며, 20%이며, 30%이며, 40%이며, 50%이며, 55%이며, 60%이며, 65%이며, 70%이며, 75%이며, 80%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 95%이며, 85%이며, 75%이며, 65%이며, 55%이며, 45%이며, 35%이며, 25%이며, 20%이다.
본 발명의 조성물의 총량에 대한 일반식 (N-3)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 10%이며, 20%이며, 30%이며, 40%이며, 50%이며, 55%이며, 60%이며, 65%이며, 70%이며, 75%이며, 80%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 95%이며, 85%이며, 75%이며, 65%이며, 55%이며, 45%이며, 35%이며, 25%이며, 20%이다.
본 발명의 조성물의 점도를 낮게 유지하며, 응답 속도가 빠른 조성물이 필요한 경우는 상기의 하한치가 낮고 상한치가 낮은 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 조성물의 Tni를 높게 유지하며, 온도 안정성이 좋은 조성물이 필요한 경우는 상기의 하한치가 낮고 상한치가 낮은 것이 바람직하다. 또, 구동 전압을 낮게 유지하기 위해 유전율 이방성을 크게 하고 싶을 때는, 상기의 하한치이 높고 상한치가 높은 것이 바람직하다.
일반식 (N-1)로 표시되는 화합물은 일반식 (N-1-1)~(N-1-21)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.
일반식 (N-1-1)로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00036
(식 중, RN111 및 RN112는 각각 독립적으로, 일반식 (N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12와 같은 의미를 나타낸다.)
RN111은 탄소 원자수 1~5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 바람직하고, 프로필기 또는 펜틸기가 바람직하다. RN112는 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 탄소 원자수 4~5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1~4의 알콕시기가 바람직하고, 에톡시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식 (N-1-1)로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2개 이상의 화합물을 조합하여 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조합하여 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이며, 2종류이며, 3종류이며, 4종류이며, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 조금 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 조금 적게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대한 식 (N-1-1)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 5질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이며, 23%이며, 25%이며, 27%이며, 30%이며, 33%이며, 35%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 50%이며, 40%이며, 38%이며, 35%이며, 33%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이며, 10%이며, 8%이며, 7%이며, 6%이며, 5%이며, 3%이다.
또한, 일반식 (N-1-1)로 표시되는 화합물은, 식 (N-1-1.1) 내지 식 (N-1-1.14)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (N-1-1.1)~(N-1-1.4)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (N-1-1.1) 및 식 (N-1-1.3)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00037
식 (N-1-1.1)~(N-1-1.4)로 표시되는 화합물은 단독으로 사용하는 것도, 조합하여 사용하는 것도 가능하지만, 본 발명의 조성물의 총량에 대한 단독 또는 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 5질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이며, 23%이며, 25%이며, 27%이며, 30%이며, 33%이며, 35%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 50%이며, 40%이며, 38%이며, 35%이며, 33%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이며, 10%이며, 8%이며, 7%이며, 6%이며, 5%이며, 3%이다.
일반식 (N-1-2)로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00038
(식 중, RN121 및 RN122는 각각 독립적으로, 일반식 (N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12와 같은 의미를 나타낸다.)
RN121은 탄소 원자수 1~5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기, 부틸기 또는 펜틸기가 바람직하다. RN122는 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 탄소 원자수 4~5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1~4의 알콕시기가 바람직하고, 메틸기, 프로필기, 메톡시기, 에톡시기 또는 프로폭시기가 바람직하다.
일반식 (N-1-2)로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2개 이상의 화합물을 조합하여 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조합하여 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이며, 2종류이며, 3종류이며, 4종류이며, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 조금 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 조금 적게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대한 식 (N-1-2)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 5질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 7%이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이며, 23%이며, 25%이며, 27%이며, 30%이며, 33%이며, 35%이며, 37%이며, 40%이며, 42%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 50%이며, 48%이며, 45%이며, 43%이며, 40%이며, 38%이며, 35%이며, 33%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이며, 10%이며, 8%이며, 7%이며, 6%이며, 5%이다.
또한, 일반식 (N-1-2)로 표시되는 화합물은, 식 (N-1-2.1) 내지 식 (N-1-2.13)으로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (N-1-2.3) 내지 식 (N-1-2.7), 식 (N-1-2.10), 식 (N-1-2.11) 및 식 (N-1-2.13)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, Δε의 개량을 중시하는 경우에는 식 (N-1-2.3) 내지 식 (N-1-2.7)로 표시되는 화합물이 바람직하고, TNI의 개량을 중시하는 경우에는 식 (N-1-2.10), 식 (N-1-2.11) 및 식 (N-1-2.13)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00039
식 (N-1-2.1) 내지 식 (N-1-2.13)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용하는 것도, 조합하여 사용하는 것도 가능하지만, 본 발명의 조성물의 총량에 대한 단독 또는 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 5질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이며, 23%이며, 25%이며, 27%이며, 30%이며, 33%이며, 35%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 50%이며, 40%이며, 38%이며, 35%이며, 33%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이며, 10%이며, 8%이며, 7%이며, 6%이며, 5%이며, 3%이다.
일반식 (N-1-3)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00040
(식 중, RN131 및 RN132는 각각 독립적으로, 일반식 (N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12와 같은 의미를 나타낸다.)
RN131은 탄소 원자수 1~5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다. RN132는 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 탄소 원자수 4~5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1~4의 알콕시기가 바람직하고, 에톡시기, 프로폭시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식 (N-1-3)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2개 이상의 화합물을 조합하여 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조합하여 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이며, 2종류이며, 3종류이며, 4종류이며, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 조금 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대한 식 (N-1-3)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 5질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 35%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이다.
또한, 일반식 (N-1-3)으로 표시되는 화합물은, 식 (N-1-3.1) 내지 식 (N-1-3.11)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (N-1-3.1)~(N-1-3.7)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (N-1-3.1), 식 (N-1-3.2), 식 (N-1-3.3), 식 (N-1-3.4) 및 식 (N-1-3.6)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00041
식 (N-1-3.1)~식 (N-1-3.4) 및 식 (N-1-3.6)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용하는 것도, 조합하여 사용하는 것도 가능하지만, 식 (N-1-3.1) 및 식 (N-1-3.2)의 조합, 식 (N-1-3.3), 식 (N-1-3.4) 및 식 (N-1-3.6)으로부터 선택되는 2종 또는 3종의 조합이 바람직하다. 본 발명의 조성물의 총량에 대한 단독 또는 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 5질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 35%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이다.
일반식 (N-1-4)로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00042
(식 중, RN141 및 RN142는 각각 독립적으로, 일반식 (N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12와 같은 의미를 나타낸다.)
RN141 및 RN142는 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 탄소 원자수 4~5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1~4의 알콕시기가 바람직하고, 메틸기, 프로필기, 에톡시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식 (N-1-4)로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2개 이상의 화합물을 조합하여 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조합하여 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이며, 2종류이며, 3종류이며, 4종류이며, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 조금 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 조금 적게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대한 식 (N-1-4)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 3질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 5%이며, 7%이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 35%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이며, 11%이며, 10%이며, 8%이다.
또한, 일반식 (N-1-4)로 표시되는 화합물은, 식 (N-1-4.1) 내지 식 (N-1-4.14)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (N-1-4.1)~(N-1-4.4)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (N-1-4.1) 및 식 (N-1-4.2)로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00043
식 (N-1-4.1)~(N-1-4.4)로 표시되는 화합물은 단독으로 사용하는 것도, 조합하여 사용하는 것도 가능하지만, 본 발명의 조성물의 총량에 대한 단독 또는 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 3질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 5%이며, 7%이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 35%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이며, 11%이며, 10%이며, 8%이다.
일반식 (N-1-5)로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00044
(식 중, RN151 및 RN152는 각각 독립적으로, 일반식 (N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12와 같은 의미를 나타낸다.)
RN151 및 RN152는 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 탄소 원자수 4~5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1~4의 알콕시기가 바람직하고 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다.
일반식 (N-1-5)로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2개 이상의 화합물을 조합하여 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조합하여 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이며, 2종류이며, 3종류이며, 4종류이며, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 조금 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 조금 적게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대한 식 (N-1-5)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 5질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 8%이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 35%이며, 33%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이다.
또한, 일반식 (N-1-5)로 표시되는 화합물은, 식 (N-1-5.1) 내지 식 (N-1-5.6)으로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (N-1-3.2) 및 식 (N-1-3.4)로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00045
식 (N-1-3.2) 및 식 (N-1-3.4)로 표시되는 화합물은 단독으로 사용하는 것도, 조합하여 사용하는 것도 가능하지만, 본 발명의 조성물의 총량에 대한 단독 또는 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 5질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 8%이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 35%이며, 33%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이다.
일반식 (N-1-10)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00046
(식 중, RN1101 및 RN1102는 각각 독립적으로, 일반식 (N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12와 같은 의미를 나타낸다.)
RN1101은 탄소 원자수 1~5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다. RN1102는 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 탄소 원자수 4~5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1~4의 알콕시기가 바람직하고, 에톡시기, 프로폭시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식 (N-1-10)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2개 이상의 화합물을 조합하여 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조합하여 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이며, 2종류이며, 3종류이며, 4종류이며, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 조금 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대한 식 (N-1-10)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 5질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 35%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이다.
또한, 일반식 (N-1-10)으로 표시되는 화합물은, 식 (N-1-10.1) 내지 식 (N-1-10.11)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (N-1-10.1)~(N-1-10.5)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (N-1-10.1) 및 식 (N-1-10.2)로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00047
식 (N-1-10.1) 및 식 (N-1-10.2)로 표시되는 화합물은 단독으로 사용하는 것도, 조합하여 사용하는 것도 가능하지만, 본 발명의 조성물의 총량에 대한 단독 또는 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 5질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 35%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이다.
일반식 (N-1-11)로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00048
(식 중, RN1111 및 RN1112는 각각 독립적으로, 일반식 (N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12와 같은 의미를 나타낸다.)
RN1111은 탄소 원자수 1~5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다. RN1112는 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 탄소 원자수 4~5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1~4의 알콕시기가 바람직하고, 에톡시기, 프로폭시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식 (N-1-11)로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2개 이상의 화합물을 조합하여 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조합하여 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이며, 2종류이며, 3종류이며, 4종류이며, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 조금 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대한 식 (N-1-11)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 5질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 35%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이다.
또한, 일반식 (N-1-11)로 표시되는 화합물은, 식 (N-1-11.1) 내지 식 (N-1-11.15)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (N-1-11.1)~(N-1-11.15)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (N-1-11.2) 및 식 (N-1-11.4)로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00049
식 (N-1-11.2) 및 식 (N-1-11.4)로 표시되는 화합물은 단독으로 사용하는 것도, 조합하여 사용하는 것도 가능하지만, 본 발명의 조성물의 총량에 대한 단독 또는 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 5질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 35%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이다.
일반식 (N-1-12)로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00050
(식 중, RN1121 및 RN1122는 각각 독립적으로, 일반식 (N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12와 같은 의미를 나타낸다.)
RN1121은 탄소 원자수 1~5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다. RN1122는 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 탄소 원자수 4~5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1~4의 알콕시기가 바람직하고, 에톡시기, 프로폭시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식 (N-1-12)로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2개 이상의 화합물을 조합하여 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조합하여 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이며, 2종류이며, 3종류이며, 4종류이며, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 조금 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대한 식 (N-1-12)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 5질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 35%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이다.
일반식 (N-1-13)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00051
(식 중, RN1131 및 RN1132는 각각 독립적으로, 일반식 (N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12와 같은 의미를 나타낸다.)
RN1131은 탄소 원자수 1~5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다. RN1132는 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 탄소 원자수 4~5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1~4의 알콕시기가 바람직하고, 에톡시기, 프로폭시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식 (N-1-13)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2개 이상의 화합물을 조합하여 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조합하여 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이며, 2종류이며, 3종류이며, 4종류이며, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 조금 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대한 식 (N-1-13)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 5질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 35%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이다.
일반식 (N-1-14)로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00052
(식 중, RN1141 및 RN1142는 각각 독립적으로, 일반식 (N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12와 같은 의미를 나타낸다.)
RN1141은 탄소 원자수 1~5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다. RN1142는 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 탄소 원자수 4~5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1~4의 알콕시기가 바람직하고, 에톡시기, 프로폭시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식 (N-1-14)로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2개 이상의 화합물을 조합하여 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조합하여 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이며, 2종류이며, 3종류이며, 4종류이며, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 조금 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대한 식 (N-1-14)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 5질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 35%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이다.
일반식 (N-1-15)로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00053
(식 중, RN1151 및 RN1152는 각각 독립적으로, 일반식 (N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12와 같은 의미를 나타낸다.)
RN1151은 탄소 원자수 1~5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다. RN1152는 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 탄소 원자수 4~5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1~4의 알콕시기가 바람직하고, 에톡시기, 프로폭시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식 (N-1-15)로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2개 이상의 화합물을 조합하여 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조합하여 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이며, 2종류이며, 3종류이며, 4종류이며, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 조금 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대한 식 (N-1-15)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 5질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 35%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이다.
