TW201534700A - 液晶顯示元件 - Google Patents

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Yoshinori Iwasita
Shinji Ogawa
Hiroshi Hasebe
Masanao Takashima
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Dainippon Ink & Chemicals
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Abstract

本發明所欲解決之課題在於提供一種使用介電各向異性為負之液晶組合物的液晶顯示元件，該液晶組合物可於不使介電各向異性、黏度、向列相上限溫度、低溫下之向列相穩定性、γ1等作為液晶顯示元件之各特性及顯示元件之殘像特性惡化之情況下藉由用於FFS模式之液晶顯示元件而實現優異之顯示特性。 本發明提供一種液晶顯示元件，其含有選自下述通式(I)所表示之化合物群中之至少1種化合物， □(式中，R1及R2分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，A表示1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，k表示1或2，於k為2之情形時，兩個A可相同亦可不同)。

Description

液晶顯示元件
本案發明係關於一種使用介電各向異性為負之向列型液晶組合物而具有高透過率、高開口率之特徵的FFS(Fringe Field Switching，邊緣電場切換)模式之液晶顯示裝置。
由於顯示品質優異，故而主動矩陣方式液晶顯示元件出現於移動終端、液晶電視、投影儀、電腦等之市場上。主動矩陣方式係對每個像素使用TFT(Thin-film transistor，薄膜電晶體)或MIM(Metal Insulator Metal，金屬/絕緣體/金屬)等，該方式所使用之液晶化合物或液晶組合物重視高電壓保持率。又，為了獲得更廣泛之視角特性，提出有與VA(Vertical Alignment，垂直配向)模式、IPS(In Plane Switching，橫向電場效應)模式、OCB((Optically Compensated Bend，光學補償彎曲)、(Optically Compensated Birefringence，光學補償雙折射))模式組合之液晶顯示元件，為了獲得更明亮之顯示，提出有ECB(Electrically Controlled Birefringence，電控雙折射)模式之反射型液晶顯示元件。為了應對此種液晶顯示元件，現提出有新的液晶化合物或液晶組合物。
作為智慧型手機用液晶顯示器，現廣泛使用高品質且為視覺特性優異之IPS模式液晶顯示元件之一種的邊緣電場切換模式液晶顯示裝置(Fringe Field Switching mode Liquid Crystal Display，FFS模式液晶顯示裝置)(參照專利文獻1、專利文獻2)。FFS模式係為了改善IPS 模式之較低之開口率及透過率而導入之方式，作為所使用之液晶組合物，因容易低電壓化而廣泛使用利用有介電各向異性為正之p型液晶組合物的材料。又，FFS模式之用途之大部分為移動終端，故而強烈要求進一步省電化，液晶元件製造商正積極地進行使用有IGZO之陣列之應用等之開發。
又，作為液晶分子之配向方法，多使用稱為摩擦法之方法。該方法係對於塗佈聚醯亞胺等配向膜材料並煅燒而成之薄膜，一面於固定壓力下壓入捲繞有尼龍等布之輥一面旋轉，藉此以於固定方向摩擦配向膜表面之方式對液晶分子賦予配向限制力。該方法之嚴謹之配向機制現今仍不明確，由於摩擦配向膜之表面，故而於產生條紋狀顯示不均之方面、配向膜材料之一部分脫落而混入至液晶層內之方面及因陣列基板上產生之靜電而損壞TFT之方面等存在問題，業界一直在研究不利用摩擦之配向賦予方法。尤其是使用直線偏光之紫外線使配向膜具有各向異性之光配向膜可於非接觸下賦予配向，因此作為解決上述摩擦法之問題的方法而進行了開發，對於橫向電場型顯示元件，亦在摸索使用光配向膜(參照專利文獻3)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平11-202356號公報
[專利文獻2]日本專利特開2003-233083號公報
[專利文獻3]日本專利特開2013-109366號公報
若對上述VA模式及FFS模式進行比較，則於電極結構、配向方向、電場方向、所需之光學特性之任一方面均存在較大差異。尤其是FFS模式之液晶顯示元件由於在電極結構上具有特徵，故而關於殘像 或滴痕等難以根據先前技術預測到效果之問題，完全無見解。又，關於IPS模式及FFS模式，於稱為橫向電場型之較大分類上共通，但電極結構、配向方向及電場方向不同。因此，即便轉用單純用於VA用途之液晶組合物，亦難以構成現今所要求之高性能液晶顯示元件，謀求提供對於使用有光配向膜之FFS模式最佳化之n型液晶組合物。
又，如上述專利文獻1或2所記載，FFS模式之電極具備形成於基板表面之複數個短條狀電極平行排列且配向膜被覆於上述基板之整個表面的結構，因此於如使用p型材料之液晶顯示元件般使液晶分子沿著該短條狀電極之長度方向排列之情形時，該電極之長度方向與配向膜表面之摩擦方向平行，故而摩擦不均較少。另一方面，關於使用有n型材料之液晶顯示元件，已確認需要將液晶分子沿著與短條狀電極之長度方向垂直之方向排列，若於與該電極之長度方向垂直之方向上進行摩擦，則會產生因電極之凹凸而摩擦不均必然變大，針對液晶分子之配向限制力明顯降低之問題。
進而，於上述專利文獻3中，記載有於未施加電場時，為了使液晶分子之長軸方向與掃描信號線之延伸方向(x方向)所成之銳角α成為75度~85度而利用光配向膜使上述液晶分子配向，若於像素電極與共用電極之間賦予電位差，則對液晶層施加以與基板平面(xy平面)平行之成分為主的電場(所謂橫向電場)，故而上述液晶層之液晶分子之長軸方向沿著電線排列。因此，可知專利文獻3之發明因電線與液晶分子之長軸方向一致而為使用有p型液晶組合物之IPS模式。
然而，如專利文獻3所示之IPS模式由於與FFS模式不同而並非產生完全之平行電場，故而產生較低之開口率及透過率之問題。進而，於使用如上述專利文獻3所示之p型材料之情形時，即便假設可藉由作為該文獻之課題的配向膜之著色而改善光透過率之降低，接近像素電極之液晶分子亦因液晶分子之長軸沿著邊緣之電場發生傾斜而產生透 過率惡化之新的透過率降低之問題。
因此，本發明之課題在於解決上述問題，提供一種液晶顯示元件，其使用介電各向異性(△ε)、黏度(η)、向列相-各向同性液體之轉移溫度(TNI)、低溫下之向列相穩定性、旋轉黏度(γ1)等作為液晶顯示元件之各特性優異，藉由用於FFS模式之液晶顯示元件可實現優異之顯示特性的n型液晶組合物。
本案發明者等人為了解決上述問題而進行努力研究，對最適合於FFS模式之液晶顯示元件之各種液晶組合物之構成進行了研究，結果達成本案發明。
本案發明提供一種液晶顯示元件，其具備：液晶層，其含有對向配置之第一基板及第二基板、以及填充至上述第一基板與上述第二基板之間的液晶組合物；電極層，其於上述第一基板上在每個像素上具有包含透明導電性材料之共用電極、配置為矩陣狀之複數個閘極匯流排線及資料匯流排線、設置於上述閘極匯流排線與資料匯流排線之交叉部的薄膜電晶體、及包含透明導電性材料且利用上述薄膜電晶體進行驅動而於與上述共用電極之間形成邊緣電場的像素電極；及光配向膜層，其分別形成於上述液晶層與上述第一基板間及上述液晶層與上述第二基板間且誘發水平配向；並且上述像素電極與共用電極之間的電極間距離R小於上述第一基板與第二基板之距離G，上述液晶組合物具有負介電各向異性，向列相-各向同性液體之轉移溫度為60℃以上，介電各向異性之絕對值為2以上，含有選自下述通式(I)所表示之化合物群中之至少1種化合物，[化1]
(式中，R1及R2分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，A表示1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，k表示1或2，於k為2之情形時，兩個A可相同亦可不同)。
本發明之FFS模式之液晶顯示元件具有高速響應性優異且較少發生顯示不良之特徵，具有優異之顯示特性。本發明之液晶顯示元件對於液晶TV、顯示器等顯示元件有用。
於本發明中，於使用n型液晶組合物之情形時，n型組合物之分極方向位於分子短軸方向，因此僅藉由使液晶分子沿著長軸旋轉而使分子長軸維持平行排列，故而邊緣電場之影響可減輕透過率之降低。
1‧‧‧偏光板
2‧‧‧第一基板
3‧‧‧電極層
4‧‧‧配向膜
5‧‧‧液晶層
6‧‧‧彩色濾光片
7‧‧‧第二基板
8‧‧‧偏光板
11‧‧‧閘極電極
12‧‧‧閘極絕緣膜
13‧‧‧半導體層
14‧‧‧絕緣層
15‧‧‧歐姆接觸層
16‧‧‧汲極電極
17‧‧‧源極電極
18‧‧‧絕緣保護層
21‧‧‧像素電極
22‧‧‧共用電極
23‧‧‧存儲電容器
24‧‧‧汲極電極
25‧‧‧資料匯流排線
26‧‧‧閘極匯流排線
27‧‧‧源極電極
28‧‧‧閘極電極
29‧‧‧共用線
30‧‧‧液晶分子
E‧‧‧電場
G‧‧‧距離
l‧‧‧電極寬度
m‧‧‧間隙寬度
n‧‧‧電極寬度
R‧‧‧距離
圖1係係模式性地表示本發明之液晶顯示元件之構成之一例的圖。
圖2係將圖1中之基板2上所形成之電極層3之由II線所包圍之區域放大的俯視圖。
圖3係沿著圖2中之III-III線方向切割圖1所示之液晶顯示元件之剖面圖。
圖4係模式性地表示利用配向膜4所誘發之液晶之配向方向的圖。
圖5係將圖1中之基板2上所形成之電極層3之由II線所包圍之區域之另一例放大的俯視圖。
圖6係沿著圖2中之III-III線方向切割圖1所示之液晶顯示元件之另 一例之剖面圖。
如上所述，本案發明發現了最適合於FFS模式之液晶顯示元件的n型液晶組合物。第一，本發明係關於一種液晶顯示元件，其具備：對向配置之第一基板及第二基板；液晶層，其含有填充至上述第一基板與上述第二基板之間的液晶組合物；電極層，其於上述第一基板上，每個像素具有包含透明導電性材料之共用電極、配置為矩陣狀之複數個閘極匯流排線及資料匯流排線、設置於上述閘極匯流排線與資料匯流排線之交叉部的薄膜電晶體、及包含透明導電性材料且利用上述薄膜電晶體進行驅動而於與上述共用電極之間形成邊緣電場的像素電極；及光配向膜層，其分別形成於上述液晶層與上述第一基板間及上述液晶層與上述第二基板間且誘發水平配向；並且，上述像素電極與共用電極之間的電極間距離R小於上述第一基板與第二基板之距離G，上述液晶組合物具有負介電各向異性，向列相-各向同性液體之轉移溫度為60℃以上，介電各向異性之絕對值為2以上，含有選自下述通式(I)所表示之化合物群中之至少1種化合物，
(式中，R1及R2分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，A表示1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，k表示1或2，於k為2之情形時，兩個A可相同亦可不同)。
本發明中，藉由將配向膜設為光配向膜，可減輕因摩擦不均所 引起之對液晶分子之配向性之降低，且可提供優異之透過率特性之FFS方式之液晶顯示元件。
於基板上形成薄膜電晶體及透明電極層並於其上形成配向膜。若使用接觸方式之摩擦法進行配向處理，則因摩擦而於配向膜表面形成無規之擦傷。尤其關於形成有薄膜電晶體或透明電極層圖案之第1基板，起因於因薄膜電晶體或透明電極層圖案所產生之階差及摩擦輥之拋光布之纖維直徑(數十μm)的較深擦傷容易沿著階差而形成。於形成有該擦傷之部位，電場關閉時液晶分子無法沿著固定方向排列，故而於黑顯示時液晶面板會產生漏光。其結果為，難以獲得一定值以上之對比度。
進而，關於近年來實用化之稱為4K之解像度模式，於40英吋面板之計算例中，1像素尺寸成為0.23mm。又，關於繼而實用化之稱為8K之解像度模式，於40英吋面板之計算例中，1像素尺寸成為0.11mm而微細。即，由於1像素尺寸接近摩擦輥之拋光布之纖維直徑，故而因藉由摩擦法進行配向處理時形成之擦傷，而於像素單位或間隔的像素行單位上，產生在電場關閉時液晶分子無法沿著固定方向排列之部位，有引起因黑顯示時之大量漏光所引起之大幅度之對比度降低、或大量顯示缺陷之虞。
因此，藉由光配向法於非接觸下進行配向處理，藉此配向膜表面不會產生擦傷，因此可實現無漏光、較高之對比度及清晰之黑顯示。
因此，作為本發明之液晶顯示元件之構成要素，將一對基板、電極層、液晶層及光配向膜層設為必須成分。又，構成液晶層之本發明之液晶組合物包含包括通式(I)所表示之化合物群之化合物1種以上。又，如下所述，本發明之液晶組合物較佳為進而包含選自由通式(II)所表示之化合物及通式(IV)所表示之化合物所組成之群中之至少1 種化合物。以下，對各構成要素進行詳細說明。
(液晶層)
對本發明之液晶組合物之實施態樣進行以下說明。本發明之液晶組合物較佳為應用於FFS模式之液晶顯示元件。又，本發明之液晶層係包含液晶組合物之層，該液晶層之平均厚度較佳為2~10μm，更佳為2.5~6.0μm。
本發明之液晶組合物如上所述般必須包含通式(I)所表示之化合物。作為第一成分，亦可包含通式(I)所表示之化合物1種或2種以上。又，如下所述，本發明之液晶組合物亦可進而包含選自由通式(II)及通式(IV)所組成之群中之至少1種化合物。
(上述通式(I)中，R1及R2分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，A表示1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，k表示1或2，於k為2之情形時，兩個A可相同亦可不同)
