TWI589677B - 鐵電性液晶組成物及鐵電性液晶顯示元件 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種有用於鐵電性液晶顯示元件之鐵電性液晶組成物及鐵電性液晶顯示元件。
與一般之向列型液晶作一比較,由於鐵電性液晶(FLC:Ferroelectric Liquid Crystal)更具優越之高速應答性,自從Clark及Lagerwall報導使鐵電性液晶表面安定化(SSFLC:Surface-stabilized FLC)以來,便一直被熱烈地探討。
所謂的鐵電性液晶,習知係指具有自發極化而顯示鐵電性的液晶,在垂直於分子長邊方向具有永久偶極矩之液晶成為掌性層列C(以下,省略成SmC*)相之時,即使永久偶極矩全體平均化也不會被抵消,自發極化將會發生而顯示鐵電性。因此,SmC*相之物已廣泛被用於作為鐵電性液晶。又,即使添加光學活性化合物以替代將光學活性(掌性)賦予層列型液晶本身,也能夠發現SmC*相,光學活性化合物本身亦可為不顯示液晶性(非液晶性化合物)者。此情形下,一般使用顯示非掌性之層列C(以下,省略成SmC)相的母體液晶。
於具有層結構的層列相之中,液晶分子之定向方向相對於層法線而言,SmC*相係具有一定之傾斜。又,相對於層平面而言,由於傾斜角度(方位角)各層皆些微地偏移,分子定向中產生螺旋結構。
於SSFLC中,藉由使用已實施平行定向處理的基板而使層法線成為平行於液晶胞基板面的方式來定向液晶(水平定向)且使液晶層之厚度薄化,螺旋結構將會解開,方位角可採取之範圍則被抑制成2種,依照表面安定化作用而發現定向之記憶性(雙安定性),可獲得具有記憶性之表示黑與白二值的顯示。然而,具有雙安定性係在用於液晶TV之情形下,難以實現高品質之灰階顯示,即使於製造過程中,將升溫後的液晶挾持於基板間之後,降溫而使液晶成為SmC*相時,由於發生傾斜而減少層間隔,顯現層平面將會彎曲成「ㄑ」字形的人字結構,容易發生鋸齒狀缺陷(參照非專利文獻1)。又,SSFLC具有耐壓性弱、一旦用手指按壓顯示元件時將破壞層結構而不會自我修復之類的嚴重問題。
為了解決起因於雙安定性之灰階顯示的困難性,習知為一種鐵電性液晶(DHFLC:Distorted(or Deformed)Helix FLC),其不會抑制方位角可取得之範圍的扭曲螺旋(或變形螺旋)(參閱非專利文獻2)。於此方式中,使FLC之螺旋間距較基板間之液晶層厚度更為充分地縮短,於未施加電壓時,具有在螺旋軸方向上有軸之單軸性雙折射,但於施加電壓時,從液晶定向之螺旋排列慢慢地偏離,使雙折射改變而可獲得連續之灰階顯示。但是,由於非專利文獻2記載之DHFLC係使液晶層相對於基板面成垂直,亦即使層法線方向相對於基板面成約略水平,在顯示元件之視角觀點上具有問題。
作為改善向列型液晶顯示元件的視角之方法係在基板實施垂直定向處理,藉由使液晶分子相對於基板面成為約略垂直的方式來定向(垂面定向)所導致的垂直定向(VA:Vertically Alignment)方式或面內切換(IPS)方式等之顯示方式已更新實用化。垂直定向方式係使用相對於基板成垂直方向之電場,利用液晶分子之垂直定向而謀求視角改善之方式。又,IPS係藉由使用使水平定向之液晶分子相對於基板成水平方向之橫向電場來使液晶分子切換而謀求視角改善之方法。
作為將此等方法應用於DHFLC之例子,於非專利文獻3及4中,已有人報導使用垂直定向膜,相對於使液晶分子約略垂直定向的DHFLC,在下側之基板配置由一對梳齒電極所構成的面內電極而施加橫向電場之液晶顯示元件。
又,於非專利文獻5中,已有人報導將橫向電場施加於使液晶分子約略垂直定向的DHFLC之狀態下,藉由從各種方向射入用以讀出(readout)的雷射光所得之光調波器。然而,層列C液晶及掌性層列C液晶成為一面使液晶分子傾斜定向、一面形成層結構之特徵,即使使用垂直定向膜也應該不會使液晶分子垂直於基板面,相對於基板面而使其垂直定向係無關於層法線,針對控制層列型液晶之層法線則完全未被探討。
非專利文獻1 Chenhui Wang and Philip J. Bos, ”5.4: A Defect Free Bistable C1 SSFLC Display”, SID O2 Digest, 2002年、p.34-36.
非專利文獻2 J. Funfschilling and M. Schadt, ”Fast responding and highly multiplexible distorted helix ferroelectric liquid-crystal displays”, J. Appl. Phys., 1989年10月、第66卷、第8號、p.3877-3882.
非專利文獻3 Ju Hyun Lee, Doo Hwan You, Jae Hong Park, Sin Doo Lee, and Chang Jae Yu, ”Wide-Viewing Display Configuration of Helix-Deformed Ferroelectric Liquid Crystals”, Journal of Information Display, 2000年12月、第1卷、第1號、p.20-24.
非專利文獻4 John W. McMurdy, James N. Eakin, and Gregory P. Crawford, ”P-127: Vertically Aligned Deformed Helix Ferroelectric Liquid Crystal Configuration for Reflective Display Device”, SID 06 Digest, 2006年、p.677-680.
非專利文獻5 A. Parfenov, ”Deformation of ferroelectric short-pitch helical liquid crystal by transverse electric field: Application for diffraction-based light modulator”, Applied Physics Letters, 1998年12月、第73卷、第24號、p.3489-3491.
近年來,觸控面板式之顯示元件的用途已擴大,將觸控面板用之電極(切換)組裝於液晶顯示元件中之情形,即使對液晶層施加重複按壓力,也尋求具優越之定向復原力。又,於光路切換元件、波長轉換元件、能量轉換元件等之光學元件中,為了提高信賴性也尋求高的耐壓性。
本發明之課題係提供一種具優越之定向復原力的鐵電性液晶組成物及鐵電性液晶顯示元件。
本申請案之發明人等係用以解決上述課題,針對各種鐵電性液晶組成物之物性值而進行探討的結果,發現藉由控制Sm*C相之層法線方向,即使對基板施加按壓力也會使層列相之層間隔局部地或全體地縮小,只要維持層結構,也根據其復原力而能保持Sm*C相所具有的螺旋結構,於是完成本發明。本發明係提供一種鐵電性液晶組成物,其特徵係在含有至少一種或二種以上之液晶性化合物、具有掌性層列C相之鐵電性液晶組成物中,將該鐵電性液晶組成物挾持於基板間之際的掌性層列C相之層法線方向係相對於該基板面為80°以上90°以下。又,本發明係提供一種使用該鐵電性液晶組成物之鐵電性液晶顯示元件。
若根據本發明之鐵電性液晶組成物及鐵電性液晶顯示元件的話,由於具優越之定向復原力,在施加重複按壓力之用途上也成為有用。
本發明之鐵電性液晶組成物係藉由摻合後述之液晶化合物或掌性化合物等,使其挾持於基板之際的掌性層列C相之層法線方向係相對於該基板面成為80°以上90°以下的方式來調製而能夠獲得。於本發明中,所謂層法線係定義為相對於形成鐵電性液晶組成物的層列型層之法線。習知,液晶層係因熱運動而搖晃,於此情形下,藉由X線或延遲測定而平均地觀察到顯示元件中之鐵電性液晶整體時,相對於基板而言,若層法線為垂直的話即可。
若本發明之鐵電性液晶挾持於基板間之際的Sm*C相之層法線方向係相對於該基板面為80°以上90°以下的話,即使Sm*C相之層間隔係根據對基板之按壓力而使基板間隔局部地或全體地縮小,層結構也不會被破壞而能夠維持其復原力。亦即,於使用本發明之鐵電性液晶組成物之液晶光學元件中,認為對基板施加按壓力之時,由於力的方向係相對於層法線成為約略垂直,保持層結構之狀態下,螺旋間距將會變短。於釋放壓力時,由於本發明之鐵電性液晶組成物係具有根據所使用的掌性化合物之種類與添加量、溫度所決定的固有螺旋結構,復原相同於成為反映螺旋間距間隔之層間隔的壓力施加前之狀態。又,於加壓時及釋放壓力時中任一種之情形下,由於力的方向係對於層法線為垂直,因而對於
不會發生液晶轉移或向錯等缺陷之方向上,由於不施加力而不會成為紊亂層結構之原因。
另一方面,層法線方向相對於該基板面成傾斜之情形,由於位在層間之分子交叉而使體積減少,層結構被破壞,便無法維持層結構之狀態下而保持螺旋結構。因此,不具有起因於螺旋間距間隔復原力之定向復原力。
於本發明中,層法線方向係相對於該基板面為80°以上90°以下,較佳為85°以上90°以下,更佳為88°以上90°以下。
為了不使液晶胞內之鐵電性液晶組成物的螺旋結構解開的方式來進行,挾持於基板之際的掌性層列C相之螺旋間距較佳為液晶胞間隙以下。作為反映用於顯示元件之該螺旋間距的選擇反射較佳為500nm以下之波長。又,根據用途,該選擇反射亦可為760nm以上5μm以下。該選擇反射進一步較佳利用人類之眼睛所無法辨識之波長。於此方面,短間距的話,較佳為360至400nm以下之選擇波長;長間距的話,較佳為760至830nm以上之選擇反射。用於光學元件之情形,較佳成為按照信號波長的選擇反射,並不限定於上述之波長。
於製造液晶顯示元件之步驟中,為了將液晶無定向缺陷地填充於基板間,較佳使其從向列相徐冷而相轉移至層列相。因此,較佳發現等向性液體-掌性向列相-層列A相-掌性層列C相(ISO-N*-SmA-SmC*)、或等向性液體-掌性向列相-掌性層列C相(ISO-N*-SmC*)之相系列。此情形下,在較向列相更高溫側,亦可發現藍色相
(BP)等之其他相,可列舉:等向性液體-藍色相-掌性向列相-層列A相-掌性層列C相、等向性液體-藍色相-掌性向列相-掌性層列C相等之相系列。又,亦可採用發現等向性液體-掌性層列C相(ISO-SmC*)之相系列的液晶。
從增大液晶化合物的傾斜角之觀點,較佳為相系列中未存在層列A相,其具體例可列舉:INC(ISO-N*-SmC*)或IC(ISO-SmC*)。
於獲得良好定向之目的下,盡量地使掌性向列相或掌性層列C相之間距增長亦為可能。為此目的,作為消除間距的添加劑之間距消除劑係一種組合使用掌性不同的2種以上之複數掌性化合物,亦可藉由消除間距而增長間距。此情形較佳為不使自發極化消除的方式來選擇具有相同的符號,或是即使自發極化之符號為相反,組合自發極化大者與小者,可獲得差值足夠之自發極化的方式來設定,按照作為目的之選擇波長與自發極化之大小,較佳考量掌性向列相或掌性層列C相之螺旋方向、自發極化方向而適切地組合2個以上之掌性。又,即使不進行如此之間距消除也較佳選擇如可獲得充分良好定向的掌性化合物。另外,也較佳添加抑制因溫度所造成的間距變化之添加劑。
本發明之鐵電性液晶組成物係含有至少一種或二種以上之液晶性化合物、具有Sm*C相之鐵電性液晶組成物,較佳於鐵電性液晶顯示元件等之光學元件中,被挾持於基板間而使用。光學元件不論為顯示元件或非顯示元件皆可,顯示用之光學元件之情形能夠利用於液晶電
視、液晶監視器、平板PC監視器、行動電話監視器、量測儀器監視器、小鋼珠(pachinco)等之娛樂用品用之監視器、售票機用之監視器、自動販賣機用之監視器、遙控器、熱水器、電鍋、空氣調節器等之家電製品用之監視器、數位電子看板、購買點廣告(POP)、電子時刻表、電子公布板、電子價目表、電子白板、電子數位助理(PDA)、電子教科書、電子書、電子病歷等;非顯示之光學元件之情形能夠利用於光程切換元件、波長轉換元件、能量轉換元件、紫外線/紅外線/近紅外線/遠紅外線/可見光/電子線波長轉換元件、或電阻、電容器、電晶體、電子/電洞輸送層等之電子材料等。
於本發明中,具有如下之特徵:即使對基板施加按壓力具有Sm*C相的螺旋結構變化也少。因此,本發明之光學元件也能夠利用於未施加外壓之光學元件,較佳用於施加觸控面板等之外壓的用途上所用之顯示用光學元件。
本發明所用之鐵電性液晶組成物能夠於主體液晶(母體液晶)中含有掌性化合物(摻雜劑),進一步能夠任意地添加用以實現高分子安定化之單體(聚合性化合物)。
為了無定向缺陷地固定化以定向膜等來使液晶定向之狀態,較佳為至少從向列相徐冷而使其相轉移至層列相,所用之液晶胞的基板面更佳為平坦。又,添加單體之情形,於向列相或層列相等之液晶相中,必須使該單體聚合成網狀或分散之狀態。還有,為了避免形成相分離結構,較佳減少單體之含量而在液晶呈定向之狀態
下,使高分子能夠形成於液晶分子間的方式來調整該高分子先質或該先質之組成,還有,光聚合之情形,較佳調整UV曝光時間、UV曝光強度、及溫度而使網狀高分子形成且無液晶定向缺陷的方式來進行。藉由使用如此之鐵電性液晶組成物,即使對按壓力也能夠獲得信賴性高的光學元件,尤其,顯示元件之情形係使驅動電壓低、中間色調顯示成為可能,並且即使對按壓力之信賴性也高,能夠獲得高對比之液晶顯示元件。
作為成為主體之液晶性化合物,較佳為以下列通式所表示的液晶性化合物:
(式中,R係各自獨立地表示碳原子數1至18之直鏈狀或分枝狀之烷基、氫原子或氟原子,該烷基中之1個或2個以上的-CH2-基係作成未相互直接鍵結氧原子或硫原子者,可被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-SO2-、-SO2-O-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-所取代,該烷基中之1個以上之氫原子亦可被氟原子、氯原子、溴原子或CN基所取代;Z係各自獨立地表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(Ra)-、-N(Ra)-CO-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-O-SO2-、-SO2-O-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、