일반식 (N-1-16)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00054
(식 중, RN1161 및 RN1162는 각각 독립적으로, 일반식 (N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12와 같은 의미를 나타낸다.)
RN1161은 탄소 원자수 1~5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다. RN1162는 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 탄소 원자수 4~5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1~4의 알콕시기가 바람직하고, 에톡시기, 프로폭시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식 (N-1-16)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2개 이상의 화합물을 조합하여 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조합하여 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이며, 2종류이며, 3종류이며, 4종류이며, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 조금 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대한 식 (N-1-16)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 5질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 35%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이다.
일반식 (N-1-17)로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00055
(식 중, RN1171 및 RN1172는 각각 독립적으로, 일반식 (N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12와 같은 의미를 나타낸다.)
RN1171은 탄소 원자수 1~5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다. RN1172는 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 탄소 원자수 4~5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1~4의 알콕시기가 바람직하고, 에톡시기, 프로폭시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식 (N-1-17)로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2개 이상의 화합물을 조합하여 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조합하여 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이며, 2종류이며, 3종류이며, 4종류이며, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 조금 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대한 식 (N-1-17)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 5질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 35%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이다.
일반식 (N-1-18)로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00056
(식 중, RN1181 및 RN1182는 각각 독립적으로, 일반식 (N)에 있어서의 RN11 및 RN12와 같은 의미를 나타낸다.)
RN1181은 탄소 원자수 1~5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 바람직하고, 에틸기, 프로필기 또는 부틸기가 바람직하다. RN1182는 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 탄소 원자수 4~5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1~4의 알콕시기가 바람직하고, 에톡시기, 프로폭시기 또는 부톡시기가 바람직하다.
일반식 (N-1-18)로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2개 이상의 화합물을 조합하여 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조합하여 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이며, 2종류이며, 3종류이며, 4종류이며, 5종류 이상이다.
Δε의 개선을 중시하는 경우에는 함유량을 조금 높게 설정하는 것이 바람직하고, 저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높고, TNI를 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 총량에 대한 식 (N-1-18)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 5질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 35%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이다.
일반식 (N-1-20)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00057
(식 중, RN1201 및 RN1202는 각각 독립적으로, 일반식 (N)에 있어서의 RN11 및 RN12와 같은 의미를 나타낸다.)
일반식 (N-1-21)로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00058
(식 중, R N1211 및 RN1212는 각각 독립적으로, 일반식 (N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12와 같은 의미를 나타낸다.)
일반식 (N-2)로 표시되는 화합물은 일반식 (N-2-1)~(N-2-3)으로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.
일반식 (N-2-1)로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00059
(식 중, RN211 및 RN212는 각각 독립적으로, 일반식 (N-2)에 있어서의 RN21 및 RN22와 같은 의미를 나타낸다.)
일반식 (N-2-2)로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00060
(식 중, RN221 및 RN222는 각각 독립적으로, 일반식 (N-2)에 있어서의 RN21 및 RN22와 같은 의미를 나타낸다.)
일반식 (N-2-3)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00061
(식 중, RN231 및 RN232는 각각 독립적으로, 일반식 (N-3)에 있어서의 RN31 및 RN32와 같은 의미를 나타낸다.)
일반식 (N-3)으로 표시되는 화합물은 일반식 (N-3-1)~(N-3-2)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.
일반식 (N-3-1)로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00062
(식 중, RN311 및 RN312는 각각 독립적으로, 일반식 (N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12와 같은 의미를 나타낸다.)
일반식 (N-3-2)로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00063
(식 중, RN321 및 RN322는 각각 독립적으로, 일반식 (N-1)에 있어서의 RN11 및 RN12와 같은 의미를 나타낸다.)
본 발명의 조성물의 총량(액정 조성물 중에 포함되는 액정 화합물의 총량.)에 대한 일반식 (N-1), 일반식 (N-2), 및 일반식 (N-3)으로 표시되는 화합물의 함유량의 총량은 10~90질량%인 것이 바람직하고, 20~80질량%가 더 바람직하고, 20~70질량%가 더 바람직하고, 20~60질량%가 더 바람직하고, 20~55질량%가 더 바람직하고, 25~55질량%가 더 바람직하고, 30~55질량%가 특히 바람직하다.
보다 구체적으로는, 일반식 (N-1), 일반식 (N-2), 및 일반식 (N-3)으로 표시되는 화합물의 함유량의 총량은, 조성물 중에 하한치로서, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.) 이상 함유하는 것이 바람직하고, 5% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 10% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 13% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 15% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 18% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 20% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 23% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 25% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 28% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 30% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 33% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 35% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 38% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 40% 이상 함유하는 것이 바람직하다. 또, 상한치로서, 95% 이하 함유하는 것이 바람직하고, 90% 이하 함유하는 것이 바람직하고, 88% 이하 함유하는 것이 바람직하고, 85% 이하 함유하는 것이 바람직하고, 83% 이하 함유하는 것이 바람직하고, 80% 이하 함유하는 것이 바람직하고, 78% 이하 함유하는 것이 바람직하고, 75% 이하 함유하는 것이 바람직하고, 73% 이하 함유하는 것이 바람직하고, 70% 이하 함유하는 것이 바람직하고, 68% 이하 함유하는 것이 바람직하고, 65% 이하 함유하는 것이 바람직하고, 63% 이하 함유하는 것이 바람직하고, 60% 이하 함유하는 것이 바람직하고, 55% 이하 함유하는 것이 바람직하고, 50% 이하 함유하는 것이 바람직하고, 40% 이하 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서의 액정 조성물은, 일반식 (L)로 표시되는 화합물을 1종류 또는 2종류 이상 함유하는 것이 바람직하다. 일반식 (L)로 표시되는 화합물은 유전적으로 거의 중성의 화합물(Δε의 값이 -2~2)에 해당한다.
Figure pct00064
(식 중, RL1 및 RL2는 각각 독립적으로 탄소 원자수 1~8의 알킬기를 나타내고, 그 알킬기 중의 1개 또는 비인접하는 2개 이상의 -CH2-는 각각 독립적으로 -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해 치환되어 있어도 되고,
nL1은 0, 1, 2 또는 3을 나타내고,
AL1, AL2 및 AL3은 각각 독립적으로
(a) 1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH2-는 -O-로 치환되어도 된다.)
및
(b) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH=는 -N=로 치환되어도 된다.)
(c) 나프탈렌-2,6-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기(나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH=는 -N=로 치환되어도 된다.)
으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기를 나타내고, 상기의 기 (a), 기 (b) 및 기 (c)는 각각 독립적으로 시아노기, 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 되고,
ZL1 및 ZL2는 각각 독립적으로 단결합, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -OCF2-, -CF2O-, -CH=N-N=CH-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-를 나타내고,
nL1가 2 또는 3이며 AL2가 복수 존재하는 경우는, 그들은 동일해도 상이해도 되고, nL1이 2 또는 3이며 ZL3이 복수 존재하는 경우는, 그들은 동일해도 상이해도 되지만, 일반식 (N-1), 일반식 (N-2) 및 일반식 (N-3)으로 표시되는 화합물을 제외한다.)
일반식 (L)로 표시되는 화합물은 단독으로 이용해도 되지만, 조합하여 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 원하는 성능에 따라 적당히 조합하여 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이다. 혹은 본 발명의 다른 실시 형태에서는 2종류이며, 3종류이며, 4종류이며, 5종류이며, 6종류이며, 7종류이며, 8종류이며, 9종류이며, 10종류 이상이다.
본 발명의 조성물에 있어서, 일반식 (L)로 표시되는 화합물의 함유량은, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율, 프로세스 적합성, 적하흔, 소부, 유전율 이방성 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조정할 필요가 있다.
본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 식 (L)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 10%이며, 20%이며, 30%이며, 40%이며, 50%이며, 55%이며, 60%이며, 65%이며, 70%이며, 75%이며, 80%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 95%이며, 85%이며, 75%이며, 65%이며, 55%이며, 45%이며, 35%이며, 25%이다.
본 발명의 조성물의 점도를 낮게 유지하며, 응답 속도가 빠른 조성물이 필요한 경우는 상기의 하한치가 높고 상한치가 높은 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 조성물의 Tni를 높게 유지하며, 온도 안정성이 좋은 조성물이 필요한 경우는 상기의 하한치가 높고 상한치가 높은 것이 바람직하다. 또, 구동 전압을 낮게 유지하기 위해 유전율 이방성을 크게 하고 싶을 때는, 상기의 하한치를 낮고 상한치가 낮은 것이 바람직하다.
신뢰성을 중시하는 경우에는 RL1 및 RL2는 모두 알킬기인 것이 바람직하고, 화합물의 휘발성을 저감시키는 것을 중시하는 경우에는 알콕시기인 것이 바람직하고, 점성의 저하를 중시하는 경우에는 적어도 한쪽은 알케닐기인 것이 바람직하다.
RL1 및 RL2는, 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 등이 포화된 환구조인 경우에는, 직쇄상의 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1~4의 알콕시기 및 직쇄상의 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 바람직하다. 네마틱상을 안정화시키기 위해서는 탄소 원자 및 존재하는 경우 산소 원자의 합계가 5 이하인 것이 바람직하고, 직쇄상인 것이 바람직하다.
알케닐기로서는, 식 (R1) 내지 식 (R5) 중 어느 하나로 표시되는 기로부터 선택되는 것이 바람직하다. (각 식 중의 흑점은 환구조 중의 탄소 원자를 나타낸다.)
Figure pct00065
nL1은 응답 속도를 중시하는 경우에는 0이 바람직하고, 네마틱상의 상한 온도를 개선하기 위해서는 2 또는 3이 바람직하고, 이러한 밸런스를 잡기 위해서는 1이 바람직하다. 또, 조성물로서 요구되는 특성을 만족하기 위해서는 상이한 값의 화합물을 조합하는 것이 바람직하다.
AL1, AL2 및 AL3은 Δn을 크게 하는 것이 요구되는 경우에는 방향족인 것이 바람직하고, 응답 속도를 개선하기 위해서는 지방족인 것이 바람직하고, 각각 독립적으로 트랜스-1,4-시클로헥실렌기, 1,4-페닐렌기, 2-플루오로-1,4-페닐렌기, 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-디일기를 나타내는 것이 바람직하고, 하기의 구조를 나타내는 것이 보다 바람직하고,
Figure pct00066
트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 1,4-페닐렌기를 나타내는 것이 보다 바람직하다.
ZL1 및 ZL2는 응답 속도를 중시하는 경우에는 단결합인 것이 바람직하다.
일반식 (L)로 표시되는 화합물은 일반식 (L-1)~(L-7)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.
일반식 (L-1)로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00067
(식 중, RL11 및 RL12는 각각 독립적으로, 일반식 (L)에 있어서의 RL1 및 RL2와 같은 의미를 나타낸다.)
RL11 및 RL12는, 직쇄상의 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1~4의 알콕시기 및 직쇄상의 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 바람직하다.
일반식 (L-1)로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2개 이상의 화합물을 조합하여 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조합하여 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이며, 2종류이며, 3종류이며, 4종류이며, 5종류 이상이다.
바람직한 함유량의 하한치는, 본 발명의 액정 조성물의 총량에 대해, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 2%이며, 3%이며, 5%이며, 7%이며, 10%이며, 15%이며, 20%이며, 25%이며, 30%이며, 35%이며, 40%이며, 45%이며, 50%이며, 55%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 95%이며, 90%이며, 85%이며, 80%이며, 75%이며, 70%이며, 65%이며, 60%이며, 55%이며, 50%이며, 45%이며, 40%이며, 35%이며, 30%이며, 25%이다.
본 발명의 조성물의 점도를 낮게 유지하며, 응답 속도가 빠른 조성물이 필요한 경우는 상기의 하한치가 높고 상한치가 높은 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 조성물의 Tni를 높게 유지하며, 온도 안정성이 좋은 조성물이 필요한 경우는 상기의 하한치가 중용이며 상한치가 중용인 것이 바람직하다. 또, 구동 전압을 낮게 유지하기 위해 유전율 이방성을 크게 하고 싶을 때는, 상기의 하한치가 낮고 상한치가 낮은 것이 바람직하다.
일반식 (L-1)로 표시되는 화합물은 일반식 (L-1-1)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00068
(식 중 RL12는 일반식 (L-1)에 있어서의 의미와 같은 의미를 나타낸다.)
일반식 (L-1-1)로 표시되는 화합물은, 식 (L-1-1.1) 내지 식 (L-1-1.3)으로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (L-1-1.2) 또는 식 (L-1-1.3)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 특히, 식 (L-1-1.3)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00069
본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 식 (L-1-1.3)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 2%이며, 3%이며, 5%이며, 7%이며, 10%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 20%이며, 15%이며, 13%이며, 10%이며, 8%이며, 7%이며, 6%이며, 5%이며, 3%이다.
