KR101886669B1

KR101886669B1 - 액정 표시 소자

Info

Publication number: KR101886669B1
Application number: KR1020167022027A
Authority: KR
Inventors: 도루 후지사와; 고 스도; 슈헤이 야마모토; 가즈노리 마루야마; 하루요시 다카츠; 마리나 고토; 후미아키 고데라; 장금희
Original assignee: 디아이씨 가부시끼가이샤
Priority date: 2014-02-14
Filing date: 2015-02-12
Publication date: 2018-09-10
Anticipated expiration: 2035-02-12
Also published as: JPWO2015122457A1; EP3106917A1; KR20160111415A; JP6439990B2; JP6090482B2; TW201602319A; WO2015122457A1; CN106030396B; JP6274274B2; JP2017095712A; EP3106917A4; CN106030396A; US20170045765A1; JP2016224455A; US10133109B2; TWI673350B

Abstract

본 발명은, 고속 응답성이 우수한 액정 표시 소자에 관한 것이다. 본 발명은, 적어도 한쪽에 전극을 갖는 2매의 투명 기판 간에 협지한 액정 조성물 중에 중합체 또는 공중합체를 함유하며, 중합체 또는 공중합체의 함유량이 액정 조성물 및 중합체 또는 공중합체의 합계의 질량의 1질량% 이상 40질량% 미만인 액정 표시 소자를 제공하는 것이다. 본 발명의 액정 표시 소자는, TN, STN, ECB, VA, VA-TN, IPS, FFS, π셀, OCB, 콜레스테릭 액정 등의 다양한 동작 모드에 적용할 수 있다.

Description

액정 표시 소자{LCD DEVICE}

본 발명은 액정 표시 소자에 관한 것이다.

컬러 필터를 불요(不要)로 하는 필드 시퀀셜 풀컬러 표시 방식은, 「적→녹→청」으로 순차 점등하는 백라이트를 사용하는 것에 특징이 있다. 통상의 CRT나 액정 디스플레이에서는, 프레임 시간이 16.7ms이지만, 필드 시퀀셜 풀컬러 표시 방식에서는, 프레임 시간이 5.6ms로, 고속 응답성이 요구된다.

고속 응답성을 나타내는 지표로서, τd와 τr의 합을 들 수 있다. τd는 액정의 하강 응답 시간이고, τr은 액정의 상승 응답 시간이다. 필드 시퀀셜 풀컬러 표시 방식에 있어서의 고속 응답성을 만족시키기 위해서는, τd와 τr의 합이 1.5ms 미만인 것이 요망되고 있다.

현재, 시장에서는 네마틱 액정이라 불리는 액정 재료는, 텔레비전, 모니터, 휴대전화, 스마트폰, 태블릿 단말 등의 플랫 패널 디스플레이에 있어서 일반적으로 이용되고 있다. 그러나, 네마틱 액정은, 응답 속도가 약 십수 밀리초 내지 수 밀리초로 느리기 때문에, 개선이 요망되고 있다. 응답 속도는 액정의 회전 점성 γ1, 및 탄성 상수에 크게 영향받기 때문에, 신규 화합물의 개발이나 조성의 최적화에 의해 개량이 검토되고 있지만, 개선의 진전이 느려지고 있다. 이에 대해 스멕틱 액정을 사용한 강유전성 액정(FLC)은, 몇 백 마이크로초의 고속 응답이 가능하다. 그러나, 명과 암의 이상태(二狀態)뿐이기 때문에 풀컬러 표시에 필요한 중간 계조 표시에는 용이하지 않아, 면적 계조 등의 방법을 사용하고 있다.

FLC 중, FLC와 모노머의 혼합물로 이루어지는 Polymer Stabilized V shaped-FLC(PSV-FLC) 소자는, 강유전성 액정 내에 미세한 폴리머 네트워크를 형성한 것이며, FLC의 특장인 고속 응답성 외에 중간 계조 표시가 가능하며, 또한 내충격성도 종래의 FLC에 비교해서 향상해 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

또한, 네마틱 액정과 고분자와의 복합 재료에 있어서는, 70질량% 이상의 중합성 화합물을 네마틱 액정 매체에 첨가하면 수십 마이크로초의 고속 응답이 얻어지고 있지만, 구동 전압이 약 80V를 초과해 실용에 맞지 않으며, 또한 실효의 복굴절률이 사용하고 있는 액정 복굴절률보다도 1자릿수 이상 낮아져버리기 때문에, 소자의 투과율을 저하시켜버리고 있다. 한편, 0.3질량% 이상 1질량% 미만의 1종류 이상의 중합성 화합물을 액정 매체에 첨가해서, 전압을 인가하거나 인가하지 않고, UV 광중합에 의해, 유리 기판 계면 상에 중합 혹은 가교해서 얻어지는 미세한 돌기 구조물을 형성시켜서 프리틸트를 주로 유기시키는 PS(polymer-stabilised : 고분자 안정화) 또는 PSA(polymer-sustained alignment : 고분자 유지 배향) 디스플레이가 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2∼6 참조).

그러나, 이들 소자에 있어서도 고속 응답성의 관점에 있어서는 개량의 여지가 있었다. 특히, 액정 표시 장치의 상승 속도의 고속 응답화에 관해서는, 액정 조성물의 저점성화, 고유전율화, 저탄성상수화나, 프리틸트각의 부여, 혹은 오버드라이브법 등의 구동 방법의 개선 등 다양한 방법이 실용화되어 있지만, 하강 속도에 관해서는, 액정 조성물의 저점성화 이외에 유효한 방법이 발견되어 있지 않은 것이 현 상황이며, 개선이 요망되고 있었다.

일본국 특개2002-31821호 공보 일본국 특표2013-536271호 공보 일본국 특표2013-538249호 공보 일본국 특표2012-527495호 공보 일본국 특표2012-513482호 공보 일본국 특개2012-219270호 공보

본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 구동 전압의 상승을 억제해, 복굴절률의 저감을 억제하며 투과율을 개선시키면서, 액정의 하강 시간을 개선함으로써, 고투과율이며 고속 응답성이 우수한 액정 표시 소자를 제공하는 것이다.

본 발명자는, 액정 조성물, 및 중합성 화합물을 함유하는 중합성 액정 조성물에 있어서, 굴절이방성을 갖고 배향 기능을 갖는 폴리머 네트워크를 액정셀 전체에 형성시켜서 고속 응답을 도모하는 것을 목적으로 해서 중합성 화합물의 지적(至適) 함유율에 주목해, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

[1] 적어도 한쪽에 전극을 갖는 2매의 투명 기판 간에 협지(挾持)한 액정 조성물 중에 중합체 또는 공중합체를 함유하며, 상기 중합체 또는 공중합체의 함유량이, 상기 액정 조성물의 질량과 상기 중합체 또는 공중합체의 질량과의 합계에 대하여 1질량% 이상 40질량% 미만인 액정 표시 소자.

[2] 액정 조성물 중에 중합체 또는 공중합체로서 폴리머 네트워크를 가지며, 투명 기판 상에 액정 조성물을 배향시키기 위한 배향층을 갖는 상기 [1] 기재의 액정 표시 소자.

[3] 폴리머 네트워크가 일축성의 굴절률 이방성을 가지며, 폴리머 네트워크의 광축 방향 또는 배향 용이 축 방향과 저분자 액정의 배향 용이 축 방향이 동일 방향인 상기 [2]에 기재된 액정 표시 소자.

[4] 투명 기판에 대해서 저분자 액정의 액정 분자가 0∼90°의 프리틸트각을 이루도록 형성된 상기 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 소자.

[5] 셀 단면 방향에 대해서 적어도 셀두께의 0.5% 이상의 두께의 폴리머 네트워크층이 형성되어 있는 상기 [2]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 소자.

[6] 적어도 한쪽에 전극을 갖는 2매의 투명 기판 간에 협지한 액정 조성물 중의 중합성 화합물을, 액정층을 -50℃ 내지 30℃로 하면서 에너지선을 조사함에 의해 중합해, 액정 조성물 중의 굴절률 이방성 또는 배향 용이 축 방향을 갖는 중합체를 얻어 이루어지는 상기 [1]∼[5] 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 소자.

[7] 적어도 한쪽에 전극을 갖는 2매의 투명 기판 간에 협지한 액정 조성물 중의 중합성 화합물을, 에너지선 조사 전의 프리틸트각이 0.1∼30도로 되는 전압을 인가하면서 에너지선을 조사함에 의해 중합해, 액정 조성물 중의 굴절률 이방성 또는 배향 용이 축 방향을 갖는 중합체를 얻어 이루어지는 상기 [1]∼[6] 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 소자.

[8] 중합성 화합물로서, 하기 일반식(Ⅴ) 및 일반식(Ⅵ)으로 표시되는 화합물에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 사용함에 의해 얻어지는 상기 [6] 또는 [7]에 기재된 액정 표시 소자.

(식 중, X¹ 및 X²는 각각 독립하여, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp¹ 및 Sp²는 각각 독립하여, 단결합, 탄소 원자수 1∼12의 알킬렌기 또는 -O-(CH₂)_s-(식 중, s는 1∼11의 정수를 나타내며, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다)를 나타내고, U는 탄소 원자수 2∼20의 직쇄 혹은 분기 다가 알킬렌기 또는 탄소 원자수 5∼30의 다가 환상 치환기를 나타내지만, 다가 알킬렌기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 산소 원자에 의해 치환되어 있어도 되며, 탄소 원자수 5∼20의 알킬기(기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 산소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다) 또는 환상 치환기에 의해 치환되어 있어도 되고, k는 1∼5의 정수를 나타낸다. 식 중의 모든 1,4-페닐렌기는, 임의의 수소 원자가 -CH₃, -OCH₃, 불소 원자, 또는 시아노기로 치환되어 있어도 된다)

(식 중, X³는, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp³는, 단결합, 탄소 원자수 1∼12의 알킬렌기 또는 -O-(CH₂)_t-(식 중, t는 2∼11의 정수를 나타내며, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다)를 나타내고, V는 탄소 원자수 2∼20의 직쇄 혹은 분기 다가 알킬렌기 또는 탄소 원자수 5∼30의 다가 환상 치환기를 나타내지만, 다가 알킬렌기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 산소 원자에 의해 치환되어 있어도 되며, 탄소 원자수 5∼20의 알킬기(기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 산소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다) 또는 환상 치환기에 의해 치환되어 있어도 되고, W는 수소 원자, 할로겐 원자 또는 탄소 원자수 1∼15의 알킬기를 나타낸다. 식 중의 모든 1,4-페닐렌기는, 임의의 수소 원자가 -CH₃, -OCH₃, 불소 원자, 또는 시아노기로 치환되어 있어도 된다).

[9] 중합성 화합물로서, Sp¹ 및 Sp²가 동일한 일반식(Ⅴ)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 사용함에 의해 얻어지는 상기 [8]에 기재된 액정 표시 소자.

[10] 중합성 화합물로서, Sp¹ 및 Sp²가 동일한 일반식(Ⅴ)으로 표시되는 화합물로서, Sp¹ 및 Sp²가 서로 다른 2종 이상의 화합물을 사용함에 의해 얻어지는 상기 [9]에 기재된 액정 표시 소자.

[11] 액정 조성물로서, 하기 일반식(LC)으로 표시되는 액정 화합물을 함유하는 것을 사용함에 의해 얻어지는 상기 [1]∼[10] 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 소자.

(일반식(LC) 중, R^LC은, 탄소 원자수 1∼15의 알킬기를 나타낸다. 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 CH₂기는, 산소 원자가 직접 인접하지 않도록, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO-, -COO- 또는 -C≡C-로 치환되어도 되며, 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 임의로 할로겐 원자로 치환되어 있어도 된다. A^LC1 및 A^LC2는, 각각 독립하여, 하기의 기(a), 기(b) 및 기(c)로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다.

(a)트랜스-1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 CH₂기 또는 인접해 있지 않은 2개 이상의 CH₂기는 산소 원자 또는 황 원자로 치환되어 있어도 된다),

(b)1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 CH기 또는 인접해 있지 않은 2개 이상의 CH기는 질소 원자로 치환되어 있어도 된다),

(c)1,4-비시클로(2.2.2)옥틸렌기, 나프탈렌-2,6-디일기, 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기, 또는 크로만-2,6-디일기.

상기한 기(a), 기(b) 또는 기(c)에 포함되는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 각각,

불소 원자, 염소 원자, -CF₃ 또는 -OCF₃로 치환되어 있어도 된다.

Z^LC는 단결합, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -OCH₂-, -CH₂O-, -OCF₂-, -CF₂O-, -COO- 또는 -OCO-를 나타낸다.

Y^LC는, 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 및 탄소 원자수 1∼15의 알킬기를 나타낸다. 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 CH₂기는, 산소 원자가 직접 인접하지 않도록, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO-, -COO-, -C≡C-, -CF₂O-, -OCF₂-로 치환되어도 되며, 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 임의로 할로겐 원자에 의해서 치환되어 있어도 된다.

a는 1∼4의 정수를 나타낸다. a가 2, 3 또는 4를 나타내며, 일반식(LC) 중에 A^LC1가 복수 존재할 경우, 복수 존재하는 A^LC1는, 동일해도 되며 달라도 되고, Z^LC가 복수 존재할 경우, 복수 존재하는 Z^LC는, 동일해도 되며 달라도 된다)

[12] 1질량% 이상 10질량% 미만의 중합성 화합물을 함유하는 중합성 액정 조성물을 사용해 굴절률 이방성 또는 배향 용이 축 방향을 갖는 폴리머 네트워크를 형성한 상기 [6]∼[11] 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 소자.

[13] 10질량% 이상 40질량% 미만의 중합성 화합물을 함유하는 중합성 액정 조성물을 사용해 굴절률 이방성 또는 배향 용이 축 방향을 갖는 폴리머 네트워크를 형성한 상기 [6]∼[11] 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 소자.

[14] 중합성 화합물로서, 하기 일반식(X1b)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 사용함에 의해 얻어지는 상기 [6]∼[13] 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 소자.

(식 중, A⁸는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, 6원환 T¹, T² 및 T³는 각각 독립하여

중 어느 하나(단 m은 1 내지 4의 정수를 나타낸다)를 나타내고,

q는 0 또는 1을 나타내고,

Y¹ 및 Y²는 각각 독립하여 단결합, -CH₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO-, -OCO-, -C≡C-, -CH=CH-, -CF=CF-, -(CH₂)₄-, -CH₂CH₂CH₂O-, -OCH₂CH₂CH₂-, -CH=CHCH₂CH₂- 또는 -CH₂CH₂CH=CH-를 나타내고,

Y³ 및 Y⁴는 각각 독립하여 단결합, 탄소 원자수 1∼12의 알킬렌기(당해 알킬렌기 중의 1개 또는 2개 이상의 메틸렌기는, 산소 원자가 상호 직접 결합하지 않는 것으로서, 각각 독립하여 산소 원자, -CO-, -COO- 또는 -OCO-로 치환되어 있어도 되고, 당해 알킬렌기 중의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 각각 독립하여 불소 원자, 메틸기 또는 에틸기로 치환되어 있어도 된다)를 나타내고,

B⁸는 수소 원자, 시아노기, 할로겐 원자 또는 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 또는, 말단이 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기를 갖는 알킬렌기를 나타낸다)

[15] 중합성 화합물로서, 하기 일반식(X1a)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 사용함에 의해 얻어지는 상기 [6]∼[14] 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 소자.

(식 중, A¹는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고,

A²는 단결합 또는 탄소 원자수 1∼8의 알킬렌기(당해 알킬렌기 중의 1개 또는 2개 이상의 메틸렌기는, 산소 원자가 상호 직접 결합하지 않는 것으로서, 각각 독립하여 산소 원자, -CO-, -COO- 또는 -OCO-로 치환되어 있어도 되고, 당해 알킬렌기 중의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 각각 독립하여 불소 원자, 메틸기 또는 에틸기로 치환되어 있어도 된다)를 나타내고,

A³ 및 A⁶는 각각 독립하여 수소 원자, 할로겐 원자 또는 탄소 원자수 1∼14의 알킬기(당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 메틸렌기는, 산소 원자가 상호 직접 결합하지 않는 것으로서, 각각 독립하여 산소 원자, -CO-, -COO- 또는 -OCO-로 치환되어 있어도 되고, 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는, 각각 독립하여 할로겐 원자 또는 탄소 원자수 1∼17의 알킬기로 치환되어 있어도 된다)를 나타내고,

A⁴ 및 A⁷는 각각 독립하여 수소 원자, 할로겐 원자 또는 탄소 원자수 1∼10의 알킬기(당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 메틸렌기는, 산소 원자가 상호 직접 결합하지 않는 것으로서, 각각 독립하여 산소 원자, -CO-, -COO- 또는 -OCO-로 치환되어 있어도 되고, 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는, 각각 독립하여 할로겐 원자 또는 탄소 원자수 1∼9의 알킬기로 치환되어 있어도 된다)를 나타내고,

p는 0∼10을 나타내고,

B¹, B² 및 B³는, 각각 독립하여 수소 원자, 탄소 원자수 1∼10의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬기(당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 메틸렌기는, 산소 원자가 상호 직접 결합하지 않는 것으로서, 각각 독립하여 산소 원자, -CO-, -COO- 또는 -OCO-로 치환되어 있어도 되고, 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는, 각각 독립하여 할로겐 원자 또는 탄소 원자수 3∼6의 트리알콕시실릴기로 치환되어 있어도 된다)를 나타낸다)

[16] 중합성 화합물로서, 하기 일반식(Vb)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 사용함에 의해 얻어지는 상기 [6]∼[15] 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 소자.

(식 중, X¹ 및 X²는 각각 독립하여, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp¹ 및 Sp²는 각각 독립하여, 단결합, 탄소 원자수 1∼12의 알킬렌기 또는 -O-(CH₂)_s-(식 중, s는 1∼11의 정수를 나타내며, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다)를 나타내고, Z¹는 -OCH₂-, -CH₂O-, -COO-, -OCO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH₂CH₂-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-COO-, -CH₂CH₂-OCO-, -COO-CH₂-, -OCO-CH₂-, -CH₂-COO-, -CH₂-OCO-, -CY¹=CY²-, -C≡C- 또는 단결합을 나타내고, Z²는 -COO-, -OCO- 또는 단결합을 나타내고, C는 1,4-페닐렌기, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 단결합을 나타내고, 식 중의 모든 1,4-페닐렌기는, 임의의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다)

[17] 중합성 화합물로서, 광배향 기능을 갖는 화합물을 1종 또는 2종 이상 사용함에 의해 얻어지는 상기 [6]∼[16] 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 소자.

[18] 광배향 기능을 갖는 화합물의 적어도 1종이 광이성화(光二性化)를 나타내는 화합물인 상기 [17]에 기재된 액정 표시 소자.

[19] 셀 구조가 VA 모드, IPS 모드, FFS 모드, VA-TN 모드, TN 모드, ECB 모드인 것을 특징으로 하는 상기 [1]∼[18]에 기재된 액정 표시 소자.

[20] 상기 [1]∼[19]에 기재된 중합성 액정 조성물.

본 발명에 따르면, 구동 전압의 상승을 억제해, 복굴절률의 저감을 억제하며 투과율을 개선시키면서, 액정의 하강 시간을 개선함으로써, 고투과율이며 고속 응답성이 우수한 액정 표시 소자를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 액정 표시 소자의 모식도.
도 2는 도 1의 부분 확대도.
도 3은 본 발명의 액정 표시 소자의 단면도.
도 4는 도 1의 부분 확대도.
도 5는 본 발명의 액정 표시 소자의 단면도.
도 6은 본 발명의 액정 표시 소자의 모식도.
도 7은 도 6의 부분 확대도.
도 8은 본 발명의 액정 표시 소자의 단면도.
도 9는 실시예에 있어서의 전압-투과율 특성을 나타내는 결과.
도 10은 실시예에 있어서의 응답 시간의 측정 결과.
도 11은 실시예에 있어서의 전압-투과율 특성을 나타내는 결과.
도 12는 실시예에 있어서의 응답 시간의 측정 결과.
도 13은 실시예에 있어서의 응답 시간의 측정 결과.
도 14는 실시예에 있어서의 전압-투과율 특성을 나타내는 결과.
도 15는 실시예에 있어서의 응답 시간의 측정 결과.
도 16은 실시예에 있어서의 배향 중합 상분리 구조를 편광 현미경으로 관찰한 사진 및 그 설명도.
도 17은 본 발명에 있어서의 VA형 액정 표시 장치의 액정 분자 배열 및 폴리머 네트워크 구조를 나타내는 모식도.
도 18은 본 발명에 있어서의 경사 전계 방식 액정 표시 장치의 전극 구조 및 액정 분자 배열을 나타내는 모식도.
도 19는 본 발명에 있어서의 8분할 경사 전계 방식 액정 표시 장치의 전극 구조를 나타내는 모식도.
도 20은 본 발명에 있어서의 VA-TN 액정셀의 액정 분자의 분자 배열의 모식도.
도 21은 실시예에 있어서의 피쉬본형(fishbone type) VA 액정셀의 전극 구조의 모식도.
도 22는 실시예에 있어서의 경사 전계 테스트셀 전극 구조의 평면도와 액정 분자 운동의 모식도.
도 23은 실시예 및 비교예의 전압-투과율 특성의 측정 결과.
도 24는 실시예 및 비교예의 응답 속도의 측정 결과.
도 25는 본 발명에 사용한 배향 분할된 IPS 모드용 테스트셀의 전극 구조의 평면도와 액정 분자의 거동을 나타내는 모식도.
도 26은 본 발명에 사용한 배향 분할된 FFS 모드 테스트셀의 전극 구조의 평면도.
도 27은 본 발명에 따른 V-T 특성의 모노머 농도 의존성의 측정 결과.
도 28은 본 발명에 따른 응답 시간의 모노머 농도 의존성의 측정 결과.
도 29는 본 발명에 따른 P형 액정 조성물을 사용한 FFS 모드의 응답 속도의 전압 의존성 측정 결과.

<액정 조성물>

[액정 화합물]

본 발명에 사용되는 액정 조성물로서는, 일반식(LC)으로 표시되는 액정 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.

일반식(LC) 중, R^LC은, 탄소 원자수 1∼15의 알킬기를 나타낸다. 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 CH₂기는, 산소 원자가 직접 인접하지 않도록, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO-, -COO- 또는 -C≡C-로 치환되어도 되며, 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 임의로 할로겐 원자로 치환되어 있어도 된다. R^LC의 알킬기는, 각각 분기쇄상의 기여도 되고, 직쇄상의 기여도 되지만, 직쇄상의 기인 것이 바람직하다.

일반식(LC) 중, A^LC1 및 A^LC2는, 각각 독립하여, 하기의 기(a), 기(b) 및 기(c)로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다.

상기한 기(a), 기(b) 또는 기(c)에 포함되는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 각각, 불소 원자, 염소 원자, -CF₃ 또는 -OCF₃로 치환되어 있어도 된다.

일반식(LC) 중, Z^LC는 단결합, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -OCH₂-, -CH₂O-, -OCF₂-, -CF₂O-, -COO- 또는 -OCO-를 나타낸다.

일반식(LC) 중, Y^LC는, 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 및 탄소 원자수 1∼15의 알킬기를 나타낸다. 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 CH₂기는, 산소 원자가 직접 인접하지 않도록, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO-, -COO-, -C≡C-, -CF₂O-, -OCF₂-로 치환되어도 되며, 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 임의로 할로겐 원자에 의해서 치환되어 있어도 된다.

일반식(LC) 중, a는 1∼4의 정수를 나타낸다. a가 2, 3 또는 4를 나타내며, 일반식(LC) 중에 A^LC1가 복수 존재할 경우, 복수 존재하는 A^LC1는, 동일해도 되며 달라도 되고, Z^LC가 복수 존재할 경우, 복수 존재하는 Z^LC는, 동일해도 되며 달라도 된다.

상기 일반식(LC)으로 표시되는 화합물은, 하기 일반식(LC1) 및 일반식(LC2)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것이 바람직하다.

일반식(LC1) 또는 (LC2) 중, R^LC11 및 R^LC21은, 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼15의 알킬기를 나타내며, 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 CH₂기는, 산소 원자가 직접 인접하지 않도록, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO-, -COO- 또는 -C≡C-로 치환되어도 되며, 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 임의로 할로겐 원자에 의해서 치환되어 있어도 된다. 일반식(LC1) 또는 (LC2)으로 표시되는 화합물로서는, R^LC11 및 R^LC21은, 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼7의 알킬기, 탄소 원자수 1∼7의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼7의 알케닐기가 바람직하며, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 1∼5의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 보다 바람직하고, 직쇄상인 것이 더 바람직하며, 알케닐기로서는 하기 구조를 나타내는 것이 가장 바람직하다.

(식 중, 환 구조에는 우단에서 결합하는 것으로 한다)

일반식(LC1) 또는 (LC2) 중, A^LC11 및 A^LC21는 각각 독립하여 하기의 어느 하나의 구조를 나타낸다. 당해 구조 중, 시클로헥실렌기 중의 1개 또는 2개 이상의 CH₂기는 산소 원자로 치환되어 있어도 되고, 1,4-페닐렌기 중의 1개 또는 2개 이상의 CH기는 질소 원자로 치환되어 있어도 되며, 또한, 당해 구조 중의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 불소 원자, 염소 원자, -CF₃ 또는 -OCF₃로 치환되어 있어도 된다.

일반식(LC1) 또는 (LC2)으로 표시되는 화합물로서는, A^LC11 및 A^LC21는 각각 독립하여 하기의 어느 하나의 구조가 바람직하다.

일반식(LC1) 또는 (LC2) 중, X^LC11, X^LC12, X^LC21∼X^LC23는, 각각 독립하여 수소 원자, 염소 원자, 불소 원자, -CF₃ 또는 -OCF₃를 나타내고, Y^LC11 및 Y^LC21는 각각 독립하여 수소 원자, 염소 원자, 불소 원자, 시아노기, -CF₃, -OCH₂F, -OCHF₂ 또는 -OCF₃를 나타낸다. 일반식(LC1) 또는 (LC2)으로 표시되는 화합물로서는, Y^LC11 및 Y^LC21는, 각각 독립하여 불소 원자, 시아노기, -CF₃ 또는 -OCF₃가 바람직하며, 불소 원자 또는 -OCF₃가 보다 바람직하고, 불소 원자가 특히 바람직하다.

일반식(LC1) 또는 (LC2) 중, Z^LC11 및 Z^LC21는, 각각 독립하여 단결합, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -OCH₂-, -CH₂O-, -OCF₂-, -CF₂O-, -COO- 또는 -OCO-를 나타낸다. 일반식(LC1) 또는 (LC2)으로 표시되는 화합물로서는, Z^LC11 및 Z^LC21는, 각각 독립하여 단결합, -CH₂CH₂-, -COO-, -OCO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -OCF₂- 또는 -CF₂O-가 바람직하며, 단결합, -CH₂CH₂-, -OCH₂-, -OCF₂- 또는 -CF₂O-가 보다 바람직하고, 단결합, -OCH₂- 또는 -CF₂O-가 더 바람직하다.

일반식(LC1) 또는 (LC2) 중, m^LC11 및 m^LC21은, 각각 독립하여 1∼4의 정수를 나타낸다. 일반식(LC1) 또는 (LC2)으로 표시되는 화합물로서는, m^LC11 및 m^LC21은, 각각 독립하여 1, 2 또는 3이 바람직하고, 저온에서의 보존안정성, 응답 속도를 중시할 경우에는 1 또는 2가 보다 바람직하고, 네마틱상 상한 온도의 상한값을 개선할 경우에는 2 또는 3이 보다 바람직하다. 일반식(LC1) 또는 (LC2) 중에, A^LC11, A^LC21, Z^LC11 및 Z^LC21가 복수 존재하는 경우는, 그들은 동일해도 되며 달라도 된다.

일반식(LC1)으로 표시되는 화합물로서는, 하기 일반식(LC1-a) 내지 일반식(LC1-c)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것이 바람직하다.

일반식(LC1-a)∼(LC1-c) 중, R^LC11, Y^LC11, X^LC11 및 X^LC12는 각각 독립하여 상기 일반식(LC1)에 있어서의 R^LC11, Y^LC11, X^LC11 및 X^LC12와 같은 의미를 나타낸다. 일반식(LC1-a) 내지 일반식(LC1-c)으로 표시되는 화합물로서는, R^LC11은 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼7의 알킬기, 탄소 원자수 1∼7의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼7의 알케닐기가 바람직하며, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 1∼5의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 보다 바람직하다. 또한, X^LC11 및 X^LC12는 각각 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자가 바람직하고, Y^LC11는 각각 독립하여 불소 원자, -CF₃ 또는 -OCF₃가 바람직하다.

일반식(LC1-a)∼(LC1-c) 중, A^LC1a1, A^LC1a2 및 A^LC1b1는, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기, 테트라히드로피란-2,5-디일기, 1,3-디옥산-2,5-디일기를 나타낸다. 또한, 일반식(LC1-a)∼(LC1-c) 중, X^LC1b1, X^LC1b2, X^LC1c1∼X^LC1c4는 각각 독립하여 수소 원자, 염소 원자, 불소 원자, -CF₃ 또는 -OCF₃를 나타낸다. 일반식(LC1-a) 내지 일반식(LC1-c)으로 표시되는 화합물로서는, X^LC1b1, X^LC1b2, X^LC1c1∼X^LC1c4는 각각 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자가 바람직하다.

또한, 일반식(LC1)은, 하기 일반식(LC1-d) 내지 일반식(LC1-p)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것도 바람직하다.

일반식(LC1-d)∼(LC1-p) 중, R^LC11, Y^LC11, X^LC11 및 X^LC12는 각각 독립하여 상기 일반식(LC1)에 있어서의 R^LC11, Y^LC11, X^LC11 및 X^LC12와 같은 의미를 나타낸다. 일반식(LC1-d)∼(LC1-p)으로 표시되는 화합물로서는, R^LC11은 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼7의 알킬기, 탄소 원자수 1∼7의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼7의 알케닐기가 바람직하며, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 1∼5의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 보다 바람직하다. 또한, X^LC11 및 X^LC12는 각각 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자가 바람직하다. Y^LC11는 각각 독립하여 불소 원자, -CF₃ 또는 -OCF₃가 바람직하다.

일반식(LC1-d)∼(LC1-p) 중, A^LC1d1, A^LC1f1, A^LC1g1, A^LC1j1, A^LC1k1, A^LC1k2, A^LC1m1∼A^LC1m3는 각각 독립하여, 1,4-페닐렌기, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기, 테트라히드로피란-2,5-디일기, 또는 1,3-디옥산-2,5-디일기를 나타낸다.

일반식(LC1-d)∼(LC1-p) 중, X^LC1d1, X^LC1d2, X^LC1f1, X^LC1f2, X^LC1g1, X^LC1g2, X^LC1h1, X^LC1h2, X^LC1i1, X^LC1i2, X^LC1j1∼X^LC1j4, X^LC1k1, X^LC1k2, X^LC1m1 및 X^LC1m2는 각각 독립하여 수소 원자, 염소 원자, 불소 원자, -CF₃ 또는 -OCF₃를 나타낸다. 일반식(LC1-d)∼(LC1-m)으로 표시되는 화합물로서는, X^LC1d1∼X^LC1m2는 각각 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자가 바람직하다.

일반식(LC1-d)∼(LC1-p) 중, Z^LC1d1, Z^LC1e1, Z^LC1j1, Z^LC1k1, Z^LC1m1는 각각 독립하여 단결합, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -OCH₂-, -CH₂O-, -OCF₂-, -CF₂O-, -COO- 또는 -OCO-를 나타낸다. 일반식(LC1-d)∼(LC1-p)으로 표시되는 화합물로서는, Z^LC1d1∼Z^LC1m1는 각각 독립하여 단결합, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -CF₂O- 또는 -OCH₂-가 바람직하다.

일반식(LC1-d)∼(LC1-p)으로 표시되는 화합물로서는, 하기 일반식(LC1-1) 내지 일반식(LC1-45)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것이 바람직하다. 일반식(LC1-1) 내지 일반식(LC1-45) 중, R^LC11은 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼7의 알킬기를 나타낸다.

일반식(LC2)은, 하기 일반식(LC2-a) 내지 일반식(LC2-g)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것이 바람직하다.

일반식(LC2-a)∼(LC2-g) 중, R^LC21, Y^LC21, X^LC21∼X^LC23는 각각 독립하여 상기 일반식(LC2)에 있어서의 R^LC21, Y^LC21, X^LC21∼X^LC23와 같은 의미를 나타낸다. 일반식(LC2-a)∼(LC2-g)으로 표시되는 화합물로서는, R^LC21은 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼7의 알킬기, 탄소 원자수 1∼7의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼7의 알케닐기가 바람직하며, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기, 탄소 원자수 1∼5의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기가 보다 바람직하다. 또한, X^LC21∼X^LC23는 각각 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자가 바람직하고, Y^LC21는 각각 독립하여 불소 원자, -CF₃ 또는 -OCF₃가 바람직하다.

일반식(LC2-a)∼(LC2-g) 중, X^LC2d1∼X^LC2d4, X^LC2e1∼X^LC2e4, X^LC2f1∼X^LC2f4 및 X^LC2g1∼X^LC2g4는 각각 독립하여 수소 원자, 염소 원자, 불소 원자, -CF₃ 또는 -OCF₃를 나타낸다. 일반식(LC2-a)∼(LC2-g)으로 표시되는 화합물로서는, X^LC2d1∼X^LC2g4는 각각 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자가 바람직하다.

일반식(LC2-a)∼(LC2-g) 중, Z^LC2a1, Z^LC2b1, Z^LC2c1, Z^LC2d1, Z^LC2e1, Z^LC2f1 및 Z^LC2g1는 각각 독립하여 단결합, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -OCH₂-, -CH₂O-, -OCF₂-, -CF₂O-, -COO- 또는 -OCO-를 나타낸다. 일반식(LC2-a)∼(LC2-g)으로 표시되는 화합물로서는, Z^LC2a1∼Z^LC2g4는 각각 독립하여 -CF₂O- 또는 -OCH₂-가 바람직하다.

