(57)【要約】  ＰＶＡ、ＭＶＡ等の垂直配向液晶ディスプレイ、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、ＴＮモード等の平行配向液晶ディスプレイにおいて、駆動電圧の上昇を抑制し、複屈折率の低減を抑制し透過率を改善させつつ、液晶の立下り時間を改善することで、高透過率且つ高速応答性に優れた液晶表示素子を提供する。又、該液晶表示素子の製造方法を提供する。  少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した液晶組成物中に重合体又は共重合体を含有し、該重合体又は共重合体の含有量が該液晶組成物及び該重合体又は共重合体の合計の質量の０．５質量％以上４０質量％未満であり、該重合体又は共重合体がポリマーネットワークを形成し、該ポリマーネットワークが一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸を有し、且つ異なる２種以上の配向状態を有する液晶表示素子を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に、該重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程、及びその後紫外線を照射したまま電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程を含有する液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程において、重合性液晶組成物中の液晶分子が透明基板平面に対して０度から３０度の範囲で傾斜して配向しており、紫外線を照射したまま前記電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程において、前記液晶分子が透明基板平面に対して８０度から９０度に傾斜して配向している請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】
重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程において、重合性液晶組成物中の液晶分子が透明基板平面に対して０度から９０度の範囲で傾斜して配向しており、紫外線を照射したまま前記電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程において、前記液晶分子が透明基板平面に対して０度から３０度に傾斜して配向している請求項１又は２に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項４】
印加する電圧が交流波形であって、重合性液晶組成物が誘電異方性を示す範囲の周波数を有するものである請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項５】
閾値電圧以上の電圧が、重合性液晶組成物の電圧−透過率特性電圧における透過率の全変化量に対して１０％以上になる電圧Ｖ１０以上である請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項６】
閾値電圧未満の電圧が、０Ｖ以上閾値電圧の９０％未満の電圧である請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項７】
重合性液晶組成物中の重合性化合物として、下記一般式（Ｖ）及び一般式（ＶＩ）で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上の化合物を用いる請求項１〜６のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【化１】
2017175704.tif 000151
（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｕは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、ｋは１〜５の整数を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）
【化２】
2017175704.tif 000152
（式中、Ｘ３は、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ３は、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｔ−（式中、ｔは２〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｖは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、Ｗは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）。
【請求項８】
前記重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される１種又は２種以上の化合物を用いる請求項７に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項９】
前記重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される化合物であって、Ｓｐ１及びＳｐ２が互いに異なる２種以上の化合物を用いる請求項７又は８に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１０】
重合性液晶組成物中の液晶化合物として、下記一般式（ＬＣ）で表される液晶化合物を用いる前記請求項１〜９のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【化３】
