KR20180107289A

KR20180107289A - 액정 조성물 및 액정 표시 소자

Info

Publication number: KR20180107289A
Application number: KR1020187026876A
Authority: KR
Inventors: 고 스도; 신이치 히라타; 마리나 고토
Original assignee: 디아이씨 가부시끼가이샤
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2017-11-09
Publication date: 2018-10-01
Also published as: JP6369663B1; US20190203120A1; WO2018096932A1; CN111234844B; KR101988816B1; CN109072079A; CN111234844A; JPWO2018096932A1; CN109072079B

Abstract

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, K₃₃이 크고, γ₁/K₃₃이 작고, 자외선 조사 후의 VHR이 높고, 중합성 화합물의 중합 속도가 빠르고, 프리틸트각의 변화에 따른 표시 불량이 없거나, 혹은 매우 적고, 충분한 프리틸트각을 가지며, 응답 성능이 뛰어난 VA형, PSA형 또는 PSVA형 액정 표시 소자를 제조하기 위한 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물을 제공하는 것, 및, 이것을 이용한 액정 표시 소자를 제공하는 것에 있다. 본 발명의 액정 조성물은, 식 (B31)의 화합물 및 식 (CB31)의 화합물을 함유하는 액정 조성물에 의해 상기 과제를 해결한다.

Description

액정 조성물 및 액정 표시 소자

본 발명은 액정 조성물 및 이것을 사용한 액정 표시 소자에 관한 것이다.

액정 표시 소자는, 시계, 전자 계산기를 비롯하여, 가정용 각종 전기 기기, 측정 기기, 자동차용 패널, 워드프로세서, 전자수첩, 프린터, 컴퓨터, 텔레비전 등에 이용되고 있다. 액정 표시 방식으로서는, 그 대표적인 것으로 TN(트위스티드 네마틱)형, STN(슈퍼 트위스티드 네마틱)형, DS(동적 광산란)형, GH(게스트 호스트)형, IPS(평면 정렬 스위칭)형, OCB(광학 보상 복굴절)형, ECB(전압 제어 복굴절)형, VA(수직 배향)형, CSH(컬러 슈퍼 호메오트로픽)형, 혹은 FLC(강유전성 액정) 등을 들 수 있다. 또 구동 방식으로서도 스태틱 구동, 멀티플렉스 구동, 단순 매트릭스 방식, TFT(박막 트랜지스터)나 TFD(박막 다이오드) 등에 의해 구동되는 액티브 매트릭스(AM) 방식을 들 수 있다. 이들 표시 방식에 있어서, IPS형, ECB형, VA형, 혹은 CSH형 등은, Δε(유전율 이방성)이 음의 값을 나타내는 액정 조성물을 이용한다는 특징을 갖는다. 이들 중에서 특히 AM 구동에 의한 VA형 표시 방식은, 고속 응답으로 광시야각이 요구되는 표시 소자, 예를 들면 텔레비전 혹은 모니터 등의 용도에 사용되고 있다.

Δε이 음인 액정 조성물로서, 이하와 같은 2,3-디플루오로페닐렌 골격을 갖는 액정 화합물 (A) 및 (B)(특허문헌 1 참조)를 이용한 액정 조성물이 개시되어 있다.

이 액정 조성물은, Δε이 거의 0인 액정 화합물로서 액정 화합물 (C) 및 (D)를 이용하고 있지만, 액정 텔레비전 등의 고속 응답이 요구되는 액정 조성물에 있어서는 충분히 낮은 점성을 실현하기에 이르지 않았다.

한편, 액정 화합물 (E)를 이용한 액정 조성물도 이미 개시되어 있지만, 상기의 액정 화합물 (D)를 조합한 굴절률 이방성 Δn이 작은 액정 조성물(특허문헌 2 참조)이나 응답 속도의 개선을 위해서 액정 화합물 (F)를 첨가한 액정 조성물(특허문헌 3 참조)이 소개되어 있다.

또, 액정 화합물 (G) 및 액정 화합물 (F)를 이용한 액정 조성물도 이미 개시되어 있지만(특허문헌 4 참조), 추가적인 고속 응답화가 요구되고 있다.

액정 화합물 (A) 및 액정 화합물 (G)에 Δε이 거의 제로인 식 (I)

로 표시되는 액정 화합물을 조합한 액정 조성물(특허문헌 5 참조)이 개시되어 있다.

그러나, 어느 액정 조성물도 특히 대형의 액정 표시 소자에 요구되는 응답 속도와 신뢰성을 양립하는 것이 불가능했다. 한편, 특허문헌 6에 있어서, (식 1)로 표시되는 지수가 큰 액정 재료를 사용함으로써 호메오트로픽 액정 셀의 응답 속도를 향상시키는 것이 개시되어 있지만, 충분히 만족할 수 있다고는 할 수 없는 것이었다.

이상으로부터, 액정 텔레비전 등의 고속 응답이 요구되는 액정 조성물에 있어서는, 굴절률 이방성(Δn) 및 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(T_ni)를 저하시키지 않고, 점도(η)를 충분히 작게, 회전 점성(γ₁)을 충분히 작게, 탄성 상수(K₃₃)를 크게 하는 것이 요구되고 있었다.

또, 근래 개발된 PSA(Polymer Sustained Alig㎚ent)형 액정 표시 장치는, 액정 분자의 프리틸트각을 제어하기 위해서 셀 내에 폴리머 구조물을 형성한 구조를 갖는 것이며, 고속 응답성이나 높은 콘트라스트로부터 주로 텔레비전 용도의 액정 표시 소자로서 개발, 개량이 진행되고 있다.

PSA형 액정 표시 소자의 제조는, 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물을 기판간에 주입하고, 전압을 인가하여 액정 분자를 배향시킨 상태로 자외선을 조사하고, 중합성 화합물을 중합시켜 액정 분자의 배향을 고정함으로써 행해진다. 이때, 중합성 화합물의 중합 속도는 매우 중요하다. 중합 속도가 적당히 빠르면, 짧은 자외선 조사 시간에 중합성 화합물의 잔류량이 적어지기 때문에, 자외선에 의한 액정 조성물 등의 주변 부재의 열화 등이 생기기 어렵다. 중합성 화합물의 중합 속도가 느리면, 중합성 화합물의 잔류량을 적게 하기 위해, 강한 자외선을 장시간 조사할 필요가 생기기 때문에, 제조 장치의 대형화, 제조 효율의 저하를 초래하게 됨과 함께, 자외선에 의한 액정 조성물 등의 주변 부재의 열화 등이 생겨 버린다. 또, 자외선의 조사 시간이 짧은 등의 이유에 의해, 중합성 화합물의 잔류량이 많아지면, 잔류한 중합성 화합물에 의해, 표시 불량 중 하나인 소부(燒付)의 발생을 피할 수 없다.

이상과 같은 것으로부터, PSA형 액정 표시 소자에 사용되는 액정 조성물은, 자외선 조사에 의한 열화가 없는 것 또는 거의 열화하지 않는 것이 요구되고 있고, 또한, 액정 표시 소자로 했을 때에 소부가 발생하지 않는 것, 응답 속도가 빠른 것 등이 요구된다.

일본국 특허공개 평8-104869호 유럽 특허 출원 공개 제0474062호 일본국 특허공개 2006-037054호 일본국 특허공개 2001-354967호 WO2012/137810호 일본국 특허공개 2006-301643

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, K₃₃이 크고, γ₁/K₃₃이 작고, 자외선 조사 후의 VHR이 높고, 중합성 화합물의 중합 속도가 빠르고, 프리틸트각의 변화에 따른 표시 불량이 없거나, 혹은 매우 적고, 충분한 프리틸트각을 가지며, 응답 성능이 뛰어난 PSA형 또는 PSVA형 액정 표시 소자를 제조하기 위한 액정 조성물 또는, 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물을 제공하는 것, 및, 이것을 이용한 액정 표시 소자를 제공하는 것에 있다.

본 발명자들이 예의 검토한 결과, 특정 화학 구조를 갖는 화합물 및 중합성 화합물의 조합으로 이루어지는 액정 조성물에 의해, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내고, 본원 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명의 액정 조성물은, 굴절률 이방성(Δn) 및 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(T_ni)를 거의 저하시키지 않고, 작은 회전 점성(γ₁)과 큰 탄성 상수(K₃₃)를 나타내고, γ₁/K₃₃의 값이 작고, 자외선 조사시의 중합성 화합물의 중합 속도가 빠른 액정 조성물이다. 또한, 본 발명의 액정 조성물을 이용한 액정 표시 소자는, 프리틸트각을 충분히 얻을 수 있고, 높은 전압 유지율(VHR)과, 고속 응답을 나타내고, 배향 불량이나 소부와 같은 표시 불량이 없거나 또는 억제되고, 중합성 화합물을 함유하는 경우에 있어서는 중합성 화합물의 잔류량이 적고 액정 표시 소자에 대한 악영향이 거의 없는, 뛰어난 표시 품위를 나타낸다.

또, 본 발명의 액정 조성물은, 중합성 화합물을 함유하는 경우에는, 그 중합성 화합물의 중합성을 저해하지 않고, 중합 후에 부여된 프리틸트각이 충분한 것을 가지며, 잔존하는 중합성 화합물이나 프리틸트각의 변화에 따른 표시 불량이 없거나, 혹은 매우 적은, 뛰어난 PSA형 또는 PSVA형 액정 표시 소자를 제공할 수 있다. 그 때문에, 본 발명의 액정 조성물을 사용한 액정 표시 소자는 매우 유용하다.

본 발명의 액정 조성물은, 식 (B31)의 화합물 및 식 (CB31)의 화합물

을 필수 성분으로 하는 것이며, 또, 이것을 이용한 액정 표시 소자이다.