상기 일반식(LC)으로 표시되는 화합물은, 하기 일반식(LC3)∼일반식(LC5)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것도 바람직하다.

(식 중, R^LC31, R^LC32, R^LC41, R^LC42, R^LC51 및 R^LC52은 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼15의 알킬기를 나타내며, 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 -CH₂-는, 산소 원자가 직접 인접하지 않도록, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO-, -COO- 또는 -C≡C-로 치환되어도 되며, 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 임의로 할로겐 원자에 의해서 치환되어 있어도 되고, A^LC31, A^LC32, A^LC41, A^LC42, A^LC51 및 A^LC52는 각각 독립하여 하기의 어느 하나의 구조

(당해 구조 중 시클로헥실렌기 중의 1개 또는 2개 이상의 -CH₂-는 산소 원자로 치환되어 있어도 되고, 1,4-페닐렌기 중의 1개 또는 2개 이상의 -CH-는 질소 원자로 치환되어 있어도 되며, 또한, 당해 구조 중의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 불소 원자, 염소 원자, -CF₃ 또는 -OCF₃로 치환되어 있어도 된다) 중 어느 하나를 나타내고, Z^LC31, Z^LC32, Z^LC41, Z^LC42, Z^LC51 및 Z^LC51는 각각 독립하여 단결합, -CH=CH-, -C≡C-, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -COO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -OCF₂- 또는 -CF₂O-를 나타내고, Z⁵는 -CH₂- 또는 산소 원자를 나타내고, X^LC41는 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, m^LC31, m^LC32, m^LC41, m^LC42, m^LC51 및 m^LC52은 각각 독립하여 0∼3을 나타내고, m^LC31+m^LC32, m^LC41+m^LC42 및 m^LC51+m^LC52은 1, 2 또는 3이고, A^LC31∼A^LC52, Z^LC31∼Z^LC52가 복수 존재하는 경우는, 그들은 동일해도 되며 달라도 된다)

으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 포함하는 것이 바람직하다.

R^LC31∼R^LC52은, 각각 독립하여, 탄소 원자수 1∼7의 알킬기, 탄소 원자수 1∼7의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼7의 알케닐기가 바람직하며, 알케닐기로서는 하기 구조를 나타내는 것이 가장 바람직하고,

(식 중, 환 구조에는 우단에서 결합하는 것으로 한다)

A^LC31∼A^LC52는 각각 독립하여 하기의 구조가 바람직하고,

Z^LC31∼Z^LC51는 각각 독립하여 단결합, -CH₂O-, -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂-, -CF₂O-, -OCF₂- 또는 -OCH₂-가 바람직하다.

일반식(LC3), 일반식(LC4), 및 일반식(LC5)으로 표시되는 화합물로서, 일반식(LC3-1), 일반식(LC4-1), 및 일반식(LC5-1)

(식 중, R³¹∼R³³은 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내고, R⁴¹∼R⁴³은 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내고, Z³¹∼Z³³는 단결합, -CH=CH-, -C≡C-, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -COO-, -OCO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -OCF₂- 또는 -CF₂O-를 나타내고, X⁴¹은 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Z³⁴는 -CH₂- 또는 산소 원자를 나타낸다)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물을 적어도 1종 함유하는 것이 바람직하다.

일반식(LC3-1)∼일반식(LC5-1)에 있어서, R³¹∼R³³은 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내지만, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기를 나타내는 것이 바람직하며, 탄소 원자수 2∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼4의 알케닐기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 탄소 원자수 3∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2의 알케닐기를 나타내는 것이 더 바람직하고, 탄소 원자수 3의 알킬기를 나타내는 것이 특히 바람직하다.

R⁴¹∼R⁴³은 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내지만, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 혹은 탄소 원자수 1∼5의 알콕시기, 또는 탄소 원자수 4∼8의 알케닐기 혹은 탄소 원자수 3∼8의 알케닐옥시기를 나타내는 것이 바람직하며, 탄소 원자수 1∼3의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼3의 알콕시기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 탄소 원자수 3의 알킬기 또는 탄소 원자수 2의 알콕시기를 나타내는 것이 더 바람직하고, 탄소 원자수 2의 알콕시기를 나타내는 것이 특히 바람직하다.

Z³¹∼Z³³는 단결합, -CH=CH-, -C≡C-, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -COO-, -OCO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -OCF₂- 또는 -CF₂O-를 나타내지만, 단결합, -CH₂CH₂-, -COO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -OCF₂- 또는 -CF₂O-를 나타내는 것이 바람직하며, 단결합 또는 -CH₂O-를 나타내는 것이 보다 바람직하다.

액정 조성물에 있어서, 일반식(LC3-1), 일반식(LC4-1), 및 일반식(LC5-1)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물을 5질량%∼50질량% 함유하는 것이 바람직하며, 5질량%∼40질량% 함유하는 것이 바람직하고, 5질량%∼30질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 8질량%∼27질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 10질량%∼25질량% 함유하는 것이 더 바람직하다.

일반식(LC3-1)으로 표시되는 화합물은 구체적으로는 다음에 기재하는 일반식(LC3-11)∼일반식(LC3-15)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.

(식 중, R³¹은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기를 나타내고, R^41a는 탄소 원자수 1∼5의 알킬기를 나타낸다)

일반식(LC4-1)으로 표시되는 화합물은 구체적으로는 다음에 기재하는 일반식(LC4-11)∼일반식(LC4-14)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.

(식 중, R³²은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기를 나타내고, R^42a은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기를 나타내고, X⁴¹은 수소 원자 또는 불소 원자를 나타낸다)

일반식(LC5-1)으로 표시되는 화합물은 구체적으로는 다음에 기재하는 일반식(LC5-11)∼일반식(LC5-14)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.

(식 중, R³³은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기를 나타내고, R^43a은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기를 나타내고, Z³⁴는 -CH₂- 또는 산소 원자를 나타낸다)

일반식(LC3-11), 일반식(LC3-13), 일반식(LC4-11), 일반식(LC4-13), 일반식(LC5-11), 및 일반식(LC5-13)에 있어서, R³¹∼R³³은, 일반식(LC3-1)∼일반식(LC5-1)에 있어서의 마찬가지의 실시태양이 바람직하다. R^41a∼R^41c은 탄소 원자수 1∼3의 알킬기가 바람직하며, 탄소 원자수 1 또는 2의 알킬기가 보다 바람직하고, 탄소 원자수 2의 알킬기가 특히 바람직하다.

일반식(LC3-12), 일반식(LC3-14), 일반식(LC4-12), 일반식(LC4-14), 일반식(LC5-12), 및 일반식(LC5-14)에 있어서, R³¹∼R³³은, 일반식(LC3-1)∼일반식(LC5-1)에 있어서의 마찬가지의 실시태양이 바람직하다. R^41a∼R^41c은 탄소 원자수 1∼3의 알킬기가 바람직하며, 탄소 원자수 1 또는 3의 알킬기가 보다 바람직하고, 탄소 원자수 3의 알킬기가 특히 바람직하다.

일반식(LC3-11)∼일반식(LC5-14) 중에서도, 유전율 이방성의 절대값을 증대하기 위해서는, 일반식(LC3-11), 일반식(LC4-11), 일반식(LC5-11), 일반식(LC3-13), 일반식(LC4-13) 및 일반식(LC5-13)이 바람직하고, 일반식(LC3-11), 일반식(LC4-11), 일반식(LC5-11)이 보다 바람직하다.

본 발명의 액정 표시 소자에 있어서의 액정층은, 일반식(LC3-11)∼일반식(LC5-14)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 것이 바람직하며, 1종 또는 2종 함유하는 것이 보다 바람직하고, 일반식(LC3-1)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 함유하는 것이 특히 바람직하다.

또한, 일반식(LC3), 일반식(LC4), 및 일반식(LC5)으로 표시되는 화합물로서, 일반식(LC3-2), 일반식(LC4-2), 및 일반식(LC5-2)

(식 중, R⁵¹∼R⁵³은 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내고, R⁶¹∼R⁶³은 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내고, B¹∼B³는 불소 치환되어 있어도 되는, 1,4-페닐렌기 또는 트랜스-1,4-시클로헥실렌기를 나타내고, Z⁴¹∼Z⁴³는 단결합, -CH=CH-, -C≡C-, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -COO-, -OCO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -OCF₂- 또는 -CF₂O-를 나타내고, X⁴²는 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Z⁴⁴는 -CH₂- 또는 산소 원자를 나타낸다)

으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물을 적어도 1종 함유하는 것이 바람직하다.

일반식(LC3-2), 일반식(LC4-2), 및 일반식(LC5-2)에 있어서, R⁵¹∼R⁵³은 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내지만, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기를 나타내는 것이 바람직하며, 탄소 원자수 2∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼4의 알케닐기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 탄소 원자수 3∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2의 알케닐기를 나타내는 것이 더 바람직하고, 탄소 원자수 3의 알킬기를 나타내는 것이 특히 바람직하다.

R⁶¹∼R⁶³은 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기 또는 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기를 나타내지만, 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 혹은 탄소 원자수 1∼5의 알콕시기, 또는 탄소 원자수 4∼8의 알케닐기 혹은 탄소 원자수 3∼8의 알케닐옥시기를 나타내는 것이 바람직하며, 탄소 원자수 1∼3의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼3의 알콕시기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 탄소 원자수 3의 알킬기 또는 탄소 원자수 2의 알콕시기를 나타내는 것이 더 바람직하고, 탄소 원자수 2의 알콕시기를 나타내는 것이 특히 바람직하다.

B³¹∼B³³는 불소 치환되어 있어도 되는, 1,4-페닐렌기 또는 트랜스-1,4-시클로헥실렌기를 나타내지만, 무치환의 1,4-페닐렌기 또는 트랜스-1,4-시클로헥실렌기가 바람직하며, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기가 보다 바람직하다.

Z⁴¹∼Z⁴³는 단결합, -CH=CH-, -C≡C-, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -COO-, -OCO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -OCF₂- 또는 -CF₂O-를 나타내지만, 단결합, -CH₂CH₂-, -COO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -OCF₂- 또는 -CF₂O-를 나타내는 것이 바람직하며, 단결합 또는 -CH₂O-를 나타내는 것이 보다 바람직하다.

일반식(LC3-2), 일반식(LC3-3), 일반식(LC4-2), 및 일반식(LC5-2)으로 표시되는 화합물은, 액정 조성물에 있어서 10∼60질량% 함유하는 것이 바람직하지만, 20∼50질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 25∼45질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 28∼42질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 30∼40질량% 함유하는 것이 더 바람직하다.

일반식(LC3-2)으로 표시되는 화합물은 구체적으로는 다음에 기재하는 일반식(LC3-21)∼일반식(LC3-29)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.

또한, 일반식(LC3-3)으로 표시되는 화합물로서, 다음에 기재하는 일반식(LC3-31)∼일반식(LC3-33)으로 표시되는 화합물도 바람직하다.

(식 중, R⁵¹은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기를 나타내고, R^61a은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기를 나타내지만, 일반식(LC3-2)에 있어서의 R⁵¹ 및 R⁶¹과 마찬가지의 실시태양이 바람직하다)

일반식(LC4-2)으로 표시되는 화합물은 구체적으로는 다음에 기재하는 일반식(LC4-21)∼일반식(LC4-26)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.

(식 중, R⁵²은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기를 나타내고, R^62a은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기를 나타내고, X⁴²는 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내지만, 일반식(LC4-2)에 있어서의 R⁵² 및 R⁶²과 마찬가지의 실시태양이 바람직하다)

일반식(LC5-2)으로 표시되는 화합물은 구체적으로는 다음에 기재하는 일반식(LC5-21)∼일반식(LC5-26)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.

(식 중, R⁵³은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소 원자수 2∼5의 알케닐기를 나타내고, R^63a은 탄소 원자수 1∼5의 알킬기를 나타내고, W²는 -CH₂- 또는 산소 원자를 나타내지만, 일반식(LC5-2)에 있어서의 R⁵³ 및 R⁶³과 마찬가지의 실시태양이 바람직하다)

일반식(LC3-21), 일반식(LC3-22), 일반식(LC3-25), 일반식(LC4-21), 일반식(LC4-22), 일반식(LC4-25), 일반식(LC5-21), 일반식(LC5-22), 및 일반식(LC5-25)에 있어서, R⁵¹∼R⁵³은, 일반식(LC3-2), 일반식(LC4-2) 및 일반식(LC5-2)에 있어서의 마찬가지의 실시태양이 바람직하다. R^61a∼R^63a은 탄소 원자수 1∼3의 알킬기가 바람직하며, 탄소 원자수 1 또는 2의 알킬기가 보다 바람직하고, 탄소 원자수 2의 알킬기가 특히 바람직하다.

일반식(LC3-23), 일반식(LC3-24) 및 일반식(LC3-26), 일반식(LC4-23), 일반식(LC4-24) 및 일반식(LC4-26), 일반식(LC5-23), 일반식(LC5-24) 및 일반식(LC5-26)에 있어서 R⁵¹∼R⁵³은, 일반식(LC3-2), 일반식(LC4-2) 및 일반식(LC5-2)에 있어서의 마찬가지의 실시태양이 바람직하다. R^61a∼R^63a은 탄소 원자수 1∼3의 알킬기가 바람직하며, 탄소 원자수 1 또는 3의 알킬기가 보다 바람직하고, 탄소 원자수 3의 알킬기가 특히 바람직하다.

일반식(LC3-21)∼일반식(LC5-26) 중에서도, 유전율 이방성의 절대값을 증대하기 위해서는, 일반식(LC3-21), 일반식(Lc3-22) 및 일반식(LC3-25), 일반식(LC4-21), 일반식(LC4-22) 및 일반식(LC4-25), 일반식(LC5-21), 일반식(LC5-22) 및 일반식(LC5-25)이 바람직하다.

일반식(LC3-2), 일반식(Lc4-2) 및 일반식(LC5-2)으로 표시되는 화합물은 1종 또는 2종 이상 함유할 수 있지만, B¹∼B³가 1,4-페닐렌기를 나타내는 화합물, 및 B¹∼B³가 트랜스-1,4-시클로헥실렌기를 나타내는 화합물을 각각 적어도 1종 이상 함유하는 것이 바람직하다.

또한, 일반식(LC3)으로 표시되는 화합물로서, 그 밖에는, 하기 일반식(LC3-a) 및 일반식(LC3-b)

(식 중, R^LC31, R^LC32, A^LC31 및 Z^LC31는 각각 독립하여 상기 일반식(LC3)에 있어서의 R^LC31, R^LC32, A^LC31 및 Z^LC31와 같은 의미를 나타내고, X^LC3b1∼X^LC3b6는 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내지만, X^LC3b1 및 X^LC3b2 또는 X^LC3b3 및 X^LC3b4 중의 적어도 한쪽의 조합은 모두 불소 원자를 나타내고, m^LC3a1은 1, 2 또는 3이고, m^LC3b1은 0 또는 1을 나타내고, A^LC31 및 Z^LC31가 복수 존재하는 경우는, 그들은 동일해도 되며 달라도 된다)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것이 바람직하다.

R^LC31 및 R^LC32은 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼7의 알킬기, 탄소 원자수 1∼7의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼7의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2∼7의 알케닐옥시기를 나타내는 것이 바람직하다.

A^LC31는, 1,4-페닐렌기, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기, 테트라히드로피란-2,5-디일기, 1,3-디옥산-2,5-디일기를 나타내는 것이 바람직하며, 1,4-페닐렌기, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기를 나타내는 것이 보다 바람직하다.

Z^LC31는 단결합, -CH₂O-, -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂-를 나타내는 것이 바람직하며, 단결합을 나타내는 것이 보다 바람직하다.

일반식(LC3-a)으로서는, 하기 일반식(LC3-a1)을 나타내는 것이 바람직하다.

(식 중, R^LC31 및 R^LC32은 각각 독립하여 상기 일반식(LC3)에 있어서의 R^LC31 및 R^LC32과 같은 의미를 나타낸다)

R^LC31 및 R^LC32은 각각 독립하여, 탄소 원자수 1∼7의 알킬기, 탄소 원자수 1∼7의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼7의 알케닐기가 바람직하며, R^LC31이 탄소 원자수 1∼7의 알킬기를 나타내고, R^LC32이 탄소 원자수 1∼7의 알콕시기를 나타내는 것이 보다 바람직하다.

일반식(LC3-b)으로서는, 하기 일반식(LC3-b1)∼일반식(LC3-b12)을 나타내는 것이 바람직하며, 일반식(LC3-b1), 일반식(LC3-b6), 일반식(LC3-b8), 일반식(LC3-b11)을 나타내는 것이 보다 바람직하고, 일반식(LC3-b1) 및 일반식(LC3-b6)을 나타내는 것이 더 바람직하고, 일반식(LC3-b1)을 나타내는 것이 가장 바람직하다.

R^LC31 및 R^LC32은 각각 독립하여, 탄소 원자수 1∼7의 알킬기, 탄소 원자수 1∼7의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼7의 알케닐기가 바람직하며, R^LC31이 탄소 원자수 2 또는 3의 알킬기를 나타내고, R^LC32이 탄소 원자수 2의 알킬기를 나타내는 것이 보다 바람직하다.

또한, 일반식(LC4)으로 표시되는 화합물은, 하기 일반식(LC4-a) 내지 일반식(LC4-c)으로 표시되는 화합물이 바람직하며, 일반식(LC5)으로 표시되는 화합물은, 하기 일반식(LC5-a) 내지 일반식(LC5-c)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.

(식 중, R^LC41, R^LC42 및 X^LC41는 각각 독립하여 상기 일반식(LC4)에 있어서의 R^LC41, R^LC42 및 X^LC41와 같은 의미를 나타내고, R^LC51 및 R^LC52은 각각 독립하여 상기 일반식(LC5)에 있어서의 R^LC51 및 R^LC52과 같은 의미를 나타내고, Z^LC4a1, Z^LC4b1, Z^LC4c1, Z^LC5a1, Z^LC5b1 및 Z^LC5c1는 각각 독립하여 단결합, -CH=CH-, -C≡C-, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -COO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -OCF₂- 또는 -CF₂O-를 나타낸다)

R^LC41, R^LC42, R^LC51 및 R^LC52은 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼7의 알킬기, 탄소 원자수 1∼7의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼7의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2∼7의 알케닐옥시기를 나타내는 것이 바람직하다.

Z^LC4a1∼Z^LC5c1는 각각 독립하여 단결합, -CH₂O-, -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂-를 나타내는 것이 바람직하며, 단결합을 나타내는 것이 보다 바람직하다.

상기 일반식(LC)으로 표시되는 화합물은, 하기 일반식(LC6)으로 표시되는 화합물(단, 일반식(LC1)∼일반식(LC5)으로 표시되는 화합물을 제외한다)에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것도 바람직하다.

일반식(LC6) 중, R^LC61 및 R^LC62은, 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼15의 알킬기를 나타낸다. 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 CH₂기는, 산소 원자가 직접 인접하지 않도록, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO-, -COO- 또는 -C≡C-로 치환되어도 되며, 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 임의로 할로겐 치환되어 있어도 된다. 일반식(LC6)으로 표시되는 화합물로서는, R^LC61 및 R^LC62은, 각각 독립하여, 탄소 원자수 1∼7의 알킬기, 탄소 원자수 1∼7의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼7의 알케닐기가 바람직하며, 알케닐기로서는 하기의 어느 하나의 구조를 나타내는 것이 가장 바람직하다.

(식 중, 환 구조에는 우단에서 결합하는 것으로 한다)

일반식(LC6) 중, A^LC61∼A^LC63는 각각 독립하여 하기의 어느 하나의 구조를 나타낸다. 당해 구조 중, 시클로헥실렌기 중의 1개 또는 2개 이상의 CH₂CH₂기는 -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-로 치환되어 있어도 되고, 1,4-페닐렌기 중 1개 또는 2개 이상의 CH기는 질소 원자로 치환되어 있어도 된다.

일반식(LC6)으로 표시되는 화합물로서는, A^LC61∼A^LC63는, 각각 독립하여 하기의 어느 하나의 구조가 바람직하다.

일반식(LC6) 중, Z^LC61 및 Z^LC62는 각각 독립하여 단결합, -CH=CH-, -C≡C-, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -COO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -OCF₂- 또는 -CF₂O-를 나타내고, mLC61은 0∼3을 나타낸다. 일반식(LC6)으로 표시되는 화합물로서는, Z^LC61 및 Z^LC62는 각각 독립하여 단결합, -CH₂CH₂-, -COO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -OCF₂- 또는 -CF₂O-가 바람직하다.

일반식(LC6)으로 표시되는 화합물로서는, 하기 일반식(LC6-a) 내지 일반식(LC6-v)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것이 바람직하다. 일반식(LC6-a1)∼일반식(LC6-p1)의 식 중, R^LC61 및 R^LC62은 각각 독립하여 탄소 원자수 1∼7의 알킬기, 탄소 원자수 1∼7의 알콕시기, 탄소 원자수 2∼7의 알케닐기 또는 탄소 원자수 2∼7의 알케닐옥시기를 나타낸다.

[중합성 화합물]

본 발명에 따른 중합성 화합물로서는, 1개의 반응성기를 갖는 단관능성의 중합성 화합물, 및 이관능 또는 삼관능 등의 2개 이상의 반응성기를 갖는 다관능성의 중합성 화합물을 들 수 있다. 반응성기를 갖는 중합성 화합물은 메소겐성 부위를 포함하고 있어도 되고, 포함하고 있지 않아도 된다.

반응성기를 갖는 중합성 화합물에 있어서, 반응성기는 광에 의한 중합성을 갖는 치환기가 바람직하다. 특히, 수직 배향막이 열중합에 의해 생성할 때에, 수직 배향막 재료의 열중합 시에, 반응성기를 갖는 중합성 화합물의 반응을 억제할 수 있으므로, 반응성기는 광에 의한 중합성을 갖는 치환기가 특히 바람직하다.

본 발명에 따른 중합성 화합물로서는, 이하의 일반식(P)

(상기 일반식(P) 중, Z^p1는, 불소 원자, 시아노기, 수소 원자, 수소 원자가 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되는 탄소 원자수 1∼15의 알킬기, 수소 원자가 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되는 탄소 원자수 1∼15의 알콕시기, 수소 원자가 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되는 탄소 원자수 1∼15의 알케닐기, 수소 원자가 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되는 탄소 원자수 1∼15의 알케닐옥시기 또는 -Sp^p2-R^p2를 나타내고,

R^p1 및 R^p2은 각각 독립하여 이하의 식(R-I) 내지 식(R-Ⅸ) :

중 어느 하나를 나타내고, 상기 식(R-I)∼(R-Ⅸ) 중, R²∼R⁶은 서로 독립하여, 수소 원자, 탄소 원자수 1∼5개의 알킬기 또는 탄소 원자수 1∼5개의 할로겐화알킬기이고, W는 단결합, -O- 또는 메틸렌기이고, T는 단결합 또는 -COO-이고, p, t 및 q는 각각 독립하여, 0, 1 또는 2를 나타내고,

Sp^p1 및 Sp^p2는 스페이서기를 나타내고, Sp^p1 및 Sp^p2는 각각 독립하여, 단결합, 탄소 원자수 1∼12의 알킬렌기 또는 -O-(CH₂)_s-(식 중, s는 1∼11의 정수를 나타내며, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다)를 나타내고,

L^p1 및 L^p2은 각각 독립하여, 단결합, -O-, -S-, -CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -C₂H₄-, -COO-, -OCO-, -OCOOCH₂-, -CH₂OCOO-, -OCH₂CH₂O-, -CO-NR^a-, -NR^a-CO-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CH=CR^a-COO-, -CH=CR^a-OCO-, -COO-CR^a=CH-, -OCO-CR^a=CH-, -COO-CR^a=CH-COO-, -COO-CR^a=CH-OCO-, -OCO-CR^a=CH-COO-, -OCO-CR^a=CH-OCO-, -(CH₂)_z-C(=O)-O-, -(CH₂)_z-O-(C=O)-, -O-(C=O)-(CH₂)_z-, -(C=O)-O-(CH₂)_z-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF₂-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂- 또는 -C≡C-(식 중, R^a는 각각 독립하여 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼4의 알킬기를 나타내고, 상기 식 중, z는 1∼4의 정수를 나타낸다)를 나타내고,

M^p2은, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 안트라센-2,6-디일기, 페난트렌-2,7-디일기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 인단-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,3-디옥산-2,5-디일기를 나타내지만, M^p2은 무치환이거나 또는 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알콕시기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기 또는 -R^p1로 치환되어 있어도 되고,

M^p1은 이하의 식(i-11)∼(ⅸ-11) :

(식 중, ★에서 Sp^p1와 결합하고, ★★에서 L^p1 또는 L^p2과 결합한다) 중 어느 하나를 나타내고,

M^p3은 이하의 식(i-13)∼(ⅸ-13) :

(식 중, ★에서 Z^p1와 결합하고, ★★에서 L^p2과 결합한다) 중 어느 하나를 나타내고,

m^p2∼m^p4은 각각 독립하여, 0, 1, 2 또는 3을 나타내고, m^p1 및 m^p5은 각각 독립하여 1, 2 또는 3을 나타내지만, Z^p1가 복수 존재할 경우에는 그들은 동일해도 되며 달라도 되고, R^p1이 복수 존재할 경우에는 그들은 동일해도 되며 달라도 되고, R^p2이 복수 존재할 경우에는 그들은 동일해도 되며 달라도 되고, Sp^p1가 복수 존재할 경우에는 그들은 동일해도 되며 달라도 되고, Sp^p2가 복수 존재할 경우에는 그들은 동일해도 되며 달라도 되고, L^p1이 복수 존재할 경우에는 그들은 동일해도 되며 달라도 되고, M^p2이 복수 존재할 경우에는 그들은 동일해도 되며 달라도 된다)으로 표시되는 화합물로 표시되는 것이 바람직하다. 또한, 당해 중합성 화합물은 1종 또는 2종 이상 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 일반식(P)에 있어서, Z^p1는 -Sp^p2-R^p2인 것이 바람직하고, R¹¹ 및 R¹²은 각각 독립하여 식(R-1) 내지 식(R-3) 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 또한, 상기 일반식(P)에 있어서, m^p1+m^p5이 2 이상인 것이 바람직하다.

또한, 상기 일반식(P)에 있어서, L^p1은, 단결합, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -C₂H₄-, -COO-, -OCO-, -COOC₂H₄-, -OCOC₂H₄-, -C₂H₄OCO-, -C₂H₄COO-, -CH=CH-, -CF₂-, -CF₂O-, -(CH₂)_z-C(=O)-O-, -(CH₂)_z-O-(C=O)-, -O-(C=O)-(CH₂)_z-, -CH=CH-COO-, -COO-CH=CH-, -OCOCH=CH-, -(C=O)-O-(CH₂)_z-, -OCF₂- 또는 -C≡C-이고, L^p2은, -OCH₂CH₂O-, -COOC₂H₄-, -OCOC₂H₄-, -(CH₂)_z-C(=O)-O-, -(CH₂)_z-O-(C=O)-, -O-(C=O)-(CH₂)_z-, -(C=O)-O-(CH₂)_z-, -CH=CH-COO-, -COO-CH=CH-, -OCOCH=CH-, -C₂H₄OCO- 또는 -C₂H₄COO-이고, 상기 식 중의 z는, 1∼4의 정수인 것이 바람직하다.

또한, 상기 일반식(P)의 L^p1 및 L^p2의 적어도 어느 하나가, -(CH₂)_z-C(=O)-O-, -(CH₂)_z-O-(C=O)- 및 -O-(C=O)-(CH₂)_z-, -(C=O)-O-(CH₂)_z-으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 또한, 상기 일반식(P)에 있어서, R^p1 및 R^p2은 각각 독립하여 이하의 식(R-1) 내지 식(R-15) :

중 어느 하나가 보다 바람직하다.

또한, 상기 일반식(P)의 m^p3은 0, 1, 2 또는 3을 나타내고, m^p2이 1일 경우 L^p1은 단결합이고, m^p2이 2 또는 3일 경우 복수 존재하는 L^p1의 적어도 1개는 단결합인 것이 바람직하다.

또한, 상기 일반식(P)의 m^p3은 0, 1, 2 또는 3을 나타내고, m^p3이 1일 경우 M^p2은 1,4-페닐렌기이고, m^p3이 2 또는 3일 경우 복수 존재하는 M^p2 중 적어도 L^p1을 개재해서 M^p1과 인접하는 M^p2은 1,4-페닐렌기인 것이 바람직하다.

또한, 상기 일반식(P)의 m^p3은 0, 1, 2 또는 3을 나타내고, M^p2의 적어도 1개가, 1개 또는 2개 이상의 불소로 치환되어 있는 1,4-페닐렌기인 것이 바람직하다.

또한, 상기 일반식(P)의 m^p4은 0, 1, 2 또는 3을 나타내고, M^p3의 적어도 1개가, 1개 또는 2개 이상의 불소로 치환되어 있는 1,4-페닐렌기인 것이 바람직하다.

또한, 상기 일반식(P)에 있어서의 스페이서기(Sp^p1, Sp^p2, Sp^p4)로서는, 단결합, -OCH₂-, -(CH₂)_zO-, -CO-, -C₂H₄-, -COO-, -OCO-, -COOC₂H₄-, -OCOC₂H₄-, -(CH₂)_z-, -C₂H₄OCO-, -C₂H₄COO-, -CH=CH-, -CF₂-, -CF₂O-, -(CH₂)_z-C(=O)-O-, -(CH₂)_z-O-(C=O)-, -O-(C=O)-(CH₂)_z-, -(C=O)-O-(CH₂)_z-, -O-(CH₂)_z-O-, -OCF₂-, -CH=CH-COO-, -COO-CH=CH-, -OCOCH=CH- 또는 -C≡C-인 것이 바람직하며, 당해 Z는 1 이상 10 이하의 정수인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 일반식(P)의 중합성 화합물은, 일반식(P-a), 일반식(P-b), 일반식(P-c) 및 일반식(P-d)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물인 것이 바람직하다.

상기 일반식(P-a)∼일반식(P-d) 중, R^p1 및 R^p2은 각각 독립하여 이하의 식(R-I) 내지 식(R-Ⅸ) :

환A 및 환B는 각각 독립하여, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 안트라센-2,6-디일기, 페난트렌-2,7-디일기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 나프탈렌-2,6-디일기, 인단-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기 또는 1,3-디옥산-2,5-디일기를 나타내지만, 무치환이거나 또는 탄소 원자수 1∼12의 알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알킬기, 탄소 원자수 1∼12의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼12의 할로겐화알콕시기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기 또는 -R^p1로 치환되어 있는 것이 바람직하고,

환C는 이하의 식(c-i)∼(c-ⅸ) :

(식 중, ★에서 Sp^p1와 결합하고, ★★에서 L^p5 또는 L^p6과 결합한다) 중 어느 하나를 나타내고,

Sp^p1 및 Sp^p4는 스페이서기를 나타내고, X^p1∼X^p4는, 각각 독립하여, 수소 원자 또는 할로겐 원자를 나타내는 것이 바람직하고,

L^p4, L^p5 및 L^p6은 각각 독립하여, 단결합, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -C₂H₄-, -COO-, -OCO-, -COOC₂H₄-, -OCOC₂H₄-, -C₂H₄OCO-, -C₂H₄COO-, -CH=CH-, -CF₂-, -CF₂O-, -(CH₂)_z-C(=O)-O-, -(CH₂)_z-O-(C=O)-, -O-(C=O)-(CH₂)_z-, -(C=O)-O-(CH₂)_z-, -O-(CH₂)_z-O-, -OCF₂-, -CH=CHCOO-, -COOCH=CH-, -OCOCH=CH- 또는 -C≡C-인 것이 바람직하며, 상기 식 중의 z는, 1∼4의 정수인 것이 바람직하다.

L^p3은, -CH=CHCOO-, -COOCH=CH- 또는 -OCOCH=CH-인 것이 바람직하다.

상기 일반식(P-a)으로 표시되는 화합물에 있어서, m^p6 및 m^p7은, 각각 독립하여, 0, 1, 2 또는 3을 나타내는 것이 바람직하다. 또한, m^p6+m^p7=2∼5인 것이 보다 바람직하다.

상기 일반식(P-d)으로 표시되는 화합물에 있어서, m^p12 및 m^p15은 각각 독립하여 1, 2 또는 3을 나타내고, m^p13은, 0, 1, 2 또는 3을 나타내는 것이 바람직하고, m^p14은, 0 또는 1을 나타내는 것이 바람직하다. 또한, m^p12+m^p15=2∼5인 것이 보다 바람직하다. R^p1이 복수 존재할 경우에는 그들은 동일해도 되며 달라도 되고, R^p1이 복수 존재할 경우에는 그들은 동일해도 되며 달라도 되고, R^p2이 복수 존재할 경우에는 그들은 동일해도 되며 달라도 되고, Sp^p1가 복수 존재할 경우에는 그들은 동일해도 되며 달라도 되고, Sp^p4가 복수 존재할 경우에는 그들은 동일해도 되며 달라도 되고, L^p4 및 L^p5이 복수 존재할 경우에는 그들은 동일해도 되며 달라도 되고, 환A∼환C가 복수 존재할 경우에는 그들은 동일해도 되며 달라도 된다.

이하에 본 발명에 따른 일반식(P-a)∼일반식(P-d)으로 표시되는 화합물의 바람직한 구조를 예시한다.

본 발명에 따른 일반식(P-a)으로 표시되는 화합물의 바람직한 예로서, 하기 식(P-a-1)∼식(P-a-31)으로 표시되는 중합성 화합물을 들 수 있다.

본 발명에 따른 일반식(P-b)으로 표시되는 화합물의 바람직한 예로서, 하기 식(P-b-1)∼식(P-b-34)으로 표시되는 중합성 화합물을 들 수 있다.

본 발명에 따른 일반식(P-c)으로 표시되는 화합물의 바람직한 예로서, 하기 식(P-c-1)∼식(P-c-52)으로 표시되는 중합성 화합물을 들 수 있다.

