KR20130057396A - 액정 조성물 및 액정 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 더 높은 콘트라스트화를 달성하는, 블루상을 발현하는 액정 조성물 및 상기 액정 조성물을 사용한 액정 표시 장치를 제공한다.
상기 액정 조성물은 적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환이 직접 연결되거나, 또는 연결기를 개재하여 연결된 구조의 말단기로서 3개의 전자 흡인기를 갖는 화합물을 포함하는 액정 및 키랄제를 갖고, 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 트리플루오로메틸기를 포함하고, 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크가 450nm 이하, 더 바람직하게는 420nm 이하인, 액정 조성물이다. 또한, 상기 액정 조성물을 사용하여 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
상기 액정 조성물은 적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환이 직접 연결되거나, 또는 연결기를 개재하여 연결된 구조의 말단기로서 3개의 전자 흡인기를 갖는 화합물을 포함하는 액정 및 키랄제를 갖고, 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 트리플루오로메틸기를 포함하고, 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크가 450nm 이하, 더 바람직하게는 420nm 이하인, 액정 조성물이다. 또한, 상기 액정 조성물을 사용하여 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
Description
액정 조성물, 액정 표시 장치 및 그 제작 방법에 관한 것이다.
박형, 경량화를 도모한 표시 장치(소위, 플랫 패널 디스플레이)에는, 액정 소자를 갖는 액정 표시 장치, 자발광 소자를 갖는 발광 장치, 필드 이미션 디스플레이(FED: Field Emission Display) 등이 경합하여 개발되고 있다.
액정 표시 장치에 있어서는, 액정 분자의 응답 속도의 고속화가 요구되고 있다. 액정의 표시 모드는 여러 종류가 있지만, 그 중에서도 고속 응답이 가능한 액정 모드로서, FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)모드, OCB(Optical Compensated Bend) 모드, 블루상을 발현하는 액정을 사용하는 모드를 들 수 있다. 특히, 블루상을 발현하는 액정을 사용하는 모드는 배향막이 불필요하고, 또 광시야각화가 가능하므로, 실용화를 위하여 연구가 활발히 진행되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조).
더 높은 콘트라스트화를 달성하는, 블루상을 발현하는 액정 조성물 및 상기 액정 조성물을 사용한 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적 중 하나로 한다.
본 명세서에서 기재하는 발명의 구성의 일 형태는, 적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환이 직접 연결되거나, 또는 연결기를 개재(介在)하여 연결된 구조의 말단기로서 3개의 전자 흡인기를 갖는 화합물을 포함하는 액정 및 키랄제(chiral agent)를 갖고, 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 트리플루오로메틸기를 포함하고, 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크가 450nm 이하, 더 바람직하게는 420nm 이하이며, 블루상을 발현하는 액정 조성물이다.
적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환이 직접 연결되거나, 또는 연결기를 개재하여 연결된 구조의 말단기로서 3개의 전자 흡인기를 갖고, 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 트리플루오로메틸기를 포함하는 화합물에 있어서, 복수의 환은 사이클로알칸을 포함하여도 좋다. 또한, 전자 흡인기는 치환기로서 벤젠 환에 결합되는 것이 바람직하다. 또한, 다른 트리플루오로메틸기를 포함하지 않은 전자 흡인기로서는 시아노기 또는 불소를 사용할 수 있다.
블루상은 꼬이는 힘이 강한 액정 조성물에서 발현하여 이중 꼬임 구조(double twist structure)를 갖는다. 상기 액정 조성물은 조건에 따라 콜레스테릭(cholesteric)상, 콜레스테릭 블루상, 등방상 등을 나타낸다.
블루상인 콜레스테릭 블루상은 저온 측으로부터 블루상Ⅰ, 블루상Ⅱ, 블루상Ⅲ의 3가지의 구조를 나타낸다. 블루상인 콜레스테릭 블루상은 광학적으로 등방성이지만, 블루상Ⅰ은 체심 입방, 블루상Ⅱ는 단순 입방의 대칭성을 갖는다. 블루상Ⅰ 및 블루상Ⅱ는 자외 내지 가시광 영역에 브래그(Bragg) 회절을 나타낸다.
꼬이는 힘의 강도의 지표(指標)로서는, 나선 피치, 선택 반사 파장, HTP(Helical Twisting Power), 회절 파장을 들 수 있지만, 그 중에서 나선 피치, 선택 반사 파장, HTP는 콜레스테릭상으로 평가한다. 한편, 회절 파장은 블루상만으로 평가할 수 있기 때문에, 블루상의 꼬이는 힘을 평가할 때 효과적이다. 블루상을 발현하는 온도에서 액정 조성물의 반사 스펙트럼을 측정하여, 회절 파장이 단파장 측에 있을수록 블루상의 결정 격자가 작고, 꼬이는 힘이 강한 액정 조성물이라는 것을 의미한다.
상기 액정 조성물은 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크가 450nm 이하, 더 바람직하게는 420nm 이하이며, 꼬이는 힘이 강한 액정 조성물이다. 액정 조성물의 꼬이는 힘이 강하면, 전압 무인가 때(인가 전압이 0V일 때)에 있어서의 액정 조성물의 투과율을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 상기 액정 조성물을 사용한 액정 표시 장치는 높은 콘트라스트화를 달성할 수 있게 된다.
키랄제는 액정 조성물의 꼬임을 유발하고, 액정 조성물을 나선 구조로 배향시키고 블루상을 발현시키기 위하여 사용한다. 키랄제는 비대칭 중심(asymmetric center)을 갖는 화합물이고, 액정 조성물에 대한 상용성이 좋고, 또 꼬이는 힘(twisting power)이 강한 화합물을 사용한다. 또한, 키랄제는 광학 활성체이고, 광학 순도가 높을수록 바람직하고 99% 이상이 가장 바람직하다.
상기 액정 조성물은 꼬이는 힘이 강한 화합물이기 때문에, 액정 조성물 중에 포함되는 키랄제의 비율은 10wt% 이하로 할 수 있다. 액정 조성물의 꼬이는 힘을 향상시키기 위하여 키랄제를 다량으로 첨가하면, 액정 조성물을 구동시키기 위한 구동 전압이 상승된다. 상기 액정 조성물과 같이, 첨가하는 키랄제의 양을 저감할 수 있으면, 구동 전압을 낮게 억제할 수 있어, 저소비 전력화할 수 있게 된다.
블루상을 나타내는 액정 조성물은, 광학적 변조 작용을 갖고, 전압 무인가 때에는 광학적으로 등방성이지만, 전압 인가에 따라 배향 질서가 변화되어 광학적으로 이방성이 된다. 상기 블루상을 발현하는 액정 조성물을 액정 표시 장치에 사용할 수 있다. 본 명세서에서 기재하는 발명의 구성의 일 형태는 상기 블루상을 발현하는 액정 조성물을 사용한 액정 표시 장치이다.
상기 액정 표시 장치에 있어서, 액정 조성물의 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크가 450nm 이하, 더 바람직하게는 420nm 이하이면 좋다.
본 명세서에 있어서, 450nm 이하(바람직하게는 420nm 이하)로 하는 액정 조성물의 반사 스펙트럼에 있어서의 회절 파장의 피크란, 가장 장파장 측의 피크의 최대값(피크의 정점에서의 값)을 가리킨다. 따라서, 반사 스펙트럼에 복수의 피크를 갖는 경우는, 가장 장파장 측에 출현하는 피크의 최대값을 회절 파장의 피크로 하고, 숄더(shoulder)를 갖는(단차나 작은 피크를 갖는) 피크이어도 상기 피크의 최대값을 회절 파장의 피크로 한다.
블루상은 광학적으로 등방이기 때문에 시야각 의존성이 없고, 배향막을 형성하지 않아도 되기 때문에, 표시 화상의 질을 향상시킬 수 있거나, 또 비용을 삭감시킬 수 있다.
액정 표시 장치에 있어서, 블루상을 발현하는 온도 범위를 넓히기 위하여, 액정 조성물에 중합성 모노머를 첨가하고, 고분자 안정화 처리를 행하는 것이 바람직하다. 중합성 모노머로서는, 예를 들어, 열에 의하여 중합이 진행되는 열 중합성 모노머, 광에 의하여 중합이 진행되는 광 중합성 모노머, 또는 열 및 광에 의하여 중합이 진행되는 중합성 모노머 등을 사용할 수 있다. 또한, 액정 조성물에 중합 개시제를 첨가하여도 좋다.
예를 들어, 상기 액정 조성물에 광 중합성 모노머, 및 광 중합 개시제를 첨가하고, 광 중합성 모노머, 및 광 중합 개시제가 반응하는 파장의 광을 조사하여 고분자 안정화 처리를 행할 수 있다. 광 중합성 모노머로서 자외선 중합성 모노머를 사용하는 경우, 액정 조성물에 자외선을 조사하면 좋다.
블루상을 발현하는 액정 조성물은 고속 응답이 가능하기 때문에, 액정 표시 장치의 고성능화가 가능하게 된다.
적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환이 직접 연결되거나, 또는 연결기를 개재하여 연결된 구조의 말단기로서 3개의 전자 흡인기를 갖고, 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 트리플루오로메틸기를 포함하는 화합물을 포함하는 액정 및 키랄제를 갖고, 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크가 450nm 이하, 더 바람직하게는 420nm 이하인, 블루상을 발현하는 액정 조성물은 꼬이는 힘이 강한 액정 조성물이기 때문에 전압 무인가 때(인가 전압이 0V일 때)에 있어서의 액정 조성물의 투과율을 낮게 억제할 수 있다.
상기 블루상을 발현하는 액정 조성물을 사용하면 높은 콘트라스트를 부여할 수 있기 때문에, 시인성이 좋은 고화질의 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 액정 조성물을 설명한 도면.
도 2(A) 및 도 2(B)는 액정 표시 장치의 일 형태를 설명한 도면.
도 3(A) 내지 도 3(D)는 액정 표시 장치의 전극 구성의 일 형태를 설명한 도면.
도 4(A1), 도 4(A2), 및 도 4(B)는 액정 표시 모듈을 설명한 도면.
도 5(A) 내지 도 5(F)는 전자 기기를 설명한 도면.
도 6은 액정 조성물의 반사 스펙트럼을 도시한 도면.
도 7은 액정 조성물의 반사 스펙트럼을 도시한 도면.
도 8(A) 및 도 8(B)는 액정 소자에 있어서의 인가 전압과 투광률의 관계를 설명한 도면.
도 9는 액정 소자에 있어서의 인가 전압과 콘트라스트비의 관계를 설명한 도면.
도 10(A) 내지 도 10(C)는 CPEP-5FCNF의 1H NMR 차트도.
도 11(A) 내지 도 11(C)는 PEP-3FCF3F의 1H NMR 차트도.
도 12(A) 내지 도 12(C)는 CPEP-5CNF의 1H NMR 차트도.
도 13(A) 내지 도 13(C)는 PEP-3CNF의 1H NMR 차트도.
도 2(A) 및 도 2(B)는 액정 표시 장치의 일 형태를 설명한 도면.
도 3(A) 내지 도 3(D)는 액정 표시 장치의 전극 구성의 일 형태를 설명한 도면.
도 4(A1), 도 4(A2), 및 도 4(B)는 액정 표시 모듈을 설명한 도면.
도 5(A) 내지 도 5(F)는 전자 기기를 설명한 도면.
도 6은 액정 조성물의 반사 스펙트럼을 도시한 도면.
도 7은 액정 조성물의 반사 스펙트럼을 도시한 도면.
도 8(A) 및 도 8(B)는 액정 소자에 있어서의 인가 전압과 투광률의 관계를 설명한 도면.
도 9는 액정 소자에 있어서의 인가 전압과 콘트라스트비의 관계를 설명한 도면.
도 10(A) 내지 도 10(C)는 CPEP-5FCNF의 1H NMR 차트도.
도 11(A) 내지 도 11(C)는 PEP-3FCF3F의 1H NMR 차트도.
도 12(A) 내지 도 12(C)는 CPEP-5CNF의 1H NMR 차트도.
도 13(A) 내지 도 13(C)는 PEP-3CNF의 1H NMR 차트도.
실시형태에 대하여, 도면을 사용하여 상세하게 설명한다. 다만, 이하의 설명에 한정되지 않고, 취지 및 그 범위에서 일탈하지 않고 그 형태 및 상세한 내용을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서, 하기 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다. 또한, 이하에 설명하는 구성에 있어서, 동일 부분 또는 같은 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 상이한 도면간에서 공통으로 사용하고, 그 반복 설명은 생략한다.
또한, "제 1", "제 2" 또는 "제 3"이라는 서수사는 편의상 사용하는 것이며, 공정 순서 또는 적층 순서를 나타내는 것이 아니다. 또한, 본 명세서에서 발명을 특정하기 위한 사항으로서 고유한 명칭을 나타내는 것은 아니다.
또한, 본 명세서 중에 있어서 반도체 장치란, 반도체 특성을 이용함으로써 기능할 수 있는 장치 전반을 가리키며, 전기 광학 장치, 반도체 회로 및 전자 기기는 모두 반도체 장치이다.
(실시형태 1)
본 명세서에서 기재하는 발명의 일 형태인 액정 조성물, 및 상기 액정 조성물을 사용한 액정 표시 장치를, 도 1을 사용하여 설명한다. 도 1은, 액정 표시 장치의 단면도이다.
본 실시형태에 따른 액정 조성물은, 적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환이 직접 연결되거나, 또는 연결기를 개재하여 연결된 구조의 말단기로서 3개의 전자 흡인기를 갖고, 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 트리플루오로메틸기를 포함하는 화합물을 포함하는 액정 및 키랄제를 갖고, 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크가 450nm 이하, 더 바람직하게는 420nm 이하인, 블루상을 발현하는 액정 조성물이다.
적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환이 직접 연결되거나, 또는 연결기를 개재하여 연결된 구조의 말단기로서 3개의 전자 흡인기를 갖고, 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 트리플루오로메틸기를 포함하는 화합물에 있어서, 복수의 환은 사이클로알칸을 포함하여도 좋다. 또한, 전자 흡인기는 치환기로서 벤젠 환에 결합되는 것이 바람직하다.
트리플루오로메틸기를 포함하는 전자 흡인기로서는, 트리플루오로메틸기, 탄소와 결합된 트리플루오로메틸기, 또는 산소와 결합된 트리플루오로메틸기를 사용할 수 있다.
또한, 3개의 전자 흡인기는, 3개 모두에 트리플루오로메틸기를 포함하는 전자 흡인기를 사용하여도 좋고, 3개 중 2개를 트리플루오로메틸기를 포함하는 전자 흡인기, 또는 하나만 트리플루오로메틸기를 포함하는 전자 흡인기로 하고, 다른 트리플루오로메틸기를 포함하지 않은 전자 흡인기와 조합하여 사용하여도 좋다.