본 발명의 액정 조성물 중의 식 (B31)의 화합물의 함유량은, 하한치로서, 3질량%인 것이 바람직하고, 5질량%인 것이 보다 바람직하고, 7질량%인 것이 더 바람직하고, 상한치로서 25질량%인 것이 바람직하고, 20질량%인 것이 보다 바람직하고, 18질량%인 것이 보다 바람직하고, 15질량%인 것이 보다 바람직하고, 13질량%인 것이 보다 바람직하고, 11질량%인 것이 더 바람직하고, 함유량의 범위로서 3~25질량%인 것이 바람직하고, 5~20질량%인 것이 보다 바람직하고, 5~15질량%인 것이 더 바람직하다.

본 발명의 액정 조성물 중의 식 (CB31)의 화합물의 함유량은, 하한치로서 2질량%인 것이 바람직하고, 3질량%인 것이 보다 바람직하고, 5질량%인 것이 더 바람직하고, 8질량%인 것이 더 바람직하고, 상한치로서 15질량%인 것이 바람직하고, 13질량%인 것이 보다 바람직하고, 11질량%인 것이 더 바람직하고, 함유량의 범위로서 2~15질량%인 것이 바람직하고, 2~13질량%인 것이 보다 바람직하고, 2~11질량%인 것이 더 바람직하다.

본 발명의 액정 조성물은, 식 (B31)의 화합물 및 식 (CB31)의 화합물에 더하여, 일반식 (N-01), (N-02), (N-03) 및 (N-04)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물을 1종류 또는 2종류 이상 함유하는 것이 바람직하다. 이들 화합물은 유전적으로 음의 이방성을 갖는 화합물에 해당한다. 이들 화합물은, Δε의 부호가 음이고, 그 절대값이 2보다 큰 값을 나타낸다. 또한, 화합물의 Δε은, 25℃에 있어서 유전적으로 거의 중성인 조성물에 상기 화합물을 첨가한 조성물의 유전율 이방성의 측정값으로부터 외삽한 값이다.

식 중, R²¹ 및 R²²는, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 내지 8의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 8의 알콕시기, 탄소 원자수 2 내지 8의 알케닐기, 탄소 원자수 2 내지 8의 알케닐옥시기를 나타내고, 상기 기 중의 1개 또는 비인접한 2개 이상의 -CH₂-는 각각 독립적으로, -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해 치환되어 있어도 되고, Z¹은, 각각 독립적으로, 단결합, -CH₂CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -COO-, -OCO-, -OCF₂-, -CF₂O-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-를 나타내고, m은, 각각 독립적으로, 1 또는 2를 나타낸다.

R²¹은, 탄소 원자수 1 내지 8의 알킬기인 것이 바람직하고, 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기가 보다 바람직하고, 탄소 원자수 1 내지 4의 알킬기가 더 바람직하다. 단, Z¹이 단결합 이외를 나타내는 경우는, R²¹은, 탄소 원자수 1~3의 알킬기가 바람직하다.

R²²는, 탄소 원자수 1~8의 알킬기 또는 탄소 원자수 1 내지 8의 알콕시기인 것이 바람직하고, 탄소 원자수 1~5의 알킬기 또는 탄소 원자수 1 내지 4의 알콕시기가 보다 바람직하고, 탄소 원자수 1~4의 알콕시기가 더 바람직하다.

R²¹ 및 R²²는, 알케닐기일 수도 있고, 식 (R1) 내지 식 (R5) 중 어느 하나로 표시되는 기(각 식 중의 흑점은 환구조 중의 탄소 원자를 나타낸다.)로부터 선택되는 것이 바람직하고, 식 (R1) 또는 식 (R2)가 바람직하지만, R²¹ 및 R²²가 알케닐기인 화합물의 함유량은 가능한 한 적은 쪽이 좋고, 함유하지 않는 쪽이 바람직한 경우가 많다.

Z¹은, 각각 독립적으로, 단결합, -CH₂CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -COO-, -OCO-, -OCF₂-, -CF₂O-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-를 나타내지만, 단결합, -CH₂CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-가 바람직하고, 단결합 또는 -CH₂O-가 보다 바람직하다. 단결합이 더 바람직하다.

m은, 1인 것이 바람직하다.

일반식 (N-01), (N-02), (N-03) 및 (N-04)로 표시되는 화합물의 불소 원자는, 같은 할로겐족인 염소 원자로 치환되어 있어도 된다. 단, 염소 원자로 치환된 화합물의 함유량은 가능한 한 적은 쪽이 좋고, 함유하지 않는 쪽이 바람직하다.

일반식 (N-01), (N-02), (N-03) 및 (N-04)로 표시되는 화합물의 환의 수소 원자는, 또한 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 된다. 단, 염소 원자로 치환된 화합물의 함유량은 가능한 한 적은 쪽이 좋고, 함유하지 않는 쪽이 바람직하다.

일반식 (N-01), (N-02), (N-03) 및 (N-04)로 표시되는 화합물은, Δε이 음이고 그 절대값이 3보다 큰 화합물인 것이 바람직하다.

일반식 (N-01)로 표시되는 화합물로서, 일반식 (N-01-1), 일반식 (N-01-2), 일반식 (N-01-3) 및 일반식 (N-01-4)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물을 1종류 또는 2종류 이상 함유하는 것이 바람직하다. 이들 화합물 중에서는, 일반식 (N-01-1) 또는 일반식 (N-01-4)로 표시되는 화합물이 보다 바람직하다. 보다 높은 VHR이나 높은 신뢰성을 필요로 하는 경우는, 일반식 (N-01-3)으로 표시되는 화합물을 포함하지 않는 것이 바람직하다.

식 중, R²¹은 상술한 것과 같은 의미를 나타내고, R²³은, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 내지 4의 알콕시기를 나타낸다.

일반식 (N-02)로 표시되는 화합물로서 일반식 (N-02-1), 일반식 (N-02-2), 및 일반식 (N-02-3)으로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물을 1종류 또는 2종류 이상 함유하는 것이 바람직하다. 이들 화합물 중에서는, 일반식 (N-02-1) 또는 일반식 (N-02-3)으로 표시되는 화합물이 보다 바람직하고, 일반식 (N-02-1)로 표시되는 화합물이 특히 바람직하다. 일반식 (N-01-4)로 표시되는 화합물과 일반식 (N-02-1)로 표시되는 화합물을 조합하는 것이 특히 바람직하다.

일반식 (N-03)으로 표시되는 화합물로서 일반식 (N-03-1)로 표시되는 화합물을 1종류 또는 2종류 이상 함유하는 것이 바람직하다.

식 중, R²¹은 상술한 것과 같은 의미를 나타내고, R²³은, 탄소 원자수 1 내지 4의 알콕시기를 나타낸다.

일반식 (N-01-4)로 표시되는 화합물과 일반식 (N-02-1)로 표시되는 화합물과 일반식 (N-03-1)로 표시되는 화합물을 조합하는 것이 특히 바람직하다.

일반식 (N-04)로 표시되는 화합물로서 일반식 (N-04-1)로 표시되는 화합물을 1종류 또는 2종류 이상 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 조성물은, 일반식 (N-01), 일반식 (N-02), 일반식 (N-03) 및 일반식 (N-04)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물의 함유량의 합계가 10질량% 내지 80질량%인 것이 바람직하고, 20질량% 내지 75질량%인 것이 바람직하고, 30질량% 내지 73질량%인 것이 바람직하고, 35질량% 내지 70질량%인 것이 바람직하다. 이하, 함유량을 %로 기재하지만, 이것은 질량%를 의미한다.

본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 일반식 (N-01)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 0%이며, 1%이며, 5%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%이며, 15%이며, 10%이다.

본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 일반식 (N-02)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 0%이며, 1%이며, 5%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%이며, 15%이며, 10%이다.

본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 일반식 (N-03)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 0%이며, 1%이며, 5%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%이며, 15%이며, 10%이다.

본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 일반식 (N-04)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 0%이며, 1%이며, 5%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%이며, 15%이며, 10%이다.

본 발명의 액정 조성물은, 일반식 (N-01-1), 일반식 (N-01-4), 일반식 (N-02-1) 및 일반식 (N-03-1)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물을 합계 10% 내지 80% 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 조성물의 회전 점성(γ₁)을 낮게 유지하고, 응답 속도가 빠른 액정 표시 소자를 얻기 위해서는 상기의 하한치가 낮고, 상한치가 낮은 것이 바람직하다. 또, 구동 전압을 낮게 유지하기 위해서 유전율 이방성(Δε)을 크게 하기 위해서, 상기의 하한치를 높고, 상한치를 높게 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 조성물은, 또한, 일반식 (N-05)로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유해도 된다.

(식 중, R²¹ 및 R²²는 상술한 것과 같은 의미를 나타내지만, 알케닐기를 나타내는 경우에는, 식 (R4) 또는 식 (R5)가 바람직하다.)

일반식 (N-05)로 표시되는 화합물은, 여러 가지의 물성을 조정하고 싶은 경우에 유효하지만, 특히 큰 굴절률 이방성(Δn)을 얻기 위해서 사용할 수 있다.

본 발명의 액정 조성물의 총량에 대해서, 식 (N-05)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 0%이며, 2%이며, 5%이며, 8%이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이다.

일반식 (N-05)로 표시되는 화합물은, 식 (N-05-1) 내지 식 (N-05-3)으로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 조성물은, 또한, 일반식 (N-06)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유해도 된다.

(식 중, R²¹ 및 R²²는 상술한 것과 같은 의미를 나타낸다.)

일반식 (N-06)으로 표시되는 화합물은, 여러 가지의 물성을 조정하고 싶은 경우에 유효하지만, 특히 큰 굴절률 이방성(Δn), 높은 T, 큰 Δε을 얻기 위해서 사용할 수 있다.

본 발명의 액정 조성물의 총량에 대해서, 식 (N-06)으로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 0%이며, 2%이며, 5%이며, 8%이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 17%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이며, 10%이며, 5%이다.