2017175704.tif 000153
（一般式（ＬＣ）中、ＲＬＣは、炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよい。ＡＬＣ１及びＡＬＣ２は、それぞれ独立して、下記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）からなる群より選ばれる基を表す。
（ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。）、
（ｂ）１，４−フェニレン基（この基中に存在する１個のＣＨ基又は隣接していない２個以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよい。）、
（ｃ）１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、又はクロマン−２，６−ジイル基。
前記の基（ａ）、基（ｂ）又は基（ｃ）に含まれる１つ又は２つ以上の水素原子はそれぞれ、
フッ素原子、塩素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３で置換されていてもよい。
ＺＬＣは単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。
ＹＬＣは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。
ａは１〜４の整数を表す。ａが２、３又は４を表し、一般式（ＬＣ）中にＡＬＣ１が複数存在する場合、複数存在するＡＬＣ１は、同一であっても異なっていてもよく、ＺＬＣが複数存在する場合、複数存在するＺＬＣは、同一であっても異なっていてもよい。）
【請求項１１】
液晶表示素子のセル構造がＶＡモード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、ＶＡ−ＴＮモード、ＴＮモード又はＥＣＢモードである請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１２】
少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した液晶組成物中に重合体又は共重合体を含有し、該重合体又は共重合体の含有量が該液晶組成物及び該重合体又は共重合体の合計の質量の０．５質量％以上４０質量％未満であり、該重合体又は共重合体がポリマーネットワークを形成し、該ポリマーネットワークが一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸を有し、且つ異なる２種以上の配向状態を有する液晶表示素子。
【請求項１３】
ポリマーネットワークの異なる２種以上の配向状態として、透明基板平面に対して０度から３０度の範囲での傾斜配向、及び透明基板平面に対して８０度から９０度の範囲での傾斜配向を有している請求項１２に記載の液晶表示素子。
【請求項１４】
液晶表示素子の表示画素内を複数のドメインに分割可能な形状の電極を有しており、電極の形状に依存して分割された一つのドメイン内で、ポリマーネットワークの異なる２種以上の配向状態として、透明基板平面に対して０度から３０度の範囲での傾斜配向であって且つ該傾斜配向の傾斜配向方位方向が一定になるような配向、及び透明基板平面に対して８０度から９０度の範囲での傾斜配向を有しており、電圧無印加時の液晶組成物中の液晶分子の配向が垂直配向又は平行配向を有する請求項１２又は１３に記載の液晶表示素子。
【請求項１５】
ポリマーネットワークの光軸方向又は配向容易軸方向が液晶組成物中の液晶分子の配向と一致するように配向しており、異なる２種以上の配向状態として、透明基板平面に対して０度から３０度の範囲での傾斜配向と、透明基板平面に対して８０度から９０度での傾斜配向とを有しており、電圧無印加時において、液晶組成物中の液晶分子が透明基板平面に対して０度〜９０度のプレチルト角を有する請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【請求項１６】
セル断面方向に対して少なくともセル厚の０．５％以上の厚さのポリマーネットワーク層が形成されている請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【請求項１７】
重合性液晶組成物中の重合性化合物として、下記一般式（Ｖ）及び一般式（ＶＩ）で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上の化合物を用いる請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【化４】
2017175704.tif 000154
（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｕは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、ｋは１〜５の整数を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）
【化５】
2017175704.tif 000155
（式中、Ｘ３は、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ３は、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｔ−（式中、ｔは２〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｖは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、Ｗは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）。
【請求項１８】