본 발명에 따른 일반식(P-d)으로 표시되는 화합물은, 이하의 일반식(P-d')으로 표시되는 화합물이 바람직하다.

(상기 일반식(P-d')으로 표시되는 화합물에 있어서, m^p10은, 2 또는 3을 나타내는 것이 보다 바람직하다. 그 밖의 기호는 상기 일반식(p-d)과 동일하므로 생략한다)

본 발명에 따른 일반식(P-d)으로 표시되는 화합물의 바람직한 예로서, 하기 식(P-d-1)∼식(P-d-31)으로 표시되는 중합성 화합물을 들 수 있다.

본 발명에 따른 「탄소 원자수 1∼15개의 알킬기」는, 직쇄상 또는 분기상의 알킬기가 바람직하고, 직쇄상의 알킬기가 보다 바람직하다. 또한, 상기 일반식(1) 중, R¹ 및 R²은 각각 독립하여, 탄소 원자수 1∼15개의 알킬기이며, R¹ 및 R²은 각각 독립하여, 탄소 원자수 1∼8개의 알킬기가 바람직하고, 탄소 원자수 1∼6개의 알킬기가 보다 바람직하다.

본 발명에 따른 「탄소 원자수 1∼15개의 알킬기」의 예로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 이소프로필기, 이소부틸기, t-부틸기, 3-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 도데실기, 펜타데실기 등을 들 수 있다. 또, 본 명세서 중에 있어서, 알킬기의 예는 공통이며, 각각의 알킬기의 탄소 원자수의 수에 따라서 적의(適宜) 상기 예시에서 선택된다.

본 발명에 따른 「탄소 원자수 1∼15개의 알콕시기」의 예는, 당해 치환기 중의 적어도 1개의 산소 원자가 환 구조와 직접 결합하는 위치에 존재하는 것이 바람직하며, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기(n-프로폭시기, i-프로폭시기), 부톡시기, 펜틸옥시기, 옥틸옥시기, 데실옥시기가 보다 바람직하다. 또, 본 명세서 중에 있어서, 알콕시기의 예는 공통이며, 각각의 알콕시기의 탄소 원자수의 수에 따라서 적의 상기 예시에서 선택된다.

본 발명에 따른 「탄소 원자수 2∼15개의 알케닐기」의 예는, 비닐기, 알릴기, 1-프로페닐기, 이소프로페닐기, 2-부테닐기, 3-부테닐기, 1,3-부타디에닐기, 2-펜테닐기, 3-펜테닐기, 2-헥세닐기 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 보다 바람직한 알케닐기로서는 다음에 기재하는 식(i)(비닐기), 식(ⅱ)(1-프로페닐기), 식(ⅲ)(3-부테닐기) 및 식(ⅳ)(3-펜테닐기) :

(상기 식(i)∼(ⅳ) 중, *는 환 구조에의 결합 부위를 나타낸다)

으로 표시되지만, 본원 발명의 액정 조성물이 중합성 모노머를 함유하는 경우는, 식(ⅱ) 및 식(ⅳ)으로 표시되는 구조가 바람직하고, 식(ⅱ)으로 표시되는 구조가 보다 바람직하다. 또, 본 명세서 중에 있어서, 알케닐기의 예는 공통이며, 각각의 알케닐기의 탄소 원자수의 수에 따라서 적의 상기 예시에서 선택된다.

또한, 본 발명에 있어서의 중합성 화합물 중, 저분자 액정과의 용해성을 높여서 결정화를 억제하는데 바람직한 단관능성의 반응기를 갖는 중합성 화합물로서는, 하기 일반식(Ⅵ)

(식 중, X³는, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp³는, 단결합, 탄소 원자수 1∼12의 알킬렌기 또는 -O-(CH₂)_t-(식 중, t는 2∼11의 정수를 나타내며, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다)를 나타내고, V는 탄소 원자수 2∼20의 직쇄 혹은 분기 다가 알킬렌기 또는 탄소 원자수 5∼30의 다가 환상 치환기를 나타내지만, 다가 알킬렌기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 산소 원자에 의해 치환되어 있어도 되며, 탄소 원자수 5∼20의 알킬기(기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 산소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다) 또는 환상 치환기에 의해 치환되어 있어도 되고, W는 수소 원자, 할로겐 원자 또는 탄소 원자수 1∼15의 알킬기를 나타낸다. 식 중의 모든 1,4-페닐렌기는, 임의의 수소 원자가 -CH₃, -OCH₃, 불소 원자, 또는 시아노기로 치환되어 있어도 된다)으로 표시되는 중합성 화합물이 바람직하다.

상기 일반식(Ⅵ)에 있어서, X³는, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내지만, 반응 속도를 중시할 경우에는 수소 원자가 바람직하고, 반응 잔류량을 저감하는 것을 중시할 경우에는 메틸기가 바람직하다.

상기 일반식(Ⅵ)에 있어서, Sp³는, 단결합, 탄소 원자수 1∼12의 알킬렌기 또는 -O-(CH₂)_t-(식 중, t는 2∼11의 정수를 나타내며, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다)를 나타내지만, 탄소쇄의 길이가 Tg에 영향을 미치므로, 중합성 화합물 함유량이 10중량% 미만일 경우에, 그다지 길지 않은 것이 바람직하며, 단결합 또는 탄소 원자수 1∼5의 알킬렌기가 바람직하고, 중합성 화합물 함유량이 6중량% 미만인 경우는, 단결합 또는 탄소 원자수 1∼3의 알킬렌기가 보다 바람직하다. 중합성 화합물 함유량이 10중량% 이상인 경우는, 탄소수 5∼10의 알킬렌기가 바람직하다. 또한, Sp³가 -O-(CH₂)_t-를 나타내는 경우도, t는 1∼5가 바람직하며, 1∼3이 보다 바람직하다. 또한, 탄소 원자수가 프리틸트각에 영향을 미치므로 필요에 따라서 원하는 프리틸트각이 얻어지도록 Sp³의 탄소 원자수가 다른 중합성 화합물을 복수 혼합해서 사용하는 것이 바람직하다.

상기 일반식(Ⅵ)에 있어서, V는 탄소 원자수 2∼20의 직쇄 혹은 분기 다가 알킬렌기 또는 탄소 원자수 5∼30의 다가 환상 치환기를 나타내지만, 다가 알킬렌기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 산소 원자에 의해 치환되어 있어도 되며, 탄소 원자수 5∼20의 알킬기(기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 산소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다) 또는 환상 치환기에 의해 치환되어 있어도 되고, 2개 이상의 환상 치환기에 의해 치환되어 있는 것이 바람직하다.

일반식(Ⅵ)으로 표시되는 중합성 화합물은 더 구체적으로는, 일반식(X1a)

(식 중, A¹는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고,

A³ 및 A⁶는 각각 독립하여 수소 원자, 할로겐 원자 또는 탄소 원자수 1∼10의 알킬기(당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 메틸렌기는, 산소 원자가 상호 직접 결합하지 않는 것으로서, 각각 독립하여 산소 원자, -CO-, -COO- 또는 -OCO-로 치환되어 있어도 되고, 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는, 각각 독립하여 할로겐 원자 또는 탄소 원자수 1∼17의 알킬기로 치환되어 있어도 된다)를 나타내고,

p는 0∼10을 나타내고,

B¹, B² 및 B³는, 각각 독립하여 수소 원자, 탄소 원자수 1∼10의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬기(당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 메틸렌기는, 산소 원자가 상호 직접 결합하지 않는 것으로서, 각각 독립하여 산소 원자, -CO-, -COO- 또는 -OCO-로 치환되어 있어도 되고, 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는, 각각 독립하여 할로겐 원자 또는 탄소 원자수 3∼6의 트리알콕시실릴기로 치환되어 있어도 된다)를 나타내는 화합물을 들 수 있다.

상기 일반식(X1a)은, 일반식(Ⅱ-b)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.

일반식(Ⅱ-b)으로 표시되는 화합물은, 구체적으로는 하기 식(Ⅱ-q)∼(Ⅱ-z), (Ⅱ-aa)∼(Ⅱ-al)으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.

상기 일반식(Ⅵ), 일반식(XaI) 및 일반식(Ⅱ-b)으로 표시되는 화합물은, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 된다.

또한, 일반식(Ⅵ)으로 표시되는 중합성 화합물로서는, 일반식(X1b)

q는 0 또는 1을 나타내고,

B⁸는 수소 원자, 시아노기, 할로겐 원자 또는 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 또는, 말단이 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기를 갖는 알킬렌기를 나타낸다)으로 나타나는 화합물도 들 수 있다.

예시 화합물로서는, 이하에 나타나지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.

또한, 일반식(Ⅵ)으로 표시되는 중합성 화합물은 구체적으로는, 일반식(X1c)

(식 중, R⁷⁰은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, R⁷¹은 축합환을 갖는 탄화수소기를 나타낸다)으로 나타나는 화합물도 들 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 중합성 화합물 중, 저분자 액정과의 용해성을 높여서 결정화를 억제하는데 바람직한 다관능성의 반응기를 갖는 중합성 화합물로서는, 하기 일반식(Ⅴ)

(식 중, X¹ 및 X²는 각각 독립하여, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp¹ 및 Sp²는 각각 독립하여, 단결합, 탄소 원자수 1∼12의 알킬렌기 또는 -O-(CH₂)_s-(식 중, s는 1∼11의 정수를 나타내며, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다)를 나타내고, U는 탄소 원자수 2∼20의 직쇄 혹은 분기 다가 알킬렌기 또는 탄소 원자수 5∼30의 다가 환상 치환기를 나타내지만, 다가 알킬렌기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 산소 원자에 의해 치환되어 있어도 되며, 탄소 원자수 5∼20의 알킬기(기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 산소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다) 또는 환상 치환기에 의해 치환되어 있어도 되고, k는 1∼5의 정수를 나타낸다. 식 중의 모든 1,4-페닐렌기는, 임의의 수소 원자가 -CH₃, -OCH₃, 불소 원자, 또는 시아노기로 치환되어 있어도 된다)으로 표시되는 중합성 화합물이 바람직하다.

상기 일반식(Ⅴ)에 있어서, X¹ 및 X²는 각각 독립하여, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내지만, 반응 속도를 중시할 경우에는 수소 원자가 바람직하고, 반응 잔류량을 저감하는 것을 중시할 경우에는 메틸기가 바람직하다.

상기 일반식(Ⅴ)에 있어서, Sp¹ 및 Sp²는 각각 독립하여, 단결합, 탄소 원자수 1∼12의 알킬렌기 또는 -O-(CH₂)_s-(식 중, s는 2∼11의 정수를 나타내며, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다)를 나타내지만, 본 발명의 액정 표시 소자에 있어서의 프리틸트각은 당해 탄소 원자수, 액정과의 함유량, 및 사용하는 배향막의 종류나 배향 처리 조건에 영향받는다. 따라서 반드시 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 프리틸트각을 5도 정도로 하는 경우는, 탄소쇄가 그다지 길지 않은 것이 바람직하고, 단결합 또는 탄소 원자수 1∼5의 알킬렌기가 보다 바람직하며, 단결합 또는 탄소 원자수 1∼3의 알킬렌기가 보다 바람직하다. 또한, 프리틸트각을 2도 정도 이내로 하기 위해서는, 탄소 원자수가 6∼12인 중합성 화합물을 사용하는 것이 바람직하며, 탄소 원자수가 8∼10이 보다 바람직하다. 또한, Sp¹ 및 Sp²가 -O-(CH₂)_s-를 나타내는 경우도, 프리틸트각에 영향을 미치므로 적의 필요에 따라 Sp¹ 및 Sp²의 길이를 조정해서 사용하는 것이 바람직하고, 프리틸트각을 증가시킬 목적으로는 s는 1∼5가 바람직하며, 1∼3이 보다 바람직하다. 프리틸트각을 작게 할 목적으로는, s는 6∼10이 바람직하다. 또한, Sp¹ 및 Sp²의 적어도 한쪽이, 단결합임으로써 분자의 비대칭성이 발현하기 때문에 프리틸트를 유기하므로 바람직하다.

또한, 상기 일반식(Ⅴ)에 있어서 Sp¹ 및 Sp²가 동일한 화합물도 바람직하며, Sp¹ 및 Sp²가 동일한 화합물을 2종 이상 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 서로 Sp¹ 및 Sp²가 다른 2종 이상을 사용하는 것이 보다 바람직하다.

상기 일반식(Ⅴ)에 있어서, U는 탄소 원자수 2∼20의 직쇄 혹은 분기 다가 알킬렌기 또는 탄소 원자수 5∼30의 다가 환상 치환기를 나타내지만, 다가 알킬렌기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 산소 원자에 의해 치환되어 있어도 되며, 탄소 원자수 5∼20의 알킬기(기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 산소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다), 환상 치환기에 의해 치환되어 있어도 되고, 2개 이상의 환상 치환기에 의해 치환되어 있는 것이 바람직하다.

상기 일반식(Ⅴ)에 있어서, U는 구체적으로는, 이하의 식(Va-1) 내지 식(Va-13)을 나타내는 것이 바람직하다. 앵커링력을 높게 하기 위해서는 직선성이 높은 비페닐 등이 바람직하고, 식(Va-1) 내지 식(Va-6)을 나타내는 것이 바람직하다. 또한, 식(Va-6) 내지 식(Va-11)을 나타내는 구조는, 액정과의 용해성이 높은 점에서 바람직하며, 식(Va-1) 내지 식(Va-6)과 조합해서 사용하는 것이 바람직하다.

(식 중, 양단은 Sp¹ 또는 Sp²에 결합하는 것으로 한다. Z^p1 및 Z^p2는 각각 독립하여, -OCH₂-, -CH₂O-, -COO-, -OCO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH₂CH₂-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-COO-, -CH₂CH₂-OCO-, -COO-CH₂-, -OCO-CH₂-, -CH₂-COO-, -CH₂-OCO-, -CY¹=CY²-, -C≡C- 또는 단결합을 나타낸다. 식 중의 모든 1,4-페닐렌기는, 임의의 수소 원자가, -CH₃, -OCH₃, 불소 원자, 또는 시아노기로 치환되어 있어도 된다. 또한, 시클로헥실렌기 중의 1개 또는 2개 이상의 CH₂CH₂기는 -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-로 치환되어 있어도 된다)

U가 환 구조를 가질 경우, 상기 Sp¹ 및 Sp²는 적어도 한쪽이 -O-(CH₂)_s-(식 중, s는 1∼7의 정수를 나타내며, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다)을 나타내는 것이 바람직하고, 양쪽 모두 -O-(CH₂)_s-인 것도 바람직하다.

상기 일반식(Ⅴ)에 있어서, k는 1∼5의 정수를 나타내지만, k가 1인 이관능 화합물, 또는 k가 2의 삼관능 화합물인 것이 바람직하며, 이관능 화합물인 것이 보다 바람직하다.

상기 일반식(Ⅴ)으로 표시되는 화합물은, 구체적으로는, 이하의 일반식(Vb)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.

(식 중, X¹ 및 X²는 각각 독립하여, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp¹ 및 Sp²는 각각 독립하여, 단결합, 탄소 원자수 1∼12의 알킬렌기 또는 -O-(CH₂)_s-(식 중, s는 1∼7의 정수를 나타내며, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다)를 나타내고, Z¹는 -OCH₂-, -CH₂O-, -COO-, -OCO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH₂CH₂-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-COO-, -CH₂CH₂-OCO-, -COO-CH₂-, -OCO-CH₂-, -CH₂-COO-, -CH₂-OCO-, -CY¹=CY²-(Y¹ 및 Y²는 각각 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자를 나타낸다), -C≡C- 또는 단결합을 나타내고, C는 1,4-페닐렌기, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 단결합을 나타내고, 식 중의 모든 1,4-페닐렌기는, 임의의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다)

상기 일반식(Vb)에 있어서, X¹ 및 X²는, 각각 독립하여, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내지만, 모두 수소 원자를 나타내는 디아크릴레이트 유도체, 또는 모두 메틸기를 갖는 디메타크릴레이트 유도체가 바람직하고, 한쪽이 수소 원자를 나타내고, 다른 한쪽이 메틸기를 나타내는 화합물도 바람직하다. 이들 화합물의 중합 속도는, 디아크릴레이트 유도체가 가장 빠르고, 디메타크릴레이트 유도체가 느리고, 비대칭화합물이 그 중간이며, 그 용도에 따라 바람직한 태양을 사용할 수 있다.

상기 일반식(Vb)에 있어서, Sp¹ 및 Sp²는 각각 독립하여, 단결합, 탄소 원자수 1∼12의 알킬렌기 또는 -O-(CH₂)_s-를 나타내지만, 적어도 한쪽이 -O-(CH₂)_s-인 것이 바람직하며, 양쪽이 -O-(CH₂)_s-를 나타내는 태양이 보다 바람직하다. 이 경우, s는 1∼6이 바람직하다.

상기 일반식(Vb)에 있어서, Z¹는, -OCH₂-, -CH₂O-, -COO-, -OCO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH₂CH₂-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-COO-, -CH₂CH₂-OCO-, -COO-CH₂-, -OCO-CH₂-, -CH₂-COO-, -CH₂-OCO-, -CY¹=CY²-(Y¹ 및 Y²는 각각 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자를 나타낸다), -C≡C- 또는 단결합을 나타내지만, -OCH₂-, -CH₂O-, -COO-, -OCO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂- 또는 단결합이 바람직하며, -COO-, -OCO- 또는 단결합이 보다 바람직하고, 단결합이 특히 바람직하다. 상기 일반식(Vb)에 있어서, C는 임의의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 되는 1,4-페닐렌기, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 단결합을 나타내지만, 1,4-페닐렌기 또는 단결합이 바람직하다. C가 단결합 이외의 환 구조를 나타낼 경우, Z¹는 단결합 이외의 연결기도 바람직하고, C가 단결합일 경우, Z¹는 단결합이 바람직하다. Z²는 -COO-, -OCO- 또는 단결합을 나타낸다.

이상으로부터, 상기 일반식(Vb)에 있어서, C가 단결합을 나타내고, 환 구조가 2개인 환으로 형성되는 경우가 바람직하고, 환 구조를 갖는 중합성 화합물로서는, 구체적으로는 이하의 일반식(V-1) 내지 (V-6)으로 표시되는 화합물이 바람직하며, 일반식(V-1) 내지 (V-4)으로 표시되는 화합물이 특히 바람직하고, 일반식(V-2)으로 표시되는 화합물이 가장 바람직하다.

또한, 상기 일반식(Vb)에 있어서, 이하의 일반식(V1-1) 내지 (V1-5)으로 표시되는 화합물이 액정 조성물과의 용해성을 높이는데 바람직하며, 일반식(V1-1)으로 표시되는 화합물이 특히 바람직하다.

또한, 상기 일반식(Vb)이 3개의 환 구조로 형성되는 경우도 바람직하게 사용되며, 일반식(V1-6) 내지 (V1-13)으로 표시되는 화합물이 액정 조성물과의 용해성을 높이는데 바람직하다. 또한, 액정과의 앵커링력이 강한 일반식(V-1) 내지 (V-6)으로 표시되는 화합물은, 앵커링력이 약하고 액정 조성물과의 상용성이 양호한 일반식(V1-1) 내지 (V1-5)으로 표시되는 화합물과 혼합해서 사용하는 것도 바람직하다.

(식 중, q1 및 q2는, 각각 독립하여 1∼12의 정수를 나타내고, R³은 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다)

상기 일반식(Ⅴ)으로 표시되는 화합물로서는, 구체적으로는, 이하의 일반식(Vc)으로 표시되는 화합물이, 반응 속도를 높이는 점에서 바람직하며, 또한, 프리틸트각을 열적으로 안정화시키므로 바람직하다. 또한, 필요에 따라서 Sp¹, Sp² 및 Sp³의 탄소 원자수를 조정해서 원하는 프리틸트각을 얻을 수도 있다. 프리틸트와 당해 탄소 원자수의 관계는, 관능기가 2개인 경우와 마찬가지의 경향을 나타낸다.

(식 중, X¹, X² 및 X³는 각각 독립하여, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp¹, Sp² 및 Sp³는 각각 독립하여, 단결합, 탄소 원자수 1∼12의 알킬렌기 또는 -O-(CH₂)_s-(식 중, s는 2∼7의 정수를 나타내며, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다)를 나타내고, Z¹¹는, -OCH₂-, -CH₂O-, -COO-, -OCO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH₂CH₂-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-COO-, -CH₂CH₂-OCO-, -COO-CH₂-, -OCO-CH₂-, -CH₂-COO-, -CH₂-OCO-, -CY¹=CY²-, -C≡C- 또는 단결합을 나타내고, J는 1,4-페닐렌기, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 단결합을 나타내고, 식 중의 모든 1,4-페닐렌기는, 임의의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다)

중합성 화합물로서, 광배향 기능을 갖는 화합물을 사용하는 것도 바람직하다. 그 중에서도, 광이성화를 나타내는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.

광배향 기능을 갖는 중합성 화합물로서는, 구체적으로는, 일반식(Vb)에 있어서,

X¹ 및 X²가 각각 독립하여, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp¹ 및 Sp²가 각각 독립하여, 단결합, 탄소 원자수 1∼8의 알킬렌기 또는 -O-(CH₂)_s-(식 중, s는 1∼7의 정수를 나타내며, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다)를 나타내고, Z¹가 -N=N-을 나타내고, C가 1,4-페닐렌기, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기(임의의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다) 또는 단결합을 나타내는 화합물이 바람직하다.

그 중에서도, 이하의 일반식(Vn)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.

(식 중, Rn1 및 Rn2은 각각 독립하여, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, 식 중, pn 및 qn은, 각각 독립하여 1∼12의 정수를 나타낸다)

[중합개시제]

본 발명에 사용하는 중합성 화합물의 중합 방법으로서는, 라디칼 중합, 음이온 중합, 양이온 중합 등을 사용하는 것이 가능하지만, 라디칼 중합에 의해 중합하는 것이 바람직하며, 광프리스 전위(photo-Fries rearrangement)에 의한 라디칼 중합, 광중합개시제에 의한 라디칼 중합이 보다 바람직하다.

라디칼 중합개시제로서는, 열중합개시제, 광중합개시제를 사용할 수 있지만, 광중합개시제가 바람직하다. 구체적으로는 이하의 화합물이 바람직하다.

디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-(2-히드록시-2-프로필)케톤, 1-히드록시시클로헥실-페닐케톤, 2-메틸-2-모르폴리노(4-티오메틸페닐)프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄온, 4'-페녹시아세토페논, 4'-에톡시아세토페논 등의 아세토페논계;

벤조인, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르 등의 벤조인계;

2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 등의 아실포스핀옥사이드계;

벤질, 메틸페닐글리옥시에스테르계;

벤조페논, o-벤조일벤조산메틸, 4-페닐벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 히드록시벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸-디페닐설파이드, 아크릴화벤조페논, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 3,3'-디메틸-4-메톡시벤조페논, 2,5-디메틸벤조페논, 3,4-디메틸벤조페논 등의 벤조페논계;

2-이소프로필티오잔톤, 2,4-디메틸티오잔톤, 2,4-디에틸티오잔톤, 2,4-디클로로티오잔톤 등의 티오잔톤계;

미힐러케톤, 4,4'-디에틸아미노벤조페논 등의 아미노벤조페논계;

10-부틸-2-클로로아크리돈, 2-에틸안트라퀴논, 9,10-페난트렌퀴논, 캄포르퀴논 등이 바람직하다. 이 중에서도, 벤질디메틸케탈이 가장 바람직하다.

또한, 라디칼의 수명이나 반응성을 고려해서 복수의 중합개시제를 사용하는 것도 바람직하다.

또한, 상술한 중합개시제를 사용하지 않고, 광프리스 전위에 의한 라디칼 중합으로서 자외선을 흡수하는 공역계의 구조를 갖는 중합성 액정 화합물을 함유시켜서 중합시킬 수도 있다. 예를 들면, 일반식(X1c-1) 내지 (X1c-4)으로 표시되는 공역계 구조를 갖는 중합성 액정 화합물을 중합개시제 대신에 사용함으로써 액정 소자의 전압 유지율을 저하시키지 않으므로 바람직하다. 또한, 중합 촉진을 목적으로 이들과 중합개시제를 병용하는 것도 바람직하다.

[중합성 액정 조성물]

본 발명에 사용되는 중합성 액정 조성물은, 상기에 예시되는 액정 조성물과, 상기에 예시되는 1질량% 이상 10질량% 미만의 중합성 화합물을 함유하는 것이 바람직하지만, 중합성 화합물의 함유량의 하한값은 2질량% 이상이 바람직하고, 상한값은 9질량% 미만이 바람직하며, 7질량% 미만이 보다 바람직하고, 5질량% 미만이 보다 바람직하고, 4질량% 미만이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명에 사용되는 중합성 액정 조성물은, 상기에 예시되는 액정 조성물과, 상기에 예시되는 10질량% 이상 40질량% 미만의 중합성 화합물을 함유하는 것도 바람직하지만, 이 경우의 중합성 화합물의 함유량의 하한값은 9질량% 이상이 바람직하며, 10질량% 이상이 보다 바람직하고, 상한값은 30%질량 미만이 바람직하며, 25%질량 미만이 보다 바람직하고, 20%질량 미만이 보다 바람직하고, 15%질량 미만이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명에 사용되는 중합성 액정 조성물은, 상기에 예시되는 액정 조성물과, 상기에 예시되는 5질량% 이상 15질량% 미만의 중합성 화합물을 함유하는 것이 바람직하며, 7질량% 이상 12% 미만의 중합성 화합물을 함유하는 것이 보다 바람직하다. 본 발명에 사용되는 중합성 액정 조성물은, 1질량% 이상 40질량% 미만의 중합성 화합물을 함유함으로써, 일축성의 광학 이방성, 또는 일축성의 굴절률 이방성 또는 배향 용이 축 방향을 갖는 폴리머 네트워크를 형성하는 것임이 바람직하고, 당해 폴리머 네트워크의 광학축 또는 배향 용이 축과 저분자 액정의 배향 용이 축이 대략 일치하도록 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다.

또, 당해 폴리머 네트워크에는, 복수의 폴리머 네트워크가 집합함에 의해 고분자 박막을 형성한 폴리머 바인더도 포함된다. 폴리머 바인더는, 일축 배향성을 나타내는 굴절률 이방성을 갖고 있으며, 당해 박막에 저분자 액정이 분산되고, 당해 박막의 일축성의 광학축과 저분자 액정의 광학축이 대략 동일 방향으로 가지런해져 있는 것이 특징이다. 따라서, 이에 따라, 광산란형 액정인 고분자 분산형 액정 또는 폴리머 네트워크형 액정과는 달리 광산란이 일어나지 않고 편광을 사용한 액정 소자에 있어서 고콘트라스트인 표시가 얻어지는 점과, 하강 시간을 짧게 해서 액정 소자의 응답성을 향상시키는 것이 특징이다. 또한, 본 발명에 사용되는 중합성 액정 조성물은, 폴리머 네트워크층을 액정 소자 전체에 형성시키는 것이며, 액정 소자 기판 상에 폴리머의 박막층을 형성시켜서 프리틸트를 유기시키는 PSA(Polymer Sustained Alignment)형 액정 조성물과는 다르다.

어떠한 농도에 있어서도 Tg가 다른 중합성 화합물을 적어도 2종류 이상 함유시켜서 필요에 따라 Tg를 조정하는 것이 바람직하다. Tg가 높은 폴리머의 전구체인 중합성 화합물은, 가교 밀도가 높아지는 분자 구조를 갖는 중합성 화합물로서, 관능기수가 2 이상인 것이 바람직하다. 또한, Tg가 낮은 폴리머의 전구체는, 관능기수가 1이거나, 또는 2 이상으로서, 관능기 간에 스페이서로서 알킬렌기 등을 가지며 분자 길이를 길게 한 구조인 것이 바람직하다. 폴리머 네트워크의 열적 안정성이나 내충격성 향상에 대응하는 것을 목적으로 폴리머 네트워크의 Tg를 조정할 경우, 다관능 모노머와 단관능 모노머의 비율을 적의 조정하는 것이 바람직하다. 또한, Tg는 폴리머 네트워크의 주쇄, 및 측쇄에 있어서의 분자 레벨의 열적인 운동성과도 관련해 있으며, 전기 광학 특성에도 영향을 미치고 있다. 예를 들면, 가교 밀도를 높게 하면 주쇄의 분자 운동성이 내려가고 저분자 액정과의 앵커링력이 높아져 구동 전압이 높아짐과 함께 하강 시간이 짧아진다. 한편, Tg가 내려가도록 가교 밀도를 낮추면 폴리머 주쇄의 열운동성이 올라감에 의해, 저분자 액정과의 앵커링력이 내려가고 구동 전압이 내려가 하강 시간이 길어지는 경향을 나타낸다. 폴리머 네트워크 계면에 있어서의 앵커링력은, 상술한 Tg 외에 폴리머 측쇄의 분자 운동성에도 영향을 받으며, 다가 분기 알킬렌기, 및 다가 알킬기를 갖는 중합성 화합물을 사용함으로써 폴리머 계면의 앵커링력이 낮아진다. 또한, 다가 분기 알킬렌기, 및 다가 알킬기를 갖는 중합성 화합물은, 프리틸트각을 유기시키는데 유효하며 극각(極角) 방향의 앵커링력을 낮추는 방향으로 작용한다.

중합성 액정 조성물이 액정상을 나타낸 상태에서, 중합성 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시킴에 의해, 중합성 화합물의 분자량이 증가해서 액정 조성물과 중합성 화합물을 상분리시킨다. 이상(二相)으로 분리하는 형태는, 함유하는 액정 화합물의 종류나 중합성 화합물의 종류에 크게 의존해서 다르다. 액정상 중에 중합성 화합물상이 무수하게 도상(島狀)의 핵으로서 발생하여 성장하는 바이노달 분해로 상분리 구조를 형성해도 되고, 액정상과 중합성 화합물상과의 농도의 동요에 의해 상분리하는 스피노달 분해에 의해 상분리 구조를 형성해도 된다. 바이노달 분해에 의한 폴리머 네트워크를 형성시키기 위해서는, 적어도 저분자 액정의 함유량을 85질량% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 중합성 화합물의 반응 속도가 빠른 화합물을 사용함에 의해 가시광의 파장보다 작은 크기의 중합성 화합물의 핵을 무수하게 발생시켜서 나노 오더의 상분리 구조가 형성되므로 바람직하다. 결과적으로 중합성 화합물상에 있어서의 중합이 진행하면 상분리 구조에 의존해서 가시광의 파장보다 짧은 공극 간격의 폴리머 네트워크가 형성되며, 한편, 폴리머 네트워크의 공극은 저분자 액정상의 상분리에 의한 것이며, 이 공극의 크기가 가시광의 파장보다 작으면, 광산란성이 없고 고콘트라스트이며, 또한 폴리머 네트워크로부터의 앵커링력의 영향이 강해지고 하강 시간이 짧아져 고속 응답의 액정 표시 소자가 얻어지게 되어 특히 바람직하다. 바이노달 분해에 있어서의 중합성 화합물상의 핵생성은, 화합물의 종류나 조합에 의한 상용성의 변화나, 반응 속도, 온도 등의 파라미터에 영향을 받아 적의 필요에 따라서 조정하는 것이 바람직하다. 반응 속도는, 자외선 중합인 경우는, 중합성 화합물의 관능기나 광개시제의 종류 및 함유량, 자외선 노광 강도에 따른 것이며 반응성을 촉진하도록 자외선 노광 조건을 적의 조정하면 되며, 적어도 20㎽/㎠ 이상의 자외선 노광 강도가 바람직하다.

저분자 액정이 85질량% 이상에서는, 스피노달 분해에 의한 상분리 구조로 폴리머 네트워크를 형성시키는 것이 바람직한, 스피노달 분해로는 주기성이 있는 이상(二相)의 농도의 동요에 의한 상분리 미세 구조가 얻어지므로 가시광 파장보다 작은 균일한 공극 간격을 용이하게 형성하므로 바람직하다. 폴리머 네트워크로 형성시키는 것이 바람직하다. 중합성 화합물의 비율이 15질량% 미만에서는 바이노달 분해에 의해 상분리 구조를 형성시키는 것이 바람직하고, 15질량% 이상에서는 스피노달 분해에 의해 상분리 구조를 형성시키는 것이 바람직하다. 중합성 화합물 함유량이 증가하면, 온도의 영향으로 저분자 액정상과 중합성 화합물상과의 이상(二相) 분리하는 상전이 온도가 존재한다. 이상 분리 전이 온도보다 높은 온도에서는 등방상을 나타내지만, 낮으면 분리가 일어나 균일한 상분리 구조가 얻어지지 않아 바람직하지 않다. 온도에 의해 이상 분리하는 경우는, 이상 분리 온도보다 높은 온도에 있어서 상분리 구조를 형성시키는 것이 바람직하다. 상술한 어떠한 경우도, 저분자 액정의 배향 상태와 마찬가지의 배향 상태를 유지하면서 폴리머 네트워크가 형성된다. 형성된 폴리머 네트워크는, 저분자 액정의 배향을 따르도록 광학 이방성을 나타낸다.

폴리머 네트워크 중의 액정층의 형태로서는, 폴리머의 3차원 네트워크 구조 중에 액정 조성물이 연속층을 이루는 구조, 액정 조성물의 드로플렛(droplet)이 폴리머 중에 분산해 있는 구조, 또는 양자가 혼재하는 구조, 또한, 양 기판면을 기점으로 폴리머 네트워크층이 존재하고, 대면 기판과의 중심 부근에서는 액정층만인 구조를 들 수 있다. 어떠한 구조도 폴리머 네트워크의 작용에 의해 0∼90°의 프리틸트각이 액정 소자 기판 계면에 대해서 유기되어 있는 것이 바람직하다. 형성하는 폴리머 네트워크는, 공존하는 저분자 액정을 액정셀의 배향막이 나타내는 배향 방향으로 배향시키는 기능을 갖는 것이 바람직하며, 또한, 폴리머 계면 방향에 대해서 저분자 액정을 프리틸트시키는 기능을 갖고 있는 것도 바람직하다. 폴리머 계면에 대해서 저분자 액정을 프리틸트시키는 중합성 화합물을 도입하면 액정 소자의 구동 전압을 낮게 하는데 유용하여 바람직하다. 또한, 굴절률 이방성을 가져도 되며, 배향 방향으로 액정을 배향시키는 기능은, 메소겐기를 갖는 중합성 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.