본 발명의 액정 조성물은, 일반식 (NU-01) 내지 일반식 (NU-06)으로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 것이 바람직하다.

식 중, R^NU11, R^NU12, R^NU21, R^NU22, R^NU31, R^NU41, R^NU42, R^NU51, R^NU61 및 R^NU62는, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 내지 8의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 8의 알콕시기, 탄소 원자수 2 내지 8의 알케닐기, 탄소 원자수 2 내지 8의 알케닐옥시기를 나타내고, 상기 기 중의 1개 또는 비인접한 2개 이상의 -CH₂-는 각각 독립적으로 -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해 치환되어 있어도 되고, R^NU32 및 R^NU52는, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 2 내지 8의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 8의 알콕시기, 탄소 원자수 2 내지 8의 알케닐기, 탄소 원자수 2 내지 8의 알케닐옥시기를 나타내고, 상기 기 중의 1개 또는 비인접한 2개 이상의 -CH₂-는 각각 독립적으로 -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해 치환되어 있어도 되지만, R^NU11, R^NU12, R^NU21, R^NU22, R^NU31, R^NU41, R^NU42, R^NU51, R^NU61 및 R^NU62는, 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기 또는 탄소 원자수 1 내지 5의 알콕시기인 것이 바람직하고, 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기가 더 바람직하고, R^NU32 및 R^NU52는, 탄소 원자수 2 내지 5의 알킬기 또는 탄소 원자수 1 내지 5의 알콕시기인 것이 바람직하고, 탄소 원자수 2 내지 5의 알킬기인 것이 더 바람직하다.

R^NU11, R^NU12, R^NU21, R^NU22, R^NU31, R^NU32, R^NU41, R^NU42, R^NU51, R^NU52, R^NU61 및 R^NU62가 알케닐기인 화합물의 함유량은 가능한 한 적은 쪽이 좋고, 함유하지 않는 쪽이 바람직한 경우가 많다.

본 발명의 액정 조성물은, 일반식 (NU-01) 내지 일반식 (NU-06)으로 표시되는 화합물군 중, 일반식 (NU-01) 또는 일반식 (NU-02)로 표시되는 화합물을 함유하는 것이 바람직하고, 일반식 (NU-01)로 표시되는 화합물을 함유하는 것이 특히 바람직하다.

일반식 (NU-01)로 표시되는 화합물의 함유량은, 5~60질량%인 것이 바람직하고, 10~50질량%인 것이 보다 바람직하고, 15~40질량%인 것이 더 바람직하다.

일반식 (NU-02)로 표시되는 화합물의 함유량은, 3~30질량%인 것이 바람직하고, 5~25질량%인 것이 보다 바람직하고, 5~20질량%인 것이 더 바람직하다.

일반식 (NU-03)으로 표시되는 화합물의 함유량은, 0~20질량%인 것이 바람직하고, 0~15질량%인 것이 보다 바람직하고, 0~10질량%인 것이 더 바람직하다.

일반식 (NU-04)로 표시되는 화합물의 함유량은, 3~30질량%인 것이 바람직하고, 3~20질량%인 것이 보다 바람직하고, 3~10질량%인 것이 더 바람직하다.

일반식 (NU-05)로 표시되는 화합물의 함유량은, 0~30질량%인 것이 바람직하고, 0~20질량%인 것이 보다 바람직하고, 0~10질량%인 것이 더 바람직하다.

일반식 (NU-06)으로 표시되는 화합물의 함유량은, 3~30질량%인 것이 바람직하고, 3~20질량%인 것이 보다 바람직하고, 3~10질량%인 것이 더 바람직하다.

본 발명의 액정 조성물은, 중합성 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유해도 된다.

본 발명의 액정 조성물은, 중합성 화합물로서 일반식 (RM)으로 표시되는 중합성 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유해도 된다.

식 중, R¹⁰¹, R¹⁰², R¹⁰³, R¹⁰⁴, R¹⁰⁵, R¹⁰⁶, R¹⁰⁷ 및 R¹⁰⁸은, 각각 독립적으로, P¹³-S¹³-, 불소 원자로 치환되어도 되는 탄소 원자수 1 내지 18의 알킬기, 불소 원자로 치환되어도 되는 탄소 원자수 1 내지 18의 알콕시기, 불소 원자 또는 수소 원자 중 어느 하나를 나타내고, P¹¹, P¹² 및 P¹³은, 각각 독립적으로, 식 (Re-1) 내지 식 (Re-9)

(식 중, R¹¹, R¹², R¹³, R¹⁴ 및 R¹⁵는, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기, 불소 원자 또는 수소 원자 중 어느 하나를 나타내고, m^r5, m^r7, n^r5 및 n^r7은, 각각 독립적으로, 0, 1, 또는 2를 나타낸다.)로부터 선택되는 기 중 어느 하나를 나타내고, S¹¹, S¹² 및 S¹³은, 각각 독립적으로, 단결합 또는 탄소 원자수 1~15의 알킬렌기를 나타내고, 상기 알킬렌기 중의 1개의 -CH₂- 또는 인접하지 않은 2개 이상의 -CH₂-는, 산소 원자가 직접 인접하지 않도록, -O-, -OCO- 또는 -COO-로 치환되어도 되고, P¹³ 및 S¹³이 복수 존재하는 경우는, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.

일반식 (RM)으로 표시되는 중합성 화합물을 포함하는 액정 조성물은, PSA형 또는 PSVA형의 액정 표시 소자를 제작하는 경우에 적합하다.

일반식 (RM)으로 표시되는 중합성 화합물을 포함하는 액정 조성물은, 적당히 빠른 중합 속도이기 때문에, 짧은 자외선 조사 시간으로 목적의 프리틸트각을 부여할 수 있다. 또한, 중합성 화합물의 잔류량을 적게 할 수 있다. 이로 인해, PSA형 또는 PSVA형의 액정 표시 소자 제조의 생산 효율을 향상시킬 수 있다. 또, 프리틸트각의 변화에 따른 표시 불량(예를 들면, 소부 등의 결함)이 생기지 않거나, 또는 매우 적은 등의 효과를 나타낸다. 또한, 본 명세서에 있어서의 표시 불량은, 프리틸트각이 경시적으로 변화함에 따른 표시 불량, 미반응의 중합성 화합물의 잔류량에 기인하는 표시 불량, 전압 유지율의 저하에 따른 표시 불량을 의미하고 있다.

상기 일반식 (RM)에 있어서, R¹⁰¹, R¹⁰², R¹⁰³, R¹⁰⁴, R¹⁰⁵, R¹⁰⁶, R¹⁰⁷ 및 R¹⁰⁸은, 각각 독립적으로, P¹³-S¹³-, 불소 원자로 치환되어도 되는 탄소 원자수 1 내지 18의 알킬기, 불소 원자로 치환되어도 되는 탄소 원자수 1 내지 18의 알콕시기, 불소 원자 또는 수소 원자 중 어느 하나를 나타내지만, 알킬기 및 알콕시기인 경우의 바람직한 탄소 원자수는 1~16이며, 보다 바람직하게는 1~10이며, 더 바람직하게는 1~8이며, 보다 더 바람직하게는 1~6이며, 한층 더 바람직하게는 1~3이다. 또, 상기 알킬기 및 알콕시기는, 직쇄상 또는 분기상이어도 되지만, 직쇄상이 특히 바람직하다.

상기 일반식 (RM)에 있어서, R¹⁰¹, R¹⁰², R¹⁰³, R¹⁰⁴, R¹⁰⁵, R¹⁰⁶, R¹⁰⁷ 및 R¹⁰⁸은, P¹³-S¹³-, 불소 원자로 치환되어도 되는 탄소 원자수 1 내지 3의 알콕시기, 불소 원자 또는 수소 원자 중 어느 하나를 나타내는 것이 바람직하고, P¹³-S¹³-, 탄소 원자수 1 내지 3의 알콕시기, 불소 원자 또는 수소 원자 중 어느 하나를 나타내는 것이 더 바람직하다. 이 알콕시기는, 탄소 원자수가 1 이상 3 이하인 것이 바람직하고, 1 이상 2 이하인 것이 보다 바람직하고, 1인 것이 특히 바람직하다.

또, P¹¹, P¹² 및 P¹³은, 모두 동일한 중합성기(식 (Re-1)~식 (Re-9))여도 되고, 다른 중합성기여도 된다.

상기 일반식 (RM)에 있어서, P¹¹, P¹² 및 P¹³은, 각각 독립적으로, 식 (Re-1), 식 (Re-2), 식 (Re-3), 식 (Re-4), 식 (Re-5) 또는 식 (Re-7)인 것이 바람직하고, 식 (Re-1), 식 (Re-2), 식 (Re-3) 또는 식 (Re-4)인 것이 보다 바람직하고, 식 (Re-1)인 것이 보다 바람직하고, 아크릴기 또는 메타크릴기인 것이 더 바람직하다.

P¹¹ 및 P¹² 중 적어도 한쪽이, 식 (Re-1)인 것이 바람직하고, 아크릴기 또는 메타크릴기인 것이 보다 바람직하고, 메타크릴기인 것이 더 바람직하고, P¹¹ 및 P¹²가 메타크릴기인 것이 특히 바람직하다.

상기 일반식 (RM)에 있어서, S¹¹, S¹² 및 S¹³은, 각각 독립적으로, 단결합 또는 탄소 원자수 1~5의 알킬렌기인 것이 바람직하고, 단결합인 것이 특히 바람직하다. S¹¹, S¹² 및 S¹³이 단결합인 경우, 자외선 조사 후의 중합성 화합물의 잔류량이 충분히 적고, 프리틸트각의 변화에 따른 표시 불량이 발생하기 어려워진다.