關於通式(I)所表示之化合物之合計含量，於組合物整體之含量中，作為下限值，較佳為5質量%，更佳為10質量%，進而較佳為15質量%，尤佳為20質量%，最佳為25質量%，作為上限值，較佳為65質量%，更佳為55質量%，進而較佳為50質量%，尤佳為47質量%，最佳為45質量%。
作為通式(I)所表示之化合物，具體而言，例如可列舉：下述通式(I-a)~通式(I-e)所表示之化合物群所表示之化合物。
(上述通式(I-a)~(I-e)中，R11~R15及R21~R25分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基)
選自通式(I-a)~通式(I-e)所表示之化合物群中之化合物較佳為含有1種~10種，尤佳為含有1種~8種，尤佳為含有1種~5種，亦較佳為含有2種以上之化合物。
上述R11~R15及R21~R25較佳為分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基或碳原子數2~8之烷氧基，更佳為表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數2~5之烯基或碳原子數2~5之烷氧基，於表示烯基之情形時，較佳為以下所記載之式(i)~式(iv)所表示之結構，
(式中，設為右端鍵結於環結構上)。
又，R11及R21、R12及R22、R13及R23、R14及R24、R15及R25可相同 亦可不同，較佳為表示不同之取代基。
就該等方面而言，例如作為通式(I)所表示之化合物，較佳為含有選自下述通式(III)所表示之化合物群中之至少1種化合物，
(式中，R5表示氫原子或甲基，R6表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數2~5之烯基、碳原子數1~4之烷氧基)。
關於本發明之通式(III)所表示之化合物，更具體而言較佳為以下所記載之化合物。
[化8]
於含有本發明之通式(III)所表示之化合物之情形時，關於通式(III)所表示之化合物於液晶組合物中之含有率，作為下限值，較佳為5質量%，更佳為15質量%，進而較佳為20質量%，尤佳為23質量%，最佳為25質量%，作為上限值，較佳為70質量%，更佳為60質量%，進而較佳為55質量%，尤佳為52質量%，最佳為50質量%。更具體而言，於重視響應速度之情形時，作為下限值，較佳為20質量%，更佳為30質量%，進而較佳為35質量%，尤佳為38質量%，最佳為35質量%，作為上限值，較佳為70質量%，更佳為60質量%，進而較佳為55質量%，尤佳為52質量%，最佳為50質量%，於更重視驅動電壓之情形時，作為下限值，較佳為5質量%，更佳為15質量%，進而較佳為20質量%，尤佳為23質量%，最佳為25質量%，作為上限值，較佳為60質量%，更佳為50質量%，進而較佳為45質量%，尤佳為42質量%，最佳為40質量%。關於通式(III)所表示之化合物之比率，於液晶組合物中之通式(I)所表示之化合物之合計含量內，關於通式(III)所表示之化合物之含量，作為下限值，較佳為60質量%，更佳為70質量%，進而較佳為75質量%，尤佳為78質量%，最佳為80質量%，作為上限值，較佳為90質量%，更佳為95質量%，進而較佳為97質量%，尤佳為99質量%，較佳為100質量%。
又，作為通式(III)所表示之化合物以外之通式(I-a)~通式(I-e)所表示之化合物，更具體而言，較佳為以下所記載之化合物。
[化12]
該等之中，較佳為式(III-a2)、式(III-b2)、式(I-a1)~式(I-a6)、式(I-b2)、式(I-b6)、式(I-d1)、式(I-d2)、式(I-d)及式(I-e2)所表示之化合物。
本發明之液晶組合物亦可進而包含通式(II)所表示之化合物。作為第二成分，亦可含有通式(II)所表示之化合物1種或2種以上，更佳為本發明之液晶組合物亦可進而含有選自由通式(II)所表示之化合物及通式(IV)所表示之化合物所組成之群中之至少1種化合物。
(上述通式(II)中，R3表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，R4表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數4~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數3~8之烯氧基，B表示1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，m表示0、1或2，於m為2之情形時，兩個B可相同亦可不同)
作為上述通式(II)所表示之化合物於液晶組合物中之含有率，作為下限值，較佳為10質量%，更佳為20質量%，進而較佳為25質量%，尤佳為28質量%，最佳為30質量%，作為上限值，較佳為85質量%，更佳為75質量%，進而較佳為70質量%，尤佳為67質量%，最佳為65質量%。
通式(II)所表示之化合物較佳為自以下所記載之通式(IIa)~通式(IIc)所表示之化合物群中選擇至少1種以上，更佳為選擇2種以上，[化17]
(式中，R31~R33及R41~R43係指與通式(II)中之R3及R4相同之意義)。
通式(IIa)所表示之化合物具體而言，較佳為以下所記載之式(IIa-1)~式(IIa-8)
所表示之化合物，更佳為式(IIa-1)~式(IIa-4)所表示之化合物，進而較佳為式(IIa-1)及式(IIa-3)所表示之化合物。
關於上述通式(IIa)所表示之化合物，作為下限值，較佳為2質量%，更佳為3質量%，作為上限值，較佳為45質量%，更佳為35質量%，進而較佳為30質量%，尤佳為27質量%，最佳為25質量%。
於使用上述通式(IIa)所表示之化合物4種以上之情形時，較佳為組合使用式(IIa-1)~式(IIa-4)所表示之化合物，式(IIa-1)~式(IIa-4)所表示之化合物之含量較佳為通式(IIa1)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上。
於使用通式(IIa)所表示之化合物3種之情形時，較佳為組合使用式(IIa-1)、式(IIa-2)及式(IIa-3)所表示之化合物，式(IIa-1)、式(IIa-2)及式(IIa-3)所表示之化合物之含量較佳為通式(IIa)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，尤佳為85質量%以上，最佳為90質量%以上。
於使用通式(IIa)所表示之化合物2種之情形時，較佳為組合使用式(IIa-1)及式(IIa-3)所表示之化合物，式(IIa-1)及式(IIa-3)所表示之化合物之含量較佳為通式(IIa)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，尤佳為85質量%以上，最佳為90質量%以上。
上述通式(IIb)所表示之化合物具體而言，較佳為以下所記載之式(IIb-1)~式(IIb-6)
所表示之化合物，更佳為式(IIb-1)~式(IIb-4)所表示之化合物，進而較佳為式(IIb-1)~式(IIb-3)所表示之化合物，尤佳為式(IIb-1)及式(IIb-3)所表示之化合物。
於使用通式(IIb)所表示之化合物4種以上之情形時，較佳為組合使用式(IIb-1)~式(IIb-4)所表示之化合物，式(IIb-1)~式(IIb-4)所表示之化合物之含量較佳為(IIb)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，尤佳為85質量%以上，最佳為90質量%以上。
於使用通式(IIb)所表示之化合物3種之情形時，較佳為組合使用(IIb-1)~式(IIb-3)所表示之化合物，式(IIb-1)~式(IIb-3)所表示之化合物之含量較佳為通式(IIb)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，尤佳為85質量%以上，最佳為90質量%以上。
於使用通式(IIb)所表示之化合物2種之情形時，較佳為組合使用式(IIb-1)及式(IIb-3)所表示之化合物，式(IIb-1)及式(IIb-3)所表示之化合物之含量較佳為通式(IIa2)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，尤佳為85質量%以上，最佳為90質量%以上。
通式(IIc)所表示之化合物具體而言，較佳為以下所記載之式(IIc-1)~(IIc-4)[化20]
所表示之化合物，較佳為式(IIc-1)或式(IIc-2)所表示之化合物。
於使用通式(IIc)所表示之化合物2種以上之情形時，較佳為組合使用式(IIc-1)及式(IIc-2)所表示之化合物，式(IIc-1)及式(IIc-2)所表示之化合物之含量較佳為通式(IIc)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，尤佳為85質量%以上，最佳為90質量%以上。
本發明之液晶組合物亦可進而含有通式(IV)所表示之化合物。亦可含有通式(IV)所表示之化合物1種或2種以上作為第三成分，更佳為本發明之液晶組合物亦可進而含有選自由通式(II)所表示之化合物及通式(IV)所表示之化合物所組成之群中之至少1種化合物。其中，通式(IV)所表示之化合物係設為除通式(II)所表示之化合物以外者。
(式中，R7及R8分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，該烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中之1個以上氫原子可被取代為氟原子，該烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中之亞甲基只要氧原子不連續鍵結，則可被取代為氧原子，只要羰基不連續鍵結，則可被取代為羰基， A1及A2分別獨立地表示1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，於A1或/及A2表示1,4-伸苯基之情形時，該1,4-伸苯基中之1個以上氫原子可被取代為氟原子，Z1及Z2分別獨立地表示單鍵、-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-或CF2O-，n1及n2分別獨立地表示0、1、2或3，n1+n2為1~3，於存在複數個A1、A2、Z1及/或Z2之情形時，該等可相同亦可不同，但n1為1或2，n2為0，A1之至少1個為1,4-伸環己基，全部Z1為單鍵之化合物除外)。
關於通式(IV)所表示之化合物於液晶組合物中之含有率，作為下限值，較佳為2質量%，更佳為3質量%，進而較佳為4質量%，尤佳為5質量%，作為上限值，較佳為45質量%，更佳為35質量%，進而較佳為30質量%，尤佳為27質量%，最佳為25質量%。
通式(IV)中，關於R7及R8，於鍵結之環結構為環己烷或四氫吡喃時，較佳為烷基或烯基，於鍵結之環結構為為苯時，較佳為烷基、烷氧基或烯基。於鍵結之環結構為為環己烷或四氫吡喃時，較佳為表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基，更佳為表示碳原子數1~8之烷基，更佳為表示碳原子數3~5之烷基，進而較佳為表示碳原子數3或5之烷基，較佳為直鏈。又，通式(IV)中，關於R7及R8，於鍵結之環結構為苯時，較佳為表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，較佳為表示碳原子數1~8之烷基或碳原子數1~8之烷氧基，更佳為表示碳原子數3~5之烷基或碳原子數2~4之烷氧基，更佳為表示碳原子數3或5之烷基或碳原子數2或4之烷氧基，進而較佳為表示碳原子數2或4之烷氧基，較佳為直鏈。
本發明中，於重視液晶顯示元件之響應速度之改善之情形時較佳為烯基，於重視電壓保持率等可靠性之情形時，較佳為烷基。作為烯基，較佳為以下所記載之式(i)~式(iv)所表示之結構，
(式中，設為右端鍵結於環結構上)。
A1及A2分別獨立，較佳為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基。
Z1及Z2分別獨立，於重視黏度之降低之情形時，較佳為單鍵，於重視增大△ε之絕對值的情況之情形時，較佳為-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-或-CF2O-，較佳為以氧原子與2,3-二氟苯-1,4-二基連結之方式配置。
n1+n2較佳為2以下，於重視黏度之降低之情形時，較佳為1，於重視Tni之情形時或重視△n之增大之情形時，較佳為2。
通式(IV)所表示之化合物較佳為選自以下所記載之通式(IVa1)及(IVa2)所表示之化合物群中，
(式中，R7a1及R7a2、R8a1及R8a2分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，該烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中之1個以上氫原子可被取代為氟原子，該烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中之亞甲基只要氧原子 不連續鍵結，則可被取代為氧原子，只要羰基不連續鍵結，則可被取代為羰基，na2表示0或1，A1a2表示1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，通式(IVa1)及通式(IVa2)中之1,4-伸苯基中之1個以上氫原子可被取代為氟原子)。
通式(IVa1)所表示之化合物具體而言，較佳為以下所記載之式(IVa1-1)~式(IVa1-8)
