KR20190131484A

KR20190131484A - 액정 표시 소자의 제조 방법

Info

Publication number: KR20190131484A
Application number: KR1020197026010A
Authority: KR
Inventors: 마리나 고토; 유이치 이노우에
Original assignee: 디아이씨 가부시끼가이샤
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2018-03-22
Publication date: 2019-11-26
Also published as: WO2018180850A1; JP6573145B2; CN110383158A; TWI755503B; JP2019204096A; JP7092094B2; CN110383158B; JPWO2018180850A1; TW201841025A

Abstract

기판 상에 첨착된 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 300∼400㎚에 피크를 갖는 광을 조사하는 광 조사 공정을 별개 독립적으로 1∼n회 구비한 액정 표시 소자의 제조 방법으로서, 상기의 1∼n회의 광 조사 공정 중 k회째의 광 조사 공정(S_k)의 광 조사 조건하에서 상기 중합성 화합물을 0.3질량％ 함유하는 액정 조성물에 대해 5분간 광을 조사한 후의 상기 중합성 화합물의 농도(C_k)와, 0.3질량％와의 농도차의 단위분당 농도 변화량 V_k가, 식 (1)로 공정마다 표시되는 경우, 식 (2)로 표시되는 전광 조사 공정(ΣS_k)에 있어서의 상기 중합성 화합물의 평균 반응 속도 V_ave를 0.030∼0.048(질량％/분)로 제어하는 것을 특징으로 하는, 액정 표시 소자의 제조 방법을 제공한다.

Description

액정 표시 소자의 제조 방법

본 발명은 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물을 사용한 액정 표시 소자의 제조 방법에 관한 것이다.

PSA(Polymer Sustained Alignment)형 액정 표시 장치는, 액정 분자의 프리틸트각을 제어하기 위해서 셀 내에 폴리머 구조물을 형성한 구조를 갖는 것이고, 고속 응답성이나 높은 콘트라스트로부터 액정 표시 소자로서 개발이 진행되고 있다.

PSA형 액정 표시 소자의 제조는, 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물을 기판 사이에 주입하고, 전압을 인가하여 액정 분자를 배향시킨 상태에서 자외선을 조사하고, 중합성 화합물을 중합시켜 형성한 폴리머 구조물에 의해 액정 분자의 프리틸트각을 제어함으로써 액정 분자의 배향을 고정시키는 방법이 사용된다(특허문헌 1).

이와 같은 PSA형 액정 표시 소자에서는, 프리틸트각을 생성하기 위해서 사용된 중합성 화합물이, 중합 공정 후에도 미중합물로서 디스플레이 내에 잔존하면 낮은 VHR(전압 유지율)의 값을 나타내는 액정 표시 소자가 되어, 번인 등의 표시 불량을 발생하는 경우가 있기 때문에, 미중합물이 잔존하지 않거나 또는 잔존하기 어려운 중합성 화합물 등이 개발되고 있다(특허문헌 1, 2).

구체적으로는, 특허문헌 1에 의하면, 1쌍의 투명 전극 사이에 전압을 인가하면서, 1개 이상의 고리 구조 혹은 축환 구조 및 그 고리 구조 혹은 축환 구조와 직접 결합하고 있는 2개의 관능기를 갖는 모노머를 중합하여 폴리머 구조물을 형성함으로써 번인을 저감시킬 수 있는 것이 기재되어 있다.

또, 특허문헌 2에 의하면, 라디칼 중합성 모노머는, 자외선 등의 광 조사에 의해 라디칼을 발생하고, 중합함으로써 폴리머 구조체를 형성하지만, 예를 들어, 라우릴아크릴레이트는 중합성기를 1개 밖에 갖지 않기 때문에, 중합 속도가 저하되어, 중합 말단인 중합성기에 발생한 라디칼이 불순물로서 액정층 중에 잔존하여, VHR을 저하시키는 원인이기 때문에, 고리형의 지방족 화합물 또는 방향족 화합물에 대해, 2개의 중합성기가 결합되어 형성된 화합물에, 추가로, 탄소수 12 이상의 탄화수소기가 결합되어 형성된 라디칼 중합성 모노머를 사용하면, 액정 분자를 배향시킬 수 있고, 또한 높은 VHR을 유지할 수 있는 것이 기재되어 있다.

일본 특허공개 2003-307720호 일본 특허공개 2016-6130호

상기의 특허문헌 1, 2에서는, 모두 중합 공정에서 사용하는 중합성 화합물의 구조에 착안한 기술이며, 예를 들어, 특허문헌 1에는, 액정 분자가 넘어지는 방향을 특정한 화학 구조의 중합성 화합물에 의해 규제함으로써 번인을 저감시키는 것이 기재되어 있지만, 미중합의 중합성 화합물에 의한 VHR의 저하나 그것에서 기인하는 표시 불량이라는 새로운 문제가 생긴다. 또, 특허문헌 2에서는, 중합 부위의 수가 1개이면 중합성 화합물의 중합 속도가 느려 VHR이 저하되지만, 중합 부위의 수가 2개이면 중합성 화합물의 중합 속도가 빨라져, 높은 VHR을 유지하는 것이 기재되어 있다. 중합성 화합물의 중합 속도는, 제품인 액정 표시 소자의 제조 공정의 단축화나 에너지 비용의 삭감에 영향을 미치기 때문에, 중합성 화합물의 중합 속도를 빠르게 한다는 요구가 있다. 그러나, PSA형 액정 표시 소자에 사용되는 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시키는 공정에 있어서, 중합성 화합물의 중합 속도가 빠르면 짧은 자외선 조사 시간으로 중합성 화합물의 잔류량이 적어지기 때문에, 특허문헌 2에 기재된 중합성 화합물 유래의 VHR의 저하는 저감시킬 수 있지만, 프리틸트각의 변화에서 기인하는 표시 불량이 일어나기 쉽다는 새로운 문제가 생긴다. 한편, 중합성 화합물의 중합 속도가 느리면, 중합성 화합물의 잔류량을 줄이기 위해, 긴 자외선 조사 시간이 필요하게 된다. 그 때문에, 중합시키는 공정에 있어서 강한 자외선을 장시간 조사하는 경우, 제조 장치의 대형화, 제조 효율의 저하를 초래하게 됨과 함께, 자외선에 의한 액정 조성물의 열화라는 새로운 문제가 생겨 버린다.

그래서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, PSA형 액정 표시 장치를 제작하는 제조 방법의 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 대해 광 조사하는 중합 공정에 있어서, 중합성 화합물을 바람직한 중합 속도로 실시함으로써, 프리틸트각의 변화에 의한 표시 불량이 없거나, 혹은 매우 적고, 또한 VHR의 저하나 그것에서 기인하는 표시 불량의 저감·억제하는 액정 표시 소자의 제조 방법의 제공을 목적으로 한다.

본 발명자들이 예의 검토한 결과, 중합성 화합물을 바람직한 중합 속도로 함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내어, 본원 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명의 액정 표시 소자의 제조 방법을 사용한 액정 표시 소자는, VHR의 저하를 억제·저감시키는 것이다.

본 발명의 액정 표시 소자의 제조 방법을 사용한 액정 표시 소자는, 프리틸트각의 변화에 의한 표시 불량이 없거나, 혹은 매우 적다.

본 발명의 액정 표시 소자의 제조 방법을 사용한 액정 표시 소자는, 중합성 화합물의 잔류량이 적고, 높은 전압 유지율(VHR)과, 고속 응답을 나타내고, 배향 불량이나 번인과 같은 표시 불량이 없거나 또는 억제된, 우수한 표시 품위를 나타낸다.

본 발명의 액정 표시 소자의 제조 방법을 사용한 액정 표시 소자는, 자외선의 조사 시간이 적당히 짧고, 에너지 비용의 최적화 및 삭감에 의해 용이하게 생산 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 전압 유지율 VHR과 광 조사 시간의 관계를 나타내는 그래프이다.

본 발명의 첫 번째는, 기판 상에 첨착(添着)된 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 300∼400㎚에 피크를 갖는 광을 조사하는 광 조사 공정을 별개 독립적으로 1∼n회 구비한 액정 표시 소자의 제조 방법으로서,

상기의 1∼n회의 광 조사 공정 중 k회째의 광 조사 공정(S_k)의 광 조사 조건하에서 상기 중합성 화합물을 0.3질량％ 함유하는 액정 조성물에 대해 5분간 광을 조사한 후의 상기 중합성 화합물의 농도(C_k)와, 0.3질량％와의 농도차의 단위분당 농도 변화량 V_k가, 이하의 식 (1)로 공정마다 표시되는 경우, 이하의 식 (2)로 표시되는 전광(全光) 조사 공정(ΣS_k)에 있어서의 상기 중합성 화합물의 평균 반응 속도 V_ave를 0.030∼0.048(질량％/분)로 제어하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조 방법이다.

(상기 식 (1) 중, C_k는 중합성 화합물을 0.3질량％ 함유하는 액정 조성물에 대해 k회째의 광 조사 공정(S_k)에 있어서의 광 조사 조건하에서 5분간 광을 조사한 후의 액정 조성물에 포함되는 상기 중합성 화합물의 농도(질량％)를 나타내고, 상기 식 (2) 중, V_k는 상기 식 (1)로 표시되고, t_k는 k회째의 광 조사 공정에 있어서의 중합성 화합물에 광을 조사하는 광 조사 시간(분)을 나타낸다.)

이로써, 본 발명의 액정 표시 소자의 제조 방법을 사용한 액정 표시 소자는, VHR의 저하를 억제·저감시키고, 프리틸트각의 변화에 의한 표시 불량이 없거나, 혹은 매우 줄일 수 있다.

일반적으로 액정 표시 소자의 제조 방법은, 액정 조성물을 진공 주입에 의해 1쌍의 (전극) 기판 사이에 충전하는 방법(이른바 진공 주입법)과, 1쌍의 (전극) 중 적어도 일방의 (전극) 기판 상에 액정 조성물을 적하하는 방법(이른바 ODF법)으로 대별된다. 본 발명에 관련된 액정 표시 소자의 제조 방법을 전자의 진공 주입법으로 실시하는 경우, 필요에 의해 배향막이 설치된 1쌍의 (전극) 기판을 구비한 액정 셀을 제작하는 액정 셀 작성 공정과, 상기 액정 셀 내에 진공 주입에 의해 상기 (전극) 기판 상에 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물을 첨착시켜 충전하는 주입 공정과, 상기 (전극) 기판 상에 첨착된 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 300∼400㎚에 피크를 갖는 광을 조사하는 광 조사 공정과, 편광판을 접합하는 공정을 갖는 것이 바람직하다. 상기 제조 방법에 있어서, 필요에 의해 주입 공정 후, 광 조사 공정을 실시하기 전에, 액정 조성물이 충전한 액정 셀을 60∼130℃의 조건으로 어닐해도 된다. 또, 상기 광 조사 공정은 1회 이상 실시하고, 전압을 인가한 상태에서 광 조사 공정을 1회 이상 실시하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 액정 표시 소자의 제조 방법을 후자의 ODF법으로 실시하는 경우, 필요에 의해 배향막이 설치된 (전극) 기판을 1쌍 제작하는 (전극) 기판 작성 공정과, 적어도 일방의 상기 (전극) 기판의 편면의 외주부에, 접합용 시일제에 의해 접합용 영역이 전체 둘레에 걸쳐 묘사되는 공정과, 상기 (전극) 기판의 편면의 상기 접합용 영역의 내측에 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물을 첨착시킨 후, 타방의 (전극) 기판과 접합하여 상기 접합용 시일제를 경화시키는 공정과, 상기 (전극) 기판 상에 첨착된 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 300∼400㎚에 피크를 갖는 광을 조사하는 광 조사 공정과, 편광판을 접합하는 공정을 갖는 것이 바람직하다. 또, 상기 광 조사 공정은, 1회 이상 실시하고, 전압을 인가한 상태에서 광 조사 공정을 1회 이상 실시하는 것이 바람직하다.