본 발명의 액정 조성물에 있어서의 일반식 (RM)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량의 하한은 0.01질량%가 바람직하고, 0.02질량%가 바람직하고, 0.03질량%가 바람직하고, 0.04질량%가 바람직하고, 0.05질량%가 바람직하고, 0.06질량%가 바람직하고, 0.07질량%가 바람직하고, 0.08질량%가 바람직하고, 0.09질량%가 바람직하고, 0.1질량%가 바람직하고, 0.12질량%가 바람직하고, 0.15질량%가 바람직하고, 0.17질량%가 바람직하고, 0.2질량%가 바람직하고, 0.22질량%가 바람직하고, 0.25질량%가 바람직하고, 0.27질량%가 바람직하고, 0.3질량%가 바람직하고, 0.32질량%가 바람직하고, 0.35질량%가 바람직하고, 0.37질량%가 바람직하고, 0.4질량%가 바람직하고, 0.42질량%가 바람직하고, 0.45질량%가 바람직하고, 0.5질량%가 바람직하고, 0.55질량%가 바람직하다. 본 발명의 액정 조성물에 있어서의 일반식 (RM)으로 표시되는 중합성 화합물의 함유량의 상한은, 5질량%가 바람직하고, 4.5질량%가 바람직하고, 4질량%가 바람직하고, 3.5질량%가 바람직하고, 3질량%가 바람직하고, 2.5질량%가 바람직하고, 2질량%가 바람직하고, 1.5질량%가 바람직하고, 1질량%가 바람직하고, 0.95질량%가 바람직하고, 0.9질량%가 바람직하고, 0.85질량%가 바람직하고, 0.8질량%가 바람직하고, 0.75질량%가 바람직하고, 0.7질량%가 바람직하고, 0.65질량%가 바람직하고, 0.6질량%가 바람직하고, 0.55질량%가 바람직하고, 0.5질량%가 바람직하고, 0.45질량%가 바람직하고, 0.4질량%가 바람직하다.

더 상세히 설명하면, 충분한 프리틸트각 또는 중합성 화합물의 적은 잔류량 또는 높은 전압 유지율(VHR)을 얻으려면, 그 함유량은 0.2 내지 0.6질량%가 바람직하지만, 저온에 있어서의 석출의 억제를 중시하는 경우에는 그 함유량은 0.01 내지 0.4질량%가 바람직하다. 특별히 빠른 응답 속도를 얻는 경우에는, 그 함유량을 2질량%까지 증량하는 것도 바람직하다.

또, 일반식 (RM)으로 표시되는 중합성 화합물을 복수 함유하는 경우는, 각각의 함유량이 0.01 내지 0.4질량%인 것이 바람직하다. 따라서, 이들 모든 과제를 해결하기 위해서는, 일반식 (RM)으로 표시되는 중합성 화합물을 0.1 내지 0.6질량%의 범위로 조정하는 것이 특히 바람직하다.

본 발명에 관련되는 일반식 (RM)으로 표시되는 중합성 화합물로서 구체적으로는, 일반식 (RM-1) 내지 (RM-10)으로 표시되는 화합물이 바람직하고, 이들을 이용한 PSA형 액정 표시 소자는, 중합성 화합물의 잔류량이 적고, 충분한 프리틸트각을 가지며, 프리틸트의 변화 등에 기인한 배향 불량이나 표시 불량과 같은 결함이 없거나, 혹은 매우 적다.

식 중, R^M1 및 R^M2는, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기, 불소 원자 또는 수소 원자 중 어느 하나를 나타내지만, 탄소 원자수 1의 알킬기 또는 수소 원자를 나타내는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 관련되는 액정 조성물은, 테르페닐 구조 또는 테트라페닐 구조를 가지며, 유전율 이방성 Δε이 ＋2보다 큰 화합물을 1종류 또는 2종류 이상 함유할 수 있다. 또한, 화합물의 Δε은, 25℃에 있어서 유전적으로 거의 중성인 조성물에 상기 화합물을 첨가한 조성물의 유전율 이방성의 측정값으로부터 외삽한 값이다. 상기 화합물은, 예를 들면, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 굴절률 이방성 등의 원하는 성능에 따라 조합하여 사용하지만, 특히, 중합성 화합물이 함유된 액정 조성물 중의 중합성 화합물의 반응성을 가속시킬 수 있다.

테르페닐 구조 또는 테트라페닐 구조를 가지며, 유전율 이방성 Δε이 ＋2보다 큰 화합물은, 본 발명의 액정 조성물의 총량에 대해서, 바람직한 함유량의 하한치는, 0.1%이며, 0.5%이며, 1%이며, 1.5%이며, 2%이며, 2.5%이며, 3%이며, 4%이며, 5%이며, 10%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 본 발명의 액정 조성물의 총량에 대해서, 예를 들면 본 발명의 하나의 형태에서는 20%이며, 15%이며, 10%이며, 9%이며, 8%이며, 7%이며, 6%이며, 5%이며, 4%이며, 3%이다.

본 발명의 액정 조성물의 점도를 낮게 유지하고, 응답 속도가 빠른 액정 조성물로 하는 경우는 상기의 하한치를 조금 낮게, 상한치를 조금 낮게 하는 것이 바람직하다. 또한, 소부가 발생하기 어려운 액정 조성물로 하는 경우는 상기의 하한치를 조금 낮게, 상한치를 조금 낮게 하는 것이 바람직하다. 또, 구동 전압을 낮게 유지하기 위해서 유전율 이방성을 크게 하는 경우는, 상기의 하한치를 조금 높게, 상한치를 조금 높게 하는 것이 바람직하다. 액정 조성물 중에 함유시킨 중합성 화합물의 반응성을 가속시키는 경우는 상기의 하한치를 조금 낮게, 상한치를 조금 낮게 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 조성물에 이용할 수 있는 테르페닐 구조 또는 테트라페닐 구조를 가지며, 유전율 이방성이 ＋2보다 큰 화합물로서 식 (M-8.51) 내지 식 (M-8.54)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 그 중에서도 식 (M-8.52)로 표시되는 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 조성물에 이용할 수 있는 테르페닐 구조 또는 테트라페닐 구조를 가지며, 유전율 이방성이 ＋2보다 큰 화합물로서, 일반식 (M-7)로 표시되는 군으로부터 선택되는 화합물을 들 수 있다.

(식 중, X^M71 내지 X^M76은 각각 독립적으로 불소 원자 또는 수소 원자를 나타내고, R^M71은 탄소 원자수 1~5의 알킬기, 탄소 원자수 2~5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1~4의 알콕시기를 나타내고, Y^M71은 불소 원자 또는 OCF₃를 나타낸다.)

조합할 수 있는 화합물의 종류에 특별히 제한은 없지만, 이들 화합물 중에서 1종~2종류 함유하는 것이 바람직하고, 1종~3종류 함유하는 것이 보다 바람직하고, 1종~4종류 함유하는 것이 더 바람직하다.

일반식 (M-7)로 표시되는 화합물의 함유량은, 저온에서의 용해성, 전이 온도, 전기적인 신뢰성, 복굴절률 등의 특성을 고려하여 실시 형태마다 상한치와 하한치가 있다.

본 발명의 액정 조성물의 총량에 대한 식 (M-7)로 표시되는 화합물의 바람직한 함유량의 하한치는, 1%이며, 2%이며, 4%이며, 5%이며, 8%이며, 10%이며, 13%이며, 15%이며, 18%이며, 20%이다. 바람직한 함유량의 상한치는, 30%이며, 28%이며, 25%이며, 23%이며, 20%이며, 18%이며, 15%이며, 13%이며, 10%이며, 8%이며, 5%이다.

또한, 일반식 (M-7)로 표시되는 화합물은, 예를 들면, 식 (M-7.1) 내지 식 (M-7.4)로 표시되는 화합물을 들 수 있고, 식 (M-7.2)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.

또한, 일반식 (M-7)로 표시되는 화합물은, 식 (M-7.11) 내지 식 (M-7.14)로 표시되는 화합물을 들 수 있고, 식 (M-7.11) 및 식 (M-7.12)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.

또한, 일반식 (M-7)로 표시되는 화합물은, 식 (M-7.21) 내지 식 (M-7.24)로 표시되는 화합물을 들 수 있고, 식 (M-7.21) 및 식 (M-7.22)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.

본 발명에 관련되는 액정 조성물은, 액정 조성물의 T_ni를 높게 하기 위해서, 식 (L-7.1) 내지 식 (L-7.4), 식 (L-7.11) 내지 식 (L-7.13), 식 (L-7.21) 내지 식 (L-7.23), 식 (L-7.31) 내지 식 (L-7.34), 식 (L-7.41) 내지 식 (L-7.44), 식 (L-7.51) 내지 식 (L-7.53)의 4환의 유전적으로 거의 제로(대체로, -2 내지 ＋2의 범위)인 화합물을 함유해도 된다.

본 발명의 액정 조성물은, 상술의 화합물 이외에, 통상의 네마틱 액정, 스멕틱 액정, 콜레스테릭 액정, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 광안정제 또는 적외선 흡수제 등을 함유해도 된다.

산화 방지제로서 일반식 (H-1) 내지 일반식 (H-4)로 표시되는 힌더드 페놀을 들 수 있다.

일반식 (H-1) 내지 일반식 (H-3) 중, R^H1은, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 내지 10의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 10의 알콕시기, 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐옥시기를 나타내지만, 기 중에 존재하는 1개의 -CH₂- 또는 비인접한 2개 이상의 -CH₂-는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-로 치환되어도 되고, 또, 기 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 각각 독립적으로 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어도 된다. 더 구체적으로는, 탄소 원자수 2 내지 7의 알킬기, 탄소 원자수 2 내지 7의 알콕시기, 탄소 원자수 2 내지 7의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2 내지 7의 알케닐옥시기인 것이 바람직하고, 탄소 원자수 3 내지 7의 알킬기 또는 탄소 원자수 2 내지 7의 알케닐기인 것이 더 바람직하다.