VA 모드 등의 수직 배향셀에 대해서는 수직 배향을 유기하는 메소겐기를 갖지 않는 다가 알킬기, 또는 다가 분기 알킬렌기를 갖는 중합성 화합물을 사용해도 되고, 메소겐기를 갖는 중합성 화합물과의 병용이어도 바람직하다. 상술한 중합성 액정 조성물을 사용해서 상분리 중합에 의해 수직 배향셀 내에 폴리머 네트워크가 형성된 경우는, 섬유상, 또는 주상의 폴리머 네트워크가 액정셀 기판에 대해서 저분자 액정의 수직 방향과 대략 동일한 방향으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 셀 기판 표면에 있는 수직 배향막에 액정이 경사 배향을 유기하도록 러빙 처리 등을 실시해서 프리틸트각을 유기하도록 한 수직 배향막이 사용된 경우는, 프리틸트해서 배향해 있는 저분자 액정과 같은 방향으로 섬유상, 또는 주상의 폴리머 네트워크가 경사지게 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 전압을 인가하면서 프리틸트각을 유기하는 방법에서는, 중합성 액정 조성물의 문턱값 전압보다도 0.9V 정도 낮은 전압으로부터 2V 정도 높은 전압의 범위에서 전압을 인가하면서 중합시키면 섬유상, 또는 주상의 폴리머 네트워크가 원하는 프리틸트각, 바람직하게는 0.1∼30°의 프리틸트각을 유기하도록 경사지게 형성되므로 보다 바람직해진다. 어느 방법으로 형성된 섬유상, 또는 주상의 폴리머 네트워크도, 2매의 셀 기판 간을 연결하고 있는 것이 특징이다. 이에 따라, 프리틸트각의 열적 안정성이 향상해서 액정 표시 소자의 신뢰성을 높아진다.

그 외, 섬유상, 또는 주상의 폴리머 네트워크를 경사 배향시켜서 형성함에 의해 저분자 액정의 프리틸트각을 유기시키는 방법으로서, 관능기와 메소겐기의 사이에 있는 알킬렌기의 탄소 원자수가 6 이상인 프리틸트각의 유기 각도가 작은 이관능 아크릴레이트와 관능기와, 메소겐기의 사이에 있는 알킬렌기의 탄소 원자수가 5 이상인 프리틸트각의 유기 각도가 큰 이관능 아크릴레이트를 조합해 사용하는 방법을 들 수 있다. 이들 화합물의 배합비를 조정함에 의해 원하는 프리틸트각을 유기시킬 수 있다.

또한, 가역성의 광배향 기능을 갖는 중합성 화합물을 적어도 0.01% 이상 1% 이하의 범위에서 첨가해 섬유상, 또는 주상의 폴리머 네트워크를 형성시키는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 트랜스체에 있어서 저분자 액정과 마찬가지의 봉상의 형태로 되어 저분자 액정의 배향 상태에 영향을 미친다. 본 발명의 중합성 액정 조성물에 함유되어 있는 당해 트랜스체는, 자외선을 셀 상면으로부터 평행광으로서 노광하면 자외선이 나아가는 방향과 당해 봉상의 분자 장축(長軸) 방향이 평행해지도록 가지런해져, 저분자 액정도 동시에 당해 트랜스체의 분자 장축 방향으로 가지런해지도록 배향한다. 셀에 대해서 경사지게 자외선을 노광하면, 당해 트랜스체의 분자 장축이 경사 방향을 향해 액정을 자외선의 경사 방향으로 배향시키게 된다. 즉, 프리틸트각을 유기하게 되어 광배향 기능을 나타낸다. 이 단계에서 중합성 화합물을 가교시키면 유기한 프리틸트각이 중합 상분리로 형성된 섬유상, 또는 주상의 폴리머 네트워크에 의해 고정화된다.

따라서, VA 모드에서 중요한 프리틸트각의 유기는, 전압 인가하면서 중합 상분리시키는 방법, 유기하는 프리틸트각이 다른 중합성 화합물을 복수 첨가해서 중합 상분리시키는 방법, 가역성의 광배향 기능을 갖는 중합성 화합물이 나타내는 광배향 기능을 사용해서 자외선이 나아가는 방향으로 저분자 액정 및 중합성 액정 화합물을 배향시켜 중합 상분리하는 방법을 필요에 따라서 사용해 본 발명의 액정 소자를 제작할 수 있다.

광배향 기능을 갖는 중합성 화합물은, 자외선을 흡수해서 트랜스체로 되는 광이성(光異性) 화합물인 것이 바람직하며, 또한, 광배향 기능을 갖는 중합성 화합물의 반응 속도가 광배향 기능을 갖는 중합성 화합물 이외의 중합성 화합물의 반응 속도보다 느린 것이 바람직하다. UV 노광되면, 즉시 광배향 기능을 갖는 중합성 화합물은 트랜스체로 되어 광이 나아가는 방향으로 배향하면, 주위의 중합성을 포함하는 액정 화합물도 마찬가지의 방향으로 배향한다. 이때, 중합 상분리가 진행해서 저분자 액정 장축 방향과 폴리머 네트워크의 배향 용이 축 방향이 광배향 기능을 갖는 중합성 화합물의 배향 용이 축과 동일 방향으로 가지런해져 UV광이 나아가는 방향으로 프리틸트각이 유기된다.

또한, IPS나 FFS 모드 등의 평행 배향셀에 있어서는, 중합성 액정 조성물을 사용해서 상분리 중합에 의해 섬유상, 또는 주상의 폴리머 네트워크가 액정셀 기판면에 있는 배향막의 배향 방향에 대해서 저분자 액정은 평행 배향하지만, 형성된 섬유상, 또는 주상의 폴리머 네트워크의 굴절률 이방성 또는 배향 용이 축 방향과 저분자 액정의 배향 방향과 대략 동일한 방향으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 섬유상, 또는 주상의 폴리머 네트워크는, 저분자 액정이 분산해 있는 공극을 제외하고 대략 셀 전체에 존재해 있는 것이 보다 바람직하다.

폴리머 계면 방향에 대해서 당해 프리틸트각을 유기시키는 것을 목적으로, 메소겐기를 갖지 않는 다가 알킬기, 또는 다가 알킬렌기를 갖는 중합성 화합물과 메소겐기를 갖는 중합성 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 전기 광학 특성은, 폴리머 네트워크 계면의 표면적, 및 폴리머 네트워크의 공극 간격에 영향받지만, 광산란을 일으키지 않는 것이 중요하며, 평균 공극 간격을 가시광의 파장보다 작게 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 당해 계면의 표면적을 넓혀서 당해 공극 간격을 작게 하기 위해서는 모노머 조성물 함유량을 증가시키는 방법이 있다. 이에 따라, 중합 상분리 구조가 변화해서 당해 공극 간격이 미세해짐에 의해 당해 계면의 표면적이 증가하도록 폴리머 네트워크가 형성되며 구동 전압, 및 하강 시간이 짧아진다. 중합 상분리 구조는, 중합 온도에도 영향받는다.

본 발명에 있어서는, 상분리 속도를 빠르게 해서 중합시킴으로써 미세한 공극을 갖는 상분리 구조가 얻어지도록 하는 것이 바람직하다. 상분리 속도는, 저분자 액정과 중합성 화합물과의 상용성이나 중합 속도에 크게 영향받는다. 화합물의 분자 구조나 함유량에 크게 의존하므로 적의 조성을 조정해서 사용하는 것이 바람직하다. 당해 상용성이 높은 경우는, 당해 중합 속도가 높은 중합성 화합물을 사용하는 것이 바람직하고, 자외선 중합인 경우는, 자외선 강도를 높이는 것이 바람직하다. 또한, 중합성 액정 조성물 중의 중합성 화합물의 함유량을 늘리는 것도 바람직하다.

상용성이 낮은 경우는, 상분리 속도는 충분히 빨라지므로 본 발명의 액정 소자를 제작하는데 바람직하다. 상용성을 낮게 하는 방법으로서, 저온에서 중합시키는 방법을 들 수 있다. 저온으로 하면 액정의 배향 질서도가 올라가고, 액정과 모노머의 상용성이 내려가기 때문에, 중합 상분리 속도를 빠르게 할 수 있다. 또한 다른 방법으로서, 중합성 액정 조성물을 과냉각 상태를 나타내는 온도로 해서 중합시키는 방법도 들 수 있다. 이 경우, 중합성 액정 조성물의 융점보다도 약간 낮게 하면 되므로, 몇 도 온도를 낮게 하는 것만으로 상분리를 빠르게 하는 것도 가능해져 바람직하다. 이들에 의해, 모노머 조성물 함유량 몇 십%를 액정에 첨가했을 경우에 상당하는 중합 상분리 구조, 즉, 하강 시간이 짧아지도록 작용하는 구조인 폴리머 네트워크 계면의 표면적이 많고 당해 공극 간격이 미세한 폴리머 네트워크 구조가 형성된다. 따라서, 본 발명의 중합성 액정 조성물은, 하강 시간이 짧아지도록 배향 기능, 가교 밀도, 앵커링력, 공극 간격을 고려해서 중합성 액정 조성을 적의 조정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 중합성 액정 조성물을 사용한 액정 소자에 있어서, 높은 콘트라스트의 표시를 얻기 위해서는 광산란이 일어나지 않도록 할 필요가 있지만, 상술한 방법을 고려해서 목적의 전압-투과율 특성, 및 스위칭 특성을 얻을 수 있도록 상분리 구조를 제어해서 적절한 폴리머 네트워크층 구조를 형성시키는 것이 중요하다. 폴리머 네트워크층 구조를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

<폴리머 네트워크층 연속 구조>

액정상 중에 액정 표시 소자 전면에 폴리머 네트워크층이 형성되고 액정상이 연속해 있는 구조로서, 폴리머 네트워크의 배향 용이 축이나 일축의 광학축이 저분자 액정의 배향 용이 축과 대략 동일 방향인 것이 바람직하고, 저분자 액정의 프리틸트각을 유기하도록 폴리머 네트워크를 형성시키는 것이 바람직하고, 폴리머 네트워크의 평균 공극 간격을 가시광의 파장보다 작은 크기이며 적어도 450㎚보다 작게 함에 의해 광산란은 일어나지 않게 되므로 바람직하다. 또한, 응답의 하강 시간을 폴리머 네트워크와 저분자 액정과의 상호 작용 효과(앵커링력)에 의해 저분자 액정 단체(單體)의 응답 시간보다 짧게 하기 위해서는, 50㎚∼450㎚의 범위로 하는 것이 바람직하다. 하강 시간이 액정의 셀두께의 영향이 적어져 셀두께가 두꺼워도 얇은 두께 정도의 하강 시간을 나타내도록 하기 위해서는, 적어도 평균 공극 간격의 하한은 200㎚ 부근이며 또한 상한은 450㎚ 부근의 범위에 들어가도록 하는 것이 바람직하다. 평균 공극 간격을 감소시키면 구동 전압의 증가가 과제로 되지만, 구동 전압의 증가를 25V 이하로 억제해서 하강 응답 시간을 짧게 하기 위해서는 250㎚ 근방 내지 450㎚의 범위에 들어가도록 하면 되며, 하강 응답 시간이 약 5msec 내지 약 1msec의 범위로 개선을 할 수 있으므로 바람직하다.

또한, 구동 전압을 5V 정도 이내의 증가로 억제하기 위해서는, 평균 공극 간격을 300㎚ 부근 내지 450㎚의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, 폴리머 네트워크의 평균 공극 간격을 제어해서 하강 응답 시간을 1msec 이하의 고속 응답으로 하는 것도 가능하다. 구동 전압이 30V 이상으로 증가하는 경우가 있지만, 평균 공극 간격을 50㎚ 부근 내지 250㎚ 부근의 사이로 하면 되며, 0.5msec 이하로 하기 위해서는 50㎚ 근방 내지 200㎚ 부근으로 하는 것이 바람직하다. 폴리머 네트워크의 평균 직경은, 평균 공극 간격과 상반하며, 20㎚ 내지 700㎚의 범위에 있는 것이 바람직하다. 중합성 화합물의 함유량이 늘어나면 평균 직경은 증가하는 경향이 있다. 반응성을 높게 해서 중합 상분리 속도를 높이면 폴리머 네트워크의 밀도가 증가해서 폴리머 네트워크의 평균 직경이 감소하므로 필요에 따라서 상분리 조건을 조정하면 된다. 중합성 화합물 함유량이 10% 이하인 경우는, 평균 직경이 20㎚ 내지 160㎚에 있는 것이 바람직하며, 평균 공극 간격이 200㎚ 내지 450㎚ 범위에 있어서는, 평균 직경이 40㎚ 내지 160㎚의 범위인 것이 바람직하다. 중합성 화합물 함유량이 10%보다 커지면 50㎚ 내지 700㎚의 범위가 바람직하며, 50㎚ 내지 400㎚의 범위가 보다 바람직하다.

<폴리머 네트워크층 불연속 구조>

액정 표시 소자 전면에 폴리머 네트워크층이 형성되고 액정상이 연속해 있는 구조에 대해서, 중합성 화합물 함유량이 낮아져 셀 전체에 폴리머 네트워크층이 덮이는데 필요한 양이 부족하면 폴리머 네트워크층이 불연속하게 형성된다. 폴리이미드 배향막 등의 기판 표면의 극성이 높으면 중합성 화합물이 액정셀 기판 계면 부근에 모이기 쉬워, 기판 표면으로부터 폴리머 네트워크가 성장해서 기판 계면에 부착하도록 폴리머 네트워크층이 형성되고, 셀 기판 표면으로부터 폴리머 네트워크층, 액정층, 폴리머 네트워크층, 대향 기판의 순으로 적층되도록 형성된다. 폴리머 네트워크층/액정층/폴리머 네트워크층의 적층 구조를 나타내며, 또한 셀 단면 방향에 대해서 적어도 셀두께의 0.5% 이상, 바람직하게는 1% 이상, 보다 바람직하게는 5% 이상의 두께의 폴리머 네트워크층이 형성되어 있으면 폴리머 네트워크와 저분자 액정과의 앵커링력의 작용에 의해 하강 시간이 짧아지는 효과가 발현해서 바람직한 경향을 나타낸다. 단, 셀두께의 영향이 커지므로 셀두께를 늘리면 하강 시간이 길어지는 경우는, 폴리머 네트워크층의 두께를 필요에 따라서 증가시키면 된다. 폴리머 네트워크층에 있어서의 폴리머 네트워크의 구조는, 저분자 액정과 배향 용이 축이나 일축의 광학축이 대략 동일한 방향으로 가지런해져 있으면 되며, 저분자 액정이 프리틸트각을 유기하도록 형성되어 있으면 된다. 평균 공극 간격은 90㎚ 내지 450㎚의 범위가 바람직하다.

예를 들면, 중합성 화합물 함유량을 1질량% 내지 6질량%로 하는 경우는, 앵커링력이 높은 메소겐기를 갖는 이관능 모노머를 사용하는 것이 바람직하고, 관능기 간의 거리가 짧은 구조이며 중합 속도가 빠른 이관능 모노머를 사용하는 것이 바람직하고, 0℃ 이하의 저온에서 중합 상분리 구조를 형성시키는 것이 바람직하다. 중합성 화합물 함유량을 6질량% 내지 10질량% 미만으로 하는 경우는, 당해 이관능 모노머와 앵커링력이 낮은 단관능 모노머와의 조합이 바람직하며, 필요에 따라서 25℃ 내지 -20℃의 범위에서 중합 상분리 구조를 형성시키는 것이 바람직하다. 또한, 당해 융점이 실온 이상이면 당해 융점보다 5℃ 정도 낮게 하면 저온 중합과 마찬가지인 효과가 얻어지므로 바람직하다. 중합성 화합물 함유량을 10질량% 내지 40질량%로 하는 경우는, 폴리머 바인더, 또는 폴리머 네트워크의 영향이 저분자 액정의 배향이나 구동 전압에 크게 영향을 미쳐 구동 전압을 증대시키므로, 저분자 액정의 배향 기능을 가지며, 또한 앵커링력이 비교적 약한 메소겐기를 갖는 중합성 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 앵커링력이 약하고 메소겐기를 갖는 중합성 화합물은, 관능기와 메소겐기의 사이에 있는 알킬렌기의 탄소수를 늘리는 것이 유효하며 탄소수가 5∼10이 바람직하다. 또한, 중합성 화합물이 30질량%를 초과하면 폴리머 바인더 중에 액정적(液晶滴)이 분산한 상태로 되는 경우도 있으며, 이 경우에도 굴절률 이방성을 갖고 있는 폴리머 바인더로서 기판면의 배향막이 나타내는 배향 방향과 폴리머 바인더의 광축 방향이 가지런해지는 것이 바람직하다.

중합성 액정 조성물 중의 중합성 화합물의 농도가 높을수록, 액정 조성물과 폴리머 계면과의 앵커링력은 커지고, τd는 고속화한다. 한편, 액정 조성물과 폴리머 계면과의 앵커링력은 커지면, τr은 저속화한다. τd와 τr의 합을 1.5ms 미만으로 하기 위해서는, 중합성 액정 조성물 중의 중합성 화합물의 농도는, 1질량% 이상 40질량% 미만이고, 2질량% 이상 15질량% 이하가 바람직하며, 3질량% 이상 8질량% 이하가 보다 바람직하다.

TFT 구동 액정 표시 소자에 사용하는 경우는, 플리커의 억제, 소부(燒付)에 의한 잔상 등의 신뢰성을 향상시킬 필요가 있으며 전압 유지율이 중요한 특성으로 된다. 전압 유지율을 저하시키는 원인은, 중합성 액정 조성물 내에 함유하고 있는 이온성 불순물에 있다고 생각된다. 특히, 가동 이온이 전압 유지율에 강한 영향을 미친다. 그 때문에, 적어도 비저항을 10¹⁴Ω·㎝ 이상이 얻어지도록 정제 처리 등을 실시해 가동 이온을 제거하는 것이 바람직하다. 또한, 라디칼 중합으로 폴리머 네트워크를 형성시키면 광중합개시제 등에서 발생하는 이온성 불순물에 의해 전압 유지율이 저하하는 경우가 있지만, 유기산이나 저분자의 부생성물(副生成物) 발생량이 적은 중합개시제를 선정하는 것이 바람직하다.

[액정 표시 소자]

본 발명의 액정 표시 소자는, 액정 조성물 중에 중합체 또는 공중합체를 함유하며, 중합체 또는 공중합체의 함유량이 액정 조성물 및 중합체 또는 공중합체의 합계의 질량의 1질량% 이상 40질량% 미만인 이외는, 종래기술에 의한 액정 표시 소자와 같은 구조를 갖는다. 즉, 본 발명에 따른 액정 표시 소자는, 적어도 한쪽에 전극을 갖는 2매의 투명 기판 간에 액정층이 협지된 구조를 갖고 있다. 그리고, 본 발명의 액정 표시 소자는, 적어도 한쪽의 투명 기판 상에 액정 조성물을 배향시키기 위한 배향층을 갖는 것이 바람직하다. 기판에 마련된 이 배향층과 기판에 마련된 전극에 전압을 인가해서, 액정 분자의 배향이 제어된다. 폴리머 네트워크 또는 폴리머 바인더가 일축성의 굴절률 이방성 또는 배향 용이 축 방향을 가지며, 폴리머 네트워크 또는 폴리머 바인더의 광축 방향 또는 배향 용이 축 방향과 저분자 액정의 배향 용이 축 방향이 동일 방향인 것이 바람직하다.

이 점에서, 일축성의 굴절률 이방성 또는 배향 용이 축 방향을 갖지 않는 광산란형의 폴리머 네트워크 액정이나 고분자 분산형 액정과는 다르다. 또한, 배향층의 배향 용이 축 방향과 폴리머 네트워크 또는 폴리머 바인더의 배향 용이 축 방향이 동일한 것이 바람직하다. 편광판, 위상차 필름 등을 구비시킴에 의해, 이 배향 상태를 이용해서 표시시킨다. 액정 표시 소자로서는, TN, STN, ECB, VA, VA-TN, IPS, FFS, π셀, OCB, 콜레스테릭 액정 등의 동작 모드에 적용할 수 있다. 그 중에서도, VA, IPS, FFS, VA-TN, TN, ECB가 특히 바람직하다. 또, 본 발명의 액정 표시 소자는, 액정 조성물 중에 중합체 또는 공중합체를 함유하는 점에서, 배향막 상에 중합체 또는 공중합체를 갖는 PSA(Polymer Sustained Alignment)형 액정 표시 소자와는 다르다.

본 발명의 액정 표시 소자의 기판 간의 거리(d)는, 2∼5㎛의 범위가 바람직하며, 3.5㎛ 이하가 더 바람직하다. 일반적으로, 액정 조성물의 복굴절률과 셀두께의 곱이 0.275 근방으로 되도록 복굴절률을 조정하지만, 본 발명의 중합성 액정 조성물에서는 중합 상분리 후에 폴리머 네트워크가 형성되기 때문에, 폴리머 네트워크의 앵커링력 작용과 폴리머 네트워크의 광학적인 성질에 의해 전계 인가 시의 액정 표시 소자의 복굴절률이 낮아지므로 액정 조성물, 및 중합 조성물, 또는 중합성 액정 조성물에 포함되는 액정 조성물의 복굴절률(Δn)과 기판 간의 거리(d)의 곱은, 구동 전압이 폴리머 네트워크 형성에 의해 5V 정도 이내의 증가에서는 0.3∼0.4㎛의 범위가 특히 바람직하고, 3V 정도 이내의 증가에서는 0.30∼0.35㎛의 범위가 더 바람직하고, 구동 전압이 1V 이내의 증가에서는 0.29∼0.33㎛의 범위가 특히 바람직하다. 액정 표시 소자의 기판 간의 거리(d) 및 액정 조성물의 복굴절(Δn)과 기판 간의 거리(d)의 곱을 각각 상기 범위 내로 함에 의해, 투과율은, 저분자 액정 단독에 필적하도록 높고, 고속 응답이며 색재현성이 바람직한 표시를 얻을 수 있다. 중합성 액정 조성물에 사용하는 액정 조성물의 복굴절률을, 셀두께(d)와 복굴절률(Δn)의 곱이 0.275에 대해서 1 내지 1.9배로 되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 표시 소자의 구동 전압은, 액정 조성물의 유전 이방성이나 탄성 상수만으로 정해지는 것은 아니며, 액정 조성물과 폴리머 계면과의 사이에서 작용하는 앵커링력에 크게 영향받는다.

예를 들면 고분자 분산형 액정 표시 소자의 구동 전압에 관한 기술(記述)로서, 일본국 특개평6-222320호 공보에 있어서 다음 식의 관계가 나타나 있다.

(Vth는 문턱값 전압을 나타내고, 1Kii 및 2Kii는 탄성 상수를 나타내고, I는 1, 2 또는 3을 나타내고, Δε는 유전율 이방성을 나타내고, <r>은 투명성 고분자 물질 계면의 평균 공극 간격을 나타내고, A는 액정 조성물에 대한 투명성 고분자 물질의 앵커링력을 나타내고, d는 투명성 전극을 갖는 기판 간의 거리를 나타낸다)

이에 따르면, 광산란형 액정 표시 소자의 구동 전압은, 투명성 고분자 물질 계면의 평균 공극 간격, 기판 간의 거리, 액정 조성물의 탄성 상수·유전율 이방성, 및 액정 조성물과 투명성 고분자 물질간의 앵커링 에너지에 의해서 결정된다.

이 중 본 발명의 액정 표시 소자로 제어할 수 있는 파라미터는, 액정 물성과 폴리머간의 앵커링력이다. 앵커링력은, 당해 폴리머의 분자 구조, 및 저분자 액정의 분자 구조에 크게 의존하기 때문에, 앵커링력이 강한 중합성 화합물을 선정하면 응답 시간을 1.5ms 이하로 빠르게 하는 것이 가능함과 동시에, 구동 전압이 30V 이상으로 증가하므로, 구동 전압이 30V 이하이며 응답 속도가 1.5ms 이하로 되도록 적의 액정 화합물, 및 중합성 화합물의 선정을 행해 조성을 조정하는 것이 바람직하다.

앵커링력이 강한 폴리머 전구체와 앵커링력이 약한 폴리머 전구체를 적의 배합해서 구동 전압과 응답 속도의 밸런스가 취해지도록 조성을 조정하는 것이 바람직하다. 한편, 구동 전압을 낮게 하는데 요구되는 액정 조성물의 물성으로서는, P형 액정에서는 유전 이방성이 6 이상이고, N형 액정에서는 유전 이방성이 -3 이하로 하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 복굴절률을 0.09 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 액정 조성물의 복굴절률과 섬유상, 또는 주상 폴리머 네트워크의 굴절률을 가능한 한 가깝게 해 광산란을 없애면 보다 바람직해진다. 단, 폴리머 전구체의 농도에 액정 소자의 리타데이션이 영향받으므로, 적의, 필요한 리타데이션이 얻어지도록 액정 조성물의 복굴절률을 증감시켜서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 표시 소자는, 상술한 액정 조성물을 -50℃ 내지 30℃로 하면서 에너지선을 조사해서, 중합성 화합물을 중합해서 액정 조성물 중에 굴절률 이방성 또는 배향 용이 축 방향을 갖는 폴리머 네트워크를 형성해서 얻어진 것임이 바람직하다. 중합 온도의 상한은, 30℃이고, 20℃∼-10℃가 바람직하다. 실시예에 있어서 후술하는 바와 같이, 본 발명자는, 중합성 화합물 조성에 의존해서 저온 중합, 및 상온(常溫) 중합에 의해, τd가 더 고속화하는 것을 알아냈다. 이 이유는, 1)저온에 의해 액정 분자의 배향도가 상승한 상태에서 중합하는 것, 2)저온 중합에 의해 중합한 폴리머와 액정 조성물과의 상용성이 내려감으로써 상분리가 용이해지고, 중합 상분리 속도가 빨라져 폴리머 네트워크의 공극 간격이 미세해지는 것, 3)비교적 앵커링력이 낮은 중합성 화합물을 사용해도 공극 간격이 미세하기 때문에, 앵커링력의 영향력이 강해지는 굴절률 이방성 폴리머 네트워크의 형성 등에 의한 것으로 생각된다.

또한, 본 발명의 액정 표시 소자는, 일축성의 굴절률 이방성 또는 배향 용이 축 방향을 갖는 폴리머 네트워크 또는 폴리머 바인더의 광축 방향 또는 배향 용이 축 방향이 투명 기판에 대해서 프리틸트각을 이루도록 형성된 것임이 바람직하며, 전계의 강도를 조정해서 저분자 액정의 배향 제어를 행하고, 기판면에 대해서 경사시킴에 의해, 상술한 액정층에 전압을 인가하면서 에너지선을 조사함으로써, 중합성 화합물을 고분자화시켜, 액정 조성물 중의 굴절률 이방성 또는 배향 용이 축 방향을 갖는 중합체를 얻어 이루어지는 구성인 것이 바람직하다. 수직 배향의 VA 모드에 있어서는, 기판 법선 방향에 대해서 프리틸트각이 20도 이내로 되도록 전압을 인가해서 중합시킴에 의해, 현행의 VA 모드셀이 사용되고 있는 프로트루전 등이나 PSA 액정의 미세한 폴리머 돌기에 상당하는 효과가 있을 뿐만 아니라, PSA에서는 실현할 수 없는 고속 응답을 나타내므로 특히 바람직하다. 또한, 전계 방향을 복수의 방향으로부터 인가해서 고분자화시킴에 의해 멀티도메인을 형성시킬 수 있으며, 시야각 향상이 가능하며 보다 바람직해진다.

또한, 기판 계면 수직 배향막 계면에 있어서 저분자 액정이 프리틸트각을 유기하도록 광배향 처리나 러빙 배향 처리 등을 당해 배향막에 실시함으로써 저분자 액정 배향이 기우는 방향이 규정되고 스위칭 시의 배향 결함 발생이 억제되어 바람직하며, 복수의 방향으로 기울도록 당해 배향 처리를 실시하는 것도 바람직하다. 상기 액정층은, 중합성 화합물을 함유한 액정 조성물에 대해, 적의 -50℃ 내지 30℃의 온도 범위에서 교류 전계를 인가함과 함께, 자외선 또는 전자선을 조사함으로써, 굴절률 이방성을 갖는 폴리머 네트워크의 광축 방향이 기판면에 대해서 프리틸트각을 이루도록 액정 중에 형성된다. 이 프리틸트각은 저분자 액정의 유전 이방성에 의해 전계를 인가함에 의해 유기된 배향 상태에서 중합 상분리시키면, 중합 후의 폴리머 네트워크의 광축을 기판면에 대해서 경사시킨 액정 소자를 얻을 수 있으며, 상기 중합성 화합물을 고분자화시킨 구성인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 액정 표시 소자에 사용되는 2매의 기판은 유리 또는 플라스틱과 같은 유연성을 갖는 투명한 재료를 사용할 수 있다. 투명 전극층을 갖는 투명 기판은, 예를 들면, 유리판 등의 투명 기판 상에 인듐주석옥사이드(ITO)를 스퍼터링함에 의해 얻을 수 있다.

컬러 필터는, 예를 들면, 안료분산법, 인쇄법, 전착법 또는, 염색법 등에 의해서 작성할 수 있다. 안료분산법에 의한 컬러 필터의 작성 방법을 일례로 설명하면, 컬러 필터용의 경화성 착색 조성물을, 당해 투명 기판 상에 도포하고, 패터닝 처리를 실시하고, 그리고 가열 또는 광조사에 의해 경화시킨다. 이 공정을, 적, 녹, 청의 3색에 대하여 각각 행함으로써, 컬러 필터용의 화소부를 작성할 수 있다. 그 외, 당해 기판 상에, TFT, 박막 다이오드 등의 능동 소자를 마련한 화소 전극을 설치해도 된다.

상기 기판을, 투명 전극층이 내측으로 되도록 대향시킨다. 그때, 스페이서를 개재해서, 기판의 간격을 조정해도 된다. 이때는, 얻어지는 조광층의 두께가 1∼100㎛로 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 1.5 내지 10㎛가 더 바람직하고, 편광판을 사용하는 경우는, 콘트라스트가 최대로 되도록 액정의 굴절률 이방성Δn과 셀두께d와의 곱을 조정해서 표시 모드에 따라 550㎚의 1/2, 또는 1/4로 되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 2매의 편광판이 있는 경우는, 각 편광판의 편광축을 조정해서 시야각이나 콘트라스트가 양호해지도록 조정할 수도 있다. 또한, 시야각을 넓히기 위한 위상차 필름도 사용할 수 있다. 스페이서로서는, 예를 들면, 유리 입자, 플라스틱 입자, 알루미나 입자, 포토레지스트 재료 등으로 이루어지는 주상 스페이서 등을 들 수 있다. 그 후, 에폭시계 열경화성 조성물 등의 씰제를, 액정 주입구를 마련한 형태로 당해 기판에 스크린 인쇄하고, 당해 기판끼리를 첩합하고, 가열해 씰제를 열경화시킨다.

2매의 기판 간에 중합성 액정 조성물을 협지시키는 방법은, 통상의 진공 주입법 또는 ODF법 등을 사용할 수 있다. ODF법의 액정 표시 소자 제조 공정에 있어서는, 백플레인 또는 프론트플레인의 어느 한쪽의 기판에 에폭시계 광열 병용 경화성 등의 씰제를, 디스펜서를 사용해서 폐루프 제방 형상으로 묘화하고, 그 중에 탈기 하에서 소정량의 중합성 액정 조성물을 적하 후, 프론트플레인과 백플레인을 접합함에 의해서 액정 표시 소자를 제조할 수 있다. 본 발명에 사용되는 중합성 액정 조성물은, ODF 공정에 있어서의 액정·모노머 복합 재료의 적하를 안정적으로 행할 수 있기 때문에, 호적(好適)하게 사용할 수 있다.

중합성 화합물을 중합시키는 방법으로서는, 액정의 양호한 배향 성능을 얻기 위해서는, 적당한 중합 속도가 바람직하므로, 활성 에너지선인 자외선 또는 전자선을 단일 또는 병용 또는 차례로 조사함에 의해서 중합시키는 방법이 바람직하다. 자외선을 사용할 경우, 편광 광원을 사용해도 되고, 비편광 광원을 사용해도 된다. 또한, 중합성 액정 조성물을 2매의 기판 간에 협지시킨 상태에서 중합을 행할 경우에는, 적어도 조사면측의 기판은 활성 에너지선에 대해서 적당한 투명성이 부여되어 있지 않으면 안 된다. 또한, 중합성 화합물을 함유한 액정 조성물에 대해, 중합성 액정 조성물을 -50℃ 내지 20℃의 온도 범위에서 교류 전계를 인가함과 함께, 자외선 혹은 전자선을 조사하는 것이 바람직하다. 인가하는 교류 전계는, 주파수 10㎐ 내지 10㎑의 교류가 바람직하며, 주파수 100㎐ 내지 5㎑가 보다 바람직하고, 전압은 액정 표시 소자의 원하는 프리틸트각에 의존해서 선택된다. 즉, 인가하는 전압에 의해 액정 표시 소자의 프리틸트각을 제어할 수 있다. 횡전계형 MVA 모드의 액정 표시 소자에 있어서는, 배향안정성 및 콘트라스트의 관점에서 프리틸트각을 80도 내지 89.9도로 제어하는 것이 바람직하다.