所表示之化合物，更佳為式(IVa1-1)~式(IVa1-4)所表示之化合物，進而較佳為式(IVa1-1)及式(IVa1-3)所表示之化合物，尤佳為式(IVa1-1)所表示之化合物。
於使用通式(IVa1)所表示之化合物4種以上之情形時，較佳為組合使用式(IVa1-1)~式(IVa1-4)所表示之化合物，式(IVa1-1)~式(IVa1-4)所表示之化合物之含量較佳為通式(IVa1)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，尤佳為85質量%以上，最佳為90質量%以上。
於使用通式(IVa1)所表示之化合物3種之情形時，較佳為組合使 用式(IVa1-1)~式(IVa1-3)所表示之化合物，式(IVa1-1)~式(IVa1-3)所表示之化合物之含量較佳為通式(IVa1)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，尤佳為85質量%以上，最佳為90質量%以上。
於使用通式(IVa1)所表示之化合物2種之情形時，較佳為組合使用式(IVa1-1)及式(IVa1-3)所表示之化合物，式(IVa1-1)及式(IVa1-3)所表示之化合物之含量較佳為通式(IVa1)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，尤佳為85質量%以上，最佳為90質量%以上。
通式(IVa2)所表示之化合物具體而言，較佳為以下所記載之通式(IVa2-1)~通式(IVa2-9)所表示之化合物，[化25]
(式中，R7係指與通式(IV)中之R7相同之意義，R8係指與通式(IV)中之R8相同之意義)。
於使用通式(IVa2)所表示之化合物之情形時，較佳為使用式(IVa2-1)所表示之化合物，式(IVa2-1)所表示之化合物之含量較佳為通式(IVa2)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，尤佳為85質量%以上，最佳為90質量%以上。
通式(IVa2)中之R7及R8分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧 基，較佳為表示碳原子數1~8之烷基或碳原子數2~8之烯基，更佳為表示碳原子數2~5之烷基或碳原子數2~5之烯基，進而較佳為表示碳原子數2~5之烷基，較佳為直鏈，於R7及R8均為烷基之情形時，較佳為各自之碳原子數不同。
更詳細而言，較佳為R7表示丙基且R8表示乙基之化合物或R7表示丁基且R8表示乙基之化合物。
本申請案中之1,4-環己基較佳為反式-1,4-環己基。
於本發明之液晶組合物包含通式(I)及通式(II)所表示之化合物之情形時，可進而含有通式(IV)所表示之化合物(其中，通式(II)所表示之化合物除外)。液晶組合物中所含有之式(I)、式(II)及通式(IV)所表示之化合物之合計含量較佳為80~100質量%，更佳為85~100質量%，進而較佳為90~100質量%，尤佳為95~100質量%，最佳為97~100質量%。
關於本申請案之液晶組合物中所含之通式(I)及通式(II)所表示之化合物的合計含量，作為下限值，較佳為55質量%，更佳為65質量%，進而較佳為70質量%，尤佳為73質量%，最佳為75質量%，作為上限值，較佳為85質量%，更佳為90質量%，進而較佳為92質量%，尤佳為94質量%，最佳為95質量%。
於本發明之液晶組合物包含通式(I)及通式(IV)所表示之化合物之情形時，可進而含有通式(II)所表示之化合物(其中，通式(IV)所表示之化合物除外)。液晶組合物中所含有之式(I)、式(II)及通式(IV)所表示之化合物之合計含量較佳為80~100質量%，更佳為85~100質量%，進而較佳為90~100質量%，尤佳為95~100質量%，最佳為97~100質量%。
關於本申請案之液晶組合物中所含之通式(I)及通式(IV)所表示之化合物的合計含量，作為下限值，較佳為55質量%，更佳為65質量 %，進而較佳為70質量%，尤佳為73質量%，最佳為75質量%，作為上限值，較佳為85質量%，更佳為90質量%，進而較佳為92質量%，尤佳為94質量%，最佳為95質量%。
本案發明之液晶組合物較佳為不含有於分子內具有過氧(-CO-OO-)結構等氧原子彼此鍵結之結構之化合物。
於重視液晶組合物之可靠性及長期穩定性之情形時，較佳為將具有羰基之化合物的含量相對於上述組合物之總質量而設為5質量%以下，更佳為設為3質量%以下，進而較佳為設為1質量%以下，最佳為實質上不含有。
較佳為增加分子內之環結構全部為6員環之化合物之含量，較佳為將分子內之環結構全部為6員環之化合物的含量相對於上述組合物之總質量而設為80質量%以上，更佳為設為90質量%以上，進而較佳為設為95質量%以上，最佳為實質上僅以分子內之環結構全部為6員環之化合物構成液晶組合物。
為了抑制由液晶組合物之氧化所引起之劣化，較佳為減少具有伸環己烯基作為環結構之化合物之含量，較佳為將具有伸環己烯基之化合物的含量相對於上述組合物之總質量而設為10質量%以下，更佳為設為5質量%以下，進而較佳為實質上不含有。
為了抑制由液晶組合物之氧化所引起之劣化，較佳為減少具有-CH=CH-作為連結基之化合物之含量，較佳為將該化合物之含量相對於上述組合物之總質量而設為10質量%以下，更佳為設為5質量%以下，進而較佳為實質上不含有。
於重視黏度之改善及TNI之改善之情形時，較佳為減少於分子內具有氫原子可經鹵素取代之2-甲基苯-1,4-二基的化合物之含量，較佳為將於分子內具有上述2-甲基苯-1,4-二基之化合物之含量相對於上述組合物之總質量而設為10質量%以下，更佳為設為5質量%以下，進而 較佳為實質上不含有。
於本發明之組合物中所含有之化合物具有烯基作為側鏈之情形時，於上述烯基鍵結於環己烷上之情形時，該烯基之碳原子數較佳為2~5，於上述烯基鍵結於苯上之情形時，該烯基之碳原子數較佳為4~5，較佳為上述烯基之不飽和鍵與苯不直接鍵結。又，於重視液晶組合物之穩定性之情形時，較佳為減少具有烯基作為側鏈且具有2,3-二氟苯-1,4-二基的化合物之含量，較佳為將該化合物之含量相對於上述組合物之總質量而設為10質量%以下，更佳為設為5質量%以下，進而較佳為實質上不含有。
本發明之液晶組合物之介電各向異性△ε之值具有負介電各向異性，介電各向異性之絕對值為2以上。關於介電各向異性△ε之值，於25℃下，較佳為-2.0~-6.0，更佳為-2.5~-5.0，尤佳為-2.5~-4.0，更詳細而言，於重視響應速度之情形時，較佳為-2.5~-3.4，於重視驅動電壓之情形時，較佳為-3.4~-4.0。
又，本發明之液晶組合物中，亦可將上述通式(I)所表示之化合物稱為非極性成分，將上述通式(II)及通式(IV)所表示之化合物稱為極性成分。
又，本發明之液晶組合物之較佳之組成包含通式(I)所表示之化合物、通式(II)所表示之化合物及/或通式(IV)所表示之化合物。
關於本發明之液晶組合物之折射率各向異性△n之值，於25℃下，較佳為0.08~0.13，更佳為0.09~0.12。更詳細而言，於應對較薄之單元間隙之情形時，較佳為0.10~0.12，於應對較厚之單元間隙之情形時，較佳為0.08~0.10。
本發明之液晶組合物之旋轉黏度(γ1)較佳為150以下，更佳為130以下，尤佳為120以下。
本發明之液晶組合物較佳為旋轉黏度與折射率各向異性之係數 即Z顯示特定值。
(式中，γ1表示旋轉黏度，△n表示折射率各向異性)
Z較佳為13000以下，更佳為12000以下，尤佳為11000以下。
關於本發明之液晶組合物之向列相-各向同性液體相轉移溫度(Tni)，於60℃以上，較佳為75℃以上，更佳為80℃以上，進而較佳為90℃以上。
本發明之液晶組合物必需具有1012(Ω‧m)以上之比電阻，較佳為1013(Ω‧m)，更佳為1014(Ω‧m)以上。
關於本發明之液晶組合物，除上述化合物以外，根據用途，亦可含有通常之向列液晶、層列型液晶、膽固醇液晶、抗氧化劑、紫外線吸收劑等，於要求液晶組合物之化學穩定性之情形時，較佳為於其分子內不具有氯原子，於要求液晶組合物對於紫外線等光之穩定性之情形時，較理想為於其分子內不具有萘環等所代表之共軛長度較長並於紫外線區域存在吸收波峰之縮合環等。
(配向層)
本發明之配向層較佳為包含其化學結構響應光而變化之光響應性高分子之光配向膜。
藉此，可解決如下問題：就使用有n型材料之液晶顯示元件而言，必需將液晶分子沿著與短條狀電極之長度方向垂直之方向排列，若於與該電極之長度方向垂直之方向上進行摩擦，則因電極之凹凸而摩擦不均必然變大，針對液晶分子之配向限制力明顯降低。
通常光配向膜存在各種方式，例如可列舉：藉由具有偶氮基(例如偶氮苯化合物)、希夫鹼及碳-碳雙鍵等不飽和鍵部位之化合物等之光照射而利用光異構化者、利用桂皮酸衍生物等之光二聚化者、利用香豆素、查耳酮或聚合物自身之σ鍵結之光開裂(光分解)者(例如光分解性聚醯亞胺等)等。
更詳細而言，該光響應性高分子較佳係選自由光響應性分解型高分子、光響應性二聚化型高分子及光響應性異構化型高分子所組成之群中之至少一個，尤佳為光響應性分解型高分子。
作為本發明之光響應性分解型高分子，較佳為利用聚合物自身之σ鍵結之光開裂(光分解)者等。更詳細而言，均較佳為具有聚矽氧烷、聚醯亞胺及聚醯胺酸衍生物結構作為主鏈者，更佳為聚醯亞胺、聚醯胺酸衍生物結構。作為聚醯胺酸衍生物，較佳為設為碳原子數1~5之烷基酯或碳原子數1~18之烷基銨鹽。
本發明之光響應性分解型高分子較佳為含有選自由使四羧酸二酐與二胺化合物反應而獲得之聚醯胺酸及聚醯亞胺所組成之群中之至少一種聚合物。
作為成為聚醯亞胺、聚醯胺酸衍生物之原料之上述四羧酸二酐，可列舉以下者。
[化6]
(上述式中，Z1、Z2、Z3、Z4分別獨立地表示氫原子、碳原子數1~5之烷基、氯原子、氟原子、-NR2、-SR、-OH、-CH2COOR、- CH2CH2COOR、-COR、-NO2、-CN，Z1、Z2、Z3、Z4中之至少一個不為氫原子或甲基，R表示碳原子數1~5之烷基，T表示單鍵、-CH2-、-O-、-S-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-CO-、-SO-)
(上述式中，T表示單鍵、-CH2-、-O-、-S-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-CO-、-SO-)
如上所述之化合物中，較佳為式(TCA-1)、式(TCA-2)、式(TCA-3)、式(TCA-4)、式(TCA-5)、式(TCA-8)及式(TCA-10)，尤佳為式(TCA-1)、式(TCA-8)。
作為成為聚醯亞胺、聚醯胺酸衍生物之原料之上述二胺化合物，可列舉以下者。
[化4]
[化3]
此種化合物中，較佳為式(DA-1)、式(DA-25)、式(DA-31)、式(DA-32)、式(DA-49)，尤佳為式(DA-1)、式(DA-25)、式(DA-49)。
又，於本發明之光配向膜中採用利用光異構化之類型之情形時，較佳為於四羧酸酐或二胺化合物之至少一者中包含選自由以下之式(TCA-38)及式(DA-50)~式(DA-56)所組成之群中之至少一者。
例如除了(或代替)作為上述四羧酸酐之例示之上述式(TCA-1)~上述式(TCA-37)之化合物，亦較佳為使用以下之式(TCA-38)：[化4]
所表示之化合物。或者，除了(或代替)式(DA-1)~式(DA-49)之化合物，作為二胺化合物，亦較佳為使用以下之式(DA-50)~式(DA-56)：
所表示之化合物。
又，於本發明之光配向膜中採用利用光二聚化之類型之情形 時，較佳為於上述式(DA-1)~(DA-49)所表示之二胺化合物中的氫原子之至少一個上具有以下之式(V)，更佳為包含選自由式(DA-50)~式(DA-53)所組成之群中之至少一個。
即，除了(或代替)上述式(DA-1)~(DA-49)之化合物，作為二胺化合物，亦較佳為使用使(DA-1)~(DA-49)之化合物中之氫原子經通式(V)：
(式中，虛線表示對於(DA-1)~(DA-49)之氫原子所鍵結的原子之鍵結，G1、G2、G3、G4、G5分別獨立地表示單鍵、碳原子數2~12之伸烷基(1個-CH2-基或2個以上之非鄰接之-CH2-基可被取代為-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-NRCOO-、-OCONR-、-NRCONR-、-CH=CH-、-C≡C-、-OCOO-。R表示氫原子或碳原子數1~20之烷基)、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CF2-、-C≡C-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-。其中，G1、G2、G3、G4、G5中之任意一個以上表示-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-。
n5、n6、n7、n8表示0或1，E1、E2、E3、E4、E5分別獨立地表示反式-1,4-伸環己基、反式-1,4-二烷-2,5-二基、1,4-伸萘基、2,6-伸萘基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、2,5-硫代伸苯基、2,5-呋喃基或1,4-伸苯基，該等可未經取代，或者亦可一個以上之氫原子經氟原子、氯原子、甲基或甲氧基取代，Z表示氫原子、氟原子、碳原子數1~12之烷基(1個-CH2-基或2個以上之非鄰接之-CH2-基可被取代為-O- 、-CO-、-COO-、-OCO-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-NRCOO-、-OCONR-、-NRCONR-、-CH=CH-、-C≡C-或-OCOO-。R表示氫原子或碳原子數1~20之烷基)、氰基、硝基、羥基或羧基)取代者。
