(57)【要約】  本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式（Ｉ）で表される重合性化合物及び一般式（ＩＩ）で表される化合物を含有する液晶組成物に関するものであり、重合により液晶配向能が付与される液晶表示素子に使用されるものである。重合性液晶組成物は広い温度範囲において析出することなく、高速応答に対応した低い粘度であり、また該組成物を用いた液晶表示素子は、重合後の配向性がより安定し、表示特性に不具合が起こらないことが要求されている。本願においては特定の化合物を用いることにより、これら課題を解決した。【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一成分として、一般式（Ｉ）
【化１】
2012086504.tif 000023
（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して以下の式（Ｒ−１）から式（Ｒ−１５）
【化２】
2012086504.tif 000024
の何れかを表し、Ｘ１からＸ８はそれぞれ独立してトリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、フッ素原子、塩素原子又は水素原子を表すが、Ｘ１からＸ８の少なくとも一つはフッ素原子を表す。）で表される重合性化合物を一種又は二種以上含有し、第二成分として、一般式（ＩＩ）
【化３】
2012086504.tif 000025
（式中、Ｒ３は炭素数１から１０のアルキル基又は炭素数２から１０のアルケニル基を表し、これらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、Ｒ４は炭素数１から１０のアルキル基又はアルコキシル基、炭素数２から１０のアルケニル基又はアルケニルオキシ基を表し、これらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、ｍは０、１又は２を表す。）で表される化合物を１種又は２種以上含有することを特徴とする重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項２】
一般式（Ｉ）が一般式（Ｉ−１）から一般式（Ｉ−４）
【化４】
2012086504.tif 000026
（式中、Ｒ１は請求項１記載のＲ１と同じ意味を表し、Ｒ２は請求項１記載のＲ２と同じ意味を表す。）である請求項１に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項３】
一般式（Ｉ）が一般式（Ｉ−１）である請求項１に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項４】
一般式（Ｉ）において、Ｒ１及びＲ２がそれぞれ独立して式（Ｒ−１）又は（Ｒ−２）である請求項１から３のいずれかに記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項５】
一般式（Ｉ）において、Ｒ１及びＲ２が式（Ｒ−２）である請求項１から３のいずれかに記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項６】
一般式（ＩＩ）が、一般式（ＩＩ−Ａ）及び一般式（ＩＩ−Ｂ）
【化５】
2012086504.tif 000027
（式中、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７及びＲ８はそれぞれ独立的に請求項１記載のＲ３と同じ意味を表す。）である請求項１から５のいずれかに記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項７】
第三成分として、一般式（ＩＩＩ）
【化６】
2012086504.tif 000028
（式中、Ｒ９は請求項１記載のＲ３と同じ意味を表し、Ｒ１０は請求項１記載のＲ４と同じ意味を表す。）で表される化合物を１種又は２種以上含有する請求項１から６のいずれかに記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項８】
一般式（ＩＩＩ）が、一般式（ＩＩＩ−Ａ）
【化７】
2012086504.tif 000029
（式中、Ｒ１１及びＲ１２はそれぞれ独立的に請求項１記載のＲ３と同じ意味を表す。）である請求項７に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項９】
一般式（Ｉ）で表される化合物の含有量が０．０１質量％から２．０質量％である請求項１から８のいずれかに記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項１０】
一般式（ＩＩ）で表される化合物の含有量が５質量％から３５質量％である請求項１から９のいずれかに記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項１１】
一般式（ＩＩＩ）で表される化合物の含有量が５質量％から３５質量％である請求項１から１０のいずれかに記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項１２】