트리플루오로메틸기를 포함하지 않은 전자 흡인기로서는, 불소(F), 브롬(Br), 염소(Cl), 요오드(I), 시아노기(CN), 트리플루오로메틸술포닐기(SO2CF3), 나이트로기(NO2), 이소티오시아네이트기(NCS), 티오시아네이트기(SCN), 및 펜타플루오로술푸라닐기(SF5)를 사용할 수 있다. 트리플루오로메틸기를 포함하는 전자 흡인기가 하나인 경우, 다른 2개의 트리플루오로메틸기를 포함하지 않은 전자 흡인기로서는, 이들 중 2개를 조합하여 사용하여도 좋고, 또는 동일의 전자 흡인기를 사용하여도 좋다.
액정 조성물에 있어서, 적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환은 환들이 직접 연결되어도 좋고, 환과 환 사이에 연결기를 개재하여 연결되어도 좋다. 연결기란, 2가의 기(bivalent group)이다. 연결기의 구체적인 예로서는, 구조식(1) 내지 구조식(24)으로 표기되는 연결기 등을 들 수 있다. 또한, 상기 연결기에 있어서 연결의 방향은 불문하기로 한다.
[구조식]
전자 흡인기에 의하여 삼치환(trisubstituted)된 벤젠 환을 포함하는 화합물의 구체적인 예로서는, 구조식(150) 내지 구조식(170)으로 표기되는 화합물 등을 들 수 있다. 다만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.
[구조식]
[구조식]
상기 액정 조성물은 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크가 450nm 이하, 더 바람직하게는 420nm 이하이며, 꼬이는 힘이 강한 액정 조성물이다. 액정 조성물의 꼬이는 힘이 강하면, 전압 무인가 때(인가 전압이 0V일 때)에 있어서의 액정 조성물의 투과율을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 상기 액정 조성물을 사용한 액정 표시 장치는 높은 콘트라스트화를 달성할 수 있게 된다.
키랄제는 액정 조성물의 꼬임을 유발하고, 액정 조성물을 나선 구조로 배향시키고 블루상을 발현시키기 위하여 사용한다. 키랄제는 비대칭 중심을 갖는 화합물이고, 액정 조성물에 대한 상용성이 좋고, 또 꼬이는 힘이 강한 화합물을 사용한다. 또한, 키랄제는 광학 활성체이고, 광학 순도가 높을수록 바람직하고 99% 이상이 가장 바람직하다.
본 실시형태에 따른 액정 조성물은, 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크가 450nm 이하, 더 바람직하게는 420nm 이하로 단파장인 바와 같이 꼬이는 힘이 강하기 때문에, 첨가되는 키랄제의 양을 저감시킬 수 있다. 예를 들어, 액정 조성물 중에 포함되는 키랄제의 비율을 10wt% 이하로 하면 좋다. 액정 조성물의 꼬이는 힘을 향상시키기 위해서 키랄제를 다량으로 첨가하면, 액정 조성물을 구동시키기 위한 구동 전압이 상승된다. 첨가되는 키랄제의 양을 저감시킬 수 있으면, 구동 전압을 낮게 억제할 수 있기 때문에 저소비 전력화를 달성할 수 있게 된다.
본 명세서에 기재하는 블루상을 발현하는 액정 조성물을 액정 표시 장치에 사용할 수 있다.
블루상은 광학적으로 등방이기 때문에 시야각 의존성이 없고, 배향막을 형성하지 않아도 되기 때문에, 표시 화상의 질을 향상할 수 있거나, 또 비용을 삭감할 수 있다.
액정 표시 장치에 있어서, 블루상을 발현하는 온도 범위를 넓히기 위하여, 액정 조성물에 중합성 모노머를 첨가하고, 고분자 안정화 처리를 행하는 것이 바람직하다. 중합성 모노머로서는, 예를 들어, 열에 의하여 중합이 진행되는 열 중합성(열 경화성) 모노머, 광에 의하여 중합이 진행되는 광 중합성(광 경화성) 모노머, 또는 열 및 광에 의하여 중합이 진행되는 중합성 모노머 등을 사용할 수 있다. 또한, 액정 조성물에 중합 개시제를 첨가하여도 좋다.
중합성 모노머는 아크릴레이트, 메타크릴레이트 등의 단관능 모노머이어도 좋고, 디아크릴레이트, 트리아크릴레이트, 디메타크릴레이트, 트리메타크릴레이트 등의 다관능 모노머이어도 좋고, 이들을 혼합시킨 것이어도 좋다. 또한, 액정성인 것이라도 비액정성인 것이라도 좋고, 이들을 혼합시켜도 좋다.
중합 개시제는, 광 조사에 의하여 라디칼을 발생시키는 라디칼 중합 개시제이어도 좋고, 산을 발생시키는 산 발생제이어도 좋고, 염기를 발생시키는 염기 발생제이어도 좋다.
예를 들어, 상기 액정 조성물에 광 중합성 모노머, 및 광 중합 개시제를 첨가하고, 광 중합성 모노머, 및 광 중합 개시제가 반응하는 파장의 광을 조사하여 고분자 안정화 처리를 행할 수 있다. 광 중합성 모노머로서 대표적으로는, 자외선 중합성 모노머를 사용할 수 있다. 광 중합성 모노머로서 자외선 중합성 모노머를 사용하는 경우, 액정 조성물에 자외선을 조사하면 좋다.
고분자 안정화 처리는 등방상을 나타내는 액정 조성물에 행하여도 좋고, 온도 제어하여 블루상을 발현한 액정 조성물에 행하여도 좋다. 또한, 승온시에 블루상으로부터 등방상으로 상전이하는 온도 또는 강온시에 등방상으로부터 블루상으로 상전이하는 온도를 블루상과 등방상 사이의 상전이 온도라고 한다. 고분자 안정화 처리의 일례로서는, 광 중합성 모노머를 첨가한 액정 조성물을 등방상까지 가열한 후, 서서히 강온시켜 블루상까지 상전이시켜, 블루상이 발현하는 온도를 유지한 상태로 광을 조사하여 행할 수 있다.
도 1은, 본 명세서에 기재되는 블루상을 발현하는 액정 조성물을 액정 표시 장치에 사용하는 예를 도시한 것이다.
도 1은 제 1 기판(200)과 제 2 기판(201)이, 블루상을 발현하는 액정 조성물을 사용한 액정 조성물(208)을 사이에 협지하여 대향하도록 배치된 액정 표시 장치이다. 제 1 기판(200)과 액정 조성물(208) 사이에는 화소 전극층(230)과 공통 전극층(232)이 인접하여 제공되어 있다.
블루상을 발현하는 액정 조성물을 사용한 액정 표시 장치에 있어서, 기판에 대략 평행(즉, 수평인 방향)한 전계를 발생시켜, 기판과 평행한 면 내에서 액정 분자를 움직여, 계조를 제어하는 방식을 사용할 수 있다.
액정 조성물(208)을 개재하여 인접하는 화소 전극층(230)과, 공통 전극층(232)과의 거리는, 화소 전극층(230) 및 공통 전극층(232)에 각각 소정의 전압을 인가하였을 때, 화소 전극층(230) 및 공통 전극층(232) 사이에 개재하는 액정 조성물(208)의 액정이 응답하는 거리로 한다. 상기 거리에 따라 인가하는 전압을 적절히 제어한다.
액정 조성물(208)의 두께(막 두께)의 최대값은 1μm 이상 20μm 이하로 하는 것이 바람직하다.
액정 조성물(208)을 형성하는 방법으로서 디스펜서법(적하법)이나, 제 1 기판(200)과 제 2 기판(201)을 부착시키고 나서 모세관 현상 등을 사용하여 액정을 주입하는 주입법을 사용할 수 있다.
액정 조성물(208)에 적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환이 직접 연결되거나, 또는 연결기를 개재하여 연결된 구조의 말단기로서 3개의 전자 흡인기를 갖고, 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 트리플루오로메틸기를 포함하는 화합물을 포함하는 액정 및 키랄제를 갖고, 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크가 450nm 이하, 더 바람직하게는 420nm 이하인, 블루상을 발현하는 액정 조성물을 사용한다. 또한, 액정 조성물(208)로서 제공되는 상기 액정 조성물에는 유기 수지가 포함되어도 좋다.
화소 전극층(230)과 공통 전극층(232) 사이에 전계를 형성함으로써, 액정을 제어한다. 액정에는 수평 방향의 전계가 형성되기 때문에, 그 전계를 사용하여 액정 분자를 제어할 수 있다.
본 실시형태에서 기재하는 상기 액정 조성물은 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크가 450nm 이하, 더 바람직하게는 420nm 이하이며, 꼬이는 힘이 강한 액정 조성물이다. 액정 조성물의 꼬이는 힘이 강하면, 전압 무인가 때(인가 전압이 0V일 때)에 있어서의 액정 조성물의 투과율을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 상기 액정 조성물을 사용한 액정 표시 장치는 높은 콘트라스트로 할 수 있다. 높은 콘트라스트화에 따라 시인성이 좋은 고화질 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 블루상을 발현하는 액정 조성물은 고속 응답이 가능하기 때문에, 액정 표시 장치의 고성능화가 가능하게 된다.
예를 들어, 고속 응답이 가능하기 때문에, 백 라이트 장치에 RGB의 발광 다이오드(LED) 등을 배치하여, 시분할에 의하여 컬러 표시하는 계시가법 혼색법(필드 시퀀셜법)이나, 시분할에 의하여 왼쪽 눈용의 영상과 오른쪽 눈용의 영상을 교대로 보는 셔터 안경 방식에 의한 3차원 표시 방식에 적합하게 채용할 수 있다.
또한, 도 1에서는 도시하지 않았지만, 편광판, 위상차판, 반사 방지막 등의 광학 필름 등은 적절히 제공한다. 예를 들어, 편광판 및 위상차판에 의한 원편광을 사용하여도 좋다. 또한, 광원으로서 백 라이트 등을 사용할 수 있다.
본 명세서에서는, 반도체 소자(예를 들어, 트랜지스터), 화소 전극층, 및 공통 전극층이 형성되어 있는 기판을 소자 기판(제 1 기판)이라고 하고, 상기 소자 기판과 액정 조성물을 개재하여 대향하는 기판을 대향 기판(제 2 기판)이라고 한다.
본 명세서에서 기재하는 블루상을 발현하는 액정 조성물을 액정 표시 장치에 사용하여, 광원의 광을 투과함으로써 표시를 행하는 투과형의 액정 표시 장치, 입사하는 광을 반사함으로써 표시를 행하는 반사형의 액정 표시 장치, 또는 투과형과 반사형 양쪽 모두를 갖는 반투과형의 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
투과형의 액정 표시 장치의 경우, 광이 투과하는 화소 영역에 존재하는 제 1 기판, 제 2 기판, 그 외의 절연막, 도전막 등은 가시광의 파장 영역의 광에 대하여 투광성으로 한다. 화소 전극층, 공통 전극층에 있어서는 투광성이 바람직하지만, 개구 패턴을 갖는 경우에는, 형상에 따라서는 금속막 등의 비투광성 재료를 사용하여도 좋다.
한편, 반사형의 액정 표시 장치의 경우, 액정 조성물에 대하여 시인측과 반대측에는 액정 조성물을 투과한 광을 반사하는 반사성의 부재(반사성을 갖는 막이나 기판 등)를 제공하면 좋다. 따라서, 반사성의 부재보다 시인 측에 제공되며 광이 투과하는 기판, 절연막, 도전막은 가시광의 파장 영역의 광에 대하여 투광성으로 한다. 또한, 본 명세서에서 투광성이란 적어도 가시광의 파장 영역의 광을 투과하는 성질을 말한다.
화소 전극층(230), 공통 전극층(232)은 인듐 주석 산화물, 산화 인듐에 산화아연(ZnO)을 혼합한 도전 재료, 산화 인듐에 산화 실리콘(SiO2)을 혼합한 도전 재료, 유기 인듐, 유기 주석, 산화 텅스텐을 포함하는 인듐 산화물, 산화 텅스텐을 포함하는 인듐 아연 산화물, 산화 티타늄을 포함하는 인듐 산화물, 산화 티타늄을 포함하는 인듐 주석 산화물, 그래핀, 또는 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 바나듐(V), 니오븀(Nb), 탄탈(Ta), 크롬(Cr), 코발트(Co), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag) 등의 금속, 또는 그 합금, 또는 그 금속 질화물로부터 1개, 또는 복수종을 사용하여 형성할 수 있다.
제 1 기판(200), 제 2 기판(201)에는, 바륨 보로실리케이트 유리나 알루미노 보로실리케이트 유리 등의 유리 기판, 석영 기판, 플라스틱 기판 등을 사용할 수 있다.
본 실시형태에서 나타낸 액정 조성물은 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크가 450nm 이하, 더 바람직하게는 420nm 이하이며, 꼬이는 힘이 강한 액정 조성물이기 때문에, 전압 무인가 때(인가 전압이 0V일 때)에 있어서의 액정 조성물의 투과율을 낮게 억제할 수 있다.
따라서, 상기 블루상을 발현하는 액정 조성물을 사용하여, 더 높은 콘트라스트화를 달성하는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태에서 기재한 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 2)
본 발명의 일 형태에 따른 액정 표시 장치로서 패시브 매트릭스형의 액정 표시 장치, 액티브 매트릭스형의 액정 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 실시형태는 본 발명의 일 형태에 따른 액티브 매트릭스형의 액정 표시 장치의 예를, 도 2(A) 내지 도 3(D)를 사용하여 설명한다.
도 2(A)는 액정 표시 장치의 평면도이고 1화소분의 화소를 도시한 것이다. 도 2(B)는 도 2(A)의 선 X1-X2에 있어서의 단면도이다.
도 2(A)에 있어서, 복수의 소스 배선층(배선층(405a)을 포함함)이 서로 평행(도면 중의 상하 방향으로 연장)하고 서로 떨어진 상태로 배치된다. 복수의 게이트 배선층(게이트 전극층(401)을 포함함)은, 소스 배선층에 대략 직교하는 방향(도면 중의 좌우 방향)으로 연장하고, 또한 서로 떨어지도록 배치된다. 공통 배선층(408)은, 복수의 게이트 배선층 각각에 인접하는 위치에 배치되어 있고, 게이트 배선층에 대략 평행한 방향, 즉, 소스 배선층에 대략 직교하는 방향(도면 중 좌우 방향)으로 연장되어 있다. 소스 배선층과, 공통 배선층(408) 및 게이트 배선층에 의하여, 대략 직사각형의 공간이 둘러싸여 있지만, 이 공간에 액정 표시 장치의 화소 전극층 및 공통 전극층이 배치되어 있다. 화소 전극층을 구동하는 트랜지스터(420)는, 도면 중 왼쪽 위의 모서리에 배치되어 있다. 화소 전극층 및 트랜지스터는, 매트릭스 형상으로 복수 배치되어 있다.