조사 시의 온도는, 중합성 액정 조성물이 -50℃ 내지 30℃의 온도 범위인 것이 바람직하다. 자외선을 발생시키는 램프로서는, 메탈할라이드 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프 등을 사용할 수 있다. 또한, 조사하는 자외선의 파장으로서는, 액정 조성물의 흡수 파장역이 아닌 파장 영역의 자외선을 조사하는 것이 바람직하며, 필요에 따라서, 365㎚ 미만의 자외선을 컷해서 사용하는 것이 바람직하다. 조사하는 자외선의 강도는, 0.1㎽/㎠∼100W/㎠가 바람직하며, 2㎽/㎠∼50W/㎠가 보다 바람직하다. 조사하는 자외선의 에너지량은, 적의 조정할 수 있지만, 10mJ/㎠ 내지 500J/㎠가 바람직하며, 100mJ/㎠ 내지 200J/㎠가 보다 바람직하다. 자외선을 조사할 때에, 강도를 변화시켜도 된다. 자외선을 조사하는 시간은 조사하는 자외선 강도에 따라 적의 선택되지만, 10초 내지 3600초가 바람직하며, 10초 내지 600초가 보다 바람직하다.

(횡전계형)

우선, 본 발명의 일 실시형태의 액정 표시 소자에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 발명의 액정 표시 소자의 일례를 나타내는 개략 단면도이다. 본 발명의 일 실시형태의 액정 표시 소자(10)는, 배향층(4)이 표면에 형성된 제1 기판(2)과, 상기 제1 기판으로부터 이간해서 마련되며, 또한 광배향층이 표면에 형성된 제2 기판(7)과, 상기 제1 기판(2) 및 제2 기판(7) 간에 충전되며, 또한 상기 한 쌍의 배향층과 맞닿는 액정층(5)을 구비하고, 상기 배향층(4)(4a, 4b)과 상기 제1 기판(2)과의 사이에 액티브 소자로서 박막 트랜지스터, 공통 전극(22) 및 화소 전극을 구비한 전극층(3)을 갖고 있다.

도 1은, 액정 표시 소자의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 1에서는, 설명을 위하여 편의상 각 구성 요소를 이간해서 기재하고 있다. 본 발명의 일 실시형태의 액정 표시 소자(10)의 구성은, 도 1에 기재하는 바와 같이, 대향하게 배치된 제1 투명 절연 기판(2)과, 제2 투명 절연 기판(7)과의 사이에 협지된 중합성 액정 조성물(또는 액정층(5))을 갖는 횡전계 방식(도면에서는 일례로서 IPS의 일 형태로서의 FFS 모드)의 액정 표시 소자이다. 제1 투명 절연 기판(2)은, 액정층(5)측의 면에 전극층(3)이 형성되어 있다. 또한, 액정층(5)과, 제1 투명 절연 기판(2) 및 제2 투명 절연 기판(7)의 각각의 사이에, 액정층(5)을 구성하는 중합성 액정 조성물과 직접 맞닿아서 호모지니어스 배향을 유기하는 한 쌍의 배향막(4)(4a, 4b)을 가지며, 당해 중합성 액정 조성물 중의 액정 분자는, 전압 무인가 시에 상기 기판(2, 7)에 대해서 대략 평행이 되도록 배향되어 있다. 도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 상기 제2 기판(7) 및 상기 제1 기판(2)은, 한 쌍의 편광판(1, 8)에 의해 협지되어도 된다. 또한, 도 1에서는, 상기 제2 기판(7)과 배향막(4)과의 사이에 컬러 필터(6)가 마련되어 있다. 또, 본 발명에 따른 액정 표시 소자의 형태로서는, 소위 컬러 필터 온 어레이(COA)여도 되고, 박막 트랜지스터를 포함하는 전극층과 액정층과의 사이에 컬러 필터를 마련해도 되며, 또는 당해 박막 트랜지스터를 포함하는 전극층과 제2 기판과의 사이에 컬러 필터를 마련해도 된다.

즉, 본 발명의 일 실시형태의 액정 표시 소자(10)는, 제1 편광판(1)과, 제1 기판(2)과, 박막 트랜지스터를 포함하는 전극층(3)과, 배향막(4)과, 중합성 액정 조성물을 포함하는 액정층(5)과, 배향막(4)과, 컬러 필터(6)와, 제2 기판(7)과, 제2 편광판(8)이 순차 적층된 구성이다.

제1 기판(2)과 제2 기판(7)은 유리 또는 플라스틱과 같은 유연성을 갖는 투명한 재료를 사용할 수 있으며, 한쪽은 실리콘 등의 불투명한 재료여도 된다. 2매의 기판(2, 7)은, 주변 영역에 배치된 에폭시계 열경화성 조성물 등의 씰재 및 봉지재에 의해서 첩합되어 있고, 그 사이에는 기판 간 거리를 유지하기 위하여, 예를 들면, 유리 입자, 플라스틱 입자, 알루미나 입자 등의 입상 스페이서 또는 포토리소그래피법에 의해 형성된 수지로 이루어지는 스페이서 기둥이 배치되어 있어도 된다.

도 2는, 도 1에 있어서의 기판(2) 상에 형성된 전극층(3)의 Ⅱ선으로 둘러싸인 영역을 확대한 평면도이다. 도 3은, 도 2에 있어서의 Ⅲ-Ⅲ선 방향으로 도 1에 나타내는 액정 표시 소자를 절단한 단면도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 기판(2)의 표면에 형성되어 있는 박막 트랜지스터를 포함하는 전극층(3)은, 주사 신호를 공급하기 위한 복수의 게이트 배선(24)과 표시 신호를 공급하기 위한 복수의 데이터 배선(25)이, 서로 교차해서 매트릭스상으로 배치되어 있다. 또, 도 2에는, 한 쌍의 게이트 배선(24) 및 한 쌍의 데이터 배선(25)만이 나타나 있다.

복수의 게이트 배선(24)과 복수의 데이터 배선(25)에 의해 둘러싸인 영역에 의해, 액정 표시 장치의 단위 화소가 형성되며, 당해 단위 화소 내에는, 화소 전극(21) 및 공통 전극(22)이 형성되어 있다. 게이트 배선(24)과 데이터 배선(25)이 서로 교차해 있는 교차부 근방에는, 소스 전극(27), 드레인 전극(26) 및 게이트 전극(28)을 포함하는 박막 트랜지스터가 마련되어 있다. 이 박막 트랜지스터는, 화소 전극(21)에 표시 신호를 공급하는 스위치 소자로서, 화소 전극(21)과 연결하고 있다. 또한, 게이트 배선(24)과 병행해서, 공통 라인(도시하지 않음)이 마련된다. 이 공통 라인은, 공통 전극(22)에 공통 신호를 공급하기 위하여, 공통 전극(22)과 연결하고 있다.

박막 트랜지스터의 구조의 호적한 일 태양은, 예를 들면, 도 3에서 나타내는 바와 같이, 기판(2) 표면에 형성된 게이트 전극(11)과, 당해 게이트 전극(11)을 덮으며, 또한 상기 기판(2)의 대략 전면을 덮도록 마련된 게이트 절연층(12)과, 상기 게이트 전극(11)과 대향하도록 상기 게이트 절연층(12)의 표면에 형성된 반도체층(13)과, 상기 반도체층(13)의 표면의 일부를 덮도록 마련된 보호층(14)과, 상기 보호층(14) 및 상기 반도체층(13)의 한쪽의 측단부를 덮으며, 또한 상기 기판(2) 표면에 형성된 상기 게이트 절연층(12)과 접촉하도록 마련된 드레인 전극(16)과, 상기 보호층(14) 및 상기 반도체층(13)의 다른 쪽의 측단부를 덮으며, 또한 상기 기판(2) 표면에 형성된 상기 게이트 절연층(12)과 접촉하도록 마련된 소스 전극(17)과, 상기 드레인 전극(16) 및 상기 소스 전극(17)을 덮도록 마련된 절연 보호층(18)을 갖고 있다. 게이트 전극(11)의 표면에 게이트 전극과의 단차를 없애는 등의 이유에 의해 양극 산화 피막(도시하지 않음)을 형성해도 된다.

상기 반도체층(13)에는, 아모퍼스 실리콘, 다결정 폴리 실리콘 등을 사용할 수 있지만, ZnO, IGZO(In-Ga-Zn-O), ITO 등의 투명 반도체막을 사용하면, 광흡수에 기인하는 광캐리어의 폐해를 억제할 수 있으며, 소자의 개구율을 증대하는 관점에서도 바람직하다.

또한, 쇼트키 장벽의 폭이나 높이를 저감하는 목적으로 반도체층(13)과 드레인 전극(16) 또는 소스 전극(17)과의 사이에 오믹 접촉층(15)을 마련해도 된다. 오믹 접촉층에는, n형 아모퍼스 실리콘이나 n형 다결정 폴리 실리콘 등의 인 등의 불순물을 고농도로 첨가한 재료를 사용할 수 있다.

게이트 배선(26)이나 데이터 배선(25), 공통 라인(29)은 금속막인 것이 바람직하며, Al, Cu, Au, Ag, Cr, Ta, Ti, Mo, W, Ni 또는 그 합금이 보다 바람직하고, Al 또는 그 합금의 배선을 사용하는 경우가 특히 바람직하다. 또한, 절연 보호층(18)은, 절연 기능을 갖는 층이며, 질화규소, 이산화규소, 규소산질화막 등으로 형성된다.

도 2 및 도 3에 나타내는 실시형태에서는, 공통 전극(22)은 게이트 절연층(12) 상의 거의 전면에 형성된 평판상의 전극이며, 한편, 화소 전극(21)은 공통 전극(22)을 덮는 절연 보호층(18) 상에 형성된 빗형의 전극이다. 즉, 공통 전극(22)은 화소 전극(21)보다도 제1 기판(2)에 가까운 위치에 배치되며, 이들 전극은 절연 보호층(18)을 개재해 서로 겹쳐서 배치된다. 화소 전극(21)과 공통 전극(22)은, 예를 들면, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide) 등의 투명 도전성 재료에 의해 형성된다. 화소 전극(21)과 공통 전극(22)이 투명 도전성 재료에 의해 형성되기 때문에, 단위 화소 면적으로 개구되는 면적이 커지며, 개구율 및 투과율이 증가한다.

또한, 화소 전극(21)과 공통 전극(22)은, 이들 전극 간에 프린지 전계를 형성하기 때문에, 화소 전극(21)과 공통 전극(22)과의 사이의 전극 간 거리(최소 이간 거리라고도 함) : R이, 제1 기판(2)과 제2 기판(7)과의 거리 : G보다 작아지도록 형성된다. 여기에서, 전극 간 거리 : R은 각 전극 간의 기판에 수평 방향의 거리를 나타낸다. 도 3에서는, 평판상의 공통 전극(22)과 빗형의 화소 전극(21)이 서로 겹쳐 있기 때문에, 전극 간 거리 : R=0으로 되는 예가 나타나 있고, 최소 이간 거리 : R이 제1 기판(2)과 제2 기판(7)과의 거리(즉, 셀갭) : G보다도 작아지기 때문에, 프린지의 전계E가 형성된다. 따라서, FFS형의 액정 표시 소자는, 화소 전극(21)의 빗형을 형성하는 라인에 대해서 수직인 방향으로 형성되는 수평 방향의 전계와, 포물선상의 전계를 이용할 수 있다. 화소 전극(21)의 빗 형상 부분의 전극폭 : l, 및, 화소 전극(21)의 빗 형상 부분의 간극의 폭 : m은, 발생하는 전계에 의해 액정층(5) 내의 액정 분자가 모두 구동될 수 있을 정도의 폭으로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 화소 전극과 공통 전극과의 최소 이간 거리R은, 게이트 절연층(12)의 (평균)막두께로서 조정할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 액정 표시 소자는, 도 3과는 달리, 화소 전극(21)과 공통 전극(22)과의 사이의 전극 간 거리(최소 이간 거리라고도 함) : R이, 제1 기판(2)과 제2 기판(7)과의 거리 : G보다 커지도록 형성되어도 된다(IPS 방식). 이 경우, 예를 들면, 빗 형상의 화소 전극 및 빗 형상의 공통 전극이 대략 동일면 내에 교호(交互)로 되도록 마련되는 구성 등을 들 수 있다.

본 발명에 따른 액정 표시 소자의 바람직한 일 형태는, 프린지 전계를 이용하는 FFS 방식의 액정 표시 소자인 것이 바람직하며, 공통 전극(22)과 화소 전극(21)과의 인접하는 최단 이간 거리d가, 배향막(4)끼리(기판 간 거리)의 최단 이간 거리D보다 짧으면, 공통 전극과 화소 전극과의 사이에 프린지 전계가 형성되어, 액정 분자의 수평 방향 및 수직 방향의 배향을 효율적으로 이용할 수 있다. 본 발명의 FFS 방식 액정 표시 소자의 경우, 장축 방향이, 배향층의 배향 방향과 평행이 되도록 배치하고 있는 액정 분자에 전압을 인가하면, 화소 전극(21)과 공통 전극(22)과의 사이에 포물선형의 전계의 등전위선이 화소 전극(21)과 공통 전극(22)의 상부에까지 형성되고, 액정층(5) 내의 액정 분자의 장축이 형성된 전계를 따라 배열한다. 따라서, 낮은 유전 이방성이어도 액정 분자가 구동할 수 있다.

본 발명에 따른 컬러 필터(6)는, 광의 누설을 방지하는 관점에서, 박막 트랜지스터 및 스토리지 커패시터(23)에 대응하는 부분에 블랙매트릭스(도시하지 않음)를 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 컬러 필터(6)는, 통상 R(적)G(녹)B(청)의 3개 필터 화소로부터 영상이나 화상의 1도트로 이루어지며, 예를 들면, 이들 3개의 필터는 게이트 배선이 연장하는 방향으로 나열해 있다. 당해 컬러 필터(6)는, 예를 들면, 안료분산법, 인쇄법, 전착법 또는, 염색법 등에 의해서 제작할 수 있다. 안료분산법에 의한 컬러 필터의 제작 방법을 일례로 설명하면, 컬러 필터용의 경화성 착색 조성물을, 당해 투명 기판 상에 도포하고, 패터닝 처리를 실시하고, 그리고 가열 또는 광조사에 의해 경화시킨다. 이 공정을, 적, 녹, 청의 3색에 대하여 각각 행함으로써, 컬러 필터용의 화소부를 제작할 수 있다. 그 외, 당해 기판 상에, TFT, 박막 다이오드 등의 능동 소자를 마련한 화소 전극을 설치한 소위 컬러 필터 온 어레이이어도 된다.

전극층(3) 및 컬러 필터(6) 상에는, 액정층(5)을 구성하는 중합성 액정 조성물과 직접 맞닿아서 호모지니어스 배향을 유기하는 한 쌍의 배향막(4)이 마련되어 있다.

또한, 편광판(1) 및 편광판(8)은, 각 편광판의 편광축을 조정해서 시야각이나 콘트라스트가 양호해지도록 조정할 수 있으며, 그들의 투과축이 노멀리 블랙 모드에서 작동하도록, 서로 직행하는 투과축을 갖는 것이 바람직하다. 특히, 편광판(1) 및 편광판(8) 중 어느 하나는, 액정 분자의 배향 방향과 평행한 투과축을 갖도록 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 콘트라스트가 최대로 되도록 액정의 굴절률 이방성Δn과 셀두께d와의 곱을 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 시야각을 넓히기 위한 위상차 필름도 사용할 수 있다.

또한, 다른 액정 표시 소자의 실시형태로서, IPS 방식의 경우는, 근접하는 공통 전극과 화소 전극과의 최단 이간 거리d가 액정 배향막 간의 최단 이간 거리G보다 긴 조건이고, 예를 들면, 공통 전극과 화소 전극이 동일 기판 상에 형성되며, 또한 당해 공통 전극과 당해 화소 전극이 교호로 배치되어 있는 경우로서, 근접하는 공통 전극과 화소 전극과의 최단 이간 거리d가 액정 배향막 간의 최단 이간 거리G보다 긴 구조 등을 들 수 있다.

본 발명에 따른 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 전극층을 갖는 기판 및/또는 기판 표면에 피막을 형성한 후, 당해 피막이 내측으로 되도록 한 쌍의 기판을 이간해서 대향시킨 후, 액정 조성물을 기판 간에 충전하는 것이 바람직하다. 그때, 스페이서를 개재해서, 기판의 간격을 조정하는 것이 바람직하다.

상기 기판 간의 거리(얻어지는 액정층의 평균 두께이며, 피막 간의 이간 거리라고도 한다)는, 1∼100㎛로 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 상기 피막 간의 평균 이간 거리는, 1.5∼10㎛가 더 바람직하다.

본 발명에 있어서, 기판 간의 거리를 조정하기 위하여 사용하는 스페이서로서는, 예를 들면, 유리 입자, 플라스틱 입자, 알루미나 입자, 포토레지스트 재료 등으로 이루어지는 주상 스페이서 등을 들 수 있다.

도 1∼도 3을 사용해서 설명한 FFS형의 액정 표시 소자는 일례로서, 본 발명의 기술적 사상으로부터 일탈하지 않는 한에 있어서, 다른 다양한 형태로 실시하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 액정 표시 소자의 다른 실시형태를 도 4 및 도 5를 사용해서 이하 설명한다.

예를 들면, 도 4는, 도 1에 있어서의 기판(2) 상에 형성된 전극층(3)의 Ⅱ선으로 둘러싸인 영역을 확대한 평면도의 다른 실시형태이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 화소 전극(21)이 슬릿을 갖는 구성으로 해도 된다. 또한, 슬릿의 패턴을, 게이트 배선(24) 또는 데이터 배선(25)에 대해서 경사각을 갖도록 해서 형성해도 된다.

당해 도 4에 나타내는 화소 전극(21)은, 대략 장방형의 평판체의 전극을 대략 직사각형 액자상의 노치부로 도려낸 형상이다. 또한, 당해 화소 전극(21)의 배면에는 절연 보호층(18)(도시하지 않음)을 개재해서 빗살 형상의 공통 전극(22)이 일면에 형성되어 있다. 그리고, 인접하는 공통 전극과 화소 전극과의 최단 이간 거리R은 배향층끼리의 최단 이간 거리G보다 짧은 경우는 FFS 방식으로 되고, 긴 경우는 IPS 방식으로 된다. 또한, 상기 화소 전극의 표면에는 보호 절연막 및 배향막층에 의해서 피복되어 있는 것이 바람직하다. 또, 상기와 마찬가지로, 상기 복수의 게이트 배선(24)과 복수의 데이터 배선(25)에 둘러싸인 영역에는 데이터 배선(25)을 개재해서 공급되는 표시 신호를 보존하는 스토리지 커패시터(23)를 마련해도 된다. 또, 노치부의 형상은 특히 제한되는 것은 아니며, 도 4에서 나타내는 대략 직사각형뿐만 아니라, 타원, 원형, 장방형상, 마름모형, 삼각형, 또는 평행사변형 등 공지의 형상의 노치부를 사용할 수 있다. 또한, 인접하는 공통 전극과 화소 전극과의 최단 이간 거리R이 배향층끼리의 최단 이간 거리G보다 긴 경우는 IPS 방식의 표시 소자로 된다.

도 5는, 도 3과는 다른 실시형태이며, 도 2에 있어서의 Ⅲ-Ⅲ선 방향으로 도 1에 나타내는 액정 표시 소자를 절단한 단면도의 다른 예이다. 배향층(4) 및 박막 트랜지스터(20)를 포함하는 전극층(3)이 표면에 형성된 제1 기판(2)과, 배향층(4)이 표면에 형성된 제2 기판(8)이 소정의 간격D로 배향층끼리 서로 마주하도록 이간해 있고, 이 공간에 액정 조성물을 포함하는 액정층(5)이 충전되어 있다. 제1 기판(2)의 표면의 일부에 게이트 절연층(12), 공통 전극(22), 절연 보호층(18), 화소 전극(21) 및 배향층(4)의 순으로 적층되어 있다. 또한, 도 4에도 나타내는 바와 같이, 화소 전극(21)은, 평판체의 중앙부 및 양 단부가 삼각 형상의 노치부로 도려내지고, 추가로 남은 영역이 장방형상의 노치부로 도려내진 형상이며, 또한 공통 전극(22)은 상기 화소 전극(21)의 대략 타원형상의 노치부와 대략 평행하게 빗살 형상의 공통 전극이 상기 화소 전극보다 제1 기판측에 배치되어 이루어지는 구조이다.

도 5에 나타내는 예에서는, 빗형 혹은 슬릿을 갖는 공통 전극(22)을 사용하고 있으며, 화소 전극(21)과 공통 전극(22)과의 전극 간 거리는 R=α로 된다(또, 도 5에서는 편의상 전극 간 거리의 수평 성분을 R로서 기재하고 있음). 또한, 도 3에서는 공통 전극(22)이 게이트 절연층(12) 상에 형성되어 있는 예가 나타나 있었지만, 도 5에 나타나는 바와 같이, 공통 전극(22)을 제1 기판(2) 상에 형성하고, 게이트 절연층(12)을 개재해서 화소 전극(21)을 마련하도록 해도 된다. 화소 전극(21)의 전극폭 : l, 공통 전극(22)의 전극폭 : n, 및, 전극 간 거리 : R은, 발생하는 전계에 의해 액정층(5) 내의 액정 분자가 모두 구동될 수 있을 정도의 폭으로 적의 조정하는 것이 바람직하다. 인접하는 공통 전극과 화소 전극과의 최단 이간 거리R은 배향층끼리의 최단 이간 거리G보다 짧은 경우는 FFS 방식으로 되고, 긴 경우는 IPS 방식으로 된다. 또한, 도 5에서는 화소 전극(21)과 공통 전극(22)의 두께 방향의 위치가 다르지만, 양 전극의 두께 방향에 있어서의 위치를 동일하게 해도 또는 공통 전극이 액정층(5)측에 마련해도 된다.

(수직 전계형)

본 발명의 바람직한 다른 실시형태는, 액정 조성물을 사용한 수직 전계형의 액정 표시 소자이다. 도 6은, 수직 전계형의 액정 표시 소자의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 7에서는, 설명을 위하여 편의상 각 구성 요소를 이간해서 기재하고 있다. 도 7은, 당해 도 6에 있어서의 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터를 포함하는 전극층(300)(또는 박막 트랜지스터층(300)이라고도 한다)의 Ⅶ선으로 둘러싸인 영역을 확대한 평면도이다. 도 8은, 도 7에 있어서의 Ⅷ-Ⅷ선 방향으로 도 6에 나타내는 액정 표시 소자를 절단한 단면도이다. 이하, 도 6∼9를 참조해서, 본 발명에 따른 수직 전계형의 액정 표시 소자를 설명한다.

본 발명에 따른 액정 표시 소자(1000)의 구성은, 도 6에 기재하는 바와 같이 투명 도전성 재료로 이루어지는 투명 전극(층)(600)(또는 공통 전극(600)이라고도 한다)을 구비한 제2 기판(800)과, 투명 도전성 재료로 이루어지는 화소 전극 및 각 화소에 구비한 상기 화소 전극을 제어하는 박막 트랜지스터를 형성한 박막 트랜지스터층(300)을 포함하는 제1 기판(200)과, 상기 제1 기판(200)과 제2 기판(800)과의 사이에 협지된 중합성 액정 조성물(또는 액정층(500))을 갖고, 당해 중합성 액정 조성물에 관한 중의 액정 분자의 전압 무인가 시의 배향이 상기 기판(200, 800)에 대해서 대략 수직인 액정 표시 소자이다. 또한 도 6 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 상기 제2 기판(800) 및 상기 제1 기판(200)은, 한 쌍의 편광판(100, 900)에 의해 협지되어도 된다. 또한, 도 6에서는, 상기 제1 기판(200)과 공통 전극(600)과의 사이에 컬러 필터(700)가 마련되어 있다. 또한 추가로, 본 발명에 따른 액정층(500)과 인접하며, 또한 당해 액정층(500)을 구성하는 중합성 액정 조성물과 직접 접하도록 한 쌍의 배향막(400)이 투명 전극(층)(600, 1400) 표면에 형성되어 있다.

즉, 본 발명에 따른 액정 표시 소자(1000)는, 제1 편광판(100)과, 제1 기판(200)과, 박막 트랜지스터를 포함하는 전극층(또는 박막 트랜지스터층이라고도 함)(300)과, 광배향막(400)과, 액정 조성물을 포함하는 층(500)과, 배향막(400)과, 공통 전극(600)과, 컬러 필터(700)와, 제2 기판(800)과, 제2 편광판(900)이 순차 적층된 구성이다. 또, 배향막(400)은 광배향막인 것이 바람직하다.

도 17은, 본 발명에 있어서의 VA 모드 액정 표시 장치의 일 태양을 나타내는 단면 모식도이며, 배향막을 배향 처리(마스크 러빙 또는 광배향)를 사용해서 제조된 액정셀의, 액정층 내에 형성된 폴리머 네트워크 구조 및 액정 분자 배열 구조를 나타내고 있다. 액정셀의 투명 전극의 내측(액정층측)에는, 유리 기판의 법선 방향으로부터 약간 기울어진(0.1∼5.0°) 수직 배향막이 형성되어 있고, 수직 배향막 및 액정 분자는, 상하 기판 간에서 대략 90°의 비틀림 구조를 갖고 있다.

수직 배향막의 배향 규제력을 받아 중합성 모노머가 수직 방향으로 배열하고, UV 광조사에 의해서 중합성 모노머를 중합·고정화시켜 폴리머 네트워크를 형성한다. 이렇게 해서 형성된 폴리머 네트워크는, (V1)상하 기판에 걸쳐서 폴리머 네트워크를 형성, (V2)상(하) 기판으로부터 액정 방향을 향해서 폴리머 네트워크를 형성하지만 도중까지인 것, (V3)배향막의 표면 근방만 폴리머 네트워크를 형성(주로 단관능 모노머의 경우), (V4)액정층 내에서 폴리머 네트워크끼리가 결합(Floating은 하고 있지 않음)인, 대략 4종류의 구조를 갖는 것으로 추정된다.

이렇게 해서 형성된 이방성을 갖는 폴리머 네트워크는, 액정층과는 거의 완전히 분리해 있으며, 이들 고분자 네트워크의 사이에 액정 분자는 배향 배열해 있을 것으로 생각된다. 액정 분자와 고분자 네트워크가 혼재해, 전압 무인가 시에 광산란을 일으키는 소위 폴리머 네트워크형 액정의 분자 배열 구조는 명확하게 다르며, 또한 PSA 등에서 사용되는 배향막 근방에 편재하는 배향 유지층의 그것과도 전혀 다른 구조를 갖는 것이다.

예시로서, 배향막을 사용한 방법에 의한 폴리머 네트워크와 액정 분자 배열 구조를 나타냈지만, 리브나 슬릿 등의 구조물을 갖는 소위 MVA 방식에 있어서도, 기판 계면 근방의 폴리머 네트워크나 액정 분자의 프리틸트가, 구조물이나 슬릿을 개재해서 인가되는 경사 전계 강도 등에 따라서 약간 다를 뿐이며, 본질적으로는, 위 도면과 같은 구조를 가질 것으로 추정된다.

이러한 폴리머 네트워크와 액정 분자에 의한 액정 분자 배열을 갖는 VA형 액정 표시 장치에서는, 전압 무인가 시의 액정 분자에 대한 앵커링력이, 액정 배향막과 폴리머 네트워크가 갖는 앵커링력의 상승 작용에 의해, 보다 강하게 작용하게 되어, 결과적으로 전압 OFF 시의 응답 속도를 빠르게 하는 것이 가능해진다.

(횡·경사 전계형)

배향막에 대해서 마스크 러빙이나 마스크 노광 등의 번잡한 공정을 행하지 않고, 전극 구조를 고안할 뿐인 간편한 방법으로 액정 표시 영역을 배향 분할할 수 있는 새로운 표시 기술로서, 경사 전계와 횡전계를 액정층에 작용시키는 방법이 제안되어 있다.

도 18은, 상기 기술을 사용한 TFT 액정 표시 소자의 일 화소(PX)에 있어서의 최소의 단위 구성체를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 이하에, 횡·경사 전계 모드 액정 표시 장치의 구조 및 동작에 대하여, 간단히 설명한다.

화소 전극(PE)은, 주화소 전극(PA) 및 부화소 전극(PB)을 갖고 있다. 이들 주화소 전극(PA) 및 부화소 전극(PB)은, 서로 전기적으로 접속되어 있으며, 이들 주화소 전극(PA) 및 부화소 전극(PB)이 모두 어레이 기판(AR)에 구비되어 있다. 주화소 전극(PA)은, 제2 방향(Y)을 따라 뻗어나와 있고, 부화소 전극(PB)은, 제2 방향(Y)과는 다른 제1 방향(X)을 따라 뻗어나와 있다. 도시한 예에서는, 화소 전극(PE)은, 대략 십자상으로 형성되어 있다. 부화소 전극(PB)은, 주화소 전극(PA)의 대략 중앙부에 결합하고, 주화소 전극(PA)으로부터 그 양측, 즉 화소(PX)의 좌측 및 우측을 향해서 뻗어나와 있다. 이들 주화소 전극(PA) 및 부화소 전극(PB)은, 서로 대략 직교해 있다. 화소 전극(PE)은, 화소 전극(PB)에 있어서 도시를 생략한 스위칭 소자와 전기적으로 접속되어 있다.

공통 전극(CE)은, 주공통 전극(CA) 및 부공통 전극(CB)을 갖고 있으며, 이들 주공통 전극(CA) 및 부공통 전극(CB)은, 서로 전기적으로 접속되어 있다. 공통 전극(CE)은, 화소 전극(PE)과는 전기적으로 절연되어 있다. 공통 전극(CE)에 있어서, 주공통 전극(CA) 및 부공통 전극(CB)의 적어도 일부는, 대향 기판(CT)에 구비되어 있다. 주공통 전극(CA)은, 제2 방향(Y)을 따라 뻗어나와 있다. 이 주공통 전극(CA)은, 주화소 전극(PA)을 사이에 둔 양측에 배치되어 있다. 이때, X-Y 평면 내에 있어서, 주공통 전극(CA)의 어느 것도 주화소 전극(PA)과는 겹치지 않으며, 주공통 전극(CA)의 각각과 주화소 전극(PA)과의 사이에는 대략 동등한 간격이 형성되어 있다. 즉, 주화소 전극(PA)은, 인접하는 주공통 전극(CA)의 대략 중간에 위치해 있다. 부공통 전극(CB)은, 제1 방향(X)을 따라 뻗어나와 있다. 부공통 전극(CB)은, 부화소 전극(PB)을 사이에 둔 양측에 배치되어 있다. 이때, X-Y 평면 내에 있어서, 부공통 전극(CB)의 어느 것도 부화소 전극(PB)과는 겹치지 않으며, 부공통 전극(CB)의 각각과 부화소 전극(PB)과의 사이에는 대략 동등한 간격이 형성되어 있다. 즉, 부화소 전극(PB)은, 인접하는 부공통 전극(CB)의 대략 중간에 위치해 있다.

도시한 예에서는, 주공통 전극(CA)은, 제2 방향(Y)을 따라 직선적으로 뻗어나온 대상(帶狀)으로 형성되어 있다. 부공통 전극(CB)은, 제1 방향(X)을 따라 직선적으로 뻗어나온 대상으로 형성되어 있다. 또, 주공통 전극(CA)은 제1 방향(X)을 따라 간격을 두고 2개 평행하게 나열해 있고, 이하에서는, 이들을 구별하기 위하여, 도면 중의 좌측의 주공통 전극을 CAL라 하고, 도면 중의 우측의 주공통 전극을 CAR라 한다. 또한, 부공통 전극(CB)은 제2 방향(Y)을 따라 간격을 두고 2개 평행하게 나열해 있으며, 이하에서는, 이들을 구별하기 위하여, 도면 중의 상측의 주공통 전극을 CBU라 하고, 도면 중의 하측의 주공통 전극을 CBB라 한다. 주공통 전극(CAL) 및 주공통 전극(CAR)은, 부공통 전극(CBU) 및 부공통 전극(CBB)과 같은 전위이다. 도시한 예에서는, 주공통 전극(CAL) 및 주공통 전극(CAR)은, 부공통 전극(CBU) 및 부공통 전극(CBB)과 각각 이어져 있다.

주공통 전극(CAL) 및 주공통 전극(CAR)은, 각각 당해 화소(PX)와 좌우로 인접하는 화소 간에 배치되어 있다. 즉, 주공통 전극(CAL)은 도시한 당해 화소(PX)와 그 좌측의 화소(도시하지 않음)와의 경계에 걸쳐서 배치되고, 주공통 전극(CAR)은 도시한 당해 화소(PX)와 그 우측의 화소(도시하지 않음)와의 경계에 걸쳐서 배치되어 있다. 부공통 전극(CBU) 및 주공통 전극(CBB)은, 각각 당해 화소(PX)와 상하로 인접하는 화소 간에 배치되어 있다. 즉, 부공통 전극(CBU)은 도시한 당해 화소(PX)와 그 상측의 화소(도시하지 않음)와의 경계에 걸쳐서 배치되고, 부공통 전극(CBB)은 도시한 당해 화소(PX)와 그 하측의 화소(도시하지 않음)와의 경계에 걸쳐서 배치되어 있다.

도시한 예에서는, 일 화소(PX)에 있어서, 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE)으로 구획된 4개의 영역이 주로 표시에 기여하는 개구부 혹은 투과부로서 형성된다. 이 예에서는, 액정 분자(LM)의 초기 배향 방향은, 제2 방향(Y)과 대략 평행한 방향이다. 제1 배향막(AL1)은, 어레이 기판(AR)의 대향 기판(CT)과 대향하는 면에 배치되고, 액티브 에어리어(ACT)의 대략 전체에 걸쳐서 연재(延在)해 있다. 이 제1 배향막(AL1)은, 화소 전극(PE)을 덮고 있으며, 제2 층간 절연막(13)의 위에도 배치되어 있다. 이러한 제1 배향막(AL1)은, 수평 배향성을 나타내는 재료에 의해서 형성되어 있다. 또, 어레이 기판(AR)은, 추가로, 공통 전극의 일부로서 제1 주공통 전극 및 제1 부공통 전극을 구비하고 있는 경우도 있다.