-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵;-CO-N(Ra)-或-N(Ra)-CO-中之Ra係表示氫原子或碳原子數1至4之直鏈狀或分枝狀之烷基;A係各自獨立地表示由伸苯基、伸環己基、二氧五環烷二基、伸環己烯基、雙環[2.2.2]伸辛基、哌啶二基、萘二基、十氫萘二基、四氫萘二基、或二氫茚二基所選出的環式基,該伸苯基、萘二基、四氫萘二基、或二氫茚二基係環內之1個或2個以上的-CH=基亦可被氮原子所取代,該伸環己基、二氧五環烷二基、伸環己烯基、雙環[2.2.2]伸辛基、哌啶二基、十氫萘二基、四氫萘二基、或二氫茚二基係環內之1個或2個以上的未鄰接之-CH2-基亦可被-O-及/或-S-所取代,該環式基之1個或1個以上之氫原子亦可被氟原子、氯原子、溴原子、CN基、NO2基所取代,或是1個或2個以上的氫原子亦可被氟原子或氯原子所取代,被具有碳原子數1至7之烷基、烷氧基、烷羰基或烷氧羰基所取代;n為1、2、3、4或5)。
又,較佳為以下列通式所表示的液晶性化合物(LC-I)至(LC-III):
(式中,R係各自獨立地表示碳原子數1至18之直鏈狀或分枝狀之烷基、氫原子或氟原子,該烷基中之1個或2個以上的-CH2-基係作成未相互直接鍵結氧原子或硫原子者,可被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-SO2-、-SO2-O-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-所取代,該烷基中之1個以上之氫原子亦可被氟原子、氯原子、溴原子或CN基所取代;Z係各自獨立地表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(Ra)-、-N(Ra)-CO-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-O-SO2-、-SO2-O-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵;-CO-N(Ra)-或-N(Ra)-CO-中之Ra係表示氫原子或碳原子數1至4之直鏈狀或分枝狀之烷基;
Y係各自獨立地表示單鍵、或碳原子數1至10之直鏈狀或分枝狀之伸烷基,存在於該伸烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被-O-、-CO-、-COO-或-OCO-所取代,存在於該伸烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可各自獨立地被鹵素原子或碳原子數1至9之烷基所取代;X係各自獨立地表示鹵素原子、氰基、甲基、甲氧基、-CF3或-OCF3;n係各自獨立地表示0至4之整數;n1、n2、n3及n4係各自獨立地表示0或1,但n1+n2+n3+n4=1至4;Cyclo係各自獨立地表示碳原子數3至10之環烷,亦可任意地具有雙鍵)。
於此,Cyclo係環己烷(伸環己基);例如,較佳為以下列通式所表示的液晶性化合物(LC-I’)至(LC-III’):
(式中,R係各自獨立地表示碳原子數1至18之直鏈狀或分枝狀之烷基、氫原子或氟原子,該烷基中之1個或2個以上的-CH2-基係作成未相互直接鍵結氧原子或硫原子者,可被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-SO2-、-SO2-O-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-所取代,該烷基中之1個以上之氫原子亦可被氟原子、氯原子、溴原子或CN基所取代;Z係各自獨立地表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(Ra)-、-N(Ra)-CO-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-O-SO2-、-SO2-O-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵;-CO-N(Ra)-或-N(Ra)-CO-中之Ra係表示氫原子或碳原子數1至4之直鏈狀或分枝狀之烷基;Y係各自獨立地表示單鍵、或碳原子數1至10之直鏈狀或分枝狀之伸烷基,存在於該伸烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被-O-、-CO-、-COO-或-OCO-所取代,存在於該伸烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可各自獨立地被鹵素原子或碳原子數1至9之烷基所取代;X係各自獨立地表示氟原子、氯原子、溴原子、氰基、甲基、甲氧基、CF3基或OCF3基;n係各自獨立地表示0至4之整數;
n1、n2、n3及n4係各自獨立地表示0或1,但n1+n2+n3+n4=1至4)。
為了發現液晶性,對於環而言,較佳為1,4-取代。亦即,該液晶性化合物中所含之環式2價基較佳為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2,5-嘧啶基等。
例如,以下列通式所表示的化合物(LC-Ia)至(LC-IIIa):
(式中,R11及R12係各自獨立地表示碳原子數1至18之直鏈狀或分枝狀之烷基或氟原子,但R11與R12不會同時成為氟原子,該烷基中之1個或2個以上的-CH2-基係作成未相互直接鍵結氧原子或硫原子者,可被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-所取代,該烷基中之1個以上之氫原子亦可被氟原子或CN基所取代;X11至X22係各自獨立地表示氫原子、氟原子、CF3基或OCF3基;
L11至L14係各自獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CH2CH2-、-CH=CH-或-C≡C-;Y係各自獨立地表示單鍵或碳原子數1至10之直鏈狀或分枝狀之伸烷基,存在於該伸烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被-O-、-CO-、-COO-或-OCO-所取代,存在於該伸烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可各自獨立地被鹵素原子或碳原子數1至9之烷基所取代;a1、b1、c1、d1係各自獨立地表示0或1之整數,但a1+b1+c1+d1為1、2或3;a1為0之情形,d1為0;a1為1之情形,c1為0;c1為1之情形,a1為0;b1=c1=1之情形,a1=d1=0。
Cyclo係各自獨立地表示碳原子數3至10之環烷,亦可任意地具有雙鍵)。
又,較佳為以下列通式所表示的液晶性化合物(LC-IV):
(式中,R11及R12係各自獨立地表示碳原子數1至18之直鏈狀或分枝狀之烷基或氟原子,但R11與R12不會同時成為氟原子,該烷基中之1個或2個以上的-CH2-基係作成未相互直接鍵結氧原子或硫原子者,可被-O-、
-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-所取代,該烷基中之1個以上之氫原子亦可被氟原子、或CN基所取代;環A1係表示各自1至4個氫原子亦可被氟原子、CF3基、OCF3基、或CN基、或是被此等之複數基所取代的1,4-伸苯基、或1,4-伸環己基;環B1係表示1至4個氫原子亦可被氟原子、CF3基、OCF3基、或CN基、或是被此等之複數基所取代的1,4-伸苯基;環C1係表示1至4個氫原子亦可被氟原子、CF3基、OCF3基、或CN基、或是被此等之複數基所取代的1,4-伸環己基;L係表示各自獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CH2CH2-、-CH=CH-、或-C≡C-;Y係各自獨立地表示單鍵、或碳原子數1至10之直鏈狀或分枝狀之伸烷基,存在於該伸烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被-O-、-CO-、-COO-或-OCO-所取代,存在於該伸烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可各自獨立地被鹵素原子或碳原子數1至9之烷基所取代;a1係表示0、1、或2;b1及c1係表示0、1、或2之整數,但a1、b1及c1之合計係表示1、2或3)。
又,較佳為以下列通式所表示的液晶性化合物(LC-V):
(式中,R21及R22係各自獨立地表示碳原子數1至18之直鏈狀或分枝狀之烷基或氟原子,但R21與R22不會同時成為氟原子,該烷基中之1個或2個以上的-CH2-基係作成未相互直接鍵結氧原子或硫原子者,可被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-所取代,該烷基中之1個以上之氫原子亦可被氟原子或CN基所取代;X21至X27係各自獨立地表示氫原子、氟原子、CF3基或OCF3基;L21至L24係各自獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CH2CH2-、-CH=CH-、-C≡C-;Y之定義係與(LC-IV)者相同;a2、b2、c2及d2係各自獨立地表示0或1之整數,但a2+b2+c2+d2為1、2或3;a2為0之情形,d2為0;a2為1之情形,c2為0;b2=c2=1之情形,a2=d2=0)。
苯基嘧啶系化合物之中,為了獲得必須傾向於發現鐵電性之層列相,或是為了增大分子之傾斜角,或者為了使熔點降低,較佳將作為取代基之至少1個以上之氟原子、CF3基或OCF3基導入分子之環部分。在安定地保
持液晶相,或也保持高速應答性方面,取代基較佳導入形狀小的氟。取代基之數目較佳為1至3。
為了黏度低地高速應答,作為連接環之連結基(-Z-Y-Z-、或-Y-L-Y-)較佳為由單鍵、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CH=CH-、或-C≡C-所構成而選出,特佳為單鍵。在抑制分子之局部極化、對切換舉動之不良影響少的方面,較佳為單鍵。另一方面,作為用以保持層結構之安定性的材料,較佳為黏度高者,於此情形下,較佳使用由-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-所構成而選出,特佳使用-CO-O-、-O-CO-。
另一方面,在增大使熔點降低的效果之觀點,在側鏈(R、R11、R12、R21、R22)之一側或兩側較佳使用氫原子、甲基、乙基、丙基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、異丙基、烷羰氧基、烷氧羰基、烷氧羰氧基。
作為適合於增大△n而顯示安定之鐵電性液晶相,並且黏度低、高速應答之化合物,較佳為以下列通式所表示的液晶性化合物(LC-VI):
(式中,R21及R22係各自獨立地表示碳原子數1至18之直鏈狀或分枝狀之烷基、氫原子、或氟原子;該烷基中之1個或2個以上的-CH2-基係作成未相互直接鍵結氧原子或硫原子者,可被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-SO2-、-SO2-O-、
-O-CO-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-所取代,該烷基中之1個以上之氫原子亦可被氟原子、氯原子、溴原子或CN基所取代;X21至X24係各自獨立地表示氫原子、鹵素、氰基、甲基、甲氧基、CF3基、或OCF3基;環A1係表示伸苯基或伸環己基;L係各自獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CH2CH2-、-CH=CH-、-C≡C-;Y之定義係與(LC-IV)者相同;a1係表示0、1、或2,b1及c1係表示0、1、或2之整數,a1+b1+c1之合計係表示1或2,a1=1之時,c1=0,c1=1之時,a1=0)。
在上述通式(LC-I)至(LC-VI)之Y較佳為各自獨立之單鍵或碳原子數1至7之伸烷基(存在於該伸烷基中之1個或2個以上之亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-所取代),更佳為各自獨立之單鍵或碳原子數1至5之伸烷基(存在於該伸烷基中之1個或2個以上之亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-所取代),進一步更佳為各自獨立之單鍵或碳原子數1至3之伸烷基(存在於該伸烷基中之1個或2個以上之亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-所取代)。
作為適合於TFT驅動而顯示安定之鐵電性液晶相,並且黏度低、高速應答之化合物,特佳為以下列通式所表示的液晶性化合物(LC-VII):
(式中,e1係表示0或1;X21至X26係各自獨立地表示氫原子、或氟原子基;e1為0之時,X21至X24之至少1個為氟原子;e1為1之時,X21至X26之至少1個為氟原子;R21及R22係各自獨立地表示碳原子數1至18之直鏈狀或分枝狀之烷基,該烷基中之1個-CH2-基亦可被-O-所取代;L25係表示單鍵、-CH2O-、或-OCH2-;環A係表示伸苯基或伸環己基)。
本發明之鐵電性液晶組成物中所用之液晶性化合物亦可組合上述之(LC-0)、(LC-I)至(LC-III)、(LC-IV)、(LC-V)、(LC-VI)、(LC-VII)等中任1個或2個以上後使用。
在本發明之液晶顯示裝置之鐵電性液晶組成物亦可含有掌性化合物。作為掌性化合物亦可為具有不對稱原子之化合物、具有軸不對稱之化合物、具有面不對稱之化合物中任一種,該掌性化合物不論具有聚合性基或不具有聚合性基皆可,於此,於具有軸不對稱之化合物中,設為含有阻轉異構物者。
作為此等之掌性化合物較佳為具有不對稱原子之化合物或具有軸不對稱之化合物。在具有不對稱原子之化合物中,若不對稱原子為不對稱碳原子時,難以引起立體反轉,故較佳;雜原子亦可成為不對稱原子。不對稱原子不論導入鏈狀結構之一部分或導入環狀結構之一部分皆可。特別要求強的螺旋誘導力之情形下,較佳為具有軸不對稱之化合物。
作為具有不對稱原子之化合物,可列舉:在側鏈部分具有不對稱碳之化合物、在環結構部分具有不對稱碳之化合物及具有該二者之化合物。具體而言,可列舉:以通式(Ch-I)所表示的化合物。