一般式（Ｉ−１）で表される重合性化合物及び一般式（ＩＩ−Ａ）及び（ＩＩ−Ｂ）及び一般式（ＩＩＩ−Ａ）で表される化合物を同時に含有する請求項１から１１のいずれかに記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項１３】
２５℃における誘電率異方性Δεが−６．０から−２．０の範囲であり、２５℃における屈折率異方性Δｎが０．０８から０．１３の範囲であり、２０℃における粘度（η）が１０から３０  ｍＰａ・ｓの範囲であり、ネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）が６０℃から１２０℃の範囲である請求項１から１２のいずれかに記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれかに記載の重合性化合物含有液晶組成物を用いたことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１５】
アクティブマトリックス駆動である請求項１４に記載の液晶表示素子。
【請求項１６】
ＰＳＡモード、ＰＳＶＡモード、ＶＡモード、ＩＰＳモード又はＥＣＢモードである請求項１４又は１５に記載の液晶表示素子。
【請求項１７】
プレチルト角が８５から８９．９度である請求項１４から１６のいずれかに記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は重合性化合物含有液晶組成物及びそれを使用した液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＳＡ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶表示素子は、液晶分子のプレチルト角を制御するためにセル内にポリマー構造物を形成した構造を有するものであり、高速応答性や高いコントラストから液晶表示素子として開発が進められてきた。【０００３】
ＰＳＡ型液晶表示素子の製造は、重合性化合物及び液晶化合物からなる重合性化合物含有液晶組成物を基板間に注入し、電圧を印加し液晶分子を配向させた状態で重合性化合物を重合させて液晶分子の配向を固定することにより行われる。このＰＳＡ型液晶表示素子の表示不良である焼き付きの原因としては、不純物によるもの及び液晶分子の配向の変化（プレチルト角の変化）が知られている。【０００４】
プレチルト角の変化の原因として、重合性化合物の硬化物であるポリマーが柔軟であると、液晶表示素子を構成した場合において同一パターンを長時間表示し続けたときにポリマーの構造が変化し、その結果としてプレチルト角が変化してしまうことがある。このためポリマー構造が変化しない剛直な構造を持つポリマーを形成する重合性化合物が必要となる。【０００５】
従来、ポリマーの剛直性を向上させることにより焼き付きを防止するために、環構造と重合性官能基のみを持つ１，４−フェニレン基等の構造を有する重合性化合物を用いて表示素子を構成すること（特許文献１参照）や、ビアリール構造を有する重合性化合物を用いて表示素子を構成すること（特許文献２参照）が検討されてきた。しかし、これらの重合性化合物は液晶化合物に対する相溶性が低いため、重合性化合物含有液晶組成物を調製した際に、該重合性化合物の析出が発生する等の問題があり、液晶組成物との相溶性の改善が必要であった。【０００６】
また、ポリマーの剛直性を向上させることにより焼き付きを防止するため、２官能性の重合性化合物と、ジペンタエリスリトールペンタアクリレイト、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレイト等の３官能以上の重合性化合物の混合液晶組成物を用いて表示素子を構成すること（特許文献３参照）が提案されている。しかし、ジペンタエリスリトールペンタアクリレイト及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレイトは、分子内に環構造を持たないため、液晶化合物との親和力が弱く、配向を規制する力が弱いことから、十分な配向安定性が得られない問題があった。また、これらの重合性化合物は重合において重合開始剤の添加が必須であり、重合開始剤を添加しないと重合後に重合性化合物が残存してしまうものであった。【０００７】
また、応答速度の改良方法として液晶組成物と重合性化合物の組み合わせ（特許文献４参照）が種々開示されている。しかしながら、プレチルト角と応答速度の関係は一般に知られており、顕著な改良効果が確認されたとは言えるものではなく、アルケニル基や塩素原子を含む液晶化合物を使用しているため、表示不良を引き起こす可能性が高く、実用的ではない。【０００８】
これらのことから、広い温度範囲で析出が発生しないこと、応答速度が速いこと、焼き付きを発生しないこと等を同時に解決した重合性化合物含有液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−３０７７２０号公報
【特許文献２】特開２００８−１１６９３１号公報
【特許文献３】特開２００４−３０２０９６号公報