일반식 (H-4) 중, M^H4는 탄소 원자수 1 내지 15의 알킬렌기(상기 알킬렌기 중의 1개 또는 2개 이상의 -CH₂-는, 산소 원자가 직접 인접하지 않도록, -O-, -CO-, -COO-, -OCO-로 치환되어 있어도 된다.), -OCH₂-, -CH₂O-, -COO-, -OCO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -CH=CH-, -C≡C-, 단결합, 1,4-페닐렌기(1,4-페닐렌기 중의 임의의 수소 원자는 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다.) 또는 트랜스-1,4-시클로헥실렌기를 나타내지만, 탄소 원자수 1 내지 14의 알킬렌기인 것이 바람직하고, 휘발성을 고려하면 탄소 원자수는 큰 수치가 바람직하지만, 점도를 고려하면 탄소 원자수는 너무 크지 않은 쪽이 바람직하므로, 탄소 원자수 2 내지 12가 더 바람직하고, 탄소 원자수 3 내지 10이 더 바람직하고, 탄소 원자수 4 내지 10이 더 바람직하고, 탄소 원자수 5 내지 10이 더 바람직하고, 탄소 원자수 6 내지 10이 더 바람직하다.

일반식 (H-1) 내지 일반식 (H-4) 중, 1,4-페닐렌기 중의 1개 또는 비인접한 2개 이상의 -CH=는 -N=에 의해 치환되어 있어도 된다. 또, 1,4-페닐렌기 중의 수소 원자는 각각 독립적으로, 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 된다.

일반식 (H-2) 및 일반식 (H-4) 중의, 1,4-시클로헥실렌기 중의 1개 또는 비인접한 2개 이상의 -CH₂-는 -O- 또는 -S-에 의해 치환되어 있어도 된다. 또, 1,4-시클로헥실렌기 중의 수소 원자는 각각 독립적으로, 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 된다.

더 구체적으로는, 예를 들면, 식 (H-11) 내지 식 (H-15)를 들 수 있다.

본 발명의 액정 조성물에 산화 방지제가 함유되는 경우, 10질량ppm 이상이 바람직하고, 20질량ppm 이상이 바람직하고, 50질량ppm 이상이 바람직하다. 산화 방지제가 함유되는 경우의 상한은 10000질량ppm이지만, 1000질량ppm이 바람직하고, 500질량ppm이 바람직하고, 100질량ppm이 바람직하다.

본 발명의 액정 조성물은, 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(T_ni)가 60℃ 내지 120℃이지만, 70℃ 내지 100℃가 보다 바람직하고, 70℃ 내지 85℃가 특히 바람직하다.

본 발명에 관련된 액정 조성물의 적합한 실시 형태는, 액정 조성물 전체가 양의 유전율 이방성을 나타내는 경우와, 액정 조성물 전체가 음의 유전율 이방성을 나타내는 경우가 상정되지만, 액정 조성물 전체가 음의 유전율 이방성을 나타내는 경우가 바람직하다.

본 발명의 액정 조성물은, 20℃에 있어서의 굴절률 이방성(Δn)이 0.08 내지 0.14이지만, 0.09 내지 0.13이 보다 바람직하고, 0.09 내지 0.12가 특히 바람직하다. 더 자세히 설명하면, 얇은 셀 갭에 대응하는 경우는 0.10 내지 0.13인 것이 바람직하고, 두꺼운 셀 갭에 대응하는 경우는 0.08 내지 0.10인 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 조성물은, 20℃에 있어서의 회전 점성(γ₁)이 50 내지 160 mPa·s이지만, 55 내지 160mPa·s인 것이 바람직하고, 60 내지 160mPa·s인 것이 바람직하고, 80 내지 150mPa·s인 것이 바람직하고, 90 내지 140mPa·s인 것이 바람직하고, 90 내지 130mPa·s인 것이 바람직하고, 100 내지 130mPa·s인 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 조성물은, 20℃에 있어서의 유전율 이방성(Δε)이 -2.0 내지 -8.0이지만, -2.0 내지 -6.0이 바람직하고, -2.0 내지 -5.0이 보다 바람직하고, -2.5 내지 -4.0이 보다 바람직하고, -2.5 내지 -3.5가 특히 바람직하다.

본 발명의 액정 조성물을 구성하는 화합물 중, 알케닐기를 갖는 화합물의 함유량의 합계의 상한치가 10%인 것이 바람직하고, 8%인 것이 바람직하고, 6%인 것이 바람직하고, 5%인 것이 바람직하고, 4%인 것이 바람직하고, 3%인 것이 바람직하고, 2%인 것이 바람직하고, 1%인 것이 바람직하고, 0%인 것이 바람직하고, 알케닐기를 갖는 화합물의 함유량의 합계의 범위가, 0~10%인 것이 바람직하고, 0~8%인 것이 바람직하고, 0~5%인 것이 바람직하고, 0~4%인 것이 바람직하고, 0~3%인 것이 바람직하고, 0~2%인 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 조성물은, 필수 성분인 식 (B31) 및 식 (CB31)의 화합물을 함유하고, 또한 일반식 (N-01), 일반식 (N-02), 일반식 (N-03), 일반식 (N-04), 일반식 (N-05) 및 일반식 (N-06)으로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물을 1종류 또는 2종류 이상 함유하고, 또한 일반식 (NU-01) 내지 (NU-06)으로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 것이 바람직하고, 필수 성분인 식 (B31) 및 식 (CB31)의 화합물을 함유하고, 또한 일반식 (N-01), 일반식 (N-02), 일반식 (N-03) 및 일반식 (N-04)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물을 1종류 또는 2종류 이상 함유하고, 또한 일반식 (NU-01) 내지 (NU-06)으로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 것이 보다 바람직하고, 필수 성분인 식 (B31) 및 식 (CB31)의 화합물을 함유하고, 또한 일반식 (N-01), 일반식 (N-02), 일반식 (N-03) 및 일반식 (N-04)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물을 1종류 또는 2종류 이상, 또한 일반식 (NU-01)로 표시되는 화합을 1종 또는 2종 이상 함유하는 것이 더 바람직하다.

본 발명의 액정 조성물은, 필수 성분인 식 (B31) 및 식 (CB31)의 화합물을 함유하고, 또한 일반식 (N-01), 일반식 (N-02), 일반식 (N-03), 일반식 (N-04), 일반식 (N-05) 및 일반식 (N-06)으로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물을 1종류 또는 2종류 이상 함유하고, 또한 일반식 (NU-01) 내지 (NU-06)으로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물을 1종류 또는 2종류 이상 함유하고, 그 구성 성분의 함유량의 합계의 상한치가, 100질량%, 99질량%, 98질량%, 97질량%, 96질량%, 95질량%, 94질량%, 93질량%, 92질량%, 91질량%, 90질량%, 89질량%, 88질량%, 87질량%, 86질량%, 85질량%, 84질량%인 것이 바람직하고, 그 구성 성분의 함유량의 합계의 하한치가, 78질량%, 80질량%, 81질량%, 83질량%, 85질량%, 86질량%, 87질량%, 88질량%, 89질량%, 90질량%, 91질량%, 92질량%, 93질량%, 94질량%, 95질량%, 96질량%, 97질량%, 98질량%, 99질량%인 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 조성물은, 필수 성분인 식 (B31) 및 식 (CB31)의 화합물을 함유하고, 또한 일반식 (N-01), 일반식 (N-02), 일반식 (N-03) 및 일반식 (N-04)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물을 1종류 또는 2종류 이상 함유하고, 또한 일반식 (NU-01) 내지 (NU-06)으로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물을 1종류 또는 2종류 이상 함유하고, 그 구성 성분의 함유량의 합계의 상한치가, 100질량%, 99질량%, 98질량%, 97질량%, 96질량%, 95질량%, 94질량%, 93질량%, 92질량%, 91질량%, 90질량%, 89질량%, 88질량%, 87질량%, 86질량%, 85질량%, 84질량%인 것이 더 바람직하고, 그 구성 성분의 함유량의 합계의 하한치가, 78질량%, 80질량%, 81질량%, 83질량%, 85질량%, 86질량%, 87질량%, 88질량%, 89질량%, 90질량%, 91질량%, 92질량%, 93질량%, 94질량%, 95질량%, 96질량%, 97질량%, 98질량%, 99질량%인 것이 더 바람직하다.

또, 본 발명의 액정 조성물에 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 있어서, 필수 성분인 식 (B31) 및 식 (CB31)의 화합물을 함유하고, 또한 일반식 (N-01), 일반식 (N-02), 일반식 (N-03), 일반식 (N-04), 일반식 (N-05) 및 일반식 (N-06)으로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물을 1종류 또는 2종류 이상 함유하고, 또한 일반식 (NU-01) 내지 (NU-06)으로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물을 1종류 또는 2종류 이상 함유하고, 또한 일반식 (RM)으로 표시되는 화합물을 1종류 또는 2종류 이상 함유하고, 그 구성 성분의 함유량의 합계의 상한치가, 100질량%, 99질량%, 98질량%, 97질량%, 96질량%, 95질량%, 94질량%, 93질량%, 92질량%, 91질량%, 90질량%, 89질량%, 88질량%, 87질량%, 86질량%, 85질량%, 84질량%인 것이 바람직하고, 그 구성 성분의 함유량의 합계의 하한치가, 78질량%, 80질량%, 81질량%, 83질량%, 85질량%, 86질량%, 87질량%, 88질량%, 89질량%, 90질량%, 91질량%, 92질량%, 93질량%, 94질량%, 95질량%, 96질량%, 97질량%, 98질량%, 99질량%인 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 조성물을 이용한 액정 표시 소자는, 고속 응답이라는 현저한 특징을 갖고 있고, 더불어, 틸트각이 충분히 얻어지고, 미반응의 중합성 화합물이 없거나, 문제가 되지 않을 정도로 적고, 전압 유지율(VHR)이 높기 때문에, 배향 불량이나 표시 불량과 같은 결함이 없거나, 충분히 억제되고 있다. 또, 틸트각 및 중합성 화합물의 잔류량을 용이하게 제어할 수 있기 때문에, 제조를 위한 에너지 비용의 최적화 및 삭감이 용이하기 때문에, 생산 효율의 향상과 안정된 양산에 최적이다.