상기 접합용 시일제는, UV 또는 열로 경화되는 수지에 의해 경화되는 것이 바람직하고, 공지된 열 경화형의 시일제를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 기판 상에 첨착된 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 300∼400㎚에 피크를 갖는 광을 조사하는 광 조사 공정은, 1∼n회 실시하고, 바람직하게는 1∼5회, 보다 바람직하게는 1∼4회, 더욱 바람직하게는 1∼3회, 특히 바람직하게는 1∼2회 실시한다.

광 조사 공정을 1∼n회 실시함으로써, VHR의 저하의 원인이 되는 잔존 모노머량의 저감과 원하는 프리틸트각을 형성할 수 있다.

본 발명에 관련된 제조 방법에 있어서, 1∼n회 실시하는 기판 상에 첨착된 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 300∼400㎚에 피크를 갖는 광을 조사하는 광 조사 공정은, 각각 별개 독립적이며, 예를 들어, 1∼n회 중 k회째(1≤k≤n)의 광 조사 공정을 S_k로 하고, 1∼n회 중 f회째(1≤f≤n, k≠f)의 광 조사 공정을 S_f로 하는 경우, k회째의 광 조사 공정(S_k)에 있어서의 조사 조건(조사하는 광의 파장, 적산 광량 또는 조도, 분위기 등)은, f회째의 광 조사 공정(S_f)에 있어서의 조사 조건(조사하는 광의 파장, 적산 광량 또는 조도, 분위기 등)과 동일해도 되고 상이해도 된다. 또, 광 조사 공정을 1회 실시하는 경우에는, 당연히 1회의 조사 조건은 독립되어 있다.

본 발명에 관련된 식 (1)은, 어느 광 조사 공정의 광 조사 조건하에 있어서, 중합성 화합물을 0.3질량％ 함유하는 액정 조성물에 대해 5분간 광을 조사한 후의 상기 중합성 화합물의 농도(C_k)와, 0.3질량％와의 농도차의 단위분당 농도 변화량을 나타내는 것이므로, 농도 변화량(V_k)은 이른바 상기 어느 광 조사 공정의 광 조사 조건하에 있어서의 중합성 화합물의 반응성을 나타내는 지표를 설정하고 있는 것이다. 환언하면, 당해 어느 광 조사 공정의 광 조사 조건하에 있어서의 중합성 화합물의 반응성을 나타내는 지표를 산출하기 위해, 액정 조성물에 포함되는 중합성 화합물의 농도를 0.3질량％(=기준 농도로 설정)로 하고, 5분간의 광 조사 시간을 기준으로 했을 경우의 변화율을 설정한 것이다. 예를 들어, 중합성 화합물이 0.2질량％ 포함하는 액정 조성물에 대해 20℃에서 300∼400㎚에 피크를 갖는 광을 조사하는 광 조사 공정을 1∼n회 실시하는 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서 V_k를 측정하는 경우, 당해 중합성 화합물이 0.3질량％ 포함하는 액정 조성물을 조제하고, 상기 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 1∼k개의 1쌍의 (전극) 기판 사이에 충전한 후, 1∼k개의 상기 중합성 화합물 함유 액정 조성물이 충전된 1쌍의 (전극) 기판 각각에 대해 20℃에서의 광 조사 공정(S₁)∼(S_k)에 있어서의 광 조사 조건하와 동일한 조건하에서 5분 후의 각각의 액정 조성물에 포함되는 중합성 화합물의 농도를 C₁, C₂···C_k를 측정하고, 그에 대응하는 V₁, V₂···V_k를 산출한다. 동일하게, 예를 들어, 중합성 화합물이 0.4질량％ 포함하는 액정 조성물에 대해 25℃에서 300∼400㎚에 피크를 갖는 광을 조사하는 광 조사 공정을 1∼n회 실시하는 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서 V_k를 측정하는 경우, 당해 중합성 화합물이 0.3질량％ 포함하는 액정 조성물을 조제하고, 상기 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 1∼k개의 1쌍의 (전극) 기판 사이에 충전한 후, 1∼k개의 상기 중합성 화합물 함유 액정 조성물이 충전된 1쌍의 (전극) 기판 각각에 대해 25℃에서의 광 조사 공정(S₁)∼(S_k)에 있어서의 광 조사 조건하와 동일한 조건하에서 5분 후의 각각의 액정 조성물에 포함되는 중합성 화합물의 농도를 C₁, C₂···C_k를 측정하고, 그에 대응하는 V₁, V₂···V_k를 산출한다. 또, V_k를 측정할 때의 중합성 화합물의 온도(또는 V_k를 측정하는 공정의 분위기의 온도)는, 각 광 조사 공정(S_k)에 있어서의 광 조사시의 중합성 화합물의 온도(또는 대응하는 광 조사 공정(S_k)에 있어서의 분위기의 온도)와 동일한 것이 바람직하다.

상기 V_k를 측정할 때의 조사 조건(액정 셀 (1쌍의 (전극) 기판), 조사하는 광의 파장, 적산 광량 또는 조도, 분위기)은, 실제의 각 광 조사 공정(S_k)에 있어서의 조사 조건(액정 셀 (1쌍의 (전극) 기판), 조사하는 광의 파장, 적산 광량 또는 조도, 분위기)과 동일한 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 식 (2)에 있어서, 각 광 조사 공정(S_k)의 광 조사 조건하에 있어서의 중합성 화합물의 농도 변화율과 당해 각 광 조사 공정에 있어서의 조사 시간의 곱은, 각 광 조사 공정에 있어서의 겉보기의 감소한 중합성 화합물의 농도를 나타내고, 그 농도의 전체 공정에 있어서의 총합은, 전광 조사 공정에 있어서의 "겉보기"의 감소한 중합성 화합물의 전체 농도를 나타내고, 당해 전광 조사 공정에 있어서의 "겉보기"의 감소한 중합성 화합물의 농도를 전광 조사 시간으로 나누면 전광 조사 공정에 있어서의 "겉보기"의 중합성 화합물의 반응 속도가 표시된다. 따라서, 본 발명에 관련된 평균 반응 속도 V_ave는, 전광 조사 공정에 있어서의 "겉보기"의 중합성 화합물의 반응 속도가 표시된다. 그 때문에, 당해 평균 반응 속도 V_ave를 특정한 범위로 제어함으로써, 프리틸트각의 변화에 의한 표시 불량이 없거나, 혹은 매우 적고, 또한 VHR의 저하나 그것에서 기인하는 표시 불량을 저감·억제하는 액정 표시 소자의 제조 방법을 제공할 수 있다.

본 발명에 관련된 평균 반응 속도 V_ave(질량％/분)의 하한값은, 0.030 이상, 0.031 이상, 0.032 이상, 0.033 이상, 0.034 이상인 것이 바람직하고, 본 발명에 관련된 평균 반응 속도 V_ave의 상한값은, 0.048 이하, 0.047 이하, 0.046 이하, 0.045 이하, 0.044 이하, 0.043 이하인 것이 바람직하다. 또, 본 발명에 관련된 평균 반응 속도 V_ave는, 0.030∼0.048이 바람직하고, 0.032∼0.048이 보다 바람직하고, 0.032∼0.047이 더욱 바람직하고, 0.032∼0.045가 보다 더 바람직하고, 0.033∼0.045가 더욱 더 바람직하고, 0.033∼0.045가 특히 바람직하다.

본 발명에 관련된 평균 반응 속도 V_ave의 하한값이 0.030 이면, 장시간의 광 조사에 의한 VHR의 저하가 일어나기 어렵다는 장점이 있고, 상한값이 0.048이면, 프리틸트각의 변화에 의한 번인이 일어나기 어렵다는 장점이 있다.

본 발명에 관련된 광 조사 공정(S_k)에 있어서의 광 조사 조건은, 조사하는 광이 갖는 피크의 파장 및/또는 조사하는 광의 조도를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 중합성 화합물에 조사하는 광은, 300∼400㎚에 피크를 갖는 광이고, 자외광이 바람직하다. 본 발명에 관련된 광 조사 공정(S_k)에 있어서 사용하는 광은, 313㎚ 근방에 피크를 갖거나 또는 365㎚ 근방에 피크를 갖는 것이 바람직하고, 313㎚ 근방에 피크를 갖는 및 365㎚ 근방에 피크를 갖는 것이 보다 바람직하고, 313㎚ 근방에 피크를 갖는 것이 특히 바람직하다. 313㎚ 근방에 피크를 가지면, 중합성 화합물의 반응 속도가 빨라지기 때문에, 광 조사 시간이 짧게 되어, 긴 광 조사에 의한 VHR 저하가 일어나기 어렵다는 장점이 있다. 또, 필요에 의해 공지된 컷필터로 특정한 파장이나 특정한 파장 이하의 광을 컷트해도 된다. 본 발명에 관련된 광 조사에 있어서, 300∼350㎚의 범위 이하의 광을 컷트하는 것이 바람직하고, 예를 들어, 320㎚ 이하의 광을 컷트, 325㎚ 이하의 광을 컷트하는 양태를 들 수 있다.

이로써, 중합성 화합물의 반응 속도를 조정하기 쉽다는 장점이 있다.

본 발명에 관련된 광 조사 공정(S_k)에 있어서 조사하는 300∼400㎚에 피크를 갖는 광의 조도의 하한값은, 10㎽/㎠인 것이 바람직하고, 20㎽/㎠인 것이 보다 바람직하고, 30㎽/㎠가 더욱 바람직하다. 상기 조사하는 광의 조도의 상한값은, 1500㎽/㎠인 것이 바람직하고, 1000㎽/㎠인 것이 보다 바람직하고, 800㎽/㎠가 더욱 바람직하다.

본 발명에 관련된 광 조사 공정(S_k)에 있어서, 313㎚ 근방에 피크를 갖는 및/또는 365㎚ 근방에 피크를 갖는 광을 조사하는 광 조사 조건의 경우, 본 발명에 관련된 광 조사 공정(S_k)에 있어서의 조사하는 광(313㎚)의 조도의 하한값은, 0.1㎽/㎠인 것이 바람직하고, 0.3㎽/㎠인 것이 보다 바람직하고, 2㎽/㎠가 더욱 바람직하다. 상기 조사하는 광(313㎚)의 조도의 상한값은, 30㎽/㎠인 것이 바람직하고, 25㎽/㎠인 것이 보다 바람직하고, 20㎽/㎠가 더욱 바람직하다.

조사하는 광(313㎚)의 조도의 하한값이 2㎽/㎠이면, 중합성 화합물의 평균 반응 속도를 0.030∼0.048의 범위로 제어할 수 있는 관점에서 바람직하다. 사용하는 자외선의 조도의 상한값이 20㎽/㎠이면, 광 중합성 화합물의 평균 반응 속도를 0.030∼0.048의 범위로 제어할 수 있는 관점에서 바람직하다.

본 발명에 관련된 광 조사 공정(S_k)에 있어서, 313㎚ 근방에 피크를 갖는 및/또는 365㎚ 근방에 피크를 갖는 광을 조사하는 광 조사 조건의 경우, 본 발명에 관련된 광 조사 공정(S_k)에 있어서의 조사하는 광(365㎚)의 조도의 하한값은, 0.1㎽/㎠인 것이 바람직하고 0.5㎽/㎠인 것이 보다 바람직하고, 1㎽/㎠가 더욱 바람직하다. 상기 조사하는 광(365㎚)의 조도의 상한값은, 150㎽/㎠인 것이 바람직하고, 130㎽/㎠인 것이 보다 바람직하고, 120㎽/㎠가 더욱 바람직하다.