일반식 (L-1)로 표시되는 화합물은 일반식 (L-1-2)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00070
(식 중 RL12는 일반식 (L-1)에 있어서의 의미와 같은 의미를 나타낸다.)
본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 식 (L-1-2)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 5%이며, 10%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이며, 23%이며, 25%이며, 27%이며, 30%이며, 35%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 60%이며, 55%이며, 50%이며, 45%이며, 42%이며, 40%이며, 38%이며, 35%이며, 33%이며, 30%이다.
또한, 일반식 (L-1-2)로 표시되는 화합물은, 식 (L-1-2.1) 내지 식 (L-1-2.4)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (L-1-2.2) 내지 식 (L-1-2.4)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다. 특히, 식 (L-1-2.2)로 표시되는 화합물은 본 발명의 조성물의 응답 속도를 특히 개선하기 때문에 바람직하다. 또, 응답 속도보다 높은 Tni를 구할 때는, 식 (L-1-2.3) 또는 식 (L-1-2.4)로 표시되는 화합물을 이용하는 것이 바람직하다. 식 (L-1-2.3) 및 식 (L-1-2.4)로 표시되는 화합물의 함유량은, 저온에서의 용해도를 좋게 하기 위해 30질량% 이상으로 하는 것은 바람직하지 않다.
Figure pct00071
본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 식 (L-1-2.2)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 10질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 15%이며, 18%이며, 20%이며, 23%이며, 25%이며, 27%이며, 30%이며, 33%이며, 35%이며, 38%이며, 40%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 60%이며, 55%이며, 50%이며, 45%이며, 43%이며, 40%이며, 38%이며, 35%이며, 32%이며, 30%이며, 27%이며, 25%이며, 22%이다.
본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 식 (L-1-1.3)으로 표시되는 화합물 및 식 (L-1-2.2)로 표시되는 화합물의 합계의 바람직한 함유량의 하한치는, 10질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 15%이며, 20%이며, 25%이며, 27%이며, 30%이며, 35%이며, 40%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 60%이며, 55%이며, 50%이며, 45%이며, 43%이며, 40%이며, 38%이며, 35%이며, 32%이며, 30%이며, 27%이며, 25%이며, 22%이다.
일반식 (L-1)로 표시되는 화합물은 일반식 (L-1-3)으로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00072
(식 중 RL13 및 RL14는 각각 독립적으로 탄소 원자수 1~8의 알킬기 또는 탄소 원자수 1~8의 알콕시기를 나타낸다.)
RL13 및 RL14는, 직쇄상의 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1~4의 알콕시기 및 직쇄상의 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 식 (L-1-3)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 5%이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이며, 23%이며, 25%이며, 30%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 60%이며, 55%이며, 50%이며, 45%이며, 40%이며, 37%이며, 35%이며, 33%이며, 30%이며, 27%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 17%이며, 15%이며, 13%이며, 10%이다.
또한, 일반식 (L-1-3)으로 표시되는 화합물은, 식 (L-1-3.1) 내지 식 (L-1-3.12)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (L-1-3.1), 식 (L-1-3.3) 또는 식 (L-1-3.4)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다. 특히, 식 (L-1-3.1)로 표시되는 화합물은 본 발명의 조성물의 응답 속도를 특히 개선하기 때문에 바람직하다. 또, 응답 속도보다 높은 Tni를 구할 때는, 식 (L-1-3.3), 식 (L-1-3.4), 식 (L-1-3.11) 및 식 (L-1-3.12)로 표시되는 화합물을 이용하는 것이 바람직하다. 식 (L-1-3.3), 식 (L-1-3.4), 식 (L-1-3.11) 및 식 (L-1-3.12)로 표시되는 화합물의 합계의 함유량은, 저온에서의 용해도를 좋게 하기 위해 20질량% 이상으로 하는 것은 바람직하지 않다.
Figure pct00073
본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 식 (L-1-3.1)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 2%이며, 3%이며, 5%이며, 7%이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 18%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 20%이며, 17%이며, 15%이며, 13%이며, 10%이며, 8%이며, 7%이며, 6%이다.
일반식 (L-1)로 표시되는 화합물은 일반식 (L-1-4) 및/또는 (L-1-5)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00074
(식 중 RL15 및 RL16은 각각 독립적으로 탄소 원자수 1~8의 알킬기 또는 탄소 원자수 1~8의 알콕시기를 나타낸다.)
RL15 및 RL16은, 직쇄상의 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 직쇄상의 탄소 원자수 1~4의 알콕시기 및 직쇄상의 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 식 (L-1-4)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 5%이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 17%이며, 15%이며, 13%이며, 10%이다.
본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 식 (L-1-5)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 5%이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 17%이며, 15%이며, 13%이며, 10%이다.
또한, 일반식 (L-1-4) 및 (L-1-5)로 표시되는 화합물은, 식 (L-1-4.1) 내지 식 (L-1-5.3)으로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (L-1-4.2) 또는 식 (L-1-5.2)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00075
본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 식 (L-1-4.2)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 2%이며, 3%이며, 5%이며, 7%이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 18%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 20%이며, 17%이며, 15%이며, 13%이며, 10%이며, 8%이며, 7%이며, 6%이다.
식 (L-1-1.3), 식 (L-1-2.2), 식 (L-1-3.1), 식 (L-1-3.3), 식 (L-1-3.4), 식 (L-1-3.11) 및 식 (L-1-3.12)로 표시되는 화합물로부터 선택되는 2종 이상의 화합물을 조합하는 것이 바람직하고, 식 (L-1-1.3), 식 (L-1-2.2), 식 (L-1-3.1), 식 (L-1-3.3), 식 (L-1-3.4) 및 식 (L-1-4.2)로 표시되는 화합물로부터 선택되는 2종 이상의 화합물을 조합하는 것이 바람직하고, 이들 화합물의 합계의 함유량의 바람직한 함유량의 하한치는, 본 발명의 액정 조성물의 총량에 대해, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 2%이며, 3%이며, 5%이며, 7%이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 18%이며, 20%이며, 23%이며, 25%이며, 27%이며, 30%이며, 33%이며, 35%이며, 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 80%이며, 70%이며, 60%이며, 50%이며, 45%이며, 40%이며, 37%이며, 35%이며, 33%이며, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이다. 조성물의 신뢰성을 중시하는 경우에는, 식 (L-1-3.1), 식 (L-1-3.3) 및 식 (L-1-3.4)로 표시되는 화합물로부터 선택되는 2종 이상의 화합물을 조합하는 것이 바람직하고, 조성물의 응답 속도를 중시하는 경우에는, 식 (L-1-1.3), 식 (L-1-2.2)로 표시되는 화합물로부터 선택되는 2종 이상의 화합물을 조합하는 것이 바람직하다.
일반식 (L-2)로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00076
(식 중, RL21 및 RL22는 각각 독립적으로, 일반식 (L)에 있어서의 RL1 및 RL2와 같은 의미를 나타낸다.)
RL21은 탄소 원자수 1~5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 바람직하고, RL22는 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 탄소 원자수 4~5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1~4의 알콕시기가 바람직하다.
일반식 (L-1)로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2개 이상의 화합물을 조합하여 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조합하여 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이며, 2종류이며, 3종류이며, 4종류이며, 5종류 이상이다.
저온에서의 용해성을 중시하는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높고, 반대로, 응답 속도를 중시하는 경우는 함유량을 조금 적게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 식 (L-2)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 2%이며, 3%이며, 5%이며, 7%이며, 10%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 20%이며, 15%이며, 13%이며, 10%이며, 8%이며, 7%이며, 6%이며, 5%이며, 3%이다.
또한, 일반식 (L-2)로 표시되는 화합물은, 식 (L-2.1) 내지 식 (L-2.6)으로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (L-2.1), 식 (L-2.3), 식 (L-2.4) 및 식 (L-2.6)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00077
일반식 (L-3)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00078
(식 중, RL31 및 RL32는 각각 독립적으로, 일반식 (L)에 있어서의 RL1 및 RL2와 같은 의미를 나타낸다.)
RL31 및 RL32는 각각 독립적으로 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 탄소 원자수 4~5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1~4의 알콕시기가 바람직하다.
일반식 (L-3)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2개 이상의 화합물을 조합하여 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조합하여 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이며, 2종류이며, 3종류이며, 4종류이며, 5종류 이상이다.
본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 식 (L-3)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1질량%이며, 2%이며, 3%이며, 5%이며, 7%이며, 10%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 조성물의 총량에 대해, 20%이며, 15%이며, 13%이며, 10%이며, 8%이며, 7%이며, 6%이며, 5%이며, 3%이다.
높은 복굴절율을 얻는 경우는 함유량을 조금 많게 설정하면 효과가 높고, 반대로, 높은 Tni를 중시하는 경우는 함유량을 조금 적게 설정하면 효과가 높다. 또한, 적하흔이나 소부 특성을 개량하는 경우는, 함유량의 범위를 중간으로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 일반식 (L-3)으로 표시되는 화합물은, 식 (L-3.1) 내지 식 (L-3.4)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (L-3.2) 내지 식 (L-3.7)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00079
일반식 (L-4)로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00080
(식 중, RL41 및 RL42는 각각 독립적으로, 일반식 (L)에 있어서의 RL1 및 RL2와 같은 의미를 나타낸다.)
RL41은 탄소 원자수 1~5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 바람직하고, RL42는 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 탄소 원자수 4~5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1~4의 알콕시기가 바람직하다.)
일반식 (L-4)로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2개 이상의 화합물을 조합하여 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조합하여 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이며, 2종류이며, 3종류이며, 4종류이며, 5종류 이상이다.
본 발명의 조성물에 있어서, 일반식 (L-4)로 표시되는 화합물의 함유량은, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율, 프로세스 적합성, 적하흔, 소부, 유전율 이방성 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조정할 필요가 있다.
본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 식 (L-4)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 2%이며, 3%이며, 5%이며, 7%이며, 10%이며, 14%이며, 16%이며, 20%이며, 23%이며, 26%이며, 30%이며, 35%이며, 40%이다. 본 발명의 조성물의 총량에 대한 식 (L-4)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 상한치는, 50%이며, 40%이며, 35%이며, 30%이며, 20%이며, 15%이며, 10%이며, 5%이다.
일반식 (L-4)로 표시되는 화합물은, 예를 들면 식 (L-4.1) 내지 식 (L-4.3)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00081
저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라, 식 (L-4.1)로 표시되는 화합물을 함유하고 있어도, 식 (L-4.2)로 표시되는 화합물을 함유하고 있어도, 식 (L-4.1)로 표시되는 화합물과 식 (L-4.2)로 표시되는 화합물의 양쪽을 함유하고 있어도 되고, 식 (L-4.1) 내지 식 (L-4.3)으로 표시되는 화합물을 모두 포함하고 있어도 된다. 본 발명의 조성물의 총량에 대한 식 (L-4.1) 또는 식 (L-4.2)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 3%이며, 5%이며, 7%이며, 9%이며, 11%이며, 12%이며, 13%이며, 18%이며, 21%이며, 바람직한 상한치는, 45이며, 40%이며, 35%이며, 30%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이며, 10%이며, 8%이다.
식 (L-4.1)로 표시되는 화합물과 식 (L-4.2)로 표시되는 화합물의 양쪽을 함유하는 경우는, 본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 양화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 15질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 19%이며, 24%이며, 30%이며, 바람직한 상한치는, 45이며, 40%이며, 35%이며, 30%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이다.
일반식 (L-4)로 표시되는 화합물은, 예를 들면 식 (L-4.4) 내지 식 (L-4.6)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (L-4.4)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00082
저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라, 식 (L-4.4)로 표시되는 화합물을 함유하고 있어도, 식 (L-4.5)로 표시되는 화합물을 함유하고 있어도, 식 (L-4.4)로 표시되는 화합물과 식 (L-4.5)로 표시되는 화합물의 양쪽을 함유하고 있어도 된다.
본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 식 (L-4.4) 또는 식 (L-4.5)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 3질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 5%이며, 7%이며, 9%이며, 11%이며, 12%이며, 13%이며, 18%이며, 21%이다. 바람직한 상한치는, 45이며, 40%이며, 35%이며, 30%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이며, 10%이며, 8%이다.
식 (L-4.4)로 표시되는 화합물과 식 (L-4.5)로 표시되는 화합물의 양쪽을 함유하는 경우는, 본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 양화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 15질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 19%이며, 24%이며, 30%이며, 바람직한 상한치는, 45이며, 40%이며, 35%이며, 30%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이다.
일반식 (L-4)로 표시되는 화합물은, 식 (L-4.7) 내지 식 (L-4.10)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 특히, 식 (L-4.9)로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00083
일반식 (L-5)로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00084
(식 중, RL51 및 RL52는 각각 독립적으로, 일반식 (L)에 있어서의 RL1 및 RL2와 같은 의미를 나타낸다.)
RL51은 탄소 원자수 1~5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 바람직하고, RL52는 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 탄소 원자수 4~5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1~4의 알콕시기가 바람직하다.
일반식 (L-5)로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2개 이상의 화합물을 조합하여 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조합하여 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이며, 2종류이며, 3종류이며, 4종류이며, 5종류 이상이다.