본 발명의 액정 조성물을 이용한 액정 표시 소자는, 특히, 액티브 매트릭스 구동용 액정 표시 소자에 유용하고, PSA 모드, PSVA 모드, VA 모드, PS-IPS 모드 또는 PS-FFS 모드용 액정 표시 소자에 이용할 수 있다.

본 발명에 관련된 액정 표시 소자는, 대향에 배치된 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판에 설치되는 공통 전극과, 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판에 설치되고, 박막 트랜지스터를 갖는 화소 전극과, 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 설치되는 액정 조성물을 함유하는 액정층을 갖는 것이 바람직하다. 필요에 따라 상기 액정층과 맞닿도록 제1 기판 및/또는 제2 기판 중 적어도 하나의 기판의 대향면측에, 액정 분자의 배향 방향을 제어하는 배향막을 설치해도 된다. 상기 배향막으로서는, 액정 표시 소자의 구동 모드에 아울러, 수직 배향막이나 수평 배향막 등 적절히 선택할 수 있고, 러빙 배향막(예를 들면, 폴리이미드) 또는 광배향막(분해형 폴리이미드 등) 등의 공지의 배향막을 사용할 수 있다. 또한, 컬러 필터를, 제1 기판 또는 제2 기판 상에 적절히 설치해도 되고, 또 상기 화소 전극이나 공통 전극 상에 컬러 필터를 설치할 수 있다.

본 발명에 관련된 액정 표시 소자에 사용되는 액정 셀의 2장의 기판은 유리 또는 플라스틱과 같은 유연성을 갖는 투명한 재료를 이용할 수 있고, 한쪽은 실리콘 등의 불투명한 재료여도 된다. 투명 전극층을 갖는 투명 기판은, 예를 들면, 유리판 등의 투명 기판 상에 인듐주석옥시드(ITO)를 스퍼터링함으로써 얻을 수 있다.

컬러 필터는, 예를 들면, 안료 분산법, 인쇄법, 전착법 또는, 염색법 등에 의해 작성할 수 있다. 안료 분산법에 따른 컬러 필터의 작성 방법을 일례로 설명하면, 컬러 필터용의 경화성 착색 조성물을, 상기 투명 기판 상에 도포하고, 패터닝 처리를 실시하고, 그리고 가열 또는 광조사에 의해 경화시킨다. 이 공정을, 적, 녹, 청의 3색에 대해 각각 행함으로써, 컬러 필터용의 화소부를 작성할 수 있다. 그 외, 상기 기판 상에, TFT, 박막 다이오드, 금속 절연체 금속 비저항 소자 등의 능동 소자를 설치한 화소 전극을 설치해도 된다.

상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을, 공통 전극이나 화소 전극층이 내측이 되도록 대향시키는 것이 바람직하다.

제1 기판과 제2 기판의 간격은 스페이서를 개재하여, 조정해도 된다. 이때는, 얻어지는 조광층(調光層)의 두께가 1~100㎛가 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 1.5 내지 10㎛가 더 바람직하고, 편광판을 사용하는 경우는, 콘트라스트가 최대가 되도록 액정의 굴절률 이방성 Δn과 셀 두께 d의 곱을 조정하는 것이 바람직하다. 또, 2장의 편광판이 있는 경우는, 각 편광판의 편광축을 조정하여 시야각이나 콘트라스트가 양호해지도록 조정할 수도 있다. 또한, 시야각을 넓히기 위한 위상차 필름도 사용할 수도 있다. 스페이서로서는, 예를 들면, 유리 입자, 플라스틱 입자, 알루미나 입자, 포토레지스트 재료 등을 들 수 있다. 그 후, 에폭시계 열경화성 조성물 등의 시일제를, 액정 주입구를 설치한 형태로 상기 기판에 스크린 인쇄하고, 상기 기판들을 붙이고, 가열하여 시일제를 열경화시킨다.

2장의 기판 사이에 액정 조성물을 끼워 지지시키는 방법은, 통상의 진공 주입법 또는 ODF법 등을 이용할 수 있다.

본 발명의 액정 표시 소자의 배향 상태를 형성시키기 위해서, 액정 조성물에 중합성 화합물을 함유한 액정 조성물을 사용하고, 상기 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킴으로써 제작할 수 있다.

본 발명의 액정 조성물에 포함되는 중합성 화합물을 중합시키는 방법으로서는, 액정의 양호한 배향 성능을 얻기 위해서는, 적당한 중합 속도로 중합하는 것이 바람직하기 때문에, 자외선 또는 전자선 등의 활성 에너지선을 단일 또는 병용 또는 차례로 조사함으로써 중합시키는 방법이 바람직하다. 자외선을 사용하는 경우, 편광 광원을 이용해도 되고, 비편광 광원을 이용해도 된다. 또, 액정 조성물을 2장의 기판 사이에 끼워 지지시킨 상태로 중합을 행하는 경우에는, 적어도 조사면측의 기판은 활성 에너지선에 대해서 적당한 투명성이 주어져 있지 않으면 안된다. 또, 광조사시에 마스크를 이용하여 특정 부분만을 중합시킨 후, 전기장이나 자기장 또는 온도 등의 조건을 변화시킴으로써, 미중합 부분의 배향 상태를 변화시키고, 또한 활성 에너지선을 조사하여 중합시킨다는 수단을 이용해도 된다. 특히 자외선 노광할 때에는, 액정 조성물에 교류 전계를 인가하면서 자외선 노광하는 것이 바람직하다. 인가하는 교류 전계는, 주파수 10Hz 내지 10kHz의 교류가 바람직하고, 주파수 60Hz 내지 10kHz가 보다 바람직하고, 전압은 액정 표시 소자의 원하는 프리틸트각에 의존하여 선택된다. 즉, 인가하는 전압에 의해 액정 표시 소자의 프리틸트각을 제어할 수 있다. PSVA형의 액정 표시 소자에 있어서는, 배향 안정성 및 콘트라스트의 관점에서 프리틸트각을 80도 내지 89.9도로 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 조성물에 포함되는 중합성 화합물을 중합시킬 때에 사용하는 자외선 또는 전자선 등의 활성 에너지선의 조사시의 온도는 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 배향막을 갖는 기판을 구비한 액정 표시 소자에 본 발명의 액정 조성물을 적용하는 경우는, 상기 액정 조성물의 액정 상태가 유지되는 온도 범위 내인 것이 바람직하다. 실온에 가까운 온도, 즉, 전형적으로는 15~35℃에서 중합시키는 것이 바람직하다.

한편, 예를 들면, 배향막을 갖고 있지 않은 기판을 구비한 액정 표시 소자에 본 발명의 액정 조성물을 적용하는 경우는, 상기의 배향막을 갖는 기판을 구비한 액정 표시 소자에 적용하는 조사시의 온도 범위보다 넓은 온도 범위여도 된다.

자외선을 발생시키는 램프로서는, 메탈핼라이드 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프 등을 이용할 수 있다. 또, 조사하는 자외선의 파장으로서는, 액정 조성물의 흡수 파장역이 아닌 파장 영역의 자외선을 조사하는 것이 바람직하고, 필요에 따라서, 자외선을 컷하여 사용하는 것이 바람직하다. 조사하는 자외선의 강도는, 0.1mW/㎠~100W/㎠가 바람직하고, 2mW/㎠~50W/㎠가 더 바람직하다. 조사하는 자외선의 에너지량은, 적절히 조정할 수 있지만, 10mJ/㎠ 내지 500J/㎠가 바람직하고, 100mJ/㎠ 내지 200J/㎠가 더 바람직하다. 자외선을 조사할 때에, 강도를 변화시켜도 된다. 자외선을 조사하는 시간은 조사하는 자외선 강도에 따라 적절히 선택되지만, 10초 내지 3600초가 바람직하고, 10초 내지 600초가 더 바람직하다.

실시예

이하에 실시예를 들어 본 발명을 더 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다. 또, 이하의 실시예 및 비교예의 조성물에 있어서의 「%」는 「질량%」를 의미한다. 실시예에 있어서 화합물의 기재에 대해 이하의 약호를 이용한다.

(측쇄)

-n -C_nH_2n _＋1 탄소수 n의 직쇄상의 알킬기

n- C_nH_2n _＋1- 탄소수 n의 직쇄상의 알킬기

-On -OC_nH_2n _＋1 탄소수 n의 직쇄상의 알콕시기

nO- C_nH_2n _＋1O- 탄소수 n의 직쇄상의 알콕시기

-V -CH=CH₂

V- CH₂=CH-

-V- -CH=CH-

-O1V -O-CH₂-CH=CH₂

-V1 -CH=CH-CH₃

1V- CH₃-CH=CH-

-2V -CH₂-CH₂-CH=CH₂

V2- CH₂=CH-CH₂-CH₂-

-2V1 -CH₂-CH₂-CH=CH-CH₃

1V2- CH₃-CH=CH-CH₂-CH₂-

-F -F

-OCF3 -OCF₃

(연결기)

-CF2O- -CF₂-O-

-OCF2- -O-CF₂-

-1O- -CH₂-O-

-O1- -O-CH₂-

-2- -CH₂-CH₂-

-COO- -COO-

-OCO- -OCO-

(환구조)

실시예 중, 측정한 특성은 이하와 같다.