R100及R101係各自獨立地表示氫原子、氰基、NO2、鹵素、OCN、SCN、SF5、碳原子數1至30個的掌性或非掌性之烷基、聚合性基或含有環結構之掌性基,該烷基中之1個或2個以上之未鄰接的CH2基亦可相互獨立地被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO--COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、-CF2-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-或-C≡C-所取代,該烷基中之1個或2個以上的氫原子亦可相互獨立地被鹵素或氰基所取代,該烷基不論為直鏈狀、分枝狀或含有環結構皆可。
作為掌性之烷基,較佳為以下之式(Ra)至(Rk)。
R3及R5係各自獨立地表示碳原子數1至10之直鏈狀或分枝狀之烷基或氫原子,該烷基中之1個或2個以上的-CH2-基係作成未相互直接鍵結氧原子或硫原子者,可被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-O-SO2-、-SO2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-所取代,還有,烷基中之1個或1個以上之氫原子可被氟原子、氯原子、溴原子或氰基所取代,亦可具有聚合性基。作為聚合性基,較佳為以下列式(R-1)至(R-15)所表示的結構。
此等之聚合性基係藉由自由基聚合、自由基加成聚合、陽離子聚合、及陰離子聚合而硬化。尤其聚合方法係進行紫外線聚合之情形下,較佳為式(R-1)、式(R-2)、式(R-4)、式(R-5)、式(R-7)、式(R-11)、式(R-13)或式(R-15),更佳為式(R-1)、式(R-2)、式(R-7)、式(R-11)或式(R-13),進一步較佳為式(R-1)、式(R-2)。於含環結構
之掌性基中,環結構不論為芳香族或脂肪族皆可。作為可取得烷基之環結構可採取單環結構、縮合環結構或螺環(spirocyclic)結構,或能夠含有1個或2個以上之雜原子。
又,X3及X4較佳為鹵素原子(F、Cl、Br、I)、氰基、苯基(該苯基之1個或2個以上之任意的氫原子亦可被鹵素原子(F、Cl、Br、I)、甲基、甲氧基、-CF3、-OCF3所取代。)、甲基、甲氧基、-CF3、或-OCF3。但是,於通式(Rc)及(Rh)中,由於附加星號*之位置成為不對稱原子,X4係選擇不同於X3之基。
又,n3係0至20之整數,n4係0或1;在通式(Rd)及(Ri)之R5較佳為氫原子或甲基;在通式(Re)及(Rj)之Q可列舉:亞甲基、亞異丙基、亞環己基等之二價烴基;在通式(Rk)之k係0至5之整數;更佳為可列舉:R3=C4H9、C6H13、C8H17等之碳原子數4至8之直鏈狀或分枝狀的烷基。又,X3較佳為F、CF3、CH3。
其中,特佳為
(式中,o為0或1,n為2至12,較佳為3至8,更佳為4、5或6之整數,星號*係表示掌性之碳原子)。
在該通式(Ch-I)中,R100及R101之兩者為掌性基,更佳為二掌性化合物。作為二掌性化合物,用以增大自
發極化較佳為具有酯鍵之化合物;用以增大傾斜角、或安定化電壓施加時之定向較佳為具有醚鍵之化合物。
Z100及Z101係各自獨立地表示-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-N(Ra)-、-N(Ra)-CO-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵;-CO-N(Ra)-或-N(Ra)-CO-中之Ra係表示氫原子或碳原子數1至4之直鏈狀或分枝狀之烷基;較佳為-CF2O-、-OCF2-、-CF2CF2-、-CF=CF-、-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-C≡C-或單鍵。
A100及A101係各自獨立地表示:(a)反-1,4-伸環己基(存在於此基中之1個-CH2-或未鄰接的2個以上之-CH2-亦可相互獨立地被-O-或-S-所取代);(b)1,4-伸苯基(存在於此基中之1個-CH=或未鄰接之2個以上-CH=亦可被氮原子所取代);或(c)由1,4-伸環己烯基、1,4-雙環[2.2.2]伸辛基、二氫茚-2,5-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基及1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基(存在於此等(c)群之基中的1個-CH2-或未鄰接的2個以上之-CH2-亦可相互獨立地被取代成-O-或-S-,存在於此等(c)群之基中的1個-CH=或未鄰接的2個以上之-CH=亦可被取代成氮原子)所構成族群中所選出的基,此等全部之基為未取代、或被鹵素、氰基、NO2,
或是亦可被1個或2個以上之氫原子被F或Cl所取代的碳原子數1至7個之烷基、烷氧基、烷羰基或烷氧羰基所單取代或多取代。
在通式(Ch-I)中之A100及A101較佳為1,4-伸苯基或-1,4-伸環己基,此等之環為未取代或是在1至4位較佳為F、Cl、CN或是被具有1至4個碳原子之烷基、烷氧基、烷羰基或烷氧羰基所取代者。
n11係表示0或1,n11為0之時,m12為0、且m11為0、1、2、3、4或5;n11為1之時,m11與m12為各自獨立之0、1、2、3、4或5;n11為0之時,R100及R101之至少1個為掌性之烷基、聚合性基或含有環結構之掌性基。
n11及m12為0之時,m11較佳為1、2或3;n11為1之時,m11與m12為各自獨立之1、2或3。
D係以式(D1)至(D8)所表示的取代基:
(式中,苯環之任意1個或2個以上之任意氫原子亦可被鹵素原子(F、Cl、Br、I)、碳原子數1至20之烷基或烷氧基所取代,該烷基或烷氧基之氫原子亦可任意地被取代成氟原子,又該烷基或烷氧基中之亞甲基亦可藉由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CF2-、-CF=CH-、-CF=CF-或-C≡C-而使氧原子或硫原子不相互直接鍵結的方式來予以取代)。
在通式(Ch-I)之部分結構,於-(A100-Z100)m11-(D)n11-(Z101-A101)m12-中,n11為0之情形下,該部分結構較佳為下列之結構。可列舉:
(但是,於此等之式中,苯環之任意1個或2個以上之任意氫原子亦可被鹵素原子(F、Cl、Br、I)、甲基、甲氧基、-CF3、-OCF3所取代,苯環之任意1個或2個以上之碳原子亦可被氮原子所取代,此等之取代基及氮原子之導入較佳控制結晶性之降低及介電異向性之方向或大小。Z之定義係與在式(Ch-I)中之Z100及Z101相同)。在信賴性方面,與吡啶環、嘧啶環等之雜環作一比較,較佳為苯環或環己烷環。增大介電常數異向性方面,可使用具有吡啶環、嘧啶環等之雜環的化合物,於此情形下,為了使結晶性降低而安定化液晶性,較佳為化合物所具有的極化性較大;苯環或環己烷環等之烴環之情形下,化合物所具有的極化性低。因此,較佳為按照掌性化合物之極化性而選擇適切的含量。
n11及m12為0之時,以通式(Ch-I).所表示的化合物之較佳形態係如下所示。
式中,R100、R101及Z100係表示與在通式(Ch-I)之R100、R101及Z100相同的意義,R100及R101之至少一個係掌性基,L100至Z105係各自獨立地表示氫原子或氟原子。
n11表示1之時,以通式(Ch-I)所表示的化合物係成為在環結構部分具有不對稱碳之結構,掌性之結構D較佳為式(D5)。
具體而言,D為以表示式(D5)之情形的通式(Ch-I)所表示的化合物較佳為以下列之式(D5-1)至(D5-8)所表示的化合物:
(Rd係各自獨立之碳數3至10之烷基,此烷基中之鄰接於環的-CH2-亦可被-O-所取代,任意的-CH2-亦可被-CH=CH-所取代)。
作為軸不對稱化合物,較佳為以下列通式(Ch-II)、(Ch-III)及(Ch-IV)所表示的化合物。
R81、R82、R83及Y81係各自獨立地表示碳原子數1至30之直鏈狀或分枝狀之烷基、氫原子或氟原子,該烷基中之1個或2個以上的-CH2-基係作成未相互直接鍵結氧原子或硫原子者,可被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-O-SO2-、-SO2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-所取代,還有,烷基中之1個或1個以上之氫原子可被氟原子、氯原子、溴原子或CN基所取代,亦可具有聚合性基,該烷基亦可為含有縮合或螺環式系者,該烷基亦可為含有能夠具有1個或2個以上之雜原子的1個或2個以上之芳香族或脂肪族之環者,又此等之環亦可被烷基、烷氧基、鹵素所任意取代;Z81、Z82、Z83、Z84及Z85係各自獨立地表示碳原子數1至40個之伸烷基,該伸烷基之1個或2個以上的
CH2基係作成未相互直接鍵結氧原子或硫原子者,可被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CF=CF-、-CF2-或-C≡C-所取代;X81、X82及X83係各自獨立地表示-O-、-S-、-P-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF=CF-、-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-C≡C-、或單鍵;A81、A82及A83係各自獨立地表示由伸苯基、伸環己基、二氧五環烷二基、伸環己烯基、雙環[2.2.2]伸辛基、哌啶二基、萘二基、十氫萘二基、四氫萘二基、或二氫茚二基所選出的環式基,該伸苯基、萘二基、四氫萘二基、或二氫茚二基係環內之1個或2個以上的-CH=基亦可被氮原子所取代,該伸環己基、二氧五環烷二基、伸環己烯基、雙環[2.2.2]伸辛基、哌啶二基、十氫萘二基、四氫萘二基、或二氫茚二基係環內之1個或2個未鄰接之-CH2-亦可被-O-及/或-S-所取代,該環式基之1個或1個以上之氫原子亦可被氟原子、氯原子、溴原子、CN基、NO2基所取代,或是1個或2個以上的氫原子亦可被氟原子或氯原子所取代,被具有碳原子數1至7之烷基、烷氧基、烷羰基或烷氧羰基所取代;m81、m82、m83分別為0或1,m81+m82+m83為1、2或3。
CH*81、CH*82及CH*83係表示以下之基。
R63、R64、R65、R66、R67及R68係各自獨立地表示氫原子、烷基、烷氧基、醯氧基、鹵素原子、鹵烷基、或二烷胺基,R63、R64及R65之中的2個亦可形成具有取代基之亞甲基鏈、或具有取代基之單或聚亞甲二氧基;R66、R67及R68之中的2個亦可形成具有取代基之亞甲基鏈、或具有取代基之單或聚亞甲二氧基。
但是,具體而言,除了R65與R66皆為氫原子之情形以外。
更具體而言,較佳為以下列通式(IV-d4)、(IV-d5)、(IV-c1)及(IV-c2)所表示的化合物。於此,(IV-d4)、(IV-d5)、(IV-c2)之情形,軸不對稱之軸係連接2個萘環α位之鍵結;(IV-c1)之情形,為連接2個苯環之單鍵。
通式(IV-d4)及(IV-d5)中,R71及R72係各自獨立地表示氫、鹵素、氰(CN)基、異氰酸酯(NCO)基、異硫氰酸酯(NCS)基或碳數1至20之烷基,此烷基中之任意1個或2個以上的-CH2-亦可被-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-、或-C≡C-所取代,此烷基中之任意的氫亦可被鹵素所取代;A71及A72係各自獨立地表示芳香族性或非芳香族性之3、6或8員環、或碳原子數9以上之縮合環,此等環之任意的氫亦可被鹵素、碳原子數1至3之烷基或鹵烷
基所取代,環之1個或2個以上的-CH2-亦可被-O-、-S-、或-NH-所取代,環之1個或2個以上的-CH=亦可被-N=所取代;Z71及Z72係各自獨立地表示單鍵或碳原子數1至8之伸烷基,任意的-CH2-亦可被-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N=N-、-CH=N-、-N=CH-、-N(O)=N-、-N=N(O)-、-CH=CH-、-CF=CF-、或-C≡C-所取代,任意的氫亦可被鹵素所取代;X71及X72係各自獨立地表示單鍵、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、或-CH2CH2-;m71及m72係各自獨立地表示1至4之整數。但是,在通式(IV-d5)之m71及m72中任一種亦可為0。
Rk係表示氫原子、鹵素原子、或與-X71-(A71-Z71)-R71相同的意義。
通式(IV-c1)及(IV-c2)中,X61與Y61、X62與Y62係存在各自之任意至少一種,X61、X62、Y61、Y62係各自獨立地表示CH2、C=O、O、N、S、P、B、Si中任一種。又,為N、P、B、Si之情形,亦可符合所需要之原子價的方式來與烷基、烷氧基、醯基等之取代基相鍵結。
E61及E62係各自獨立地表示氫原子、烷基、芳基、烯丙基、苄基、烯基、炔基、烷醚基、烷酯基、烷酮基、雜環基或此等之衍生物中任一種。
又,於通式(IV-c1)中,R61及R62係各自獨立地表示被烷基、烷氧基或鹵素原子所取代的苯基、環戊基或環己基;
R63、R64、R65、R66、R67及R68係各自獨立地表示被氫原子、烷基、烷氧基、醯氧基、鹵素原子、鹵烷基、或二烷胺基,R63、R64及R65之中的2個亦可形成具有取代基之亞甲基鏈、或具有取代基之單或聚亞甲二氧基;R66、R67及R68之中的2個亦可形成具有取代基之亞甲基鏈、或具有取代基之單或聚亞甲二氧基。
但是,除了R65及R66皆為氫原子之情形以外。
特別要求螺旋誘導力強之情形下,特佳為以通式(IV-d4)及(IV-d5)所表示的化合物。
具體而言,軸不對稱化合物較佳為以下列式(E-1)至(E-3)所表示的化合物:
(Rc係獨立之碳原子數3至10的烷基,鄰接至此烷基中之環的-CH2-亦可被-O-所取代,任意的-CH2-亦可被-CH=CH-所取代)。於此,(E-1)、(E-2)、(E-3)之情形,軸不對稱之軸係連接2個萘環之α位的鍵結。
作為面不對稱化合物,較佳為例如下列所示之螺烯(Helicene)衍生物:
(式中,X61與Y61、X62與Y62係存在各自之任意至少一種,X61、X62、Y61、Y62係各自獨立地表示CH2、C=O、O、N、S、P、B、Si中任一種。又,為N、P、B、Si之情形,亦可符合所需要之原子價的方式來與烷基、烷氧基、醯基等之取代基相鍵結。
E61及E62係各自獨立地表示氫原子、烷基、芳基、烯丙基、苄基、烯基、炔基、烷醚基、烷酯基、烷酮基、雜環基或此等之衍生物中任一種)。於如此之螺烯衍生物中,由於前後相重疊的環前後關係無法自由轉換,區分為與環採取向右的螺旋結構之情形與向左的螺旋結構之情形而發現掌性。