본 발명의 조성물에 있어서, 일반식 (L-5)로 표시되는 화합물의 함유량은, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율, 프로세스 적합성, 적하흔, 소부, 유전율 이방성 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조정할 필요가 있다.
본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 식 (L-5)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 2%이며, 3%이며, 5%이며, 7%이며, 10%이며, 14%이며, 16%이며, 20%이며, 23%이며, 26%이며, 30%이며, 35%이며, 40%이다. 본 발명의 조성물의 총량에 대한 식 (L-5)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 상한치는, 50%이며, 40%이며, 35%이며, 30%이며, 20%이며, 15%이며, 10%이며, 5%이다.
일반식 (L-5)로 표시되는 화합물은, 식 (L-5.1) 또는 식 (L-5.2)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 특히, 식 (L-5.1)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 2%이며, 3%이며, 5%이며, 7%이다. 이들 화합물의 바람직한 함유량의 상한치는, 20%이며, 15%이며, 13%이며, 10%이며, 9%이다.
Figure pct00085
일반식 (L-5)로 표시되는 화합물은, 식 (L-5.3) 또는 식 (L-5.4)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 2%이며, 3%이며, 5%이며, 7%이다. 이들 화합물의 바람직한 함유량의 상한치는, 20%이며, 15%이며, 13%이며, 10%이며, 9%이다.
Figure pct00086
일반식 (L-5)로 표시되는 화합물은, 식 (L-5.5) 내지 식 (L-5.7)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하고, 특히 식 (L-5.7)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 2%이며, 3%이며, 5%이며, 7%이다. 이들 화합물의 바람직한 함유량의 상한치는, 20%이며, 15%이며, 13%이며, 10%이며, 9%이다.
Figure pct00087
일반식 (L-6)으로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00088
(식 중, RL61 및 RL62는 각각 독립적으로, 일반식 (L)에 있어서의 RL1 및 RL2와 같은 의미를 나타내고, XL61 및 XL62는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 불소 원자를 나타낸다.)
RL61 및 RL62는 각각 독립적으로 탄소 원자수 1~5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2~5의 알케닐기가 바람직하고, XL61 및 XL62 중 한쪽이 불소 원자, 다른쪽이 수소 원자인 것이 바람직하다.
일반식 (L-6)으로 표시되는 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2개 이상의 화합물을 조합하여 사용할 수도 있다. 조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조합하여 사용한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이며, 2종류이며, 3종류이며, 4종류이며, 5종류 이상이다.
본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 식 (L-6)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 2%이며, 3%이며, 5%이며, 7%이며, 10%이며, 14%이며, 16%이며, 20%이며, 23%이며, 26%이며, 30%이며, 35%이며, 40%이다. 본 발명의 조성물의 총량에 대한 식 (L-6)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 상한치는, 50%이며, 40%이며, 35%이며, 30%이며, 20%이며, 15%이며, 10%이며, 5%이다. Δn을 크게 하는 것에 중점을 두는 경우에는 함유량을 많게 하는 것이 바람직하고, 저온에서의 석출에 중점을 둔 경우에는 함유량은 적은 것이 바람직하다.
일반식 (L-6)으로 표시되는 화합물은, 식 (L-6.1) 내지 식 (L-6.9)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00089
조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 이들 화합물 중에서 1종~3종류 함유하는 것이 바람직하고, 1종~4종류 함유하는 것이 더 바람직하다. 또, 선택하는 화합물의 분자량 분포가 넓은 것도 용해성에 유효하기 때문에, 예를 들면, 식 (L-6.1) 또는 (L-6.2)로 표시되는 화합물로부터 1종류, 식 (L-6.4) 또는 (L-6.5)로 표시되는 화합물로부터 1종류, 식 (L-6.6) 또는 식 (L-6.7)로 표시되는 화합물로부터 1종류, 식 (L-6.8) 또는 (L-6.9)로 표시되는 화합물로부터 1종류의 화합물을 선택하고, 이들을 적당히 조합하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 식 (L-6.1), 식 (L-6.3) 식 (L-6.4), 식 (L-6.6) 및 식 (L-6.9)로 표시되는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 일반식 (L-6)으로 표시되는 화합물은, 예를 들면 식 (L-6.10) 내지 식 (L-6.17)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 그 중에서도, 식 (L-6.11)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00090
본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 이들 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 2%이며, 3%이며, 5%이며, 7%이다. 이들 화합물의 바람직한 함유량의 상한치는, 20%이며, 15%이며, 13%이며, 10%이며, 9%이다.
일반식 (L-7)로 표시되는 화합물은 하기의 화합물이다.
Figure pct00091
(식 중, RL71 및 RL72는 각각 독립적으로 일반식 (L)에 있어서의 RL1 및 RL2와 같은 의미를 나타내고, AL71 및 AL72는 각각 독립적으로 일반식 (L)에 있어서의 AL2 및 AL3과 같은 의미를 나타내지만, AL71 및 AL72 상의 수소 원자는 각각 독립적으로 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 되고, ZL71은 일반식 (L)에 있어서의 ZL2와 같은 의미를 나타내고, XL71 및 XL72는 각각 독립적으로 불소 원자 또는 수소 원자를 나타낸다.)
식 중, RL71 및 RL72는 각각 독립적으로 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 탄소 원자수 2~5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1~4의 알콕시기가 바람직하고, AL71 및 AL72는 각각 독립적으로 1,4-시클로헥실렌기 또는 1,4-페닐렌기가 바람직하고, AL71 및 AL72 상의 수소 원자는 각각 독립적으로 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 되고, QL71은 단결합 또는 COO-가 바람직하고, 단결합이 바람직하고, XL71 및 XL72는 수소 원자가 바람직하다.
조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율 등의 요구되는 성능에 따라 조합한다. 사용하는 화합물의 종류는, 예를 들면 본 발명의 하나의 실시 형태로서는 1종류이며, 2종류이며, 3종류이며, 4종류이다.
본 발명의 액정 조성물에 있어서, 일반식 (L-7)로 표시되는 화합물의 함유량은, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절율, 프로세스 적합성, 적하흔, 소부, 유전율 이방성 등의 요구되는 성능에 따라 적당히 조정할 필요가 있다.
본 발명의 조성물의 총량에 대한 식 (L-7)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1질량%(이하 질량%를 간단히 %로 나타낸다.)이며, 2%이며, 3%이며, 5%이며, 7%이며, 10%이며, 14%이며, 16%이며, 20%이다. 본 발명의 조성물의 총량에 대한 식 (L-7)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 상한치는, 30%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 10%이며, 5%이다.
본 발명의 조성물이 높은 Tni의 실시 형태가 요망되는 경우는 식 (L-7)로 표시되는 화합물의 함유량을 조금 많게 하는 것이 바람직하고, 저점도의 실시 형태가 요망되는 경우는 함유량을 조금 적게 하는 것이 바람직하다.
또한, 일반식 (L-7)로 표시되는 화합물은, 식 (L-7.1) 내지 식 (L-7.4)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (L-7.2)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00092
또한, 일반식 (L-7)로 표시되는 화합물은, 식 (L-7.11) 내지 식 (L-7.13)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (L-7.11)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00093
또한, 일반식 (L-7)로 표시되는 화합물은, 식 (L-7.21) 내지 식 (L-7.23)으로 표시되는 화합물이다. 식 (L-7.21)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00094
또한, 일반식 (L-7)로 표시되는 화합물은, 식 (L-7.31) 내지 식 (L-7.34)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (L-7.31) 또는/및 식 (L-7.32)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00095
또한, 일반식 (L-7)로 표시되는 화합물은, 식 (L-7.41) 내지 식 (L-7.44)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 식 (L-7.41) 또는/및 식 (L-7.42)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00096
본 발명에 관련된 액정 조성물에 있어서의 첨가제(산화 방지제, UV흡수제 등)는 100ppm~1질량%인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서의 액정 조성물은, 네마틱상-등방성 액체 상전이 온도(Tni)를 폭넓은 범위에서 사용할 수 있는 것이지만, 네마틱상-등방성 액체 상전이 온도(Tni)는 60~120℃인 것이 바람직하고, 70~100℃인 것이 보다 바람직하고, 70~85℃인 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 있어서의 액정 조성물의 유전율 이방성 Δε은, 25℃에 있어서, -2.0~-6.0인 것이 바람직하고, -2.5~-5.0인 것이 보다 바람직하고, -2.5~-3.5인 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 있어서의 액정 조성물의 굴절률 이방성 Δn은, 25℃에 있어서, 0.08~0.13인 것이 바람직하지만, 0.09~0.12인 것이 보다 바람직하다. 더 상세히 서술하면, 얇은 셀 갭에 대응하는 경우, 본 발명에 있어서의 액정 조성물의 굴절률 이방성은, 25℃에 있어서, 0.10~0.12인 것이 바람직하고, 더 상세히 서술하면, 얇은 셀 갭(셀 갭 3.4μm 이하)에 대응하는 경우는 약 0.9부터 약 0.12정도인 것이 바람직하고, 두꺼운 셀 갭(셀 갭 3.5μm 이상)에 대응하는 경우는 약 0.08부터 약 0.1정도인 것이 바람직하다.
본 발명에 관련된 액정 조성물의 회전 점도(γ1)의 상한치는, 150(mPa·s) 이하가 바람직하고, 130(mPa·s) 이하가 보다 바람직하고, 120(mPa·s) 이하가 특히 바람직하다. 한편, 상기 회전 점도(γ1)의 하한치는, 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 또한 보다 바람직하고, 70(mPa·s) 이상이 특히 바람직하다.
본 발명에 관련된 액정 조성물에서는, 회전 점도와 굴절률 이방성의 함수인 Z가 특정의 값을 나타내는 것이 바람직하다.
Figure pct00097
(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 관련된 액정 조성물은, 액티브 매트릭스 표시 소자에 사용하는 경우에 있어서는, 1011(Ω·m) 이상의 비저항을 가지는 것이 필요하고, 1012(Ω·m)가 바람직하고, 1013(Ω·m) 이상이 보다 바람직하다.
본 발명에 관련된 액정 조성물은 네마틱상-등방성 액체 상전이 온도(TNI)를 폭넓은 범위에서 사용할 수 있는 것이지만, 상기 상전이 온도(TNI)는, 60~120℃인 것이 바람직하고, 70~110℃가 보다 바람직하고, 75~100℃가 특히 바람직하다.
［액정 표시 소자의 제조 방법］
다음에, 도 1을 참조하여, 본 발명의 액정 표시 소자의 제조 방법을 설명한다.
제1 기판(11)의 공통 전극(14)이 형성된 면 및 제2 기판(12)의 화소 전극(15)이 형성된 면에, 중합성기를 가지는 중합성 화합물을 함유하는 배향막 재료 또는, 중합성 액정 화합물을 도포하고, 가열함으로써 수직 배향막(16, 17)을 형성한다. 또한, 중합성 액정 화합물을 배향막으로서 이용하는 경우, 하지 배향막으로서 통상의 배향막을 가지고 있어도 된다.
여기에서는, 우선, 제1 고분자 화합물이 되는 고분자 화합물 전구체, 및/또는, 상기 일반식 (V2)로 표시되는 화합물과, 상기 일반식 (I)로 표시되는 화합물 및 필요에 따라 일반식 (V)로 표시되는 화합물 등의 중합성 화합물, 혹은, 광중합성 및 광가교성을 가지는 화합물을 포함하는 배향막 재료, 혹은 일반식 (I)로 표시되는 화합물 및 중합성 액정 화합물로 이루어지는 배향막 재료를 조제한다.
제1 고분자 화합물이 폴리이미드인 경우에는, 고분자 화합물 전구체로서는, 예를 들면, 테트라카르본산2무수물 및 디이소시아네이트의 혼합물이나, 폴리아믹산이나, 폴리이미드를 용제에 용해 혹은 분산시킨 폴리이미드 용액 등을 들 수 있다. 이 폴리이미드 용액 중에 있어서의 폴리이미드의 함유량은, 1질량% 이상 10질량% 이하인 것이 바람직하고, 3질량% 이상 5질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.
또, 제1 고분자 화합물이 폴리실록산인 경우에는, 고분자 화합물 전구체로서는, 예를 들면, 알콕시기를 가지는 규소 화합물, 할로겐화 알콕시기를 가지는 규소 화합물, 알코올 및 옥살산을 소정의 배합량비로 혼합하여 가열함으로써 폴리실록산을 합성하고, 그것을 용제에 용해시킨 폴리실록산 용액 등을 들 수 있다.
또한, 배향막 재료에는, 필요에 따라, 광가교성을 가지는 화합물, 광중합 개시제, 용제 등을 첨가해도 된다.