T_ni：네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(℃)

Δn：20℃에 있어서의 굴절률 이방성

γ₁：20℃에 있어서의 회전 점성(mPa·s)

Δε：20℃에 있어서의 유전율 이방성

K₃₃：20℃에 있어서의 탄성 상수 K₃₃(pN)

VHR(UV)：자외선 조사(조사 조건 1 및 2) 후의 전압 유지율(%)

(액정 표시 소자의 제조 방법 및 평가방법)

우선, 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물을 셀 갭 3.3㎛로 수직 배향을 야기하는 폴리이미드 배향막을 도포한 후, 상기 폴리이미드 배향막을 러빙 처리한 ITO 부착 기판을 포함하는 액정 셀에 진공 주입법으로 주입했다. 수직 배향막 형성 재료로서 JSR사제의 JALS2096를 이용했다.

그 후, 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물을 주입한 액정 셀에 주파수 100Hz로 전압을 20V 인가한 상태로 고압 수은 등을 이용하고, 325㎚ 이하의 자외선을 컷하는 필터를 개재하여 자외선을 조사했다. 이때, 중심 파장 365㎚의 조건으로 측정한 조도가 100mW/㎠가 되도록 조정하고, 자외선을 2분간 조사했다. 상기의 자외선 조사 조건을 조사 조건 1로 했다. 이 조사 조건 1에 의해 액정 셀 중의 액정 분자에 프리틸트각이 부여된다.

다음에, 형광 UV 램프를 이용하여, 중심 파장 313㎚의 조건으로 측정한 조도가 3mW/㎠가 되도록 조정하고, 또한 자외선을 90분간 조사하고, 액정 표시 소자를 얻었다. 상기의 자외선 조사 조건을 조사 조건 2로 했다. 조사 조건 2에 의해, 조사 조건 1에서 미반응의 액정 셀 중의 중합성 화합물의 잔류량을 저감시킨다.

자외선 조사 후, 프리틸트각의 변화에 따른 표시 불량(소부) 평가를 행했다. 우선, 액정 표시 소자의 프리틸트각을 측정하고, 프리틸트각(초기)으로 했다. 이 액정 표시 소자에 주파수 100Hz에서 전압 30V를 24시간 인가했다. 그 후, 프리틸트각을 측정하고, 프리틸트각(시험 후)으로 했다. 측정한 프리틸트각(초기)에서 프리틸트각(시험 후)을 뺀 값을 프리틸트각 변화량(=프리틸트각의 변화의 절대값)[°]으로 했다. 프리틸트각은, 신텍크제 OPTIPRO를 이용하여 측정했다.

프리틸트각 변화량은, 0[°]에 가까울 수록 프리틸트각의 변화에 따른 표시 불량이 발생할 가능성이 보다 낮아지고, 0.5[°] 이상이 되면, 프리틸트각의 변화에 따른 표시 불량이 발생할 가능성이 보다 높아진다.

조사 조건 1 및 조사 조건 2에서 자외선을 조사한 후의 액정 표시 소자 중의 중합성 화합물의 잔류량[ppm]을 측정했다. 이 중합성 화합물의 잔류량의 측정 방법을 설명한다. 우선 액정 표시 소자를 분해하고, 취출한 액정 조성물의 아세토니트릴 용액을 조제했다. 이것을 고속 액체 크로마토그래프를 이용하여, 각 성분의 피크 면적을 측정했다. 지표로 하는 액정 화합물의 피크 면적과 중합성 화합물의 피크 면적비로부터, 중합성 화합물의 양을 결정했다. 이 값과 당초 첨가한 중합성 화합물의 양으로부터 중합성 화합물의 잔류량을 결정했다. 또한, 중합성 화합물의 잔류량의 검출 한계는 100ppm이었다.

(액정 조성물의 조제와 평가 결과)

실시예 1(LC-1), 비교예 1(LC-A), 비교예 2(LC-B) 및 비교예 3(LC-C)의 액정 조성물을 조제하고, 그 물성치를 측정했다. 액정 조성물의 구성과 그 물성치의 결과는 표 1과 같았다.

실시예 1(LC-1)은 T_ni가 높고, Δn이 높고, Δε이 음이며, γ₁이 작고, K₃₃이 크고, γ₁/K₃₃이 작고, 이 액정 조성물을 이용한 VA형의 액정 표시 소자를 제작한 바, 충분히 빠른 응답 속도인 것, VHR(UV)이 93%라는 매우 높은 값인 것을 확인했다. 이에 대해서, 비교예 1(LC-A), 비교예 2(LC-B) 및 비교예 3(LC-C)의 γ₁/K₃₃은 크고, 실시예 1(LC-1)의 응답 속도보다 현저하게 느리고, 본 발명의 과제를 해결할 수 없는 것을 확인했다.

실시예 1(LC-1)의 액정 조성물을 99.7질량%에 대해서, 식 (RM-1)로 표시되는 중합성 화합물(단, 식 중, R^M1 및 R^M2는 메틸기를 나타낸다.)을 0.3질량% 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 조제하고, PSA형 액정 표시 소자를 제작했다. 그 결과, 배향 편차 등의 표시 불량이 없고, 고속 응답인 것을 확인했다. 또, PSA형 액정 표시 소자에 잔류되어 있는 중합성 화합물은 검출 하한 이하인 것을 확인했다. 프리틸트각의 변화를 확인한 바, 그 변화량은 거의 0[°]이었다. VHR(UV)은 94%로 높은 값이었다.

실시예 1(LC-1)의 액정 조성물을 99.7질량%에 대해서, 식 (RM-2)로 표시되는 중합성 화합물(단, 식 중, R^M1 및 R^M2는 메틸기를 나타낸다.)을 0.3질량% 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 조제하고, PSA형 액정 표시 소자를 제작했다. 그 결과, 배향 편차 등의 표시 불량이 없고, 고속 응답인 것을 확인했다. 또, PSA형 액정 표시 소자에 잔류되어 있는 중합성 화합물은 검출 하한 이하인 것을 확인했다. 프리틸트각의 변화를 확인한 바, 그 변화량은, 거의 0[°]이었다. VHR(UV)은 96%로 높은 값이었다.

실시예 1(LC-1)의 액정 조성물을 99.7질량%에 대해서, 식 (RM-4)로 표시되는 중합성 화합물(단, 식 중, R^M1 및 R^M2는 메틸기를 나타낸다.)을 0.3질량% 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 조제하고, PSA형 액정 표시 소자를 제작했다. 그 결과, 배향 편차 등의 표시 불량이 없고, 고속 응답인 것을 확인했다. 또, PSA형 액정 표시 소자에 잔류되어 있는 중합성 화합물은 검출 하한 이하인 것을 확인했다. 프리틸트각의 변화를 확인한 바, 그 변화량은 거의 0[°]이었다. VHR(UV)은 95%로 높은 값이었다.

또한, PSA형 액정 표시 소자는 조사 조건 1에서 자외선을 조사하고, 또한 조사 조건 2에서 자외선을 조사했다. 응답 속도의 측정 조건은, Von은 6V, Voff는 1V, 측정 온도는 25℃이고, 측정 기기는 AUTRONIC-MELCHERS사의 DMS703를 이용했다.

비교예 4(LC-D), 비교예 5(LC-E) 및 비교예 6(LC-F)의 액정 조성물을 조제하고, 그 물성치를 측정했다. 액정 조성물의 구성과 그 물성치의 결과는 표 2와 같았다.

비교예 4(LC-D)는 T_ni가 높고, Δn이 크고, Δε이 음이며, γ₁이 작고, K₃₃이 크고, γ₁/K₃₃이 작지만, VHR(UV)이 86%로 현저하게 낮았다. 이것을 이용한 액정 표시 소자는 VHR(UV)이 낮은 것에 기인하는 표시 불량이 확인되었다.

비교예 5(LC-E)는 γ₁/K₃₃이 실시예 1(LC-1)보다 크고, VHR(UV)이 84%로 현저하게 낮았다. 이것을 이용한 액정 표시 소자는 VHR(UV)이 낮은 것에 기인하는 표시 불량이 확인되었다. 비교예 6(LC-F)은 γ₁/K₃₃이 작지만, VHR(UV)이 77%로 현저하게 낮았다. 이것을 이용한 액정 표시 소자는 VHR(UV)이 낮은 것에 기인하는 표시 불량이 확인되었다.

비교예 4(LC-D)의 액정 조성물을 99.7질량%에 대해서, 식 (RM-1)로 표시되는 중합성 화합물(단, 식 중, R^M1 및 R^M2는 메틸기를 나타낸다.)을 0.3질량% 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 조제하고, PSA형 액정 표시 소자를 제작했다. 그 결과, 배향 편차 등의 표시 불량이 조금 발생하고, 고속 응답인 것을 확인했다. 또, PSA형 액정 표시 소자에 잔류되어 있는 중합성 화합물은 130ppm인 것을 확인했다. VHR(UV)은 89%로 낮은 값이었다.

비교예 5(LC-E)의 액정 조성물을 99.7질량%에 대해서, 식 (RM-1)로 표시되는 중합성 화합물(단, 식 중, R^M1 및 R^M2는 메틸기를 나타낸다.)을 0.3질량% 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 조제하고, PSA형 액정 표시 소자를 제작했다. 그 결과, 배향 편차 등의 표시 불량이 조금 발생하고, 고속 응답인 것을 확인했다. 또, PSA형 액정 표시 소자에 잔류되어 있는 중합성 화합물은 150ppm인 것을 확인했다. VHR(UV)은 88%로 낮은 값이었다.

비교예 6(LC-F)의 액정 조성물을 99.7질량%에 대해서, 식 (RM-1)로 표시되는 중합성 화합물(단, 식 중, R^M1 및 R^M2는 메틸기를 나타낸다.)을 0.3질량% 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 조제하고, PSA형 액정 표시 소자를 제작했다. 그 결과, 배향 편차 등의 표시 불량이 조금 발생하고, 고속 응답인 것을 확인했다. 또, PSA형 액정 표시 소자에 잔류되어 있는 중합성 화합물은 230ppm인 것을 확인했다. VHR(UV)은 82%로 낮은 값이었다.