조사하는 광(365㎚)의 조도의 하한값이 1㎽/㎠이면, 중합성 화합물의 평균 반응 속도를 0.030∼0.048의 범위로 제어할 수 있는 관점에서 바람직하다. 사용하는 자외선의 조도의 상한값이 120㎽/㎠이면, 광 중합성 화합물의 평균 반응 속도를 0.030∼0.048의 범위로 제어할 수 있는 관점에서 바람직하다.

본 발명에 관련된 조사하는 광의 조도의 측정 방법은 특별히 제한되지 않고, 공지된 방법이나 장치로 실시할 수 있지만, 본 명세서에 있어서의 조사하는 광의 조도의 측정 방법에는, 313㎚의 조도에 우시오 전기 제조 UVD-S313을, 365㎚의 조도에 우시오 전기 제조 UVD-S365를 사용하고 있다.

본 발명에 관련된 광 조사 공정(S_k)에 있어서의 광의 조사 시간(t_k)은, 광 조사 공정의 횟수 등으로 적절히 정해지지만, 0.5∼100분인 것이 바람직하다. 상기 광 조사 공정에 있어서의 조사 시간의 하한값은, 0.5분인 것이 보다 바람직하고, 1분인 것이 더욱 바람직하고, 1.5분인 것이 특히 바람직하다. 상기 자외선의 조사 시간의 상한값은, 60분인 것이 보다 바람직하고, 50분인 것이 더욱 바람직하고, 45분인 것이 특히 바람직하다.

중합시키는 공정에 있어서 강한 자외선을 장시간 조사하는 경우, 제조 장치의 대형화, 제조 효율의 저하를 초래하게 됨과 함께, 자외선에 의한 액정 조성물의 열화 등이 생겨 버린다. 한편, 자외선의 조사 시간을 짧게 하면, 잔존한 중합성 화합물에 의해 생기는 표시 불량의 하나인 번인의 발생을 피할 수 없다. 광 조사 공정이 상기의 조건이면, 후술에도 설명하지만, 조성물 전체에 있어서의 미반응의 중합성 화합물을 억지로 잔존시키고, 추가로 광 조사 공정을 실시함으로써 잔존한 미반응의 중합성 화합물을 사용할 수 있다.

본 발명에 관련된 전광 조사 공정(ΣS_k)에 있어서의 광의 조사 시간(Σt_k)은, 광 조사 공정의 횟수 등으로 적절히 정해지지만, 5∼100분인 것이 바람직하다. 상기 광 조사 공정에 있어서의 조사 시간의 하한값은, 5분인 것이 보다 바람직하고, 10분인 것이 더욱 바람직하고, 15분인 것이 특히 바람직하다. 상기 자외선의 조사 시간의 상한값은, 분인 것이 보다 바람직하고, 70분인 것이 더욱 바람직하고, 60분인 것이 특히 바람직하다.

본 발명에 관련된 광 조사 공정(S_k)에 있어서의 분위기의 온도 범위는, 19℃∼63℃인 것이 바람직하고, 20℃∼50℃인 것이 보다 바람직하다. 또, 광 조사 공정(S_k)에 대응하는 농도 변화율(V_k)의 산출에 있어서의 분위기의 온도와, 당해 광 조사 공정(S_k)에 있어서의 분위기의 온도는 동일한 것이 바람직하다. 즉, 액정 조성물에 포함되는 중합성 화합물의 기준 농도 0.3질량％로부터 5분 후의 감소한 농도(V_k+1)의 산출시의 분위기(또는 중합성 화합물)의 온도와, V_k+1에 대응하는 광 조사 공정(S_k+1)의 분위기의 온도가 동일한 것이 바람직하다.

또한, 본 명세서의 자외선의 파장 영역은 200∼380㎚로 하고, 가시광의 파장 영역은 380∼780㎚로 한다.

본 발명에 관련된 광 조사 공정(S_k)은, 자외선을 사용하는 경우, 편광 광원을 사용해도 되고, 비편광 광원을 사용해도 되지만, 무편광의 자외선을 조사하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 광 조사 공정(S_k)에 있어서, 광 조사에 있어서의 분위기는 특별히 제한되지 않고, 대기 분위기여도 되고, 질소나 희가스 분위기하여도 된다.

본 발명에 관련된 광 조사 공정(S_k)에서 사용할 수 있는 조사 방식은 특별히 제한되지 않고 공지된 조사 방식을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 중합성 화합물에 조사하는 광을 발생시키는 램프로는, 저압 수은등, 메탈 할라이드 램프, 고압 수은 램프, 형광 UV 램프, 초고압 수은 램프, 케미컬 램프, LED 광원, 엑시머 레이저 발생 장치 등을 사용할 수 있고, j선(313㎚), i선(365㎚), h선(405㎚), g선(436㎚) 등의 300㎚ 이상 450㎚ 이하의 파장을 갖는 활성 광선을 바람직하게 사용할 수 있고, j선(313㎚)의 300㎚ 이상 400㎚ 이하의 파장을 갖는 활성 광선이 바람직하다.

또, 필요에 따라 장파장 컷필터, 단파장 컷필터, 밴드 패스 필터와 같은 분광 필터를 통해서 조사광을 조정해도 되고, 필요에 따라, 자외선을 컷트해서 사용해도 된다.

또한, 본 발명에 관련된 광 조사 공정(S_k)에 있어서 조사하는 자외선의 파장으로는, 상기의 300∼400㎚ 파장의 자외선을 포함하기만 하면 되고, 중합성 화합물의 흡수 파장역이 아닌 파장 영역의 자외선을 조사해도 된다. 조사하는 자외선 등의 활성 에너지선은, 복수의 스펙트럼을 갖는 것이 바람직하고, 복수의 스펙트럼을 갖는 자외선이 바람직하다. 복수의 스펙트럼을 갖는 활성 에너지선의 조사에 의해, 중합성 화합물은, 그 종류마다 적합한 스펙트럼(파장)의 활성 에너지선에 의해 중합하는 것이 가능해지고, 이 경우, 액정 분자의 배향 방향을 제어할 수 있는 중합체가 보다 효율적으로 형성된다.

본 발명의 액정 조성물에 포함되는 중합성 화합물을 중합시켜 액정의 양호한 배향 성능을 얻기 위해서는, 적당한 중합 속도가 바람직하기 때문에, 자외선과는 별도로, 전자선 등의 활성 에너지선을 단일 또는 병용 또는 차례로 조사함으로써 중합시키는 방법이어도 된다.

또, 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 2장의 기판 사이에 협지시킨 상태에서 자외선을 조사하는 경우(중합을 실시하는 경우)에는, 적어도 조사면측의 기판은 자외선에 대해 적당한 투명성이 부여되어 있는 것이 바람직하다. 또, 광 조사시에 마스크를 사용하여 특정한 부분만을 중합시킨 후, 전기장이나 자기장 등의 조건을 변화시킴으로써, 미중합 부분의 배향 상태를 변화시키고, 또한 자외선을 조사하여 중합시킨다는 수단을 사용해도 된다.

본 발명에 관련된 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 1∼n회의 광 조사 공정 중 적어도 1개의 광 조사 공정(S_k)에 있어서, 전압을 인가한 상태에서 광을 조사하는 것이 바람직하다.

중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 대해 전압을 인가한 상태에서 추가로 소정의 파장의 광을 조사함으로써, 잔존한 중합성 화합물 유래의 중합체에 의해 액정 분자의 안정적인 프리틸트각을 형성할 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 광 조사 공정(S_k)에 있어서 중합한 중합체에 의해 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물을 구성하는 액정 분자의 배향 방향을 기판에 대해 특정한 방향(예를 들어, 기판에 대해 수직 방향)으로 배향시키고, 필요에 의해 추가로 광 조사 공정에서 중합한 중합체에 의해 안정적인 프리틸트각을 형성함으로써, 액정 분자가 수직 배향으로 고정화될 수 있다. 이로써, 예를 들어 전압 ON시에 있어서의 액정 분자는, 피시본 구조의 외측으로부터 중심을 향하는 방향과 평행하게 배향하기 때문에, 멀티도메인의 액정 표시 소자를 제조할 수 있다.

본 발명에 관련된 광 조사 공정(S_k)에 있어서 자외선을 조사할 때에는, 교류 전압 또는 직류 전압을 인가하면서 자외선을 조사하는 것이 바람직하고, 교류 전압을 인가하면서 자외선을 조사하는 것이 보다 바람직하다.

상기 인가하는 교류 전압의 주파수의 하한값은, 주파수 10㎐인 것이 바람직하고, 주파수 60㎐인 것이 보다 바람직하다. 또 상기 인가하는 교류 전압의 주파수의 상한값은, 10㎑인 것이 바람직하고, 주파수 1㎑가 보다 바람직하다.

본 발명에 관련된 광 조사 공정(S_k)에 있어서 인가하는 전압의 크기는, 액정 표시 소자의 원하는 프리틸트각에 의존하여 선택된다. 요컨대, 인가하는 전압에 의해 액정 표시 소자의 프리틸트각을 제어할 수 있다. 상기 광 조사 공정(S_k)에 있어서 인가하는 전압의 크기의 하한값은, 바람직하게는 0.1V, 보다 바람직하게는 0.2V, 더욱 바람직하게는 0.5V이다. 상기 광 조사 공정에 있어서 인가하는 전압의 크기의 상한값은, 바람직하게는 30V, 보다 바람직하게는 20V, 더욱 바람직하게는 10V이다.

본 발명에 관련된 광 조사 공정(S_k)에 있어서 전압 인가시의 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물의 온도는, 실온에 가까운 온도, 바람직하게는 14∼62℃, 보다 바람직하게는 16∼55℃, 더욱 바람직하게는 18∼52℃에서 중합성 화합물 함유 액정 조성물에 전압을 인가하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 광 조사 공정에 있어서 전압 인가시의 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물은, 네마틱상 상태인 것이 바람직하다.

전압을 인가한 상태에서 자외선을 조사하기 때문에, 균일 배향의 관점에서 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물이 네마틱상인 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 관련된 액정 표시 소자의 제조법에 있어서의 바람직한 실시형태를 설명한다.

본 발명에 관련된 액정 표시 소자의 제조 방법의 일 형태는, 기판 상에 첨착된 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 300∼400㎚에 피크를 갖는 광을 조사하는 광 조사 공정을 1회 구비한 액정 표시 소자의 제조 방법으로서,

1회째의 광 조사 공정(S₁)의 광 조사 조건하에서 상기 중합성 화합물을 0.3질량％ 함유하는 액정 조성물에 대해 5분간 광을 조사한 후의 상기 중합성 화합물의 농도(C₁)와, 0.3질량％와의 농도차의 단위분당 농도 변화량 V₁이, 이하의 식 (1-1)로 표시되는 경우,

이하의 식 (2-1)로 표시되는 상기 1회째의 광 조사 공정(S₁)에 있어서의 상기 중합성 화합물의 평균 반응 속도 V_ave를 0.030∼0.048(질량％/분)로 제어하는 것이다.

(상기 식 (1-1) 중, C₁은, 1회째의 광 조사 공정(S₁)에 있어서의 광 조사 조건하에서의 5분 후의 액정 조성물에 포함되는 중합성 화합물의 농도(질량％)를 나타내고,

상기 식 (2-1) 중, V₁은, 상기 식 (1-1)로 표시되고, t₁은 1회째의 광 조사 공정(S₁)에 있어서의 중합성 화합물에 광을 조사하는 광 조사 시간(분)을 나타낸다.)