배향막 재료의 조정 후, 이 배향막 재료를, 제1 기판(11) 및 제2 기판(12)의 각각에, 공통 전극(14), 및, 화소 전극(15) 및 그 슬릿부(도시 생략)를 덮도록 도포 혹은 인쇄한 후, 가열 등의 처리를 한다. 이것에 의해, 도포 혹은 인쇄된 배향막 재료에 포함되는 고분자 화합물 전구체 및/또는 상기 일반식 (V2)로 표시되는 화합물, 혹은 중합성 액정 화합물이, 중합 및 경화되어 고분자 화합물이 되고, 고분자 화합물과 일반식 (I)로 표시되는 화합물 및 필요에 따라 일반식 (V)로 표시되는 화합물이 혼재하거나, 일반식 (I)로 표시되는 화합물 및 중합성 액정 화합물이 반경화된 수직 배향막(16, 17)이 형성된다.
여기서, 가열 처리하는 경우, 그 온도는, 80℃ 이상이 바람직하고, 150~200℃가 보다 바람직하다.
또한, 이 단계에 있어서 액정 조성물층 중의 액정 분자를 기판면에 대해 수직 방향으로 배향시키는 수직 배향능은 형성된다. 이 후, 필요에 따라, 러빙 등의 처리를 실시해도 된다.
다음에, 제1 기판(11)과 제2 기판(12)을 겹쳐, 그들 사이에, 액정 분자를 포함하는 액정 조성물층(13)을 봉지한다.
구체적으로는, 제1 기판(11)과 제2 기판(12) 중 어느 한쪽에 있어서의, 수직 배향막(16, 17)이 형성되어 있는 면에 대해, 셀 갭을 확보하기 위한 스페이서 돌기물, 예를 들면, 플라스틱 비즈 등을 산포함과 함께, 예를 들면, 스크린 인쇄법에 의해 에폭시 접착제 등을 이용하여, 시일부를 인쇄한다.
이 후, 제1 기판(11)과 제2 기판(12)을, 수직 배향막(16, 17)을 대향시키도록, 스페이서 돌기물 및 시일부를 개재하여 붙이고, 액정 분자 및 필요에 따라 중합성 화합물을 포함하는 액정 조성물을 주입한다.
그 후, 가열하거나, 시일부를 경화함으로써, 액정 조성물을, 제1 기판(11)과 제2 기판(12) 사이에 봉지한다.
다음에, 공통 전극(14)과 화소 전극(15) 사이에, 전압 인가 수단을 이용하여, 전압을 인가한다. 전압은, 예를 들면, 5~30(V)의 크기로 인가한다. 상기 인가는, 제1 기판과 제2 기판에 대략 수직으로 전하를 인가하는 경우도 있다. 이것에 의해, 제1 기판(11)에 있어서의 액정 조성물층(13)과 인접하는 면(액정 조성물층(13)과 대향하는 면), 및, 제2 기판(12)에 있어서의 액정 조성물층(13)과 인접하는 면(액정 조성물층(13)과 대향하는 면)에 대해 소정의 각도를 이루는 방향의 전기장이 생겨, 액정 분자(19)가, 제1 기판(11)과 제2 기판(12)의 법선 방향에서 소정 방향으로 기울어 배향하게 된다. 이 때, 액정 분자(19)의 경사각은, 후술하는 공정에서 액정 분자(19)에 부여되는 프리틸트 θ와 대체로 동등해진다. 따라서, 전압의 크기를 적당히 조절함으로써, 액정 분자(19)의 프리틸트 θ의 크기를 제어하는 것이 가능하다(도 3 참조).
또한, 전압을 인가한 상태인 채로, 자외광 UV를, 예를 들면, 제1 기판(11)의 외측으로부터 액정 조성물층(13)에 조사함으로써, 수직 배향막(16, 17) 중의 일반식 (I)로 표시되는 화합물 및 필요에 따라 일반식 (V)로 표시되는 화합물 또는 중합성 액정 화합물, 및 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시켜, 고분자 중합체를 생성한다.
이 경우, 조사하는 자외광 UV의 강도는 일정해도, 일정하지 않아도 되고, 조사 강도를 변화시킬 때의 각각의 강도에 있어서의 조사 시간도 임의이지만, 2단계 이상의 조사 공정을 채용하는 경우에는, 2단계째 이후의 조사 공정의 조사 강도는 1단계째의 조사 강도보다 약한 강도를 선택하는 것이 바람직하고, 2단계째 이후의 총조사 시간은 1단계째의 조사 시간보다 길고 또한 조사 총에너지량이 큰 것이 바람직하다. 또, 조사 강도를 불연속적으로 변화시키는 경우에는, 전체 조사 공정 시간의 전반 부분의 평균 조사광 강도가 후반 부분의 평균 조사 강도보다 강한 것이 바람직하고, 조사 개시 직후의 강도가 가장 강한 것이 보다 바람직하고, 조사 시간의 경과와 함께 어느 일정치까지 항상 조사 강도가 계속 감소하는 것이 더 바람직하다. 그 경우의 자외선 UV강도는 2mW/cm-2~100mW/cm-2인 것이 바람직하지만, 다단계 조사인 경우의 1단계째, 또는 불연속적으로 조사 강도 변화시키는 경우의 전체 조사 공정 중의 최고 조사 강도는 10mW/cm-2~100mW/cm-2인 것, 또한 다단계 조사인 경우의 2단계째 이후, 또는 불연속적으로 조사 강도를 변화시키는 경우의 최저 조사 강도는 2mW/cm-2~50mW/cm-2인 것이 보다 바람직하다. 또, 조사 총에너지량은 10J~300J인 것이 바람직하지만, 50J~250J인 것이 보다 바람직하고, 100J~250J인 것이 더 바람직하다.
이 경우, 인가 전압은 교류여도 직류여도 된다.
그 결과, 수직 배향막(16, 17)의 배향 제어부와 고착한, 수직 배향막 재료를 포함하는 배향 제어능(도시 생략)을 가지게 되며, 또한, 필요에 따라, 그 표면에 중합체층(20, 21)이 형성된다. 이 배향 제어부는, 비구동 상태에 있어서, 액정 조성물층(13)에 있어서의 중합체층(20, 21)(수직 배향막(16, 17))과의 계면 근방에 위치하는 액정 분자(19)에 프리틸트 θ를 부여하는 기능(배향 제어능)을 가진다. 또한, 여기에서는, 자외광 UV를, 제1 기판(11)의 외측으로부터 조사했지만, 제2 기판(12)의 외측으로부터 조사해도 되고, 제1 기판(11) 및 제2 기판(12)의 쌍방의 기판의 외측으로부터 조사해도 된다.
이와 같이, 본 발명의 액정 표시 소자에서는, 액정 조성물층(13)에 있어서, 액정 분자(19)가, 소정의 프리틸트 θ를 가지고 있다. 이것에 의해, 프리틸트 처리가 전혀 실시되지 않은 액정 표시 소자 및 그것을 구비한 액정 표시 장치와 비교해, 구동 전압에 대한 응답 속도를 큰 폭으로 향상시킬 수 있다.
본 발명의 액정 표시 소자에 있어서, 수직 배향막(16, 17)을 구성하는 고분자 화합물 전구체로서는, 감광성이 아닌 폴리이미드 전구체가 바람직하다.
[실시예]
이하, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또, 이하의 실시예 및 비교예의 조성물에 있어서의 「%」는 「질량%」를 의미한다.
이하의 실시예 및 비교예에 있어서, Tni, Δn, Δε, η, γ1을 각각 하기 대로 정의한다.
Tni： 네마틱상-등방성 액체 상전이 온도(℃)
Tcn： 고상-네마틱 상전이 온도(℃)
Δn ： 25℃에 있어서의 굴절률 이방성
Δε ： 25℃에 있어서의 유전율 이방성
γ1 ： 25℃에 있어서의 회전 점도(mPa·s)
K33： 20℃에 있어서의 굽힘의 탄성 상수(pN)
UV 조사 전 전압 유지율(초기 VHR)： 주파수 60Hz, 인가 전압 1V의 조건 하에서 343K에 있어서의 전압 유지율(%)
UV 조사 후 VHR： 이하의 실시예·비교예의 액정 표시 소자에 UV 조사한 후, 상술한 VHR 측정 방법과 동일 조건으로 측정했다.
이하의 실시예 및 비교예에 있어서, 하기 방법에 의해, 액정 표시 소자의 소부, 적하흔 및 프리틸트각을 평가했다.
(소부)
액정 표시 소자의 소부 평가는, 표시 에리어 내에 소정의 고정 패턴을 1000 시간 표시시킨 후에, 전체 화면 균일한 표시를 행했을 때의 고정 패턴의 잔상의 레벨을 육안으로 이하의 4단계 평가로 행했다.
◎ ： 잔상 없음
○ ： 잔상 매우 미소하게 있지만 허용할 수 있는 레벨
Δ ： 잔상 있고 허용할 수 없는 레벨
×： 잔상 있고 상당히 열악
(적하흔)
액정 표시 장치의 적하흔의 평가는, 전면 흑표시한 경우에 있어서의 희게 떠오르는 적하흔을 육안으로 이하의 4단계 평가로 행했다.
◎ ： 잔상 없음
○ ： 잔상 매우 미소하게 있지만 허용할 수 있는 레벨
Δ ： 잔상 있고 허용할 수 없는 레벨
×： 잔상 있고 상당히 열악
(프리틸트각)
액정 표시 소자의 면 내를 랜덤으로 5개소 계측하여, 평균치를 프리틸트각으로 했다. 또, 프리틸트각의 안정성을 평가하는 경우는, 스트레스 전후의 프리틸트각의 변화를 비교했다. 스트레스는, 액정 표시 장치를 70℃로 유지된 오븐에 투입하고, 1kHz, 30V의 직사각형파를 168시간 인가함으로써 부여했다.
프리틸트 변화각(°)： 스트레스 후의 프리틸트각-스트레스 전의 프리틸트각
또한, 실시예에 있어서 화합물의 기재에 대해서 이하의 약호를 이용했다. 또한, n은 자연수를 나타낸다.
Figure pct00098
Figure pct00099
(실시예 1)
투명한 공통 전극으로 이루어지는 투명 전극층 및 칼라 필터층을 구비한 제1 기판(공통 전극 기판)과, 액티브 소자에 의해 구동되는 투명 화소 전극을 가지는 화소 전극층을 구비한 제2 기판(화소 전극 기판)을 제작했다.
화소 전극 기판에 있어서, 각 화소 전극으로서는, 액정 분자의 배향을 분할하기 때문에, 화소 전극에 전극을 갖지 않는 슬릿이 존재하도록, ITO를 에칭한 것을 이용했다.
공통 전극 기판 및 화소 전극 기판의 각각에, 폴리이미드 전구체 및 중합성기를 가지는 중합성 화합물을 포함하는 수직 배향막 재료를 스핀 코트법에 의해 도포하고, 그 도포막을 200℃로 가열함으로써, 수직 배향막 재료 중의 폴리이미드 전구체를 경화시켜, 각 기판의 표면에 100nm±20nm의 수직 배향막을 형성했다. 이 단계에 있어서, 그 수직 배향막에 있어서의 중합성기를 가지는 중합성 화합물은 경화되어 있지 않다.
수직 배향막 형성 재료로서는, 폴리이미드 전구체를 3% 함유하는 폴리이미드 용액(상품명：JALS2131-R6, JSR사제)에, 이하의 식 (I-1)로 표시되는 화합물을 3.0% 함유하는 용액을 이용했다.
Figure pct00100
수직 배향막을 형성한 공통 전극 기판 및 화소 전극 기판에, 이하의 표에 나타내는 화학식으로 표시되는 화합물을 함유하는 액정 조성물(LC-A)을 끼운 후, 시일재를 경화시켜, 액정 조성물층을 형성했다. 이 때, 두께 3.0μm의 스페이서를 이용하여, 액정 조성물층의 두께를 3.0μm로 했다.
Figure pct00101
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 식 (I-1)로 표시되는 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 300초, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 실시예 1의 액정 표시 소자를 얻었다. 이 공정에 의해, 상기 식 (I-1)로 표시되는 화합물을 포함하는 수직 배향막이 형성되며, 액정 조성물층 중의 액정 분자에 프리틸트각이 부여된다.
여기서, 프리틸트각은, 도 3에 나타내는 바와 같이 정의된다. 완전한 수직 배향을 하고 있는 경우, 프리틸트각(θ)은 90°이 되고, 프리틸트각이 부여된 경우, 프리틸트각(θ)은 90°보다 작아진다.
실시예 1의 액정 표시 소자는, 도 2에 나타내는 화소 전극의 슬릿을 따라, 4개의 구획에 있어서 상이한 방향으로 프리틸트각을 가지며, 상기 중합성 화합물의 경화 후, 교류 전기장을 끊은 상태에서도 프리틸트각이 유지되었다.
실시예 1의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를, 이하의 표 2에 나타낸다. 이 결과, 실시예 1의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물은, UV 조사 전후에 있어서, VHR의 큰 저하는 보여지지 않는다. 이것은, 배향막 재료 중에 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있기 때문에, 배향막 중의 중합성기를 가지는 중합성 화합물을 중합시킬 때의 UV 조사 총에너지량을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 액정 조성물을 구성하는 액정 화합물의 분해를 억제할 수 있기 때문이라고 고찰된다.