本發明之液晶顯示裝置的鐵電性液晶組成物亦可含有1種或2種以上之聚合性化合物。能夠使用具有環己
烷骨架或苯骨架等之環結構(液晶原性支撐基)的聚合性化合物及不具有液晶原性支撐基之化合物作為聚合性化合物。
作為具有液晶原性支撐基的聚合性化合物較佳為以通式(PC1)所表示的聚合性化合物:
(式中,P1係表示聚合性基,Sp1係表示碳原子數0至20之間隔物基,Q1係表示單鍵、-O-、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CO-、-OCOO-、-NH-、-NHCOO-、-OCONH-、-OCOCH2-、-CH2OCO-、-COOCH2-、-CH2COO-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-CH=CCH3-COO-、-COO-CCH3=CH-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-C≡C-、-CF2O-及-OCF2-,n11、n12係各自獨立地表示1、2或3,MG係表示液晶原基或液晶原性支撐基;R10係表示氫原子;鹵素原子、氰基或碳原子數1至25之烷基,該烷基中之1個或2個以上之CH2基亦可不使氧原子直接鄰接的方式來被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-所取代,或是R10較佳為以P2-Sp2-Q2-(式中,P2、Sp2、Q2係各自獨立地表示與P1、Sp1、Q1相同的意義)所表示的聚合性化合物。
在通式(PC1)中,MG較佳為以下列之結構所示者:
(式中,C1至C3係各自獨立地表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二烷-2,5-二基、四氫噻喃-2,5-二基、1,4-雙環[2.2.2]伸辛基、四氫萘-2,6-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡-2,5-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、2,6-伸萘基、菲-2,7-二基、9,10-二氫菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氫菲-2,7-二基或茀-2,7-二基,該1,4-伸苯基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、2,6-伸萘基、菲-2,7-二基、9,10-二氫菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氫菲-2,7-二基及茀-2,7-二基亦可具有作為取代基之1個以上之F、Cl、CF3、OCF3、氰基;碳原子數1至8之烷基、烷氧基、烷醯基、烷醯氧基;碳原子數2至8之烯基、烯氧基、烯醯基或烯醯氧基;Y1及Y2係各自獨立地表示-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2CH2COO-、-CH2CH2OCO-、-COOCH2CH2-、-OCOCH2CH2-、-CONH-、-NHCO-或單鍵,n13係表示0、1、2)。
Sp1及Sp1較佳為以各自獨立地表示碳原子數1至15之伸烷基,存在於該伸烷基之1個或2個以上的氫原子亦可各自獨立地被鹵素原子、氰基、甲基或乙基所取代,存在於此基中之1個或2個以上的CH2基係不使氧原子直接鄰接的方式來被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-
所取代,P1及P2較佳為以各自獨立地表示下列通式(R-1)至通式(R-15)所表示的結構。
此等之聚合基係藉由自由基聚合、自由基加成聚合、陽離子聚合、及陰離子聚合而硬化。尤其,於聚合方法係進行紫外線聚合之情形下,較佳為式(R-1)、式(R-2)、式(R-4)、式(R-5)、式(R-7)、式(R-11)、式(R-13)或式(R-15),更佳為式(R-1)、式(R-2)、式(R-7)、式(R-11)或式(R-13),進一步較佳為式(R-1)、式(R-2)。
以具有液晶原性支撐基之通式(PC1)所表示的聚合性化合物係可取得在分子內具有1個聚合性基之通式(PC1)-0。
式中,R11係表示氫原子或甲基,6員環T1、T2及T3係各自獨立地表示下列中任一種(但是,m係表示1至4之整數);n14係表示0或1之整數;
Y0、Y1及Y2係各自獨立地表示單鍵、-O-、-OCH2-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CO-、-OCOO-、-NH-、-NHCOO-、-OCONH-、-OCOCH2-、-OCOCH2-、-CH2OCO-、-COOCH2-、-CH2COO-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-CH=CCH3-COO-、-COO-CCH3=CH-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-C≡C-、-CF2O-及-OCF2-;Y3係表示單鍵、-O-、-COO-、或-OCO-;R12係表示氫原子、鹵素原子、氰基、碳原子數1至20之烷基、碳原子數1至20之烯基、碳原子數1至20之烷氧基、或碳原子數1至20之烴基。
以具有液晶原性支撐基之通式(PC1)所表示的聚合性化合物可採取分子內具有2個以上之通式(PC1)-1或通式(PC1)-2。
式中,P1、Sp1、Q1、P2、Sp2、Q2及MG係表示與通式(PC1)相同的意義,n3及n4係各自獨立地表示1、2或3。
作為通式(PC1)-1,較佳為由以通式(PC1)-3至通式(PC1)-11所表示的化合物所構成族群中所選出的1種或2種以上之聚合性化合物:
(式中,P1、P2、Sp1、Sp2、Q1及Q2係表示與通式(PC1)相同的意義;W1係各自獨立地表示F、CF3、OCF3、CH3、OCH3;碳原子數2至5之烷基、烷氧基、烯基、COOW2、OCOW2或OCOOW2(式中,W2係各自獨立地表示碳原子數1至10之直鏈狀或分枝鏈狀之烷基或碳原子數2至5之烯基);n21係各自獨立地表示1、2或3;n22係各自獨立地表示1、2或3;n6係各自獨立地表示0、1、2、3或4;同一環上之n21+n6及n22+n6係5以下)。
於通式(PC1)-3至通式(PC1)-11,Sp1、Sp2、Q1及Q2較佳為單鍵。n21+n22較佳為1至3,更佳為1或2。P1、P2較佳為式(R-1)或(R-2)。W1較佳為F、CF3、OCF3、CH3或OCH3。n6較佳為1、2、3或4。
具體而言,較佳為下列所記載的化合物。
又,上述(PC1-3a)至(PC1-3i)之苯環的氫原子亦可被氟原子所取代。
又,作為通式(PC1)-1較佳為由通式(II-a):
(式(II-a)中,R3及R4係各自獨立地表示氫原子或甲基,C4及C5係各自獨立地表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、噠-3,6-二基、1,3-二烷-2,5-二基、環己烯-1,4-二基、十氫萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、2,6-亞萘基或二氫茚-2,5-二基(此等基之中,1,4-伸苯基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、2,6-亞萘基及二氫茚-2,5-二基能夠為未取代或具有1個或2個以上之作為取代基之氟原子、氯原子、甲基、三氟甲基或三氟甲氧基);Z3及Z5係各自獨立地表示單鍵或碳原子數1至15之伸烷基(存在於該伸烷基中之1個或2個以上之亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-所取代,存在於該伸烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可各自獨立地被氟原子、甲基或乙基所取代);Z4係表示單鍵、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH2O-、-OCH2CH2-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH2CH2OCO-、-COOCH2CH2-、-CH2CH2COO-、-OCOCH2CH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-COO-或-OCO-;n2係表示0、1或2。
但是,n2表示2之情形,複數之C4及Z4可相同亦可不同。);及通式(II-b):
(式(II-b)中,R5及R6係各自獨立地表示氫原子或甲基,C6係表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、噠-3,6-二基、1,3-二烷-2,5-二基、環己烯-1,4-二基、十氫萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、2,6-亞萘基或二氫茚-2,5-二基(此等基之中,1,4-伸苯基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、2,6-亞萘基及二氫茚-2,5-二基能夠為未取代或具有1個或2個以上之作為取代基之氟原子、氯原子、甲基、三氟甲基或三氟甲氧基);C7係表示苯-1,2,4-三基、苯-1,3,4-三基、苯-1,3,5-三基、環己烷-1,2,4-三基、環己烷-1,3,4-三基或環己烷-1,3,5-三基;Z6及Z8係各自獨立地表示單鍵或碳原子數1至15之伸烷基(存在於該伸烷基中之1個或2個以上之亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-、-OCO-所取代,存在於該伸烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可各自獨立地被氟原子、甲基或乙基所取代);Z7係表示單鍵、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH2O-、-OCH2CH2-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH2CH2OCO-、-COOCH2CH2-、-CH2CH2COO-、-OCOCH2CH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-COO-或-OCO-;n3係表示0、1或2。
但是,n3表示2之情形,複數之C6及Z7可相同亦可不同)所構成族群中所選出的至少1種或2種以上之聚合性化合物。
作為以通式(II-a)所表示的化合物,若使用以通式(II-d)及(II-e):
(式(II-d)及(II-e)中,m1係表示0或1;Y11及Y12係各自獨立地表示單鍵、-O-、-COO-或-OCO-;Y13及Y14係各自獨立地表示-COO-或-OCO-;Y15及Y16係各自獨立地表示-COO-或-OCO-;r及s係各自獨立地表示2至14之整數。以存在於式中之1,4-伸苯基能夠為未取代或具有1個或2個以上之作為取代基之氟原子、氯原子、甲基、三氟甲基或三氟甲氧基。)中任一種所表示的化合物時,因為可獲得具優越之機械強度或耐熱性的光學異向性物,故較佳。
以通式(II-a)所表示的化合物之具體例,可列舉:以下列之式(II-1)至(II-10)所表示的化合物。
式中,j及k係各自獨立地表示2至14之整數。
又,作為以通式(II-d)及(II-e)中任一種所表示的具體例,可列舉:以下列之式(II-11)至(II-20)所表示的化合物。
式中,j及k係各自獨立地表示2至14之整數。
作為無液晶原性支撐基之聚合性化合物,較佳為以通式(PC2)所表示的聚合性化合物:
(式中,P係表示聚合性基,A2係表示單鍵或碳原子數1至15之伸烷基(存在於該伸烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-所取代,存在於該伸烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可各自獨立地被氟原子、甲基或乙基所取代);Za、Zb係表示單鍵或碳原子數1至15之伸烷基(存在於該伸烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-所取代,存在於該伸烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可各自獨立地被鹵素原子、甲基或乙基所取代);A3及A6係各自獨立地表示氫原子或碳原子數1至30之烷基(存在於該烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-所取代,存在於該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可各自獨立地被鹵素原子或碳原子數1至17之烷基所取代);A4及A7係各自獨立地表示氫原子或碳原子數1至10之烷基(存在於該烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-所取代,存在於該烷基中之1
個或2個以上之氫原子亦可各自獨立地被鹵素原子或碳原子數1至9之烷基所取代);k係表示0至40;B1、B2及B3係各自獨立地表示氫原子、碳原子數1至10之直鏈或分枝之烷基(存在於該烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-所取代),或以-A8-P(式中,A8係以單鍵或碳原子數1至15之伸烷基(存在於該伸烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-所取代,以存在於該伸烷基中之1個或2個以上的氫原子亦可各自獨立地被氟原子、甲基或乙基所取代)所表示的基。但是,成為以2k+1個之B1、B2及B3之中的該-A8-P所表示的基者之個數為0至3個),以通式(PC2)所表示者之中,亦可含有複數之主鏈長度或烷基側鏈長度不同者。
作為以通式(PC2)所表示的聚合性化合物之較佳結構,可列舉:由以下列通式(PC2)-1:
(式中,P係表示聚合性基,A12及A18係各自獨立地表示單鍵或碳原子數1至15之伸烷基(存在於該伸烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-所取代,存在於該伸烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可各自獨立地被氟原子、甲基或乙基所取代);
A13及A16係各自獨立地表示碳原子數2至20之直鏈烷基(存在於該直鏈烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-所取代);A14及A17係各自獨立地表示氫原子或碳原子數1至10之烷基(存在於該烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-所取代,存在於該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可各自獨立地被鹵素原子或碳原子數1至9之烷基所取代);A15係以表示碳原子數9至16之伸烷基(存在於該伸烷基中之至少1個以上5個以下的亞甲基中,該亞甲基中之1個氫原子係各自獨立地被碳原子數1至10之直鏈或分枝的烷基所取代。存在於該伸烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-所取代)所表示的化合物;及以通式(PC2)-2:P-(CH2)a-P (PC2)-2
(式中,P係表示聚合性基,a係表示6或22之整數。)所表示的化合物;及以通式(PC2)-3:
(式中,P係表示聚合性基,b及c係各自獨立地表示1至10之整數,d係表示0至10之整數,e係表示0至6之整數)所表示的化合物;及以通式(PC2)-4:
(式中,P係表示聚合性基,m,n,p及q係各自獨立地表示1或10之整數)所表示的化合物所構成族群中所選出的至少1種以上。此等之中,較佳為含有以(PC2)-1所表示的化合物。
聚合性基P可採取下列之式(R-1)至(R-15):
,較佳為式(R-1)、式(R-2)、式(R-4)、式(R-5)、式(R-7)、式(R-11)、式(R-13)或式(R-15),更佳為式(R-1)、式(R-2)、式(R-7)、式(R-11)或式(R-13),進一步較佳為式(R-1)、式(R-2)。還有,從使聚合速度變得更快之觀點,特佳為式(R-1)。
A12及A18係各自獨立地表示單鍵或碳原子數1至3之伸烷基。2個聚合性基間距離能夠藉由A12及A18與A15獨立地改變各自碳數之長度而調整。以通式(PC2)-1所表示的化合物之特徵係聚合性官能基間之距離(交聯
點間之距離)長,若此距離太長時,由於聚合速度將會極端地變慢而對相分離造成不良的影響,於聚合性官能基距離中具有上限。另一方面,A13及A16之二個側鏈間距離也對主鏈之運動性具有影響。亦即,若A13及A16之間的距離短時,使側鏈A13及A16變得相互干擾,導致運動性之降低。因而,以通式(PC2)-1所表示的化合物中,聚合性官能基距離係根據A12、A18、及A15之和來決定,其中,與其增長A12與A18,還不如增長A15。
另一方面,在側鏈之A13、A14、A16、A17中,此等之側鏈長度較佳具有如下之形態。
在通式(PC2)-1,A13與A14係鍵結於主鏈相同的碳原子,此等之長度不同時,將較長者之側鏈稱為A13(A13之長度與A14之長度相等之情形,將其中任一種設為A13)。同樣地,A16之長度與A17之長度不同之時,將較長的側鏈稱為A16(A16之長度與A17之長度相等之情形,將其中任一種設為A16)。
於本發明申請案中,如此之A13與A16係被各自獨立地作成碳原子數2至20之直鏈烷基(存在於該直鏈烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-所取代);較佳為各自獨立之碳原子數2至18之直鏈烷基(存在於該直鏈烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-所取代);
更佳為各自獨立之碳原子數3至15之直鏈烷基(存在於該直鏈烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-所取代);與主鏈作一比較,因為側鏈之運動性較高,存在此現象將有助於提高低溫下之高分子鏈之運動性,如上所述,在二個側鏈間引起空間干擾的狀況下,相反地運動性將會降低。為了防止在如此之側鏈間的空間干擾,增長側鏈間距離及在必要之範圍內縮短側鏈長度為有效。
還有,於本發明申請案中,針對A14與A17係各自獨立地作成氫原子或碳原子數1至10之烷基(存在於該烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-所取代;存在於該烷基中之1個或2個以上的氫原子係亦可各自獨立地被鹵素原子或碳原子數1至9之烷基所取代);較佳為各自獨立之氫原子或碳原子數1至7之烷基(存在於該烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-所取代);更佳為各自獨立之氫原子或碳原子數1至5之烷基(存在於該烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-所取代);進一步較佳為各自獨立之氫原子或碳原子數1至3之烷基(存在於該烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-所取代)。
也針對此A14與A17,由於誘導側鏈間之空間干擾,其長度過長則不佳。另一方面,A14及A17為具有短的長度之烷基鏈之情形,認為可成為具有高的運動性之側鏈,及具有阻礙所鄰接的主鏈彼此接近之作用,並認為具有防止高分子主鏈間干擾之作用而提高主鏈之運動性,能夠抑制在低溫下增加定著能量而進行,改善高分子安定化液晶光學元件在低溫區域之特性上為有效。
從改變側鏈間距離之意義,也從擴大交聯點距離而降低玻璃轉移溫度之意義上而言,位於二個側鏈間之A15係越長越佳。然而,A15過長之情形,基於使以通式(PC2)-1所表示的化合物之分子量變得過大而降低與液晶組成物之相溶性、及聚合速度變得過慢而對相分離顯現不良影響等之理由,自然而然地對其長度設定上限。
藉此,於本發明申請案中,A15較佳為碳原子數9至16之伸烷基(存在於該伸烷基中之至少1個以上5個以下的亞甲基中,該亞甲基中之1個氫原子可各自獨立地被碳原子數1至10之直鏈或分枝的烷基所取代。存在於該伸烷基中之1個或2個以上的亞甲基係作成未相互直接鍵結氧原子者,可各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-所取代)。
亦即,於本發明申請案中,A15之伸烷鏈長較佳為碳原子數9至16。作為結構上之特徵,A15係伸烷基中之氫原子具有被碳原子數1至10之烷基所取代的結構。烷基之取代數為1個以上5個以下,較佳為1個至3個,更佳為2個或3個被取代。所取代的烷基之碳原子數較佳為1個至5個,更佳為1個或3個。
例如,於通式(PC2)-1中,A14及A17為氫之化合物係藉由使具有複數環氧基之化合物、與可和環氧基反應之具有活性氫的丙烯酸或甲基丙烯酸等之聚合性化合物反應而合成具有羥基之聚合性化合物,接著使其與飽和脂肪酸反應而能夠獲得。
還有,使具有複數環氧基之化合物與飽和脂肪酸反應而合成具有羥基之化合物,接著使其可與羥基進行反應之基的丙烯醯氯等之聚合性化合物反應而能夠獲得。
又,自由基性化合物例如為通式(PC2)-1之A14及A17為烷基,A12及A18為碳原子數1的亞甲基之情形,藉由下列之方法等而能夠獲得:使具有複數環氧丙基之化合物、與可和環氧丙基反應之脂肪醯氯或脂肪酸反應,進一步使其與丙烯酸等之具有活性氫的聚合性化合物反應之方法;具有1個環氧丙基之化合物、與可和環氧丙基反應之多元脂肪醯氯或脂肪酸反應,進一步使其與丙烯酸等之具有活性氫的聚合性化合物反應之方法等。
又,通式(PC2)-1之A12及A18為碳原子數3的伸烷基(伸丙基;-CH2CH2CH2-)之情形係藉由使用具有複數呋喃基以取代環氧丙基之化合物而能夠獲得。還有,通式(PC2)-1之A12及A18為碳原子數4的伸烷基(伸丁基;-CH2CH2CH2CH2-)之情形係藉由使用具有複數吡喃基以取代環氧丙基之化合物而能夠獲得。
作為可用於本發明之液晶顯示裝置的鐵電性液晶組成物之聚合性化合物,不限於如上述之非掌性物質,亦
可使用掌性之化合物。作為顯示掌性之光聚合性化合物,例如能夠使用以下列之通式(II-x)、或通式(II-y)所表示的聚合性化合物。
於上述通式(II-x)及(II-y)中,X係表示氫原子或甲基。又,n10係表示0或1之整數,n11係表示0、1或2之整數。但是,n11係表示2之情形,複數之T14及Y14可相同亦可不同。
又,6員環T11、T12、T13、T14係表示具有1,4-伸苯基、反-1,4-伸環己基等之6員環結構的取代基。但是,6員環T11、Y12、T13並不僅受限於此等之取代基,若為具有下列結構之取代基中任一種之取代基的話即可,不論相互相同或不同皆可。還有,於上述取代基中,m係表示1至4之整數。
又,在通式(II-y)之T15係表示苯-1,2,4-三基、苯-1,3,4-三基、苯-1,3,5-三基、環己烷-1,2,4-三基、環己烷-1,3,4-三基或環己烷-1,3,5-三基等之環式3價基。
又,在通式(II-x)及(II-y)之Y11、Y12、及Y14係各自獨立之碳原子數為1至10之直鏈狀或分枝鏈狀的伸烷基,存在於該基中之1個CH2基或未鄰接之2個CH2基可被-O-、-S-、-CO-O-或-O-CO-所取代,亦可含有單鍵、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C≡C-、-CH=CH-、-CF=CF-、-(CH2)4-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH=CHCH2CH2-、或-CH2CH2CH=CH-。又,可含有不對稱碳原子,亦可不含。亦即,若Y11及Y12具有上述任一種結構的話,不論相同者或不同者皆可。
又,Y10及Y13係表示單鍵、-O-、-OCO-、-COO-。
Z11係表示具有不對稱碳原子且含有分枝鏈結構之碳原子數3至20之伸烷基。
Z12係表示碳原子數1至20之伸烷基,含有或不含不對稱碳原子皆可。
又,聚合性化合物較佳為以下列通式(PC1)-9所表示的碟狀液晶化合物:
(式中,R7係各自獨立地表示P1-Sp1-Q1或通式(PC1-e)之取代基(式中,P1、Sp1及Q1係表示與通式(PC1)相同的意義;R81及R82係各自獨立地表示氫原子、鹵素原子或甲基;R83係表示碳原子數1至20之烷氧基,該烷氧
基中之至少1個氫原子係以該式(R-1)至(R-15)所表示的取代基所取代)。
此等之聚合性化合物之用量較佳為10質量%以下,更佳為5質量%以下,特佳為2質量%以下。
作為本發明之鐵電性液晶組成物含有聚合性化合物之情形的聚合方法,能夠利用自由基聚合、陰離子聚合、陽離子聚合等,較佳為藉自由基聚合而聚合。
作為自由基聚合起始劑,能夠使用熱聚合起始劑、光聚合起始劑,較佳為光聚合起始劑。具體而言,較佳為下列之化合物。
較佳為二乙氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苄基二甲基縮酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、4-(2-羥基乙氧基)苯基-(2-羥基-2-丙基)酮、1-羥基環己基苯基酮、2-甲基-2-咪啉基(4-甲硫基苯基)丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-咪啉基苯基)丁酮等之苯乙酮系;苯偶因、苯偶因異丙基醚、苯偶因異丁基醚等之苯偶因系;二苯甲酮、鄰苯甲醯苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4,4’-二氯二苯甲酮、羥基二苯甲酮、4-苯甲醯-4’-甲基二苯硫醚、丙烯酸化二苯甲酮、3,3’,4,4’-四(第三丁基過氧羰基)二苯甲酮、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等之二苯甲酮系;2-異丙基噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮等之噻噸酮系;
米其勒酮、4,4’-二乙胺基二苯甲酮等之胺基二苯甲酮系;10-丁基-2-氯吖啶酮、2-乙基蒽醌、9,10-菲醌、樟腦醌等。其中,最佳為苄基二甲基縮酮。
於本發明中,除了聚合性液晶化合物(PC1)之外,也能夠添加多官能液晶性單體。作為此多官能液晶性單體,可列舉:丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、環氧基、乙烯基、乙烯氧基、乙炔基、巰基、順丁烯二醯亞胺、ClCH=CHCONH-、CH2=CCl-、CHCl=CH-、RCH=CHCOO-(於此,R係表示氯、氟、或碳原子數1至18之烴基)作為聚合性官能基;此等之中,較佳為丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、環氧基、巰基、乙烯氧基,特佳為甲基丙烯醯氧基或丙烯醯氧基,最佳為丙烯醯氧基。
作為多官能液晶性單體之分子結構係以具有2個以上之環結構作為特徵的液晶骨架、聚合性官能基,還有,較佳為具有至少2個連接液晶骨架與聚合性官能基之柔軟性基者,進一步較佳為具有3個柔軟性基者。作為柔軟性基,可列舉:以-(CH2)n-(於此,n係表示1至30之整數)所表示的伸烷間隔物基或以-(Si(CH3)2-O)n-所表示之矽氧烷間隔物基,於其中,較佳為伸烷間隔物基。於此等之柔軟性基與液晶骨架、或與聚合性官能基之鍵結部分中,亦可使如-O-、-COO-、-CO-之鍵結介於中間。
以提高液晶組成物之應答速度、提高定向安定性、降低臨界值電壓、改善低溫下之應答速度降低、安定化
液晶層結構等作為目的,也能夠添加有機粒子、無機粒子、有機無機混成粒子等之奈米粒子。作為有機粒子可列舉:聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚羥基丙烯酸酯、二乙烯基苯等之聚合物粒子。作為無機粒子,可列舉:鈦酸鋇(BaTiO3)、SiO2、TiO2、Al2O3等之氧化物;或Au、Ag、Cu、Pd等之金屬。有機粒子或無機粒子可為利用其他材料來塗布表面之混成粒子,亦可為利用有機材料來塗布無機粒子表面之有機無機混成粒子。若賦予無機粒子表面之有機物顯示液晶性時,將會使周圍之液晶分子變得容易定向,故較佳。