광 조사 공정을 1회 실시하는 경우, 1회의 조사 공정으로 원하는 프리틸트각을 형성할 수 있어 공정수를 생략할 수 있고, 또 사용하는 광의 조사 장치가 1개이면 된다는 장점이 있다.

본 발명에 관련된 광 조사 공정(S₁)에 있어서 광, 바람직하게는 자외선을 조사할 때에는, 교류 전압 또는 직류 전압을 인가하면서 자외선을 조사하는 것이 바람직하고, 교류 전압을 인가하면서 광(자외선)을 조사하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 관련된 광 조사 공정(S₁)에 있어서 인가하는 전압의 크기는, 액정 표시 소자의 원하는 프리틸트각에 의존하여 선택된다. 요컨대, 인가하는 전압에 의해 액정 표시 소자의 프리틸트각을 제어할 수 있다. 상기 광 조사 공정(S₁)에 있어서 인가하는 전압의 크기의 하한값은, 바람직하게는 0.1V, 보다 바람직하게는 0.2V, 더욱 바람직하게는 0.5V이다. 상기 광 조사 공정에 있어서 인가하는 전압의 크기의 상한값은, 바람직하게는 30V, 보다 바람직하게는 20V, 더욱 바람직하게는 10V이다.

본 발명에 관련된 광 조사 공정(S₁)에 있어서 전압 인가시의 분위기의 온도는, 실온에 가까운 온도, 바람직하게는 14∼62℃, 보다 바람직하게는 16∼55℃, 더욱 바람직하게는 18∼52℃에서 중합성 화합물 함유 액정 조성물에 전압을 인가하는 것이 바람직하다.

상기 광 조사 공정을 1회 실시하는 경우, 중합성 화합물을 0.3질량％ 함유하는 액정 조성물에 대해 5분간, 광을 조사한 후의 상기 중합성 화합물의 농도(C₁)와, 0.3질량％와의 농도차의 단위분당 농도 변화량 V₁을 측정할 때의 5분간 광을 조사하는 분위기의 온도는, 광 조사 공정(S₁)에 있어서 300∼400㎚에 피크를 갖는 광을 조사하는 분위기의 온도와 동일한 것이 바람직하다.

상기 광 조사 공정을 1회 실시하는 경우, 중합성 화합물을 0.3질량％ 함유하는 액정 조성물에 대해 5분간 광을 조사한 후의 상기 중합성 화합물의 농도(C₁)와, 0.3질량％와의 농도차의 단위분당 농도 변화량 V₁을 측정할 때의 5분간 조사하는 광의 조도는, 광 조사 공정(S₁)에 있어서 조사하는 광의 조도와 동일한 것이 바람직하다.

상기 광 조사 공정을 1회 실시하는 경우, 중합성 화합물을 0.3질량％ 함유하는 액정 조성물에 대해 5분간 광을 조사한 후의 상기 중합성 화합물의 농도(C₁)와, 0.3질량％와의 농도차의 단위분당 농도 변화량 V₁을 측정할 때의 5분간 조사하는 광은, 광 조사 공정(S₁)에 있어서 조사하는 광과 동일한 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 액정 표시 소자의 제조 방법의 다른 형태는, 기판 상에 첨착된 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 300∼400㎚에 피크를 갖는 광을 조사하는 광 조사 공정을 별개 독립적으로 2회 구비한 액정 표시 소자의 제조 방법으로서, 상기 중합성 화합물을 0.3질량％ 함유하는 액정 조성물에 대해 1회째의 광 조사 공정(S₁)의 광 조사 조건하에서 5분간 광을 조사한 후의 상기 중합성 화합물의 농도(C₁)와, 0.3질량％와의 농도차의 단위분당 농도 변화량 V₁이, 이하의 식 (1-1)로 표시되고, 상기 중합성 화합물을 0.3질량％ 함유하는 액정 조성물에 대해 2회째의 광 조사 공정(S₂)의 광 조사 조건하에서 5분간 광을 조사한 후의 상기 중합성 화합물의 농도(C₂)와, 0.3질량％와의 농도차의 단위분당 농도 변화량 V₂가, 이하의 식 (1-2)로 표시되는 경우, 이하의 식 (2-2)로 표시되는 상기 중합성 화합물의 평균 반응 속도 V_ave를 0.030∼0.048(질량％/분)로 제어하는 것이다.

(상기 식 (1-1) 및 식 (1-2) 중, C₁은, 중합성 화합물을 0.3질량％ 함유하는 액정 조성물에 대해 1회째의 광 조사 공정(S₁)의 광 조사 조건하에서 5분간 광을 조사한 후의 상기 중합성 화합물의 농도(질량％)를 나타내고, C₂는, 중합성 화합물을 0.3질량％ 함유하는 액정 조성물에 대해 2회째의 광 조사 공정(S₂)의 광 조사 조건하에서 5분간 광을 조사한 후의 상기 중합성 화합물의 농도(질량％)를 나타내고,

상기 식 (2-2) 중, V₁ 및 V₂는, 상기 식 (1-1) 및 식 (1-2)로 표시되는 단위분당 농도 변화량을 나타내고, t₁, t₂는 각 공정에 있어서의 중합성 화합물에 광을 조사하는 광 조사 시간(분)을 나타낸다.)

광 조사 공정을 2회의 공정으로 나누면, 한 번에 처리할 수 있는 액정 패널이 증가하기 때문에, 액정 표시 소자를 대량 생산할 수 있는 관점에서 바람직하다. 또, 1회째의 광 조사로 프리틸트 부여를 형성하는 공정과, 2회째의 광 조사로 잔존하는 중합성 화합물의 농도를 저감시키는 공정으로 나누어지므로, 중합성 화합물의 잔존량의 저감이나 원하는 프리틸트의 형성의 조작을 조정하기 쉽다.

본 발명에 관련된 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 기판 상에 첨착된 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 300∼400㎚에 피크를 갖는 광을 조사하는 광 조사 공정을 별개 독립적으로 2회 구비한 경우, 상기 제1회째의 광 조사 공정(S₁)에 있어서, 전압을 인가한 상태에서 300∼400㎚에 피크를 갖는 광을 조사하는 것이 바람직하다.

중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 대해 전압을 인가한 상태에서 소정 파장의 광을 먼저 조사하는 것, 즉 제1회째의 광 조사 공정(S₁)에 의해, 중합성 화합물 유래의 중합체(폴리머 구조체)에 의해 액정 분자가 원하는 프리틸트각을 형성하고, 또한 전압을 인가하는 일 없이 제2회째의 광 조사 공정(S₂)을 실시함으로써, 폴리머 구조체의 형상을 보강하고, 또한 잔존하는 중합성 화합물을 저감시킬 수 있다. 예를 들어, 액정 조성물이 전압 무인가시에는 기판에 대해 수직인 방향으로 배향하는 VA형의 액정 표시 소자를 예로 들어 설명한다. 즉, 전압을 인가한 상태에서 광 조사 공정(S₁)을 실시함으로써, 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물을 구성하는 액정 분자가 기판에 대해 특정한 배향 방향, 예를 들어, 전압 인가시에는 기판에 대해 수평 방향을 따르는 상태에서 중합성 화합물이 폴리머화되기 때문에, 그 후 전압을 무인가 상태로 하면, 액정 분자는, 중합성 화합물이 폴리머화된 폴리머 구조체에 의해, 액정 분자가 기판에 대해 수직 방향으로부터 약간 기판측으로 기울어진(프리틸트각) 상태에서 고정화시킬 수 있고, 또한 전압을 인가하는 일 없이 제2회째의 광 조사 공정(S₂)을 실시함으로써, 폴리머 구조체의 형상을 보강하고, 또한 잔존하는 중합성 화합물을 저감시킬 수 있다. 이로써, 원하는 프리틸트각과 높은 VHR값을 실현하는 액정 표시 소자를 제조할 수 있다. 또, 본 발명에서는, 중합성 화합물의 평균 반응 속도를 소정의 범위로 제어하고 있기 때문에, 제1회째의 광 조사 공정(S₁) 및/또는 제2회째의 광 조사 공정(S₂)에서 형성되는 폴리머 구조체의 형성 속도나 형상을 제어할 수 있기 때문에, 적절한 프리틸트각과 잔존하는 중합성 화합물의 양이 저감된 액정 표시 소자를 제조할 수 있는 것으로 생각된다.

본 발명에 관련된 광 조사 공정(S₁)에 있어서 자외선을 조사할 때에는, 교류 전압 또는 직류 전압을 인가하면서 자외선을 조사하는 것이 바람직하고, 교류 전압을 인가하면서 자외선을 조사하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 관련된 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 기판 상에 첨착된 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 300∼400㎚에 피크를 갖는 광을 조사하는 광 조사 공정을 별개 독립적으로 2회 구비한 경우, 제1회째의 광 조사 공정(S₁) 후, 제2회째의 광 조사 공정(S₂)을 구비하고, 상기 제2회째의 광 조사 공정(S₂)에 있어서의 광의 조사 시간 t₂는, 상기 제1회째의 광 조사 공정(S₁)의 광 조사 시간 t₁보다 긴 것이 바람직하다.

이로써, 소정의 프리틸트각의 형성이 가능해지는 프리틸트각 변화에 의한 번인을 저감시킬 수 있다는 장점이 있다.

본 발명에 관련된 액정 표시 소자의 제조 방법은, 광 조사 공정이 1회 또는 2회 실시되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 조사 장치가 1개이면 된다는 관점에서는, 1회의 광 조사 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 한편, 액정 분자의 프리틸트각의 제어의 용이함이라는 관점에서는, 2회의 광 조사 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 액정 분자의 프리틸트각의 제어의 용이함에서 상기 서술한 2회의 광 조사 공정의 실시형태가 보다 바람직하다.

본 발명에 관련된 제조 방법에 있어서, 기판 상에 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물을 첨착하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 1쌍의 (전극) 기판을 스페이서를 개재하여 접합한 셀의 내부에 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물을 주입함으로써, (전극) 기판 상에 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 첨착하는 방법(진공 주입법), 1쌍의 (전극) 기판의 일방의 기판 및/또는 양방의 기판 상에 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 적하하는 방법(ODF법) 등을 들 수 있다. 또, 본 발명에 관련된 기판은, (투명) 지지 기판에 대해, 필요에 의해 전극층(TFT를 포함하는 화소 전극, 공통 전극), 배향막이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 적하하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 플렉소 인쇄, 잉크젯, 액적 토출 장치 또는 디스펜서 등으로 실시하는 방법이 일반적이다. 그 밖의 방법으로는, 딥, 롤 코터, 슬릿 코터, 스피너 등이 있고, 목적에 따라 이들을 사용해도 된다.

본 발명에 관련된 기판은, 수직 전계 구동용 또는 횡전계 구동용의 전극층을 갖는 것이 바람직하다. 상기 전극층으로서, 액정 표시 소자가 투과형인 경우, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide) 등의 투명 도전성 재료 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 또, 반사형의 액정 표시 소자의 경우, 전극층으로서, 알루미늄 등의 광을 반사하는 재료 등을 들 수 있지만 이들에 한정되지 않는다.