作為上述二胺化合物之具體例，例如可列舉以下之式(DA-50)~(DA-54)。
作為本發明之光分解型光配向膜，就可表現良好之液晶配向性之觀點而言，四羧酸酐更佳為式(TCA-1)、式(TCA-2)、式(TCA-3)、式(TCA-4)、式(TCA-5)、式(TCA-33)(上述式(TCA-33)中，T尤佳為-CO-)及TCA-34(上述式(TCA-34)中，T較佳為-CO-)，尤佳為式(TCA-1)、式(TCA-2)、式(TCA-3)、式(TCA-4)及式(TCA-5)。又，作為本發明之光分解型光配向膜，就可表現良好之液晶配向性之觀點而言，二 胺化合物尤佳為式(DA-1)、式(DA-25)、式(DA-49)。
以上列舉之四羧酸酐或二胺化合物根據所要求之特性，可分別單獨使用1種或組合使用2種以上。
於本發明之光響應性分解型高分子之較佳之聚醯胺酸中，上述四羧酸二酐與上述二胺化合物之混合比率相對於二胺之胺基1當量而較佳為四羧酸二酐之酸酐基成為0.2~2當量之比率，更佳為成為0.3~1.2當量之比率。
又，於本發明之光配向膜中，由四羧酸酐與二胺化合物之縮合所引起的聚醯胺酸之合成反應較佳為於有機溶劑中進行。該反應溫度較佳為-20℃~150℃，更佳為0~100℃。又，該反應時間較佳為0.1~24小時，更佳為0.5~12小時。
作為上述有機溶劑，例如可列舉：醇、酮、酯、醚、非質子性極性溶劑、苯酚及其衍生物系溶劑、鹵素化烴系溶劑、烴系溶劑等。
作為上述醇，例如較佳為甲醇、乙醇、異丙醇、環己醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三乙二醇、乙二醇單甲醚等。
作為上述酮，例如較佳為丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等。
作為上述酯，例如可列舉：乳酸乙酯、乳酸丁酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基甲氧基丙酸酯、乙基乙氧基丙酸酯、草酸二乙酯、丙二酸二乙酯等。
作為上述醚，例如可列舉：二乙醚、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇-正丙醚、乙二醇-異丙醚、乙二醇-正丁醚、乙二醇二甲醚、乙二醇乙醚乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、四氫呋喃等。
作為上述非質子性極性溶劑之具體例，例如較佳為N-甲基-2-吡 咯啶酮、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、γ-丁內酯、四甲基脲及六甲基磷醯三胺等。
作為上述苯酚及其衍生物，例如較佳為間甲酚、二甲苯酚、鹵素化苯酚等。
作為上述鹵素化烴系溶劑，例如可列舉：二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯、鄰二氯苯等。
作為上述烴系溶劑，例如可列舉：己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯、二甲苯、異戊基丙酸酯、異戊基異丁酸酯、二異戊醚等。
四羧酸二酐及二胺化合物相對於有機溶劑之合計量相對於反應溶液總量而較佳為成為0.1~50重量%。
若於上述條件下使四羧酸二酐及二胺化合物反應，則獲得包含聚醯胺酸之反應溶液。該所獲得之反應溶液可直接供給至配向膜之製備，或者亦可使該反應溶液中所含之聚醯胺酸單離後供給至配向膜之製備，進而亦可使單離之聚醯胺酸純化後供給至配向膜之製備。
又，於使上述所獲得之聚醯胺酸脫水閉環而製成聚醯亞胺之情形時，可將上述反應溶液直接供給至脫水閉環反應，亦可將反應溶液中所含之聚醯胺酸單離後供給至脫水閉環反應，或者亦可使單離之聚醯胺酸純化後供給至脫水閉環反應。聚醯胺酸之單離及純化可根據公知之方法而進行。
作為使由上述反應所獲得之聚醯胺酸醯亞胺化而製成聚醯亞胺之方法，可藉由使聚醯胺酸脫水閉環並醯亞胺化而獲得。具體而言，藉由對聚醯胺酸進行加熱之方法、或將聚醯胺酸溶解於有機溶劑中且於該溶液中添加脫水劑及脫水閉環觸媒，並視需要進行加熱之方法而進行。
作為用於脫水閉環反應之有機溶劑，可列舉作為用於合成聚醯胺酸者而例示之有機溶劑，故而此處省略。
作為本發明之配向膜之聚醯亞胺可為使作為其前驅物之聚醯胺酸所具有的醯胺酸結構之全部脫水閉環而成之完全醯亞胺化物，亦可為使醯胺酸結構之一部分脫水閉環而醯胺酸結構與醯亞胺環結構並存之部分醯亞胺化物。關於本發明之聚醯亞胺，其醯亞胺化率較佳為30%以上，更佳為40~99%，進而較佳為45~98%。該醯亞胺化率係以百分率表示相對於聚醯亞胺之醯胺酸結構之數與醯亞胺環結構之數的合計之醯亞胺環結構之數所占之比率者。此處，醯亞胺環之一部分亦可為異醯亞胺環。
再者，本發明中，聚醯亞胺之醯亞胺化率之測定方法係將來自醯亞胺化前後未變化之結構的質子設為基準質子，使用該質子之波峰積算值及來自9.5~10.0ppm附近所產生之醯胺酸之NH基的質子波峰積算值進行計算。
於本發明中，使聚醯胺酸於溶液中熱醯亞胺化之情形時之溫度較佳為100℃~400℃，更佳為120℃~250℃。於該情形時，較佳為一面將由醯亞胺化反應所生成之水排出至系統外一面進行之方法。
本發明中，於利用觸媒使聚醯胺酸醯亞胺化之情形時，藉由如下方式獲得：於上述中所獲得之聚醯胺酸之溶液中添加鹼性觸媒及酸酐，在較佳為-20~250℃、更佳為0~180℃下進行攪拌。又，於該情形時，鹼性觸媒之量為醯胺酸基之0.5~30莫耳倍，較佳為2~20莫耳倍，酸酐之量為醯胺酸基之1~50莫耳倍，較佳為3~30莫耳倍。
作為上述鹼性觸媒，可列舉：吡啶、三甲基吡啶、二甲基吡啶、三乙基胺、三甲基胺、三丁基胺及三辛基胺等。又，作為上述酸酐，可列舉：乙酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸酐等。
再者，由觸媒醯亞胺化所產生之醯亞胺化率可藉由調節觸媒量、反應溫度、反應時間而進行控制。
本發明中，於自聚醯胺酸或聚醯亞胺之反應溶液中回收所生成 之聚醯胺酸或聚醯亞胺之情形時，只要將反應溶液投入至不良溶劑中而使其沈澱即可。作為用於沈澱之不良溶劑，可列舉：甲醇、丙酮、己烷、丁基賽路蘇、庚烷、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、乙醇、甲苯、苯、水等。投入至不良溶劑中而沈澱之聚合物可於過濾並回收後，於常壓或減壓下並在常溫下或加熱而進行乾燥。
於將本發明之聚醯胺酸及聚醯亞胺之濃度設為10重量%之溶液時，較佳為具有10~800mPa‧s之溶液黏度者，更佳為具有15~500mPa‧s之溶液黏度者。再者，該等聚合物之溶液黏度(mPa‧s)係對於使用該聚合物之良溶劑(例如γ-丁內酯、N-甲基-2-吡咯啶酮等)製備之濃度10重量%之聚合物溶液，利用E型旋轉黏度計於25℃下測得之值。
作為本發明之光響應性分解型高分子，除上述以外，亦較佳為下述通式(1A)或通式(1B)：
(上述通式(1)中，Sp係選自由單鍵、-(CH2)u-(式中，u表示1~20)、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CF2-及-C≡C-所組成之群中之至少1種二價連結基，該等取代基中，非鄰接之CH2基之一個以上可獨立地經-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-、-NR-、-NR-CO-、-CO-NR-、-NR-CO-O-、-O-CO-NR-、-NR-CO-NR-、-CH=CH-、-C≡C-或-O-CO-O-(式中，R獨立地表示氫或碳原子數1至5之烷基)取代，A1、A2分別獨立地表示選自由(a)反式-1,4-伸環己基(存在於該基中之1個亞甲基或不鄰接之2個以上之亞甲基可被取代為-O-、-NH-或-S-)、(b)1,4-伸苯基(存在於該基中之1個或2個以上之-CH=可被取代為-N=)、及(c)1,4-伸環己烯基、2,5-硫代伸苯基、2,5-呋喃基、1,4-二環(2.2.2)伸辛基、萘-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基及1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基
所組成之群中之基，上述基(a)、基(b)或基(c)可分別未經取代，或者亦可一個以上之氫原子經氟原子、氯原子、氰基、甲基或甲氧基取代，Z1、Z2及Z3分別獨立地表示單鍵、-(CH2)u-(式中，u表示1~20)、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CF2-或-C≡C-，該等取代基中，非鄰接之CH2基之一個以上可獨立地經-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-、-NR-、-NR-CO-、-CO-NR-、-NR-CO-O-、-O-CO-NR-、-NR-CO-NR-、-CH=CH-、-C≡C-或-O-CO-O-(式中，R獨立地表示氫或碳原子數1至5之烷基)取代，X為-O-、單鍵、-NR-或伸苯基， Rb為聚合性基、烷氧基、氰基或碳原子數1~12個之氟化烷基，m為0、1或2，Mb及Md分別獨立，可相同亦可不同，表示以下之通式(U-1)~(U-13)中之任一種單體單位，
(上述通式(U-1)~(U-10)中，虛線表示對Sp之鍵結，Ra獨立地表示氫原子、碳原子數1至5之烷基、苯基、鹵素原子，各結構中之任意之氫原子可被取代為氟原子、氯原子、甲基、苯基、甲氧基，上述通式(U-11)~(U-13)中，虛線表示對Sp之鍵結，R1表示4價環結構，R2表示3價有機基，R3表示氫原子、羥基、碳原子數1~15個之烷基、碳原子數1~15個之烷氧基)
y及w表示共聚物之莫耳分率，0<y≦1且0≦w<1，n表示4~100,000，Mb及Md之單體單位分別獨立，可包含1種，亦可包含2種以上之不同單位)
所表示之光響應性二聚化型高分子、其水解物或水解物之縮合物。
又，作為上述本發明之通式(1)所表示之光響應性高分子的較佳之形態，較佳為Z2為單鍵之光響應性二聚化型高分子。
其他本發明之光響應性二聚化型高分子較佳為下述通式(2)：
(上述通式(2)中，M1及M2分別相互獨立，係選自由丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、2-氯丙烯酸酯、2-苯基丙烯酸酯、可經低級烷基N-取代 之丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、2-氯丙烯醯胺、2-苯基丙烯醯胺、乙烯醚、乙烯酯、苯乙烯衍生物及矽氧烷類所組成之群中之至少1種重複單位，M3係選自由丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、2-氯丙烯酸酯、2-苯基丙烯酸酯、可經低級烷基N-取代之丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、2-氯丙烯醯胺、2-苯基丙烯醯胺、乙烯醚、乙烯酯、丙烯酸或甲基丙烯酸之直鏈狀-或分支狀烷基酯、丙烯酸或甲基丙烯酸之烯丙酯、烷基乙烯醚或-酯、苯氧基烷基丙烯酸酯或苯氧基烷基甲基丙烯酸酯或羥基烷基丙烯酸酯或羥基烷基甲基丙烯酸酯、苯基烷基丙烯酸酯或苯基烷基甲基丙烯酸酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、苯乙烯、4-甲基苯乙烯及矽氧烷類所組成之群中之至少1種重複單位，A1、B1、C1、A2、B2及C2分別相互獨立地表示選自由(a)反式-1,4-伸環己基(存在於該基中之1個亞甲基或不鄰接之2個以上之亞甲基可被取代為-O-、-NH-或-S-)、(b)1,4-伸苯基(存在於該基中之1個或2個以上之-CH=可被取代為-N=)、及(c)1,4-伸環己烯基、2,5-硫代伸苯基、2,5-呋喃基、1,4-二環(2.2.2)伸辛基、萘-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基及1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基
所組成之群中之基，上述基(a)、基(b)或基(c)可分別未經取代，或者亦可一個以上之氫原子經氟原子、氯原子、氰基、甲基或甲氧基取代，S1及S2分別相互獨立為經氟原子、氯原子或氰基取代1個以上之直鏈狀或分支狀伸烷基(-(CH2)r-)或-(CH2)r-L-(CH2)s-(式中，L係指單鍵或-O-、-COO-、-OOC-、-NR1-、-NR1-CO-、-CO-NR1-、-NR1-COO-、-OCO-NR1-、-NR1-CO-NR1-、-CH=CH-或-C≡C-，此時，R1係 指氫原子或低級烷基，r及s於r+s≦24之條件下為1~20之整數)，D1、D2分別相互獨立，包含-O-、-NR2-或選自由下述式(d)~(f)：(d)反式-1,4-伸環己基(存在於該基中之1個亞甲基或不鄰接之2個以上之亞甲基可被取代為-O-、-NH-或-S-)、(e)1,4-伸苯基(存在於該基中之1個或2個以上之-CH=可被取代為-N=)、及(f)1,4-伸環己烯基、2,5-硫代伸苯基、2,5-呋喃基、1,4-二環(2.2.2)伸辛基、萘-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基及1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基