도 2(A) 및 도 2(B)의 액정 표시 장치에서, 트랜지스터(420)에 전기적으로 접속하는 제 1 전극층(447)이 화소 전극층으로서 기능하고, 공통 배선층(408)과 전기적으로 접속하는 제 2 전극층(446)이 공통 전극층으로서 기능한다. 또한, 제 1 전극층과 공통 배선층에 의하여 용량이 형성되어 있다. 공통 전극층은 플로팅 상태(전기적으로 고립된 상태)로 하여 동작시키는 것도 가능하지만, 고정 전위, 바람직하게는 데이터로서 보내지는 화상 신호의 중간 전위 근방에서 플리커가 생기지 않는 레벨로 설정하여도 좋다.
기판에 대략 평행(즉 수평인 방향)한 전계를 발생시켜, 기판과 평행한 면내에서 액정 분자를 움직여, 계조를 제어하는 방식을 사용할 수 있다. 이와 같은 방식으로서 도 2(A) 내지 도 3(D)에 도시된 바와 같은 IPS 모드에서 사용하는 전극 구성을 적용할 수 있다.
IPS 모드 등의 횡 전계 모드는 액정 조성물의 하방에 개구 패턴을 갖는 제 1 전극층(예를 들어, 각 화소별로 전압이 제어되는 화소 전극층) 및 제 2 전극층(예를 들어, 화소 모두에 공통의 전압이 공급되는 공통 전극층)을 배치한다. 따라서 제 1 기판(441) 위에는, 한쪽이 화소 전극층이며, 다른 쪽이 공통 전극층인 제 1 전극층(447) 및 제 2 전극층(446)이 형성되고, 적어도 제 1 전극층 및 제 2 전극층의 한쪽이 절연막 위에 형성되어 있다. 제 1 전극층(447) 및 제 2 전극층(446)은, 평면 형상이 아니고, 다양한 개구 패턴을 가지고, 굴곡부나 분기한 빗살 형상을 포함한다. 제 1 전극층(447) 및 제 2 전극층(446)은 그 전극간에 전계를 발생시키기 위하여, 같은 형상으로 완전히 중첩되는 배치는 회피한다.
또한, 제 1 전극층(447) 및 제 2 전극층(446)으로서 FFS 모드에서 사용하는 전극 구성을 적용하여도 좋다. FFS 모드로 나타내어지는 횡 전계 모드는 액정 조성물의 하방에 개구 패턴을 갖는 제 1 전극층(예를 들어, 각 화소별로 전압이 제어되는 화소 전극층) 및 그 개구 패턴의 하방에 평판 형상의 제 2 전극층(예를 들어, 화소 모두에 공통의 전압이 공급되는 공통 전극층)을 더 배치한다. 이 경우, 제 1 기판(441) 위에는, 한쪽이 화소 전극층이며 다른 한쪽이 공통 전극층인 제 1 전극층 및 제 2 전극층이 형성되고, 화소 전극층과 공통 전극층은 절연막(또는 층간 절연층)을 개재하여 적층하도록 배치된다. 화소 전극층 및 공통 전극층 중 어느 한쪽은 절연막(또는 층간 절연층)의 하방에 형성되고, 또 평판 형상이며, 다른 쪽은 절연막(또는 층간 절연층)의 상방에 형성되고, 또 다양한 개구 패턴을 갖고, 굴곡부나 분기한 빗살 모양을 포함하는 형상으로 한다. 제 1 전극층(447) 및 제 2 전극층(446)은 그 전극간에 전계를 발생시키기 위하여, 같은 형상으로 완전히 중첩되는 배치는 회피한다.
액정 조성물(444)에 실시형태 1에서 나타낸 적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환이 직접 연결되거나, 또는 연결기를 개재하여 연결된 구조의 말단기로서 3개의 전자 흡인기를 갖고, 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 트리플루오로메틸기를 포함하는 화합물을 포함하는 액정 및 키랄제를 갖고, 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크가 450nm 이하, 더 바람직하게는 420nm 이하인, 블루상을 발현하는 액정 조성물을 사용한다. 또한, 액정 조성물(444)에는 유기 수지가 포함되어도 좋다. 본 실시형태에서는 액정 조성물(444)은 고분자 안정화 처리에 의하여, 블루상을 발현하는 상태(블루상을 나타내는 상태라고도 함)로 액정 표시 장치에 제공된다.
화소 전극층인 제 1 전극층(447)과 공통 전극층인 제 2 전극층(446) 사이에 전계를 형성함으로써, 액정 조성물(444)의 액정을 제어한다. 액정에는 수평 방향의 전계가 형성되기 때문에, 그 전계를 사용하여 액정 분자를 제어할 수 있다.
제 1 전극층(447) 및 제 2 전극층(446)의 다른 예를 도 3(A) 내지 도 3(D)에 도시하였다. 도 3(A) 내지 도 3(D)의 상면도에 도시된 바와 같이, 제 1 전극층(447a 내지 447d) 및 제 2 전극층(446a 내지 446d)이 각각 엇갈리게 되도록 형성되어 있고, 도 3(A)에서는 제 1 전극층(447a) 및 제 2 전극층(446a)은 구불구불한 파상 형상이며, 도 3(B)에서는 제 1 전극층(447b) 및 제 2 전극층(446b)은 동심원상의 개구부를 갖는 형상이며, 도 3(C)에서는 제 1 전극층(447c) 및 제 2 전극층(446c)은 빗살 모양이고 일부 중첩되어 있는 형상이며, 도 3(D)에서는 제 1 전극층(447d) 및 제 2 전극층(446d)은 빗살 모양이며 전극끼리 맞물려 있는 듯한 형상이다. 또한, 도 3(A) 내지 도 3(C)와 같이, 제 1 전극층(447a, 447b, 447c)과 제 2 전극층(446a, 446b, 446c)이 중첩되는 경우는, 제 1 전극층(447)과 제 2 전극층(446) 사이에는 절연막을 형성하고, 다른 막 위에 제 1 전극층(447)과 제 2 전극층(446)을 각각 형성한다.
또한, 제 1 전극층(447), 제 2 전극층(446)은 개구 패턴을 갖는 형상이기 때문에, 도 2(B)의 단면도에서는 분단된 복수의 전극층으로서 도시되어 있다. 이것은 본 명세서의 다른 도면에 있어서도 마찬가지이다.
트랜지스터(420)는 역 스태거형의 박막 트랜지스터이며, 절연 표면을 갖는 기판인 제 1 기판(441) 위에 형성되고, 게이트 전극층(401), 게이트 절연층(402), 반도체층(403), 소스 전극층 또는 드레인 전극층으로서 기능하는 배선층(405a, 405b)을 포함한다.
본 명세서에서 기재하는 액정 표시 장치에 적용할 수 있는 트랜지스터의 구조는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 톱 게이트 구조, 또는 보텀 게이트 구조의 스태거형 및 플레이너(Planer)형 등을 사용할 수 있다. 또한, 트랜지스터는 채널 형성 영역이 하나 형성되는 싱글 게이트 구조라도 좋고, 2개 형성되는 더블 게이트 구조 또는 3개 형성되는 트리플 게이트 구조라도 좋다. 또한, 채널 영역의 상하에 게이트 절연층을 사이에 두고 배치된 2개의 게이트 전극층을 갖는 듀얼 게이트 구조라도 좋다.
트랜지스터(420)를 덮으며 반도체층(403)에 접하는 절연막(407), 절연막(409)이 제공되고, 절연막(409) 위에 층간막(413)이 적층된다.
층간막(413)의 형성법은 특별히 한정되지 않고, 그 재료에 따라, 스핀 코트, 딥, 스프레이 도포, 액적 토출법(잉크젯법), 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄 등, 롤 코트, 커튼 코트, 나이프 코트 등을 사용할 수 있다.
제 1 기판(441)과 대향 기판인 제 2 기판(442)을, 액정 조성물(444)을 사이에 협지시켜 씰재로 고착한다. 액정 조성물(444)을 형성하는 방법으로서 디스펜서법(적하법)이나, 제 1 기판(441)과 제 2 기판(442)을 부착시키고 나서 모세관 현상 등을 사용하여 액정을 주입하는 주입법을 사용할 수 있다.
씰재로서는, 대표적으로는 가시광 경화성, 자외선 경화성 또는 열 경화성의 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 대표적으로는, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 아민 수지 등을 사용할 수 있다. 또한, 광(대표적으로는 자외선) 중합 개시제, 열 경화제, 필러, 커플링제를 포함하여도 좋다.
본 실시형태에서는, 액정 조성물(444)에 대하여 광 조사에 의하여 고분자 안정화 처리를 행함으로써, 실시형태 1에서 나타낸 적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환이 직접 연결되거나, 또는 연결기를 개재하여 연결된 구조의 말단기로서 3개의 전자 흡인기를 갖고, 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 트리플루오로메틸기를 포함하는 화합물을 포함하는 액정 및 키랄제를 갖고, 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크가 450nm 이하, 더 바람직하게는 420nm 이하인, 블루상을 발현하는 액정 조성물에, 광 중합성 모노머 및 광 중합 개시제를 첨가한 액정 조성물을 사용한다.
상기 액정 조성물을 제 1 기판(441)과 제 2 기판(442) 사이의 간극에 충전한 후, 광을 조사하여 고분자 안정화 처리를 행함으로써, 액정 조성물(444)을 형성한다. 광은 액정 조성물(444)로서 사용되는 액정 조성물에 포함되는 중합성 모노머 및 광중합 개시제가 반응하는 파장의 광으로 한다. 이 광조사에 의한 고분자 안정화 처리에 의하여, 액정 조성물(444)이 블루상을 발현하는 온도 범위를 넓게 개선할 수 있다.
씰재에 자외선 등의 광경화 수지를 사용하여 적하법으로 액정 조성물을 형성하는 경우 등, 고분자 안정화 처리의 광 조사 공정에 의하여 씰재의 경화도 행하여도 좋다.
본 실시형태에서는, 제 1 기판(441)의 외측(액정 조성물(444)과 반대측)에 편광판(443a)을, 제 2 기판(442)의 외측(액정 조성물(444)과 반대측)에 편광판(443b)을 제공한다. 또한, 편광판 이외에, 위상차판, 반사 방지막 등의 광학 필름 등을 제공하여도 좋다. 예를 들어, 편광판 및 위상차판에 의한 원편광을 사용하여도 좋다. 상술한 바와 같은 공정으로, 액정 표시 장치를 완성시킬 수 있다.
또한, 대형 기판을 사용하여 복수의 액정 표시 장치를 제작하는 경우(소위 다면취), 그 분단 공정은, 고분자 안정화 처리를 행하기 전이나, 편광판을 제공하기 전에 행할 수 있다. 분단 공정에 의한 액정 조성물에 대한 영향(분단 공정시에 가해지는 힘 등으로 인한 배향의 흐트러짐 등)을 고려하면, 제 1 기판과 제 2 기판을 부착시킨 후, 고분자 안정화 처리 전에 행하는 것이 바람직하다.
도시하지 않았지만, 광원으로서 백 라이트, 사이드 라이트 등을 사용하면 좋다. 광원은 소자 기판인 제 1 기판(441) 측으로부터, 시인측인 제 2 기판(442)에 투과하도록 조사된다.
제 1 전극층(447), 및 제 2 전극층(446)은 산화 텅스텐을 포함하는 인듐 산화물, 산화 텅스텐을 포함하는 인듐 아연 산화물, 산화 티타늄을 포함하는 인듐 산화물, 산화 티타늄을 포함하는 인듐 주석 산화물, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 산화 실리콘은 첨가한 인듐 주석 산화물, 그래핀 등의 투광성을 갖는 도전성 재료를 사용할 수 있다.
또한, 제 1 전극층(447), 및 제 2 전극층(446)은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 바나듐(V), 니오븀(Nb), 탄탈(Ta), 크롬(Cr), 코발트(Co), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag) 등의 금속, 또는 그 합금, 또는 그 금속 질화물로부터 하나, 또는 복수종을 사용하여 형성할 수 있다.
또한, 제 1 전극층(447), 및 제 2 전극층(446)으로서, 도전성 고분자(도전성 폴리머라고도 함)를 포함하는 도전성 조성물을 사용하여 형성할 수 있다. 도전성 조성물을 사용하여 형성한 화소 전극은 시트 저항이 10000Ω/□ 이하, 파장 550nm에 있어서의 투광률이 70% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 도전성 조성물에 포함되는 도전성 고분자의 저항률이 0.1Ω·cm 이하인 것이 바람직하다.
도전성 고분자로서는, 소위 π전자 공액계 도전성 고분자를 사용할 수 있다. 예를 들어, 폴리아닐린 또는 그 유도체, 폴리피롤 또는 그 유도체, 폴리티오펜 또는 그 유도체, 또는 아닐린, 피롤 및 티오펜의 2종 이상으로 이루어지는 공중합체 또는 그 유도체 등을 들 수 있다.
하지막이 되는 절연막을 제 1 기판(441)과 게이트 전극층(401) 사이에 제공하여도 좋다. 하지막은, 제 1 기판(441)으로부터 불순물 원소가 확산되는 것을 방지하는 기능이 있고, 질화 실리콘막, 산화 실리콘막, 질화산화 실리콘막, 또는 산화질화 실리콘막으로부터 선택된 하나 또는 복수의 막을 사용한 단층 구조 또는 적층 구조에 의하여 형성할 수 있다. 게이트 전극층(401)의 재료는, 몰리브덴, 티타늄, 크롬, 탄탈, 텅스텐, 알루미늄, 구리, 네오디뮴, 스칸듐 등의 금속 재료 또는 이들을 주성분으로 하는 합금 재료를 사용하여, 단층으로 형성하거나, 또는 적층하여 형성할 수 있다. 또한, 게이트 전극층(401)으로서 인 등의 불순물 원소를 도핑한 다결정 실리콘막으로 대표되는 반도체막, 니켈 실리사이드 등의 실리사이드막을 사용하여도 좋다. 게이트 전극층(401)으로서 차광성을 갖는 도전막을 사용하면, 백 라이트로부터의 광(제 1 기판(441)으로부터 입사하는 광)이, 반도체층(403)에 입사하는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 게이트 전극층(401)의 2층의 적층 구조로서는, 알루미늄층 위에 몰리브덴층이 적층된 2층의 적층 구조, 또는 구리층 위에 몰리브덴층을 적층한 2층 구조, 또는 구리층 위에 질화 티타늄층 또는 질화 탄탈층을 적층한 2층 구조, 질화 티타늄층과 몰리브덴층을 적층한 2층 구조로 하는 것이 바람직하다. 3층의 적층 구조로서는, 텅스텐층 또는 질화 텅스텐층과, 알루미늄과 실리콘의 합금층 또는 알루미늄과 티타늄의 합금층과, 질화 티타늄층 또는 티타늄층을 적층한 적층 구조로 하는 것이 바람직하다.