前記重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される１種又は２種以上の化合物を用いる請求項１７に記載の液晶表示素子。
【請求項１９】
前記重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される化合物であって、Ｓｐ１及びＳｐ２が互いに異なる２種以上の化合物を用いる請求項１７又は１８に記載の液晶表示素子。
【請求項２０】
重合性液晶組成物中の液晶化合物として、下記一般式（ＬＣ）で表される液晶化合物を用いる請求項１２〜１９のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【化６】
2017175704.tif 000156
（一般式（ＬＣ）中、ＲＬＣは、炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよい。ＡＬＣ１及びＡＬＣ２は、それぞれ独立して、下記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）からなる群より選ばれる基を表す。
（ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。）、
（ｂ）１，４−フェニレン基（この基中に存在する１個のＣＨ基又は隣接していない２個以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよい。）、
（ｃ）１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、又はクロマン−２，６−ジイル基。
前記の基（ａ）、基（ｂ）又は基（ｃ）に含まれる１つ又は２つ以上の水素原子はそれぞれ、
フッ素原子、塩素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３で置換されていてもよい。
ＺＬＣは単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。
ＹＬＣは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。
ａは１〜４の整数を表す。ａが２、３又は４を表し、一般式（ＬＣ）中にＡＬＣ１が複数存在する場合、複数存在するＡＬＣ１は、同一であっても異なっていてもよく、ＺＬＣが複数存在する場合、複数存在するＺＬＣは、同一であっても異なっていてもよい。）
【請求項２１】
セル構造がＶＡモード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、ＶＡ−ＴＮモード、ＴＮモード又はＥＣＢモードである請求項１２〜２０のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶テレビは広く普及しているが、大型化による高精彩化にともない、画面上を移動する表示物の移動速度が小型の液晶テレビに比べ速くなるので、液晶の応答速度を速くさせて動画画質向上が求められている。【０００３】
カラーフィルターを不要とするフィールドシーケンシャルフルカラー表示方式は、「赤→緑→青」と順次点灯するバックライトを用いることに特徴がある。通常のＣＲＴや液晶ディスプレイでは、フレーム時間が１６．７ｍｓであるが、フィールドシーケンシャルフルカラー表示方式では、フレーム時間が５．６ｍｓと、高速応答性が要求される。【０００４】
高速応答性を示す指標として、τｄとτｒの和が挙げられる。τｄは液晶の立ち下がり応答時間であり、τｒは液晶の立ち上がり応答時間である。フィールドシーケンシャルフルカラー表示方式における高速応答性を満たすためには、τｄとτｒの和が１．５ｍｓ未満であることが望まれている。【０００５】
現在、市場ではネマチック液晶と呼ばれる液晶材料は、テレビ、モニター、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末などのフラットパネルディスプレイにおいて一般的に利用されている。しかし、ネマチック液晶は、応答速度が約十数ミリ秒から数ミリ秒と遅いため、改善が望まれている。応答速度は液晶の回転粘性γ１、及び弾性定数に大きく影響されるため、新規化合物の開発や組成の最適化により改良が検討されているが、改善の進展が遅くなっている。これに対しスメクチック液晶を用いた強誘電性液晶（ＦＬＣ）は、数百マイクロ秒の高速応答が可能である。しかし、明と暗の二状態のみであるためフルカラー表示に必要な中間階調表示には容易ではく、面積階調等の手法を用いている。【０００６】
ＦＬＣの内、ＦＬＣとモノマーの混合物からなるＰｏｌｙｍｅｒ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  Ｖ  ｓｈａｐｅｄ−ＦＬＣ（ＰＳＶ−ＦＬＣ）素子は、強誘電性液晶内に微細なポリマーネットワークを形成したものであり、ＦＬＣの特長である高速応答性のほかに中間階調表示が可能であり、また耐衝撃性も従来のＦＬＣに比較して向上している（特許文献１）。【０００７】