所組成之群中之基，上述基(d)、基(e)或基(f)可分別未經取代，或者一個以上之氫原子經氟原子、氯原子、氰基、甲基或甲氧基取代，此時，R2為氫原子或低級烷基，X1、X2、Y1及Y2分別相互獨立，係指經氫原子、氟原子、氯原子、氰基取代，有時經氟原子取代，並且CH2基或複數個非鄰接CH2基有時可經-O-、-COO-、-OOC-及/或-CH=CH-取代之碳原子數1~12之烷基，Z1a、Z1b、Z2a及Z2b分別相互獨立為單鍵、-(CH2)t-、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-OC-、-NR4-、-CO-NR4-、-NR4-CO-、-(CH2)u-O-、-O-(CH2)u-、-(CH2)u-NR4-或-NR4-(CH2)u-，此時，R4係指氫原子或低級烷基；t係指1~4之整數；u為1~3之整數，p1、p2、q1及q2分別相互獨立為0或1，R1a及R2a分別相互獨立為氫原子、氟原子、氯原子、氰基、硝基或碳原子數1~20之直鏈狀或分支狀之烷基、烷氧基、烷基-COO-、烷基-CO-NR3或烷基-OCO基，此時，R3係指氫原子或低級烷基，上述烷基或上述烷氧基之1以上之氫原子可被取代為氟原子、氯原子、氰 基或硝基，上述烷基或上述烷氧基之CH2基或複數個非鄰接CH2基可被取代為-O-、-CH=CH-或-C≡C-，n1、n2及n3為0<n1≦1、0≦n2<1及0≦n3≦0.5之共聚單體之莫耳分率)
所表示之光響應性二聚化型高分子。
(基板、電極層)
以下對作為本發明之液晶顯示元件之構成要素的一對基板及電極層進行說明，方便起見，對於該構成要素，與本發明之液晶顯示元件之說明一併進行詳細說明。以下，基於圖式而對本發明之液晶顯示元件之一實施形態進行說明。
圖1係模式性地表示液晶顯示元件之構成之圖。於圖1中，為了進行說明，方便起見將各構成要素隔開而進行記載。本發明之液晶顯示元件10之構成如圖1所記載般具有如下特徵：其係具有夾持於對向配置之第一透明絕緣基板2與第二透明絕緣基板7之間的液晶組合物(或液晶層5)之FFS模式之液晶顯示元件，使用上述本發明之液晶組合物作為該液晶組合物。第一透明絕緣基板2係於液晶層5側之面上形成有電極層3。又，於液晶層5與第一透明絕緣基板2及第二透明絕緣基板8各自之間具有與構成液晶層5之液晶組合物直接抵接觸而引起水平配向之一對光配向膜4，該液晶組合物中之液晶分子係以未施加電壓時大致平行於上述基板2、7之方式配向。如圖1及圖3所示，上述第二基板7及上述第一基板2亦可由一對偏光板1、8所夾持。進而，於圖1中，在上述第二基板7與配向膜4之間設置有彩色濾光片6。再者，作為本發明之液晶顯示元件之形態，可為所謂彩色濾光片陣列(COA(Color Filter On Array))，亦可於包含薄膜電晶體之電極層與液晶層之間設置彩色濾光片，或者亦可於包含該薄膜電晶體之電極層與第二基板之間設置彩色濾光片。
即，本發明之液晶顯示元件10係依序積層有第一偏光板1、第一基板2、包含薄膜電晶體之電極層3、配向膜4、包含液晶組合物之液晶層5、配向膜4、彩色濾光片6、第二基板7及第二偏光板8之構成。
第一基板2及第二基板7可使用如玻璃或塑膠般具有柔軟性之透明材料，一者亦可為矽等不透明材料。兩枚基板2、7係由配置於周邊區域之環氧系熱硬化性組合物等密封材料及封止材料所貼合，為了於其間保持基板間距離，例如亦可配置有玻璃粒子、塑膠粒子、氧化鋁粒子等粒狀間隔件或包含由光微影法所形成之樹脂之間隔件柱。
圖2係將圖1中之基板2上所形成之電極層3之由II線所包圍之區域放大的俯視圖。圖3係沿著圖2中之III-III線方向切割圖1所示之液晶顯示元件之剖面圖。如圖2所示，形成於第一基板2之表面上之包含薄膜電晶體之電極層3係使用於供給掃描信號之複數個閘極匯流排線26及用於供給顯示信號之複數個資料匯流排線25相互交叉而配置為矩陣狀。再者，於圖2中，僅表示一對閘極匯流排線25及一對資料匯流排線24。
藉由以複數個閘極匯流排線26及複數個資料匯流排線25包圍之區域而形成液晶顯示裝置之單位像素，於該單位像素內形成有像素電極21及共用電極22。於閘極匯流排線26與資料匯流排線25相互交叉之交叉部附近設置有包含源極電極27、汲極電極24及閘極電極28之薄膜電晶體。該薄膜電晶體係作為對像素電極21供給顯示信號之開關元件而與像素電極21連接。又，與閘極匯流排線26並排而設置有共用線29。該共用線29係為了對共用電極22供給共用信號而與共用電極22連接。
薄膜電晶體之結構之較佳之一態樣係例如如圖3所示，具備：形成於基板2表面的閘極電極11、以覆蓋該閘極電極11且覆蓋上述基板2之大致整面之方式設置的閘極絕緣層12、以與上述閘極電極11對向之 方式形成於上述閘極絕緣層12之表面之半導體層13、以覆蓋上述半導體層17之表面之一部分之方式設置的保護膜14、以覆蓋上述保護層14及上述半導體層13之一側端部且與形成於上述基板2表面之上述閘極絕緣層12接觸之方式設置的汲極電極16、以覆蓋上述保護膜14及上述半導體層13之另一側端部且與形成於上述基板2表面之上述閘極絕緣層12接觸之方式設置的源極電極17、以覆蓋上述汲極電極16及上述源極電極17之方式設置的絕緣保護層18。由於對閘極電極11之表面去除與閘極電極之階差等理由，亦可形成陽極氧化被膜(未圖示)。
於上述半導體層13上，可使用非晶矽、多晶矽等，但若使用ZnO、IGZO(In-Ga-Zn-O)、ITO等透明半導體膜，則可抑制由光吸收所引起之光載體之不良影響，就增大元件之開口率之觀點而言，亦較佳。
進而，為了降低肖特基能障之寬度或高度，亦可於半導體層13與汲極電極16或源極電極17之間設置歐姆接觸層15。於歐姆接觸層，可使用n型非晶矽或n型多晶矽等以高濃度添加有磷等雜質之材料。
閘極匯流排線26、資料匯流排線25、共用線29較佳為金屬膜，更佳為Al、Cu、Au、Ag、Cr、Ta、Ti、Mo、W、Ni或其合金，尤佳為使用Al或其合金之配線之情形。又，絕緣保護層18為具有絕緣功能之層，由氮化矽、二氧化矽、矽氮氧化膜等所形成。
於圖2及圖3所示之實施形態中，共用電極22係形成於閘極絕緣層12上之大致整面之平板狀電極，另一方面，像素電極21係形成於覆蓋共用電極22之絕緣保護層18上之梳形電極。即，共用電極22係配置於較像素電極21更接近第一基板2之位置，該等電極係介隔絕緣保護層18而相互重合地配置。像素電極21及共用電極22例如由ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、IZTO(Indium Zinc Tin Oxide)等透明導電性材料所形成。像素電極21及共用電極22由透明導電性材料 所形成，故而以單位像素面積開口之面積增大，開口率及透過率增加。
又，像素電極21及共用電極22係於該等電極間形成邊緣電場，故而以像素電極21與共用電極22之間的電極間距離(亦稱為最小間隔距離)：R小於第一基板2與第二基板7之距離：G之方式形成。此處，電極間距離：R表示相對於各電極間之基板而於水平方向之距離。於圖3中，平板狀共用電極22與梳形像素電極21相互重合，故而表示成為最小間隔距離(或電極間距離)：R=0之例，最小間隔距離：R小於第一基板2與第二基板7之距離(即，單元間隙)：G，故而形成有橫向邊緣之電場E。因此，FFS型之液晶顯示元件可利用相對於形成像素電極21之梳形之線而於垂直方向形成的水平方向之電場及拋物線狀電場。像素電極21之梳狀部分之電極寬度：l及像素電極21之梳狀部分之間隙寬度：m較佳為形成為可利用所產生之電場驅動液晶層5內之全部液晶分子的程度之寬度。又，像素電極與共用電極之最小間隔距離R可調整為閘極絕緣膜12之(平均)膜厚。
本發明之液晶顯示元件較佳為利用邊緣電場之FFS方式之液晶顯示組成，若共用電極22與像素電極21鄰接之最短間隔距離R小於配向層4彼此(基板間距離)之最短間隔距離G，則於共用電極與像素電極之間形成有邊緣電場，可有效地利用液晶分子之水平方向及垂直方向的配向。於如本發明之較佳之形態的FFS方式之液晶顯示元件之情形時，若對以長軸方向與配向層之配向方向平行之方式配置的液晶分子施加電壓，則於像素電極21與共用電極22之間形成有拋物線形電場之等電位線直至像素電極21與共用電極22之上部，液晶層5內之液晶分子沿著所形成之電場而於液晶層5內旋轉。尤其是本發明之液晶組合物由於使用具有負介電各向異性之液晶分子，故而液晶分子之長軸方向以與所產生之電場方向平行之方式旋轉。位於像素電極21附近之液 晶分子容易受到邊緣電場之影響，但具有負介電各向異性之液晶分子由於分極方向位於分子之短軸，因此其長軸方向並非於平行於配向層4之方向旋轉，液晶層5內之全部液晶分子的長軸方向可相對於配向膜4而維持平行方向。因此，與使用具有正介電各向異性之液晶分子之FFS方式之液晶顯示元件相比，可獲得優異之透過率特性。
就防止漏光之觀點而言，彩色濾光片6較佳為於與薄膜電晶體及存儲電容器23對應之部分形成黑矩陣(未圖示)。
於電極層3及彩色濾光片6上，設置有與構成液晶層5之液晶組合物直接抵接且引起水平配向之一對配向膜4。
此處，使用圖4對本實施形態中之配向膜4之配向方向(液晶分子之配向方向)進行說明。圖4係模式性地表示利用配向膜4所誘發之液晶之配向方向的圖。本發明中，使用具有負介電各向異性之液晶組合物。因此，於將垂直於形成像素電極21之梳形之線的方向(形成有水平電場之方向)設為x軸時，較佳為以該x軸與液晶分子30之長軸方向所成之角θ大致成為0~45°之方式配向。於圖3所示之例中，表示x軸與液晶分子30之長軸方向所成之角θ大致為0°之例。以此種方式引起液晶之配向方向之原因在於，提高液晶顯示裝置之最大透過率。
藉由將配向膜設為光配向膜，可減輕因摩擦不均所引起之針對液晶分子之配向限制力之降低，且可提供優異之透過率特性之FFS方式之液晶顯示元件。
又，偏光板1及偏光板8可以調整各偏光板之偏光軸而使視野角或對比度變得良好之方式進行調整，較佳為以該等透過軸按照常黑模式進行動作之方式具有相互平行之透過軸。尤其是偏光板1及偏光板8中之任一者均較佳為以具有與液晶分子30之配向方向平行之透過軸之方式配置。又，較佳為以對比度成為最大之方式調整液晶之折射率各向異性△n與單元厚度d之積。進而，亦可使用用於擴大視野角之位相 差膜。
又，本發明之液晶顯示元件較佳為共用電極形成於第一基板之大致整面，且配置於較像素電極更靠近第一基板側。即，本發明之液晶顯示元件之較佳之實施形態具備：對向配置之第一基板及第二基板；液晶層，其含有填充至上述第一基板與上述第二基板之間的液晶組合物；電極層，其於上述第一基板上，每個像素具有包含透明導電性材料之共用電極、配置為矩陣狀之複數個閘極匯流排線及資料匯流排線、設置於上述閘極匯流排線與資料匯流排線之交叉部的薄膜電晶體、及包含透明導電性材料且利用上述薄膜電晶體進行驅動而於與上述共用電極之間形成邊緣電場的像素電極；以及光配向膜層，其分別形成於上述液晶層與上述第一基板間及上述液晶層與上述第二基板間且誘發水平配向；且上述像素電極與共用電極之間的電極間距離R小於上述第一基板與第二基板之距離G，上述共用電極形成於上述第一基板之大致整面，且配置於較像素電極更靠近第一基板側。再者，於本發明之一形態之圖1~4中，表示共用電極形成於第一基板之大致整面且配置於較像素電極更靠近第一基板側之形態。
使用圖1~圖4說明之FFS型液晶顯示元件為一例，只要不偏離本發明之技術思想，亦可實施其他各種形態。
以下使用圖5及圖6對本發明之液晶顯示元件之其他實施形態進行說明。
例如圖5係將圖1中之基板2上所形成之電極層3之由II線所包圍之區域放大的俯視圖之其他實施形態。如圖5所示，亦可設為像素電極21具有狹縫之構成。又，亦可以相對於閘極匯流排線26或資料匯流排線25而具有傾斜角之方式形成狹縫之圖案。
該圖5所示之像素電極21係以大致矩形框狀缺口部對大致長方形平板體之電極進行打孔之形狀。又，於該像素電極21之背面，介隔絕 緣層18(未圖示)而於單面形成有梳齒狀共用電極22。並且，鄰接之共用電極與像素電極之最短間隔距離R小於配向層彼此之最短間隔距離G。又，上述像素電極之表面較佳為由保護絕緣膜及配向膜層所被覆。再者，亦可於上述複數個閘極匯流排線25與複數個資料匯流排線24所包圍之區域設置保存經由資料配線24供給之顯示信號的存儲電容器(未圖示)。再者，缺口部之形狀並無特別限定，不僅圖5所示之大致矩形，亦可使用楕圓、圓形、長方形、菱形、三角形或平行四邊形等公知形狀之缺口部。
圖6係與圖3不同之實施形態，係沿著圖2中之III-III線方向切割圖1所示之液晶顯示元件之剖面圖的另一例。於表面形成有配向層4及包含薄膜電晶體20之電極層3之第一基板2與於表面形成有配向層4之第二基板8以特定間隔D並以配向層彼此對向之方式間隔，於該空間內填充包含液晶組合物之液晶層5。於第一基板2之表面之一部分上以閘極絕緣膜12、共用電極22、絕緣膜18、像素電極21及配向層4之順序積層。又，亦如圖5所示，像素電極21係以三角形缺口部對平板體之中央部及兩端部進行打孔，進而以長方形缺口部對殘留之區域進行打孔而成之形狀，且共用電極22係以與上述像素電極21之大致楕圓形缺口部大致平行之方式使梳齒狀共用電極配置於較上述像素電極更靠近第一基板側之結構。
又，於圖6所示之例中，使用具有梳形或狹縫之共用電極22，像素電極21與共用電極22之電極間距離成為R=α。進而，圖3係表示於閘極絕緣膜12上形成有共用電極22之例，但如圖6所示，亦可將共用電極22形成於第一基板2上並介隔閘極絕緣膜12設置像素電極21。像素電極21之電極寬度：l、共用電極22之電極寬度：n及電極間距離：R較佳為適當調整至可利用所產生之電場驅動液晶層5內之全部液晶分子的程度之寬度。
本發明之FFS模式之液晶顯示元件由於使用特定之液晶組合物及特定之光配向膜，故而可使高速響應及顯示不良之抑制並存。
又，FFS模式之液晶顯示元件係於第一基板2與第二基板7之間注入液晶層5時，例如進行真空注入法或滴加注入(ODF：One Drop Fill)法等方法，但本案發明中，ODF法可抑制將液晶組合物滴加至基板上時之滴痕之產生。再者，所謂滴痕，係定義為黑顯示之情形時，滴加液晶組合物之痕跡較白並浮起之現象。