도 19는, 8분할 경사 전계 모드 액정셀의 전극 구조의 모식도이다. 이렇게 1화소를 8개로 분할함으로써 추가적인 광시야각화를 실현할 수 있다.

다음으로, 상기 구성의 액정 표시 패널의 동작에 대하여 설명한다. 액정층에 전압이 인가되어 있지 않은 상태, 즉 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE)과의 사이에 전계가 형성되어 있지 않은 무전계 시(OFF 시)에는, 도 18에 있어서 파선으로 나타낸 바와 같이 액정층(LQ)의 액정 분자(LM)는, 그 장축이 제1 배향막(AL1)의 제1 배향 처리 방향(PD1) 및 제2 배향막(AL2)의 제2 배향 처리 방향(PD2)을 향하도록 배향해 있다. 이러한 OFF 시가 초기 배향 상태에 상당하고, OFF 시의 액정 분자(LM)의 배향 방향이 초기 배향 방향에 상당한다. 엄밀하게는, 액정 분자(LM)는, X-Y 평면에 평행하게 배향해 있는 것으로는 한하지 않으며, 프리틸트해 있는 경우가 많다. 이 때문에, 액정 분자(LM)의 엄밀한 초기 배향 방향이란, OFF 시의 액정 분자(LM)의 배향 방향을 X-Y 평면에 정사영(定射影)한 방향이다.

제1 배향 처리 방향(PD1) 및 제2 배향 처리 방향(PD2)은, 모두 제2 방향(Y)과 대략 평행한 방향이다. OFF 시에 있어서는, 액정 분자(LM)는, 도 18에 파선으로 나타낸 바와 같이, 그 장축이 제2 방향(Y)과 대략 평행한 방향을 향하도록 초기 배향한다. 즉, 액정 분자(LM)의 초기 배향 방향은, 제2 방향(Y)과 평행(혹은, 제2 방향(Y)에 대해서 0°)이다.

도시한 예와 같이, 제1 배향 처리 방향(PD1) 및 제2 배향 처리 방향(PD2)이 평행이며 같은 방향인 경우, 액정층(LQ)의 단면에 있어서 액정 분자(LM)는, 액정층(LQ)의 중간부 부근에서 대략 수평(프리틸트각이 대략 제로)으로 배향하고, 여기를 경계로 해서 제1 배향막(AL1)의 근방 및 제2 배향막(AL2)의 근방에 있어서 대칭으로 되는 바와 같은 프리틸트각을 갖고 배향한다(스프레이 배향). 이렇게 액정 분자(LM)가 스프레이 배향해 있는 상태에서는, 기판의 법선 방향으로부터 기울어진 방향에 있어서도 제1 배향막(AL1)의 근방의 액정 분자(LM)와 제2 배향막(AL2)의 근방의 액정 분자(LM)에 의해 광학적으로 보상된다. 따라서, 제1 배향 처리 방향(PD1) 및 제2 배향 처리 방향(PD2)이 서로 평행하며, 같은 방향일 경우에는, 흑표시의 경우에 광누설이 적으며, 고콘트라스트비를 실현할 수 있어, 표시 품위를 향상하는 것이 가능해진다. 또, 제1 배향 처리 방향(PD1) 및 제2 배향 처리 방향(PD2)이 서로 평행하며 역방향일 경우, 액정층(LQ)의 단면에 있어서, 액정 분자(LM)는, 제1 배향막(AL1)의 근방, 제2 배향막(AL2)의 근방, 및, 액정층(LQ)의 중간부에 있어서 대략 균일한 프리틸트각을 갖고 배향한다(호모지니어스 배향). 백라이트(4)로부터의 백라이트광의 일부는, 제1 편광판(PL1)을 투과해, 액정 표시 패널(LPN)에 입사한다. 액정 표시 패널(LPN)에 입사한 광은, 제1 편광판(PL1)의 제1 편광축(AX1)과 직교하는 직선 편광이다. 이러한 직선 편광의 편광 상태는, OFF 시의 액정 표시 패널(LPN)을 통과했을 때에 거의 변화하지 않는다. 이 때문에, 액정 표시 패널(LPN)을 투과한 직선 편광은, 제1 편광판(PL1)에 대해서 크로스 니콜의 위치 관계에 있는 제2 편광판(PL2)에 의해서 흡수된다(흑표시).

한편, 액정층(LQ)에 전압이 인가된 상태, 즉, 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE)과의 사이에 전위차가 형성된 상태(ON 시)에서는, 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE)과의 사이에 기판과 대략 평행한 횡전계(혹은 경사 전계)가 형성된다. 액정 분자(LM)는, 전계의 영향을 받아, 그 장축이 도면 중의 실선으로 나타낸 바와 같이 X-Y 평면과 대략 평행한 평면 내에서 회전한다.

도 18에 나타낸 예에서는, 화소 전극(PE)과 주공통 전극(CAL)과의 사이의 영역 중, 하측 반분의 영역 내의 액정 분자(LM)는, 제2 방향(Y)에 대해서 시계 방향으로 회전해 도면 중의 왼쪽 아래를 향하도록 배향하며, 또한, 상측 반분의 영역 내의 액정 분자(LM)는, 제2 방향(Y)에 대해서 반시계 방향으로 회전해 도면 중의 왼쪽 위를 향하도록 배향한다. 화소 전극(PE)과 주공통 전극(CAR)과의 사이의 영역 중, 하측 반분의 영역 내의 액정 분자(LM)는, 제2 방향(Y)에 대해서 반시계 방향으로 회전해 도면 중의 오른쪽 아래를 향하도록 배향하고, 상측 반분의 영역 내의 액정 분자(LM)는, 제2 방향(Y)에 대해서 시계 방향으로 회전해 도면 중의 오른쪽 위를 향하도록 배향한다. 이렇게, 각 화소(PX)에 있어서, 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE)과의 사이에 전계가 형성된 상태에서는, 액정 분자(LM)의 배향 방향은, 화소 전극(PE)과 겹치는 위치를 경계로 해서 복수의 방향으로 나뉘고, 각각의 배향 방향으로 도메인을 형성한다. 즉, 일 화소(PX)에는 복수 도메인이 형성된다.

이러한 ON 시에는, 제1 편광판(PL1)의 제1 편광축(AX1)과 직교하는 직선 편광은, 액정 표시 패널(LPN)에 입사하고, 그 편광 상태는, 액정층(LQ)을 통과할 때에 액정 분자(LM)의 배향 상태에 따라서 변화한다. 이러한 ON 시에 있어서는, 액정층(LQ)을 통과한 적어도 일부의 광은, 제2 편광판(PL2)을 투과한다(백표시). 이러한 구조에 따르면, 일 화소 내에 4개의 도메인을 형성하는 것이 가능해지기 때문에, 4방향에서의 시야각을 광학적으로 보상할 수 있어, 광시야각화가 가능해진다. 따라서, 계조 반전이 없으며, 높은 투과율의 표시를 실현할 수 있어, 표시 품위가 양호한 액정 표시 장치를 제공하는 것이 가능해진다. 또한, 일 화소 내에 있어서, 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE)으로 구획되는 4개의 영역 각각에 대하여 개구부의 면적을 대략 동일하게 설정함에 의해, 각 영역의 투과율이 대략 동등해져, 각각의 개구부를 투과한 광이 서로 광학적으로 보상해, 넓은 시야각 범위에 걸쳐서 균일한 표시를 실현하는 것이 가능해진다.

[실시예]

이하에 실시예를 들어서 본 발명을 더 상세히 기술하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예 및 비교예의 조성물에 있어서의 「%」는 『질량%』를 의미한다.

[실시예 1]

P형 액정 조성물로서 하기 (LCP-1)로 표시되는 조성물(Δn 0.103, 점성η 20mPa·s, Vth 1.72Vrms)을 조제했다. 중합성 화합물로서 하기 식(V1-1-1)으로 표시되는 화합물을 사용했다.

P형 액정 조성물(LCP-1) 100∼97%, 중합성 화합물(V1-1-1) 1.96∼2.94%, 중합광개시제 Irgacure651이 중합성 화합물(V1-1-1)에 대해서 2%로 되는 중합성 액정 조성물(LCM-1)을 조제했다. 고형의 중합성 화합물(V1-1-1)을 60℃로 가열해서 액정(LCP-1)에 용해시킨 후, 실온에서 중합성 화합물(V1-1-1)이 균일하게 용해해서 네마틱 액정상을 나타내고 있는 것을 편광 현미경으로 확인했다.

액정의 일축 배향(호모지니어스 배향)이 얻어지도록, 셀갭 3㎛의 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착 패럴렐 러빙 배향의 셀을 사용했다. 중합성 액정 조성물(LCM-1)을 진공 주입법에 의해 유리셀 내에 주입했다.

주입 후 유리셀을 취출하고, 주입구를 봉구제(封口劑) 3026E(스리본드사제)로 봉지했다. 자외선 컷 필터 L-37(호야 간데오 오프트로닉스사제)을 개재한 조사 강도가 15㎽/㎠인 자외선을, 25℃에서 300초간 조사했다. 이에 따라 중합성 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시켜서, ECB 모드의 액정 표시 소자를 얻었다. 직교하는 2매의 편광판의 사이에 제작한 셀을 러빙 처리 방향과 편광축 방향이 일치하도록 놓으면 암시야로 되어 일축 배향이 얻어져 있는 것을 확인했다.

60㎐의 직사각형파를 인가해서 전압-투과율 특성을 측정한 바, 도 9에 나타내는 전압-투과율 특성을 나타냈다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 중합성 액정 조성물 중의 중합성 화합물의 농도가 상승함에 따라, 구동 전압이 증가하고 있으므로, 중합시켜서 얻어진 액정성 고분자의 앵커링력에 의한 배향 안정화 작용이 확인되었다.

다음으로, ECB 모드에 있어서의 응답 시간을 조사했다. 결과를 도 10에 나타낸다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 중합성 액정 조성물 중의 중합성 화합물의 농도가 상승함에 따라, 5ms에서 2ms로, τd의 고속화가 확인되었다. 한편, 중합성 액정 조성물 중의 중합성 화합물의 농도가 상승함에 따라, 동일 구동 전압에 있어서의 τr가 약간 느려지는 경향은 보였지만 τr+τd의 전체의 응답은 빨라지는 것을 확인했다.

τd와 τr을 비교하면, τd는 앵커링력에 지배되고 있는 것에 대해, τr은, 전계와 앵커링력의 차에 지배되고 있는 것이 확인되었다.

셀 제작에 사용한 중합성 액정 조성물을 20℃에서 1주간 방치해 중합성 화합물에 의한 결정화가 없는 것을 확인했다.

[실시예 2]

P형 액정 조성물(LCP-1; Δn 0.103, 점성η 20mPa·s) 95%, 중합성 화합물(V1-1-1) 5% 및 중합광개시제 Irgacure651을 중합성 화합물(V1-1-1)에 대해서 2% 함유하는 중합성 액정 조성물(LCM-1)을 조제했다.

액정의 일축 배향(호모지니어스 배향)이 얻어지도록, 셀갭 3.5㎛의 폴리이미드 배향막을 도포한 ITO 부착 패럴렐 러빙 배향의 셀을 사용했다. 중합성 액정 조성물(LCM-1)을 60℃로 가열해 LCP-1에 용해시켜서, 진공 주입법에 의해 유리셀 내에 주입했다.

주입 후 유리셀을 취출하고, 주입구를 봉구제 3026E(스리본드사제)로 봉지했다. 자외선 컷 필터 L-37(호야 간데오 오프트로닉스사제)을 개재한 조사 강도가 15㎽/㎠인 자외선을, 25℃ 또는 -10℃에서 300초간 조사했다. 이에 따라 중합성 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시켜서, ECB 모드의 액정 표시 소자를 얻었다.

25℃ 또는 -10℃에서 중합시켜서 얻어진 액정 표시 소자에, 60㎐의 직사각형파를 인가해서 전압-투과율 특성을 측정한 바, 도 11에 나타내는 전압-투과율 특성을 나타냈다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 저온 중합에 의해 구동 전압이 증가하는 것이 확인되었다.

다음으로, ECB 모드에 있어서의 응답 시간을 조사했다. 결과를 도 12에 나타낸다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 저온 중합에 의해 τd의 고속화가 확인되었다. 한편, 동일 구동 전압에 있어서의 τr에 있어서는, 중합 온도에 따른 차는 적었다. -10℃에서 중합시켜서 얻어진 액정 표시 소자의 응답 속도는, 25℃에서 중합시킨 경우와 비교해서 한 자릿수 고속화해 있는 것이 확인되었다.

[실시예 3]

N형 액정 조성물로서 하기 (LCN-1)으로 표시되는 조성물(Δn 0.102, 점성η 16.8, Δε -3.8)을 조제했다. 중합성 화합물로서 식(V1-1-2)으로 표시되는 화합물을 사용했다.

N형 액정 조성물로서 (LCN-1; Δn 0.102, 점성η 16.8, Δε -3.8) 96%, 중합성 화합물(V1-1-2) 4%, 및 중합광개시제 Irgacure651을 중합성 화합물(V1-1-2)에 대해서 2% 함유하는 중합성 액정 조성물(LCM-2)을 조제했다.

액정의 수직 배향(호메오트로픽 배향)이 얻어지도록, 셀갭 3㎛의 폴리이미드 배향막을 도포한 후, 기판면 법선 방향에 대해서 프리틸트각이 1°∼2°로 되도록 러빙 배향 처리를 실시하고 ITO 부착 패럴렐 러빙 배향의 셀을 사용했다. 고형의 중합성 화합물(V1-1-2)을 60℃로 가열해서 액정(LCN-1)에 용해시킨 후, 실온에서 중합성 화합물(V1-1-2)이 균일하게 용해해서 네마틱 액정상을 나타내고 있는 것을 편광 현미경으로 확인했다. 중합성 액정 조성물(LCM-2)을 60℃로 가열해서, 진공 주입법에 의해 유리셀 내에 주입했다.

주입 후 유리셀을 취출하고, 주입구를 봉구제 3026E(스리본드사제)로 봉지했다. 자외선 컷 필터 L-37(호야 간데오 오프트로닉스사제)을 개재한 조사 강도가 15㎽/㎠인 자외선을, 25℃ 또는 -10℃에서 300초간 조사했다. 이에 따라 중합성 액정 조성물의 중합성 화합물을 중합시켜서, VA 모드의 액정 표시 소자를 얻었다. 직교하는 2매의 편광판의 사이에 제작한 셀을 놓으면 검어져 셀을 방위각 방향으로 회전시켜도 암시야가 변화하지 않고, 폴리머 네트워크의 광축 방향과 액정 배향 용이 축 방향이 동일 방향인 것을 확인했다.

60㎐의 직사각형파를 인가해서 전압-투과율 특성 및 응답 시간을 측정했다. 결과를 도 13에 나타낸다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 저온 중합에 의해 τd의 고속화가 확인되었다.

진공 주입까지의 공정은 마찬가지로 해서 액정셀을 제작하고, 100㎐, 2.5V의 직사각형파를 인가하면서 상술한 방법으로 UV를 조사했다. 기판면 법선 방향에 대해서 프리틸트각이 3°인 상태로 액정이 배향해 있는 것을 리타데이션 측정으로부터 확인했다. 응답 시간도 마찬가지로 τd가 0.9msec로 고속화가 확인되었다.

[실시예 4]

중합 온도를 -10℃, 0℃, 10℃, 25℃에서 행한 이외는 실시예 3과 마찬가지의 방법으로, VA 모드의 액정 표시 소자를 얻었다.

60㎐의 직사각형파를 인가해서 전압-투과율 특성을 측정한 바, 도 14에 나타내는 구동 전압V90(v)을 나타냈다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 중합 온도가 저하함에 따라, 구동 전압이 증가해 있는 것이 확인되었다.

추가로 VA 모드에 있어서의 응답 시간을 조사했다. 결과를 도 15에 나타낸다. 도 15에 나타내는 바와 같이, 저온 중합에 의해 τd의 고속화가 확인되었다. 또한, 주파수 60㎐ 간격으로 게이트를 ON 상태로 해서 셀에 전압 1V를 16.6밀리초간 인가하고, 게이트 OFF 후에, 셀이 유지된 전압을 측정해서 전압 유지율을 구했다. 25℃의 전압 유지율은, 99.5%, 70℃의 전압 유지율은 93%였다.

[실시예 5∼16, 비교예 1∼12]

기능별 중합성 화합물의 농도, 온도, 및 조합을 바꾼 경우를 나타낸다. 하강 시간 1msec 이하의 고속 응답을 나타내는 것이 온도, 및 농도, 조합의 차이로 확인되었다. 60㎐의 직사각형파를 인가해서 전압-투과율 특성 및 응답 속도를 측정했다.

[표 1]

[표 2]

[실시예 17∼22, 비교예 13∼14]

N형 액정 조성물로서 상기 (LCN-1)을 사용하며, 중합성 화합물로서 (V1-1-3)으로 표시되는 화합물을 하기 표 3과 같이 첨가하고, 중합광개시제 Irgacure651을 중합성 화합물(V1-1-3)에 대해서 2%로 되도록 첨가해, 중합성 액정 조성물을 조정했다. 실시예 3과 마찬가지의 방법으로 VA 모드의 액정셀을 제작했다.

이에 따라 중합성 액정 조성물의 중합성 화합물을 중합시켜서 셀 내 전체에 상분리 구조를 형성시켜서, VA 모드의 액정 표시 소자를 얻었다. 편광 현미경을 사용해서 직교하는 2매의 편광판의 사이에 제작한 셀을 놓으면 암시야로 되어 셀을 방위각 방향으로 회전시켜도 암시야의 흑레벨이 변화하지 않으며 호메오트로픽 배향이고, 폴리머 네트워크 광축 방향과 액정 배향 용이 축 방향이 셀면에 직행하도록 형성되어 있는 것을 확인했다.

제작한 셀의 VA 모드에 60㎐의 직사각형파를 인가해서, 전압-투과율 특성 및 응답 시간을 측정했다. 결과를 표 3에 나타낸다. 표 3의 비교예 13은, 액정 조성물(LCN-1) 100%의 경우의 구동 전압V90, 하강 시간, 상승 시간을 나타낸다. 비교예 14의 중합성 화합물(V1-1-3)을 0.5% 첨가한 경우는, 하강 시간은 비교예 13에 비해 길어져 응답 시간의 개선이 보이지 않지만, 비교예 13에 중합성 화합물(V1-1-3)을 1% 내지 3%까지의 사이에서 소량 첨가하면 하강 시간, 상승 시간이 짧아져 응답성이 향상해 있다. 폴리머 네트워크 광축 방향과 액정 배향 용이 축을 일치시키도록 형성된 폴리머 네트워크의 앵커링력의 효과로 하강 시간이 짧아지는 것이 확인되었다.

또한, 구동 전압의 증가에 수반하여 상승 시간도 짧아져 응답성이 향상했다. 하강 시간은, 액정의 회전 점성, 및 탄성 상수에 크게 영향받고 있지만, 광학 이방성을 갖는 폴리머 네트워크를 액정 중에 형성시키면 폴리머 네트워크로부터의 앵커링력으로 하강 시간이 향상해, 응답성이 양호한 디스플레이의 표시 재료에 유용해진다. 중합성 화합물 농도가 1% 미만에서는, 폴리머 네트워크는 기판 계면 부근에 형성되고 하강 시간에 거의 기여하고 있지 않지만, 중합성 화합물 농도가 1% 이상으로 되면 광학 이방성을 가진 폴리머 네트워크 2매의 기판 간 형성하게 되어 하강 시간에의 영향이 중합성 화합물 농도에 비례해서 영향력이 커지는 것을 나타내고 있다.

[표 3]

[실시예 23∼25]

실시예 23∼24에서는, N형 액정 조성물로서 상기 (LCN-1)을 사용하며, 중합성 화합물로서 하기 식(V1-1-4)으로 표시되는 화합물을 1.5%, 또는 10% 첨가하고, 중합광개시제 Irgacure651을 중합성 화합물(V1-1-4)에 대해서 2%로 되도록 첨가해 중합성 액정 조성물을 조정했다. 또한 실시예 25에서는, 상기 (LCN-1)에 중합성 화합물로서 하기 식(V1-1-5)으로 표시되는 화합물 20%를 첨가하고, 중합광개시제 Irgacure651이 중합성 화합물(V1-1-5)에 대해서 2%로 되도록 첨가해 중합성 액정 조성물을 조정했다. 실시예 3과 마찬가지의 방법으로 VA 모드의 액정셀을 제작했다.

[표 4]

실시예 17∼25의 결과와 마찬가지로, 직교하는 2매의 편광판의 사이에 제작한 셀을 놓으면 암시야로 되어 셀을 방위각 방향으로 회전시켜도 암시야의 흑레벨이 변화하지 않으며 호메오트로픽 배향이고, 폴리머 네트워크 광축 방향과 액정 배향 용이 축 방향이 셀면에 직행하도록 형성되어 있는 것을 확인했다.

제작한 셀의 VA 모드에 60㎐의 직사각형파를 인가해서, 전압-투과율 특성 및 응답 시간을 측정했다. 결과를 상기 표에 나타낸다. 폴리머 네트워크 광축 방향과 액정 배향 용이 축을 일치시키도록 형성된 폴리머 네트워크의 앵커링력의 효과로 하강 시간이 짧아지는 것이 확인되었다. 또한, 구동 전압의 증가에 수반하여 상승 시간도 짧아져 응답성이 향상했다.

[실시예 26]

N형 액정 조성물로서 상기 (LCN-1)을 사용하며, 중합성 화합물로서 하기 식(V1-1-6)으로 표시되는 화합물 8%와 상기 식(V1-1-1)으로 표시되는 화합물 2%를 (LCN-1)에 첨가하고, 중합광개시제 Irgacure651을 중합성 화합물의 전체량에 대해서 2%로 되도록 첨가해 중합성 액정 조성물을 조정했다. 실시예 3과 마찬가지의 방법으로 VA 모드의 액정셀을 제작했다.

제작한 셀의 VA 모드에 60㎐의 직사각형파를 인가해서 응답 시간을 측정했다. V90은 26.4V, 하강 시간은 0.9msec, 상승 시간은, 0.9msec이었다. 편광 현미경을 사용해서 직교하는 2매의 편광판의 사이에 제작한 셀을 놓으면 암시야로 되어 셀을 방위각 방향으로 회전시켜도 암시야의 흑레벨이 변화하지 않으며 호메오트로픽 배향이고, 폴리머 네트워크 광축 방향과 액정 배향 용이 축 방향이 셀면에 직행하도록 형성되어 있는 것을 확인했다.

폴리머 네트워크 광축 방향과 액정 배향 용이 축을 일치시키도록 형성된 폴리머 네트워크의 앵커링력의 효과로 하강 시간이 짧아지는 것이 확인되었다. 또한, 구동 전압의 증가에 수반하여 상승 시간도 짧아져 응답성이 향상했다.

[실시예 27]

N형 액정 조성물로서 상기 (LCN-1)을 사용하며, 중합성 화합물로서 하기 식(V1-1-7)으로 표시되는 화합물 4%와 상기 식(V1-1-1)으로 표시되는 화합물 6%를 (LCN-1)에 첨가하고, 중합광개시제 Irgacure651을 중합성 화합물의 전체량에 대해서 2%로 되도록 첨가해, 중합성 액정 조성물을 조정했다. 실시예 3과 마찬가지의 방법으로 VA 모드의 액정셀을 제작했다.

제작한 셀의 VA 모드에 60㎐의 직사각형파를 인가해서 전압-투과율 특성 및 응답 시간을 측정했다. V90은 36.6V, 하강 시간은 0.8msec, 상승 시간은, 0.2msec이었다. 편광 현미경을 사용해서 직교하는 2매의 편광판의 사이에 제작한 셀을 놓으면 암시야로 되어 셀을 방위각 방향으로 회전시켜도 암시야의 흑레벨이 변화하지 않으며 호메오트로픽 배향이고, 폴리머 네트워크 광축 방향과 액정 배향 용이 축 방향이 셀면에 직행하도록 형성되어 있는 것을 확인했다. 폴리머 네트워크 광축 방향과 액정 배향 용이 축을 일치시키도록 형성된 폴리머 네트워크의 앵커링력의 효과로 하강 시간이 짧아지는 것이 확인되었다. 또한, 구동 전압의 증가에 수반하여 상승 시간도 짧아져 응답성이 향상했다.

[실시예 28]

N형 액정 조성물로서 상기 (LCN-1)을 사용하며, 배향 기능 이관능 모노머인 중합성 화합물로서 상기 식(V1-1-4)으로 표시되는 화합물 5%와 상기 식(V1-1-3)으로 표시되는 화합물 5%를 (LCN-1)에 첨가하고, 중합광개시제 Irgacure651을 중합성 화합물의 전체량에 대해서 2%로 되도록 첨가해 중합성 액정 조성물을 조정했다. 실시예 3과 마찬가지의 방법으로 VA 모드의 액정셀을 제작했다.

제작한 셀의 VA 모드에 60㎐의 직사각형파를 인가해서, 전압-투과율 특성 및 응답 시간을 측정했다. V90은 23.6V, 하강 시간은 0.8msec, 상승 시간은, 0.9msec이었다. 직교하는 2매의 편광판의 사이에 제작한 셀을 놓으면 암시야로 되어 셀을 방위각 방향으로 회전시켜도 암시야의 흑레벨이 변화하지 않으며 호메오트로픽 배향이고, 폴리머 네트워크 광축 방향과 액정 배향 용이 축 방향이 셀면에 직행하도록 형성되어 있는 것을 확인했다.

또한, 전압 15V를 인가하면서 UV 노광한 이외는, 실시예 3과 마찬가지의 방법으로 액정셀을 제작했다. 전압이 인가되어 있지 않은 상태에서 편광 현미경을 사용해 액정 배향 상태를 관찰하면, 셀을 방위각 방향으로 회전시키면 명시야가 나타나고, 편광 방향과 러빙 방향을 회전시켜서 맞추면 암시야가 나타나며, 호모지니어스 배향인 것이 판명되었다. 폴리머 네트워크 광축 방향과 액정 배향 용이 축 방향이 셀면에 수평으로 되도록 형성되어 있는 것을 확인했다. 명시야의 상태에서 액정이 등방상으로 되는 온도 85℃로 가열하면 액정 부분은 암상태로 되며, 광학 이방성을 나타내는 폴리머 네트워크의 형태가 관찰되었다.

도 16에, 수직 배향셀에 전압을 인가해서 액정을 호모지니어스 배향 상태로 해서 UV 노광(3㎽/㎠ 60초)했을 경우의 배향 중합 상분리 구조를 편광 현미경으로 관찰한 사진과, 사진의 설명도를 나타낸다. 폴리머 네트워크가 광학 이방성을 나타내므로 등방상의 액정 부분과의 사이에서 명암의 콘트라스트가 얻어지며, 중합 상분리 구조가 관찰된다. 폴리머 네트워크의 광학축을 편광 방향으로 맞추면 암시야로 되어 폴리머 네트워크가 광학 이방성을 나타내고 있는 것이 판명되었다. 도 16의 편광 현미경 사진에서는 호모지니어스 배향을 나타내고 있지만, 전압을 인가 없이 UV 노광한 셀을 마찬가지인 방법으로 중합 상분리 구조를 수직 배향셀에 있어서도 마찬가지인 방법으로 관찰하면 폴리머 네트워크와의 굴절률차가 없이 암시야로 되며, 평행한 2매의 셀 기판면에 대해서 수직 방향으로 폴리머 네트워크가 형성되어 있는 것을 나타내고 있다.

[실시예 29∼32]

N형 액정 조성물로서 상기 (LCN-1)을 사용하며, 배향 기능 이관능 모노머인 중합성 화합물로서 상기 식(V1-1-1)과 하기 식(V1-1-9)으로 표시되는 화합물을 사용하고, 중합광개시제 Irgacure651을 중합성 화합물의 전체량에 대해서 2%로 되도록 첨가해 중합성 액정 조성물을 조정했다. 프리틸트각이 7°로 되도록 러빙 처리한 이외는 실시예 3과 마찬가지의 방법으로 VA 모드의 액정셀을 제작했다. 직교하는 2매의 편광판의 사이에 제작한 셀을 놓으면 암시야로 되어 셀을 방위각 방향으로 회전시켜도 암시야의 흑레벨이 변화하지 않으며 호메오트로픽 배향이고, 폴리머 네트워크 광축 방향과 액정 배향 용이 축 방향이 셀면에 직행하도록 형성되어 있는 것을 확인했다.

제작한 셀의 VA 모드에 60㎐의 직사각형파를 인가해서, 전압-투과율 특성 및 응답 시간을 측정했다. 결과를 하기 표에 나타낸다. 폴리머 네트워크 광축 방향과 액정 배향 용이 축을 일치시키도록 형성된 폴리머 네트워크의 앵커링력의 효과로 하강 시간이 짧아지는 것이 확인되었다.

중합성 화합물(V1-1-1)과 (V1-1-9)의 배합 비율을 바꾸면 프리틸트각이 변화하는 것을 회전검광자법에 의한 리타데이션의 각도 의존성 측정으로부터 확인했다. 또한, 중합성 화합물(V1-1-1)과 (V1-1-9)의 배합 비율의 조정에 의해 하강 시간이 액정 단체보다 짧으며 또한 구동 전압V90의 증가가 억제된 액정 표시 소자가 얻어졌다. 셀 제작에 사용한 중합성 액정 조성물을 20℃에서 1주간 방치해 중합성 화합물에 의한 결정화가 없는 것을 확인했다.

[표 5]

[실시예 33∼35]

N형 액정 조성물로서 상기 (LCN-1)을 사용하며, 광배향 기능 이관능 모노머인 중합성 화합물로서 하기 식(Vn-1-1)으로 표시되는 화합물과 배향 기능 이관능 모노머인 하기 식(V1-1-10)으로 표시되는 중합성 화합물, 또는 상기 식(V1-1-9)으로 표시되는 중합성 화합물을 사용하고, 중합광개시제 Irgacure651을 중합성 화합물의 전체량에 대해서 2%로 되도록 첨가해 중합성 액정 조성물을 조정했다. UV 노광 조건과 N형 조성물(LCN-1)에 대해서 프리틸트각이 8°로 되도록 러빙 처리한 이외는 실시예 3과 마찬가지의 방법으로 VA 모드의 액정셀을 제작했다. UV 노광 조건은, 실시예 33에 있어서는 셀법선 방향으로부터 UV광을 조사, 실시예 34-35에 있어서는 셀법선 방향에 대해서 러빙 방향으로 30°로 경사시켜서 UV의 평행광을 조사했다.

셀법선 방향으로부터 UV 노광한 실시예 33에서는, 프리틸트각은 액정 단체의 경우(비교예 19)와 같았다. 30° 경사지게 UV 노광한 실시예 34에서는, 프리틸트각이 10°로 변화했다. UV 노광 방향으로 프리틸트각을 유기하는 (Vn-1-1)의 광배향 기능이 작용하고 있는 것이 확인되었다. 실시예 35는, 중합성 화합물의 함유량을 10%로 증가시킨 경우를 나타내지만, 이 경우, UV 노광 방향으로 유기시키는 프리틸트각이 증가해, T100(최대 투과율)이 비교예 20의 광배향 기능을 갖는 이관능 모노머를 함유하고 있지 않은 경우에 비해 대폭으로 향상했다. 광배향 기능을 갖는 이관능 모노머의 작용으로 폴리머 네트워크의 배향성이 높아져 T100을 향상시킬 수 있었다.

[표 6]

[실시예 36∼45, 비교예 20∼21]

ITO 전극이 형성된 한 쌍의 유리 기판의 액정과 접하는 측에, 시프레이(주)제의 레지스트 LC-200에 의해 높이 1.5㎛, 폭 10㎛의 제방(돌기)을 간극 37.5㎛로 되도록 교호로 마련하고, 셀갭 3.5㎛의 MVA 모드 액정 패널을 작성했다. 액정의 수직 배향(호메오트로픽 배향)이 얻어지도록, 폴리이미드 배향막을 도포 후, 소성해서 수직 배향막을 형성했다. 구동 모드는 상하 유리 기판의 외측에 배치되어 있는 편광자가 크로스 니콜인 노멀리 블랙 모드이다.

N형 액정 조성물로서 상기 (LCN-1)을 사용하며, 중합성 화합물로서 식(V1-1-1), 식(1-1-2), 식(1-1-3)으로 표시되는 화합물을 첨가해, 중합성 액정 조성물을 조정했다. 중합성 액정 조성물을 60℃로 가열해서, 진공 주입법에 의해 유리셀 내에 주입 후, 액정셀을 취출하고, 주입구를 봉구제 3026E(스리본드사제)로 봉지했다. 다음으로, 액정층에 문턱값 전압 이하(1V)의 64㎐의 교류 직사각형파 전압을 인가한 상태에서, 자외선 컷 필터 L-37(호야 간데오 오프트로닉스사제)을 개재해서 조사 자외(UV) 강도가 20㎽/㎠인 자외선을 60초간, 25℃에서 60초간 조사해, 광중합성 모노머를 중합시켜서, 폴리머 네트워크형의 MVA 구조를 갖는 하기 표에 나타내는 바와 같은 실시예 36 내지 실시예 45의 액정 패널을 제작했다. 제작한 패널에 60㎐의 직사각형파를 인가해서, 전압-투과율 특성, 및 응답 시간을 측정했다. 하강 시간τd, 상승 시간τr은, V90을 부여하는 60㎐의 직사각형파 전압을 인가해서 측정했다.

또한, 이관능 모노머를 포함하지 않는 상기 (LCN-1)만의 액정 패널을 비교예 20으로 해서, 상기 마찬가지로 전압-투과율 특성, 및 응답 시간을 측정했다. 또한, 상기 (LCN-1)에, 이관능 모노머(V1-1-1)를 0.5%밖에 포함하지 않는 액정 조성물을 진공 주입법으로 액정셀에 주입하고, 100㎐, 2.5V의 직사각형파 전압을 인가하면서 20㎽/㎠의 자외선을 60초간 조사해, 비교예 21의 액정 패널을 제작해서, 실시예 36과 마찬가지로 전압-투과율 특성, 및 응답 시간을 측정했다.