본 발명에 관련된 기판에 전극층을 형성하는 방법은, 종래 공지된 수법을 사용할 수 있다. 실시형태에 관련된 액정 표시 소자는, 서로 대향하는 1쌍의 투명 기판을 가지고 있고, 적어도 일방의 기판에는 상기 전극층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또, 상기 전극층은, 소정의 패턴(피시본 구조)에 슬릿이 형성되어 있는 것이 바람직하고, 당해 전극층 상에는, 투명한 절연막이나 평탄화막 등이 적층되어 있어도 된다. 또한 상기 절연막 또는 상기 전극층 상에는, 필요에 의해 수직 또는 수평 배향막이 각각 형성되어 있어도 된다. 당해 배향막은, 폴리이미드막, 나일론막, 폴리비닐알코올막 등의 유기 고분자막이 사용되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 1쌍의 기판 중 적어도 일방에 배향막이 형성되어도 되고, 또는 배향막이 형성되어 있지 않은 기판을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 액정 표시 소자는, 대향하여 배치된 제1 지지 기판 및 제2 지지 기판과, 상기 제1 지지 기판 또는 상기 제2 지지 기판에 설치되는 공통 전극과, 상기 제1 지지 기판 또는 상기 제2 지지 기판에 설치되고, 박막 트랜지스터를 갖는 화소 전극과, 상기 제1 지지 기판과 제2 지지 기판 사이에 설치되는 액정 조성물을 함유하는 액정층을 갖는 것이 바람직하다. 필요에 의해 상기 액정층과 맞닿도록 제1 지지 기판 및/또는 제2 지지 기판 중 적어도 하나의 지지 기판의 대향면측에, 액정 분자의 배향 방향을 제어하는 배향막을 설치해도 된다. 또한 컬러 필터를, 제1 지지 기판 또는 제2 지지 기판 상에 적절히 설치해도 되고, 또 상기 화소 전극이나 공통 전극 상에 컬러 필터를 설치할 수 있다. 또, 2장의 편광판을 상기 제1 지지 기판 또는 제2 지지 기판의 외측에 설치해도 된다.

본 발명에 관련된 지지 기판은, 유리 또는 플라스틱(아크릴, 폴리카보네이트 등)과 같은 유연성을 갖는 투명한 재료를 사용할 수 있고, 반사형의 액정 표시 소자에 대한 적용을 고려하여, 실리콘 웨이퍼 등의 불투명한 재료여도 된다. 또, 1쌍의 기판은, 주변 영역에 배치된 에폭시계 열경화성 조성물 등의 시일재 및 봉지재(封止材)에 의해 접합되어 있고, 그 사이에는 기판간 거리를 유지하기 위해, 예를 들어, 유리 입자, 플라스틱 입자, 알루미나 입자 등의 입상(粒狀) 스페이서 또는 포토리소그래피법에 의해 형성된 수지로 이루어지는 스페이서 기둥이 배치되어 있어도 된다.

본 발명에 관련된 액정 표시 소자가 수직 전계 구동인 경우에는, 1쌍의 기판의 양방의 기판 상에 전극층을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 보다 상세하게는, 본 발명에 관련된 수직 전계 구동형의 액정 표시 소자(VA)는, 대향하여 배치된 제2 지지 기판과, 상기 제2 지지 기판에 설치되는 공통 전극과, 상기 제1 지지 기판에 설치되고, 박막 트랜지스터를 갖는 화소 전극과, 상기 제1 지지 기판과 제2 지지 기판 사이에 설치되는 액정 조성물을 함유하는 액정층을 갖는 것이 바람직하다.

그 때문에, 일방의 기판은, 지지 기판과, 박막 트랜지스터(TFT)와, 화소 전극과, 배선(게이트 라인, 데이터 버스 라인, Cs 전극, 컨택트홀 등)을 갖고, 타방의 기판은, 지지 기판과, 공통 전극과, 컬러 필터를 가지고 있는 것이 바람직하다. 또 상기 화소 전극이나 공통 전극 상에 컬러 필터를 설치해도 된다(컬러 필터 온 어레이).

본 발명에 관련된 액정 표시 소자가 횡전계 구동인 경우에는, 1쌍의 기판 중 일방의 기판 상에만 전극층이 형성되어 있는 것이 바람직하고, 보다 상세하게는, 상기 일방의 기판은, 지지 기판과, 배선(게이트 라인, 데이터 버스 라인, Cs 전극, 컨택트홀 등)과, 박막 트랜지스터(TFT)와, 공통 전극과, 화소 전극을 가지고 있는 것이 바람직하다. 또, 타방의 기판은, 지지 기판과, 필요에 의해 컬러 필터를 가지고 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 광 조사 공정에 있어서, 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 첨착하는 기판은, 상기 (제1 또는 제2) 지지 기판, 투명 기판, 상기의 일방의 기판, 상기의 타방의 기판 중 어느 하나여도 된다.

본 발명에 관련된 컬러 필터는, 예를 들어, 안료 분산법, 인쇄법, 전착법 또는, 염색법 등에 의해 작성할 수 있다. 안료 분산법에 의한 컬러 필터의 작성 방법을 일례로 설명하면, 컬러 필터용의 경화성 착색 조성물을, 그 투명 기판 상에 도포하여, 패터닝 처리를 실시하고, 그리고 가열 또는 광 조사에 의해 경화시킨다. 이 공정을, 적색, 녹색, 청색의 3색에 대해 각각 실시함으로써, 컬러 필터용의 화소부를 작성할 수 있다. 그 밖에, 그 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. 이 때에는, 얻어지는 조광층의 두께가 1∼100㎛가 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 1.5 내지 10㎛가 더욱 바람직하고, 편광판을 사용하는 경우에는, 콘트라스트가 최대가 되도록 액정의 굴절률 이방성 Δn과 셀 두께 d의 곱을 조정하는 것이 바람직하다. 또, 2장의 편광판이 있는 경우에는, 각 편광판의 편광축을 조정하여 시야각이나 콘트라스트가 양호해지도록 조정할 수도 있다. 또한, 시야각을 넓히기 위한 위상차 필름도 사용할 수도 있다.

본 발명에 관련된 중합성 화합물은, 이하의 일반식 (I)

(일반식 (I) 중, R²⁰¹, R²⁰², R²⁰³, R²⁰⁴, R²⁰⁵, R²⁰⁶, R²⁰⁷, R²⁰⁸, R²⁰⁹ 및 R²¹⁰은, 각각 독립적으로, P²¹-S²¹-, 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, P²¹은 중합성기를 나타내고,

S²¹은, 단결합 또는 탄소수 1∼15의 알킬렌기를 나타내고, 그 알킬렌기 중의 1개 또는 2개 이상의 -CH₂-는, 산소 원자가 직접 인접하지 않도록, -O-, -OCO- 또는 -COO-로 치환되어도 되고,

n²¹은, 0, 1 또는 2를 나타내고,

A²¹은,

(a) 1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH₂- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-는 -O-로 치환되어도 된다.)

(b) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어도 된다.) 및

(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 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어도 된다.)

로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고, 상기의 기 (a), 기 (b) 및 기 (c)는, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 알콕시기, 할로겐, 시아노기, 니트로기 또는 P²¹-S²¹-로 치환되어 있어도 되고,

상기 일반식 (I)의 1분자 내에 적어도 1 이상의 P²¹-S²¹-을 갖고,

L²¹은 단결합, -OCH₂-, -CH₂O-, -C₂H₄-, -OC₂H₄O-, -COO-, -OCO-, -CH=CR^a-COO-, -CH=CR^a-OCO-, -COO-CR^a=CH-, -OCO-CR^a=CH-, -(CH₂)_z-COO-, -(CH₂)_z-OCO-, -OCO-(CH₂)_z-, -COO-(CH₂)_z-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂- 또는 -C≡C-(식 중, R^a는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼3의 알킬기를 나타내고, 상기 식 중, z는 각각 독립적으로 1∼4의 정수를 나타낸다.)를 나타내는데,

P²¹, S²¹, 및 A²¹ 이 복수 존재하는 경우에는, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.)로 나타내는 화합물 중 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.

이와 같은 특정한 구조의 중합성 화합물이면, 평균 반응 속도 V_ave를 0.030∼0.048(％/분)로 용이하게 제어할 수 있다.

본 발명에 관련된 일반식 (I)로 나타내는 화합물은, 일반식 (IV)로 나타내는 중합성 화합물인 것이 바람직하다.

상기 일반식 (IV) 중, R⁷ 및 R⁸은, 각각 독립적으로, 상기 식 (R-1) 내지 식 (R-9) 중 어느 하나를 나타내고, X¹ 내지 X⁸은, 각각 독립적으로, 트리플루오로메틸기, 불소 원자, 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼5의 알콕시기를 나타낸다.

상기 일반식 (IV) 중, R⁷ 및 R⁸은, 각각 독립적으로, 메타크릴기 또는 아크릴기인 것이 바람직하다.

상기 일반식 (IV)로 나타내는 화합물은, 식 (IV-11)∼식 (IV-19)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 더욱 바람직하고, 식 (IV-11), 식 (IV-16), 식 (IV-17)인 것이 특히 바람직하다.

본 발명에 관련된 일반식 (I)로 나타내는 화합물은, 구체적으로는, 예를 들어 식 (XX-1) 내지 일반식 (XX-29)로 나타내는 화합물이 바람직하고, 식 (XX-1) 내지 식 (XX-7), 식 (XX-14) 내지 식 (XX-29)가 더욱 바람직하다.

식 (XX-1) 내지 일반식 (XX-29) 중, Sp^xx는 탄소 원자수 1∼8의 알킬렌기 또는 -O-(CH₂)_s-(식 중, s는 1 내지 7의 정수를 나타내고, 산소 원자는 고리에 결합하는 것으로 한다.)를 나타낸다.

식 (XX-1) 내지 일반식 (XX-29) 중, 1,4-페닐렌기 중의 수소 원자는, 추가로, -F, -Cl, -CF₃, -CH₃ 또는 P²¹-S²¹- 중 어느 하나에 의해 치환되어 있어도 된다.

또, 일반식 (I)로 나타내는 화합물로서 예를 들어, 식 (M1) 내지 식 (M18)로 나타내는 중합성 화합물이 바람직하다.

또, 식 (M19) 내지 식 (M34)와 같은 중합성 화합물도 바람직하다.

식 (M19) 내지 식 (M34) 중의 1,4-페닐렌기 및 나프탈렌기 중의 수소 원자는, 추가로, -F, -Cl, -CF₃, -CH₃에 의해 치환되어 있어도 된다.

또, 일반식 (I)로 나타내는 화합물은, 식 (M35)∼식 (M65)로 나타내는 중합성 화합물도 바람직하다.

본 발명에 관련된 중합성 화합물 함유 액정 조성물에 있어서, 식 (M1)∼식 (M65)로 나타내는 중합성 화합물의 액정 조성물 전체에 대한 함유량은, 0.01 내지 5질량％ 함유하지만, 함유량의 하한은 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, 0.15질량％가 바람직하고, 0.2질량％가 바람직하고, 0.25질량％가 바람직하고, 0.3질량％가 바람직하고, 0.35질량％가 바람직하고, 0.4질량％가 바람직하고, 0.5질량％가 바람직하고, 0.55질량％가 바람직하고, 함유량의 상한은 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 바람직하다.

본 발명에 관련된 일반식 (I)로 나타내는 화합물의 바람직한 예로서, 하기 식 (RM-2-1)∼식 (RM-2-52)로 나타내는 중합성 화합물을 들 수 있다.

또, 상기 식 (RM-2-1)∼(RM-2-52)로 나타내는 중합성 모노머의 구체적인 함유량으로는, 5질량％ 이하가 바람직하고, 3질량％ 이하가 보다 바람직하고, 2질량％ 이하가 더욱 바람직하고, 1질량％ 이하가 특히 바람직하고, 0.8질량％ 이하가 가장 바람직하다.