【特許文献４】ＷＯ２０１０／０８４８２３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、広い温度範囲において析出することなく、高速応答に対応した低い粘度である、焼き付き等の表示不良を生じない重合性化合物含有液晶組成物及びこれを用いた表示ムラ等のない表示品位に優れた液晶表示素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は種々の重合性化合物及び液晶化合物の検討を行った結果、特定の構造を有する重合性化合物及び液晶化合物で構成される重合性化合物含有液晶組成物が前述の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。【００１２】
すなわち、第一成分として、一般式（Ｉ）【００１３】
【化１】
2012086504.tif 000002
【００１４】
（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して以下の式（Ｒ−１）から式（Ｒ−１５）【００１５】
【化２】
2012086504.tif 000003
【００１６】
の何れかを表し、Ｘ１からＸ８はそれぞれ独立してトリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、フッ素原子又は水素原子を表すが、少なくとも一つはフッ素原子を表す。）で表される重合性化合物を一種又は二種以上含有し、第二成分として、一般式（ＩＩ）【００１７】
【化３】
2012086504.tif 000004
【００１８】
（式中、Ｒ３は炭素数１から１０のアルキル基又は炭素数２から１０のアルケニル基を表し、これらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、Ｒ４は炭素数１から１０のアルキル基又はアルコキシル基、炭素数２から１０のアルケニル基又はアルケニルオキシ基を表し、これらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、ｍは０、１又は２を表す。）で表される化合物を１種又は２種以上含有することを特徴とする重合性化合物含有液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は液晶化合物と重合性化合物との相溶性が優れているため、低い温度で長時間放置した場合でも析出することなくネマチック状態を維持するため、実用上非常に広い駆動温度範囲が保証される。また、本発明の液晶組成物は粘度が低いため、液晶表示素子とした場合の応答速度が速く、３Ｄ表示などへの適用も可能である。更に、本発明の重合性化合物は光重合時の重合速度が速すぎたり遅すぎたりせず、適度であるため、均一かつ安定な配向制御が得られ、焼き付きや表示ムラ等が少ないか全くない液晶表示素子を提供することができるため、本発明の液晶組成物は非常に有用である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、第一成分として、一般式（Ｉ）
【００２１】
【化４】
2012086504.tif 000005
【００２２】
で表される重合性化合物を一種又は二種以上含有し、第二成分として、一般式（ＩＩ）
【００２３】
【化５】
2012086504.tif 000006
【００２４】
で表される化合物を１種又は２種以上含有することを特徴とする。
【００２５】
一般式（Ｉ）において、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して以下の式（Ｒ−１）から式（Ｒ−１５）
【００２６】
【化６】
2012086504.tif 000007
【００２７】
の何れかを表し、Ｘ１からＸ８はそれぞれ独立してトリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、フッ素原子又は水素原子を表すが、少なくとも一つはフッ素原子を表す。
【００２８】
これらの重合基はラジカル重合、ラジカル付加重合、カチオン重合及びアニオン重合により硬化する。重合方法として紫外線を照射する場合には、式（Ｒ−１）、式（Ｒ−２）、式（Ｒ−４）、式（Ｒ−５）、式（Ｒ−７）、式（Ｒ−１１）、式（Ｒ−１３）又は式（Ｒ−１５）が好ましく、式（Ｒ−１）、式（Ｒ−２）がより好ましく、式（Ｒ−２）が特に好ましい。
【００２９】
一般式（Ｉ）において、Ｘ１からＸ８はそれぞれ独立的にトリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、フッ素原子又は水素原子を表すが、フッ素原子であることが特に好ましい。
【００３０】
一般式（Ｉ）におけるビフェニル骨格の構造は、式（Ｉ−１１）から式（Ｉ−１４）であることがより好ましく、式（Ｉ−１１）であることが特に好ましい。
【００３１】
【化７】
2012086504.tif 000008
【００３２】
式（Ｉ−１１）から式（Ｉ−１４）で表される骨格を含む重合性化合物は重合後の配向規制力がＰＳＡ型液晶表示素子に最適であり、良好な配向状態が得られることから、表示ムラが抑制されるか、又は、全く発生しない。
【００３３】