게이트 절연층(402)은 플라즈마 CVD법 또는 스퍼터링법 등을 사용하여, 산화 실리콘막, 산화 갈륨막, 산화 알루미늄막, 질화 실리콘막, 산화 질화 실리콘막, 산화 질화 알루미늄막, 또는 질화 산화 실리콘막 등을 사용하여 형성할 수 있다. 또는, 게이트 절연층(402)의 재료로서, 산화 하프늄, 산화 이트륨, 산화 란탄, 하프늄 실리케이트(HfSixOy(x＞0, y＞0)), 하프늄 알루미네이트(HfAlxOy(x＞0, y＞0)), 질소가 첨가된 하프늄 실리케이트, 질소가 첨가된 하프늄 알루미네이트 등의 high-k 재료를 사용하여도 좋다. 이와 같은 high-k 재료를 사용함으로써 게이트 리크 전류를 저감할 수 있다.
또한, 게이트 절연층(402)으로서, 유기 실란 가스를 사용한 CVD법에 의하여 산화 실리콘층을 형성하는 것도 가능하다. 유기 실란 가스로서는 테트라에톡시실란(TEOS: 화학식 Si(OC2H5)4), 테트라메틸실란(TMS: 화학식 Si(CH3)4), 테트라메틸시클로테트라실록산(TMCTS), 옥타메틸시클로테트라실록산(OMCTS), 헥사메틸디실라잔(HMDS), 트리에톡시실란(SiH(OC2H5)3), 트리스디메틸아미노실란(SiH(N(CH3)2)3) 등의 실리콘 함유 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 게이트 절연층(402)은 단층 구조로 하여도 좋고, 적층 구조로 하여도 좋다.
반도체층(403)에 사용하는 재료는 특별히 한정되지 않고, 트랜지스터(420)에 요구되는 특성에 따라 적절히 설정하면 좋다. 반도체층(403)에 사용할 수 있는 재료의 예를 설명한다.
반도체층(403)을 형성하는 재료로서는, 실란이나 게르만으로 대표되는 반도체 재료 가스를 사용한 화학 기상 성장법이나 스퍼터링법 등의 물리 기상 성장법으로 제작되는 비정질(아모퍼스(amorphous)라고도 함) 반도체, 상기 비정질 반도체를 광 에너지나 열 에너지를 이용하여 결정화시킨 다결정 반도체, 또는 미세한 결정상과 아모퍼스상이 혼재된 미결정 반도체 등을 사용할 수 있다. 반도체층은 스퍼터링법, LPCVD법, 또는 플라즈마 CVD법 등에 의하여 형성할 수 있다.
아모퍼스 반도체로서는 대표적으로는 수소화 아모퍼스 실리콘, 결정성 반도체로서는 대표적으로는 폴리실리콘 등을 들 수 있다. 폴리실리콘(다결정 실리콘)에는 800℃ 이상의 프로세스 온도에서 형성되는 폴리실리콘을 주재료로서 사용한 소위 고온 폴리실리콘이나, 600℃ 이하의 프로세스 온도에서 형성되는 폴리실리콘을 주재료로서 사용한 소위 저온 폴리실리콘, 또한 결정화를 촉진하는 원소 등을 사용하여 비정질 실리콘을 결정화시킨 폴리실리콘 등을 포함한다. 물론, 상술한 바와 같이, 미결정 반도체 또는 반도체층의 일부에 결정상을 포함하는 반도체를 사용할 수도 있다.
또한, 반도체층(403)으로서 산화물 반도체막을 사용하여도 좋고, 산화물 반도체막으로서는 적어도 인듐(In), 특히 In과 아연(Zn)을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 산화물 반도체막을 사용한 트랜지스터의 전기 특성의 변동을 저감시키기 위한 스테빌라이저로서, 그들에 추가하여 갈륨(Ga)을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 스테빌라이저로서 주석(Sn)을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 스테빌라이저로서 하프늄(Hf)을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 스테빌라이저로서 알루미늄(Al)을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 스테빌라이저로서 지르코늄(Zr)을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 다른 스테빌라이저로서, 란타노이드인, 란탄(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리늄(Gd), 테르븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 에르븀(Er), 툴륨(Tm), 이테르븀(Yb), 루테튬(Lu) 중 어느 하나 또는 복수종을 가져도 좋다.
예를 들어, 산화물 반도체로서 산화 인듐, 산화 주석, 산화 아연, 2원계 금속 산화물인 In-Zn계 산화물, In-Mg계 산화물, In-Ga계 산화물, 3원계 금속 산화물인 In-Ga-Zn계 산화물(IGZO라고도 표기함), In-Al-Zn계 산화물, In-Sn-Zn계 산화물, In-Hf-Zn계 산화물, In-La-Zn계 산화물, In-Ce-Zn계 산화물, In-Pr-Zn계 산화물, In-Nd-Zn계 산화물, In-Sm-Zn계 산화물, In-Eu-Zn계 산화물, In-Gd-Zn계 산화물, In-Tb-Zn계 산화물, In-Dy-Zn계 산화물, In-Ho-Zn계 산화물, In-Er-Zn계 산화물, In-Tm-Zn계 산화물, In-Yb-Zn계 산화물, In-Lu-Zn계 산화물, 4원계 금속 산화물인 In-Sn-Ga-Zn계 산화물, In-Hf-Ga-Zn계 산화물, In-Al-Ga-Zn계 산화물, In-Sn-Al-Zn계 산화물, In-Sn-Hf-Zn계 산화물, In-Hf-Al-Zn계 산화물을 사용할 수 있다.
또한 여기서, 예를 들어, In-Ga-Zn계 산화물이란, In, Ga, 및 Zn을 주성분으로서 갖는 산화물을 뜻하고, In, Ga, 및 Zn의 비율은 불문한다. 또한, In과 Ga와 Zn 이외의 금속 원소가 들어 있어도 된다.
또한, 산화물 반도체로서, InMO3(ZnO)m(m>0, 또한 m은 정수가 아님)으로 표기되는 재료를 사용하여도 좋다. 또한, M은, Ga, Fe, Mn 및 Co로부터 선택된 하나의 금속 원소 또는 복수의 금속 원소를 나타낸다. 또한, 산화물 반도체로서, In2SnO5(ZnO)n(n>0, 또한 n은 정수)으로 표기되는 재료를 사용하여도 좋다.
예를 들어, 원자수비가 In:Ga:Zn= 1:1:1(=1/3:1/3:1/3), In:Ga:Zn= 2:2:1(=2/5:2/5:1/5), 또는 In:Ga:Zn= 3:1:2(=1/2:1/6:1/3)인 In-Ga-Zn계 산화물이나 그 조성의 근방의 산화물을 사용할 수 있다. 또는, 원자수 비율이 In:Sn:Zn=1:1:1(=1/3:1/3:1/3), In:Sn:Zn=2:1:3(=1/3:1/6:1/2) 또는 In:Sn:Zn=2:1:5(=1/4:1/8:5/8)인 In-Sn-Zn계 산화물이나 그 조성의 근방의 산화물을 사용하면 좋다.
그러나, 산화물 반도체는 이들에 한정되지 않고, 필요로 하는 반도체 특성(이동도, 임계값, 변동 등)에 따라 적절한 조성의 것을 사용하면 좋다. 또한, 필요로 하는 반도체 특성을 얻기 위하여, 캐리어 농도나 불순물 농도, 결함 밀도, 금속 원소와 산소의 원자수비, 원자간 거리, 밀도 등을 적절한 것으로 하는 것이 바람직하다.
예를 들어, In-Sn-Zn계 산화물은 비교적 용이하게 높은 이동도를 얻을 수 있다. 그러나, In-Ga-Zn계 산화물을 사용한 경우에도 벌크 내 결함 밀도를 저감시킴으로써 이동도를 올릴 수 있다.
또한, 예를 들어, In, Ga, Zn의 원자수비가 In:Ga:Zn=a:b:c(a＋b＋c=1)인 산화물의 조성이, 원자수비가 In:Ga:Zn=A:B:C(A＋B＋C=1)인 산화물의 조성에 가깝다는 것은, a, b, c가 (a-A)2＋(b-B)2＋(c-C)2≤r2를 만족시키는 것을 의미한다. r으로서는 예를 들어 0.05로 하면 좋다. 다른 산화물도 마찬가지이다.
산화물 반도체막은, 단결정, 다결정(폴리크리스탈이라고도 함) 또는 비정질 등의 상태를 취한다.
바람직하게는, 산화물 반도체막은 CAAC-OS(C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor)막으로 한다.
CAAC-OS막은 완전한 단결정이 아니고, 완전한 비정질도 아니다. CAAC-OS막은 비정질상에 결정부를 갖는 결정-비정질 혼상 구조의 산화물 반도체막이다. 또한, 상기 결정부는 하나의 변이 100nm 미만인 입방체 내에 들어가는 크기인 경우가 많다. 또한, 투과형 전자 현미경(TEM: Transmission Electron Microscope)에 의한 관찰상에서는 CAAC-OS막에 포함되는 비정질부와 결정부의 경계는 명확하지 않다. 또한, TEM에 의하여 CAAC-OS막에는 입계(그레인 바운더리라고도 함)는 확인할 수 없다. 그래서, CAAC-OS막은 입계에 기인하는 전자 이동도의 저하가 억제된다.
CAAC-OS막에 포함되는 결정부는 c축이 CAAC-OS막의 피형성면의 법선 벡터 또는 표면의 법선 벡터에 평행한 방향으로 정렬되고, 또 ab면에 수직인 방향에서 보아서 삼각 형상 또는 육각 형상의 원자 배열을 갖고, c축에 수직인 방향에서 보아서 금속 원자가 층상 또는 금속 원자와 산소 원자가 층상으로 배열되어 있다. 또한, 상이한 결정부들 사이에서 a축 및 b축의 방향이 각각 상이하여도 좋다. 본 명세서에서 단순히 "수직"이라고 기재한 경우에는, 85° 이상 95° 이하의 범위도 포함되는 것으로 한다. 또한, 단순히 "평행"이라고 기재한 경우에는, -5° 이상 5° 이하의 범위도 포함되는 것으로 한다.
또한, CAAC-OS막에서 결정부의 분포가 균일하지 않아도 좋다. 예를 들어, CAAC-OS막의 형성 과정에서 산화물 반도체막의 표면 측에서 결정 성장시키는 경우, 피형성면 근방보다 표면 근방에서 결정부가 차지하는 비율이 높은 경우가 있다. 또한, CAAC-OS막에 불순물을 첨가함으로써 상기 불순물 첨가 영역에서 결정부가 비정질화하는 경우도 있다.
CAAC-OS막에 포함되는 결정부의 c축은 CAAC-OS막의 피형성면의 법선 벡터 또는 표면의 법선 벡터에 평행한 방향으로 정렬되기 때문에, CAAC-OS막의 형상(피형성면의 단면 형상 또는 표면의 단면 형상)에 따라서는 서로 상이한 방향을 향하는 경우가 있다. 또한, 결정부의 c축의 방향은 CAAC-OS막이 형성되었을 때의 피형성면의 법선 벡터 또는 표면의 법선 벡터에 평행한 방향이 된다. 성막 또는 성막 후에 가열 처리 등의 결정화 처리에 의하여 결정부가 형성된다.
CAAC-OS막을 사용한 트랜지스터는 가시광이나 자외광의 조사에 의한 전기 특성의 변동을 저감할 수 있다. 따라서, 상기 트랜지스터는 신뢰성이 높다.
또한, 산화물 반도체막을 구성하는 산소의 일부는 질소로 치환되어도 좋다.
또한, CAAC-OS와 같이 결정부를 갖는 산화물 반도체에서는, 보다 벌크 내 결함을 저감시킬 수 있고, 표면의 평탄성을 높이면 아모퍼스 상태의 산화물 반도체 이상의 이동도를 얻을 수 있다. 표면의 평탄성을 높이기 위해서는 평탄한 표면 위에 산화물 반도체를 형성하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 평균 면 거칠기(Ra)가 1nm 이하, 바람직하게는 0.3nm 이하, 더 바람직하게는 0.1nm 이하의 표면 위에 형성하면 좋다.
반도체층, 배선층의 제작 공정에 있어서, 박막을 원하는 형상으로 가공하기 위하여 에칭 공정을 사용한다. 에칭 공정은, 드라이 에칭이나 웨트 에칭을 사용할 수 있다.
원하는 가공 형상으로 에칭할 수 있도록, 재료에 맞추어 에칭 조건(에칭액, 에칭 시간, 온도 등)을 적절하게 조절한다.
소스 전극층 또는 드레인 전극층으로서 기능하는 배선층(405a, 405b)의 재료로서는, Al, Cr, Ta, Ti, Mo, W로부터 선택된 원소, 또는 상술한 원소를 성분으로 하는 합금이나, 상술한 원소를 조합한 합금막 등을 들 수 있다. 또한, 열 처리를 행하는 경우에는, 이 열 처리에 견딜 수 있는 내열성을 도전막에 갖게 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, Al 단체로는 내열성이 뒤떨어지고, 또한 부식하기 쉽다 등의 문제점이 있기 때문에 내열성 도전성 재료와 조합하여 형성한다. Al과 조합하는 내열성 도전성 재료로서는, 티타늄(Ti), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 네오디뮴(Nd), 스칸듐(Sc)으로부터 선택된 원소, 또는 상술한 원소를 성분으로 하는 합금이나, 상술한 원소를 조합한 합금막, 또는 상술한 원소를 성분으로 하는 질화물로 형성한다.
게이트 절연층(402), 반도체층(403), 소스 전극층 또는 드레인 전극층으로서 기능하는 배선층(405a, 405b)을 대기에 노출시키지 않고 연속적으로 형성하여도 좋다. 대기에 노출시키지 않고 연속적으로 형성함으로써, 대기 성분이나 대기 중에 부유하는 오염 불순물 원소에 오염되지 않고 각 적층 계면을 형성할 수 있으므로, 트랜지스터 특성의 변동을 저감시킬 수 있다.
또한, 반도체층(403)은 일부만이 에칭되어, 홈부(오목부)를 갖는 반도체층이다.
트랜지스터(420)를 덮는 절연막(407), 절연막(409))은, 건식법이나 습식법으로 형성되는 무기 절연막, 유기 절연막을 사용할 수 있다. 예를 들어, CVD법이나 스퍼터링법 등을 사용하여 얻을 수 있는 질화 실리콘막, 산화 실리콘막, 산화 질화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 산화 탄탈막 등을 사용할 수 있다. 또한, 폴리이미드, 아크릴, 벤조시클로부텐계 수지, 폴리아미드, 에폭시 등의 유기 재료를 사용할 수 있다. 또한, 상기 유기 재료 외에, 저유전율 재료(low－k 재료), 실록산계 수지, PSG(phosphosilicate glass), BPSG(borophosphosilicate glass) 등을 사용할 수 있다. 또한, 절연막(407)으로서 산화 갈륨막을 사용하여도 좋다.
또한, 실록산계 수지란, 실록산계 재료를 출발 재료로 하여 형성된 Si-O-Si 결합을 포함하는 수지에 상당한다. 실록산계 수지는 치환기로서는 유기기(예를 들어, 알킬기나 아릴기)나 플루오로기를 사용하여도 좋다. 또한, 유기기는 플루오로기를 갖고 있어도 좋다. 실록산계 수지는 도포법에 의하여 성막하고, 소성함으로써 절연막(407)으로서 사용할 수 있다.