본 발명에 관련된 액정 조성물이 음의 액정 조성물인 경우에는, 20℃에 있어서의 유전율 이방성(Δε)이 -2.0 내지 -8.0이지만, -2.1 내지 -6.2가 바람직하고, -2.2 내지 -5.3이 보다 바람직하고, -2.5 내지 -5.0이 더욱 바람직하다. -2.7 내지 -4.8이 특히 바람직하다.

본 발명에 관련된 액정 조성물이 양의 액정 조성물인 경우에는, 20℃에 있어서의 유전율 이방성(Δε)이 1.5 내지 20이지만, 1.5 내지 18.0이 바람직하고, 1.5 내지 15.0이 보다 바람직하고, 1.5 내지 11이 더욱 바람직하고, 1.5 내지 8이 특히 바람직하다.

본 발명에 관련된 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. 더욱 상세히 서술하면, 얇은 셀 갭에 대응하는 경우에는 0.10 내지 0.13인 것이 바람직하고, 두꺼운 셀 갭에 대응하는 경우에는 0.08 내지 0.11인 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 액정 조성물은, 20℃에 있어서의 점도(η)가 10 내지 50mPa·s이지만, 10 내지 45mPa·s인 것이 바람직하고, 10 내지 40mPa·s인 것이 바람직하고, 10 내지 35mPa·s인 것이 바람직하고, 10 내지 30mPa·s인 것이 바람직하고, 10 내지 25mPa·s인 것이 더욱 바람직하고, 10 내지 22mPa·s인 것이 특히 바람직하다.

본 발명에 관련된 액정 조성물은, 20℃에 있어서의 회전 점성(γ₁)이 50 내지 160mPa·s이지만, 55 내지 160mPa·s인 것이 바람직하고, 60 내지 160mPa·s인 것이 바람직하고, 60 내지 150mPa·s인 것이 바람직하고, 60 내지 140mPa·s인 것이 바람직하고, 60 내지 130mPa·s인 것이 바람직하고, 60 내지 125mPa·s인 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 액정 조성물은, 네마틱상-등방성 액체 상전이 온도(T_ni)가 60℃ 내지 120℃이지만, 70℃ 내지 100℃가 보다 바람직하고, 70℃ 내지 85℃가 특히 바람직하다.

본 발명에 관련된 액정 조성물은, 제1 성분으로서, 유전적으로 거의 중성의 화합물(Δε의 값이 -2∼2)의 일반식 (L)로 나타내는 화합물을 1종류 또는 2종류 이상 함유하는 것이 바람직하다.

상기 일반식 (L)로 표시되는 화합물은 이하와 같다.

(식 중, R^L1 및 R^L2는 각각 독립적으로 탄소 원자수 1∼8의 알킬기를 나타내고, 그 알킬기 중의 1개 또는 비인접의 2개 이상의 -CH₂-는 각각 독립적으로 -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해 치환되어 있어도 되고,

n^L1은 0, 1, 2 또는 3을 나타내고,

A^L1, A^L2 및 A^L3은 각각 독립적으로

로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고, 상기의 기 (a), 기 (b) 및 기 (c)는 각각 독립적으로 시아노기, 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 되고,

Z^L1 및 Z^L2는 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,

n^L1이 2 또는 3이며 A^L2가 복수 존재하는 경우에는, 그것들은 동일해도 되고 상이해도 되고, n^L1이 2 또는 3이며 Z^L2가 복수 존재하는 경우에는, 그것들은 동일해도 되고 상이해도 된다.)

본 발명에 관련된 액정 조성물은, 제2 성분으로서, 유전적으로 양인 화합물(Δε가 2보다 크다.)의 일반식 (J)로 표시되는 화합물 및/또는 유전적으로 음인 화합물(Δε의 부호가 음이고, 그 절대값이 2보다 크다.)을 1종류 또는 2종류 이상 함유하는 것이 바람직하다.

상기 일반식 (J)로 표시되는 화합물은 이하와 같다.

(식 중, R^J1은 탄소 원자수 1∼8의 알킬기를 나타내고, 그 알킬기 중의 1개 또는 비인접의 2개 이상의 -CH₂-는 각각 독립적으로 -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해 치환되어 있어도 되고,

n^J1은, 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고,

A^J1, A^J2 및 A^J3은, 각각 독립적으로,

로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고, 상기의 기 (a), 기 (b) 및 기 (c)는 각각 독립적으로 시아노기, 불소 원자, 염소 원자, 메틸기, 트리플루오로메틸기 또는 트리플루오로메톡시기로 치환되어 있어도 되고,

Z^J1 및 Z^J2는, 각각 독립적으로, 단결합, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -OCH₂-, -CH₂O-, -OCF₂-, -CF₂O-, -COO-, -OCO- 또는 -C≡C-를 나타내고,

n^J1이 2, 3 또는 4이며 A^J2가 복수 존재하는 경우에는, 그것들은 동일해도 되고 상이해도 되고, n^J1이 2, 3 또는 4이며 Z^J1이 복수 존재하는 경우에는, 그것들은 동일해도 되고 상이해도 되고,

X^J1은, 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 플루오로메톡시기, 디플루오로메톡시기, 트리플루오로메톡시기 또는 2,2,2-트리플루오로에틸기를 나타낸다.)

상기 일반식 (N-1)∼(N-3)으로 나타내는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상은 이하와 같다.

(상기 식 중, R^N11, R^N12, R^N21, R^N22, R^N31 및 R^N32는, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기를 나타내고, 그 알킬기 중의 1개 또는 비인접의 2개 이상의 -CH₂-는 각각 독립적으로 -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- 또는 -OCO-에 의해 치환되어 있어도 되고,

A^N11, A^N12, A^N21, A^N22, A^N31 및 A^N32는, 각각 독립적으로,

(b) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 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 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어도 된다.) 및

(d) 1,4-시클로헥세닐렌기

로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고, 상기의 기 (a), 기 (b), 기 (c) 및 기 (d)는 각각 독립적으로, 시아노기, 불소 원자 또는 염소 원자로 치환되어 있어도 되고,

Z^N11, Z^N12, Z^N21, Z^N22, Z^N31 및 Z^N32는, 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,

X^N21은 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고,

T^N31은 -CH₂- 또는 산소 원자를 나타내고,

n^N11, n^N12, n^N21, n^N22, n^N31 및 n^N32는 각각 독립적으로 0∼3의 정수를 나타내는데, n^N11+n^N12, n^N21+n^N22 및 n^N31+n^N32는 각각 독립적으로 1, 2 또는 3이고, A^N11∼A^N32, Z^N11∼Z^N32가 복수 존재하는 경우에는, 그것들은 동일해도 되고 상이해도 된다.)

상기 일반식 (L)로 나타내는 화합물은, 이하의 식 (L-1)∼(L-13)으로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.

(식 중, R^L1 및 R^L2는 각각 독립적으로, 일반식 (L)과 동일한 의미를 나타내고, A^L1 및 A^L7은 각각 독립적으로, 일반식 (L)과 동일한 의미를 나타내는데, A^L1 및 A^L2 상의 수소 원자는 각각 독립적으로 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 되고, Z^L1은 일반식 (L)에 있어서의 Z^L2와 동일한 의미를 나타내고, X^L1 및 X^L2는 각각 독립적으로 불소 원자 또는 수소 원자를 나타낸다.)

상기 일반식 (J)로 나타내는 화합물은, 이하의 식 (M-1)∼(M-18)로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.

(상기 식 중, X^M11∼X^M186은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, R^J1∼R^J181은 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기를 나타내고, X^J11∼X^J181은 불소 원자, 염소 원자 또는 OCF₃를 나타내고,

A^M81 및 A^M82는 각각 독립적으로, 1,4-시클로헥실렌기, 1,4-페닐렌기 또는

를 나타내는데, 1,4-페닐렌기 상의 수소 원자는 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 되고, W^M101∼W^M172는 각각 독립적으로, -CH₂- 또는 -O-를 나타낸다.)

상기 일반식 (J)로 나타내는 화합물은, 이하의 식 (K-1)∼(K-6)으로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.

(식 중, R^K11은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기를 나타내고, X^K11∼X^K14는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Y^K11은 불소 원자 또는 OCF₃을 나타낸다.)

(식 중, R^K21은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기를 나타내고, X^K21∼X^K24는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Y^K21은 불소 원자 또는 OCF₃를 나타낸다.)

(식 중, R^K31은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기를 나타내고, X^K31∼X^K36은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Y^K31은 불소 원자 또는 OCF₃를 나타낸다.)

(식 중, R^K41은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기를 나타내고, X^K41∼X^K46은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Y^K41은 불소 원자 또는 OCF₃를 나타내고, Z^K41은 -OCH₂-, -CH₂O-, -OCF₂- 또는 -CF₂O-를 나타낸다.)

(식 중, R^K51은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기를 나타내고, X^K51∼X^K56은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Y^K51은 불소 원자 또는 OCF₃를 나타내고, Z^K51은 -OCH₂-, -CH₂O-, -OCF₂- 또는 -CF₂O-를 나타낸다.)

(식 중, R^K61은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기 또는 탄소 원자수 1∼4의 알콕시기를 나타내고, X^K61∼X^K68은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Y^K61은 불소 원자 또는 OCF₃를 나타내고, Z^K61은 -OCH₂-, -CH₂O-, -OCF₂- 또는 -CF₂O-를 나타낸다.)

본 발명에 관련된 일반식 (N-1)로 나타내는 화합물로서, 하기 일반식 (N-1a)∼(N-1g)로 나타내는 화합물군을 들 수 있다.

(식 중, R^N11 및 R^N12는 일반식 (N-1)에 있어서의 R^N11 및 R^N12와 동일한 의미를 나타내고, n^Na12는 0 또는 1을 나타내고, n^Nb11은 1 또는 2를 나타내고, n^Nc11은 0 또는 1을 나타내고, n^Nd11은 1 또는 2를 나타내고, n^Ne11은 1 또는 2를 나타내고, n^Nf12는 1 또는 2를 나타내고, n^Ng11은 1 또는 2를 나타내고, A^Ne11은 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 1,4-페닐렌기를 나타내고, A^Ng11은 트랜스-1,4-시클로헥실렌기, 1,4-시클로헥세닐렌기 또는 1,4-페닐렌기를 나타내는데, n^Ng11이 1인 경우, A^Ng11은 1,4-시클로헥세닐렌기를 나타내고, n^Ng11이 2인 경우, 적어도 1개의 A^Ng11은 1,4-시클로헥세닐렌기를 나타내고, Z^Ne11은 단결합 또는 에틸렌기를 나타내는데, n^Ne11이 1인 경우, Z^Ne11은 에틸렌기를 나타낸다. n^Ne11이 2인 경우, 적어도 1개의 Z^Ne11은 에틸렌기를 나타낸다.)

본 발명에 관련된 일반식 (N-2)로 나타내는 화합물은, 이하의 일반식 (N-2-1)∼(N-2-3)으로 나타내는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.

(식 중, R^N211 및 R^N212는 각각 독립적으로, 일반식 (N-2)에 있어서의 R^N21 및 R^N22와 동일한 의미를 나타낸다.)

(식 중, R^N221 및 R^N222는 각각 독립적으로, 일반식 (N-2)에 있어서의 R^N21 및 R^N22와 동일한 의미를 나타낸다.)

(식 중, R^N231 및 R^N232는 각각 독립적으로, 일반식 (N-2)에 있어서의 R^N21 및 R^N22와 동일한 의미를 나타낸다.)

일반식 (N-3)으로 나타내는 화합물은 일반식 (N-3-2)로 나타내는 화합물군에서 선택되는 화합물인 것이 바람직하다.