本発明の重合性化合物含有液晶組成物では、一般式（Ｉ）で表される重合性化合物を少なくとも１種を含有するが、１種〜５種含有することが好ましく、１種〜３種含有することがより好ましい。一般式（Ｉ）で表される重合性化合物の含有率が少ない場合、液晶組成物に対する配向規制力が弱くなる。逆に、一般式（Ｉ）で表される重合性化合物の含有率が多すぎる場合、重合時の必要エネルギーが上昇し、重合せず残存してしまう重合性化合物の量が増加し、表示不良の原因となるため、その含有量は０．０１〜２．００質量％であることが好ましく、０．０５〜１．００質量％であることがより好ましく、０．１０〜０．５０質量％であることが特に好ましい。
【００３４】
一般式（ＩＩ）において、Ｒ３は炭素数１から１０のアルキル基又は炭素数２から１０のアルケニル基を表し、これらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、Ｒ４は炭素数１から１０のアルキル基又はアルコキシル基、炭素数２から１０のアルケニル基又はアルケニルオキシ基を表し、これらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、ｍは０、１又は２を表すが、Ｒ３は直鎖状であり、炭素数１から１０のアルキル基を表すことがより好ましく、炭素数１から５のアルキル基を表すことが特に好ましく、Ｒ４は直鎖状であり、炭素数１から５のアルキル基又はアルコキシル基を表すことがより好ましく、炭素数１から５のアルコキシル基を表すことが特に好ましく、ｍは０又は１を表すことがより好ましい。
【００３５】
一般式（ＩＩ）で表される化合物を１種又は２種以上を含有するが、１種から６種含有することがより好ましく、２種から５種含有することが特に好ましい。また、一般式（ＩＩ）で表される化合物の含有量は５から３５質量％であることが好ましく、１０から３５質量％の範囲であることがより好ましく、１５から３０質量％であることが特に好ましい。
【００３６】
更に詳述すると、一般式（ＩＩ）は一般式（ＩＩ−Ａ）及び一般式（ＩＩ−Ｂ）が特に好ましい。
【００３７】
【化８】
2012086504.tif 000009
【００３８】
（式中、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７及びＲ８はそれぞれ独立的にＲ３と同じ意味を表す。）
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、更に一般式（ＩＩＩ）
【００３９】
【化９】
2012086504.tif 000010
【００４０】
（式中、Ｒ９はＲ３と同じ意味を表し、Ｒ１０はＲ４と同じ意味を表す。）で表される化合物を１種又は２種以上含有することがより好ましい。
【００４１】
一般式（ＩＩＩ）で表される化合物を１種又は２種以上を含有するが、１種から６種がより好ましく、２種から５種が特に好ましい。一般式（ＩＩＩ）の含有量は５から３５質量％の範囲であることが好ましいが、１０から３０質量％の範囲であることがより好ましく、１５から３０質量％であることが特に好ましい。
【００４２】
更に詳述すると、一般式（ＩＩＩ）は一般式（ＩＩＩ−Ａ）であることが特に好ましい。
【００４３】
【化１０】
2012086504.tif 000011
【００４４】
（式中、Ｒ１１及びＲ１２はそれぞれ独立的にＲ３と同じ意味を表す。）
本発明の重合性化合物含有液晶組成物に含まれる液晶化合物において、−Ｏ−Ｏ−、−Ｏ−Ｓ−及び−Ｓ−Ｓ−等のヘテロ原子同士が直接結合する部分構造をとることはない。また、アルケニル基を有する化合物を含まないことが好ましく、全ての液晶化合物の側鎖がアルキル基又はアルコキシル基であることがより好ましい。また、焼き付きや表示ムラ等の表示不良を抑制するため、又は、全く発生させないためには、液晶化合物の構造中にはシクロヘキサン環、ベンゼン環又はフッ素で置換されたベンゼン環であることが好ましく、同じハロゲン原子であっても塩素原子で置換される化合物を含有することは好ましくない。塩素原子で置換された液晶化合物を用いることは表示不良の原因にもなるため、実用的ではない。
【００４５】
一般式（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）を含む液晶組成物を使用し作成した液晶表示素子は、低粘性であり、高速応答化が可能である。
【００４６】
本発明において、ネマチック相-等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）は６０から１２０℃であることが好ましく、７０から１００℃がより好ましく、７０から８５℃が特に好ましい。また、２５℃におけるΔεは−２．０から−６．０であることが好ましく、−２．５から−５．０であることがより好ましく、−２．５から−３．５であることが特に好ましい。２５℃におけるΔｎは０．０８から０．１３であることが好ましいが、０．０９から０．１２であることがより好ましい。更に詳述すると、薄いセルギャップに対応する場合は０．１０から０．１２であることが好ましく、厚いセルギャップに対応する場合は０．０８から０．１０であることが好ましい。２０℃における粘度は１０から３０  ｍＰａ・ｓであることが好ましいが、１０から２５  ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、１０から２０  ｍＰａ・ｓであることが特に好ましい。