또한, 이들 재료로 형성되는 절연막을 복수 적층시킴으로써, 절연막(407), 절연막(409)을 형성하여도 좋다. 예를 들어, 무기 절연막 위에 유기 수지막을 적층하는 구조로 하여도 좋다.
또한, 다계조 마스크에 의하여 형성한 복수(대표적으로는 2종류)의 두께의 영역을 갖는 레지스트 마스크를 사용하면, 레지스트 마스크의 개수를 줄일 수 있기 때문에, 공정 간략화, 저비용화를 도모할 수 있다.
상술한 바와 같이, 적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환이 직접 연결되거나, 또는 연결기를 개재하여 연결된 구조의 말단기로서 3개의 전자 흡인기를 갖고, 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 트리플루오로메틸기를 포함하는 화합물을 포함하는 액정 및 키랄제를 갖고, 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크가 450nm 이하, 더 바람직하게는 420nm 이하인, 블루상을 발현하는 액정 조성물을 사용하면, 높은 콘트라스트를 부여할 수 있기 때문에, 시인성이 좋은 고화질 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환이 직접 연결되거나, 또는 연결기를 개재하여 연결된 구조의 말단기로서 3개의 전자 흡인기를 갖고, 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 트리플루오로메틸기를 포함하는 화합물을 포함하는 액정 및 키랄제를 갖고, 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크가 450nm 이하, 더 바람직하게는 420nm 이하인, 블루상을 발현하는 액정 조성물은, 고속 응답이 가능하기 때문에, 액정 표시 장치의 고성능화가 가능하게 된다.
본 실시형태는 다른 실시형태에서 기재한 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 3)
트랜지스터를 제작하고, 상기 트랜지스터를 화소부, 또한, 구동 회로에 사용하여 표시 기능을 갖는 액정 표시 장치를 제작할 수 있다. 또한, 트랜지스터를 사용하여 구동 회로의 일부 또는 전체를 화소부와 같은 기판 위에 일체 형성하여, 시스템 온 패널(system-on-panel)을 형성할 수 있다.
액정 표시 장치는 표시 소자로서 액정 소자(액정 표시 소자라고도 함)를 포함한다.
또한, 액정 표시 장치는, 표시 소자가 밀봉된 상태에 있는 패널과, 상기 패널에 컨트롤러를 포함하는 IC 등을 실장한 상태에 있는 모듈을 포함한다. 또한, 상기 액정 표시 장치를 제작하는 과정에 있어서의, 표시 소자가 완성되기 전의 일 형태에 상당하는 소자 기판에 관하여, 상기 소자 기판은 전류를 표시 소자에 공급하기 위한 수단을 복수의 각 화소에 구비한다. 소자 기판은 구체적으로 표시 소자의 화소 전극만이 형성된 상태라도 좋고, 화소 전극이 되는 도전막을 형성한 후로서, 에칭하여 화소 전극을 형성하기 전의 상태라도 좋으며, 모든 형태가 적합하다.
또한, 본 명세서 중에 있어서의 액정 표시 장치란, 화상 표시 디바이스, 표시 디바이스, 또는 광원(조명 장치를 포함함)을 가리킨다. 또한, 커넥터, 예를 들어 FPC(Flexible printed circuit) 또는 TAB(Tape Automated Bonding) 테이프 또는 TCP(Tape Carrier Package)가 장착된 모듈, TAB 테이프나 TCP의 끝에 프린트 배선판이 형성된 모듈, 또는 표시 소자에 COG(Chip On Glass)방식에 의하여 IC(집적 회로)가 직접 실장된 모듈도 모두 액정 표시 장치에 포함하는 것으로 한다.
액정 표시 장치의 일 형태에 상당하는 액정 표시 패널의 외관 및 단면에 대하여, 도 4(A1), 도 4(A2), 및 도 4(B)를 사용하여 설명한다. 도 4(A1) 및 도 4(A2)는 제 1 기판(4001) 위에 형성된 트랜지스터(4010, 4011), 및 액정 소자(4013)를 제 2 기판(4006)과의 사이에 씰재(4005)에 의하여 밀봉한 패널의 상면도이며, 도 4(B)는 도 4(A1) 및 도 4(A2)의 M－N에서의 단면도에 상당한다.
제 1 기판(4001) 위에 제공된 화소부(4002)와 주사선 구동 회로(4004)를 둘러싸도록 씰재(4005)가 제공된다. 또한, 화소부(4002)와 주사선 구동 회로(4004) 위에 제 2 기판(4006)이 제공된다. 따라서, 화소부(4002)와 주사선 구동 회로(4004)는 제 1 기판(4001)과 씰재(4005)와 제 2 기판(4006)에 의하여, 액정 조성물(4008)과 함께 밀봉되어 있다.
또한, 도 4(A1)은 제 1 기판(4001) 위의 씰재(4005)에 의하여 둘러싸여 있는 영역과는 다른 영역에, 별도 마련된 기판 위에 단결정 반도체막 또는 다결정 반도체막으로 형성된 신호선 구동 회로(4003)가 실장되어 있다. 또한, 도 4(A2)는 신호선 구동 회로의 일부를 제 1 기판(4001) 위에 설치된 트랜지스터로 형성하는 예이며, 제 1 기판(4001) 위에 신호선 구동 회로(4003b)가 형성되고, 또 별도 마련된 기판 위에 단결정 반도체막 또는 다결정 반도체막으로 형성된 신호선 구동 회로(4003a)가 실장되어 있다.
또한, 별도 형성한 구동 회로의 접속 방법은, 특별히 한정되지 않고, COG 방법, 와이어 본딩 방법, 또는 TAB 방법 등을 사용할 수 있다. 도 4(A1)은 COG 방법에 의하여 신호선 구동 회로(4003)를 실장하는 예이며, 도 4(A2)는, TAB 방법에 의하여 신호선 구동 회로(4003)를 실장하는 예이다.
또한, 제 1 기판(4001) 위에 제공된 화소부(4002)와 주사선 구동 회로(4004)는 트랜지스터를 복수로 갖고 있고, 도 4(B)에서는, 화소부(4002)에 포함되는 트랜지스터(4010)와 주사선 구동 회로(4004)에 포함되는 트랜지스터(4011)를 예시하고 있다. 트랜지스터(4010), 트랜지스터(4011) 위에는 절연층(4020), 층간막(4021)이 제공되어 있다.
트랜지스터(4010, 4011)는 실시형태 2 및 실시형태 3 중 어느 실시형태에서 나타내는 트랜지스터를 적용할 수 있다.
또한, 층간막(4021) 또는 절연층(4020) 위에 있어서, 구동 회로용의 트랜지스터(4011)의 반도체층의 채널 형성 영역과 중첩하는 위치에 도전층을 형성하여도 좋다. 도전층은 전위가 트랜지스터(4011)의 게이트 전극층과 같아도 좋고, 상이하여도 좋고, 제 2 게이트 전극층으로서 기능시킬 수도 있다. 또한, 도전층의 전위가 GND, 또는 도전층은 플로팅 상태이어도 좋다.
또한, 층간막(4021) 위에 화소 전극층(4030) 및 공통 전극층(4031)이 형성되고, 화소 전극층(4030)은 트랜지스터(4010)와 전기적으로 접속되어 있다. 액정 소자(4013)는 화소 전극층(4030), 공통 전극층(4031) 및 액정 조성물(4008)을 포함한다. 또한, 제 1 기판(4001), 제 2 기판(4006)의 외측에는 각각 편광판(4032a), 편광판(4032b)이 제공되어 있다.
액정 조성물(4008)에, 실시형태 1에서 나타낸 적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환이 직접 연결되거나, 또는 연결기를 개재하여 연결된 구조의 말단기로서 3개의 전자 흡인기를 갖고, 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 트리플루오로메틸기를 포함하는 화합물을 포함하는 액정 및 키랄제를 갖고, 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크가 450nm 이하, 더 바람직하게는 420nm 이하이며, 블루상을 발현하는 액정 조성물을 사용한다. 또한, 액정 조성물(4008)로서 제공되는 상기 액정 조성물에는 유기 수지가 포함되어도 좋다.
화소 전극층(4030) 및 공통 전극층(4031)에는, 실시형태 1 또는 실시형태 2에서 기재한 바와 같은 화소 전극층 및 공통 전극층의 구성을 적용할 수 있다.
본 실시형태에서는, 액정 조성물(4008)은 실시형태 1에서 나타낸 적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환이 직접 연결되거나, 또는 연결기를 개재하여 연결된 구조의 말단기로서 3개의 전자 흡인기를 갖고, 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 트리플루오로메틸기를 포함하는 화합물을 포함하는 액정 및 키랄제를 갖고, 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크가 450nm 이하, 더 바람직하게는 420nm 이하이며, 블루상을 발현하는 액정 조성물을 사용하고, 고분자 안정화 처리에 의하여 블루상을 발현하는 상태(블루상을 나타내는 상태라고도 함)로 액정 표시 장치에 제공된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 실시형태 1의 도 1, 실시형태 2의 도 3에서 도시한 바와 같은 화소 전극층(4030) 및 공통 전극층(4031)이 개구 패턴을 갖는 형상이다.
화소 전극층(4030)과 공통 전극층(4031) 사이에 전계를 형성함으로써, 액정 조성물(4008)의 액정을 제어한다. 액정에는 수평 방향의 전계가 형성되기 때문에, 그 전계를 사용하여 액정 분자를 제어할 수 있다.
실시형태 1에서 나타낸 액정 조성물은 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크가 450nm 이하, 더 바람직하게는 420nm 이하이며, 꼬이는 힘이 강한 액정 조성물이다. 액정 조성물의 꼬이는 힘이 강하면, 전압 무인가 때(인가 전압이 0V일 때)에 있어서의 액정 조성물의 투과율을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 상기 액정 조성물을 액정 조성물(4008)에 사용한 액정 표시 장치는 높은 콘트라스트화를 달성할 수 있게 된다.
또한, 제 1 기판(4001), 제 2 기판(4006)으로서는, 투광성을 갖는 유리, 플라스틱 등을 사용할 수 있다. 플라스틱으로서는, PVF(polyvinyl fluoride) 필름, 폴리에스테르 필름 또는 아크릴 수지 필름을 사용할 수 있다. 또한, 알루미늄 포일을 PVF 필름이나 폴리에스테르 필름으로 끼운 구조의 시트나, FRP(Fiberglass－Reinforced Plastics)판을 사용할 수도 있다.
또한, 부호 4035는 절연막을 선택적으로 에칭함으로써 얻어지는 주상(柱狀)의 스페이서이며, 액정 조성물(4008)의 막 두께(셀 갭)를 제어하기 위해 형성되어 있다. 또한, 구 형상의 스페이서를 사용하여도 좋다. 액정 조성물(4008)을 사용하는 액정 표시 장치에 있어서 액정 조성물의 두께인 셀 갭은 1μm 이상 20μm 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서 셀 갭의 두께는 액정 조성물의 두께(막 두께)의 최대값으로 한다.
또한, 도 4(A1), 도 4(A2), 및 도 4(B)에는 투과형 액정 표시 장치의 예이지만, 본 발명은 반투과형 액정 표시 장치에서도, 반사형 액정 표시 장치에서도 적용할 수 있다.
또한, 도 4(A1), 도 4(A2), 및 도 4(B)의 액정 표시 장치에서는, 기판의 외측(시인 측)에 편광판을 제공하는 예를 나타내지만, 편광판은 기판의 내측에 형성하여도 좋다. 편광판의 재료나 제작 공정 조건에 따라 적절히 설정하면 좋다. 또한, 블랙 매트릭스로서 기능하는 차광층을 제공하여도 좋다.
층간막(4021)의 일부로서 컬러 필터층이나 차광층을 형성하여도 좋다. 도 4(A1), 도 4(A2), 및 도 4(B)에서는, 트랜지스터(4010, 4011) 상방을 덮도록 차광층(4034)이 제 2 기판(4006) 측에 제공되어 있는 예이다. 차광층(4034)을 형성함으로써, 더욱 더 콘트라스트가 향상되거나, 트랜지스터의 안정화의 효과를 높일 수 있다.
트랜지스터의 보호막으로서 기능하는 절연층(4020)으로 덮는 구성으로 하여도 좋지만, 특별히 한정되지 않는다.
또한, 보호막은 대기 중의 유기물이나 금속물, 수증기 등의 오염 불순물의 침입을 막기 위한 것이며, 치밀한 막이 바람직하다. 보호막은, 스퍼터링법을 사용하여, 산화 실리콘막, 질화 실리콘막, 산화 질화 실리콘막, 질화 산화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 질화 알루미늄막, 산화 질화 알루미늄막, 또는 질화 산화 알루미늄막을 단층 또는 적층으로 형성하면 좋다.
또한, 평탄화 절연막으로서 투광성의 절연층을 더 형성하는 경우, 폴리이미드, 아크릴, 벤조시클로부텐계 수지, 폴리아미드, 에폭시 등의 내열성을 갖는 유기 재료를 사용할 수 있다. 또한, 상기 유기 재료 외에, 저유전율 재료(low－k 재료), 실록산계 수지, PSG(phosphosilicate glass), BPSG(borophosphosilicate glass) 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들의 재료로 형성되는 절연막을 복수 적층시킴으로써, 절연층을 형성하여도 좋다.
적층하는 절연층의 형성법은 특별히 한정되지 않고, 그 재료에 따라, 스퍼터링법, 스핀 코트, 딥법, 스프레이 도포법, 액적 토출법(잉크젯법), 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄 등의 방법, 롤 코트, 커튼 코트, 나이프 코트 등의 설비를 사용할 수 있다.
화소 전극층(4030) 및 공통 전극층(4031)은 산화 텅스텐을 포함하는 인듐 산화물, 산화 텅스텐을 포함하는 인듐 아연 산화물, 산화 티타늄을 포함하는 인듐 산화물, 산화 티타늄을 포함하는 인듐 주석 산화물, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 산화 실리콘을 첨가한 인듐 주석 산화물, 그래핀 등의 투광성을 갖는 도전성 재료를 사용할 수 있다.
또한, 화소 전극층(4030), 및 공통 전극층(4031)은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 바나듐(V), 니오븀(Nb), 탄탈(Ta), 크롬(Cr), 코발트(Co), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag) 등의 금속, 또는 그 합금, 또는 그 금속 질화물로부터 하나 또는 복수종을 사용하여 형성할 수 있다.
또한, 화소 전극층(4030), 및 공통 전극층(4031)으로서, 도전성 고분자(도전성 폴리머라고도 함)를 포함하는 도전성 조성물을 사용하여 형성할 수 있다.
또한 별도로 형성된 신호선 구동 회로(4003)와, 주사선 구동 회로(4004) 또는 화소부(4002)에 주어지는 각종 신호 및 전위는, FPC(4018)로부터 공급된다.
또한, 트랜지스터는 정전기 등으로 인하여 파괴되기 쉽기 때문에, 게이트선 또는 소스선에 대하여, 구동 회로 보호용의 보호 회로를 동일 기판 위에 제공하는 것이 바람직하다. 보호 회로는, 비선형 소자를 사용하여 구성하는 것이 바람직하다.