また、ネマチック液晶と高分子との複合材料においては、７０質量％以上の重合性化合物をネマチック液晶媒体に添加すると、応答時間が数十マイクロ秒の高速応答が得られているが、駆動電圧が約８０Ｖを超え実用に向かず、且つ実効の複屈折率が使用している液晶複屈折率よりも１桁以上低くなってしまうため、素子の透過率を低下させてしまっている。一方、０．３質量％以上１質量％未満の１種類以上の重合性化合物を液晶媒体に添加して、電圧を印加するか印加せずに、ＵＶ光重合により、ガラス基板界面上に重合若しくは架橋して得られる微細な突起構造物を形成させてプレチルトを主に誘起させるＰＳ（ｐｏｌｙｍｅｒ−ｓｔａｂｉｌｉｓｅｄ：高分子安定化）又はＰＳＡ（ｐｏｌｙｍｅｒ−ｓｕｓｔａｉｎｅｄ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ：高分子維持配向）ディスプレイが提案されている（特許文献２〜６）。ＰＳ又はＰＳＡ等のディスプレイは、主に、垂直配向モードに於いて微細幅の線状スリットと微細幅の線状電極を交互に配置したフィッシュボーン型のパターン電極を用いて４分割のマルチドメインを形成させて高視野角化を実現させている。この場合、電圧を印加すると線状のスリット方向へ液晶が傾斜配向する。この配向状態で重合性化合物を重合させると基板界面に高分子薄膜が形成され基板界面近傍の液晶配向が安定化される。この時、傾斜配向方位がプレチルトとして誘起され、パターン電極による配向分割により、複雑な垂直配向膜の配向処理工程を不要にしている（非特許文献１）。又、応答時間が１０ミリ秒から数ミリ秒へ改善されることが報告されている。その他の高分子配向安定化技術は、液晶中の重合性化合物を反応させる手法が取られている。必要な電気光学特性が得られるように電圧印加時の配向状態を高分子により安定化させることで、液晶単体のみでは得られなかった特性を示すようになる（特許文献７〜１４）。【０００８】
しかしながら、これらの素子においても高速応答性の観点においては改良の余地があった。特に、液晶表示装置の立上がり速度の高速応答化に関しては、液晶組成物の低粘性化、高誘電率化、低弾性定数化や、プレチルト角の付与、あるいはオーバードライブ法などの駆動方法の改善等色々な手法が実用化されているが、立下がり速度に関しては、液晶組成物の低粘性化以外に有効な手法が見出されていないのが現状であり、改善が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３１８２１号公報
【特許文献２】特表２０１３−５３６２７１号公報
【特許文献３】特表２０１３−５３８２４９号公報
【特許文献４】特表２０１２−５２７４９５号公報
【特許文献５】特表２０１２−５１３４８２号公報
【特許文献６】特開２０１２−２１９２７０号公報
【特許文献７】特許４１７５８２６号
【特許文献８】特開２００９−１９２６００号公報
【特許文献９】特許５０２０２０３号
【特許文献１０】特開１９９９−０２５８７５８号公報
【特許文献１１】特許５３８３９９４号
【特許文献１２】ＵＳ８９４０３７５
【特許文献１３】ＷＯ２０１１／０５５５７１
【特許文献１４】ＷＯ２０１５／１２２４５７
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｊｏｕｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＳＩＤ１７／７、５５３−５５９（２００９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  ｖｅｒｔｉｃａｌ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）の垂直配向（ＶＡ）液晶ディスプレイ、ＩＰＳ（Ｉｎ−ｐｌａｎｅ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード等の平行配向液晶ディスプレイに於いて、駆動電圧の上昇を抑制し、複屈折率の低減を抑制し透過率を改善させつつ、液晶の立下り時間を改善することで、高透過率且つ高速応答性に優れた液晶表示素子を提供し、又該液晶表示素子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、液晶組成物、及び重合性化合物を含有する重合性液晶組成物において、屈折異方性を持ち配向機能を有するポリマーネットワークを液晶セル全体に形成させて高速応答を図り、且つ液晶分子の傾斜配向方位が電極パターンで規定される方向へ揃えられるように高分子安定化できることを目的として重合性化合物の含有率と、ポリマーネットワーク形成条件に着目し、本発明を完成するに至った。【００１３】
［１］少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に、該重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程、及びその後紫外線を照射したまま電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程を含有する液晶表示素子の製造方法。
［２］重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程において、重合性液晶組成物中の液晶分子が透明基板平面に対して０度から３０度の範囲で傾斜して配向しており、紫外線を照射したまま前記電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程において、前記液晶分子が透明基板平面に対して８０度から９０度に傾斜して配向している前記［１］に記載の液晶表示素子の製造方法。
［３］重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程において、重合性液晶組成物中の液晶分子が透明基板平面に対して０度から９０度の範囲で傾斜して配向しており、紫外線を照射したまま前記電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程において、前記液晶分子が透明基板平面に対して０度から３０度に傾斜して配向している前記［１］又は［２］に記載の液晶表示素子の製造方法。
［４］印加する電圧が交流波形であって、重合性液晶組成物が誘電異方性を示す範囲の周波数を有するものである前記［１］〜［３］のいずれか１つに記載の液晶表示素子の製造方法。
［５］閾値電圧以上の電圧が、重合性液晶組成物の電圧−透過率特性電圧における透過率の全変化量に対して１０％以上になる電圧Ｖ１０以上である前記［１］〜［４］のいずれか１つに記載の液晶表示素子の製造方法。
［６］閾値電圧未満の電圧が、０Ｖ以上閾値電圧の９０％未満の電圧である前記［１］〜［５］のいずれか１つに記載の液晶表示素子の製造方法。