【００４７】
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、上述の化合物以外に、通常のネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶、酸化防止剤、紫外線吸収剤、重合性モノマーなどを含有しても良い。例えば、一般式（ＩＶ−１）から一般式（ＩＶ−１２）で表される化合物を含有しても良い。
【００４８】
【化１１】
2012086504.tif 000012
【００４９】
【化１２】
2012086504.tif 000013
【００５０】
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、重合開始剤が存在しない場合でも重合は進行するが、重合を促進するために重合開始剤を含有していてもよい。重合開始剤としては、ベンゾインエーテル類、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、ベンジルケタール類、アシルフォスフィンオキサイド類等が挙げられる。また、保存安定性を向上させるために、安定剤を添加しても良い。使用できる安定剤としては、例えば、ヒドロキノン類、ヒドロキノンモノアルキルエーテル類、第三ブチルカテコール類、ピロガロール類、チオフェノール類、ニトロ化合物類、β−ナフチルアミン類、β−ナフトール類、ニトロソ化合物等が挙げられる。  本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、液晶表示素子に有用であり、特にアクティブマトリクス駆動用液晶表示素子に有用であり、ＰＳＡモード、ＰＳＶＡモード、ＶＡモード、ＩＰＳモード又はＥＣＢモード用液晶表示素子に用いることができる。
【００５１】
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、これに含まれる重合性化合物が紫外線照射により重合することで液晶配向能が付与され、液晶組成物の複屈折を利用して光の透過光量を制御する液晶表示素子に使用される。液晶表示素子として、ＡＭ−ＬＣＤ（アクティブマトリックス液晶表示素子）、ＴＮ（ネマチック液晶表示素子）、ＳＴＮ−ＬＣＤ（超ねじれネマチック液晶表示素子）、ＯＣＢ−ＬＣＤ及びＩＰＳ−ＬＣＤ（インプレーンスイッチング液晶表示素子）に有用であるが、ＡＭ−ＬＣＤに特に有用であり、透過型あるいは反射型の液晶表示素子に用いることができる。
【００５２】
液晶表示素子に使用される液晶セルの２枚の基板はガラス又はプラスチックの如き柔軟性をもつ透明な材料を用いることができ、一方はシリコン等の不透明な材料でも良い。透明電極層を有する透明基板は、例えば、ガラス板等の透明基板上にインジウムスズオキシド（ＩＴＯ）をスパッタリングすることにより得ることができる。
【００５３】
カラーフィルターは、例えば、顔料分散法、印刷法、電着法又は、染色法等によって作成することができる。顔料分散法によるカラーフィルターの作成方法を一例に説明すると、カラーフィルター用の硬化性着色組成物を、該透明基板上に塗布し、パターニング処理を施し、そして加熱又は光照射により硬化させる。この工程を、赤、緑、青の３色についてそれぞれ行うことで、カラーフィルター用の画素部を作成することができる。その他、該基板上に、ＴＦＴ、薄膜ダイオード、金属絶縁体金属比抵抗素子等の能動素子を設けた画素電極を設置してもよい。
【００５４】
前記基板を、透明電極層が内側となるように対向させる。その際、スペーサーを介して、基板の間隔を調整してもよい。このときは、得られる調光層の厚さが１〜１００μｍとなるように調整するのが好ましい。１．５から１０μｍが更に好ましく、偏光板を使用する場合は、コントラストが最大になるように液晶の屈折率異方性Δｎとセル厚ｄとの積を調整することが好ましい。又、二枚の偏光板がある場合は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラトが良好になるように調整することもできる。更に、視野角を広げるための位相差フィルムも使用することもできる。スペーサーとしては、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトレジスト材料等が挙げられる。その後、エポキシ系熱硬化性組成物等のシール剤を、液晶注入口を設けた形で該基板にスクリーン印刷し、該基板同士を貼り合わせ、加熱しシール剤を熱硬化させる。
【００５５】
２枚の基板間に重合性化合物含有液晶組成物を狭持させる方法は、通常の真空注入法又はＯＤＦ法などを用いることができる。
【００５６】