도 4(A1), 도 4(A2), 및 도 4(B)에서는, 접속 단자 전극(4015)이 화소 전극층(4030)과 같은 도전막으로 형성되고, 단자 전극(4016)은 트랜지스터(4010, 4011)의 소스 전극층 및 드레인 전극층과 같은 도전막으로 형성되어 있다.
접속 단자 전극(4015)은, FPC(4018)가 갖는 단자와, 이방성 도전막(4019)을 개재하여 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 도 4(A1), 도 4(A2), 및 도 4(B)에서는, 신호선 구동 회로(4003)를 별도 형성하여, 제 1 기판(4001)에 실장하는 예를 나타내지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 주사선 구동 회로를 별도로 형성하여 장착하여도 좋고, 또는 신호선 구동 회로의 일부 또는 주사선 구동 회로의 일부만을 별도로 형성하여 장착하여도 좋다.
상술한 바와 같이, 적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환이 직접 연결되거나, 또는 연결기를 개재하여 연결된 구조의 말단기로서 3개의 전자 흡인기를 갖고, 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 트리플루오로메틸기를 포함하는 화합물을 포함하는 액정 및 키랄제를 갖고, 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크가 450nm 이하, 더 바람직하게는 420nm 이하인, 블루상을 발현하는 액정 조성물을 사용하면, 높은 콘트라스트를 부여할 수 있기 때문에, 시인성이 좋은 고화질 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 액정 조성물은 고속 응답이 가능하기 때문에, 액정 표시 장치의 고성능화가 가능하게 된다.
본 실시형태는 다른 실시형태에서 기재한 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 4)
본 명세서에서 기재하는 액정 표시 장치는, 다양한 전자 기기(게임기도 포함함)에 적용할 수 있다. 전자 기기로서는, 예를 들어, 텔레비전 장치(텔레비전, 또는 텔레비전 수신기라고도 함), 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 디지털 포토 프레임, 휴대 전화기(휴대 전화, 휴대 전화 장치라고도 함), 휴대형 게임기, 휴대 정보 단말, 음향 재생 장치, 파친코기 등의 대형 게임기 등을 들 수 있다.
도 5(A)는 노트북형 퍼스널 컴퓨터이며, 본체(3001), 하우징(3002), 표시부(3003), 키보드(3004) 등으로 구성되어 있다. 실시형태 1 내지 실시형태 3 중 어느 실시형태에서 나타낸 액정 표시 장치를 표시부(3003)에 적용함으로써 높은 콘트라스트로 시인성이 좋고, 또 신뢰성이 높은 노트북형 퍼스널 컴퓨터로 할 수 있다.
도 5(B)는, 휴대 정보 단말(PDA)이며, 본체(3021)에는 표시부(3023)와, 외부 인터페이스(3025)와, 조작 버튼(3024) 등이 제공되어 있다. 또한, 조작용의 부속품으로서 스타일러스(stylus; 3022)가 있다. 실시형태 1 내지 실시형태 3 중 어느 실시형태에서 나타낸 액정 표시 장치를 표시부(3023)에 적용함으로써 높은 콘트라스트로 시인성이 좋고, 또 신뢰성이 높은 휴대 정보 단말(PDA)로 할 수 있다.
도 5(C)는, 전자 서적이며, 하우징(2701) 및 하우징(2703) 2개의 하우징으로 구성되어 있다. 하우징(2701) 및 하우징(2703)은 축(軸)부(2711)에 의하여 일체로 되어, 상기 축부(2711)를 축으로 하여 개폐(開閉) 동작을 행할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하여 종이 서적과 같은 동작을 행할 수 있다.
하우징(2701)에는 표시부(2705)가 조합되어, 하우징(2703)에는 표시부(2707)가 조합된다. 표시부(2705) 및 표시부(2707)는 하나의 화면을 표시하는 구성으로 하여도 좋고, 서로 다른 화면을 표시하는 구성으로 하여도 좋다. 서로 다른 화면을 표시하는 구성으로 함으로써 예를 들어, 오른쪽의 표시부(도 5(C)에서는 표시부(2705))에 문장을 표시하고, 왼쪽의 표시부(도 5(C)에서는 표시부(2707))에 화상을 표시할 수 있다. 실시형태 1 내지 실시형태 3 중 어느 실시형태에서 나타낸 액정 표시 장치를 표시부(2705), 표시부(2707)에 적용함으로써 높은 콘트라스트로 시인성이 좋고, 또 신뢰성이 높은 전자 서적으로 할 수 있다. 표시부(2705)로서 반투과형, 또는 반사형의 액정 표시 장치를 사용하는 경우, 비교적 밝은 상황하에서의 사용도 예상되기 때문에, 태양 전지를 제공하고, 태양 전지에 의한 발전, 및 배터리에 의한 충전을 행할 수 있도록 하여도 좋다. 또한, 배터리로서는 리튬 이온 전지를 사용하면, 소형화를 도모할 수 있는 등 이점이 있다.
또한, 도 5(C)는, 하우징(2701)에 조작부 등이 구비된 예를 도시한 것이다. 예를 들어, 하우징(2701)에 있어서, 전원(2721), 조작키(2723), 스피커(2725) 등을 구비한다. 조작키(2723)에 의하여 페이지를 넘길 수 있다. 또한, 하우징의 표시부와 동일면에 키보드나 포인팅 디바이스 등을 구비하는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 하우징의 뒷면이나 측면에 외부 접속용 단자(이어폰 단자, USB 단자 등), 기록 매체 삽입부 등을 구비하는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 전자 서적은 전자 사전으로서의 기능을 갖는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 전자 서적은 무선으로 정보를 송수신할 수 있는 구성으로 하여도 좋다. 무선에 의하여 전자 서적 서버로부터 원하는 서적 데이터 등을 구입하여, 다운로드하는 구성으로 할 수도 있다.
도 5(D)는, 휴대 전화기이며, 하우징(2800) 및 하우징(2801)의 2개의 하우징으로 구성되어 있다. 하우징(2801)에는, 표시 패널(2802), 스피커(2803), 마이크로폰(2804), 포인팅 디바이스(2806), 카메라용 렌즈(2807), 외부 접속 단자(2808) 등을 구비한다. 또한, 하우징(2800)에는 휴대 전화기를 충전하는 태양 전지 셀(2810), 외부 메모리 슬롯(2811) 등을 구비한다. 또한, 안테나는 하우징(2801) 내부에 내장된다. 실시형태 1 내지 실시형태 3 중 어느 실시형태에서 나타낸 액정 표시 장치를 표시 패널(2802)에 적용함으로써 높은 콘트라스트로 시인성이 좋고, 또 신뢰성이 높은 휴대 전화기로 할 수 있다.
또한, 표시 패널(2802)은 터치 패널이 구비되어 있으며, 도 5(D)에는 영상으로 표시되어 있는 복수의 조작키(2805)를 점선으로 나타내었다. 또한, 태양 전지 셀(2810)로 출력되는 전압을 각 회로에 필요한 전압으로 승압하기 위한 승압 회로도 실장한다.
표시 패널(2802)은 사용 형태에 따라 표시 방향이 적절히 변화한다. 또한, 표시 패널(2802)과 동일 면 위에 카메라용 렌즈(2807)를 구비하기 때문에, 영상 전화를 할 수 있다. 스피커(2803) 및 마이크로폰(2804)은 음성 통화에 한정되지 않고, 영상 전화, 녹음, 재생 등을 할 수 있다. 또한, 하우징(2800)과 하우징(2801)은 슬라이드함으로써 도 5(D)와 같이 덮개가 열린 상태에서 중첩된 상태로 할 수 있어 휴대하기에 적합한 소형화가 가능하다.
외부 접속 단자(2808)는 AC 어댑터 및 USB 케이블 등의 각종 케이블과 접속할 수 있고, 충전 및 퍼스널 컴퓨터 등과의 데이터 통신을 할 수 있다. 또한, 외부 메모리 슬롯(2811)에 기록 매체를 삽입하여, 보다 대량의 데이터 보존 및 이동에 대응할 수 있다.
또한, 상기 기능에 덧붙여, 적외선 통신 기능, 텔레비전 수신 기능 등을 구비한 것이어도 좋다.
도 5(E)는, 디지털 비디오 카메라이며, 본체(3051), 표시부(A)(3057), 접안부(3053), 조작 스위치(3054), 표시부(B)(3055), 배터리(3056) 등으로 구성되어 있다. 실시형태 1 내지 실시형태 3 중 어느 실시형태에서 나타낸 액정 표시 장치를 표시부(A)(3507), 표시부(B)(3055)에 적용함으로써 높은 콘트라스트로 시인성이 좋고, 또 신뢰성이 높은 디지털 비디오 카메라로 할 수 있다.
도 5(F)는 텔레비전 장치이며, 하우징(9601)이나 표시부(9603) 등에 의하여 구성되어 있다. 표시부(9603)에 의하여 영상을 표시할 수 있다. 또한, 여기서는 스탠드(9605)에 의하여 하우징(9601)을 지지한 구성을 도시하였다. 실시형태 1 내지 실시형태 3 중 어느 실시형태에서 나타낸 액정 표시 장치를 표시부(9603)에 적용함으로써 높은 콘트라스트로 시인성이 좋고, 또 신뢰성이 높은 텔레비전 장치로 할 수 있다.
텔레비전 장치는, 하우징(9601)이 구비한 조작 스위치나, 별도의 리모컨 조작기에 의하여 조작할 수 있다. 또한, 리모컨 조작기에, 상기 리모컨 조작기로부터 출력하는 정보를 표시하는 표시부를 제공하는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 텔레비전 장치는 수신기나 모뎀 등을 구비한 구성으로 한다. 수신기에 의하여 일반 텔레비전 방송을 수신할 수 있으며, 추가로 모뎀을 통하여 유선 또는 무선에 의한 통신 네트워크에 접속함으로써, 일방향(송신자로부터 수신자) 또는 쌍방향(송신자와 수신자간 또는 수신자간끼리 등)의 정보 통신을 행할 수도 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태에서 기재한 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시예 1)
본 실시예에서는, 본 발명의 일 형태의 액정 조성물을 사용한 액정 소자(실시예 시료 1A, 2A, 및 1B, 2B)와, 비교예로서 본 발명이 적용되지 않은 액정 조성물을 사용한 액정 소자(비교예 시료 A, B)를 제작하고, 각각의 특성을 평가하였다.
본 실시예에서 제작한 액정 소자(실시예 시료 1A, 2A, 및 1B, 2B 및 비교예 시료 A, B)에 사용한 액정 조성물의 구성을 표 1에 나타낸다. 표 1에서는, 비율(혼합비율)은 모두 중량비로 나타낸다. 실시예 시료 1A, 2A 및 비교예 시료 A는 액정 및 키랄제를 포함하는 액정 조성물을 사용한 액정 소자이고, 실시예 시료 1B, 2B 및 비교예 시료 B는 실시예 시료 1A, 2A 및 비교예 시료 A에 중합성 모노머 및 중합 개시제를 첨가한 액정 조성물을 사용한 액정 소자이다.
*혼합비는 전체 중량비
실시예 시료 1A, 2A, 1B, 2B 및 비교예 시료 A, B에 있어서, 키랄제로서 1,4:3,6－디안하이드로-2,5-비스[4-(n-헥실-1-옥시)안식향산]소르비톨(약칭: ISO-(6OBA)2)(미도리 화학 주식회사 제), 액정으로서 혼합 액정 E－8(주식회사 LCC(LCC Corporation) 제), 구조식 (103)으로 나타내어지는 4-(trans-4-n-펜틸시클로헥실)안식향산4-시아노-3,5-디플루오로페닐(약칭: CPEP-5FCNF), 구조식 (114)으로 나타내어지는 4-n-프로필안식향산-4-시아노-3-플루오로페닐(약칭: PEP-3CNF)을 사용하였다.
또한, 실시예 시료 1A 및 1B에서는, 액정으로서 구조식 (150)으로 나타내어지는 4-n-프로필안식향산3,5-디플루오로-4-(트리플루오로메틸)페닐(약칭: PEP-3FCF3F), 및 구조식 (113)으로 나타내어지는 4-(trans-4-n-펜틸시클로헥실)안식향산4-시아노-3-플루오로페닐(약칭: CPEP-5CNF)을 사용하고, 실시예 시료 2A 및 2B에서는, PEP-3FCF3F(약칭)를 사용하고, 비교예 시료 A, B에서는 CPEP-5CNF(약칭)를 사용하였다.
구조식 (150)으로 나타내어지는 PEP-3FCF3F(약칭)는, 적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환이 직접 연결되거나, 또는 연결기를 개재하여 연결된 구조의 말단기로서 3개의 전자 흡인기를 갖고, 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 트리플루오로메틸기를 포함하는 화합물이다. 구조식 (150)으로 나타내어지는 PEP-3FCF3F(약칭) 화합물은 본 명세서에서 기재하는 발명의 구성의 일 형태이고, 상기 화합물을 포함하는 액정 조성물, 상기 액정 조성물을 포함하는 액정 표시 장치도 본 명세서에서 개시하는 발명의 구성의 일 형태이다. PEP-3FCF3F(약칭)의 구조식을 하기에 나타낸다.
[구조식]
실시예 시료 1B, 2B 및 비교예 시료 B에 있어서, 중합성 모노머로서 비액정성 자외선 중합성인 메타크릴산도데실(약칭: DMeAc)(도쿄 화성 공업 주식회사(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 제), 액정성 자외선 중합성인 중합 모노머 RM257(SYNTHON Chemicals GmbH&Co. KG 제), 및 중합 개시제로서 DMPAP(약칭)(도쿄 화성 공업 주식회사 제)를 사용하였다.
실시예 시료 1B, 2B 및 비교예 시료 B에 있어서, 액정 조성물 중의 액정 및 키랄제의 비율은 액정 90.5wt%, 키랄제 9.5wt%이다. 실시예 시료 1B, 2B 및 비교예 시료 B에 있어서, 액정 조성물 중의 액정 및 키랄제와 중합성 모노머의 비율은 액정 및 키랄제 92wt%, 중합성 모노머 8wt%(DMeAc는 4wt%, RM257은 4wt%)이다. 또한, 실시예 시료 1B, 2B 및 비교예 시료 B에 있어서 액정 조성물 중의 액정 및 키랄제와 중합성 모노머와 중합 개시제의 비율은 액정, 키랄제 및 중합성 모노머 99.7wt%, 중합 개시제 0.3wt%이다.
또한, 실시예 시료 1A, 2A, 1B, 2B 및 비교예 시료 A, B에 있어서, 액정 중에 포함되는 적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환이 직접 연결되거나, 또는 연결기를 개재하여 연결된 구조의 말단기로서 3개의 전자 흡인기를 갖고, 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 트리플루오로메틸기를 포함하는 화합물(PEP-3FCF3F(약칭))의 비율은 실시예 시료 1A, 1B에서는 15wt%, 실시예 시료 2A, 2B에서는 20wt%로 하였다. 또한, 비교예 시료 A, B에서는 액정 중에 포함되는 적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환이 직접 연결되거나, 또는 연결기를 개재하여 연결된 구조의 말단기로서 3개의 전자 흡인기를 갖고, 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 트리플루오로메틸기를 포함하는 화합물(PEP-3FCF3F(약칭))을 포함하지 않았다.