비교예 4(LC-D), 비교예 5(LC-E) 및 비교예 6(LC-F)의 프리틸트각의 변화를 측정한 바, 0.5[°] 이상 변화하고 있고, 실시예보다 현저하게 뒤떨어져 있고, 표시 불량 중 하나인 소부를 확인했다.

실시예 2(LC-2)의 액정 조성물을 조제하고, 그 물성치를 측정했다. 액정 조성물의 구성과 그 물성치의 결과는 표 3과 같았다.

실시예 2(LC-2)는 T_ni가 높고, Δn이 크고, Δε이 음이며, γ₁이 작고, K₃₃이 크고, γ₁/K₃₃이 작고, 이 액정 조성물을 이용한 VA형의 액정 표시 소자를 제작한 바, 충분히 빠른 응답 속도인 것, VHR(UV)이 94%라는 매우 높은 값인 것을 확인했다.

실시예 2(LC-2)의 액정 조성물을 99.6질량%에 대해서, 식 (RM-1)로 표시되는 중합성 화합물(단, 식 중, R^M1 및 R^M2는 메틸기를 나타낸다.)을 0.4질량% 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 조제하고, PSA형 액정 표시 소자를 제작했다. 그 결과, 배향 편차 등의 표시 불량이 없고, 고속 응답인 것, VHR이 충분히 높은 것을 확인했다. VHR(UV)은 95%였다. 또, PSA형 액정 표시 소자에 잔류되어 있는 중합성 화합물은 HPLC 분석 장치에 의해 검출 하한 이하인 것을 확인했다.

실시예 2(LC-2)의 액정 조성물을 99.6질량%에 대해서, 식 (RM-2)로 표시되는 중합성 화합물(단, 식 중, R^M1 및 R^M2는 메틸기를 나타낸다.)을 0.4질량% 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 조제하고, PSA형 액정 표시 소자를 제작했다. 그 결과, 배향 편차 등의 표시 불량이 없고, 고속 응답인 것, VHR이 충분히 높은 것을 확인했다. VHR(UV)은 96%였다. 또, PSA형 액정 표시 소자에 잔류되어 있는 중합성 화합물은 HPLC 분석 장치에 의해 검출 하한 이하인 것을 확인했다.

또한, PSA형 액정 표시 소자는 조사 조건 1에서 자외선을 조사하고, 또한 조사 조건 2에서 자외선을 조사하여 제작했다.

실시예 3(LC-3)의 액정 조성물을 조제하고, 그 물성치를 측정했다. 액정 조성물의 구성과 그 물성치의 결과는 표 4와 같았다.

실시예 3(LC-3)은 T_ni가 높고, Δ_n이 매우 크고, Δε이 음이며, γ₁이 작고, K₃₃이 크고, γ₁/K₃₃이 작고, 이 액정 조성물을 이용한 VA형의 액정 표시 소자를 제작한 바, 매우 빠른 응답 속도인 것, VHR(UV)이 95%라는 매우 높은 값인 것을 확인했다. 실시예 3(LC-3)의 액정 조성물을 99.65질량%에 대해서, 식 (RM-1)로 표시되는 중합성 화합물(단, 식 중, R^M1 및 R^M2는 메틸기를 나타낸다.)을 0.35질량% 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 조제하고, PSA형 액정 표시 소자를 제작했다. 그 결과, 배향 편차 등의 표시 불량이 없고, 고속 응답인 것, VHR이 충분히 높은 것을 확인했다. VHR(UV)은 96%였다. 또, PSA형 액정 표시 소자에 잔류되어 있는 중합성 화합물은 HPLC 분석 장치에 의해 검출 하한 이하인 것을 확인했다. 또한, PSA형 액정 표시 소자는 조사 조건 1에서 자외선을 조사하고, 또한 조사 조건 2에서 자외선을 조사했다.

실시예 3(LC-3)의 액정 조성물을 99.65질량%에 대해서, 식 (RM-2)로 표시되는 중합성 화합물(단, 식 중, R^M1 및 R^M2는 메틸기를 나타낸다.)을 0.35질량% 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 조제하고, PSA형 액정 표시 소자를 제작했다. 그 결과, 배향 편차 등의 표시 불량이 없고, 고속 응답인 것, VHR이 충분히 높은 것을 확인했다. VHR(UV)은 97%였다. 또, PSA형 액정 표시 소자에 잔류되어 있는 중합성 화합물은 검출 하한 이하인 것을 확인했다. 프리틸트각의 변화를 확인한 바, 그 변화량은 거의 0[°]이었다.

실시예 3(LC-3)의 액정 조성물을 99.65질량%에 대해서, 식 (RM-4)로 표시되는 중합성 화합물(단, 식 중, R^M1 및 R^M2는 메틸기를 나타낸다.)을 0.35질량% 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 조제하고, PSA형 액정 표시 소자를 제작했다. 그 결과, 배향 편차 등의 표시 불량이 없고, 고속 응답으로, 잔류되어 있는 중합성 화합물은 검출 하한 이하이며, 프리틸트각의 변화는 거의 0[°]이었다. VHR(UV)은 96%였다.

Claims

식 (B31)의 화합물 및 식 (CB31)의 화합물

을 함유하는 유전율 이방성이 음인, 액정 조성물.
청구항 1에 있어서,
일반식 (N-01), 일반식 (N-02), 일반식 (N-03) 및 일반식 (N-04)

(식 중, R²¹ 및 R²²는, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 내지 8의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 8의 알콕시기, 탄소 원자수 2 내지 8의 알케닐기, 탄소 원자수 2 내지 8의 알케닐옥시기를 나타내고, 상기 기 중의 1개 또는 비인접한 2개 이상의 -CH₂-는 각각 독립적으로 -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해 치환되어 있어도 되고, Z¹은, 각각 독립적으로, 단결합, -CH₂CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -COO-, -OCO-, -OCF₂-, -CF₂O-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-를 나타내고, m은, 각각 독립적으로, 1 또는 2를 나타낸다.)로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는, 액정 조성물.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
일반식 (NU-01) 내지 일반식 (NU-06)

(식 중, R^NU11, R^NU12, R^NU21, R^NU22, R^NU31, R^NU41, R^NU42, R^NU51, R^NU61 및 R^NU62는, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 내지 8의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 8의 알콕시기, 탄소 원자수 2 내지 8의 알케닐기, 탄소 원자수 2 내지 8의 알케닐옥시기를 나타내고, 상기 기 중의 1개 또는 비인접한 2개 이상의 -CH₂-는 각각 독립적으로 -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해 치환되어 있어도 되고, R^NU32 및 R^NU52는, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 2 내지 8의 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 8의 알콕시기, 탄소 원자수 2 내지 8의 알케닐기, 탄소 원자수 2 내지 8의 알케닐옥시기를 나타내고, 상기 기 중의 1개 또는 비인접한 2개 이상의 -CH₂-는 각각 독립적으로 -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해 치환되어 있어도 된다.)으로 표시되는 화합물군으로부터 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는, 액정 조성물.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
알케닐기를 갖는 화합물의 함유량의 합계가 0질량% 내지 5질량%인, 액정 조성물.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
테르페닐 구조 또는 테트라페닐 구조를 가지며, 유전율 이방성 Δε이 ＋2보다 큰 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는, 액정 조성물.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
식 (B31), 식 (CB31), 일반식 (N-01), 일반식 (N-02), 일반식 (N-03), 일반식 (N-04), 일반식 (N-05), 일반식 (N-06), 일반식 (NU-01), 일반식 (NU-02), 일반식 (NU-03), 일반식 (NU-04), 일반식 (NU-05) 및 일반식 (NU-06)으로 표시되는 화합물로부터 선택되는 화합물의 함유량의 합계가 95질량% 내지 100질량%인, 액정 조성물.

(식 중, R²¹ 및 R²²는 상술한 것과 같은 의미를 나타낸다.)

(식 중, R²¹ 및 R²²는 상술한 것과 같은 의미를 나타낸다.)
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
일반식 (RM)

(식 중, R¹⁰¹, R¹⁰², R¹⁰³, R¹⁰⁴, R¹⁰⁵, R¹⁰⁶, R¹⁰⁷ 및 R¹⁰⁸은, 각각 독립적으로, P¹³-S¹³-, 불소 원자로 치환되어도 되는 탄소 원자수 1 내지 18의 알킬기, 불소 원자로 치환되어도 되는 탄소 원자수 1 내지 18의 알콕시기, 불소 원자 또는 수소 원자 중 어느 하나를 나타내고, P¹¹, P¹² 및 P¹³은, 각각 독립적으로, 식 (Re-1) 내지 식 (Re-9)

를 나타내고, R¹¹, R¹², R¹³, R¹⁴ 및 R¹⁵는, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기, 불소 원자 또는 수소 원자 중 어느 하나를 나타내고, m^r5, m^r7, n^r5 및 n^r7은, 각각 독립적으로, 0, 1, 또는 2를 나타내고, S¹¹, S¹² 및 S¹³은, 각각 독립적으로, 단결합 또는 탄소 원자수 1~15의 알킬렌기를 나타내고, 상기 알킬렌기 중의 1개의 -CH₂- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-는, 산소 원자가 직접 인접하지 않도록, -O-, -OCO- 또는 -COO-로 치환되어도 되고, P¹³ 및 S¹³이 복수 존재하는 경우는, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는, 액정 조성물.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물을 이용한, 액정 표시 소자.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 한에 기재된 액정 조성물을 이용한, 액티브 매트릭스 구동용 액정 표시 소자.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물을 이용한, VA형, PSA형, PSVA형, PS-IPS형 또는 PS-FFS형의 액정 표시 소자.