重合性化合物を重合させる方法としては、液晶の良好な配向性能を得るためには、適度な重合速度が望ましいので、紫外線又は電子線等の活性エネルギー線を単一又は併用又は順番に照射することによって重合させる方法が好ましい。紫外線を使用する場合、偏光光源を用いても良いし、非偏光光源を用いても良い。また、重合性化合物含有液晶組成物を２枚の基板間に挟持させて状態で重合を行う場合には、少なくとも照射面側の基板は活性エネルギー線に対して適当な透明性が与えられていなければならない。また、光照射時にマスクを用いて特定の部分のみを重合させた後、電場や磁場又は温度等の条件を変化させることにより、未重合部分の配向状態を変化させて、更に活性エネルギー線を照射して重合させるという手段を用いても良い。特に紫外線露光する際には、重合性化合物含有液晶組成物に交流電界を印加しながら紫外線露光することが好ましい。印加する交流電界は、周波数１０Ｈｚから１０ｋＨｚの交流が好ましく、周波数６０Ｈｚから１０ｋＨｚがより好ましく、電圧は液晶表示素子の所望のプレチルト角に依存して選ばれる。つまり、印加する電圧により液晶表示素子のプレチルト角を制御することができる。ＭＶＡモードの液晶表示素子においては、配向安定性及びコントラストの観点からプレチルト角を８０度から８９．９度に制御することが好ましい。
【００５７】
照射時の温度は、本発明の液晶組成物の液晶状態が保持される温度範囲内であることが好ましい。室温に近い温度、即ち、典型的には１５〜３５℃での温度で重合させることが好ましい。紫外線を発生させるランプとしては、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を用いることができる。また、照射する紫外線の波長としては、液晶組成物の吸収波長域でない波長領域の紫外線を照射することが好ましく、必要に応じて、紫外線をカットして使用することが好ましい。照射する紫外線の強度は、０．１ｍＷ／ｃｍ２〜１００Ｗ／ｃｍ２が好ましく、２ｍＷ／ｃｍ２〜５０Ｗ／ｃｍ２がより好ましい。照射する紫外線のエネルギー量は、適宜調整することができるが、１０ｍＪ／ｃｍ２から５００Ｊ／ｃｍ２が好ましく、１００ｍＪ／ｃｍ２から２００Ｊ／ｃｍ２がより好ましい。紫外線を照射する際に、強度を変化させても良い。紫外線を照射する時間は照射する紫外線強度により適宜選択されるが、１０秒から３６００秒が好ましく、１０秒から６００秒がより好ましい。
【実施例】
【００５８】
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、以下の実施例及び比較例の組成物における「％」は『質量％』を意味する。【００５９】
実施例中、測定した特性は以下の通りである。【００６０】
Ｔｎｉ  ：ネマチック相−等方性液体相転移温度（℃）
Δｎ  ：２５℃における屈折率異方性
Δε  ：２５℃における誘電率異方性
η    ：２０℃における粘度（ｍＰａ・ｓ）
（実施例１）
以下に、調製した重合性化合物含有液晶組成物とその物性値を示す。【００６１】
【化１３】
2012086504.tif 000014
【００６２】
実施例１に示す重合性化合物含有液晶組成物は、上記液晶組成物を９９．８５％及び一般式（Ｉ−１１）で表される重合性化合物を０．１５％含有するものであり、Ｔｎｉ：７５．５℃、Δｎ：０．１０７、Δε：−３．０、η：１７．５  ｍＰａ・ｓであった。【００６３】
この重合性化合物含有液晶組成物をセルギャップ３．５μｍでホメオトロピック配向を誘起するポリイミド配向膜を塗布したＩＴＯ付きセルに真空注入法で注入し、周波数１ｋＨｚで１．８Ｖの矩形波を印加しながら、３２０ｎｍ以下の紫外線をカットするフィルターを介して高圧水銀灯により、セル表面の照射強度が１５ｍＷ／ｃｍ２となるように調整して６００秒間照射し、重合性化合物含有液晶組成物中の重合性化合物を重合させた垂直配向性液晶表示素子を得た。この液晶表示素子（ＰＳＶＡモード）は高いコントラストを示し、高速応答が可能であった。また、重合性化合物の液晶化合物に対する配向規制力をプレチルト角の測定により確認した。
（実施例２）
以下に、調製した重合性化合物含有液晶組成物とその物性値を示す。【００６４】
【化１４】
2012086504.tif 000015
【００６５】
実施例２に示す重合性化合物含有液晶組成物は、上記液晶組成物を９９．８％及び一般式（Ｉ−１１）で表される重合性化合物を０．２％含有するものであり、Ｔｎｉ：７５．５℃、Δｎ：０．１０７、Δε：−３．０、η：１７．５  ｍＰａ・ｓであった。【００６６】
この重合性化合物含有液晶組成物を使用した液晶表示素子（ＰＳＶＡモード）は高いコントラストを示し、高速応答が可能であった。また、重合性化合物の液晶化合物に対する配向規制力をプレチルト角の測定により確認した。
（実施例３）
以下に、調製した重合性化合物含有液晶組成物とその物性値を示す。【００６７】
【化１５】
2012086504.tif 000016
【００６８】
実施例３に示す重合性化合物含有液晶組成物は、上記液晶組成物を９９．６５％及び一般式（Ｉ−１１）で表される重合性化合物を０．３５％含有するものであり、Ｔｎｉ：７５．４℃、Δｎ：０．１０７、Δε：−３．０、η：１７．５  ｍＰａ・ｓであった。【００６９】
この重合性化合物含有液晶組成物を使用した液晶表示素子（ＰＳＶＡモード）は高いコントラストを示し、高速応答が可能であった。また、重合性化合物の液晶化合物に対する配向規制力をプレチルト角の測定により確認した。
（実施例４）
以下に、調製した重合性化合物含有液晶組成物とその物性値を示す。【００７０】
【化１６】
2012086504.tif 000017
【００７１】