또한, 본 실시예에서 사용한 CPEP-5FCNF(약칭), CPEP-5CNF(약칭), PEP-3CNF(약칭), RM257(SYNTHON Chemicals GmbH&Co. KG 제), 메타크릴산도데실(약칭: DMeAc)(도쿄 화성 공업 주식회사 제), DMPAP(약칭)(도쿄 화성 공업 주식회사 제), 및 ISO-(6OBA)2(약칭)(미도리 화학 주식회사(Midori Kagaku Co., Ltd.) 제)의 구조식을 하기에 나타낸다.
[구조식]
실시예 시료 1A, 2A, 1B, 2B 및 비교예 시료 A, B의 액정 소자는, 화소 전극층 및 공통 전극층이 도 3(D)와 같이 빗살 모양으로 형성된 유리 기판과 대향 기판이 되는 유리 기판 사이에 공극(4μm)을 갖도록 씰재에 의하여 부착시킨 후, 주입법에 의하여 등방상의 상태로 교반한 표 1에서 나타낸 재료 및 비율로 혼합시킨 각 액정 조성물을 기판 간에 주입하여 제작하였다.
화소 전극층 및 공통 전극층은 산화 실리콘을 포함하는 인듐 주석 산화물(ITSO)을 사용하여 스퍼터링법으로 형성하였다. 또한, 그 막 두께는 110nm로 하고, 화소 전극층과 공통 전극층의 각 폭, 및 화소 전극층과 공통 전극층과의 간격은 2μm로 하였다. 또한, 씰재는 자외선 및 열 경화형 씰재를 사용하고, 경화 처리로서 방사 조도 100mW/cm2의 자외선에 의하여 90초간 조사 처리를 행하고, 그 후 120℃에서 1시간 가열 처리를 행하였다.
실시예 시료 1A, 2A 및 비교예 시료 A의 액정 소자의 액정 조성물의 반사 스펙트럼을 평가하였다. 평가에는, 편광 현미경(MX-61L Olympus Corporation 제), 온도 조절기(temperature controller)(HCS302-MK1000, Instec, Inc 제), 및 현미 분광 시스템(LVmicroUV/VIS, Lambda Vision Inc. 제)을 사용하였다.
실시예 시료 1A, 2A 및 비교예 시료 A의 액정 소자의 액정 조성물을 등방상으로 한 후, 온도 조절기에 의하여 매분 1.0℃ 강온시키면서, 편광 현미경으로 관찰하여 액정 조성물이 블루상을 발현하는 온도 범위를 측정하였다.
편광 현미경에 있어서의 상기 관찰의 측정 조건은, 측정 모드가 반사, 편광자는 크로스 니콜, 배율은 50배 내지 200배이었다.
다음에, 실시예 시료 1A, 2A 및 비교예 시료 A의 액정 소자에 있어서, 블루상을 발현하는 온도 범위의 임의의 온도에서 항온으로 하고, 현미 분광 시스템에서 액정 조성물의 반사광 강도의 스펙트럼을 측정하였다.
현미 분광 시스템의 측정 모드는 반사, 편광자는 크로스 니콜, 측정 영역은 12㎛φ, 측정 파장은 250nm 내지 800nm로 하였다. 측정 영역이 좁기 때문에, 현미 분광 시스템의 모니터에서 블루상의 색이 장파장이 되는 영역을 선정하여 측정하였다. 또한, 측정시에 화소 전극층 및 공통 전극층의 영향을 받지 않도록 전극층이 형성되지 않은 대향 기판이 되는 유리 기판 측으로부터 측정하였다.
도 6은, 실시예 시료 1A, 2A 및 비교예 시료 A의 각 액정 소자의 액정 조성물의 반사광 강도의 스펙트럼(실시예 시료 1A는 굵은 점선, 실시예 시료 2A는 굵은 실선, 비교예 시료 A는 가는 실선)을 도시한 것이다. 실시예 시료 1A, 2A 및 비교예 시료 A의 각 액정 소자의 액정 조성물의 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크를 검출하였다.
본 실시예에 있어서도 검출된 반사 스펙트럼에 있어서의 회절 파장의 피크는, 가장 장파장 측에 출현하는 피크의 최대값이다.
본 발명의 일 형태인 실시예 시료 1A, 2A의 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크는, 실시예 시료 1A에서는 383nm, 실시예 시료 2A에서는 366nm가 되고, 실시예 시료 1A, 2A의 회절 파장의 피크는 420nm 이하이었다. 따라서, 액정 중에 포함되는 적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환이 직접 연결되거나, 또는 연결기를 개재하여 연결된 구조의 말단기로서 3개의 전자 흡인기를 갖고, 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 트리플루오로메틸기를 포함하는 화합물(PEP-3FCF3F(약칭))을 포함하는 실시예 시료 1A, 2A의 액정 소자의 액정 조성물의 반사 스펙트럼에 있어서의 회절 파장의 피크는 420nm 이하이며, 액정 조성물의 꼬이는 힘이 강한 것이 확인되었다.
한편, 비교예 시료 A의 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크는 450nm보다 장파장인 469nm이고, 실시예 시료보다 액정 조성물의 꼬이는 힘이 약하다는 것을 나타내는 결과가 되었다.
실시예 시료 1B, 2B 및 비교예 시료 B의 각 액정 소자는 고분자 안정화 처리를 행하였다. 고분자 안정화 처리는, 실시예 시료 1B, 2B 및 비교예 시료 B의 각 액정 소자의 액정 조성물을 블루상을 발현하는 온도 범위의 임의의 온도에서 항온으로 하고, 자외선(피크 파장 365nm, 방사 조도 1.5mW/cm2)을 30분간 조사함으로써 행하였다. 또한, 고분자 안정화 처리에 의하여 실시예 시료 1B, 2B 및 비교예 시료 B의 액정 조성물 중에 포함되는 중합성 모노머가 중합되어, 실시예 시료 1B, 2B 및 비교예 시료 B는 유기 수지를 포함하는 액정 조성물을 갖는 액정 소자가 된다.
다음에, 고분자 안정화 처리를 행한 액정 조성물을 갖는 실시예 시료 1B, 2B 및 비교예 시료 B의 액정 소자에 있어서, 실온에서 현미 분광 시스템에 의하여 액정 조성물의 반사광 강도의 스펙트럼을 측정하였다.
도 7은 실시예 시료 1B, 2B 및 비교예 시료 B의 각 액정 소자의 액정 조성물의 반사광 강도의 스펙트럼(실시예 시료 1B는 굵은 점선, 실시예 시료 2B는 굵은 실선, 비교예 시료 B는 가는 실선)을 도시한 것이다. 실시예 시료 1B, 2B 및 비교예 시료 B의 각 액정 소자의 액정 조성물의 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크를 검출하였다.
본 발명의 일 형태인 실시예 시료 1B, 2B의 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크는, 실시예 시료 1B에서는 410nm, 실시예 시료 2B에서는 385nm이고, 실시예 시료 1B, 2B의 회절 파장의 피크는 420nm 이하이었다. 따라서, 고분자 안정화 처리를 행한 액정 조성물을 갖는 액정 소자에 있어서도 반사 스펙트럼에 있어서의 회절 파장의 피크가 420nm 이하이고, 액정 중에 포함되는 적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환이 직접 연결되거나, 또는 연결기를 개재하여 연결된 구조의 말단기로서 3개의 전자 흡인기를 갖고, 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 트리플루오로메틸기를 포함하는 화합물(PEP-3FCF3F(약칭))을 포함하는 실시예 시료 1B, 2B의 액정 조성물의 꼬이는 힘이 강한 것이 확인되었다.
한편, 비교예 시료 B의 반사 스펙트럼에 있어서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크는 450nm보다 장파장의 523nm이고, 고분자 안정화 처리를 행한 액정 조성물을 갖는 액정 소자에 있어서도 액정 조성물의 꼬이는 힘이 약하다는 것을 나타내는 결과가 되었다.
또한, 실시예 시료 1B, 2B, 및 비교예 시료 B의 각 액정 소자에 전압을 인가하여, 인가 전압에 대한 투과율, 및 콘트라스트의 특성을 평가하였다. 특성 평가는 액정 평가 장치(RETS100+VT 측정 시스템, 오오츠카 전자 주식회사(Otsuka Electronics Co., Ltd.) 제))를 사용하고, 광원은 할로겐 램프, 온도는 실온의 측정 조건에서 실시예 시료 1B, 2B, 및 비교예 시료 B의 각 액정 소자를 크로스 니콜의 편광자로 끼운 상태에서 행하였다.
도 8(A) 및 도 8(B)는 실시예 시료 1B, 2B, 및 비교예 시료 B의 각 액정 소자의 인가 전압과 투과율의 관계를 도시한 것이고, 도 9는 실시예 시료 1B, 2B, 및 비교예 시료 B의 각 액정 소자의 인가 전압과 콘트라스트비의 관계를 도시한 것이다. 도 8(A) 및 도 8(B)에서의 투과율은 광원만의 광을 100%로 한 경우에 액정 소자를 통하였을 때의 광의 강도의 비율이다. 도 9의 인가 전압에 대한 콘트라스트비는, 도 8(A)의 투과율로부터 산출하였다. 구체적으로는, 전압 무인가 시(인가 전압 0V)의 콘트라스트비를 1로 하고, 각 인가 전압에 있어서의 투과율을 인가 전압이 0V일 때의 투과율로 나눔으로써 콘트라스트비를 산출하였다. 또한, 도 8(A) 내지 도 9에 있어서, 실시예 시료 1B, 2B, 및 비교예 시료 B의 각 액정 소자의 특성은 실시예 시료 1B는 굵은 점선, 실시예 시료 2B는 굵은 실선, 비교예 시료 B는 가는 실선으로 나타내었다. 또한, 도 8(B)는 도 8(A)에서의 인가 전압 0V 내지 10V의 범위를 확대하여 도시한 것이다.
도 8(A) 및 도 8(B)에 도시한 바와 같이, 실시예 시료 1B, 2B의 액정 소자는 비교예 시료 B의 액정 소자와 비교하여 인가 전압이 0V일 때의 투과율이 낮다. 이것은, 도 9의 콘트라스트비에 있어서 더 현저한 차이점으로 나타나고, 같은 인가 전압에 있어서 실시예 시료 1B, 2B의 액정 소자는 비교예 시료 B의 액정 소자보다 높은 콘트라스트비를 나타낸다.
상술한 바와 같이, 액정 조성물의 꼬이는 힘이 강하면, 전압 무인가 시(인가 전압이 0V시)에서의 액정 조성물의 투과율을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 상기 액정 조성물을 사용한 액정 표시 장치의 더 높은 콘트라스트화가 가능하게 된다.
따라서, 본 발명의 일 형태인 본 실시예의 블루상을 발현하는 액정 조성물을 사용하면, 한층 더 높은 콘트라스트화를 달성하는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
(실시예 2)
실시예 1에서 사용한 CPEP-5FCNF(약칭), PEP-3FCF3F(약칭), CPEP-5CNF(약칭), 및 PEP-3CNF(약칭)의 합성 방법을 이하에서 기재한다.
<4-(trans-4-n-펜틸시클로헥실)안식향산4-시아노-3,5-디플루오로페닐(약칭: CPEP-5FCNF)의 합성 방법>
구조식 (103)으로 나타내어지는 CPEP-5FCNF의 합성 스킴을 하기 (A-1)에서 나타낸다.
[구조식]
1.9g(6.9mmol)의 4-(trans-4-n-펜틸시클로헥실)안식향산과, 1.1 g(7.1mmol)의 2,6-디플루오로-4-하이드록시벤조니트릴과, 0.13mg(1.1mmol)의 4-(N,N-디메틸아미노)피리딘(DMAP)과, 7.0mL의 디클로로메탄을 50mL 가지형 플라스크에 첨가하여, 교반하였다. 이 혼합물에 1.5g(7.8mmol)의 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 염산염(EDC)을 첨가하여 대기하 실온에서 28시간 교반하였다. 소정 시간 경과 후, 얻어진 혼합물에 물을 첨가하고, 수성층을 디클로로메탄으로 추출하였다. 얻어진 추출 용액과 유기층을 합하여 포화 식염수로 세정한 후, 황산 마그네슘으로 건조시켰다. 이 혼합물을 자연 여과(gravity filtration)에 의하여 분리하고, 여과액을 농축하여 고체를 얻었다. 이 고체를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피(전개 용매: 톨루엔)로 정제하였다. 얻어진 프랙션을 농축하여 고체를 얻었다. 이 고체를 고속 액체 컬럼 크로마토그래피(약칭: HPLC)(전개 용매: 클로로폼)에 의하여 정제하였다.
얻어진 프랙션을 농축함으로써, 목적물인 백색 고체를 2.0g 얻었고, 수율은 69%이었다. 얻어진 백색 고체 2.0g을 트레인 서블리메이션법(train sublimation method)에 의하여 승화 정제하였다. 승화 정제는 압력 2.7Pa, 아르곤 유량 5mL/min의 조건으로, 백색 고체를 155℃에서 가열하여 행하였다. 승화 정제 후, 백색 고체를 1.8g 얻었고, 회수율은 90%이었다.
핵 자기 공명법(NMR)에 의하여 이 화합물이 목적물인 4-(trans-4-n-펜틸시클로헥실)안식향산4-시아노-3,5-디플루오로페닐(약칭: CPEP-5FCNF)인 것이 확인되었다.
얻어진 물질(CPEP-5FCNF)의 1H NMR 데이터를 이하에 나타낸다. 1H-NMR(CDCl3, 300MHz):δ(ppm)=0.90(t, 3H), 1.02-1.13(m, 2H), 1.20-1.35(m, 9H), 1.43-1.54(m, 2H), 1.89-1.93(m, 4H), 2.54-2.62(m, 1H), 7.05(d, 2H), 7.37(d, 2H), 8.06(d, 2H). 또한, 1H NMR 차트를 도 10(A) 내지 도 10(C)에서 도시하였다. 또한, 도 10(B)는 도 10(A)에서의 6.5ppm 내지 8.5ppm의 범위를 확대하여 나타낸 차트이다. 또한, 도 10(C)는 도 10(A)에서의 0.0ppm 내지 3.0ppm의 범위를 확대하여 나타낸 차트이다.
<4-n-프로필안식향산3,5-디플루오로-4-(트리플루오로메틸)페닐(약칭: PEP-3FCF3F)의 합성 방법>
구조식(150)으로 나타내어지는 PEP-3FCF3F의 합성 스킴을 하기 (Z-1)에 나타낸다.