Figure pct00102
(비교예 1)
수직 배향막 형성 재료로서, 폴리이미드 전구체를 3% 함유하는 폴리이미드 용액(상품명：JALS2131-R6, JSR사제)에, 이하의 식 (Va-1-1)로 표시되는 화합물을 3.0% 함유하는 용액을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 1의 액정 표시 소자를 얻었다.
Figure pct00103
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 배향막 중의 반응성기를 가지는 중합성 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 600초, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 비교예 1의 액정 표시 소자를 얻었다. 또한, 실시예 1과 동일 조건(20mW로 300초)으로 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 프리틸트각의 부여를 행했지만, 배향막 중의 반응성기를 가지는 중합성 화합물의 경화가 불충분하여, 안정적으로 프리틸트각이 부여되어 있지 않았기 때문에, 프리틸트각의 유지를 하려면 20mW로 600초의 조사를 필요로 했다.
비교예 1의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를 이하의 표 3에 나타낸다. 이 결과, 비교예 1의 배향막 재료 중에는 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있지 않기 때문에, 배향막 중의 중합성을 가지는 중합성 화합물을 경화하기 위한 UV 조사 총에너지량이 커진 결과, VHR의 저하가 보여지고, 액정 조성물 중의 액정 화합물의 분해에 의한 물성 저하가 확인되었다.
Figure pct00104
(실시예 2)
이하의 표에 나타내는 화합물을 함유하는 액정 조성물(LC-A2)을 조제하고, 그 액정 조성물을 이용했다. 그 이외의 조건은, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 2의 액정 표시 소자를 얻었다.
Figure pct00105
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 식 (I-1)로 표시되는 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 300초, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 실시예 2의 액정 표시 소자를 얻었다. 실시예 2의 액정 표시 소자는, 실시예 1과 동일 프리틸트각을 가지며, 상기 중합성 화합물의 경화 후, 교류 전기장을 끊은 상태에서도 프리틸트각이 유지되었다.
실시예 2의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를, 이하의 표 5에 나타낸다. 이 결과, 실시예 2의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물은, UV 조사 전후에 있어서, VHR의 저하는 보여진다. 이것은, 배향막 재료 중에 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있기 때문에, 배향막 중의 중합성기를 가지는 중합성 화합물을 중합시킬 때의 UV 조사 총에너지량을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 액정 조성물을 구성하는 액정 화합물의 분해를 억제할 수 있기 때문이라고 고찰된다.
Figure pct00106
(실시예 3)
이하의 표에 나타내는 화합물을 함유하는 액정 조성물(LC-A3)을 조제하고, 그 액정 조성물을 이용했다. 그 이외의 조건은, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 3의 액정 표시 소자를 얻었다.
Figure pct00107
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 식 (I-1)로 표시되는 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 300초, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 실시예 3의 액정 표시 소자를 얻었다. 실시예 3의 액정 표시 소자는, 실시예 1과 동일 프리틸트각을 가지며, 상기 중합성 화합물의 경화 후, 교류 전기장을 끊은 상태에서도 프리틸트각이 유지되었다.
실시예 3의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를, 이하의 표 7에 나타낸다. 이 결과, 실시예 3의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물은, UV 조사 전후에 있어서, VHR의 큰 저하는 보여지지 않는다. 이것은, 배향막 재료 중에 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있기 때문에, 배향막 중의 중합성기를 가지는 중합성 화합물을 중합시킬 때의 UV 조사 총에너지량을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 액정 조성물을 구성하는 액정 화합물의 분해를 억제할 수 있기 때문이라고 고찰된다.
Figure pct00108
(실시예 4)
이하의 표에 나타내는 화합물을 함유하는 액정 조성물(LC-A4)을 조제하고, 그 액정 조성물을 이용했다. 또, 수직 배향막 형성 재료로서는, 폴리이미드 전구체를 3% 함유하는 폴리이미드 용액(상품명：JALS2131-R6, JSR사제)에, 이하의 식 (I-1)로 표시되는 화합물 1.5% 및, 식 (Va-1-1)로 표시되는 화합물 1.5%를 함유하는 용액을 이용했다. 그 이외의 조건은, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 4의 액정 표시 소자를 얻었다.
Figure pct00109
Figure pct00110
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 식 (I-1)로 표시되는 화합물 및 식 (Va-1-1)로 표시되는 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 300초, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 실시예 4의 액정 표시 소자를 얻었다. 실시예 4의 액정 표시 소자는, 실시예 1과 동일 프리틸트각을 가지며, 상기 중합성 화합물의 경화 후, 교류 전기장을 끊은 상태에서도 프리틸트각이 유지되었다.
실시예 4의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를, 이하의 표 9에 나타낸다. 이 결과, 실시예 4의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물은, UV 조사 전후에 있어서, VHR의 큰 저하는 보여지지 않는다. 이것은, 배향막 재료 중에 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있기 때문에, 배향막 중의 중합성기를 가지는 중합성 화합물을 중합시킬 때의 UV 조사 총에너지량을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 액정 조성물을 구성하는 액정 화합물의 분해를 억제할 수 있기 때문이라고 고찰된다.
Figure pct00111
(실시예 5)
이하의 표에 나타내는 화합물을 함유하는 액정 조성물(LC-A5)을 조제하고, 그 액정 조성물을 이용했다. 또, 수직 배향막 형성 재료로서는, 폴리이미드 전구체를 3% 함유하는 폴리이미드 용액(상품명：JALS2131-R6, JSR사제)에, 이하의 식 (I-21)로 표시되는 화합물 3.0%를 함유하는 용액을 이용했다. 그 이외의 조건은, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 5의 액정 표시 소자를 얻었다.
Figure pct00112
Figure pct00113
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 식 (I-21)로 표시되는 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 300초, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 실시예 5의 액정 표시 소자를 얻었다. 실시예 5의 액정 표시 소자는, 실시예 1과 동일 프리틸트각을 가지며, 상기 중합성 화합물의 경화 후, 교류 전기장을 끊은 상태에서도 프리틸트각이 유지되었다.
실시예 5의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를, 이하의 표 11에 나타낸다. 이 결과, 실시예 5의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물은, UV 조사 전후에 있어서, VHR의 큰 저하는 보여지지 않는다. 이것은, 배향막 재료 중에 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있기 때문에, 배향막 중의 중합성기를 가지는 중합성 화합물을 중합시킬 때의 UV 조사 총에너지량을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 액정 조성물을 구성하는 액정 화합물의 분해를 억제할 수 있기 때문이라고 고찰된다.
Figure pct00114
(실시예 6)
이하의 표에 나타내는 화합물을 함유하는 액정 조성물(LC-A6)을 조제하고, 그 액정 조성물을 이용했다. 그 이외의 조건은, 실시예 5와 동일하게 하여, 실시예 6의 액정 표시 소자를 얻었다.
Figure pct00115
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 식 (I-21)로 표시되는 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 300초, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 실시예 6의 액정 표시 소자를 얻었다. 실시예 6의 액정 표시 소자는, 실시예 5와 동일 프리틸트각을 가지며, 상기 중합성 화합물의 경화 후, 교류 전기장을 끊은 상태에서도 프리틸트각이 유지되었다.
실시예 6의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를, 이하의 표 13에 나타낸다. 이 결과, 실시예 6의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물은, UV 조사 전후에 있어서, VHR의 큰 저하는 보여지지 않는다. 이것은, 배향막 재료 중에 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있기 때문에, 배향막 중의 중합성기를 가지는 중합성 화합물을 중합시킬 때의 UV 조사 총에너지량을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 액정 조성물을 구성하는 액정 화합물의 분해를 억제할 수 있기 때문이라고 고찰된다.
Figure pct00116
(실시예 7)
이하의 표에 나타내는 화합물을 함유하는 액정 조성물(LC-B)을 조제하고, 그 액정 조성물을 이용했다. 또, 수직 배향막 형성 재료로서는, 폴리이미드 전구체를 3% 함유하는 폴리이미드 용액(상품명：JALS2131-R6, JSR사제)에, 이하의 식 (I-33)으로 표시되는 화합물 3.0%를 함유하는 용액을 이용했다. 그 이외의 조건은, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 7의 액정 표시 소자를 얻었다.
Figure pct00117
Figure pct00118
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 식 (I-33)으로 표시되는 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 300초, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 실시예 7의 액정 표시 소자를 얻었다. 실시예 7의 액정 표시 소자는, 실시예 1과 동일 프리틸트각을 가지며, 상기 중합성 화합물의 경화 후, 교류 전기장을 끊은 상태에서도 프리틸트각이 유지되었다.
실시예 7의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를, 이하의 표 15에 나타낸다. 이 결과, 실시예 7의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물은, UV 조사 전후에 있어서, VHR의 큰 저하는 보여지지 않는다. 이것은, 배향막 재료 중에 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있기 때문에, 배향막 중의 중합성기를 가지는 중합성 화합물을 중합시킬 때의 UV 조사 총에너지량을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 액정 조성물을 구성하는 액정 화합물의 분해를 억제할 수 있기 때문이라고 고찰된다.
Figure pct00119
(비교예 2)
수직 배향막 형성 재료로서, 폴리이미드 전구체를 3% 함유하는 폴리이미드 용액(상품명：JALS2131-R6, JSR사제)에, 이하의 식 (Va-1-1)로 표시되는 화합물을 3.0% 함유하는 용액을 이용한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여, 비교예 2의 액정 표시 소자를 얻었다.
Figure pct00120
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 배향막 중의 반응성기를 가지는 중합성 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 600초, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 비교예 2의 액정 표시 소자를 얻었다. 또한, 실시예 7과 동일 조건(20mW로 300초)으로 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 프리틸트각의 부여를 행했지만, 배향막 중의 반응성기를 가지는 중합성 화합물의 경화가 불충분하여, 안정적으로 프리틸트각이 부여되어 있지 않았기 때문에, 프리틸트각의 유지를 하려면 20mW로 600초의 조사를 필요로 했다.
비교예 2의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를 이하의 표 16에 나타낸다. 이 결과, 비교예 2의 배향막 재료 중에는 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있지 않기 때문에, 배향막 중의 중합성을 가지는 중합성 화합물을 경화하기 위한 UV 조사 총에너지량이 커진 결과, VHR의 저하가 보여지고, 액정 조성물 중의 액정 화합물의 분해에 의한 물성 저하가 확인되었다.
Figure pct00121
(실시예 8)
이하의 표에 나타내는 화합물을 함유하는 액정 조성물(LC-B2)을 조제하고, 그 액정 조성물을 이용했다. 그 이외의 조건은, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 8의 액정 표시 소자를 얻었다.
Figure pct00122
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 식 (I-1)로 표시되는 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 300초, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 실시예 8의 액정 표시 소자를 얻었다. 실시예 8의 액정 표시 소자는, 실시예 1과 동일 프리틸트각을 가지며, 상기 중합성 화합물의 경화 후, 교류 전기장을 끊은 상태에서도 프리틸트각이 유지되었다.
실시예 8의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를, 이하의 표 18에 나타낸다. 이 결과, 실시예 8의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물은, UV 조사 전후에 있어서, VHR의 저하는 보여진다. 이것은, 배향막 재료 중에 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있기 때문에, 배향막 중의 중합성기를 가지는 중합성 화합물을 중합시킬 때의 UV 조사 총에너지량을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 액정 조성물을 구성하는 액정 화합물의 분해를 억제할 수 있기 때문이라고 고찰된다.
Figure pct00123
(실시예 9)
투명한 공통 전극으로 이루어지는 투명 전극층 및 칼라 필터층을 구비한 제1 기판(공통 전극 기판)과, 액티브 소자에 의해 구동되는 투명 화소 전극을 가지는 화소 전극층을 구비한 제2 기판(화소 전극 기판)을 제작했다.
화소 전극 기판에 있어서, 각 화소 전극으로서는, 액정 분자의 배향을 분할하기 때문에, 화소 전극에 전극을 갖지 않는 슬릿이 존재하도록, ITO를 에칭한 것을 이용했다.
공통 전극 기판 및 화소 전극 기판의 각각에, 폴리이미드 전구체 및 중합성기를 가지는 중합성 화합물을 포함하는 수직 배향막 재료를 스핀 코트법에 의해 도포하고, 그 도포막을 200℃로 가열함으로써, 수직 배향막 재료 중의 폴리이미드 전구체를 경화시켜, 각 기판의 표면에 100nm의 수직 배향막을 형성했다. 이 단계에 있어서, 그 수직 배향막에 있어서, 중합성기를 가지는 중합성 화합물은 경화되어 있지 않다.
수직 배향막 형성 재료로서는, 이하의 식으로 표시되는 폴리이미드 유도체 3%, 식 (I-1)로 표시되는 중합성 화합물 3.0%를 함유하는 N-메틸-2-피롤리돈 용액을 이용했다.