滴痕之產生受到注入之液晶材料之較大影響，進而，根據顯示元件之構成，亦無法避免該影響。於FFS模式之液晶顯示元件中，顯示元件中所形成之薄膜電晶體及具有梳形或狹縫之像素電極21等由於僅較薄之配向膜4、或較薄之配向膜4及較薄之絕緣保護層18等存在介隔液晶組合物之構件，因此未阻斷離子性物質之可能性較高，無法避免由構成電極之金屬材料與液晶組合物之相互作用所引起的滴痕之產生，但藉由於FFS型液晶顯示元件中組合使用本案發明之液晶組合物及光配向膜，可有效地抑制滴痕之產生。
又，於利用ODF法之液晶顯示元件之製造步驟中，必需根據液晶顯示元件之尺寸而滴加最佳液晶注入量，但本案發明之液晶組合物由於例如液晶滴加時產生的滴加裝置內之急劇之壓力變化或對衝擊之影響較少，可歷經長時間持續穩定地滴加液晶，故而亦可使液晶顯示元件之良率保持較高。尤其是多用於最近流行之智慧型手機之小型液晶顯示元件由於最佳液晶注入量較少，故而本身難以將最佳值之偏離控制於一定範圍內，但藉由使用本案發明之液晶組合物，即便小型液晶顯示元件，亦可實現穩定之液晶材料之吐出量。
以下，對本發明之液晶顯示元件之製造方法進行說明。本發明之液晶顯示元件例如較佳為藉由以下之步驟(1)~(3)而製造。
本發明之液晶顯示元件之製造方法較佳為藉由於基板上塗佈本 發明之光配向膜前驅物溶液後加熱該塗佈面而於基板上形成塗膜(步驟(1))。更詳細而言，例如藉由於設置有形成梳齒型圖案之透明導電膜之基板之導電膜形成面及未設置導電膜的對向基板之一面分別塗佈本發明之光配向膜前驅物溶液，繼而加熱各塗佈面而形成塗膜。
本發明之光配向膜前驅物溶液較佳為包含上述光響應性分解型高分子之溶液。該光響應性分解型高分子較佳為含有選自由使四羧酸二酐與二胺化合物反應而獲得之聚醯胺酸及聚醯亞胺所組成之群中之至少一種聚合物及上述有機溶劑。
對於本發明之光配向膜前驅物溶液，較佳為利用平版印刷法、旋轉塗佈法、輥式塗佈法或噴墨印刷法分別進行塗佈。此處，作為基板，例如可使用：浮法玻璃、鈉玻璃等玻璃；包含聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚醚碸、聚碳酸酯、聚(脂環式烯烴)等塑膠之透明基板。作為設置於(第一)基板之一面上之透明導電膜，亦可使用包含氧化錫(SnO2)之NESA膜、包含氧化銦-氧化錫(In2O3-SnO2)之ITO膜等。進而，為了獲得圖案化之透明導電膜，例如可用於形成無圖案之透明導電膜後利用光蝕刻形成圖案之方法、或形成透明導電膜時使用具有所需圖案的光罩之方法等中。於塗佈上述光配向膜前驅物溶液時，為了進一步改良基板表面及透明導電膜與塗膜之接著性，亦可使用官能性矽烷化合物、官能性鈦化合物等公知之方法預先對基板表面進行表面處理。
於塗佈上述光配向膜前驅物溶液後，視需要亦可進行預烤，該情形時之預烤溫度較佳為30~200℃。又，該預烤時間較佳為0.25~10分鐘。其後，較佳為完全去除溶劑，為了視需要使存在於聚合物中之醯胺酸結構熱醯亞胺化而進行煅燒步驟。此時之煅燒溫度較佳為80~300℃。煅燒時間較佳為5~200分鐘。以此種方式形成之膜之膜厚較佳為0.001~1μm。
又，於本發明之光配向膜前驅物溶液所含有之聚合物為聚醯胺酸或具有醯亞胺環結構及醯胺酸結構之醯亞胺化聚合物之情形時，藉由於塗膜形成後進而加熱，亦可進行脫水閉環反應，製成進一步醯亞胺化之塗膜。
本發明之液晶顯示元件之製造方法較佳為對形成於上述基板上之包含聚醯胺酸或聚醯亞胺之塗膜進行光照射(步驟(2))。又，該步驟(2)亦可於下述步驟(3)後進行。作為對該塗膜進行照射之光，可使用包含150~800nm之波長之光的紫外線或可視光線，較佳為包含300~400nm之波長之光的紫外線。
作為上述照射光之光源，可使用低壓水銀燈、高壓水銀燈、重氫燈、金屬鹵化物燈、氬氣共振燈、氙氣燈、準分子雷射等。再者，上述較佳之波長區域之紫外線可藉由將光源與例如濾光鏡、折射格子等併用之手段等而獲得。作為光之照射量，較佳為1,000J/m2以上且100,000J/m2以下。
本發明之液晶顯示元件之製造方法較佳為使形成有光配向膜或塗膜之一對基板介隔間隙(單元間隙)而對向配置，且於該間隙內填充本發明之液晶組合物(步驟(3))。
作為填充上述液晶組合物之方法，可列舉：(1)真空注入法(對於形成有光配向膜或塗膜之一對基板，以兩枚基板之該膜之配向方向成為正交之方式介隔間隙(單元間隙)而對向配置，使用密封劑使兩枚基板之周邊部貼合，於由基板表面及密封劑所劃分的單元間隙內注入填充液晶，密封注入孔而構成液晶單元之方法)或(2)ODF法。於利用真空注入法導入液晶組合物之方法中，伴隨於未產生滴痕者之基板尺寸之大型化而於製造時間或成本等方面存在問題。但是，本案發明中，就光配向膜與液晶組合物之組合而言，可更佳地用於使用ODF法製造之顯示元件中。
又，如本案發明般，可認為FFS方式係於同一基板(圖3中，為第一基板)之表面形成有TFT等電極層3(光配向膜所被覆之面)，故而於該表面存在大量凹凸，成為容易促進滴痕之產生之環境，但藉由光配向膜與液晶組合物之組合，可減輕該問題。
[實施例]
以下，列舉實施例更詳細地說明本發明，本發明並不限定於該等實施例。又，以下之實施例及比較例之組合物中之「%」係指『質量%』。
實施例中，測定之特性如下所述。
TNI：向列相-各向同性液體相轉移溫度(℃)
△n：25℃下之折射率各向異性
△ε：25℃下之介電各向異性
η：20℃下之黏度(mPa‧s)
γ1：25℃下之旋轉黏度(mPa‧s)
VHR：頻率60Hz，施加電壓1V之條件下且60℃下之電壓保持率(%)
殘像：
液晶顯示元件之殘像評價係使特定之固定圖案於顯示區域內顯示1000小時後，以目視並根據以下之4個階段對進行全畫面均勻顯示時之固定圖案的殘像水平進行評價。
◎無殘像
○有極少殘像且可容許之水平
△有殘像且無法容許之水平
×有殘像且相當嚴重
滴痕：
液晶顯示裝置之滴痕評價係以目視並按照以下之4個階段對整面 黑顯示之情形時的白色浮起之滴痕進行評價。
◎無殘像
○有極少殘像且可容許之水平
△有殘像且無法容許之水平
×有殘像且相當嚴重
製程適合性：
製程適合性係於ODF製程中，使用定積計量泵以每次50pL逐次滴加液晶100000次，按照以下之4個階段對以連續之「0~100次、101~200次、201~300次、‧‧‧‧99901~100000次」之各100次滴加的液晶量變化進行評價。
◎變化極小(可穩定地製造液晶顯示元件)
○稍微變化且可容許之水平
△有變化且無法容許之水平(因產生不均而良率惡化)
×有變化且相當嚴重(產生液晶洩漏或真空氣泡)
低溫下之溶解性：
低溫下之溶解性評價係於製備液晶組合物後，於2mL樣品瓶中稱量液晶組合物1g，於溫度控制式試驗槽中，將「-20℃(保持1小時)→升溫(0.1℃/每分)→0℃(保持1小時)→升溫(0.1℃/每分)→20℃(保持1小時)→降溫(-0.1℃/每分)→0℃(保持1小時)→降溫(-0.1℃/每分)→-20℃」設為1循環而持續給予溫度變化，以目視觀察析出物自液晶組合物中之產生，進行以下之4階段評價。
◎於600小時以上未觀察到析出物。
○於300小時以上未觀察到析出物。
△於150小時以內觀察到析出物。
×於75小時以內觀察到析出物。
再者，於實施例中，關於化合物之記載，係使用以下之簡稱。
(側鏈)
(環結構)
(實施例1(液晶組合物1))
製備具有以下所示之組成之液晶組合物(液晶組合物1)並測定其物性值。將其結果示於以下之表。
使用本發明之液晶組合物製作通常用於TV之單元厚度3.0μm之FFS模式之液晶顯示元件，配向膜係藉由如下方法而製作。
<光分解型光配向膜>
「光配向膜1」
使對伸苯基二胺1.0莫耳%溶解於N-甲基-2-吡咯啶酮中後，於其中添加環丁烷四羧酸二酐1莫耳%並於20℃下反應12小時，獲得標準聚苯乙烯換算重量平均分子量約100,000、重量平均分子量/數平均分子量(Mv/Mn)約1.6之聚醯胺酸清漆。其次，將該聚醯胺酸清漆稀釋成 6%濃度並添加以固形分計0.3重量%之γ-胺基丙基三乙氧基矽烷後，印刷至第1薄膜積層體上及第2薄膜積層體上，於210℃下加熱30分鐘而形成光分解型絕緣膜(聚醯亞胺膜)。
其後，對於該光分解型聚醯亞胺膜，例如實施照射來自於240nm~400nm之波長區域具有亮線之偏光UV燈的光(紫外線)之配向處理。該配向處理係例如使用積層有石英基板之集束偏光元件將來自高壓水銀燈之紫外線製成偏光比約20：1之直線偏光，以約4J/cm2之照射能量照射而進行。
「光配向膜2」
(聚醯胺酸A之合成)
將4,4'-二胺基二苯醚1.0莫耳%溶解於N-甲基-2-吡咯啶酮中後，於其中添加環丁烷四羧酸二酐1莫耳%並於20℃下反應12小時反應，獲得標準聚苯乙烯換算重量平均分子量約50,000、重量平均分子量/數平均分子量(Mv/Mn)約1.6之聚醯胺酸A溶液。
(聚醯胺酸B之合成)
將4,4'-二胺基二苯基胺1.0莫耳%溶解於N-甲基-2-吡咯啶酮中後，於其中添加環丁烷四羧酸二酐1莫耳%並於20℃下反應6小時，獲得標準聚苯乙烯換算重量平均分子量約55,000、重量平均分子量/數平均分子量(Mv/Mn)約1.9之聚醯胺酸B溶液。
(混合物之調整)
將聚醯胺酸A溶液、聚醯胺酸B溶液以固形分質量比成為1：1之方式混合，進而利用N-甲基-2-吡咯啶酮與2-丁氧基乙醇之質量比為1：1之混合溶劑進行稀釋，藉此獲得聚醯胺酸溶液。
將其印刷至第1薄膜積層體上及第2薄膜積層體上，於230℃下加熱30分鐘而形成光分解型絕緣膜(聚醯亞胺膜)。其後，對於該光分解型聚醯亞胺膜，使用線柵偏光元件將來自高壓紫外線燈之光(紫外線) 製成消光比約100：1之直線偏光，以0.5J/cm2之照射能量照射而進行。
「光配向膜3」
(光配向膜用溶液之製備)
於1,4-伸苯基二胺3.24g中添加N-甲基-2-吡咯啶酮32.40g，一面輸送氮氣一面攪拌而使其溶解。一面攪拌該二胺溶液一面添加環丁烷四羧酸二酐7.81g，進而添加N-甲基-2-吡咯啶酮78.03g，於氮氣環境下並於30℃下攪拌18小時而進行反應。進而，於常溫下添加N-甲基-2-吡咯啶酮與2-丁氧基乙醇之質量比為1：1之混合溶劑62.68g並進行稀釋攪拌而獲得光配向膜用溶液。
(液晶配向膜之形成)
(光分解型樹脂膜之形成)
於形成於第1基板上之梳形透明電極上，利用旋轉塗佈法形成上述光配向膜溶液而形成乾燥厚度0.1μm之樹脂膜。以與第2基板相同之方式形成配向膜。
將形成有樹脂膜之基板於230℃下加熱30分鐘而使其反應，藉此形成光分解型樹脂膜(聚醯亞胺膜)。
(配向處理)
使用帶通濾光鏡自高壓水銀燈提取256nm紫外線，使用線柵偏光元件製成消光比約100：1之直線偏光，對於該光分解型樹脂膜，以1.0J/cm2之照射能量照射而進行光配向處理。其後，為了去除分解生成之雜質，於230℃下煅燒30分鐘後，利用純水將聚醯亞胺膜洗淨並乾燥，藉此獲得形成有光分解型配向膜之玻璃基板。
<光二聚化型光配向膜>
「光配向膜4」
(單體之合成)
(合成例1)
根據下述式所示之方法，經由化合物1~6之中間物而合成目標單體(I-1-1)。
(化合物1之合成)
使199g(1.21mol)8-氯辛醇、158.3g(1.84mol)甲基丙烯酸甲酯、1.5g之4-甲氧基苯酚、22.8g(0.12mol)對甲苯磺酸溶解於450mL環己烷中，加熱回流6小時。將反應液冷卻至室溫，利用水將溶液洗淨3次後，利用飽和碳酸氫鈉水溶液洗淨3次，其後使用飽和食鹽水洗淨2 次。利用無水硫酸鈉使溶液乾燥並溜去溶劑，藉此以無色透明液體之形式獲得258g化合物1(甲基丙烯酸8-氯辛酯)。純度為99%(GC(Gas Chromatography，氣相層析法))。EI-MS：232[M+]
(化合物2之合成)
使34.6g(0.284mol)4-羥基苯甲醛、49g(0.341mol)碳酸鉀、0.1g之18-冠醚-6、溶解於500mL二甲基甲醯胺中，於氮氣環境下並於室溫下添加58g(0.284mol)甲基丙烯酸8-氯辛酯。將反應液加熱至90度並進行6小時攪拌。利用GC確認反應結束後，將反應液冷卻至室溫並進行過濾。添加200mL乙酸乙酯及200mL水並再次進行過濾。將有機層與水層分離並於水層中添加乙酸乙酯而進行3次萃取。合併全部有機層並利用飽和食鹽水進行3次洗淨。於有機層中添加無水硫酸鈉而進行乾燥，溜去溶劑而獲得粗製化合物2。所獲得之化合物2不進行特別之純化而用於繼而之反應。
EI-MS：318[M+]
(化合物3之合成)
使50g(約0.14mol)化合物2、4.43g(0.029mol)磷酸二氫鈉、16g之30%過氧化氫水溶解於60mL水及350mL乙腈中並進行冰浴冷卻。 繼而，對反應液滴加將23g之78%亞氯酸鈉稀釋於200mL水中之溶液後，將反應液於室溫下攪拌一晚。使用HPLC(High Performance Liquid Chromatography，高效液相層析法)確認反應結束。於反應液中添加10%鹽酸直至pH值成為1為止，濾出析出之白色固體。利用水將所獲得之固體洗淨3次。使所獲得之固體溶解於二氯甲烷中，於其中添加無水硫酸鈉而進行乾燥。於溶液中添加庚烷並將二氯甲烷減壓溜去，濾出析出之固體而獲得30g目標化合物3。純度為99%(HPLC)。
(化合物4之合成)
使50g(0.246mol)之4-溴-2-甲氧基苯酚、47.2g(0.369mol)丙烯酸第三丁酯、50.9g(0.369mol)碳酸鉀溶解於700mL之N-甲基吡咯啶酮中，對系統進行氮氣置換。於反應液中添加0.055g(0.246mmol)乙酸鈀並再次進行氮氣置換，將系統於130℃下攪拌6小時。利用HPLC確認反應結束。將反應液冷卻至室溫，於其中添加300mL之乙酸乙酯及300mL之5%鹽酸。將有機層與水層分離，於水層中添加乙酸乙酯而進行萃取。合併全部有機層，利用飽和食鹽水洗淨3次並利用無水硫酸鈉進行乾燥。溜去溶劑，於其中添加80g矽膠而製成漿體。將其填充至100g氧化鋁/300g矽膠管柱中，利用乙酸乙酯/庚烷混合溶液使其溶出。溜去溶劑，使用庚烷使所獲得之粗結晶再結晶，以白色固體之形式獲得43.2g化合物4。純度為99%(HPLC)。EI-MS： 250[M+]