[구조식]
4.15g(25.2mmol)의 4-n-프로필안식향산과, 5.00g(25.2mmol)의 3,5-디플루오로-4-(트리플루오로메틸)페놀과, 460mg(3.80mmol)의 4-디메틸아미노피리딘과, 100mL의 디클로로메탄을 300mL 가지형 플라스크에 첨가하여, 교반하였다. 이 혼합물에 5.32g(27.7mmol)의 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 염산염(EDC)을 첨가하여 대기하 실온에서 15시간 교반하였다. 소정 시간 경과 후, 얻어진 혼합물에 물을 첨가하고, 이 혼합물의 수성층을 디클로로메탄으로 추출하였다. 얻어진 추출 용액과 유기층을 합하여 포화 탄산 수소 나트륨 수용액과, 포화 식염수로 세정한 후, 황산 마그네슘으로 건조시켰다. 이 혼합물을 자연 여과에 의하여 분리하고, 여과액을 농축하여 백색 고체를 얻었다. 이 고체를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피(전개 용매: 톨루엔)로 정제하였다. 얻어진 프랙션을 농축하여 백색 고체를 얻었다. 이 고체를 고속 액체 컬럼 크로마토그래피(약칭: HPLC)(전개 용매: 클로로폼)에 의하여 정제하였다. 얻어진 프랙션을 농축하여 목적물인 백색 고체를 7.11g 얻었고, 수율은 82.0%이었다.
얻어진 백색 고체를 트레인 서블리메이션법(train sublimation method)에 의하여 승화 정제하였다. 승화 정제는 압력 2.8Pa, 아르곤 유량 10mL/min의 조건으로 백색 고체를 75℃로 가열하여 행하였다. 승화 정제 후, 백색 고체를 2.02g, 회수율 28%로 얻었다.
핵 자기 공명법(NMR)에 의하여 이 화합물이 목적물인 4-n-프로필안식향산3,5-디플루오로-4-(트리플루오로메틸)페닐(약칭: PEP-3FCF3F)인 것이 확인되었다.
얻어진 물질(PEP-3FCF3F)의 1H NMR 데이터를 이하에 나타낸다. 1H-NMR(CDCl3, 300MHz):δ(ppm)=0.95(t, 3H), 1.68(sext, 2H), 2.68(t, 2H), 6.97(d, 2H), 7.32(d, 2H), 8.05(d, 2H). 또한, 1H NMR 차트를 도 11(A) 내지 도 11(C)에서 도시하였다. 또한, 도 11(B)는 도 11(A)에서의 6.5ppm 내지 8.5ppm의 범위를 확대하여 나타낸 차트이다. 또한, 도 11(C)는 도 11(A)에서의 0.0ppm 내지 3.0ppm의 범위를 확대하여 나타낸 차트이다.
<4-(trans-4-n-펜틸시클로헥실)안식향산4-시아노-3-플루오로페닐(약칭: CPEP-5CNF)의 합성 방법>
구조식 (113)으로 나타내어지는 CPEP-5CNF의 합성 스킴을 하기 (F-1)에 나타낸다.
[구조식]
2.2g(8.0mmol)의 4-(trans-4-n-펜틸시클로헥실)안식향산과, 1.1 g(8.0mmol)의 2-플루오로-4-하이드록시벤조니트릴과, 0.15mg(1.2mmol)의 4-(N,N-디메틸아미노)피리딘(DMAP)과, 8.0mL의 디클로로메탄을 50mL 가지형 플라스크에 첨가하여, 교반하였다. 이 혼합물에 1.7g(8.9mmol)의 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 염산염(EDC)을 첨가하여, 이 혼합물을 대기하 실온에서 28시간 교반하였다. 소정 시간 경과 후, 얻어진 혼합물에 물을 첨가하고, 수성층을 디클로로메탄으로 추출하였다. 얻어진 추출 용액과 유기층을 합하여 포화 식염수로 세정한 후, 황산 마그네슘으로 건조시켰다. 이 혼합물을 자연 여과에 의하여 분리하고, 여과액을 농축하여 고체를 얻었다. 이 고체를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피(전개 용매: 톨루엔)로 정제하였다. 얻어진 프랙션을 농축하여 백색 고체를 얻었다. 이 고체를 고속 액체 컬럼 크로마토그래피(약칭: HPLC)(전개 용매: 클로로폼)에 의하여 정제하였다. 얻어진 프랙션을 농축함으로써, 목적물인 백색 고체를 2.5g 얻었고, 수율은 81%이었다.
얻어진 백색 고체 2.5g을 트레인 서블리메이션법으로 승화 정제하였다. 승화 정제는 압력 2.5Pa, 아르곤 유량 5mL/min의 조건으로, 백색 고체를 155℃에서 가열하여 행하였다. 승화 정제 후, 백색 고체를 2.1g 얻었고, 회수율은 84%이었다.
핵 자기 공명법(NMR)에 의하여 이 화합물이 목적물인 4-(trans-4-n-펜틸시클로헥실)안식향산4-시아노-3-플루오로페닐(약칭: CPEP-5CNF)인 것이 확인되었다.
얻어진 물질(CPEP-5CNF)의 1H NMR 데이터를 이하에 나타낸다. 1H-NMR(CDCl3, 300MHz):δ(ppm)=0.90(t, 3H), 1.02-1.13(m, 2H), 1.20-1.35(m, 9H), 1.43-1.56(m, 2H), 1.89-1.93(m, 4H), 2.54-2.62(m, 1H), 7.16-7.22(m, 2H), 7.37(d, 2H), 7.66-7.72(m, 1H), 8.08(d, 2H). 또한, 1H NMR 차트를 도 12(A) 내지 도 12(C)에서 도시하였다. 또한, 도 12(B)는 도 12(A)에서의 6.5ppm 내지 8.5ppm의 범위를 확대하여 나타낸 차트이다. 또한, 도 12(C)는 도 12(A)에서의 0.0ppm 내지 3.0ppm의 범위를 확대하여 나타낸 차트이다.
<4-n-프로필안식향산4-시아노-3-플루오로페닐(약칭: PEP-3CNF)의 합성 방법>
구조식(114)으로 나타내어지는 PEP-3CNF의 합성 스킴을 하기 (G-1)에 나타낸다.
[구조식]
1.7g(10.6mmol)의 4-n-프로필안식향산과, 1.5g(10.6mmol)의 2-플루오로-4-하이드록시벤조니트릴과, 195mg(1.6mmol)의 4-(N,N-디메틸아미노)피리딘(DMAP)과, 10.6mL의 디클로로메탄을 50mL 가지형 플라스크에 첨가하여, 교반하였다. 이 혼합물에 2.2g(11.7mmol)의 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 염산염(EDC)을 첨가하였다. 이 혼합물을 대기하 실온에서 15시간 교반하였다. 소정 시간 경과 후, 얻어진 혼합물에 물을 첨가하고, 수성층을 디클로로메탄으로 추출하였다. 얻어진 추출 용액과 유기층을 합하여 포화 탄산 수소 나트륨 수용액과, 포화 식염수로 세정한 후, 황산 마그네슘으로 건조시켰다. 이 혼합물을 자연 여과에 의하여 분리하고, 여과액을 농축하여 무색 유상(油狀) 물질을 얻었다. 이 유상 물질을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피(전개 용매: 톨루엔)로 정제하였다. 얻어진 프랙션을 농축하여 무색 유상 물질을 얻었다. 이 유상 물질을 고속 액체 컬럼 크로마토그래피(약칭: HPLC)(전개 용매: 클로로폼)에 의하여 정제하였다. 얻어진 프랙션을 농축함으로써, 목적물인 무색 유상 물질을 2.47g 얻었고, 수율은 82%이었다.
얻어진 무색 유상 물질을 트레인 서블리메이션법으로 승화 정제하였다. 승화 정제는 압력 2.0Pa, 아르곤 유량 10mL/min의 조건으로, 무색 유상 물질을 150℃에서 가열하여 행하였다. 승화 정제 후, 무색 유상 물질을 0.78g 얻었고, 회수율은 26%이었다.
핵 자기 공명법(NMR)에 의하여 이 화합물이 목적물인 4-n-프로필안식향산4-시아노-3-플루오로페닐(약칭: PEP-3CNF)인 것이 확인되었다.
얻어진 물질(PEP-3CNF)의 1H NMR 데이터를 이하에 나타낸다. 1H-NMR(CDCl3, 300MHz):δ(ppm)=0.97(t, 3H), 1.63-1.76(m, 2H), 2.70(t, 2H), 7.17-7.23(m, 2H), 7.34(d, 2H), 7.67-7.72(m, 1H), 8.08(d, 2H). 또한, 1H NMR 차트를 도 13(A) 내지 도 13(C)에서 도시하였다. 또한, 도 13(B)는 도 13(A)에서의 7.0ppm 내지 8.5ppm의 범위를 확대하여 나타낸 차트이다. 또한, 도 13(C)는 도 13(A)에서의 0.0ppm 내지 3.0ppm의 범위를 확대하여 나타낸 차트이다.
200: 제 1 기판
201: 제 2 기판
208: 액정 조성물
230: 화소 전극층
232: 공통 전극층
401: 게이트 전극층
402: 게이트 절연층
403: 반도체층
405a: 배선층
405b: 배선층
407: 절연막
408: 공통 배선층
409: 절연막
413: 층간막
420: 트랜지스터
441: 제 1 기판
442: 제 2 기판
443a: 편광판
443b: 편광판
444: 액정 조성물
446: 제 2 전극층
446a: 제 2 전극층
446b: 제 2 전극층
446c: 제 2 전극층
446d: 제 2 전극층
447: 제 1 전극층
447a: 제 1 전극층
447b: 제 1 전극층
447c: 제 1 전극층
447d: 제 1 전극층
2701: 하우징
2703: 하우징
2705: 표시부
2707: 표시부
2711: 축부
2721: 전원
2723: 조작 키
2725: 스피커
2800: 하우징
2801: 하우징
2802: 표시 패널
2803: 스피커
2804: 마이크로폰
2805: 조작키
2806: 포인팅 디바이스
2807: 카메라용 렌즈
2808: 외부 접속 단자
2810: 태양 전지 셀
2811: 외부 메모리 슬롯
3001: 본체
3002: 하우징
3003: 표시부
3004: 키보드
3021: 본체
3022: 스타일러스
3023: 표시부
3024: 조작 버튼
3025: 외부 인터페이스
3051: 본체
3053: 접안부
3054: 조작 스위치
3056: 배터리
4001: 제 1 기판
4002: 화소부
4003: 신호선 구동 회로
4003a: 신호선 구동 회로
4003b: 신호선 구동 회로
4004: 주사선 구동 회로
4005: 씰재
4006: 제 2 기판
4008: 액정 조성물
4010: 트랜지스터
4011: 트랜지스터
4013: 액정 소자
4015: 접속 단자 전극
4016: 단자 전극
4019: 이방성 도전막
4020: 절연층
4021: 층간막
4030: 화소 전극층
4031: 공통 전극층
4032a: 편광판
4032b: 편광판
4034: 차광층
9601: 하우징
9603: 표시부
9605: 스탠드
201: 제 2 기판
208: 액정 조성물
230: 화소 전극층
232: 공통 전극층
401: 게이트 전극층
402: 게이트 절연층
403: 반도체층
405a: 배선층
405b: 배선층
407: 절연막
408: 공통 배선층
409: 절연막
413: 층간막
420: 트랜지스터
441: 제 1 기판
442: 제 2 기판
443a: 편광판
443b: 편광판
444: 액정 조성물
446: 제 2 전극층
446a: 제 2 전극층
446b: 제 2 전극층
446c: 제 2 전극층
446d: 제 2 전극층
447: 제 1 전극층
447a: 제 1 전극층
447b: 제 1 전극층
447c: 제 1 전극층
447d: 제 1 전극층
2701: 하우징
2703: 하우징
2705: 표시부
2707: 표시부
2711: 축부
2721: 전원
2723: 조작 키
2725: 스피커
2800: 하우징
2801: 하우징
2802: 표시 패널
2803: 스피커
2804: 마이크로폰
2805: 조작키
2806: 포인팅 디바이스
2807: 카메라용 렌즈
2808: 외부 접속 단자
2810: 태양 전지 셀
2811: 외부 메모리 슬롯
3001: 본체
3002: 하우징
3003: 표시부
3004: 키보드
3021: 본체
3022: 스타일러스
3023: 표시부
3024: 조작 버튼
3025: 외부 인터페이스
3051: 본체
3053: 접안부
3054: 조작 스위치
3056: 배터리
4001: 제 1 기판
4002: 화소부
4003: 신호선 구동 회로
4003a: 신호선 구동 회로
4003b: 신호선 구동 회로
4004: 주사선 구동 회로
4005: 씰재
4006: 제 2 기판
4008: 액정 조성물
4010: 트랜지스터
4011: 트랜지스터
4013: 액정 소자
4015: 접속 단자 전극
4016: 단자 전극
4019: 이방성 도전막
4020: 절연층
4021: 층간막
4030: 화소 전극층
4031: 공통 전극층
4032a: 편광판
4032b: 편광판
4034: 차광층
9601: 하우징
9603: 표시부
9605: 스탠드
Claims (16)
- 블루상을 나타내는 액정 조성물에 있어서,
키랄제와;
구조의 말단기로서 3개의 전자 흡인기를 갖는 화합물을 포함하는 액정을 포함하고,
상기 구조에 있어서, 적어도 하나의 방향족 환을 포함하는 복수의 환은 서로 직접 연결되거나, 또는 상기 복수의 환 사이에 연결기를 개재하여 연결되고,
상기 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 트리플루오로메틸기를 포함하고,
반사 스펙트럼에서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크가 450nm 이하인, 액정 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 환은 사이클로알칸을 포함하는, 액정 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 3개의 전자 흡인기는 벤젠 환에 연결되는, 액정 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 불소인, 액정 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 3개의 전자 흡인기 중 적어도 하나는 시아노기인, 액정 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 키랄제는 10wt% 이하의 비율인, 액정 조성물.
- 제 1 항에 따른 상기 액정 조성물을 포함하는, 액정 표시 장치.
- 제 7 항에 있어서,
상기 액정 조성물은 유기 수지를 포함하는, 액정 표시 장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 액정 조성물의 반사 스펙트럼에서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크는 450nm 이하인, 액정 표시 장치.
- 하기 구조식(150)으로 나타내어지는, 화합물.
- 제 10 항에 따른 상기 화합물을 포함하는, 액정 조성물.
- 제 11 항에 따른 상기 액정 조성물을 포함하는, 액정 표시 장치.
- 제 12 항에 있어서,
키랄제를 더 포함하는, 액정 표시 장치.
- 제 13 항에 있어서,
상기 키랄제는 10wt% 이하의 비율인, 액정 표시 장치.
- 제 12 항에 있어서,
상기 액정 조성물은 유기 수지를 포함하는, 액정 표시 장치.
- 제 12 항에 있어서,
상기 액정 조성물의 반사 스펙트럼에서의 가장 장파장 측의 회절 파장의 피크는 450nm 이하인, 액정 표시 장치.
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