Figure pct00124
수직 배향막을 형성한 공통 전극 기판 및 화소 전극 기판에, 이하에 나타내는 화학식으로 표시되는 화합물을 함유하는 액정 조성물(LC-A)을 끼운 후, 시일재를 경화시켜, 액정 조성물층을 형성했다. 이 때, 두께 3.0μm의 스페이서를 이용하여, 액정 조성물층의 두께를 3.0μm로 했다.
Figure pct00125
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 반응성기를 가지는 중합성 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 300초간, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 실시예 Δ의 액정 표시 소자를 얻었다. 이 공정에 의해, 주쇄로서 폴리이미드 골격을 가지며, 측쇄로서 중합성기를 가지는 중합성 화합물의 중합체를 포함하는 수직 배향막이 형성되며, 액정 조성물층 중의 액정 분자에 프리틸트각이 부여된다.
실시예 9의 액정 표시 소자는, 도 2에 나타내는 화소 전극의 슬릿을 따라, 4개의 구획에 있어서 상이한 방향으로 프리틸트각을 가지며, 상기 중합성 화합물의 경화 후, 교류 전기장을 끊은 상태에서도 프리틸트각이 유지되었다.
실시예 9의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를, 이하의 표 20에 나타낸다. 이 결과, 실시예 9의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물은, UV 조사 전후에 있어서, VHR의 큰 저하는 보여지지 않는다. 이것은, 배향막 재료 중에 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있기 때문에, 배향막 중의 중합성기를 가지는 중합성 화합물을 중합시킬 때의 UV 조사 총에너지량을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 액정 조성물을 구성하는 액정 화합물의 분해를 억제할 수 있기 때문이라고 고찰된다.
Figure pct00126
(비교예 3)
수직 배향막 형성 재료로서, 하기의 식으로 표시되는 폴리이미드 유도체 3%, 및 식 (Va-1-1)로 표시되는 중합성 화합물 3%를 함유하는 N-메틸-2-피롤리돈 용액을 이용한 것 이외에는 실시예 9와 동일하게 하여, 비교예 3의 액정 표시 소자를 얻었다.
Figure pct00127
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 배향막 중의 반응성기를 가지는 중합성 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 600초, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 비교예 3의 액정 표시 소자를 얻었다. 또한, 실시예 9와 동일 조건(20mW로 300초)으로 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 프리틸트각의 부여를 행했지만, 배향막 중의 반응성기를 가지는 중합성 화합물의 경화가 불충분하여, 안정적으로 프리틸트각이 부여되어 있지 않았기 때문에, 프리틸트각의 유지를 하려면 20mW로 600초의 조사를 필요로 했다.
비교예 3의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를 이하의 표 21에 나타낸다. 이 결과, 비교예 3의 배향막 재료 중에는 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있지 않기 때문에, 배향막 중의 중합성을 가지는 중합성 화합물을 경화하기 위한 UV 조사 총에너지량이 커진 결과, VHR의 저하가 보여지고, 액정 조성물 중의 액정 화합물의 분해에 의한 물성 저하가 확인되었다.
Figure pct00128
(실시예 10)
이하의 표에 나타내는 화합물을 함유하는 액정 조성물(LC-A3)을 조제하고, 그 액정 조성물을 이용했다. 그 이외의 조건은, 실시예 9와 동일하게 하여, 실시예 10의 액정 표시 소자를 얻었다.
Figure pct00129
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 반응성기를 가지는 중합성 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 600초간, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 실시예 10의 액정 표시 소자를 얻었다. 실시예 10의 액정 표시 소자는, 실시예 9와 동일 프리틸트각을 가지며, 상기 중합성 화합물의 경화 후, 교류 전기장을 끊은 상태에서도 프리틸트각이 유지되었다.
실시예 10의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를, 이하의 표 23에 나타낸다. 이 결과, 실시예 10의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물은, UV 조사 전후에 있어서, VHR의 큰 저하는 보여지지 않는다. 이것은, 배향막 재료 중에 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있기 때문에, 배향막 중의 중합성기를 가지는 중합성 화합물을 중합시킬 때의 UV 조사 총에너지량을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 액정 조성물을 구성하는 액정 화합물의 분해를 억제할 수 있기 때문이라고 고찰된다.
Figure pct00130
(실시예 11)
이하의 표에 나타내는 화합물을 함유하는 액정 조성물(LC-A6)을 조제하고, 그 액정 조성물을 이용했다. 또, 수직 배향막 형성 재료로서는, 이하의 식으로 표시되는 폴리이미드 유도체 3% 및 이하의 식 (I-21)로 표시되는 중합성 화합물 3%를 함유하는 N-메틸-2-피롤리돈 용액을 이용했다. 그 이외의 조건은, 실시예 9와 동일하게 하여, 실시예 11의 액정 표시 소자를 얻었다.
Figure pct00131
Figure pct00132
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 반응성기를 가지는 중합성 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 600초간, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 실시예 11의 액정 표시 소자를 얻었다. 실시예 11의 액정 표시 소자는, 실시예 9와 동일 프리틸트각을 가지며, 상기 중합성 화합물의 경화 후, 교류 전기장을 끊은 상태에서도 프리틸트각이 유지되었다.
실시예 11의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를, 이하의 표 25에 나타낸다. 이 결과, 실시예 11의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물은, UV 조사 전후에 있어서, VHR의 큰 저하는 보여지지 않는다. 이것은, 배향막 재료 중에 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있기 때문에, 배향막 중의 중합성기를 가지는 중합성 화합물을 중합시킬 때의 UV 조사 총에너지량을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 액정 조성물을 구성하는 액정 화합물의 분해를 억제할 수 있기 때문이라고 고찰된다.
Figure pct00133
(실시예 12)
이하의 표에 나타내는 화합물을 함유하는 액정 조성물(LC-B)을 조제하고, 그 액정 조성물을 이용했다. 또, 수직 배향막 형성 재료로서는, 이하의 식으로 표시되는 폴리이미드 유도체 3% 및 이하의 식 (I-33)으로 표시되는 중합성 화합물 3%를 함유하는 N-메틸-2-피롤리돈 용액을 이용했다. 그 이외의 조건은, 실시예 9와 동일하게 하여, 실시예 12의 액정 표시 소자를 얻었다.
Figure pct00134
Figure pct00135
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 반응성기를 가지는 중합성 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 600초간, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 실시예 12의 액정 표시 소자를 얻었다. 실시예 12의 액정 표시 소자는, 실시예 9와 동일 프리틸트각을 가지며, 상기 중합성 화합물의 경화 후, 교류 전기장을 끊은 상태에서도 프리틸트각이 유지되었다.
실시예 12의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를, 이하의 표 27에 나타낸다. 이 결과, 실시예 12의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물은, UV 조사 전후에 있어서, VHR의 큰 저하는 보여지지 않는다. 이것은, 배향막 재료 중에 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있기 때문에, 배향막 중의 중합성기를 가지는 중합성 화합물을 중합시킬 때의 UV 조사 총에너지량을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 액정 조성물을 구성하는 액정 화합물의 분해를 억제할 수 있기 때문이라고 고찰된다.
Figure pct00136
(비교예 4)
수직 배향막 형성 재료로서, 하기의 식으로 표시되는 폴리이미드 유도체 3%, 및 식 (Va-1-1)로 표시되는 중합성 화합물 3%를 함유하는 N-메틸-2-피롤리돈 용액을 이용한 것 이외에는 실시예 12와 동일하게 하여, 비교예 4의 액정 표시 소자를 얻었다.
Figure pct00137
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 배향막 중의 반응성기를 가지는 중합성 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 600초, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 비교예 4의 액정 표시 소자를 얻었다. 또한, 실시예 12와 동일 조건(20mW로 300초)으로 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 프리틸트각의 부여를 행했지만, 배향막 중의 반응성기를 가지는 중합성 화합물의 경화가 불충분하여, 안정적으로 프리틸트각이 부여되어 있지 않았기 때문에, 프리틸트각의 유지를 하려면 20mW로 600초의 조사를 필요로 했다.
비교예 4의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를 이하의 표 28에 나타낸다. 이 결과, 비교예 4의 배향막 재료 중에는 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있지 않기 때문에, 배향막 중의 중합성을 가지는 중합성 화합물을 경화하기 위한 UV 조사 총에너지량이 커진 결과, VHR의 저하가 보여지고, 액정 조성물 중의 액정 화합물의 분해에 의한 물성 저하가 확인되었다.
Figure pct00138
(실시예 13)
투명한 공통 전극으로 이루어지는 투명 전극층 및 칼라 필터층을 구비한 제1 기판(공통 전극 기판)과, 액티브 소자에 의해 구동되는 투명 화소 전극을 가지는 화소 전극층을 구비한 제2 기판(화소 전극 기판)을 제작했다.
공통 전극 기판 및 화소 전극 기판의 각각에, 중합성 액정 화합물 및 중합 개시제를 포함하는 수직 배향막 재료를 스핀 코트법에 의해 도포하여, 두께 200nm의 수직 배향막의 전구체층을 형성했다. 수직 배향막 형성 재료로서는, 이하의 식 (I-1)로 표시되는 중합성 화합물을 3.0% 및 UCL-011-K1(DIC 주식회사제) 중합성 화합물 97.0%를 이용했다.
Figure pct00139
수직 배향막 형성 재료를 도포한 기판의 각각을, 70℃의 항온조에서 15분간 가열함으로써, 도포한 수직 배향막 형성 재료 중의 중합성 액정 화합물을 등방성 액체로 했다.
그 후, 10℃／분의 속도로 온도를 실온까지 낮춰, 수직 배향막 형성 재료 중의 중합성 액정 화합물의 배향을 수직 배향으로 했다.
화소 전극 기판 및 공통 전극 기판의 각각에, 기판면으로부터 70°경사진 자장을 인가하여, 중합성 액정 화합물에 프리틸트각을 부여했다. 이 상태로, 자외선을 조사하여, 중합성 액정 화합물을 경화시켜, 수직 배향막을 형성했다.
수직 배향막을 형성한 공통 전극 기판 및 화소 전극 기판에, 이하에 나타내는 화학식으로 표시되는 화합물을 함유하는 액정 조성물(LC-A)을 끼운 후, 시일재를 경화시켜, 액정 조성물층을 형성했다. 이 때, 두께 3.0μm의 스페이서를 이용하여, 액정 조성물층의 두께를 3.0μm로 했다.
Figure pct00140
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 중합성 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 300초간, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 실시예 13의 액정 표시 소자를 얻었다. 이 공정에 의해, 중합성 액정 화합물의 중합체를 포함하는 수직 배향막이 형성되며, 액정 조성물층 중의 액정 분자에 프리틸트각이 부여된다.
실시예 13의 액정 표시 소자는, 도 2에 나타내는 화소 전극의 슬릿을 따라, 4개의 구획에 있어서 상이한 방향으로 프리틸트각을 가지며, 상기 중합성 액정 화합물의 경화 후, 교류 전기장을 끊은 상태에서도 프리틸트각이 유지되었다.
실시예 13의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를, 이하의 표에 나타낸다. 이 결과, 실시예 13의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물은, UV 조사 전후에 있어서, VHR의 큰 저하는 보여지지 않는다. 이것은, 배향막 재료 중에 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있기 때문에, 배향막 중의 중합성 액정 화합물을 중합시킬 때의 UV 조사 총에너지량을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 액정 조성물을 구성하는 액정 화합물의 분해를 억제할 수 있기 때문이라고 고찰된다.
Figure pct00141
(비교예 5)
수직 배향막 형성 재료로서, 수직 배향막 형성 재료로서, UCL-011-K1(DIC 주식회사제) 100%를 이용한 것 이외에는 실시예 13과 동일하게 하여, 비교예 5의 액정 표시 소자를 얻었다.
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 중합성 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 600초, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 비교예 5의 액정 표시 소자를 얻었다. 또한, 실시예 13과 동일 조건(20mW로 300초)으로 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 프리틸트각의 부여를 행했지만, 배향막 중의 중합성 액정 화합물의 경화가 불충분하여, 안정적으로 프리틸트각이 부여되어 있지 않았기 때문에, 프리틸트각의 유지를 하려면 20mW로 600초의 조사를 필요로 했다.
비교예 5의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를 이하의 표 31에 나타낸다. 이 결과, 비교예 5의 배향막 재료 중에는 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있지 않기 때문에, 배향막 중의 중합성 액정 화합물을 경화하기 위한 UV 조사 총에너지량이 커진 결과, VHR의 저하가 보여지고, 액정 조성물 중의 액정 화합물의 분해에 의한 물성 저하가 확인되었다.
Figure pct00142
(실시예 14)
이하의 표에 나타내는 화합물을 함유하는 액정 조성물(LC-A3)을 조제하고, 그 액정 조성물을 이용한 이외에는 실시예 13과 동일 조건으로 하여, 실시예 14의 액정 표시 소자를 얻었다.
Figure pct00143
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 중합성 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 300초간, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 실시예 14의 액정 표시 소자를 얻었다. 실시예 14의 액정 표시 소자는, 실시예 13과 동일 프리틸트각을 가지며, 상기 중합성 화합물의 경화 후, 교류 전기장을 끊은 상태에서도 프리틸트각이 유지되었다.