実施例４に示す重合性化合物含有液晶組成物は、上記液晶組成物を９９．６％及び一般式（Ｉ−１１）で表される重合性化合物を０．４％含有するものであり、Ｔｎｉ：７５．４℃、Δｎ：０．１０７、Δε：−３．０、η：１７．５  ｍＰａ・ｓであった。【００７２】
この重合性化合物含有液晶組成物を使用した液晶表示素子（ＰＳＶＡモード）は高いコントラストを示し、高速応答が可能であった。また、重合性化合物の液晶化合物に対する配向規制力をプレチルト角の測定により確認した。
（比較例１）
以下に、調製した重合性化合物含有液晶組成物とその物性値を示す。【００７３】
【化１７】
2012086504.tif 000018
【００７４】
比較例１に示す重合性化合物含有液晶組成物は、実施例１の液晶組成物を９９．８％及び特開２００３−３０７７２０号に記載の重合性化合物を０．２％含有するものである。【００７５】
実施例１から４及び比較例１の液晶組成物を低温保存試験したところ、−４０℃及び−２５℃のいずれの温度においても、実施例１から４は２週間又は３週間ネマチック状態を維持したのに対し、比較例１はネマチック状態を１週間しか維持せず、２週目には析出が確認された。このことから、実施例１から４は広い温度範囲でネマチック状態を維持し、比較例１と比較して、２倍又は３倍の長期に渡り低温での安定性が維持される非常に有用な重合性化合物含有液晶組成物であることが確認された。【００７６】
【表１】
2012086504.tif 000019
【００７７】
（比較例２）
以下に、調製した重合性化合物含有液晶組成物とその物性値を示す。【００７８】
【化１８】
2012086504.tif 000020
【００７９】
比較例２に示す重合性化合物含有液晶組成物は、本発明の一般式（ＩＩ−Ａ）及び（ＩＩ−Ｂ）で表される化合物を含まない液晶組成物を９９．８％及び特開２００３−３０７７２０号に記載の重合性化合物を０．２％含有するものであり、Ｔｎｉ：７６．４℃、Δｎ：０．１０７、Δε：−２．９、η：２１．２  ｍＰａ・ｓであった。粘度が大幅に上昇しているため、液晶表示素子にした場合、応答速度が顕著に悪化しているであろうことは容易に推測される。この重合性化合物含有液晶組成物を使用した液晶表示素子（ＰＳＶＡモード）は高いコントラストを示したが、応答速度が緩慢であり、実用的なものではなかった。また、重合性化合物の液晶化合物に対する配向規制力をプレチルト角の測定により確認した。
（実施例５）
以下に、調製した重合性化合物含有液晶組成物とその物性値を示す。【００８０】
【化１９】
2012086504.tif 000021
【００８１】
実施例５に示す重合性化合物含有液晶組成物は、上記液晶組成物を９９．８％及び一般式（Ｉ−１１）で表される重合性化合物を０．２％含有するものであり、Ｔｎｉ：７６．４℃、Δｎ：０．０９２、Δε：−２．９、η：１８．６  ｍＰａ・ｓであった。【００８２】
この重合性化合物含有液晶組成物を使用した液晶表示素子（ＰＳＶＡモード）は高いコントラストを示し、高速応答が可能であった。また、重合性化合物の液晶化合物に対する配向規制力をプレチルト角の測定により確認した。
（実施例６）
以下に、調製した重合性化合物含有液晶組成物とその物性値を示す。【００８３】
【化２０】
2012086504.tif 000022
【００８４】
実施例６に示す重合性化合物含有液晶組成物は、上記液晶組成物を９９．８％及び一般式（Ｉ−１１）で表される重合性化合物を０．２％含有するものであり、Ｔｎｉ：７６．３℃、Δｎ：０．０９１、Δε：−２．７、η：１８．４  ｍＰａ・ｓであった。
【００８５】
この重合性化合物含有液晶組成物を使用した液晶表示素子（ＰＳＶＡモード）は高いコントラストを示し、高速応答が可能であった。また、重合性化合物の液晶化合物に対する配向規制力をプレチルト角の測定により確認した。
以上のことから、本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、広い温度範囲でネマチック状態を維持し、また、その液晶表示素子は高速応答であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
液晶表示素子用の液晶組成物として有用である。
【手続補正書】
【提出日】平成24年12月7日(2012.12.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一成分として、一般式（Ｉ−１）から一般式（Ｉ−４）
【化１】
2012086504.tif 000030
（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して以下の式（Ｒ−１）から式（Ｒ−１５）
【化２】
2012086504.tif 000031
の何れかを表す。）で表される重合性化合物を一種又は二種以上含有し、第二成分として、一般式（ＩＩ）
【化３】
2012086504.tif 000032