另外必要時,亦可適宜地添加抗氧化劑、紫外線吸收劑、非反應性之寡聚物或無機填充劑、有機填充劑、聚合抑制劑、消泡劑、平坦劑、塑化劑、矽烷偶合劑等。又,亦可作成含有雙軸性化合物、或離子及極性化合物之陷阱材料等。
在雙軸性化合物中,作為顯示雙軸性之分子結構,較佳為板狀結構、組合碟狀與棒狀之結構、組合半碟狀與棒狀之結構、香蕉型液晶等之折彎的結構、側向連接(Lateral connection(以分子側鏈所連接的結構))等,作為具體之雙軸性化合物,可列舉:J.Mater.Chem.,2010,20,4263,The Chemical Record,Vol.4,10(2004)等之文獻中所記載的化合物等。
鐵電性液晶組成物係以去除不純物等、或進一步提高比電阻值之目的下,亦可實施藉由氧化矽、氧化鋁等所進行的精製處理。由於作為液晶組成物之比電阻值係
為了利用THT驅動,較佳為1011Ω‧cm以上,更佳為1012Ω‧cm以上,進一步較佳為1013Ω‧cm以上。又,防止液晶組成物中所存在之陽離子不純物的影響之方法,也能夠添加冠狀醚、開鏈化合物(podand)、冠狀化合物(coronand)、或穴狀化合物(cryptand)等之陽離子包藏化合物。
為了即使在低溫環境下也能夠維持液晶光學元件之性能的方式來進行,鐵電性液晶組成物較佳具有低溫保存安定性。液晶組成物之低溫保存安定性較佳在0℃以下、24小時以上之環境下維持SmC*,更佳在-20℃以下500小時以上,進一步較佳在-30℃以下700小時以上之環境下維持SmC*。
於本發明之液晶光學元件中,即使對基板施加按壓力,相對於該基板面而言,將該鐵電性液晶組成物挾持於基板之際的Sm*C相之層法線方向為80°以上90°以下。又,不會造成如利用SSFLC可觀察到的鋸齒缺陷或人字結構而能成為安定之定向。藉此,即使施加壓力而暫時地紊亂顯示,也於從壓力釋放後,成為具有復原顯示的顯示復原能力。因此,適合於在觸控面板等顯示畫面上藉由按壓而進行操作之機器。
相對於每0.2mm2為1kg(9.8N)以下之壓力,液晶光學元件能夠具有顯示復原能力。
使用本發明之鐵電性液晶的顯示用光學元件係在使偏光面相互垂直之2片偏光板的一對基板之至少一側,
具有一對的像素電極與共通電極,將本發明之鐵電性液晶組成物挾持於該一對基板間。於顯示元件中所施加的電場較佳施加於對層法線成水平方向,作為實現如此之電場的電極結構,較佳為具有IPS(In-Plane Switching:面內切換)方式等之梳子型結構的電極結構。從降低驅動電壓、高畫質化、高亮度化、超高亮度化等之觀點,較佳為藉由使S-IPS(Super IPS:超面內切換)、AS-IPS(Advanced Super IPS:高等超面內切換)、IPS-Pro(IPS-Provectus:面內切換-演進)等之梳子型電極的結構彎曲而控制施加於層法線水平方向之橫向電場方向。梳子型電極能夠使用金屬電極,但為了提高電極部分之光利用效率,較佳使用ITO、氧化銦鎵鋅(IGZO)、石墨烯等之透明電極。從降低驅動電壓、提高應答速度、高對比化、高畫質化之觀點,較佳為不利用顯示元件而減少電場強度之分布。作為減少電場強度分布之方法,也能夠在一對基板之兩側作成具有一對的像素電極與共通電極之結構。
具體而言,具有如下之方法。
較佳在一對基板之兩側設置IPS、S-IPS、AS-IPS、IPS-Pro電極,與其電極為平滑,還不如向電池內部突起之電極者,成為電池內部之電場強度分布難以降低之元件,故較佳。作為突起之電極結構,亦可為球狀、半球狀、立方體狀、直方體狀、三角狀、梯形狀、圓柱狀、圓錐狀、3至20角柱狀、3至20角錐狀、非對稱之形狀,表面不論為平滑或凹凸皆可,各自電極之角不論為由曲
線所構成的角部或由直線所構成的角部皆可,突起之高度可為液晶胞間隙之1/100、1/10、1/9、1/8、1/7、1/6、/5、1/4、1/2、3/4以上,或是突起部分亦可與對向電極連接,突起之電極可直接設置於基板上,亦可設置於樹脂、絕緣物、介電體、半導體或是此等複合體等之基座上,像素電極亦可在基座之上部、中部、下部中任一部分。
還有,作為具體的突起之電極結構,能夠使用如下之結構:具有第1基板、向第1基板之板厚方向突起之形狀且相互隔離而在上述第1基板之一側面所設置的一對電極、與使得一側面與上述第1基板之一側面成對向的方式來予以配置之第2基板的結構(特開2007-1771938號);使得在第1基板與鐵電性液晶層之間所設置的像素電極層(第1電極層)及共通電極層(第2電極層)不重疊的方式來配置,像素電極層係覆蓋從第1基板之鐵電性液晶層側面而向液晶層突起所設置的唇狀第1結構體之上面側面所形成,共通電極層係覆蓋從第1基板之鐵電性液晶層側面而向鐵電性液晶層突起所設置的唇狀第2結構體之上面側面所形成的結構(特開2011-133876號);利用具有對向鐵電性液晶層之開口圖案(狹縫)之第1共通電極層及第2共通電極層、與具有開口圖案之像素電極層挾持,像素電極層係從第1基板之鐵電性液晶層側面而向鐵電性液晶層突起所設置的結構體上部所形成,在鐵電性液晶層中,像素電極層係配置於第1共通電極層與第2共通電極層之間的結構(特開2011-133874號);至
少一對電極係以使最大電場區域形成於從上述基板界面所隔離之位置的方式來予以設置做為特徵的結構(特開2005-227760號);作成在第1電極層(像素電極層)上設置第1結構體,同樣地在第2電極層(共通電極層)上設置第2結構體的結構。第1結構體及第2結構體係具有較可用於液晶層之液晶材料的介電常數為高的介電常數之絕緣體,使得向液晶層突起所設置的結構(特開2011-8241號)等。又,藉由在基板中設置凹處,其結果,也能夠利用成為與像素電極突起同義的結構。例如,能夠利用Double-penetrating Fringe Field(雙貫穿邊緣電場(Journal of Display Technology,287-289,Vol.6,2010))等。除了上述之外,作為降低驅動電壓之方法,利用成為位在電極間的鐵電性液晶封入小的樹脂空間之形狀的Confined geometry(受限的幾何(Lee,S.-D.,2009,IDW’09-Proceeding of the 16th International Display Workshots 1,p.111-112))之方法;或利用週期的皺摺電極(periodic corrugated electrodes(Appl.Phys.Lett.96,011102(2010))),或是在一對基板之單側或兩側設置FFS(邊緣電場切換(Fringe Field Switch))電極。
液晶胞之2片基板能夠使用如玻璃、塑膠之具有柔軟性的透明材料。另一方面,亦可為矽等之不透明材料。具有透明電極層之透明基板,例如藉由在玻璃板等之透明基板上濺鍍氧化銦錫(ITO)而能夠獲得。為了以大型電視等而提高臨場感,與非晶質矽作一比較,較佳使用電子移動指標之電子移動度大1位數的氧化銦鎵鋅(IGZO)。
例如,彩色濾光板係利用顏料分散法、印刷法、蒸極沉積法或染色法等而能夠作成。若將利用顏料分散法所獲得的彩色濾光板之作成方法為例而說明時,將彩色濾光板用之硬化性著色組成物塗布於該透明基板上,實施圖案形成處理,然後藉由加熱或光照射而使其硬化。針對紅、綠、藍3色而各自進行該步驟,能夠作成彩色濾光板用之像素部。另外,在該基板上亦可設置已裝設TFT、薄膜電晶體、金屬絕緣體金屬比電阻元件等之主動元件的像素電極。
基板係使透明電極層成為內側的方式來使其對向。此時,亦可使間隔物介於中間而調整基板之間隔。此時,較佳使所得之液晶胞厚度成為1至100μm來進行調整。液晶胞厚度更佳為1至10 μm,進一步較佳為2至4μm。
具有2片偏光板之情形,也能夠調整各偏光板之偏光軸而使視角或對比成為良好的方式來調整。使用偏光板之情形,較佳使對比成為最大的方式來調整液晶之折射率異向性△n與液晶胞厚度d之乘積(△nd)。又,也能夠使用用以擴大視角之相位差膜。
使鐵電性液晶組成物挾持於2片基板間之方法能夠利用通常之真空注入法、或ODF法等。此時,若高分子安定化鐵電性液晶組成物為各種成分相溶的話即可,較佳為均一之各向同性狀態或(掌性)向列相。
在挾持液晶之基板面上能夠設置定向膜。定向膜能夠使用一般聚醯亞胺等之定向膜或光定向膜。
作為定向膜較佳為具有垂直定向性之定向膜。
較佳為具有垂直定向性之聚醯亞胺系之定向膜,具體而言,可列舉:取代烷基長鏈或脂環基的酸酐、使取代烷基長鏈或脂環基的二胺與酸二酐反應所得之聚醯胺酸、或脫水開環該聚醯胺酸所得之聚醯亞胺。藉由在基板上進行由具有如此大體積的基之聚醯亞胺、聚醯胺或聚醯胺酸所構成的液晶定向劑之膜形成,能夠製造具有垂直定向性之垂直定向膜。
作為酸酐,例如,可列舉:以下列之通式(VII-a1)至(VII-a3)所表示的化合物。又,作為二胺,例如,可列舉:以下列之通式(VII-b1)至(VII-b3)所表示的化合物。
式(VII-a1)至(VII-a3)及式(VII-b1)至(VII-b3)中,R301、R302、R303及R304係各自獨立地表示碳原子數1至30之直鏈狀或分枝狀之烷基、氫原子或氟原子,該烷基之1個或2個以上未鄰接之-CH2-基亦可被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-O-SO2-、-SO2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-所取代,烷基之1個或1個以上之氫原子亦可被氟原子、氯原子、溴原子或CN基所取代;Z301、Z302、Z303及Z304係各自獨立地表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵;A301及A302係各自獨立地表示由伸苯基、伸環己基、二氧五環烷二基、伸環己烯基、雙環[2.2.2]伸辛基、哌啶二基、萘二基、十氫萘二基、四氫萘二基、或二氫茚二基所選出的環式基,該伸苯基、萘二基、四氫萘二基、或二氫茚二基係環內之1個或2個以上的-CH=基亦可被氮原子所取代,該伸環己基、二氧五環烷二基、伸環己烯基、雙環[2.2.2]伸辛基、哌啶二基、十氫萘二基、四氫萘二基、或二氫茚二基係環內之1個或2個未鄰接之-CH2-基亦可被-O-及/或-S-所取代,該環式基之1個或1個以上之氫原子可被氟原子、氯原子、溴原子、CN基、NO2基所取代,或是1個或2個以上的氫原子亦可被氟
原子或氯原子所取代,被具有碳原子數1至7之烷基、烷氧基、烷羰基或烷氧羰基所取代;n301及n302係各自獨立地表示0或1,n303係表示0至5之整數。
又,在通式(VII-a2)至(VII-a3)及通式(VII-b2)至(VII-b3)中,類固醇骨架之-CH2-基可被-O-及/或-S-所取代,類固醇骨架之任意位置亦可具有1個或2個以上的不飽和鍵(C=C)。
在將電場施加於橫向之橫電場型液晶顯示元件中,作為定向膜之較佳形態,若將具有以式(VII-c1)及(VII-c2)所表示的結構之聚醯胺酸或聚醯亞胺作為液晶定向劑使用時,在具有優越之殘留影像特性、無電場施加時的暗狀態下減低光線穿透率之觀點上較佳。
式(VII-c1)中,R121係各自獨立地表示碳原子數1至6之烷基,R122係各自獨立地表示碳原子數1至6之烷基、鹵素原子、氰基、羥基或羧基;n121係表示1至10之整數,n122係各自獨立地表示0至4之整數;「*」係表示結合鍵。
式(VII-c2)中,R123係各自獨立地表示碳原子數1至6之烷基;R124、R125係各自獨立地表示碳原子數1至6之烷基、鹵素原子、氰基、羥基或羧基;
n123係表示0至5之整數,n124係表示0至4之整數,n125係表示0至3之整數,「*」係表示結合鍵。
在分子內之至少一部分,同時具有以式(VII-c1)所表示的結構與以式(VII-c2)所表示的結構之聚醯胺酸係例如藉由使以式(VII-c1)所表示的結構之四羧酸二酐與以式(VII-c2)所表示的結構之四羧酸二酐和二胺進行反應;或是藉由使以式(VII-c1)所表示的結構之二胺與以式(VII-c2)所表示的結構之二胺和四羧酸二酐進行反應而能夠獲得。
作為具有以式(VII-c1)或式(VII-c2)所表示的結構之四羧酸二酐,具體而言,以「*」所表示的結合鍵之兩末端的苯環可列舉:為各自鄰苯二甲酸酐基之化合物。
作為具有以式(VII-c1)或式(VII-c2)所表示的結構之二胺,具體而言,具有以「*」所表示的結合鍵之兩末端的苯環可列舉:為各自苯胺基之化合物。
又,作為光定向膜可列舉:具有偶氮苯、二苯乙烯、α-亞肼基-β-酮酯、香豆素等之結構,利用光異構化之光定向膜;具有偶氮苯、二苯乙烯、亞苄基鄰苯二甲二醯亞胺、肉桂醯基之結構,利用光幾何異構化之光定向膜;具有螺吡喃、螺等之結構,利用光開閉環反應之光定向膜;具有肉桂醯基、苯丙烯醯苯、香豆素、二苯基乙炔等之結構,利用光二量化之光定向膜;利用藉由光照射所進行的光分解之光定向膜;光照射於使聯苯四羧酸二酐與二胺基二苯基醚(BPDA/DPE)反應所得之聚醯亞胺而成之光定向膜等。
光定向膜係藉由將具有異向性之光照射於包含具有光定向膜基之化合物的塗膜而使光定向性基排列、光定向狀態固定化後能夠製造。
具有光定向性基之化合物為具有聚合性基之情形,較佳於賦予液晶定向能力之光照射處理後進行聚合。聚合方法可為光聚合、熱聚合中任一種。光聚合之情形係藉由將光聚合起始劑添加於光定向劑中,於光照射處理後,例如照射不同的波長之光而進行光聚合反應。另一方面,熱聚合之情形係藉由將熱聚合起始劑添加於光定向劑中,於光照射後加熱而進行熱聚合反應。
於光定向膜中,為了使光定向狀態固定化,亦可使用光交聯性高分子。作為光交聯性高分子光定向膜,可列舉:記載於下列之化合物。
(式中,R201及R202係各自獨立地表示碳原子數1至30之直鏈狀或分枝狀之烷基、氫原子或氟原子,該烷基中之1個或2個以上的-CH2-基係作成未相互直接鍵結氧原子或硫原子者,可被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-O-SO2-、-SO2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-所取代,還有,該烷基中之1個或1個以上之氫原子亦可被氟原子、氯原子、溴原子或CN基所取代,可具有聚合性基,該烷基亦可為含有縮合或螺環式系者,該烷基亦