실시예 14의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를, 이하의 표 33에 나타낸다. 이 결과, 실시예 14의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물은, UV 조사 전후에 있어서, VHR의 큰 저하는 보여지지 않는다. 이것은, 배향막 재료 중에 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있기 때문에, 배향막 중의 중합성 액정 화합물을 중합시킬 때의 UV 조사 총에너지량을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 액정 조성물을 구성하는 액정 화합물의 분해를 억제할 수 있기 때문이라고 고찰된다.
Figure pct00144
(실시예 15)
이하의 표에 나타내는 화합물을 함유하는 액정 조성물(LC-A6)을 조제하고, 그 액정 조성물을 이용했다. 수직 배향막 형성 재료로서, 이하의 식 (I-21)로 표시되는 중합성 화합물을 3.0% 및 UCL-011-K1(DIC 주식회사제) 중합성 화합물 97.0%를 이용했다. 그 이외에는, 실시예 13과 동일 조건으로 하여, 실시예 15의 액정 표시 소자를 얻었다.
Figure pct00145
Figure pct00146
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 중합성 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 300초간, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 실시예 15의 액정 표시 소자를 얻었다. 실시예 15의 액정 표시 소자는, 실시예 13과 동일 프리틸트각을 가지며, 상기 중합성 화합물의 경화 후, 교류 전기장을 끊은 상태에서도 프리틸트각이 유지되었다.
실시예 15의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를, 이하의 표 35에 나타낸다. 이 결과, 실시예 15의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물은, UV 조사 전후에 있어서, VHR의 큰 저하는 보여지지 않는다. 이것은, 배향막 재료 중에 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있기 때문에, 배향막 중의 중합성 액정 화합물을 중합시킬 때의 UV 조사 총에너지량을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 액정 조성물을 구성하는 액정 화합물의 분해를 억제할 수 있기 때문이라고 고찰된다.
Figure pct00147
(실시예 16)
이하의 표에 나타내는 화합물을 함유하는 액정 조성물(LC-B)을 조제하고, 그 액정 조성물을 이용했다. 수직 배향막 형성 재료로서, 이하의 식 (I-33)으로 표시되는 중합성 화합물을 3.0% 및 UCL-011-K1(DIC 주식회사제) 중합성 화합물 97.0%를 이용했다. 그 이외에는, 실시예 13과 동일 조건으로 하여, 실시예 16의 액정 표시 소자를 얻었다.
Figure pct00148
Figure pct00149
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 중합성 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 300초간, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 실시예 16의 액정 표시 소자를 얻었다. 실시예 16의 액정 표시 소자는, 실시예 13과 동일 프리틸트각을 가지며, 상기 중합성 화합물의 경화 후, 교류 전기장을 끊은 상태에서도 프리틸트각이 유지되었다.
실시예 16의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를, 이하의 표 37에 나타낸다. 이 결과, 실시예 16의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물은, UV 조사 전후에 있어서, VHR의 큰 저하는 보여지지 않는다. 이것은, 배향막 재료 중에 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있기 때문에, 배향막 중의 중합성 액정 화합물을 중합시킬 때의 UV 조사 총에너지량을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 액정 조성물을 구성하는 액정 화합물의 분해를 억제할 수 있기 때문이라고 고찰된다.
Figure pct00150
(비교예 6)
수직 배향막 형성 재료로서, 수직 배향막 형성 재료로서, UCL-011-K1(DIC 주식회사제) 100%를 이용한 것 이외에는 실시예 16과 동일하게 하여, 비교예 6의 액정 표시 소자를 얻었다.
얻어진 액정 표시 소자에, 직사각형의 교류 전기장을 인가한 상태로 자외선을 조사하여, 상기 중합성 화합물을 경화시켰다. 조사 장치로서는, 우시오 덴키사제 UIS-S2511RZ와 함께, 자외선 램프로서, 우시오 덴키사제 USH-250BY를 이용하여, 20mW로 600초, 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 비교예 6의 액정 표시 소자를 얻었다. 또한, 실시예 16과 동일 조건(20mW로 300초)으로 액정 표시 소자에 자외선을 조사하여, 프리틸트각의 부여를 행했지만, 배향막 중의 중합성 액정 화합물의 경화가 불충분하여, 안정적으로 프리틸트각이 부여되어 있지 않았기 때문에, 프리틸트각의 유지를 하려면 20mW로 600초의 조사를 필요로 했다.
비교예 6의 액정 표시 소자에 이용된 액정 조성물의 각 물성, UV 조사 전후의 VHR 및, 얻어진 액정 표시 소자의 적하흔 평가, 소부 평가를 이하의 표 38에 나타낸다. 이 결과, 비교예 6의 배향막 재료 중에는 일반식 (I)로 표시되는 중합성 화합물을 함유하고 있지 않기 때문에, 배향막 중의 중합성 액정 화합물을 경화하기 위한 UV 조사 총에너지량이 커진 결과, VHR의 저하가 보여지고, 액정 조성물 중의 액정 화합물의 분해에 의한 물성 저하가 확인되었다.
Figure pct00151
10 액정 표시 소자 11 제1 기판
12 제2 기판 13 액정 조성물층
14 공통 전극 15 화소 전극
16 수직 배향막 17 수직 배향막
18 칼라 필터 19 액정 분자
20 중합체층 21 중합체층

Claims (12)

  1. 제1 기판과 제2 기판을 가지는 1세트의 기판과, 상기 기판의 사이에 끼워진 액정 조성물층을 가지며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 적어도 한쪽에 전극을 가지고 있으며, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 적어도 한쪽에, 중합성기를 가지는 화합물의 중합성기를 중합함으로써 상기 액정 조성물층 중의 액정 분자의 배향 방향을 제어하는 중합체를 함유하는 배향막을 가지며, 상기 액정 조성물층을 구성하는 액정 조성물이, 하기 일반식 (N-1), 일반식 (N-2), 및 일반식 (N-3)
    Figure pct00152

    (식 중, RN11, RN12, RN21, RN22, RN31 및 RN32는 각각 독립적으로 탄소 원자수 1~8의 알킬기를 나타내고, 그 알킬기 중의 1개 또는 비인접하는 2개 이상의 -CH2-는 각각 독립적으로 -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해 치환되어 있어도 되고,
    AN11, AN12, AN21, AN22, AN31 및 AN32는 각각 독립적으로
    (a) 1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH2-는 -O-로 치환되어도 된다.) 및
    (b) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH=는 -N=로 치환되어도 된다.)
    (c) 나프탈렌-2,6-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기(나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH=는 -N=로 치환되어도 된다.)
    로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기를 나타내고, 상기의 기(a), 기 (b) 및 기 (c)는 각각 독립적으로 시아노기, 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 되고,
    ZN11, ZN12, ZN21, ZN22, ZN31 및 ZN32는 각각 독립적으로 단결합, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -OCF2-, -CF2O-, -CH=N-N=CH-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-를 나타내고,
    XN21은 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고,
    TN31은 -CH2- 또는 산소 원자를 나타내고,
    nN11, nN12, nN21, nN22, nN31 및 nN32는 각각 독립적으로 0~3의 정수를 나타내는데, nN11＋nN12, nN21＋nN22 및 nN31＋nN32는 각각 독립적으로 1, 2 또는 3이며, AN11~AN32, ZN11~ZN32가 복수 존재하는 경우는, 그들은 동일해도 상이해도 된다.)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물을 함유하고,
    상기 중합성기를 가지는 화합물로서, 일반식 (I)
    Figure pct00153

    (식 중, X10 및 X11은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp3 및 Sp4는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소 원자수 1~8의 알킬렌기 또는 -X-(CH2)t-(식 중, t는 2~7의 정수를 나타내고, X는 -O-, -OCOO-, -OCO-, 또는 -COO-를 나타내고, X는 페난트렌환에 결합하는 것으로 한다.)를 나타내고, 식 중의 페난트렌환은, 임의의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다.)로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는, 액정 표시 소자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    복수의 화소를 가지며, 그 화소 중에 프리틸트각이 상이한 2개 이상의 영역을 가지는, 액정 표시 소자.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 기판이 공통 전극을 가지며, 제2 기판이 화소 전극을 가지는, 액정 표시 소자.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 공통 전극과 상기 화소 전극 간에, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판에 대략 수직으로 전하를 인가하여, 상기 액정 조성물층 중의 액정 분자를 제어하는 상기 배향막을 가지는, 액정 표시 소자.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배향막이 상기 액정 조성물층 중의 액정 분자의 배향 방향을 제어하는 중합체를 포함하거나, 또는, 중합성 액정 화합물의 경화물로 형성되는, 액정 표시 소자.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 액정 조성물층 중의 액정 분자의 배향 방향을 제어하는 중합체로서, 중합성기를 가지는 화합물의 중합체를 포함하거나, 또는, 주쇄로서 폴리이미드 골격을 가지며 측쇄로서 가교성 관능기를 가지는 중합성 화합물의 중합체를 포함하는, 액정 표시 소자.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배향막 표면에 액정 분자의 배향을 제어하여 안정화하는 1종 또는 2종 이상의 중합성 화합물의 중합체를 더 가지는, 액정 표시 소자.
  8. 제1 기판과 제2 기판 중 적어도 한쪽에, 배향 재료를 도포하고, 가열함으로써 배향막 재료를 형성한 후, 적어도 한쪽에 전극을 가지는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정 조성물을 끼우고, 상기 전극에, 전압을 인가한 상태로 활성 에너지선을 조사함으로써, 상기 배향막 재료 중에 포함되는 중합성기를 가지는 화합물의 중합성기를 중합하여 상기 액정 조성물층 중의 액정 분자의 배향 방향을 제어하는 배향막을 가지며, 상기 액정 조성물이, 하기 일반식 (N-1), 일반식 (N-2), 및 일반식 (N-3)
    Figure pct00154

    (식 중, RN11, RN12, RN21, RN22, RN31 및 RN32는 각각 독립적으로 탄소 원자수 1~8의 알킬기를 나타내고, 그 알킬기 중의 1개 또는 비인접하는 2개 이상의 -CH2-는 각각 독립적으로 -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해 치환되어 있어도 되고,
    AN11, AN12, AN21, AN22, AN31 및 AN32는 각각 독립적으로
    (a) 1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH2- 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH2-는 -O-로 치환되어도 된다.) 및
    (b) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH=는 -N=로 치환되어도 된다.)
    (c) 나프탈렌-2,6-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기(나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하지 않는 2개 이상의 -CH=는 -N=로 치환되어도 된다.)
    로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기를 나타내고, 상기의 기(a), 기 (b) 및 기 (c)는 각각 독립적으로 시아노기, 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 되고,
    ZN11, ZN12, ZN21, ZN22, ZN31 및 ZN32는 각각 독립적으로 단결합, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -OCH2-, -CH2O-, -COO-, -OCO-, -OCF2-, -CF2O-, -CH=N-N=CH-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-를 나타내고,
    XN21은 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고,
    TN31은 -CH2- 또는 산소 원자를 나타내고,
    nN11, nN12, nN21, nN22, nN31 및 nN32는 각각 독립적으로 0~3의 정수를 나타내는데, nN11＋nN12, nN21＋nN22 및 nN31＋nN32는 각각 독립적으로 1, 2 또는 3이며, AN11~AN32, ZN11~ZN32가 복수 존재하는 경우는, 그들은 동일해도 상이해도 된다.)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물을 함유하고,
    상기 중합성기를 가지는 화합물로서, 일반식 (I)
    Figure pct00155

    (식 중, X10 및 X11은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp3 및 Sp4는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소 원자수 1~8의 알킬렌기 또는 -X-(CH2)t-(식 중, t는 2~7의 정수를 나타내고, X는 -O-, -OCOO-, -OCO-, 또는 -COO-를 표시하고, X는 페난트렌환에 결합하는 것으로 한다.)를 나타내고, 식 중의 페난트렌환은, 임의의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다.)로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는, 액정 표시 소자의 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 배향막 재료가, 상기 액정 조성물층 중의 액정 분자의 배향 방향을 제어하는 중합체를 포함하거나, 또는, 중합성 액정 화합물의 경화물로 형성되는, 액정 표시 소자의 제조 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 액정 조성물층 중의 액정 분자의 배향 방향을 제어하는 중합체로서, 중합성기를 가지는 화합물의 중합체를 포함하거나, 또는, 주쇄로서 폴리이미드 골격을 가지며 측쇄로서 가교성 관능기를 가지는 중합성 화합물의 중합체를 포함하는, 액정 표시 소자의 제조 방법.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 배향막 표면에 액정 분자의 배향을 제어하여 안정화하는 1종 또는 2종 이상의 중합성 화합물의 중합체를 더 가지는, 액정 표시 소자의 제조 방법.
  12. 청구항 9 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 활성 에너지선이 자외선이고, 그 강도가 2mW/cm-2~100mW/cm-2이며, 조사 총에너지량이 10J~300J인, 액정 표시 소자의 제조 방법.
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