(식 중, R^N321 및 R^N322는 각각 독립적으로, 일반식 (N-3)에 있어서의 R^N31 및 R^N32와 동일한 의미를 나타낸다.)

본 발명에 관련된 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물 전체가 양의 유전율 이방성을 나타내는 경우, 일반식 (I)로 나타내는 중합성 화합물과, 일반식 (J)로 나타내는 화합물에서 선택되는 화합물을 1종류 또는 2종류 이상과, 일반식 (L)로 나타내는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물 전체 중, 일반식 (I), 일반식 (J) 및 일반식 (L)로 나타내는 화합물만으로 구성되는 성분이 차지하는 비율의 상한값은, 100질량％, 99질량％, 98질량％, 97질량％, 96질량％, 95질량％, 94질량％, 93질량％, 92질량％, 91질량％, 90질량％, 89질량％, 88질량％, 87질량％, 86질량％, 85질량％, 84질량％인 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 관련된 중합성 화합물 함유 액정 조성물 전체 중, 일반식 (I), 일반식 (J) 및 일반식 (L)로 나타내는 화합물만으로 구성되는 성분이 차지하는 비율의 하한값은, 78질량％, 80질량％, 81질량％, 83질량％, 85질량％, 86질량％, 87질량％, 88질량％, 89질량％, 90질량％, 91질량％, 92질량％, 93질량％, 94질량％, 95질량％, 96질량％, 97질량％, 98질량％, 99질량％인 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 중합성 화합물 함유 액정 조성물 전체가 음의 유전율 이방성을 나타내는 경우, 일반식 (I)로 나타내는 중합성 화합물과, 일반식 (N-1)로 나타내는 화합물에서 선택되는 화합물을 1종류 또는 2종류 이상과, 일반식 (L)로 나타내는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 중합성 화합물 함유 액정 조성물 전체 중, 일반식 (I), 일반식 (N-1), 및 일반식 (L)로 나타내는 화합물만으로 구성되는 성분이 차지하는 비율의 상한값은, 100질량％, 99질량％, 98질량％, 97질량％, 96질량％, 95질량％, 94질량％, 93질량％, 92질량％, 91질량％, 90질량％, 89질량％, 88질량％, 87질량％, 86질량％, 85질량％, 84질량％인 것이 바람직하다.

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

본 발명의 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 사용한 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 사용할 수 있다.

[실시예]

이하, 예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 서술하지만, 본 발명의 범위는 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

(액정 표시 소자의 제조 방법)

먼저, 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물을 셀 갭 3.5㎛로 수직 배향을 야기하는 폴리이미드 배향막에 도포한 후, 상기 폴리이미드 배향막을 러빙 처리한 ITO 부착 기판을 포함하는 액정 셀에 진공 주입법으로 주입하여, 액정 표시 소자를 제작했다.

(V_k의 측정)

중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물을 포함하는 액정 셀에 대해, 25℃의 대기하, 후술하는 A∼D의 광 조사 조건으로 광을 5분 조사한 후의 액정 표시 소자 중의 중합성 화합물의 잔류량[질량％]을 측정하고, 식 (1) 및 식 (2)에 따라, 중합성 화합물의 V_k 및 V_ave[질량％/분]를 산출했다. 그 때의 중합성 화합물의 잔류량(C_k)의 측정 방법을 설명한다. 먼저 액정 표시 소자를 분해하여, 액정 조성물, 중합물, 미반응의 중합성 화합물을 포함하는 용출 성분의 아세토니트릴 용액을 얻었다. 이것을 고속 액체 크로마토그래프로 분석하고, 각 성분의 피크 면적을 측정했다. 지표로 하는 액정 화합물의 피크 면적과 미반응의 중합성 화합물의 피크 면적비로부터, 잔존하는 중합성 화합물의 양을 결정했다. 이 값과 당초 첨가한 중합성 화합물의 양으로부터 중합성 화합물의 잔류량을 결정했다. 본 측정의 검출 하한은 100ppm이었다. V_k의 측정시의 광 조사 조건 및 온도는, 대응하는 각 광 조사 공정(S_k)과 동일한 조건으로 실시하고 있다.

실시예 및 비교예에 사용한 광 조사 조건 A∼D는 이하와 같다.

광 조사 조건 A:고압 수은등을 사용하여, 320㎚ 이하의 자외선을 컷트하는 필터를 개재하여 광을 조사했다. 이 때, 중심 파장 365㎚의 조건으로 측정한 조도가 100㎽/㎠ ,중심 파장 313㎚의 조건으로 측정한 조도가 24㎽/㎠였다.

광 조사 조건 B:고압 수은등을 사용하여, 325㎚ 이하의 광을 컷트하는 필터를 개재하여 광을 조사했다. 이 때, 중심 파장 365㎚의 조건으로 측정한 조도가 120㎽/㎠ ,중심 파장 313㎚의 조건으로 측정한 조도가 18㎽/㎠였다.

광 조사 조건 C:형광 UV 램프를 사용하여, 광을 조사했다. 이 때, 중심 파장 365㎚의 조건으로 측정한 조도가 2㎽/㎠ ,중심 파장 313㎚의 조건으로 측정한 조도가 3㎽/㎠였다.

광 조사 조건 D:형광 UV 램프를 사용하여, 광을 조사했다. 이 때, 중심 파장 365㎚의 조건으로 측정한 조도가 3㎽/㎠, 중심 파장 313㎚의 조건으로 측정한 조도가 0.3㎽/㎠였다.

(광 조사 공정 1회(n=1인 경우)의 실제의 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서의 프리틸트각 변화량의 측정)

25℃의 대기하, 상기의 광 조사 조건 A-D로, 하기 표에 기재된 시간 광 조사하고, 프리틸트각의 변화에 의한 표시 불량(번인) 평가를 실시했다. 광 조사 시간은 중합성 화합물의 잔류량이 검출 하한 이하가 될 때까지로 했다. 먼저, 액정 표시 소자의 프리틸트각을 측정하고, 프리틸트각(초기)으로 했다. 이 액정 표시 소자에 주파수 100㎐로 전압을 30V 인가하면서 백라이트를 24시간 조사했다. 그 후, 프리틸트각을 측정하고, 프리틸트각(시험 후)으로 했다. 측정한 프리틸트각(초기)으로부터 프리틸트각(시험 후)을 뺀 값을 프리틸트각 변화량(=프리틸트각 변화의 절대값)[°]으로 했다. 프리틸트각은, 신텍 제조 OPTIPRO를 사용하여 측정했다.

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

(비교예 1∼5)

네마틱 액정상-등방상 전이점(T_NI)은 74℃, Δn(20℃)은 0.11, Δε(20℃)은 -3.2, γ₁(20℃)은 125mPa·s의 음의 유전율 이방성을 나타내는 액정 조성물을 액정 조성물 LC-001로 했다. LC-001은 일반식 (L-1), (L-3), (L-10), (N-1c) 및 (N-1d)로 이루어지는 조성물이다.

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-2를 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 광 조사 조건 A로 15분 광 조사하여, 비교예 1로 했다.

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-3을 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 광 조사 조건 A로 15분 광 조사하여, 비교예 2로 했다.

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-3을 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 광 조사 조건 B로 15분 광 조사하여, 비교예 3으로 했다.

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-4를 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 광 조사 조건 A로 5분 광 조사하여, 비교예 4로 했다.

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-4를 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 광 조사 조건 B로 15분 광 조사하여, 비교예 5로 했다.

비교예 1에서의 V_ave는 0.055[질량％/분]였다. 비교예 1의 프리틸트각 변화량은 1.1[°]이었다. 이러한 점에서, 비교예 1은, 중합성 화합물의 반응 속도는 빠르지만, 프리틸트각 변화량이 큰 것을 알 수 있었다.

비교예 2∼5도 비교예 1과 동일하게, 중합성 화합물의 반응 속도는 빠르지만, 프리틸트각 변화량이 큰 것을 알 수 있었다.

(실시예 1∼6)

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-1을 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 광 조사 조건 A로 30분 광 조사하여, 실시예 1로 했다.

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-2를 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 광 조사 조건 B로 30분 광 조사하여, 실시예 2로 했다.

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-2를 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 광 조사 조건 C로 60분 광 조사하여, 실시예 3으로 했다.

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-3을 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 광 조사 조건 C로 30분 광 조사하여, 실시예 4로 했다.

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-4를 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 광 조사 조건 C로 30분 광 조사하여, 실시예 5로 했다.

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-4를 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 광 조사 조건 D로 60분 광 조사하여, 실시예 6으로 했다.

실시예 1에서의 V_ave는 0.042[질량％/분]였다. 실시예 1의 프리틸트각 변화량은 0.3[°]이었다. 이러한 점에서, 실시예 1은, 중합성 화합물의 반응 속도가 적당히 빠르고, 프리틸트각 변화량이 작은 것을 알 수 있었다.

실시예 2∼6도 실시예 1과 동일하게, 중합성 화합물의 반응 속도가 적당히 빠르고, 프리틸트각 변화량이 작은 것을 알 수 있었다. 또, 실시예 1∼6은 충분한 프리틸트각이 부여되어 있고, 충분히 고속 응답이며, 충분히 VHR이 높은 것이 확인되었다. 응답 속도의 측정 조건은, Von은 6V, Voff는 1V, 측정 온도는 25℃이고, 측정 기기는 AUTRONIC-MELCHERS사의 DMS703을 사용하였다.

(광 조사 공정 2회(n=2인 경우)의 실제의 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서의 프리틸트각 변화량의 측정)

25℃의 대기하, 전압을 인가하면서 1회째의 광 조사를 한 후, 전압을 인가하지 않고 2회째의 광 조사를 했다. 1회째 및 2회째의 광 조사 공정의 광 조사 조건 및 광 조사 시간은 하기 표와 같다. 광 조사 시간은 중합성 화합물의 잔류량이 검출 하한 이하가 될 때까지로 했다. 다음으로, 프리틸트각의 변화에 의한 표시 불량(번인) 평가를 실시했다. 먼저, 액정 표시 소자의 프리틸트각을 측정하고, 프리틸트각(초기)으로 했다. 이 액정 표시 소자에 주파수 100㎐로 전압을 30V 인가하면서 백라이트를 24시간 조사했다. 그 후, 프리틸트각을 측정하고, 프리틸트각(시험 후)으로 했다. 측정한 프리틸트각(초기)으로부터 프리틸트각(시험 후)을 뺀 값을 프리틸트각 변화량(=프리틸트각 변화의 절대값)[°]으로 했다. 프리틸트각은, 신텍 제조 OPTIPRO를 사용하여 측정했다.

(비교예 6)

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-3을 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 자외선 조사 조건 B로 자외선을 600초 조사하고, 그 후 광 조사 조건 C로 5분 광 조사하여, 비교예 6으로 했다.

비교예 6도 비교예 1과 동일하게, 중합성 화합물의 반응 속도는 빠르지만, 프리틸트각 변화량이 큰 것을 알 수 있었다.

(실시예 7∼13)

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-2를 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 광 조사 조건 B로 1.25분 광 조사하고, 그 후 광 조사 조건 C로 60분 광 조사하여, 실시예 7로 했다.

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-2를 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 광 조사 조건 B로 2.5분 광 조사하고, 그 후 광 조사 조건 C로 50분 광 조사하여, 실시예 8로 했다.

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-2를 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 광 조사 조건 B로 5분 광 조사하고, 그 후 광 조사 조건 C로 45분 광 조사하여, 실시예 9로 했다.

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-2를 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 광 조사 조건 B로 10분 광 조사하고, 그 후 조사 조건 C로 30분 광 조사하여, 실시예 10으로 했다.