［７］重合性液晶組成物中の重合性化合物として、下記一般式（Ｖ）及び一般式（ＶＩ）で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上の化合物を用いる前記［１］〜［６］のいずれか１つに記載の液晶表示素子の製造方法。【００１４】
【化１】
2017175704.tif 000002
【００１５】
（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｕは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、ｋは１〜５の整数を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）【００１６】
【化２】
2017175704.tif 000003
【００１７】
（式中、Ｘ３は、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ３は、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｔ−（式中、ｔは２〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｖは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、Ｗは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）。
［８］前記重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される１種又は２種以上の化合物を用いる前記［７］に記載の液晶表示素子の製造方法。
［９］前記重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される化合物であって、Ｓｐ１及びＳｐ２が互いに異なる２種以上の化合物を用いる前記［７］又は［８］に記載の液晶表示素子の製造方法。
［１０］重合性液晶組成物中の液晶化合物として、下記一般式（ＬＣ）で表される液晶化合物を用いる前記［１］〜［９］のいずれか１つに記載の液晶表示素子の製造方法。【００１８】
【化３】
2017175704.tif 000004
【００１９】
（一般式（ＬＣ）中、ＲＬＣは、炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよい。ＡＬＣ１及びＡＬＣ２は、それぞれ独立して、下記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）からなる群より選ばれる基を表す。
（ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。）、
（ｂ）１，４−フェニレン基（この基中に存在する１個のＣＨ基又は隣接していない２個以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよい。）、
（ｃ）１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、又はクロマン−２，６−ジイル基。【００２０】
前記の基（ａ）、基（ｂ）又は基（ｃ）に含まれる１つ又は２つ以上の水素原子はそれぞれ、
フッ素原子、塩素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３で置換されていてもよい。
ＺＬＣは単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。
ＹＬＣは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。
ａは１〜４の整数を表す。ａが２、３又は４を表し、一般式（ＬＣ）中にＡＬＣ１が複数存在する場合、複数存在するＡＬＣ１は、同一であっても異なっていてもよく、ＺＬＣが複数存在する場合、複数存在するＺＬＣは、同一であっても異なっていてもよい。）
［１１］液晶表示素子のセル構造がＶＡモード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、ＶＡ−ＴＮモード、ＴＮモード又はＥＣＢモードである前記［１］〜［１０］のいずれか１つに記載の液晶表示素子の製造方法。
［１２］少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した液晶組成物中に重合体又は共重合体を含有し、該重合体又は共重合体の含有量が該液晶組成物及び該重合体又は共重合体の合計の質量の０．５質量％以上４０質量％未満であり、該重合体又は共重合体がポリマーネットワークを形成し、該ポリマーネットワークが一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸を有し、且つ異なる２種以上の配向状態を有する液晶表示素子。
［１３］ポリマーネットワークの異なる２種以上の配向状態として、透明基板平面に対して０度から３０度の範囲での傾斜配向、及び透明基板平面に対して８０度から９０度の範囲での傾斜配向を有している前記［１２］に記載の液晶表示素子。
［１４］液晶表示素子の表示画素内を複数のドメインに分割可能な形状の電極を有しており、電極の形状に依存して分割された一つのドメイン内で、ポリマーネットワークの異なる２種以上の配向状態として、透明基板平面に対して０度から３０度の範囲での傾斜配向であって且つ該傾斜配向の傾斜配向方位方向が一定になるような配向、及び透明基板平面に対して８０度から９０度の範囲での傾斜配向を有しており、電圧無印加時の液晶組成物中の液晶分子の配向が垂直配向又は平行配向を有する前記［１２］又は［１３］に記載の液晶表示素子。