(化合物5之合成)
使22.3g(0.06676mol)化合物3、16.7g(0.06677mol)化合物4、1.22g(10mmol)之4-二甲基胺基吡啶溶解於400mL二氯甲烷中，對系統進行氮氣置換後立即進行冰浴冷卻。繼而，對反應液滴加使12.6g(0.1mol)之N,N'-二異丙基碳二醯亞胺溶解於100mL二氯甲烷中之溶液後，於室溫下攪拌一晚。過濾反應液並使用200mL之10%鹽酸對反應液進行洗淨，繼而使用200mL飽和食鹽水洗淨3次並使用無水硫酸鎂進行乾燥。在一定程度下溜去溶劑，於其中添加70g矽膠而製成漿體，填出於100g氧化鋁/200g矽膠管柱中並利用二氯甲烷使其溶出。溜去溶劑並利用乙酸乙酯/庚烷之混合溶劑進行再結晶，藉此以白色固體之形式獲得31.8g目標化合物5。純度為99%(HPLC)。EI-MS：566[M+]
(化合物6之合成)
使31.8g(0.0562mol)化合物5溶解於200mL二氯甲烷中，對系統進行氮氣置換後立即進行冰浴冷卻。於系統中滴加32g(0.280mol)三 氟乙酸後，於室溫下攪拌一晚。利用HPLC確認反應結束。於反應液中添加300mL庚烷並溜去溶劑，藉此使固體析出並將其濾出。利用水及庚烷將所獲得之固體洗淨，以無色晶體之形式獲得26g目標化合物6。純度為99%(HPLC)。
(單體(I-1-1)之合成)
使22.9g(45mmol)化合物6、4.9g(0.04mol)之3-羥基丙腈、0.70g(5.6mmol)之4-二甲基胺基吡啶溶解於200mL二氯甲烷中，對系統進行氮氣置換後立即進行冰浴冷卻。繼而，對反應液滴加使7.87g(64mmol)之N,N'-二異丙基碳二醯亞胺溶解於50mL二氯甲烷中之溶液後，於室溫下攪拌一晚。將反應液過濾，利用100mL之10%鹽酸將反應液洗淨，繼而使用100mL飽和食鹽水洗淨3次並利用無水硫酸鎂進行乾燥。使用30g氧化鋁/300g矽膠管柱及乙酸乙酯/二氯甲烷混合溶劑進行純化。使用甲醇使溜去溶劑之固體再結晶，以白色固體之形式獲得16.4g目標單體(I-1-1)。純度為99.5%(HPLC)。
EI-MS：563[M+]
(聚合物(PA-1)之合成)
將單體(I-1-1)10份溶解於四氫呋喃(THF)45份中，使添加有偶氮雙異丁腈(AIBN)0.03份之溶液於氮氣環境下加熱回流8小時而進行反應。其次，將反應後之溶液滴加至甲醇600份中並攪拌，回收析出物並溶解於THF 50份中後，滴加至經冰浴冷卻之己烷1200份中並攪拌，回收析出之固體。使所獲得之固體溶解於THF 50份中，滴加至 經冰浴冷卻之甲醇1200份中並攪拌，回收析出之固體，溶解於THF中後進行真空乾燥，藉此獲得聚合物(PA-1)。所獲得之聚合物(PA-1)之重量平均分子量(Mw)為383,000、分子量分佈(Mw/Mn)為2.75。
再者，聚合物之分子量之調整係藉由調節上述氮氣環境下之加熱回流時間並測定重量平均分子量(Mw)而進行。
(分子量之測定)
Mw及Mn係於以下測定條件下利用GPC(凝膠滲透層析法，Gel Permeation Chromatography)進行測定。
測定裝置係使用東梭公司製GPC裝置HLC-8220GPC，分析管柱係使用TSKgel GMHXL×2條、TSKgel G2000XL×1條、TSKgel G1000XL×1條之合計4條串聯，檢測器係使用示差折射率(RI)檢測器，用於製作較正曲線之標準試樣係使用昭和電工製聚苯乙烯標準試樣STANDARD SM-105(分子量範圍1,300~3,800,000)。將所獲得之聚合物以成為1μg/mL濃度之方式溶解於THF中，將移動相設為THF，將送液速度設為1mL/分，將管柱溫度設為40℃，將試樣注入量設為300μL而進行測定。
(玻璃轉移溫度之測定)
玻璃轉移溫度係藉由示差掃描熱量計(DSC)而進行測定。測定裝置係使用Seiko Instruments公司製DSC裝置DSC6220。將聚合物試樣約4mg封入至鋁製鍋內，以10℃/分之比率自-20℃升溫至180℃時，觀測伴隨於玻璃轉移之基準線位移。自接線之交點讀取轉移起始點並 設為玻璃轉移溫度(Tg)。
(液晶配向膜之形成)
(光二聚化型樹脂膜之製作)
將聚合物(PA-1)5份、N-甲基吡咯啶酮47.5份與2-丁氧基乙醇47.5份之混合物於室溫下攪拌10分鐘而均勻地溶解。其次，使用旋轉塗佈機將該溶液塗佈於玻璃基板上，於100℃下乾燥3分鐘，藉此於上述玻璃基板上形成膜。以目視觀察所形成之膜，結果確認形成有平滑之膜。
(光配向處理)
其次，使用具備超高壓水銀燈、波長截止濾光鏡、帶通濾光鏡及偏光濾光鏡之偏光照射裝置，對所形成之膜自垂直方向照射(照射光量100mJ/cm2)10秒紫外光(波長313nm)之直線偏光(照度：10mW/cm2)，藉此獲得光配向膜。無需煅燒處理及洗淨處理。樹脂膜之乾燥厚度為0.1μm。
<光異構化型光配向膜>
「光配向膜5」
(合成例1)二色性化合物(a)之合成
於2,2'-聯苯胺二碸酸8.6g(25mmol)中添加2%鹽酸230ml，一面保持於0~5℃一面每次少量逐次滴加亞硝酸鈉3.5g(51mmol)之水溶液，反應2小時而製備重氮鎓鹽。其次，將水楊酸6.9g(50mmol)溶解於300ml之5%碳酸鈉水溶液中，於其中緩緩滴加上述重氮鎓鹽混合物。反應1小時後，添加20%食鹽水而獲得沈澱物。利用乙醇與水之混合溶劑使該沈澱物再結晶而獲得4.8g之式(a)所表示之偶氮化合物。
[化46]
(實施例用組合物 光配向膜用組合物(1)之製備)
使式(a)所示之化合物2份溶解於N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)98份中(溶液A)。於甲基化三聚氰胺Sumimal M-100C(以下M-100C)(長春人造樹脂製。作為六甲氧基甲基化三聚氰胺單體，分子量=390。平均聚合度為1.3~1.7)2份中添加2-丁氧基乙醇(BC)98份而製成均勻溶液(溶液B)。將溶液A 100份、溶液B 23份及BC 77份混合而製備固形分比1.0%之溶液。利用0.45μm之薄膜濾光鏡過濾所獲得之溶液而獲得光配向膜用組合物(1)。
(液晶配向膜之形成)
(光異構化型樹脂膜之製作)
利用旋轉塗佈機將光配向膜用組合物(1)塗佈於玻璃基板上，於100℃下乾燥1分鐘。
(光配向處理)
對於所獲得之塗膜表面，以超高壓水銀燈並介隔波長截止濾光鏡及偏光濾光鏡照射波長365nm附近之紫外光(照射強度：10mW/cm2)之直線偏光且平行光，對於玻璃基板自垂直方向以照射能量100mJ/cm2進行光照射，獲得光配向膜。無需煅燒處理及洗淨處理。樹脂膜之乾燥厚度為0.1μm。
<摩擦型配向膜>
(摩擦型配向膜)
(摩擦型聚醯亞胺液晶配向膜之形成)
(配向膜溶液之製備)
於4,4'-二胺基二苯基胺5.98g中添加N-甲基-2-吡咯啶酮59.72g，一面輸送氮氣一面攪拌而使其溶解。一面攪拌該二胺溶液一面添加均苯四甲酸二酐6.54g，進而添加N-甲基-2-吡咯啶酮65.30g，於氮氣環境下並於30℃下攪拌18小時而進行反應。進而，於常溫下添加N-甲基-2-吡咯啶酮與2-丁氧基乙醇之質量比為1：1之混合溶劑71.06g並進行稀釋攪拌而獲得聚醯胺酸溶液。
(液晶配向膜之形成)
(樹脂膜之製作)
利用旋轉塗佈機將配向膜溶液塗佈於第1基板及第2基板上，於230℃下加熱30分鐘進行反應而形成聚醯亞胺之絕緣膜。
(配向處理)
使捲繞有拋光布之輥於基板搬送方向之相反方向旋轉，於一方向摩擦形成於基板上之配向膜表面，藉此進行配向處理。輥之旋轉數為600rpm，基板之搬送速度為5mm/秒，拋光布對於基板表面之壓入深度為0.3mm。其後，為了去除由摩擦所削去之配向膜之屑或拋光布之纖維片，利用純水將聚醯亞胺膜洗淨並進行乾燥。
(顯示品質之評價)
藉由將配向膜設為光配向膜，可減輕因摩擦不均所引起之對液晶分子之配向性之降低，且可提供優異之透過率特性之FFS方式之液晶顯示元件。利用各種光配向膜進行液晶配向性之評價，因此以下對其評價方法進行說明。
於第1基板上形成有薄膜電晶體及透明電極層並於其上形成有配向膜。若使用接觸方式之摩擦法進行配向處理，則因摩擦而於配向膜表面形成無規之擦傷。尤其關於形成有薄膜電晶體或透明電極層圖案之第1基板，起因於因薄膜電晶體或透明電極層圖案所產生之階差及摩擦輥之拋光布之纖維直徑(數十μm)的較深擦傷容易沿著階差而形 成。於形成有該擦傷之部位，電場關閉時液晶分子無法沿著固定方向排列，故而於黑顯示時液晶面板會產生漏光。其結果為，難以獲得一定值以上之對比度。
進而，關於近年來實用化之稱為4K之解像度模式，於40英吋面板之計算例中，1像素尺寸成為0.23mm。又，關於繼而實用化之稱為8K之解像度模式，於40英吋面板之計算例中，1像素尺寸成為0.11mm而微細。即，由於1像素尺寸接近摩擦輥之拋光布之纖維直徑，故而因藉由摩擦法進行配向處理時形成之擦傷，而於像素單位或間隔的像素行單位上，產生在電場關閉時液晶分子無法沿著固定方向排列之部位，有引起因黑顯示時之大量漏光所引起之大幅度之對比度降低、或大量顯示缺陷之虞。
因此，藉由光配向法於非接觸下進行配向處理，藉此配向膜表面不會產生擦傷，因此可實現無漏光、較高之對比度及清晰之黑顯示。
於形成於第1基板上之梳形透明電極上，利用旋轉塗佈法形成配向膜溶液而形成乾燥厚度0.1μm之配向膜。以與第2基板相同之方式形成配向膜。
(液晶單元之製作)
使用具備上述液晶配向膜之玻璃基板製作液晶單元。更具體而言，以各液晶配向膜對向且照射直線偏光或摩擦之方向成為逆平行方向(180°)之方式配置分別形成有配向膜之第1基板及第2基板，於兩枚基板間保持固定間隙(4μm)之狀態下利用密封劑貼合周邊部。其次，於由液晶配向膜表面及密封劑所劃分之單元間隙內，利用滴加法並於剛剛超過透明點之溫度下填充下述液晶組合物(液晶組合物1~9)，其後冷卻至室溫，藉此製作液晶單元。將以此種方式製作之液晶單元設為評價用元件，進行藉由靜態對比度之顯示品質之評價。
(靜態對比度之評價方法)
藉由以下之方法而測定靜態對比度(CRS)。
於具備白色光源、分光器、偏光片(入射側偏光板)、析光片(出射側偏光板)、檢測器之光學測定裝置(RETS-100、大塚電子股份有限公司製)之偏光片-析光片間配置作為測定對象之上述光學膜。此處，於偏光片與析光片之旋轉角為0度(偏光片與析光片之偏光方向為平行位置[平行偏光])之狀態下，一面使光學膜旋轉一面利用檢測器檢測透過光之光量，將測得之光量變得最大之光學膜之旋轉位置(偏光片之偏光方向與聚合性液晶之分子長軸方向平行)的透過光之光量(通態時光量)設為Yon。又，於固定偏光片與光學膜之位置之情況下，將析光片相對於偏光片之旋轉角設為90度(偏光片與析光片之偏光方向為正交位置[正交偏光])，將此時之透過光之光量(關閉時光量)設為Yoff。對比度CRS係根據下式(式1)而求出。
CRS=Yon/Yoff‧‧‧‧‧‧‧‧‧(式1)
(式1)之靜態對比度CRS之數值越大，則關閉時光量Yoff越小，即，漏光較少，故而表示優異之黑顯示。
又，液晶組合物之注入係利用滴加法進行，進行殘像、滴痕、製程適合性及低溫下之溶解性之評價。
再者，含量之左側之符號係記作上述化合物之簡稱。
[化27]
可知液晶組合物1作為TV用液晶組合物而具有實用性之75.6℃之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物1製作FFS模式之液晶顯示元件並藉由上述方法而評價殘像、滴痕、製程適合性及低溫下之溶解性，結果顯示極其優異之評價結果。
(實施例2(液晶組合物2))
製備以具有與液晶組合物1相等之TNI、相等之△n之值及相等之△ε的值之方式設計之具有以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物2)，測定其物性值。將其結果示於以下之表。
使用液晶組合物2，以與實施例1相同之方式製作FFS模式之液晶顯示元件，將進行殘像、滴痕、製程適合性及低溫下之溶解性的評價之結果示於相同之表。
可知液晶組合物2作為TV用液晶組合物而具有實用性之液晶相溫度範圍，具有較大之介電各向異性之絕對值，具有較低之黏性及最佳之△n。使用液晶組合物2製作與實施例1相同之FFS模式之液晶顯示元件，根據上述方法而評價殘像、滴痕、製程適合性及低溫下之溶解性，結果顯示優異之評價結果。
(實施例3(液晶組合物3))
製備以具有與液晶組合物1、2相等之TNI、相等之△n之值及相等之△ε的值之方式設計之具有以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合 物3)，測定其物性值。將其結果示於以下之表。
使用液晶組合物3以與實施例1相同之方式製作FFS模式之液晶顯示元件，將進行殘像、滴痕、製程適合性及低溫下之溶解性的評價之結果示於相同之表。
可知液晶組合物3作為TV用液晶組合物而具有實用性TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物3製作與實施例1相同之FFS模式之液晶顯示元件，根據上述方法而評價殘像、滴痕、製程適合性及低溫下之溶解性，結果顯示優異之評價結果。
(比較例1~3)
使用液晶組合物1~3製作通常用於TV之單元厚度3.5μm之垂直配向液晶顯示元件(VA模式之液晶顯示元件)(均使用相同之光配向膜1)。
對於實施例1~3中分別製作之FFS模式之液晶顯示元件及比較例1~3中分別製作之VA模式之液晶顯示元件，進行透過率、對比度、響應速度之比較。將其結果示於以下。再者，實施例1~3及比較例1~3之液晶顯示元件中之透過率係將各模式中之液晶組合物注入前之元件的透過率設為100%時之值。
使用液晶組合物1~3製作之FFS模式之顯示元件(實施例1~3均使用相同之光配向膜1)係與分別使用相同之液晶組合物製作的VA模式之液晶顯示元件(比較例1~3)相比，就最高透過率、對比度及響應速度之任一者而言方面均顯示優異之特性。