[표 7]

결과를 상기 표에 나타낸다. 상기 표의 비교예 20은, 액정(LCN-1) 100%의 경우의 구동 전압V90, 하강 시간, 상승 시간을 나타낸다. 비교예 21의 식(V1-1-1)으로 표시되는 화합물을 0.5% 첨가한 경우는, 하강 시간은 비교예 20에 비해 길어져 응답 시간의 개선이 보이지 않지만, 비교예 20에 식(V1-1-1)으로 표시되는 화합물을 1% 내지 3%까지의 사이에서 소량 첨가하면 하강 시간이 짧아져 응답성이 향상해 있다. 폴리머 네트워크 광축 방향과 액정 배향 용이 축을 일치시키도록 형성된 폴리머 네트워크의 앵커링력의 효과로 하강 시간이 짧아지는 것이 확인되었다. 또한, 구동 전압의 증가에 수반하여 상승 시간도 짧아져 응답성이 향상했다. 하강 시간은, 액정의 회전 점성, 및 탄성 상수에 크게 영향받고 있지만, 광학 이방성을 갖는 폴리머 네트워크를 액정 중에 형성시키면 폴리머 네트워크로부터의 앵커링력으로 하강 시간이 향상해, 응답성이 양호한 디스플레이의 표시 재료에 유용해진다.

중합성 화합물 농도가 1% 미만에서는, 폴리머 네트워크는 기판 계면 부근에 형성되고 하강 시간에 거의 기여하고 있지 않지만, 중합성 화합물 농도가 1% 이상으로 되면 광학 이방성을 가진 폴리머 네트워크가, 2매의 기판 간에 형성되게 되어 하강 시간에의 영향이 중합성 화합물 농도에 비례해서 영향력이 커지는 것을 나타내고 있다. 식(V1-1-1)으로 표시되는 화합물을 2% 첨가한 실시예 39에서는, τd가 2.4ms, τr가 1.4ms이고, 3% 첨가한 실시예 42에서는 τr가 1.5ms, τd가 0.5ms로 첨가량의 증가에 수반하여 응답 시간이 빨라져 있는 것을 알 수 있다. 이들 실시예의 중합 온도는 25℃이지만, -10℃에서 중합한 실시예 40에서는 실시예 39에 비해서, τr 및 τd가 각각 1ms, 0.4ms로 되고, 실시예 43에서는, τr 및 τd가 각각 0.3ms, 0.5ms로 매우 고속 응답화해 있으며, 저온에서의 중합 반응이, 응답 속도의 향상에 크게 기여하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 44에 나타내는 바와 같이 식(V1-1-2)으로 표시되는 화합물을 사용한 중합성 액정 조성물에서는, 10%의 모노머 첨가량에 의해, τr가 0.7ms, τd가 0.3ms로, 25℃에서의 중합에 있어서도, 식(V1-1-1)을 사용한 모노머의 -10℃에서의 중합 반응에서 얻어진 것과, 거의 동등한 특성을 나타내는 것도 확인할 수 있었다.

실시예 45에서는, 식(V1-1-3)의 모노머를 20% 첨가한 중합성 액정 조성물을 실온 중합한 것이지만, 이것도, 실시예 44와 거의 동등한 특성이 얻어졌다.

이렇게 해서 작성한 폴리머 네트워크형의 MVA 구조를 갖는 액정 패널을, 2매의 편광자가 직교하는 편광 현미경 간에 놓으면 흑표시가 관측되고, 셀을 방위각 방향으로 회전시켜도 흑이 변화하지 않고, 폴리머 네트워크 광축 방향과 액정 배향 용이 축 방향이 동일 방향인 것을 확인했다.

이 액정 패널에, 문턱값 전압 이상의 전압을 인가하면서 상기와 마찬가지로 크로스 니콜 간에서 편광 현미경에 의해 관찰하면, 배향 분할되어 있을 것으로 생각되는 배향의 경계 영역에 디스클리네이션 라인이 4개 출현해 있는 것이 관찰되었다. 디스클리네이션 라인은, 액정 분자 배열의 흐트러짐에 의해서 생기므로, 이것에 의해 1화소가 4분할되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

광축 방향과 액정 배향 용이 축 방향이 셀면에 직행하도록 형성되어 있는 것을 확인했다. 폴리머 네트워크 광축 방향과 액정 배향 용이 축을 일치시키도록 형성된 폴리머 네트워크의 앵커링력의 효과로 하강 시간이 짧아지는 것이 확인되었다. 또한, 구동 전압의 증가에 수반하여 상승 시간도 짧아져 응답성이 향상했다. 한쪽의 기판에, 리브 구조를 마련하고, 대향 기판측에 ITO의 슬릿 구조를 마련한 셀에 있어서도 마찬가지의 평가를 행했지만, 표시 특성에 큰 차는 관측되지 않았다.

[실시예 46∼53, 비교예 22]

4-칼콘기를 갖는 광배향막 도포 용액을 제1 기판 및 제2 기판에 대해서, 스핀캐스트법에 의해 도포한 후, 180℃에서 60분간 소성해서 배향막을 형성했다. 계속해서, 도 20에 나타내는 배향 방위를 따라, 배향막에 대해 입사각 40도로 파장 365㎚의 P편광을 3㎽/㎠의 강도로 400초 조사함으로써, 광조사에 의한 배향 처리를 실시했다.

프리틸트각을 측정한 바, 제1 배향막 근방 및 제2 배향막 근방에 있어서의 액정 분자의 프리틸트각은 88.5°였다. 배향막의 구성 분자는, 고분자쇄의 측쇄에 4-칼콘 광관능기(감광성기)를 갖지만, 이 광배향 처리에 의해, 광관능기가 이량화(二量化) 반응에 의해 이량체를 형성하며, 가교 구조가 형성되었다. 또, 본 실시예에 있어서는, 제1 기판의 각 화소 내를 2개의 배향 처리 영역으로 나누고, 서로 반대 방향으로부터 광조사를 행했다. 또한, 제2 기판의 각 화소 내도 마찬가지로, 2개의 배향 처리 영역으로 나누고, 서로 반대 방향으로부터 광조사를 행했다. 그리고, 씰 형성, 스페이서 산포 등을 행한 후, 기판 첩합 공정에 있어서, 제1 기판과 제2 기판을 배향 처리 방향이 직교하도록 첩합했다. 이에 따라, 각 화소 내에 액정 분자의 트위스트 방향이 다른 4개의 도메인 영역을 형성시켰다.

실시예 36∼45와 마찬가지로, N형 액정 조성물(LCN-1)에, 상기 식(V1-1-1), (1-1-2), (1-1-3)으로 표시되는 화합물을 첨가하고, 하기 표에 나타나는 중합성 액정 조성물을 조정했다. 다음으로, 실시예 36∼45와 마찬가지로 해서 중합성 액정 조성물을 액정 패널에 주입·봉지 후, UV 광조사를 행하고, 실시예 46∼53의 광배향 처리에 의한 VATN형의 폴리머 네트워크 액정 표시 패널을 제작했다. 셀갭은 3.5㎛였다. 또한, 이관능 모노머를 포함하지 않는 액정 조성물(LCN-1)만을 봉입한 VATN 액정 패널을 비교예 22로 했다. 얻어진 액정 패널의 전압-투과율 특성 및 응답 속도를 실시예 36∼45와 마찬가지로 측정했다. 이들의 측정 결과를 아래 표에 기재한다.

[표 8]

실시예 46∼53에서는, 어느 것도 하강 시간이 고속화해 있다. 중합성 모노머의 첨가량이 1% 내지 3%인 영역에서는, 모노머의 첨가량이 증가함에 따라서 하강 시간이 고속화하는 반면, 상승 시간이 V90전압(포화 전압)의 상승의 영향을 받아, 약간 느려져버리는 경향이 있지만, 2% 이상의 첨가량으로 되면, 액정 분자 배열 구조가 말끔하게 가지런해지기 때문에, 상승 응답 속도도 고속화해 간다. 또한 첨가량을 늘려서 10% 정도로 되면, 폴리머 네트워크의 배향 규제력의 영향이 현저하게 나타나고, 실시예 52에서는 하강 속도는 0.7ms로, 중합성 모노머 무첨가 시의 4.2ms의 약 1/6의 0.7ms로 되어, 극히 고속인 하강 응답 시간이 얻어졌다.

상승 시간에 관해서도, 구동 전압이 높아져 있는 영향도 있지만, 0.7ms로, 중합성 모노머 무첨가 시보다도 4배 이상의 고속화가 달성되어 있고, 상승 시간과 하강 시간의 합계(τr+τd)=1.4ms로, 중합성 모노머 무첨가 시의 7.2ms의 5배 이상의 속도로 고속 응답하고 있는 것을 확인할 수 있었다.

직교하는 2매의 편광판의 사이에 제작한 셀을 놓으면 흑표시가 관측되고, 셀을 방위각 방향으로 회전시켜도 흑이 변화하지 않으며, 폴리머 네트워크 광축 방향과 액정 배향 용이 축 방향이 동일 방향인 것을 확인했다. 이 액정 패널에, 문턱값 전압 이상의 전압을 인가하면서 상기와 마찬가지로 크로스 니콜 간에 1매, λ/4파장판을 삽입해서 회전시키면, 농·담·농·담으로 1회전 중에 농담의 상태가 차례로 4회 출현하는 것을 관측하고, 1화소가 기려(綺麗)하게 4분할되어 있는 것을 확인했다.

[실시예 54∼56, 비교예 23]

상하 기판의 ITO 투명 전극에 서로 다르게 슬릿 구조를 갖는 PVA 전극 구조를 갖는 VA형 액정셀을 제작했다. 슬릿의 간격과 전극폭은, 각각 5㎛의 전극 구조로 했다. 이들 기판 상에, 인쇄법을 사용해서 수직 배향막(폴리이미드 재료)을 형성하고, 180℃에서 60분의 열처리를 행했다. 이 2매의 유리 기판을 직경 3.5㎛의 스페이서를 개재해서 첩합해, 빈 셀을 제작했다. N형 액정 조성물로서 상기 식(LCN-1)을 사용하며, 중합성 화합물로서 식(V1-1-1), 식(V1-1-2)으로 표시되는 화합물을 첨가해서 하기 표와 같이 중합성 액정 조성물을 조정해, 실시예 36∼45와 마찬가지로 해서 폴리머 네트워크 구조를 갖는 실시예 54∼56의 PVA 액정 패널을 제작했다. 또한, 중합성 모노머를 첨가하고 있지 않은 식(LCN-1)을 주입한 VATN 액정 패널을 제작하고, 비교예 23으로 했다. 얻어진 액정 패널의 전압-투과율 특성 및 응답 시간을 실시예 36∼45와 마찬가지로 해서 측정했다. 이들의 측정 결과를 아래 표에 기재한다.

[표 9]

실시예 54∼56에서는, 어느 것도 하강 시간이 고속화해 있는 것을 알 수 있다. 또한, 중합성 모노머를 10% 첨가한 실시예 55에서는, 구동 전압의 상승이 보였지만, 하강 속도뿐만 아니라, 상승 속도도 고속화해, τr+τd=1.0ms라는 극히 고속인 응답 속도가 확인되었다. 직교하는 2매의 편광판의 사이에 제작한 패널을 놓으면 흑표시가 관측되고, 패널을 방위각 방향으로 회전시켜도 흑이 변화하지 않으며, 폴리머 네트워크 광축 방향과 액정 배향 용이 축 방향이 동일 방향인 것을 확인했다.

이 액정 패널에, 문턱값 전압 이상의 전압을 인가하면서 상기와 마찬가지로 크로스 니콜 간에서 편광 현미경에 의해 관찰을 하면, 배향 분할되어 있을 것으로 생각되는 배향의 경계 영역에 디스클리네이션 라인이 4개 출현해 있는 것이 관찰되었다. 디스클리네이션 라인은, 액정 분자 배열의 흐트러짐(경계)에 의해서 생기므로, 이것에 의해 1화소가 4분할되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

[실시예 57, 비교예 24]

도 21에 기재된 피쉬본형 전극 구조를 갖는 테스트셀을 제작했다.

도 21에 있어서, 소정의 셀갭으로 대향해 첩합된 2매의 유리 기판 간에 액정층이 봉지되어 있다. 대향하는 2매의 기판의 대향면에는 각각 ITO로 이루어지는 투명 전극이 형성되어 있다. 0.7㎜의 두께의 유리 기판을 사용하며, 대향 기판에는, 공통 전극을 형성했다. 투명 전극에는 전극 재료(ITO)의 일부를 뽑은 슬릿부(512c)가 마련되어 있다. 장방형의 셀의 각 대향변의 중점(中点)을 잇는 십자상이며 폭 5㎛의 슬릿부(512c)가 배향 규제용 구조물로서 기능하고, 슬릿부(512c)로부터 경사 45°방향으로 연장해서 폭 5㎛의 슬릿부(512c)가 피치 8㎛로 복수 형성되어 있으며, 이들이 경사 시의 방위각 방향의 흐트러짐을 억제하는 보조적인 배향 제어 인자로서 기능한다. 표시용 화소 전극의 폭은 3㎛이다. 화소 간부(幹部) 전극(512a)과 화소 지부(支部) 전극(512b)은 45도의 각도를 가지면서, 화소 중앙을 대칭 중심으로 해서 90도씩 다른 4방향으로 지부 전극이 연재된 구조를 갖고 있다. 이들 기판 상에, 인쇄법을 사용해서 수직 배향막(폴리이미드 재료)을 형성하고, 180℃에서 60분의 열처리를 행했다. 이 2매의 유리 기판을 직경 3.5㎛의 스페이서를 개재해서 첩합하고, 액정이 미주입의 상태인 빈 셀을 제작했다.

N형 액정 조성물로서 상기 식(LCN-1)을 사용하며, 식(V1-1-2)으로 표시되는 화합물을 20% 첨가해서 중합성 액정 조성물을 조정해, 실시예 36∼45와 마찬가지로 해서 폴리머 네트워크 구조를 갖는 실시예 57의 피쉬본형 VA 액정 패널을 제작했다. 또한, 중합성 모노머를 첨가하고 있지 않은 식(LCN-1)을 주입한 피쉬본형 VA 액정 패널을, 비교예 4로 했다. 얻어진 액정 패널의 전압-투과율 특성 및 응답 속도를 측정했다. 이들의 측정 결과를 아래 표에 기재한다.

[표 10]

실시예 57에서는 하강 시간, 상승 시간 모두 짧으며, τr+τd=1.3ms로 극히 고속인 응답성을 갖는 액정 표시 장치를 얻을 수 있었다. 직교하는 2매의 편광판의 사이에 제작한 셀을 놓으면 흑표시가 관측되고, 셀을 방위각 방향으로 회전시켜도 흑이 변화하지 않으며, 폴리머 네트워크 광축 방향과 액정 배향 용이 축 방향이 동일 방향인 것을 확인했다.

이 액정 패널에, 문턱값 전압 이상의 전압을 인가하면서 상기와 마찬가지로 크로스 니콜 간에서 편광 현미경에 의해 관찰을 하면, 배향 분할되어 있을 것으로 생각되는 배향의 경계 영역에 디스클리네이션 라인이 4개 출현해 있는 것이 관찰되었다. 디스클리네이션 라인은, 액정 분자 배열의 흐트러짐에 의해서 생기므로, 1화소에 4개의 도메인으로 배향 분할되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

[실시예 58∼59, 비교예 25]

도 22에 나타내는 횡·경사 전계 모드 동작이 가능한 테스트용의 액정셀을 제작해서, 각종 전기 광학 특성을 평가했다.

두께 0.7㎜의 ITO 투명 전극층이 스퍼터법에 의해서 형성된 투명 유리 기판을 사용하며, 포토 에칭법에 의해서 전극폭이 10㎛인 창틀 형상의 투명 전극 기판을 제작했다. 하측 제1 유리 기판과 상측 제2 유리 기판의 창틀 형상의 ITO 전극이 형성된 유리 기판에, 폴리이미드 배향막을 도포·소성한 후, 러빙 배향 처리를 행했다.

제1 유리 기판의 러빙 방향은 도면의 아래로부터 위를 향해서 행하며, 대향 배치되는 제2 유리 기판측도 같은 방향(도면의 아래로부터 위)으로 러빙을 행해 패럴렐 배향으로 했다. 이러한 배향 처리법에 의해, 액정 분자는 스프레이 배향 상태를 취한다.

다음으로, 하측 제1 유리 기판의 흑격자부의 ITO 투명 전극과, 상측 제2 유리 기판측의 사선격자부의 ITO 투명 전극이, 정확히 반피치 어긋나서 25㎛ 피치로 되도록 대향 배치시키고, 3.5㎛의 구상 스페이서를 개재해서 열경화성 접착제를 사용해 맞붙혔다.

이러한 전극의 조합에 의해서, 흑격자의 전극은 사선부의 전극의 중앙부를 십자로 4분할하는 바와 같은 주화소 전극, 부화소 전극, 사선부는 각각 주화소 전극, 부화소 전극에 대응하는 주공통 전극, 부공통 전극으로서 기능하게 되어, 15㎛×15㎛의 표시 영역을 갖는 4개의 표시 영역으로 분할되게 된다.

상기 식(LCP-1)으로 표시되는 P형 액정 조성물(Δn=0.103, 점성η=20mPa·s, Δε=7.5) 98중량%로, 식(V1-1-1)으로 표시되는 화합물을 2.0중량% 첨가하며, 또한, 중합광개시제 Irgacure651을 식(V1-1-1)으로 표시되는 화합물에 대해서 2.0중량% 첨가하고, 60℃로 가열해서 액정 조성물에 용해시켜, 중합성 액정 조성물을 조정했다. 얻어진 중합성 액정 조성물을 진공 주입법에 의해서 액정셀 내에 주입했다. 액정을 주입한 후, 액정셀을 취출하고, 주입구를 봉구제 3026E(스리본드사제)로 봉지했다. 자외선 컷 필터 L-37(호야 간데오 오프트로닉스사제)을 개재한 조사 강도가 15㎽/㎠인 자외선을, 25℃에서 300초간 조사해, 중합성 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시켜서, 실시예 58의 경사 전계 모드의 액정 표시 소자를 얻었다. 또한, 식(V1-1-1)으로 표시되는 화합물의 첨가량을 3.0중량%로 한 이외는 마찬가지로 해서 실시예 59의 경사 전계 모드의 액정 표시 소자를 얻었다. 광중합성 모노머를 함유하지 않는 액정 조성물을 주입한 액정 표시 소자를 비교예 25로 했다.

광전자 배증관(PMT)을 부착한 편광 현미경을 사용해서 액정셀로부터의 투과광 강도의 변화를 측정하고, 응답 특성 및 전압-투과율 특성을 평가했다. 투과율은, 2매의 편광자의 편광 방향을 평행하게 한 평행 니콜의 경우에 있어서의 투과율을 100%로 정의하고, 2매의 편광자의 편광 방향을 직교시킨 크로스 니콜에 있어서의 투과율을 0%로 정의했다. 응답 시간은, 100㎐의 버스트파를 액정셀에 인가해서 광스위칭 응답 파형의 최대 투과율을 100%로 했을 경우, 투과율 10%로부터 90%에의 변화를 상승 시간(τr)으로 하고, 투과율 90%로부터 10%에의 변화를 하강 시간(τd)으로 정의해서 평가했다.

실시예 58, 59 및 비교예 25의 액정셀을, 전압 무인가의 상태에서 크로스 니콜 상태의 편광 현미경의 스테이지 상에 러빙 처리 방향과 편광축 방향이 일치하는 방향으로 놓으면, 암시야(노멀리 블랙)로 되며, 일축 배향성이 얻어져 있는 것을 확인했다.

도 23에, 실시예 58, 59 및 비교예 25의 전압-투과율 특성을 측정한 결과를 나타낸다. 이들의 문턱값 전압과 포화 전압을 아래 표에 나타낸다.

[표 11]

광중합성 모노머의 첨가량이 늘어나면 문턱값 전압, 포화 전압 모두 상승하지만, 특히 포화 전압의 상승폭이 커지고, 전압-투과율 특성의 상승은 완만해진다. 광중합성 모노머를 3% 더한 액정셀의 포화 전압은 무첨가 시의 3.29V에서 5.47V로, 2V 이상 고전압측으로 쉬프트해버리는 것이 확인되었다. 그러나, 실제로는, 예를 들면 액정 TV의 경우의 최대 구동 전압은 15V 근변(近邊)이며, 액정 표시 소자의 포화 전압이 이 이하이면 특히 문제로 되지 않는다. 아래 표로부터 판독되는 것은, 중합성 모노머의 첨가량의 증가와 함께, Tr, Td 모두 고속 응답으로 되고, 움직임이 격한 애니메이션 등의 동화(動畵)나 액션 무비, 스포츠 방송에 적합한 고속 응답 표시가 얻어진다. 액정 표시 소자의 포화 전압이 15V 이하이면, 중합성 관능기의 첨가량이 조금 많아도, 고속도 표시라는 점에서, 큰 메리트를 향수할 수 있게 된다.

다음으로, 응답 속도의 측정 결과를 도 24에 나타낸다. 상승의 응답 속도τr은, 광중합성 모노머의 첨가량이 증가하면 약간 느려지는 경향이 보이지만, 표시 특성상 하등 문제가 없는 레벨인 것으로 생각할 수 있다. 한편, 하강 속도τd는, 광중합성 모노머의 첨가량이 많아짐에 따라서 고속 응답화해 있으며, 무첨가 시는 5∼6ms였던 것이, 2중량% 첨가로 3∼4ms로, 3중량% 첨가한 것에서는, 2∼3ms로, 대략 1/2의 시간으로 단축되어 있으며, 광조사에 의해서 초기 배향막과 대략 같은 방향으로 형성된 폴리머 네트워크의 앵커링력의 작용에 의해서 고속 응답화되어 있는 것이 확인되었다.

실시예 58, 59, 비교예 25에서 사용한 액정셀을 전압 무인가의 상태에서, 크로스 니콜 상태의 편처리 방향과 편광축 방향이 일치하는 방향으로 놓고 노멀리 블랙으로 되는 것을 확인한 후, 포화 전압을 인가해서 액정셀을 관측했다. 편광 현미경에 X-Y스테이지를 설치해서, 4개로 배향 분할된 각각의 표시 영역을 관찰했지만, 광학적으로는 등가이며 전혀 구별이 가지 않았다. 문턱값과 포화 전압의 중간적인 전압을 인가해도, 완전히 광학적으로는 등가인 상태였다. 다음으로 4개의 표시 영역 중의 1개의 영역을 선택하고, 상기한 중간적인 전압을 인가하면서 편광 현미경의 스테이지를 회전시켜서 가장 어두워지는 위치를 찾아서, 그 각도를 고정했다. 그러한 상태에서, X-Y스테이지를 X방향, Y방향으로 이동시키면서, 그 밖의 3개의 다른 영역을 관찰했다. 최초에 설정한 영역과 180도 다른 영역은, 거의 같은 어둡기의 상태인 것이 관측되며, 최초에 설정한 영역과 90도 다른 영역에서는, 그레이 상태로 되어 있는 것이 관측되었다. 이에 따라, 적어도 고정한 영역과 90도, 혹은 270도 다른 영역에서는, 액정 분자의 배열 방향이 다른 것을 확인할 수 있으며, 배향 분할이 말끔하게 행해져 있는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 본 실시예에서 사용한 액정셀은 패럴렐 배향 처리를 실시한 것이며, 액정 분자는 스프레이 배향 상태로 되어 있다. 그 때문에, 전압 인가에 의해서 액정층 중앙의 분자는 액정 기판에 대략 평행 배향하며, 경사 전계에 의해서 회전을 받으면서 중앙부를 경계로 상하 방향으로 벌어진 액정 분자 배열을 취하기 때문에, 정확히 더블 STN 패널과 같이 완전하게 위상차가 보상되어, 시야각 의존성이 해소되는 것을 확인할 수 있었다.

본 실시예에 있어서는, 유전 이방성이 양인 액정 조성물을 사용해서, 도 22에 나타내는 액정셀로 그 동작 및 전기 광학 특성을 평가·확인했지만, 실제의 TFT 액정 표시 패널의 경우는, TFT 기판측에 1층의 절연막을 개재해서 화소 전극과, 공통 전극의 일부 또는 전부가 형성되고, 대향 기판측에, 공통 전극의 일부 또는 전부가 형성되게 되어, 경사 전계 효과와 횡전계 효과가 동시에 액정 분자에 작용하기 때문에, 음의 유전 이방성을 갖는 액정 조성물을 사용해도 본 실시예와 마찬가지의 효과가 얻어지게 된다. 그 경우의 배향 처리 방향으로서는, 안티 패럴렐 배향, 패럴렐 배향의 어느 것이어도 된다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 배향 처리 방법으로서 러빙법을 사용하고 있지만, TFT 기판측의 전극 구조나 배선 구조는 극히 복잡하며 단차가 많으므로, 러빙법에 의해서 배향막 전면을 균일하게 한결같은 표면 배향성을 얻는 것이 어려우며, 러빙에 의해서 발생하는 먼지·보풀, 및 러빙 시의 대전에 의한 TFT의 파괴 등이 발생하는 등에서, 광배향 처리법이 특히 바람직하다. 광배향 처리법으로서는, 254㎚ 근방의 UV광에 의한 광분해형의 폴리이미드를 사용하거나, 313㎚ 근방의 광에 의한 신남산이나 쿠마린 등의 광관능기를 갖는 광2량화를 일으키는 폴리머에 의한 광배향 처리, 또는 365㎚ 근방의 광에 의한 광이성화를 일으키는 아조계의 광배향 폴리머를 사용하는 것 등이 바람직하다.

이상 기술해 온 바와 같이, 어떠한 구조를 갖는 횡전계 방식(IPS 모드, FFS 모드)의 액정 표시 장치에 있어서도, 이관능 모노머를, 양 또는 음의 유전 이방성을 갖는 액정 조성물에 첨가해서 UV광을 조사함에 의해 나노 상분리 반응을 유인시켜서, 액정 배향막에 의한 초기 배향에 의한 평행 배향 방향과 대략 같은 방향으로 폴리머 네트워크가 형성되며, 그 폴리머 네트워크의 앵커링력과 초기 수직 배향의 앵커링력의 상승 작용에 의해, 횡전계 방식 액정 표시 장치의 응답 속도, 특히 액정의 하강 시의 응답 속도가 고속 응답화되는 것을 확인할 수 있었다.

[실시예 60∼61, 비교예 26]

도 25는, 본 발명의 효과를 확인하기 위하여 사용한 IPS 모드 평가용 테스트셀의 전극 구조를 나타내는 평면도 및 액정의 분자 배열을 나타내는 모식 평면도이다. 두께 0.7㎜의 유리 기판 상에 ITO를 성막한 후, 에칭에 의해서 중앙부에서 좌우 반대 방향으로 대칭으로 〈자형을 한 폭 10㎛의 스트립(strip) 형상의 전극을, 10㎛의 간격을 두고 기판의 상하 방향으로부터 형성했다. 공통 전극과 화소 전극은 동일 기판 평면 상에 형성되어 있으며, 공통 전극 부분은 흰빠짐(白拔), 화소 전극 부분은 사선으로 나타낸다. 공통 전극과 화소 전극은, 각각 다르게 되도록 배치된 빗살 전극 구조를 취하고 있으며, 빗살 전극은 지면(紙面)의 상하 방향에 대해서, 각각 좌우 방향으로 15도의 기울기를 갖고 있고, 제1 상한(象限) 내지 제4 상한의 4개의 영역으로 배향 분할된 빗살 전극 구조를 갖고 있으며, 이것을 제1 기판으로 했다(L/s=10㎛m/10㎛).

상기 제1 기판과, 3.5㎛의 구상 스페이서를 개재해서 대향 배치되는 유리 두께 0.7㎜의 투명 전극이 없는 제2 기판 상(도시되지 않음)에, 폴리이미드 배향막을 도포·소성한 후, 러빙 배향 처리를 행했다. 제1 기판의 러빙 방향은 도면의 아래로부터 위를 향해서 행하며, 대향 배치되는 제2 기판측은, 역방향(도면의 위로부터 아래)으로 러빙을 행해 안티 패럴렐 배향으로 했다. 2개의 빗살 전극군과 러빙 배향 방향이 이루는 각도는 15°로 했다. 편광자와 검광자는, 크로스 니콜 상태에서 테스트셀의 외측에 배치되어 있으며, 편광자의 투과축 또는 편광축은 액정 분자의 초기 배향 방향과 평행 또는 직각으로 배치되어 있다. 이 결과, 이 테스트셀에서는, 전압 무인가 시는 노멀리 블랙의 상태를 취한다.

이상으로부터, 본 발명의 효과를 확인하기 위한 테스트셀에서는, 전압 무인가 시는 4개의 표시 영역 모두 노멀리 블랙의 표시로 되고, 문턱값 전압 이상의 전압 인가 시에는 4개의 표시 영역 모두 시야각 방향이 다른 배향 분할된 화이트(그레이) 표시로 된다. 액정 분자가 상술한 바와 같은 초기 배향 상태를 취하고, 편광자·검광자가 크로스 니콜이며, 또한 초기 배향 방향과 편광자의 투과축 또는 편광축이 평행 또는 직교해 있는 경우는, 전압 무인가 시는 물론, 전압 인가 시도 광학적으로는 등가이며, 그 구별을 판별하는 것은 곤란하다. 그러나, 4개의 표시 영역의 어떠한 빗살 전극군에 의해 회전하고 있는 액정 표시 영역에 대해서, 크로스 니콜 상태를 유지하고, 편광자의 투과축 또는 편광축을 일치시킴에 의해, 당해 빗살 전극군의 대응하는 액정 표시 영역은, 거의 블랙 상태를 취하고, 반대 방향의 빗살 전극군의 대응하는 액정 표시 영역은 그레이 상태를 취함으로써, 배향 분할이 말끔하게 행해져 있는지의 여부를 판별하는 것이 가능하다. 이 테스트셀을 사용함에 의해서, 일반적인 표시 소자의 전기 광학 효과 뿐만 아니라 배향 분할에 의한 시야각 개선 효과도 관측할 수 있다.

검은칠로 나타낸 액정 분자는, 초기 배향 방향 또는 전압 무인가 시의 액정 분자 배향 방향을 나타내고 있으며, 이들은 제1 상한으로부터 제4 상한까지 완전히 마찬가지로 초기 배향 방향으로 가지런해져 배향 제어되어 있다. 이들 4개의 빗살 전극군에 문턱값 전압 이상의 전압을 인가하면, 흰빠짐으로 나타낸 액정 분자와 같이, 각각의 방향으로 회전 운동을 일으킨다.

도 25를 보고 알 수 있는 바와 같이, 제1 상한 영역의 액정 분자는 좌회전, 제2 상한은 우회전, 제3 상한은 좌회전, 제4 상한은 우회전해서 소정의 위치에 배열한다. 편광자·검광자가 크로스 니콜로 배치되고, 편광자의 투과축 또는 편광축이 초기 배향 방향과 평행 또는 직교해 있는 상태에서는, 회전된 액정 분자의 광학적 특성은 완전히 등가이지만, 도면을 봐도 명확한 바와 같이 4개의 상한에 있는 액정 분자는 각각 다른 방향으로 배열되어 있으며, 완전한 형태로 배향 분할이 행해져 있는 것을 용이하게 이해할 수 있다.

도 26은, 〈자형의 화소 전극을 갖는 FFS 모드용 테스트셀의 전극 구조를 나타내는 평면도이다. 0.7㎜의 유리 기판 상에 ITO의 평면 전극을 배치하고, 그 위에 SiN 등의 투명 절연층을 마련하고, 그 위에 ITO 투명 전극층을 스퍼터 성막하고, 에칭에 의해서 화소 전극을 형성했다. 화소 전극은, 20㎛ 간격으로 10㎛의 폭을 갖는 스트립형의 형상을 해서 형성하고, 절연막의 하층부에 형성된 평면 전극을 공통 전극으로 하고, 이것을 제1 기판으로 했다. 상기 제1 기판과, 3.5㎛의 구상 스페이서를 개재해서 대향 배치되는 유리 두께 0.7㎜의 제2 기판 상(도시되지 않음)에, 폴리이미드 배향막을 도포·소성한 후, 러빙 배향 처리를 행했다. 제1 기판의 러빙 방향은 도면의 아래로부터 위를 향해서 행하며, 대향 배치되는 제2 기판측은, 역방향(도면의 위로부터 아래)으로 러빙을 행해 안티 패럴렐 배향으로 했다. 2개의 빗살 전극군과 러빙 배향 방향이 이루는 각도는 15°로 했다.

이 경우도 도 25를 사용해서 설명한 경우와 완전히 마찬가지로, 액정 표시 영역은 제1 상한으로부터 제4 상한까지의 4개의 영역에 배향 분할되며, 각각 다른 회전 방향을 갖는 액정 분자 배열을 취하는 것을 알 수 있다. 또한, IPS 모드 시에서는 IPS의 화소 전극과 공통 전극상의 액정 분자에는 전압이 인가되지 않고, 개구율이 낮게 되어 있었지만, FFS 모드에서는 공통 전극부 영역의 액정 분자에도 전압이 인가되어 액정 분자가 회전 운동을 일으키기 때문에, 액정 패널의 개구율은, 30% 정도 향상하게 된다.