可為含有能夠具有1個或2個以上的雜原子之1個或2個以上的芳香族或脂肪族之環者,又此等之環亦可被烷基、烷氧基、鹵素所任意被取代;Z201及Z202係各自獨立地表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(Ra)-、-N(Ra)-CO-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵;-CO-N(Ra)-或-N(Ra)-CO-中之Ra係表示氫原子或碳原子數1至4之直鏈狀或分枝狀之烷基;A201及A202係各自獨立地表示由伸苯基、伸環己基、二氧五環烷二基、伸環己烯基、雙環[2.2.2]伸辛基、哌啶二基、萘二基、十氫萘二基、四氫萘二基、或二氫茚二基所選出的環式基,該伸苯基、萘二基、四氫萘二基、或二氫茚二基係環內之1個或2個以上的-CH=基亦可被氮原子所取代,該伸環己基、二氧五環烷二基、伸環己烯基、雙環[2.2.2]伸辛基、哌啶二基、十氫萘二基、四氫萘二基、或二氫茚二基係環內之1個或2個未鄰接之-CH2-基亦可被-O-及/或-S-所取代,該環式基之1個或1個以上之氫原子亦可被氟原子、氯原子、溴原子、CN基、NO2基所取代,或是1個或2個以上的氫原子亦可被氟原子或氯原子所取代,被具有碳原子數1至7之烷基、烷氧基、烷羰基或烷氧羰基所取代;n201及n202係各自獨立地表示1至3之整數。
P201及P202係各自獨立地表示肉桂醯基、香豆素、亞苄基鄰苯二甲二醯亞胺、苯丙烯醯苯、偶氮苯、二苯乙烯等之光定向性基,P201為1價基、P202為2價基。)
作為更佳的化合物,可列舉:具有肉桂醯基之式(VII-c)、具有香豆素基之式(VII-d)、具有亞苄基鄰苯二甲二醯亞胺之式(VII-e)之化合物。
式(VII-c)、(VII-d)、及(VII-e)中,R201、R202、A201、A202、Z201、Z202、n201及n202之定義係與式(VII-a)及(VII-b)相同;R203、R204、R205、R206及R207係各自獨立地表示鹵素原子(F、Cl、Br、I)、甲基、甲氧基、-CF3、-OCF3、羧基、磺基、硝基、胺基、或羥基;n203係表示0至4之整數,n204係表示0至3之整數,n205係表示0或1之整數,n206係表示0至4之整數,n207係表示0至5之整數。
雖然液晶顯示元件之光源並未予以特別限定,由於為低消耗電力,較佳為LED。與其LED設置於液晶顯示元件之長邊,還不如設置於短邊;LED之設置,與其為2邊,還不如1邊,進一步更佳僅設置於液晶顯示裝置之角落。還有,為了抑制消費電力,較佳利用點滅控制(降低暗區域之光量或熄燈之技術)、多場效驅動技術(以顯示驅動頻率、顯示動畫之情形,與顯示靜止影像之情形所區別之技術)、在屋內與屋外或是夜間與白晝下進行光量模式切換之技術、利用液晶顯示元件之記憶性而暫時停止驅動之技術等。又,於反射型顯示元件中,由於即使機器中不具備光源也能夠利用外部之照明(陽光或室內光等),故較佳。為了防止光源之光耗損,較佳使用導光板或稜鏡片。導光板或稜鏡片較佳使用透明樹脂,例如,可列舉:甲基丙烯酸酯樹脂(PMMA等)、聚碳酸酯樹脂、ABS樹脂(丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂)、MS樹脂(甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物樹脂)、聚苯乙烯樹脂、AS樹脂(丙烯腈-苯乙烯共聚物樹脂)、聚烯烴樹脂(聚乙烯、聚丙烯等)、環狀聚烯烴等作為透明樹脂。
關於對比之提高,較佳利用點滅控制(降低暗區域之光量或熄燈之技術)、或使用開口比為50%以上之元件、使用高定向性之定向膜或反閃光膜、或是場效序列方式(未使用彩色濾光板,在人類眼睛之解析能力以下的短時間內而使RGB 3色之LED依序點亮、使顏色辨識之彩色化方式)。為了提高開口比,較佳使主動元件變小,藉由使用600cm2/Vs以上之移動度高的半導體而使主動元件變小,故較佳。
為了高速應答性,使用過驅動機能(點亮時提高表現灰階之際的電壓,熄燈時則減低),或對基板賦予預傾斜角、或使用具有負的介電異向性之鐵電性液晶,故較佳。
本發明之液晶顯示元件也能夠用於平板PC用途之觸控面板顯示元件,此情形下,較佳為具有耐撞擊性、耐振動性、拒水/拒油性、抗污性、耐指紋性,在ATM(自動提款機)、自動販賣機、自動售票機、洗手間用監視器、複印機、公用電話等不特定多數人所利用的用途或醫療/照護/嬰幼兒用途中,較佳為具有對流感病毒、諾羅病毒、RS病毒等之病毒的耐病毒性;對沙門菌、大腸菌、黃金葡萄球菌等之抗菌性;更佳為對於以顯示元件之殺菌等之洗淨作為目的之耐溶劑性、耐酸性、耐鹼性、耐熱性,在倉庫、運輸/物流、製造、修配工廠、工地、海洋調查、消防或警察、救生、防災等之用途上,較佳為具有防塵性、防水性、耐鹼性、防爆性、抗輻射線之性能,更佳為符合歐洲防爆規格(ATEX Zone2 Category3)、防水防塵規格(IP65)、美軍用規格(MIL-STD-810F)。
耐撞擊性較佳為用於使3尺掉落在混凝土上之顯示元件清晰,在顯示元件之外殼中,較佳使用耐撞擊性鎂合金或多層鎂合金,為了確保耐撞擊性/耐振動性,在存儲中較佳使用SSD。為了提高即使在直射陽光之屋外的辨識性,較佳使用Dual-Mode(雙模式)AllVue(TM)Xtreme科技。
為了抑制因污穢所造成的顯性品質之降低,較佳使用拒水/拒油性、抗污性、耐指紋性、消指紋性等之薄膜,
作為薄膜之基材材料,較佳為透明基材薄膜,作為形成透明基材薄膜之樹脂材料,具體而言,可列舉:聚(甲基)丙烯酸酯等之丙烯酸系樹脂;三乙酸酯纖維素(TAC)/二乙醯基纖維素/賽璐玢等之纖維素系樹脂;聚對苯二甲酸乙二酯(PET)/聚萘二甲酸乙二酯等之聚酯系樹脂;6-耐綸等之聚醯胺系樹脂;聚乙烯/聚丙烯等之聚烯烴系樹脂;聚苯乙烯/聚氯乙烯/聚醯亞胺/聚乙烯醇/聚碳酸酯/伸乙基乙烯醇等之有機高分子;環氧系樹脂、胺甲酸酯系樹脂、ABS樹脂(丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂)、MS樹脂(甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物樹脂)、丙烯腈-苯乙烯等之共聚合系樹脂等。於此等之中,從泛用性等之觀點,較佳為三乙酸酯纖維素(TAC)系樹脂及聚對苯二甲酸乙二酯(PET)系樹脂。
為了提高耐刮傷性,較佳將硬質塗布性或自我修復性塗膜賦予薄膜中。作為硬質塗布層形成用組成物中所含之樹脂,能夠使用習知之樹脂,但若考量使表面硬度提高時,較佳為含有電離放射線硬化型樹脂。
作為電離放射線硬化型樹脂,可列舉:由如多元醇之丙烯酸或甲基丙烯酸酯之多官能性丙烯酸酯、二異氰酸酯與多元醇及丙烯酸或甲基丙烯酸之羥基酯等所合成之多官能胺的甲酸酯丙烯酸酯等。又,除了此等之外,也能夠使用丙烯酸酯系之具有官能基的聚醚樹脂、聚酯樹脂、環氧樹脂、醇酸樹脂、螺縮醛樹脂、聚丁二烯樹脂、聚硫醇多烯樹脂等。上述之中,若考量使表面硬度提高時,較佳使用多官能(甲基)丙烯酸單體。於此,作
為多官能(甲基)丙烯酸單體係在1分子中具有2個以上之醇性羥基之多元醇,該多元醇之該羥基較佳成為2個以上之(甲基)丙烯酸的酯化物之化合物,除此之外,可列舉:反應性之丙烯酸基鍵結於丙烯酸系樹脂骨架者、或聚酯丙烯酸酯、胺甲酸酯丙烯酸酯、環氧基丙烯酸酯、及聚醚丙烯酸酯等。又,也能夠使用將丙烯酸基鍵結於三聚氰胺或異氰酸等之剛直骨架者等。又,本發明之多官能(甲基)丙烯酸單體亦可為寡聚物。作為市售的多官能丙烯酸系單體能夠使用三菱Rayon股份有限公司(商品名”DIABEAM”系列等)、Nagase ChemteX股份有限公司(商品名”DENACOAL”系列等)、新中村化學工業股份有限公司(商品名”NK ESTER”系列等)、大日本Ink化學工業股份有限公司(商品名”UNIDIC”系列等)、東亞合成股份有限公司(商品名”ARONIX”系列等)、日本油脂股份有限公司(商品名”BLEMMER”系列等)、日本化藥股份有限公司(商品名”KAYARAD”系列等)、共榮社化學股份有限公司(商品名”LIGHT ESTER”系列、”LIGHT ACRYLATE”系列等)等之製品。
又,其他之作為電離放射硬化性樹脂,可列舉:具有聚合性基之含氟化合物。藉由硬質塗布層形成用組成物包含具有聚合性基之含氟化合物,而能夠將抗污特性賦予依照其硬質塗布層形成用組成物所形成的硬質塗布層表面。使用不具有聚合性基的氟系添加劑之情形,由於添加劑成為浮在硬質塗布層表面之狀態,於是藉由用布等擦拭而從硬質塗布表面被去除。藉此,一旦用布等
擦拭表面時,具有失去抗污性之缺點。因此,藉由於具有抗污特性之氟化合物中具有聚合性基,於硬質塗布層形成時,成為也與氟系添加劑合併聚合而作成具有聚合性基之含氟化合物,而該聚合性基係具有即使用布等擦拭表面也能維持抗污特性之優點,該聚合性基進一步較佳為具有(甲基)丙烯酸酯基之化合物。該化合物係使得與多官能(甲基)丙烯酸酯單體共聚合成為可能,因而藉由因電離放射線所進行的自由基聚合而可謀求高硬度化。作為具有聚合性基之含氟化合物,此聚合性基進一步較佳為具有(甲基)丙烯酸酯基之化合物。該化合物也使得與多官能(甲基)丙烯酸酯單體共聚合成為可能,因而藉由因電離放射線所進行的自由基聚合而可謀求高硬度化。作為具有如此聚合性基之含氟化合物,可列舉:OPTOOL DAC(Daikin工業股份有限公司製);SUA1900L10、SUA1900L6(新中村化學股份有限公司製);UT3971(日本合成股份有限公司製);DIFFERENCER TF3001、DIFFERENCER TF3000、DIFFERENCER TF3028(大日本Ink股份有限公司製);LIGHT PROCOAT AFC3000(共榮社化學股份有限公司製);KNS5300(信越Silicone股份有限公司製);UVHC1105、UVHC8550(GE東芝Silicone股份有限公司製)等。相對於硬質塗布層形成用組成物之多官能(甲基)丙烯酸單體而言,具有聚合性基之含氟化合物的用量適宜為0.01重量%以上10重量%以下。較0.01重量%為少之情形,並未發現充分之抗污特性,表面能量也顯示較20 mN/m為大的值;超過10
重量%之情形,由於與聚合性單體、溶劑之相溶性不佳,將有引起塗液之白濁化、沉澱發生,導致發生塗液/硬質塗布層之缺陷等之不當的情形。
硬質塗布層形成用組成物較佳為含有用以起始上述電離放射硬化型樹脂聚合反應之光自由基聚合起始劑。光自由基聚合起始劑係藉由照射電離放射線而產生自由基、起始電離放射硬化型樹脂之聚合反應。作為光自由基聚合起始劑之具體例,能夠使用苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、對二甲基苯乙酮、對二甲胺基苯丙酮、二苯甲酮、2-氯二苯甲酮、4,4’-二氯二苯甲酮、4,4’-雙二乙胺基二苯甲酮、米其勒酮、苯偶醯、苯偶因、苯偶因甲基醚、苯偶因乙基醚、苯偶因異丙基醚、對異丙基-α-羥基異丁基苯酮、α-羥基異丁基苯酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、1-羥基環己基苯基酮等之羰基化合物;一硫化四甲胺硫甲醯、二硫化四甲胺硫甲醯、噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮等之硫化物等。此等之光聚合起始劑可以單獨使用,亦可組合2種以上而使用。相對於硬質塗布層形成用組成物之上述電離放射硬化型樹脂而言,光自由基聚合起始劑之用量適宜為0.01重量%以上10重量%以下。較0.01重量%為少之情形,於照射電離放射線之際,並未進行充分之硬化反應;超過10重量%之情形,充分之電離放射線將不會到達硬質塗布層下部。
除了上述各成分以外,於不損害因電離放射線所造成的反應之範圍內,必要時硬質塗布層形成用組成物亦可含有用以改良硬質塗布層特性之改質劑、用以防止硬
質塗膜製造時之熱聚合或硬質塗布層形成用組成物儲藏時之硬反應的熱聚合抑制劑。作為改質劑,可列舉:塗布性改良劑、消泡劑、增黏劑、抗靜電劑、無機系粒子、有機系粒子、有機系潤滑劑、有機高分子化合物、紫外線吸收劑、光安定劑、染料、顏料、安定劑等。於硬質塗布層形成用組成物之固形成分100質量%中,此等改質劑之含量較佳為0.01重量%以上5重量%以下。作為熱聚合抑制劑,可列舉:氫醌、氫醌一甲基醚、2,5-第三丁基氫醌等。於硬質塗布層形成用組成物之固形成分100質量%中,熱聚合抑制劑之含量較佳為0.005重量%以上0.05重量%以下。
又,為了將防眩性之機能賦予硬質塗布層,硬質塗布層形成用組成物亦可含有各種粒子。例如,可列舉:由丙烯酸粒子、丙烯酸苯乙烯粒子、聚苯乙烯粒子、聚碳酸酯粒子、三聚氰胺粒子之類的有機粒子;或氧化矽粒子、滑石、各種鋁矽酸鹽、高嶺土、黏土、MgAl水滑石等之無機粒子予以適宜選擇來作為粒子。作成上述粒子之平均粒徑較佳為0.5 μm以上10 μm以下,此時之硬質塗布層的平均粒徑較佳為2 μm以上20μm以下。粒子之平均粒徑低於0.5μm之情形,在硬質塗布層之表面形成凹凸將會變得困難。另一方面,如粒子之平均粒徑超過10μm之情形,將有所得之硬質塗膜的質感將會變得粗糙而成為不適合於高精細的顯示表面之硬質塗膜。又,硬質塗布層的平均膜厚低於2μm之情形,則有變得無法獲得僅在顯示器表面所設計的充分之耐刮傷性。另
一方面,如硬質塗布層的平均膜厚超過20 μm之情形,所製造的硬質塗膜之卷縮程度將會變大而使操作變得困難。
在耐刮傷性之觀點,較佳為賦予自我修復機能之薄膜等,且較佳為即使刮傷也藉由膜之彈性而自我修復,例如能夠賦與「Magic Film(神奇薄膜)」(SUNCREST)等。
對於抗病毒、抗菌性而言,較佳採用光觸媒或Ag粒子之手法,光觸媒較佳為氧化鈦等之無機粒子,Ag粒子進一步較佳為奈米粒子;針對抗病毒性,較佳為e+(Earth Plus)等之陶瓷複合材料且具有光分解能力,此等之顯示抗病毒、抗菌性之塗布或薄膜為不透明之情形下,較佳在顯示部以外賦予;為透明之情形下,較佳在顯示元件全部賦予。
針對防指紋性而言,較佳在薄膜中添加具有不沾脂質之化合物,更佳在薄膜中添加過氟聚醚丙烯酸酯化合物等之具有氟取代或過氟基之化合物。或是也能夠將「CLEAR TOUCH」(日油化學)、消指紋(註冊商標)薄膜(TSUJIDEN)等之機能性薄膜賦予顯示元件。
作為本發明之顯示元件所具備的機能,較佳為具有3軸回轉、加速度感測器、環境光感測器、Wi-Fi、3G等之行動電話通訊、數位羅盤、GPS機能。
作為用於使用本發明之顯示元件的平板PC之UPU,較佳為低消耗電力且發熱少、演算次數多者,較佳為單核心(single core)、雙核心(dual core),更佳為四核心(quad core)、8-core、12-core、24-core、48-core、96-core、192-core。