對於液晶分子相對於基板平行配向且產生橫向邊緣之電場的FFS模式之液晶顯示元件，要求與液晶分子相對於基板垂直配向且垂直地產生電場的VA模式之液晶顯示元件不同之液晶之基本特性。藉由液晶組合物1~3含有通式(I)，而於無損液晶顯示元件之基本特性之情況下達成作為FFS模式之較大特徵的透過率之提昇。另一方面，根據FFS模式之該等差異，殘像或滴痕等效果成為就先前之見解而言難以 預測者。本發明之液晶顯示元件中，就該等方面而言亦顯示良好之特性。
又，對於在以下之表2、表3中改變光配向膜之種類的實施例(實施例1B、實施例21~29)及比較例(比較例1B、比較例2B)，進行透過率、對比度、響應速度之比較。將其結果示於以下之表2、表3。
形成光配向膜而製作之FFS模式之顯示元件(實施例)係與分別使用相同之液晶組合物形成摩擦配向膜而製作的FFS模式之顯示元件(比較例)相比，就對比度而言顯示優異之特性。
(實施例4(液晶組合物4))
製備以具有與組合物1~3相等之TNI、相等之△n之值及相等之△ε的值之方式設計之具有以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物 4)，測定其物性值。將其結果示於以下之表。
可知液晶組合物4作為TV用液晶組合物而具有實用性TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物4製作FFS模式之液晶顯示元件，結果顯示與實施例1~3同等之優異之顯示特性。
(實施例5(液晶組合物5))
製備以具有與液晶組合物1~4相等之TNI、相等之△n之值及相等之△ε的值之方式設計之具有以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物5)，測定其物性值。將其結果示於以下之表。
可知液晶組合物5作為TV用液晶組合物而具有實用性TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物5製作FFS模式之液晶顯示元件，結果顯示與實施例1~3同等之優異之顯示特性。
(實施例6(液晶組合物6))
製備以具有與液晶組合物1~5相等之TNI、相等之△n之值及相等之△ε的值之方式設計之具有以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物6)，測定其物性值。將其結果示於以下之表。
可知液晶組合物6作為TV用液晶組合物而具有實用性TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物6製作FFS模式之液晶顯示元件，結果顯示與實施例1~3同等之優異之顯示特性。
(實施例7(液晶組合物7))
製備以具有與液晶組合物1~6相等之△n之值，更高之TNI及△ε的值之方式設計之具有以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物7)，測定其物性值。將其結果示於以下之表。
可知液晶組合物7作為TV用液晶組合物而具有實用性TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物7製作與實施例1相同之FFS模式之液晶顯示元件，根據上述方法而評價殘像、滴痕、製程適合性及低溫下之溶解性，結果顯示優異之評價結果。
(實施例8(液晶組合物8))
製備以具有與液晶組合物7相等之TNI、相等之△n之值及相等之△ε的值之方式設計之具有以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物8)，測定其物性值。將其結果示於以下之表。
可知液晶組合物8作為TV用液晶組合物而具有實用性TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物8製作與實施例1相同之FFS模式之液晶顯示元件，根據上述方法而評價殘像、滴痕、製程適合性及低溫下之溶解性，結果顯示優異之評價結果。
(實施例9(液晶組合物9))
製備以具有與液晶組合物7、8相等之TNI、相等之△n之值及相等之△ε的值之方式設計之具有以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合 物9)，測定其物性值。將其結果示於以下之表。
可知液晶組合物9作為TV用液晶組合物而具有實用性TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物9製作與實施例1相同之FFS模式之液晶顯示元件，根據上述方法而評價殘像、滴痕、製程適合性及低溫下之溶解性，結果顯示優異之評價結果。
(比較例4~6)
使用液晶組合物7~9製作與比較例1~3相同之VA模式之液晶顯示元件。
對於實施例7~9中分別製作之FFS模式之液晶顯示元件及比較例4~6中分別製作之VA模式之液晶顯示元件，進行透過率、對比度、響應速度之比較。將其結果示於以下。
使用液晶組合物7~9製作之FFS模式之顯示元件(實施例7~9)係與分別使用相同之液晶組合物製作的VA模式之液晶顯示元件(比較例4~6)相比，就最高透過率、對比度及響應速度之任一者而言者而言均顯示優異之特性。
(實施例10(液晶組合物10))
製備以具有與液晶組合物7~9相等之TNI、相等之△n之值及相等之△ε的值之方式設計之具有以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物10)，測定其物性值。將其結果示於以下之表。
可知液晶組合物10作為TV用液晶組合物而具有實用性TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物10製作FFS模式之液晶顯示元件，根據上述方法而評價殘像、滴痕、製程適合性及低溫下之溶解性，結果顯示優異之評價結果。
(實施例11(液晶組合物11))
製備以具有與液晶組合物7~10相等之TNI、相等之△n之值及相等之△ε的值之方式設計之具有以下所示之組成的液晶組合物，測定其物性值。將其結果示於以下之表。
可知液晶組合物11作為TV用液晶組合物而具有實用性TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物11製作FFS模式之液晶顯示元件，根據上述方法而評價殘像、滴痕、製程適合性及低溫下之溶解性，結果顯示優異之評價結果。
(實施例12(液晶組合物12))
製備以具有與液晶組合物7~11相等之TNI、相等之△n之值及相等之△ε的值之方式設計之具有以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物12)，測定其物性值。將其結果示於以下之表。
可知液晶組合物12作為TV用液晶組合物而具有實用性TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物12製作FFS模式之液晶顯示元件，根據上述方法而評價殘像、滴痕、製程適合性及低溫下之溶解性，結果顯示優異之評價結果。
(實施例13(液晶組合物13))
製備以具有與液晶組合物7~12相等之TNI、相等之△n之值及相等之△ε的值之方式設計之具有以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物13)，測定其物性值。將其結果示於以下之表。
可知液晶組合物13作為TV用液晶組合物而具有實用性TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物13製作與實施例1相同之FFS模式之液晶顯示元件，根據上述方法而評價殘像、滴痕、製程適合性及低溫下之溶解性，結果顯示優異之評價結果。
(實施例14(液晶組合物14))
製備以具有與液晶組合物7~13相等之TNI、相等之△n之值及相等之△ε的值之方式設計之具有以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物14)，測定其物性值。將其結果示於以下之表。
可知液晶組合物14作為TV用液晶組合物而具有實用性TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物14製作與實施例1相同之FFS模式之液晶顯示元件，根據上述方法而評價殘像、滴痕、製程適合性及低溫下之溶解性後，顯示優異之評價結果。
21‧‧‧像素電極
22‧‧‧共用電極
23‧‧‧存儲電容器
24‧‧‧汲極電極
25‧‧‧資料匯流排線
26‧‧‧閘極匯流排線
27‧‧‧源極電極
28‧‧‧閘極電極
29‧‧‧共用線

Claims (7)

  1. 一種液晶顯示元件，其具備：對向配置之第一基板及第二基板；液晶層，其含有填充至上述第一基板與上述第二基板之間的液晶組合物；電極層，其於上述第一基板上，每個像素具有包含透明導電性材料之共用電極、配置為矩陣狀之複數個閘極匯流排線及資料匯流排線、設置於上述閘極匯流排線與資料匯流排線之交叉部的薄膜電晶體、及包含透明導電性材料且利用上述薄膜電晶體進行驅動而於與上述共用電極之間形成邊緣電場的像素電極；及光配向膜層，其分別形成於上述液晶層與上述第一基板間及上述液晶層與上述第二基板間且誘發水平配向；並且上述像素電極與共用電極之間的電極間距離R小於上述第一基板與第二基板之距離G，上述液晶組合物具有負介電各向異性，向列相-各向同性液體之轉移溫度為60℃以上，介電各向異性之絕對值為2以上，且含有選自下述通式(I)所表示之化合物群中之至少1種化合物， (式中，R1及R2分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧 基，A表示1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，k表示1或2，於k為2之情形時，兩個A可相同亦可不同)。
  2. 如請求項1之液晶顯示元件，其中上述液晶組合物含有選自由下述通式(II)所表示之化合物、及下述通式(IV)所表示之化合物所組成之群中之至少1種以上， (式中，R3表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，R4表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數4~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數3~8之烯氧基，B表示1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，m表示0、1或2，於m為2之情形時，兩個B可相同亦可不同) (式中，R7及R8分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，該烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中之1個以上氫原子可被取代為氟原子，該烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中之亞甲基只要氧原子不連續鍵結，則可被取代為氧原子，只要羰基不連續鍵結，則可被取代為羰基， A1及A1分別獨立地表示1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，於A1或/及A1表示1,4-伸苯基之情形時，該1,4-伸苯基中之1個以上氫原子可被取代為氟原子，Z1及Z2分別獨立地表示單鍵、-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-或CF2O-，n1及n2分別獨立地表示0、1、2或3，n1+n2為1~3，於存在複數個A1、A2、Z1及/或Z2之情形時，該等可相同亦可不同，但n1為1或2，n2為0，A1之至少1個為1,4-伸環己基，全部Z1為單鍵之化合物除外)。
  3. 如請求項1之液晶顯示元件，其含有選自下述通式(III)所表示之化合物群中之至少1種化合物作為上述通式(I)所表示之化合物， (式中，R5表示氫原子或甲基，R6表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數2~5之烯基、碳原子數1~4之烷氧基)。
  4. 如請求項2之液晶組合物，其含有選自以下之通式(IVa1)及通式(IVa2)所表示之化合物群中之至少1種化合物作為通式(IV)所表示之化合物，[化5] (式中，R7a1及R7a2、R8a1及R8a2分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，該烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中之1個以上氫原子可被取代為氟原子，該烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中之亞甲基只要氧原子不連續鍵結，則可被取代為氧原子，只要羰基不連續鍵結，則可被取代為羰基，na2表示0或1，A1a2表示1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，通式(IVa1)及通式(IVa2)中之1,4-伸苯基中之1個以上氫原子可被取代為氟原子)。
  5. 如請求項1之液晶顯示元件，其中上述像素電極為梳形或具有狹縫。
  6. 如請求項1之液晶顯示元件，其中上述電極間距離(R)為0，上述共用電極係於上述第一基板之大致整面上配置於較上述像素電極更靠近第一基板之位置。
  7. 如請求項1之液晶顯示元件，其中該光配向膜係選自由光響應性分解型高分子、該光響應性二聚化型高分子及光響應性異構化型高分子所組成之群中之至少一者。
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