도 25, 도 26의 설명에서는, 배향 처리 방법으로서 러빙법을 기재했지만, 상술과 같이 횡전계 방식에 의한 TFT 기판측의 전극 구조나 배선 구조는 극히 복잡하며 단차가 많으므로, 러빙법에 의해서 배향막 전면을 균일하게 한결같은 표면 배향성을 얻는 것이 어려우며, 러빙에 의해서 발생하는 먼지·보풀, 및 러빙 시의 대전에 의한 TFT의 파괴 등이 발생하는 등에서, 광배향 처리법이 특히 바람직하다. 또한, 광배향 처리법의 경우에는, 프리틸트각이 거의 0°이며, 시야각 의존성의 관점에서도 러빙법보다 우수하다(러빙법에서의 프리틸트각은, 0.5∼2° 정도). 광배향 처리법으로서는, 254㎚ 근방의 UV광에 의한 광분해형의 폴리이미드를 사용하거나, 313㎚ 근방의 광에 의한 신남산이나 쿠마린 등의 광관능기를 갖는 광2량화를 일으키는 폴리머에 의한 광배향 처리, 또는 365㎚ 근방의 광에 의한 광이성화를 일으키는 아조계의 광배향 폴리머를 사용하는 것 등이 바람직하다. 광배향막 재료나 광조사 방향에 따라서 얻어지는 광배향 방향은 다르지만, 양의 유전 이방성을 갖는 액정 조성물을 사용할 경우에는, 러빙 시와 마찬가지로 초기 배향 방향이 지면의 상하 방향으로 되도록 설정할 필요가 있다. 음의 유전 이방성을 갖는 액정 조성물을 사용하는 경우는, 전극 구조가 도 25, 도 26과 같은 방향인 경우는, 상기와는 90° 다른 방향으로 초기 배향하는 것이 바람직하다(지면의 좌우 방향으로 수평 배향).

도 25에 나타내는 바와 같은 전극 구조를 갖는 제1 기판 및 전극이 없는 제2 기판에, 폴리이미드 용액을 도포·소성 후에 러빙 처리를 행하며, 3.5㎛의 구상 실리카 스페이서를 사용해 대향 배치시켜서 맞붙여, 안티 패럴렐 배향에 의한 IPS 모드용의 테스트셀을 작성했다. 또, 러빙 방향은, 지면의 좌우 방향(수평 방향)으로 했다. 상기 식(LCN-1)으로 표시되는 액정 조성물 98.0중량%에 식(V1-1-1)으로 표시되는 화합물 2.0중량%를 혼합한 것, 및 식(LCN-1)으로 표시되는 액정 조성물 96.0중량%에 식(V1-1-1)으로 표시되는 화합물 4.0중량%를 혼합한 것을 각각 60℃로 가열해서 액정 조성물에 용해시킨 후, 진공 주입법에 의해서 액정셀 내에 주입했다. 또, 중합광개시제 Irgacure651이 중합성 화합물(V1-1-1)에 대해서 2.0중량% 함유되어 있다.

액정을 주입한 후, 주입구를 봉구제 3026E(스리본드사제)로 봉지했다. 자외선 컷 필터 L-37(호야 간데오 오프트로닉스사제)을 개재한 조사 강도가 15㎽/㎠인 자외선을, 25℃에서 300초간 조사해, 중합성 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시켜서, FFS 모드의 액정 표시 소자를 얻었다. 식(V1-1-1)을 2.0중량% 혼합해서 제작한 액정셀을 실시예 60으로 하고, 4.0중량% 혼합한 액정셀을 실시예 61로 했다. 광중합성 조성물을 포함하지 않는 액정 조성물을 진공 주입한 액정셀에는 광조사를 행하지 않고, 이것을 비교예 26으로 했다.

실시예 60, 61 및 비교예 26의 액정셀을, 전압 무인가의 상태에서 크로스 니콜 상태의 편광 현미경의 스테이지 상에 러빙 처리 방향과 편광축 방향이 일치하는 방향으로 놓으면, 암시야(노멀리 블랙)로 되며, 일축 배향성이 얻어져 있는 것을 확인했다.

광전자 배증관(PMT)을 부착한 편광 현미경을 사용해서 얻어진 액정셀로부터의 투과광 강도의 변화를 측정하고, 응답 특성 및 전압-투과율 특성을 평가했다. 투과율은, 2매의 편광자의 편광 방향을 평행하게 한 평행 니콜의 경우에 있어서의 투과율을 100%로 정의하고, 2매의 편광자의 편광 방향을 직교시킨 크로스 니콜에 있어서의 투과율을 0%로 정의했다. 응답 시간은, 100㎐의 버스트파를 액정셀에 인가해서 광스위칭 응답 파형의 최대 투과율을 100%로 했을 경우, 투과율 10%로부터 90%에의 변화를 상승 시간(τr)으로 하고, 투과율 90%로부터 10%에의 변화를 하강 시간(τd)으로 정의해서 평가했다. 전압-투과율 특성 평가의 결과를 도 27에, 응답 특성 평가의 결과를 도 28에 나타낸다. 도 28로부터, 중합성 모노머의 함유율의 증가에 수반하여 구동 전압은 비교예 1에 대해서 50% 내지 100% 고전측(高電側)으로 쉬프트해버리지만, τr, τd 모두, 대폭으로 고속 응답화해 있는 것이 용이하게 판독된다.

응답 시간의 빠르기의 차이를 정당하게 비교하기 위하여, 실시예 60, 61, 비교예 26의 액정셀에 대해서, 각각의 액정셀의 포화 전압을 인가함에 의해, τr, τd를 측정했다. 그 결과를, 하기 표에 나타낸다.

[표 12]

τr에 관해서는, 비교예 26에서는 29.5ms였던 것이 실시예 60에서는 16.3ms로 55% 정도의 응답 시간으로 되고, 실시예 61에서는 7.0ms로 1/3 이하의 응답 속도로 개선되어 있다. τd에 관해서도 마찬가지로, 고속 응답화되어 있고, 비교예 26에서는 17.1ms였던 것이, 실시예 60에서는 11.1ms로 65% 정도로 되고, 실시예 61에서는 4.6ms로 비교예 26의 27%까지 고속 응답화되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 그 외의 구동 전압 영역, 즉 중간조(中間調) 표시 시에 있어서도, τr, τd는 비교예 26보다도 고속 응답성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

작은 음의 유전 이방성을 갖는 액정 조성물에 있어서의 계에 있어서는, 광중합성 모노머에 의한 폴리머 네트워크 구조가 형성됨에 의해서 문턱값 전압이나 포화 전압이 크게 상승해, 최적인 구동 전압이 높아져버리는 경향이 있는듯하지만, 높게 쉬프트한 포화 전압을 인가함에 의해 액정 분자의 회전 운동이 신속하게 행해지게 되어, τr가 고속 응답화하게 된다. 한편 τd는, 고전압으로부터 일거에 개방되어 배향막에 의한 초기 배향의 앵커링력과 광중합 반응에 의해서 형성된 폴리머 네트워크의 앵커링력에 의해 강하게 초기 배향 방향으로 되돌아가려고 하는 힘이 작용해, 고속으로 동작하는 것이 가능해진다.

실시예 60, 61에서 사용한 액정셀을 전압 무인가의 상태에서, 크로스 니콜 상태의 편광판의 사이에 배향 처리 방향과 편광축 방향이 일치하는 방향으로 놓고 노멀리 블랙으로 되는 것을 확인한 후, 포화 전압을 인가해서 액정셀을 관측했다. 편광 현미경에 X-Y스테이지를 설치해서, 4개로 배향 분할된 각각의 표시 영역을 관찰했지만, 광학적으로는 등가이며 전혀 구별이 가지 않았다. 문턱값과 포화 전압의 중간적인 전압을 인가해도, 완전히 광학적으로는 등가인 상태였다.

다음으로 4개의 표시 영역 중의 1개의 영역을 선택하고, 상기한 중간적인 전압을 인가하면서 편광 현미경의 스테이지를 회전시켜 가장 어두워지는 위치를 찾아서, 그 각도를 고정했다. 그러한 상태에서, X-Y스테이지를 X방향, Y방향으로 이동시키면서, 그 밖의 3개의 다른 영역을 관찰했다. 최초에 설정한 영역과 180도 다른 영역은, 거의 같은 어둡기의 상태에 있는 것이 관측되고, 그것과는 90도 다른 영역에서는, 그레이 상태로 되어 있는 것이 관측되었다. 이에 따라, 적어도 최초에 고정한 영역과 90도, 혹은 270도 다른 영역에서는, 액정 분자의 배열 방향이 다른 것을 확인할 수 있으며, 배향 분할이 말끔하게 행해져 있는 것을 확인할 수 있었다.

[실시예 62, 비교예 27]

도 26에 나타내는 바와 같은 전극 구조를 갖는 제1 기판 및 전극이 없는 제2 기판에, 폴리이미드 용액을 도포·소성 후에 러빙 처리를 행하며, 3.5㎛의 구상 실리카 스페이서를 사용해 대향 배치시켜서 맞붙여, 안티 패럴렐 배향에 의한 FFS 모드용의 테스트셀을 작성했다(L/s=10㎛/30㎛).

상기 식(LCP-1)으로 표시되는 P형 액정 조성물 98중량%에 식(V1-1-1)으로 표시되는 화합물 2.0중량%를 혼합하고, 60℃로 가열해서 액정 조성물에 용해시킨 후, 진공 주입법에 의해서 액정셀 내에 주입했다. 또, 중합광개시제 Irgacure651이 식(V1-1-1)으로 표시되는 화합물에 대해서 2.0% 함유되어 있다. 액정을 주입한 후, 주입구를 봉구제 3026E(스리본드사제)로 봉지했다. 자외선 컷 필터 L-37(호야 간데오 오프트로닉스사제)을 개재한 조사 강도가 15㎽/㎠인 자외선을, 25℃에서 300초간 조사해, 중합성 액정 조성물 중의 중합성 화합물을 중합시켜서, FFS 모드의 액정 표시 소자를 제작하고, 이것을 실시예 62로 했다. 광중합성 모노머를 함유하지 않는 액정 조성물을 주입한 액정셀을 비교예 27로 했다.

크로스 니콜 상태의 편광판의 사이에 제작한 액정셀을 러빙 처리 방향과 편광축 방향이 일치하는 방향으로 놓으면 암시야(노멀리 블랙)로 되며, 일축 배향성이 얻어져 있는 것을 확인했다. 얻어진 액정셀을 사용해서, 각각 전압-응답 특성을 측정했다. 그 결과를, 하기 표에 나타낸다.

[표 13]

비교예 27의 문턱값 전압은 2.5V, 포화 전압은 4.5V였다. 포화 전압을 인가했을 경우의 광투과율은 70%였다. 한편, 실시예 62의 문턱값 전압은, 비교예 27과 거의 마찬가지로 2.5V였지만 포화 전압은 6.5V로, 비교예 27보다, 약 2V 포화 전압이 상승했다.

본 실시예에 있어서는, 광중합에 의한 폴리머 네트워크 구조 형성의 유무에 관계없이, 비교예 27과 실시예 62의 문턱값 전압은 거의 같은 값을 나타냈다. 그 한 요인으로서, 본 실시예와 같은 재료 조성계의 경우에서는, 문턱값 근방의 전압 구동 영역에 있어서의 저분자 액정의 회전 각도가 그다지 크지 않기 때문에, 폴리머 네트워크 구조에 의한 회전 운동에 대한 장해나 앵커링력에 의한 영향을 받기 어렵다는 것을 생각할 수 있다. 또한, 사용한 P형 액정 조성물의 유전 이방성이 7.5로 크며, 표시 모드도 FFS이므로, 공통 전극과 화소 전극의 간격이 IPS 모드보다도 좁아져 있어 횡전계가 효율적으로 인가되어 있는 것을 생각할 수 있다. 단, 일반적으로는 광중합성 모노머의 첨가량의 증가에 수반하여, 문턱값 전압도 높아지는 경향이 있는 것이 확인되어 있다.

한편, 고전압 인가 시에 있어서는, 액정 분자의 회전 각도가 커지고, 폴리머 네트워크 구조나 앵커링력에 의해서 회전 운동이 방해받는 결과 포화 전압은 상승하며, 그 상승폭은 문턱값 전압의 그것에 비해서 커져버리기 때문에, 전압-투과율 특성이 폴리머 네트워크를 형성하지 않는 것보다 완만한 기울기를 갖게 된다.

다음으로, 얻어진 액정셀을 사용해서, 각각 상승 응답 시간τr, 하강 시간τd의 전압 의존성을 측정했다. 측정 결과를 도 29에 나타낸다. 도 29의 τr(0%), τd(0%)는, 광중합성 모노머(V1-1-1)를 포함하지 않는 액정 조성물, τr(2%), τd(2%)는, 광중합성 모노머(V1-1-1)를 2중량% 함유하는 액정 조성물에 의한 액정셀의 인가전압에 대한 응답 시간을 나타내고 있다.

비교예 27의 액정셀에 4.5V의 포화 전압을 주었을 때의 τr은 1.0ms, τd는 11.4ms였던 것이, 본 발명에 따른 실시예 62에서는 포화 전압은 6.5V로 높아지고, 포화 전압 6.5V를 인가했을 때의 τr, τd는, 각각 0.9ms, 5.4ms였다. τr에 관해서는, 폴리머 네트워크의 형성의 유무에 관계없이 거의 같은 응답 시간이었지만, τd는 폴리머 네트워크 형성에 의해서 반분 이하의 시간으로 대폭으로 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

광중합 반응에 의해서 폴리머 네트워크가 형성되고, 그것에 의해서 횡전계 모드의 전압 인가에 의한 액정 분자의 회전 운동이 저해를 받아 포화 전압이 높아졌다고 해도, 액정 조성물의 98%를 차지하는 저분자 액정 조성물의 물성값(액정 조성물의 유전 이방성이나 탄성 상수, 점성 계수 등)의 변화는 미소하며, 포화 전압 근방의 전압을 인가했을 경우의 액정 분자의 상승 응답 시간은, 폴리머 네트워크 형성의 유무에 관계없이 거의 같은 값을 나타내는 것이 예상된다. 본 실시예와 비교예에 있어서도, 전압-투과율 특성의 포화 전압 부근에서의 상승 응답 시간τr을 비교하면, 액정 조성물 단독으로는 1.0ms(4.5V)였던 것이, 폴리머 네트워크 구조체의 형성에 의해 0.8ms(6.5V)였다. 포화 전압 부근에서의 상승의 응답 시간은, 폴리머 네트워크 구조체가 형성되어도 큰 차이는 없는 것을 확인할 수 있었다.

문턱값 전압 부근에서의 상승 응답 시간τr을 비교하면, 액정 조성물 단독의 경우는 90ms(2.5V)였지만, 폴리머 네트워크 구조체를 형성한 경우는 15ms(2.5V)로 고속 응답화해 있다. 그 한 요인으로서, 폴리머 네트워크 구조가 형성됨에 의해서 액정 계면 근방의 프리틸트각 및 프리틸트 방위가 안정 고정화되어 가지런해짐에 의해, 액정의 회전 운동이 균일하며 용이하게 행해지기 쉬워지는 것을 생각할 수 있다. 하강의 응답 속도τd는, 액정 조성물 단독의 경우는 10.0ms(2.5V)였던데 대해, 폴리머 네트워크 구조체를 형성한 경우는 3.5ms로 1/3 이하의 시간으로 단축되어 있으며, 폴리머 네트워크 구조체의 앵커링력의 효과가 크게 나타나 있을 것으로 추측된다.

이상의 실험 사실로부터, 액정 분자에 초기 배향 상태를 부여하는 배향 처리 방향과 대략 동일 방향으로 액정 조성물 중에 함유되는 광중합성 모노머를 중합해 폴리머 네트워크 구조를 형성함에 의해, 포화 전압 근방의 전압 인가에 의해서 고명도를 부여하는 고계조 영역 뿐만 아니라 중간 계조 표시 시에 있어서도 τr, τd 모두 개선되어 있는 것이 확인되었다. 특히 τd에 관해서는, 폴리머 네트워크가 형성되어 있지 않을 때의 1/2 이하의 시간으로 단축되어 있어, 광중합에 의해서 형성된 폴리머 네트워크와, 초기 배향 규제력의 상승적인 효과가 극히 효과적으로 작용하고 있을 것으로 생각된다.

실시예 62에서 사용한 액정셀을 전압 무인가의 상태에서, 크로스 니콜 상태의 편광판의 사이에 배향 처리 방향과 편광축 방향이 일치하는 방향으로 놓아 노멀리 블랙으로 되는 것을 확인한 후, 포화 전압을 인가해서 액정셀을 관측했다. 편광 현미경에 X-Y스테이지를 설치해서, 4개로 배향 분할된 각각의 표시 영역을 관찰했지만, 광학적으로는 등가이며 전혀 구별이 가지 않았다. 문턱값과 포화 전압의 중간적인 전압을 인가해도, 완전히 광학적으로는 등가인 상태였다.

다음으로 4개의 표시 영역 중의 1개의 영역을 선택하고, 상기한 중간적인 전압을 인가하면서 편광 현미경의 스테이지를 회전시켜 가장 어두워지는 위치를 찾아서, 그 각도를 고정했다. 그러한 상태에서, X-Y스테이지를 X방향, Y방향으로 이동시키면서, 그 밖의 3개의 다른 영역을 관찰했다. 최초에 설정한 영역과 180도 다른 영역은, 거의 같은 어둡기의 상태인 것이 관측되고, 그것과는 90도 다른 영역에서는, 그레이 상태로 되어 있는 것이 관측되었다. 이에 따라, 적어도 최초에 고정한 영역과 90도, 또는 270도 다른 영역에서는, 액정 분자의 배열 방향이 다른 것을 확인할 수 있으며, 배향 분할이 말끔하게 행해져 있는 것을 확인할 수 있었다.

이상 기술해 온 바와 같이, 어떠한 구조를 갖는 횡전계 방식(IPS 모드, FFS 모드)이나 경사 전계 모드, VA 모드의 액정 표시 장치에 있어서도, 중합성 액정 화합물을, 양 또는 음의 유전 이방성을 갖는 액정 조성물에 첨가해서 UV광을 조사함에 의해 나노 상분리 반응을 유인시켜서, 액정 배향막에 의한 초기 배향 방향과 대략 같은 방향으로 폴리머 네트워크가 형성되고, 그 폴리머 네트워크의 앵커링력과 초기 배향의 앵커링력의 상승 작용에 의해, 응답 속도, 특히 OFF 시의 응답 속도가 고속 응답화되는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 실온에서 중합하기보다도 저온(-10℃ 정도)에서, 중합시켜서 폴리머 네트워크화시키는 편이 고속 응답화에 대해서 유리한 것도 확인할 수 있었다. 이러한 고속 응답화 기술과 동시에, 횡전계 방식에 의한 액정의 시야각을 넓히기 위한 각종 배향 분할 처리를 병용함에 의해, 정면 시야각뿐만 아니라 경사 방향의 γ시야각 특성이 우수한, 초고속 응답 특성을 갖는 횡전계 방식 액정 표시 장치를 실현하는 것에 성공했다.

이들 기술은, 단순히 고속 응답성을 갖는 TV 등의 동화 표시 장치 외, 컬러 필터 불요인 필드 시퀀셜 방식에의 채용도 가능하다. 또한, 최근, 급속히 주목을 받고 있는 초대형 고정세(高精細)의 4K×2K-TV나, 4K×8K-TV 등에의 응용 전개가 기대된다.

[실시예 63∼86, 비교예 28∼29]

N형 액정 조성물로서 하기 (LCN-2)으로 표시되는 조성물(Δn 0.12, 점성η 19mPa·s, Δε -3.3) 및 (LCN-3)으로 표시되는 조성물(Δn 0.11, 점성η 17mPa·s, Δε -3.2)을 조제했다. 중합성 화합물로서 식(V1-1-4), (V1-1-9), (V1-1-11), (V1-1-12), (V1-1-13), (V1-1-14), (V1-1-15) 및 (V1-1-16)으로 표시되는 화합물을 (LCN-2)를 사용하며, 중합광개시제 Irgacure651을 상기 중합성 화합물에 대해서 2%로 되도록 첨가한다.

하기 표에 나타내는 바와 같이 실시예 63∼86, 비교예 28∼29의 중합성 액정 조성물을 조정했다. 실시예 3과 마찬가지의 방법으로 VA 모드의 액정 표시 소자를 제작했다. 단, 실시예 63∼82, 및 비교예 28에 있어서의 셀두께는, 3.2㎛, 실시예 83∼86, 및 비교예 29에 있어서의 셀두께는, 3.6㎛이다. 편광 현미경을 사용해서 직교하는 2매의 편광판의 사이에 제작한 셀을 놓으면 암시야로 되어 셀을 방위각 방향으로 회전시켜도 암시야의 흑레벨이 변화하지 않으며 호메오트로픽 배향이고, 폴리머 네트워크 광축 방향과 액정 배향 용이 축 방향이 동일 방향이고, 셀면에 직행하도록 형성되어 있는 것을 확인했다. 당해 액정 표시 소자에 대하여 60㎐의 직사각형파를 인가해서, VA 모드에 있어서의 전압-투과율 특성 및 응답 시간을 조사했다. 결과를 하기 표에 나타낸다.

[표 14]

[표 15]

비교예 28에서는, 셀두께 3.2㎛로 최적인 복굴절률 0.086에 비해 큰 복굴절률의 액정을 사용하고 있으므로 투과율T100가 낮아진다. 실시예 63∼80은, 셀두께가 3.2㎛이기는 하지만, 중합 후에 폴리머 네트워크 형성의 영향으로 소자가 나타내는 복굴절률이 실제의 액정의 값에 비해서 감소하기 때문에, 복굴절률 0.12의 액정을 사용함으로써 소자가 필요로 하는 최적인 복굴절률에 가까워져 투과율이 개선되어 있다. 또한, 응답 시간은, 폴리머 네트워크 광축 방향과 액정 배향 용이 축을 일치시키도록 형성된 폴리머 네트워크의 앵커링력의 효과로 하강 시간이 짧아지는 것이 확인되었다. 또한, 구동 전압의 증가에 수반하여 상승 시간도 짧아져 응답성이 향상했다.

[표 16]

비교예 29에서는, 셀두께 3.6㎛로 최적인 복굴절률 0.077에 비해 큰 복굴절률의 액정을 사용하고 있으므로 투과율T100이 낮아진다. 실시예 83∼86은, 셀두께가 3.6㎛이기는 하지만, 중합 후에 폴리머 네트워크 형성의 영향으로 소자가 나타내는 복굴절률이 실제의 액정의 값에 비해서 감소하지만, 복굴절률 0.11의 액정을 사용함으로써 소자가 필요로 하는 최적인 복굴절률에 가까워져 투과율이 개선되어 있다. 또한, 응답 시간은, 폴리머 네트워크 광축 방향과 액정 배향 용이 축을 일치시키도록 형성된 폴리머 네트워크의 앵커링력의 효과로 하강 시간이 짧아지는 것이 확인되었다. 또한, 구동 전압의 증가에 수반하여 상승 시간도 짧아져 응답성이 향상했다. 셀 제작에 사용한 중합성 액정 조성물을 20℃에서 1주간 방치해 중합성 화합물에 의한 결정화가 없는 것을 확인했다.

1 : 편광판, 2 : 제1 투명 절연 기판, 3 : 전극층, 4 : 배향막, 4a : 배향 방향, 5 : 액정층, 5a : 전압 무인가 시의 액정 분자, 5b : 전압 인가 시의 액정 분자, 6 : 컬러 필터, 7 : 제2 투명 절연 기판, 8 : 편광판, 9 : 연속 또는 불연속인 폴리머 네트워크, 10 : 액정 표시 소자, 11 : 게이트 전극, 12 : 게이트 절연층, 13 : 반도체층, 14 : 보호층, 15 : 오믹 접촉층, 16 : 드레인 전극, 17 : 소스 전극, 18 : 절연 보호층, 21 : 화소 전극, 22 : 공통 전극, 23 : 스토리지 커패시터, 24 : 게이트 배선, 25 : 데이터 배선, 26 : 드레인 전극, 27 : 소스 전극, 28 : 게이트 전극, 29 : 공통 라인, 100 : 편광판, 110 : 게이트 전극, 120 : 게이트 절연층, 130 : 반도체층, 140 : 보호층, 160 : 드레인 전극, 190b : 유기 절연막, 200 : 제1 기판, 210 : 화소 전극, 220 : 스토리지 커패시터, 230 : 드레인 전극, 240 : 데이터 배선, 250 : 게이트 배선, 260 : 소스 전극, 270 : 게이트 전극, 300 : 박막 트랜지스터층, 400 : 배향막, 500 : 액정층, 510 : 액정 표시 장치, 512 : 화소 전극, 512a : 화소 간부 전극, 512b : 화소 지부 전극, 512c : 화소 슬릿, 516 : 주사 배선, 517 : 신호 배선, 600 : 공통 전극, 700 : 컬러 필터, 800 : 제2 기판, 900 : 편광판, 1000 : 액정 표시 소자, 1400 : 투명 전극(층), PX : 화소, PE : 화소 전극, PA : 주화소 전극, PB : 부화소 전극, CE : 공통 전극, CA : 주공통 전극, CAL : 좌측 주공통 전극, CAR : 우측 주공통 전극, CB : 부공통 전극, CBU : 상측 부공통 전극, CBB : 하측 부공통 전극

Claims

적어도 한쪽에 전극을 갖는 2매의 투명 기판 간에 협지한 액정 조성물 중에 중합체 또는 공중합체를 함유하며, 상기 중합체 또는 공중합체의 함유량이, 상기 액정 조성물의 질량과 상기 중합체 또는 공중합체의 질량과의 합계에 대하여 1질량% 이상 40질량% 미만이며,
당해 중합체 또는 공중합체가 폴리머 네트워크를 형성하고, 상기 폴리머 네트워크가 일축성의 굴절률 이방성을 가지며, 당해 폴리머 네트워크의 광축 방향 또는 배향 용이 축 방향과 저분자 액정의 배향 용이 축 방향이 동일 방향이며, 저분자 액정의 프리틸트각이 기판 법선 방향에 대하여 0.1∼30도인 액정 표시 소자(단, 광산란형의 것은 제외한다)이며,
상기 액정 조성물은, 하기 일반식(LC)으로 표시되는 액정 화합물을 함유하고,

(일반식(LC) 중, R^LC은, 탄소 원자수 1∼15의 알킬기를 나타낸다. 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 CH₂기는, 산소 원자가 직접 인접하지 않도록, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO-, -COO- 또는 -C≡C-로 치환되어도 되며, 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 임의로 할로겐 원자로 치환되어 있어도 된다. A^LC1 및 A^LC2는, 각각 독립하여, 하기의 기(a), 기(b) 및 기(c)로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다.
(a)트랜스-1,4-시클로헥실렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 CH₂기 또는 인접해 있지 않은 2개 이상의 CH₂기는 산소 원자 또는 황 원자로 치환되어 있어도 된다),
(b)1,4-페닐렌기(이 기 중에 존재하는 1개의 CH기 또는 인접해 있지 않은 2개 이상의 CH기는 질소 원자로 치환되어 있어도 된다),
(c)1,4-비시클로(2.2.2)옥틸렌기, 나프탈렌-2,6-디일기, 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기, 또는 크로만-2,6-디일기.
상기한 기(a), 기(b) 또는 기(c)에 포함되는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 각각, 불소 원자, 염소 원자, -CF₃ 또는 -OCF₃로 치환되어 있어도 된다.
Z^LC는 단결합, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -OCH₂-, -CH₂O-, -OCF₂-, -CF₂O-, -COO- 또는 -OCO-를 나타낸다.
Y^LC는, 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 또는 탄소 원자수 1∼15의 알킬기를 나타낸다. 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 CH₂기는, 산소 원자가 직접 인접하지 않도록, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO-, -COO-, -C≡C-, -CF₂O-, -OCF₂-로 치환되어도 되며, 당해 알킬기 중의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 임의로 할로겐 원자에 의해서 치환되어 있어도 된다.
a는 1∼4의 정수를 나타낸다. a가 2, 3 또는 4를 나타내며, 일반식(LC) 중에 A^LC1가 복수 존재할 경우, 복수 존재하는 A^LC1는, 동일해도 되며 달라도 되고, Z^LC가 복수 존재할 경우, 복수 존재하는 Z^LC는, 동일해도 되며 달라도 된다)
상기 중합체 또는 공중합체는, 이하의 일반식(V), 일반식(VI), 일반식(X1b) 및 일반식(Vb)으로 표시되는 화합물에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 중합함에 의해 얻어지는, 액정 표시 소자.

(식 중, X¹ 및 X²는 각각 독립하여, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp¹ 및 Sp²는 각각 독립하여, 단결합, 탄소 원자수 1∼12의 알킬렌기 또는 -O-(CH₂)_s-(식 중, s는 1∼11의 정수를 나타내며, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다)를 나타내고, U는 탄소 원자수 2∼20의 직쇄 혹은 분기 다가 알킬렌기 또는 탄소 원자수 5∼30의 다가 환상 치환기를 나타내지만, 다가 알킬렌기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 산소 원자에 의해 치환되어 있어도 되며, 탄소 원자수 5∼20의 알킬기(기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 산소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다) 또는 환상 치환기에 의해 치환되어 있어도 되고, k는 1∼5의 정수를 나타낸다. 식 중의 모든 1,4-페닐렌기는, 임의의 수소 원자가 -CH₃, -OCH₃, 불소 원자, 또는 시아노기로 치환되어 있어도 된다)

(식 중, X³는, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp³는, 단결합, 탄소 원자수 1∼12의 알킬렌기 또는 -O-(CH₂)_t-(식 중, t는 2∼11의 정수를 나타내며, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다)를 나타내고, V는 탄소 원자수 2∼20의 직쇄 혹은 분기 다가 알킬렌기 또는 탄소 원자수 5∼30의 다가 환상 치환기를 나타내지만, 다가 알킬렌기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 산소 원자에 의해 치환되어 있어도 되며, 탄소 원자수 5∼20의 알킬기(기 중의 알킬렌기는 산소 원자가 인접하지 않는 범위에서 산소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다) 또는 환상 치환기에 의해 치환되어 있어도 되고, W는 수소 원자, 할로겐 원자 또는 탄소 원자수 1∼15의 알킬을 나타낸다. 식 중의 모든 1,4-페닐렌기는, 임의의 수소 원자가 -CH₃, -OCH₃, 불소 원자, 또는 시아노기로 치환되어 있어도 된다)

(식 중, A⁸는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, 6원환 T¹, T² 및 T³는 각각 독립하여

중 어느 하나(단 m은 1 내지 4의 정수를 나타낸다)를 나타내고,
q는 0 또는 1을 나타내고,
Y¹ 및 Y²는 각각 독립하여 단결합, -CH₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO-, -OCO-, -C≡C-, -CH=CH-, -CF=CF-, -(CH₂)₄-, -CH₂CH₂CH₂O-, -OCH₂CH₂CH₂-, -CH=CHCH₂CH₂- 또는 -CH₂CH₂CH=CH-를 나타내고,
Y³ 및 Y⁴는 각각 독립하여 단결합, 탄소 원자수 1∼12의 알킬렌기(당해 알킬렌기 중의 1개 또는 2개 이상의 메틸렌기는, 산소 원자가 상호 직접 결합하지 않는 것으로서, 각각 독립하여 산소 원자, -CO-, -COO- 또는 -OCO-로 치환되어 있어도 되고, 당해 알킬렌기 중의 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 각각 독립하여 불소 원자, 메틸기 또는 에틸기로 치환되어 있어도 된다)를 나타내고,
B⁸는 수소 원자, 시아노기, 할로겐 원자 또는 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 또는, 말단이 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기를 갖는 알킬렌기를 나타낸다)

(식 중, X¹ 및 X²는 각각 독립하여, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Sp¹ 및 Sp²는 각각 독립하여, 단결합, 탄소 원자수 1∼12의 알킬렌기 또는 -O-(CH₂)_s-(식 중, s는 1∼11의 정수를 나타내며, 산소 원자는 방향환에 결합하는 것으로 한다)를 나타내고, Z¹는 -OCH₂-, -CH₂O-, -COO-, -OCO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH₂CH₂-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-COO-, -CH₂CH₂-OCO-, -COO-CH₂-, -OCO-CH₂-, -CH₂-COO-, -CH₂-OCO-, -CY¹=CY²-(Y¹ 및 Y²는 각각 독립하여 수소 원자 또는 불소 원자를 나타낸다), -C≡C- 또는 단결합을 나타내고, Z²는 -COO-, -OCO-, 또는 단결합을 나타내고, C는 1,4-페닐렌기, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 단결합을 나타내고, 식 중의 모든 1,4-페닐렌기는, 임의의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다)
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제1항에 있어서,
셀 단면 방향에 대해서 적어도 셀두께의 0.5% 이상의 두께의 폴리머 네트워크층이 형성되어 있는 액정 표시 소자.
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제1항에 있어서,
중합성 화합물로서, Sp¹ 및 Sp²가 동일한 일반식(Ⅴ)으로 표시되는 화합물을 1종 또는 2종 이상을 사용함에 의해 얻어지는 액정 표시 소자.
제9항에 있어서,
중합성 화합물로서, Sp¹ 및 Sp²가 동일한 일반식(Ⅴ)으로 표시되는 화합물로서, Sp¹ 및 Sp²가 서로 다른 2종 이상의 화합물을 사용함에 의해 얻어지는 액정 표시 소자.
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제1항, 제5항, 제9항 또는 제10항에 있어서,
1질량% 이상 10질량% 미만의 중합성 화합물을 함유하는 중합성 액정 조성물을 사용해 굴절률 이방성 또는 배향 용이 축 방향을 갖는 폴리머 네트워크를 형성한 액정 표시 소자.
제1항, 제5항, 제9항 또는 제10항에 있어서,
10질량% 이상 40질량% 미만의 중합성 화합물을 함유하는 중합성 액정 조성물을 사용해 굴절률 이방성 또는 배향 용이 축 방향을 갖는 폴리머 네트워크를 형성한 액정 표시 소자.
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제1항, 제5항, 제9항 또는 제10항에 있어서,
중합성 화합물로서, 광배향 기능을 갖는 화합물을 1종 또는 2종 이상 사용함에 의해 얻어지는 액정 표시 소자.
제17항에 있어서,
광배향 기능을 갖는 화합물의 적어도 1종이 광이성화(光異性化)를 나타내는 화합물인 액정 표시 소자.
제1항, 제5항, 제9항 또는 제10항에 있어서,
셀 구조가 VA 모드, IPS 모드, FFS 모드, VA-TN 모드, TN 모드, ECB 모드인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
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