又,本發明之顯示元件較佳為具有可使用於筆記型電腦、行動電話、智慧型手機、平板PC、監視器、計量儀器、家庭之空調、電視、洗衣機、電鍋、組合音響、攜帶型音樂伴唱機、家庭用太陽能電池、家庭用燃料電池等之家電製品;油電混合汽車、電動汽車、照護用機械人、照護用緊身衣褲、地震、火災、水患、坍方、火山爆發、火山碎屑、土石流、游擊性豪雨、核子反應爐事故、核子反應爐現象等之災害時所使用的機器人、具有控制觀測機器之通訊機能,通訊較佳為藉由Wi-Fi、3G、第四代通訊、第五代通訊、第六代通訊等之無線LAN、高速通訊網、電話回路、網際網路、藍芽、紅外線而進行;較佳為具有控制靈活操作最新的IT技術且有效地管理智慧電網、智慧城市、智慧新城等、火力/核能發電等之「集中型發電」,與分散配置於需求地附近而進行發電之「分散型發電」的下一世代送電系統等,較佳為作成隨時隨地皆能用以控制下述之資訊終端而能利用:火力發電、水力發電、核能發電、風力發電、地熱發電、太陽能電池發電、燃料發電、洋流發電、波浪發電、壓電發電、藉由可再生之能量等所發電的電;與使用該電而運轉的汽車、電車、工廠、住宅、醫院、學校、官署、照明、空調、機械、裝置、家電製品等。又,更佳為利用於電子書、電子教科書、電子病歷、電子數位助理等。最佳為用指頭或筆輸入等而施加按壓力之觸控面板方式。
作為按壓力,其係利用0.2 mm2之細鉛筆或平板PC用的觸控筆等之尖的前端,較佳為即使以1 kg以下之壓力按壓顯示元件之表面,顯示也將會復原;較佳利用食指或拇指等,即使按壓顯示元件之表面,顯示也將會復原;拇指之面積較佳為4×3 mm2以下且以2 kg以下之壓力,顯示也將會復原;重複承受性較佳具有1萬次以上、10萬次以上、100萬次以上,更佳具有1000萬次以上之承受性。
本發明之顯示元件能夠用於桌上型個人電腦、大中小型控制裝置、自動販賣裝置等、裝設型之顯示元件,其他也能夠利用於電子看板、購買點廣告(POP)、電子時刻表、電子公布板、電子價目表、電子白板、計量儀器等,顯示面可為單面、雙面、透明螢幕顯示,尤其最佳為利用食指或筆輸入等施加按壓力的觸控面板方式。為了隨時隨地簡易地利用,較佳為如筆記型電腦、平板PC、智慧型手機或行動電話之形態,尤其最佳為利用食指或筆輸入等施加按壓力的觸控面板方式之顯示元件。
液晶顯示元件可為撓性顯示元件,其情形之電極基板較佳使用塑膠基板或薄膜玻璃基板等之撓性基板。較佳將石墨烯(由碳之單原子層所構成的片)或有機半導體等之利用撓性的電極材料作為電極使用。
有機TFT之結構較佳為頂接觸、底接觸,更佳為底閘極/底接觸型,成為中核之有機半導體較佳為金屬(Cu、Pb、Ni)酞青素衍生物、金屬紫質衍生物、稠五苯衍生物、蒽衍生物、稠四苯衍生物、二噻吩蒽衍生物、
六苯并蔻衍生物、紅螢烯衍生物等之多環芳香族化合物、或四氰對醌二甲烷等之低分子化合物;聚乙炔或聚-3-己基噻吩(P3HT)、聚對伸苯伸乙烯(PPV)、聚茀、聚吡咯等之聚合物;聚噻吩衍生物、苝四羧基二醯亞胺衍生物(PTCDI)、苝四羧酸二酐衍生物(PTCDA)、氟取代酞青素衍生物、碳奈米管、聚苯胺衍生物、石墨烯、萘四羰基化合物、苝四羰基化合物、N-橋聯(quaterrylene)四羰基化合物、富勒烯化合物、雜5員環化合物(寡噻吩、TFT類似物)等;更佳為稠五苯。或是能夠摻雜於此等之有機半導體中,較佳摻雜碘之聚吡咯、或摻雜碘之聚乙炔等。為了使有機半導體化合物之特性提高,較佳提高分子之定向性,較佳使用將液晶性賦予上述化合物之有機半導體化合物。此等之液晶性有機半導體化合物可為低分子系、高分子系、超分子系,為了輸送電子或電洞,較佳具有管柱結構或層結構。
石墨烯材料之製造,不論為由上而下或由下而上皆可,由上而下之情形,可為Scotch膠帶法、改良的Hummers法、超臨界法;由下而上之情形,可為熱CVD法、SiC上石墨烯成長法,利用石墨烯之電晶體的製作較佳為剝離/轉印法、CVD/轉印法、SiC表面熱分解法;低溫下製造之情形下,較佳為低至650℃之溫度下,在絕緣基板上CVD形成石墨烯,在基板整面直接形成石墨烯電晶體之技術(富士通研究所)。為了獲得既單層且載體移動度高的大面積之石墨烯,較佳在薄的Cu薄膜上製作藉由CVD所得之石墨烯膜,將該膜轉印至其他基板之方
法;具體而言,較佳將Cu薄膜貼附於直徑8寸以上之圓筒形石英管內,在其上進行CVD後取出,使其與聚合物薄膜緊貼後剝離(捲對捲方式)之手法(X.Li et al.,Science,324,1312-1314(2010))。
閘極中較佳為金,源極與汲極中較佳為白金/金,閘絕緣膜與保護膜中較佳為聚合物材料,更佳於形成去除保護膜之全部層後,藉由蒸鍍而形成稠五苯膜。為了提高有機TFT之性能,控制稠五苯與有機閘絕緣膜及與電極之界面為重要,較佳在有機絕緣膜中添加矽烷偶合劑而成為拒水性來提高移動度,為了降低源極/汲極與稠五苯之間的接觸電阻,較佳增加作成積層結構的電極等之設計。較佳使有機TFT與頂發射結構之有機EL高精細地積體化而作成顯示元件。
還有,使用有機半導體之顯示元件的製作方法較佳為印刷(可印刷電子)方式,更佳為藉由印刷方式所製作的石墨烯之電晶體。在用於撓性顯示元件之印刷配線中,也較佳使用奈米銀粒子、奈米銅粒子等之金屬奈米粒子材料。又,作為獲得超過非晶質矽之有機半導體的印刷方式,較佳為交替地滴下2種之溶解有機半導體之墨水與加速有機半導體結晶化之墨水的「double shot(雙重射出)」印刷法,於此情形之半導體墨水中,較佳為C8-BTBT(二辛基苯醯噻吩苯并噻吩)(Nature 475,364-367,21 July 2011)。
液晶顯示元件也能夠藉由場效序列方式等之時間分割、偏光方式、視差屏障方式、積分影像方式等之間隔
物分割、分光方式或互補色等之波長分割、FPS模式等而進行3D顯示。
為了藉由液晶顯示元件之零件削減(成本削減)或減少與外部電路之連接位置而使耐振動性或耐撞擊性提高,較佳為SOG(System on Glass;系統整合面板設計)。作為載置於玻璃基板上之電路,較佳搭載作為IC或LSI所供應的DAC或功率放大器、邏輯電路、微處理機、記憶體者;藉由在一玻璃基板上搭載液晶控制電路或電源電路、輸出輸入界面電路、信號處理電路、功率放大器等而在玻璃基板上形成系統化之周圍電路者等。
以下,根據實施例而具體說明本發明,但本發明並不僅受此等之實施例所限制,又若無特別申明之情形,「%」係意指「質量%」。
實施例1之鐵電性液晶組成物(組成物1)係摻合鐵電性液晶組成物LC-1(合計65%)與掌性化合物(CH-1)35%而調製。
實施例2之鐵電性液晶組成物(組成物2)係摻合鐵電性液晶組成物LC-1(合計65%)與掌性化合物(CH-2)35%而調製。
實施例3之鐵電性液晶組成物(組成物3)係摻合鐵電性液晶組成物LC-1(合計65%)與掌性化合物(CH-3)35%而調製。
實施例4之鐵電性液晶組成物(組成物4)係摻合鐵電性液晶組成物LC-1(合計65%)、掌性化合物(CH-4)10%、掌性化合物(CH-5)15%與掌性化合物(CH-6)10%而調製。
比較例1之鐵電性液晶組成物(組成物5)係摻合鐵電性液晶組成物LC-2(合計65%)與掌性化合物(CH-1)35%而調製。
比較例2之鐵電性液晶組成物(組成物6)係摻合鐵電性液晶組成物LC-2(合計65%)與掌性化合物(CH-2)35%而調製。
比較例3之鐵電性液晶組成物(組成物7)係摻合鐵電性液晶組成物LC-2(合計65%)與掌性化合物(CH-3)35%而調製。
還有,於LC-1、LC-2、CH-1及CH-2之式中,C6H13、C8H17及C9H19中任一種皆表示直鏈狀之烷基。
實施例5之鐵電性液晶組成物(組成物1M)係摻合實施例1記載之鐵電性液晶組成物(合計94份)與下列單體混合物(合計6.12份)而調製。
實施例6之鐵電性液晶組成物(組成物2M)係摻合實施例2記載之鐵電性液晶組成物(合計94份)與下列單體混合物(合計6.12份)而調製。
實施例7之鐵電性液晶組成物(組成物3M)係摻合實施例3記載之鐵電性液晶組成物(合計94份)與下列單體混合物(合計6.12份)而調製。
實施例8之鐵電性液晶組成物(組成物4M)係摻合實施例4記載之鐵電性液晶組成物(合計94份)與下列單體混合物(合計6.12份)而調製。
比較例4之鐵電性液晶組成物(組成物5M)係摻合比較例1記載之鐵電性液晶組成物(合計94份)與上述單體混合物(合計6.12份)而調製。
比較例5之鐵電性液晶組成物(組成物6M)係摻合比較例2記載之鐵電性液晶組成物(合計94份)與上述單體混合物(合計6.12份)而調製。
比較例6之鐵電性液晶組成物(組成物7M)係摻合比較例3記載之鐵電性液晶組成物(合計94份)與上述單體混合物(合計6.12份)而調製。
利用因加熱所造成的毛細管現象而將實施例1至4或比較例1至3記載的鐵電性液晶組成物注入將垂直定向之聚醯亞胺作為定向膜之液晶胞中,注入後,密封液晶胞。將S-0088-4-N-W(San Trading、液晶胞間隙4 μm)作為垂直定向之液晶胞。
使用實施例5至8或比較例4至6記載之鐵電性液晶組成物,與上述液晶顯示元件之製造方法同樣地進行
而製作液晶顯示元件後,使液晶胞試樣表面之照射強度成為5 mW/cm2的方式來照射300秒鐘所調整的金屬鹵素燈,使高分子安定化鐵電性液晶組成物之聚合性化合物聚合而獲得高分子安定化液晶顯示元件。使紫外線去除濾光板L-37(HOYA CANDEO OPTRONICS公司製)介於中間,利用石英玻璃之光纖,將紫外線導引至顯微鏡平台上之液晶胞後曝光。
層法線之角度係藉由測定液晶胞延遲之入射角依存性而決定。具體而言,如根據T.J.Scheffer and J Nehring所提出的文獻(“Accurate determination of liquid-crystal tilt bias angles”)、J.Appl.Phys.,Vol.48,No.5,May 1977,p.1783-1792)中之式(3)的下列式所表示:
(但是,a=1/ne、b=1/no、c2=a2cos2α+b2sin2α),延遲之入射角(ψx)依存性顯示極值(在ψx之微分為零)時,藉由曲線配適而求出成為層法線之角度的值α。但是,異常光線之折射率ne與正常光線之折射率no係考量傾斜角。
於延遲之測定中,使用液晶特性評估裝置OMS-D14RD(中央精機)。
使2片偏光板成為正交尼蔻(Nicol),將直徑0.5 mm×200 mm之塑膠棒(剖面積約為0.2 mm2)按住設置於
其間之液晶胞,施加3 N/cm2(每1 cm2為300 g、每0.2 mm2為6g)之壓力3秒鐘。3秒鐘後釋放壓力,以目視確認定向之復原性。由定向為紊亂者(×)係白光將會洩漏,定向為復原者(◎)係成為暗視野來判定。
將以上之結果顯示於表1。若根據實施例1至8,壓力釋放後,定向將會迅速復原而恢復暗視野。比較例1至6之情形,壓力釋放後,白光也會漏光。此係儘管未施加電壓,由於因定向之紊亂而使光散射,產生穿透成為正交尼蔻之偏光板的光量。因而,若根據本發明,能夠確認可獲得耐壓力定向性優越的鐵電性液晶組成物。
Claims (26)
- 一種鐵電性液晶組成物,其特徵為在含有至少一種或二種以上之液晶性化合物、具有掌性層列C相之鐵電性液晶組成物中,將該鐵電性液晶組成物挾持於基板之際的掌性層列C相之層法線方向係相對於該基板面為80°以上90°以下,該液晶性化合物為下列通式所構成族群中所選出的至少一種以上之化合物:
- 如申請專利範圍第1項之鐵電性液晶組成物,其係將該鐵電性液晶組成物挾持於基板之際的掌性層列C相之螺旋間距可用於液晶胞間隙以下之用途。
- 如申請專利範圍第1或2項之鐵電性液晶組成物,其係將該鐵電性液晶組成物挾持於基板之際的掌性層列C相之螺旋間距為500nm以下。
- 如申請專利範圍第1或2項之鐵電性液晶組成物,其係將該鐵電性液晶組成物挾持於基板之際的掌性層列C相之螺旋間距為800nm以上5μm以下。
- 如申請專利範圍第1或2項之鐵電性液晶組成物,其中該鐵電性液晶組成物中所含之掌性化合物係包含具有不對稱原子之化合物、具有軸不對稱之化合物或具有面不對稱之化合物中至少任一種,該掌性化合物係具有或不具聚合性基者。
- 如申請專利範圍第1或2項之鐵電性液晶組成物,其中該鐵電性液晶組成物發現等向性液體-掌性向列相-層列A相-掌性層列C相、等向性液體-掌性向列相-掌性層列C相、等向性液體-藍色相-掌性向列相-層列A相-掌性層列C相、等向性液體-藍色相-掌性向列相-掌性層列C相、或等向性液體-掌性層列C相之中的至少1相系列。
- 如申請專利範圍第1或2項之鐵電性液晶組成物,其係含有間距消除劑以消除在掌性向列相或掌性層列C相之間距的添加劑。
- 如申請專利範圍第1或2項之鐵電性液晶組成物,其係含有聚合性化合物。
- 如申請專利範圍第1或2項之鐵電性液晶組成物,其係含有雙軸性化合物。
- 如申請專利範圍第1或2項之鐵電性液晶組成物,其係含有無機粒子。
- 如申請專利範圍第1或2項之鐵電性液晶組成物,其係含有有機無機混成粒子。
- 如申請專利範圍第1或2項之鐵電性液晶組成物,其係含有離子及極性化合物之陷阱材料。
- 如申請專利範圍第1或2項之鐵電性液晶組成物,其中液晶性化合物為由以下列通式(LC-I)至(LC-III)所表示的液晶性化合物所構成族群中所選出的至少一種以上之化合物:
- 如申請專利範圍第1或2項之鐵電性液晶組成物,其中該鐵電性液晶組成物為含有以通式(Ch-I)所表示的光學活性化合物作為具有不對稱原子之化合物:
- 一種鐵電性液晶顯示元件,其特徵為在偏光面相互垂直的2片偏光板的一對基板之至少一側,具有一對的像素電極與共通電極,在該一對基板間挾持如申請專利範圍第1至14項中任一項之鐵電性液晶組成物,該 鐵電性液晶組成物之掌性層列C相的層法線方向係相對於該基板面為80°以上90°以下。
- 如申請專利範圍第15項之鐵電性液晶顯示元件,其中在一對基板之兩側具有一對的像素電極與共通電極。
- 如申請專利範圍第15或16項之鐵電性液晶顯示元件,其中相對於每0.2mm2為1kg以下之壓力,具有顯示復原能力。
- 如申請專利範圍第15或16項之鐵電性液晶顯示元件,其中定向膜為聚醯亞胺、聚醯胺、聚醯胺酸、光定向膜中任一種。
- 如申請專利範圍第15或16項之鐵電性液晶顯示元件,其係將LED用於光源。
- 如申請專利範圍第15或16項之鐵電性液晶顯示元件,其係使用相位差膜。
- 如申請專利範圍第15或16項之鐵電性液晶顯示元件,其係具有觸控面板。
- 一種光學元件,其使用如申請專利範圍第1至14項中任一項之鐵電性液晶組成物。
- 一種光路切換元件,其使用如申請專利範圍第1至14項中任一項之鐵電性液晶組成物。
- 一種波長轉換元件,其使用如申請專利範圍第1至14項中任一項之鐵電性液晶組成物。
- 一種能量轉換元件,其使用如申請專利範圍第1至14 項中任一項之鐵電性液晶組成物。
- 一種電子材料,其使用如申請專利範圍第1至14項中任一項之鐵電性液晶組成物。
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