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-3을 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 조사 조건 B로 1.25분 광 조사하고, 그 후 조사 조건 C로 30분 광 조사하여, 실시예 11로 했다.

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-3을 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 광 조사 조건 B로 2.5분 광 조사하고, 그 후 광 조사 조건 C로 20분 광 조사하여, 실시예 12로 했다.

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-3을 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 광 조사 조건 B로 5분 광 조사하고, 그 후 조사 조건 C로 10분 광 조사하여, 실시예 13으로 했다.

실시예 7∼13도 실시예 1과 동일하게, 중합성 화합물의 반응 속도가 적당히 빠르고, 프리틸트각 변화량이 작은 것을 알 수 있었다.

또, 실시예 7∼13은 충분한 프리틸트각이 부여되어 있고, 충분히 고속 응답이며, 충분히 VHR이 높은 것이 확인되었다. 응답 속도의 측정 조건은, Von은 6V, Voff는 1V, 측정 온도는 25℃이고, 측정 기기는 AUTRONIC-MELCHERS사의 DMS703을 사용하였다.

(전압 유지율 VHR과 광 조사 시간의 관계)

VHR과 광 조사 시간의 관계를 확인하기 위해, 1회의 광 조사 공정으로 액정 표시 소자를 평가했다. 이하 평가 방법을 설명한다. 120℃ 1시간 가열한 후에, 25℃의 대기하, 하기 표에 기재된 조건으로 광 조사하고, VHR을 측정했다. 당해 VHR의 측정 조건은, 1V, 0.6㎐, 60℃이다.

(비교예 7, 실시예 14∼16)

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-1을 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 광 조사 조건 C로 90분 광 조사하여 비교예 7로 했다.

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-2를 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 광 조사 조건 C로 60분 광 조사하여 실시예 14로 했다.

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-3을 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 광 조사 조건 C로 30분 광 조사하여 실시예 15로 했다.

액정 조성물 LC-001 99.7질량부에 대해, 중합성 화합물 RM-4를 0.3중량％ 첨가한 중합성 화합물 함유 액정 조성물을 주입한 셀에, 주파수 100㎐로 전압을 10V 인가하면서 광 조사 조건 C로 30분 광 조사하여 실시예 16으로 했다.

비교예 7에서의 V_ave는 0.029[질량％/분]였다. 비교예 1의 프리틸트각 변화량은, 0.1[°]이었다. 비교예 1의 자외선 조사 후의 VHR은 71[％]이었다.

실시예 14에서의 V_ave는 0.034[질량％/분]였다. 실시예 14의 프리틸트각 변화량은 0.2[°]였다. 실시예 14의 자외선 조사 후의 VHR은 76[％]이었다.

실시예 15에서의 V_ave는 0.041[질량％/분]이었다. 실시예 15의 프리틸트각 변화량은 0.1[°]이었다. 실시예 15의 자외선 조사 후의 VHR은 79[％]였다.

실시예 16에서의 V_ave는 0.047[질량％/분]이었다. 실시예 16의 프리틸트각 변화량은 0.2[°]였다. 실시예 16의 자외선 조사 후의 VHR은 80[％]이었다.

비교예 7, 실시예 14∼실시예 16의 자외선 조사 시간과 VHR을 플롯한 그래프(비교예 7은 com7로, 실시예 14∼16은 exp14∼16으로 기재한다.)를 도 1에 나타낸다.

도 1에 나타내는 그래프로부터, V_ave가 클수록 VHR이 높고, V_ave가 0.030(질량％/분)보다 작아지면 VHR이 낮은 값으로 포화되는 것을 알 수 있었다. 이러한 점에서, V_ave가 적당히 크면, 짧은 광 조사 시간으로 중합성 화합물의 잔류량이 검출 하한 이하가 되기 때문에, 광에 의한 액정 조성물의 열화 등이 잘 발생하지 않는 것을 알 수 있었다.

Claims

기판 상에 첨착(添着)된 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 300∼400㎚에 피크를 갖는 광을 조사하는 광 조사 공정을 별개 독립적으로 1∼n회 구비한 액정 표시 소자의 제조 방법으로서,
상기의 1∼n회의 광 조사 공정 중 k회째의 광 조사 공정(S_k)의 광 조사 조건하에서 상기 중합성 화합물을 0.3질량％ 함유하는 액정 조성물에 대해 5분간 광을 조사한 후의 상기 중합성 화합물의 농도(C_k)와, 0.3질량％와의 농도차의 단위분당 농도 변화량 V_k가, 이하의 식 (1)로 공정마다 표시되는 경우, 이하의 식 (2)로 표시되는 전광(全光) 조사 공정(ΣS_k)에 있어서의 상기 중합성 화합물의 평균 반응 속도 V_ave를 0.030∼0.048(질량％/분)로 제어하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조 방법.

(상기 식 (1) 중, C_k는 중합성 화합물을 0.3질량％ 함유하는 액정 조성물에 대해 k회째의 광 조사 공정(S_k)에 있어서의 광 조사 조건하에서 5분간 광을 조사한 후의 액정 조성물에 포함되는 상기 중합성 화합물의 농도(질량％)를 나타내고, 상기 식 (2) 중, V_k는 상기 식 (1)로 표시되고, t_k는 k회째의 광 조사 공정에 있어서의 중합성 화합물에 광을 조사하는 광 조사 시간(분)을 나타낸다.)
청구항 1에 있어서,
적어도 1개의 광 조사 공정(S_k)에 있어서, 전압을 인가한 상태에서 광을 조사하는, 액정 표시 소자의 제조 방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
기판 상에 첨착된 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 300∼400㎚에 피크를 갖는 광을 조사하는 광 조사 공정을 1회 구비한 액정 표시 소자의 제조 방법으로서,
1회째의 광 조사 공정(S₁)의 광 조사 조건하에서 상기 중합성 화합물을 0.3질량％ 함유하는 액정 조성물에 대해 5분간 광을 조사한 후의 상기 중합성 화합물의 농도(C₁)와, 0.3질량％와의 농도차의 단위분당 농도 변화량 V₁이, 이하의 식 (1-1)로 표시되는 경우,
이하의 식 (2-1)로 표시되는 상기 1회째의 광 조사 공정(S₁)에 있어서의 상기 중합성 화합물의 평균 반응 속도 V_ave를 0.030∼0.048(질량％/분)로 제어하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조 방법.

(상기 식 (1-1) 중, C₁은, 1회째의 광 조사 공정(S₁)에 있어서의 광 조사 조건하에서의 5분 후의 액정 조성물에 포함되는 중합성 화합물의 농도(질량％)를 나타내고,
상기 식 (2-1) 중, V₁은, 상기 식 (1-1)로 표시되고, t₁은 1회째의 광 조사 공정(S₁)에 있어서의 중합성 화합물에 광을 조사하는 광 조사 시간(분)을 나타낸다.)
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
기판 상에 첨착된 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 300∼400㎚에 피크를 갖는 광을 조사하는 광 조사 공정을 별개 독립적으로 2회 구비한 액정 표시 소자의 제조 방법으로서,
상기 중합성 화합물을 0.3질량％ 함유하는 액정 조성물에 대해 1회째의 광 조사 공정(S₁)의 광 조사 조건하에서 5분간 광을 조사한 후의 상기 중합성 화합물의 농도(C₁)와, 0.3질량％와의 농도차의 단위분당 농도 변화량 V₁이, 이하의 식 (1-1)로 표시되고,
상기 중합성 화합물을 0.3질량％ 함유하는 액정 조성물에 대해 2회째의 광 조사 공정(S₂)의 광 조사 조건하에서 5분간 광을 조사한 후의 상기 중합성 화합물의 농도(C₂)와, 0.3질량％와의 농도차의 단위분당 농도 변화량 V₂가, 이하의 식 (1-2)로 표시되는 경우,
이하의 식 (2-2)로 표시되는 상기 중합성 화합물의 평균 반응 속도 V_ave를 0.030∼0.048(질량％/분)로 제어하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조 방법.

(상기 식 (1-1) 및 식 (1-2) 중, C₁은, 중합성 화합물을 0.3질량％ 함유하는 액정 조성물에 대해 1회째의 광 조사 공정(S₁)의 광 조사 조건하에서 5분간 광을 조사한 후의 상기 중합성 화합물의 농도(질량％)를 나타내고, C₂는, 중합성 화합물을 0.3질량％ 함유하는 액정 조성물에 대해 2회째의 광 조사 공정(S₂)의 광 조사 조건하에서 5분간 광을 조사한 후의 상기 중합성 화합물의 농도(질량％)를 나타내고,
상기 식 (2-2) 중, V₁ 및 V₂는, 상기 식 (1-1) 및 식 (1-2)로 표시되는 단위분당 농도 변화량을 나타내고, t₁, t₂는 각 공정에 있어서의 중합성 화합물에 광을 조사하는 광 조사 시간(분)을 나타낸다.)
청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
상기 제1 광 조사 공정(S₁)에 있어서, 전압을 인가한 상태에서 300∼400㎚에 피크를 갖는 광을 조사하는, 액정 표시 소자의 제조 방법.
청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
상기 제1 광 조사 공정(S₁) 후, 상기 제2 광 조사 공정(S₂)을 구비하고, 상기 제2 광 조사 공정(S₂)의 조사 시간 t₂는, 상기 제1 광 조사 공정(S₁)의 조사 시간 t₁보다 긴, 액정 표시 소자의 제조 방법.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중합성 화합물로서 이하의 일반식 (I)

(일반식 (I) 중, R²⁰¹, R²⁰², R²⁰³, R²⁰⁴, R²⁰⁵, R²⁰⁶, R²⁰⁷, R²⁰⁸, R²⁰⁹ 및 R²¹⁰은, 각각 독립적으로, P²¹-S²¹-, 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, P²¹은 중합성기를 나타내고,
S²¹은, 단결합 또는 탄소수 1∼15의 알킬렌기를 나타내고, 그 알킬렌기 중의 1개 또는 2개 이상의 -CH₂-는, 산소 원자가 직접 인접하지 않도록, -O-, -OCO- 또는 -COO-로 치환되어도 되고,
n²¹은, 0, 1 또는 2를 나타내고,
A²¹은,
(a) 1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH₂- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-는 -O-로 치환되어도 된다.)
(b) 1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 -CH= 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어도 된다.) 및
(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 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH=는 -N=으로 치환되어도 된다.)
로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고, 상기의 기 (a), 기 (b) 및 기 (c)는, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 알콕시기, 할로겐, 시아노기, 니트로기 또는 P²¹-S²¹-로 치환되어 있어도 되고,
상기 일반식 (I)의 1분자 내에 적어도 1 이상의 P²¹-S²¹-을 갖고,
L²¹은 단결합, -OCH₂-, -CH₂O-, -C₂H₄-, -OC₂H₄O-, -COO-, -OCO-, -CH=CR^a-COO-, -CH=CR^a-OCO-, -COO-CR^a=CH-, -OCO-CR^a=CH-, -(CH₂)_z-COO-, -(CH₂)_z-OCO-, -OCO-(CH₂)_z-, -COO-(CH₂)_z-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂- 또는 -C≡C-(식 중, R^a는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼3의 알킬기를 나타내고, 상기 식 중, z는 각각 독립적으로 1∼4의 정수를 나타낸다.)를 나타내는데,
P²¹, S²¹, 및 A²¹이 복수 존재하는 경우에는, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.)로 표시되는 화합물을 포함하고, 평균 반응 속도 V_ave를 0.030∼0.048(질량％/분)로 제어하는, 액정 표시 소자의 제조 방법.