（式中、Ｒ３は炭素数１から１０のアルキル基又は炭素数２から１０のアルケニル基を表し、これらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、Ｒ４は炭素数１から１０のアルキル基又はアルコキシル基、炭素数２から１０のアルケニル基又はアルケニルオキシ基を表し、これらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、ｍは０、１又は２を表す。）で表される化合物を１種又は２種以上含有することを特徴とする重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項２】
第一成分として、一般式（Ｉ−１）で表される重合性化合物を含有する請求項１に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項３】
一般式（Ｉ−１）から一般式（Ｉ−４）において、Ｒ１及びＲ２がそれぞれ独立して式（Ｒ−１）又は（Ｒ−２）である請求項１又は２に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項４】
一般式（Ｉ−１）から一般式（Ｉ−４）において、Ｒ１及びＲ２が式（Ｒ−２）である請求項１から３のいずれか一項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項５】
一般式（ＩＩ）が、一般式（ＩＩ−Ａ）及び一般式（ＩＩ−Ｂ）
【化４】
2012086504.tif 000033
（式中、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７及びＲ８はそれぞれ独立的に請求項１記載のＲ３と同じ意味を表す。）である請求項１から４のいずれか一項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項６】
第三成分として、一般式（ＩＩＩ）
【化５】
2012086504.tif 000034
（式中、Ｒ９は請求項１記載のＲ３と同じ意味を表し、Ｒ１０は請求項１記載のＲ４と同じ意味を表す。）で表される化合物を１種又は２種以上含有する請求項１から５のいずれか一項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項７】
一般式（ＩＩＩ）が、一般式（ＩＩＩ−Ａ）
【化６】
2012086504.tif 000035
（式中、Ｒ１１及びＲ１２はそれぞれ独立的に請求項１記載のＲ３と同じ意味を表す。）である請求項６に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項８】
一般式（ＩＶ−１）から一般式（ＩＶ−７）
【化７】
2012086504.tif 000036
（式中、Ｒ３は請求項１記載のＲ３と同じ意味を表し、Ｒ４は請求項１記載のＲ４と同じ意味を表す。）で表される化合物を１種又は２種以上含有する請求項１から７のいずれか一項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項９】
一般式（Ｉ−１）から一般式（Ｉ−４）で表される化合物の含有量が０．０１質量％から２．０質量％である請求項１から８のいずれか一項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項１０】
一般式（ＩＩ）で表される化合物の含有量が５質量％から３５質量％である請求項１から９のいずれか一項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項１１】
一般式（ＩＩＩ）で表される化合物の含有量が５質量％から３５質量％である請求項１から１０のいずれか一項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項１２】
一般式（Ｉ−１）で表される重合性化合物及び一般式（ＩＩ−Ａ）及び（ＩＩ−Ｂ）及び一般式（ＩＩＩ−Ａ）で表される化合物を同時に含有する請求項１から１１のいずれか一項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項１３】
２５℃における誘電率異方性Δεが−６．０から−２．０の範囲であり、２５℃における屈折率異方性Δｎが０．０８から０．１３の範囲であり、２０℃における粘度（η）が１０から３０  ｍＰａ・ｓの範囲であり、ネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）が６０℃から１２０℃の範囲である請求項１から１２のいずれか一項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の重合性化合物含有液晶組成物を用いたことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１５】
アクティブマトリックス駆動である請求項１４に記載の液晶表示素子。
【請求項１６】
ＰＳＡモード、ＰＳＶＡモード、ＶＡモード、ＩＰＳモード又はＥＣＢモードである請求項１４又は１５に記載の液晶表示素子。
【請求項１７】
プレチルト角が８５から８９．９度である請求項１４から１６のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【国際調査報告】
2012086504.tif 000037
2012086504.tif 000038
2012086504.tif 000039