［１５］ポリマーネットワークの光軸方向又は配向容易軸方向が液晶組成物中の液晶分子の配向と一致するように配向しており、異なる２種以上の配向状態として、透明基板平面に対して０度から３０度の範囲での傾斜配向と、透明基板平面に対して８０度から９０度での傾斜配向とを有しており、電圧無印加時において、液晶組成物中の液晶分子が透明基板平面に対して０度〜９０度のプレチルト角を有する前記［１２］〜［１４］のいずれか１つに記載の液晶表示素子。
［１６］セル断面方向に対して少なくともセル厚の０．５％以上の厚さのポリマーネットワーク層が形成されている前記［１２］〜［１５］のいずれか１つに記載の液晶表示素子。
［１７］重合性液晶組成物中の重合性化合物として、下記一般式（Ｖ）及び一般式（ＶＩ）で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上の化合物を用いる前記［１２］〜［１６］のいずれか１つに記載の液晶表示素子。【００２１】
【化４】
2017175704.tif 000005
【００２２】
（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｕは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、ｋは１〜５の整数を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）【００２３】
【化５】
2017175704.tif 000006
【００２４】
（式中、Ｘ３は、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ３は、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｔ−（式中、ｔは２〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｖは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、Ｗは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）。
［１８］前記重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される１種又は２種以上の化合物を用いる前記［１７］に記載の液晶表示素子。
［１９］前記重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される化合物であって、Ｓｐ１及びＳｐ２が互いに異なる２種以上の化合物を用いる前記［１７］又は［１８］に記載の液晶表示素子。
［２０］重合性液晶組成物中の液晶化合物として、下記一般式（ＬＣ）で表される液晶化合物を用いる前記［１１］〜［１９］のいずれか１つに記載の液晶表示素子。【００２５】
【化６】
2017175704.tif 000007
【００２６】
（一般式（ＬＣ）中、ＲＬＣは、炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよい。ＡＬＣ１及びＡＬＣ２は、それぞれ独立して、下記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）からなる群より選ばれる基を表す。
（ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。）、
（ｂ）１，４−フェニレン基（この基中に存在する１個のＣＨ基又は隣接していない２個以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよい。）、
（ｃ）１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、又はクロマン−２，６−ジイル基。【００２７】
前記の基（ａ）、基（ｂ）又は基（ｃ）に含まれる１つ又は２つ以上の水素原子はそれぞれ、
フッ素原子、塩素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３で置換されていてもよい。
ＺＬＣは単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。
ＹＬＣは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。
ａは１〜４の整数を表す。ａが２、３又は４を表し、一般式（ＬＣ）中にＡＬＣ１が複数存在する場合、複数存在するＡＬＣ１は、同一であっても異なっていてもよく、ＺＬＣが複数存在する場合、複数存在するＺＬＣは、同一であっても異なっていてもよい。）
［２１］セル構造がＶＡモード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、ＶＡ−ＴＮモード、ＴＮモード又はＥＣＢモードである前記［１２］〜［２０］のいずれか１つに記載の液晶表示素子。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、駆動電圧の上昇を抑制し、複屈折率の低減を抑制し透過率を改善させつつ、液晶の立下り時間を改善することで、高透過率且つ高速応答性に優れた液晶表示素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の液晶表示素子の模式図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】本発明の液晶表示素子の断面図である。
【図４】図１の部分拡大図である。
【図５】本発明の液晶表示素子の断面図である。
【図６】本発明の液晶表示素子の模式図である。
【図７】図６の部分拡大図である。
【図８】本発明の液晶表示素子の断面図である。
【図９】実施例１の偏光顕微鏡写真である。
【図１０】比較例２の偏光顕微鏡写真である。
【図１１】本発明における斜め電界方式液晶表示装置の電極構造及び液晶分子配列を示す模式図である。
【図１２】本発明における８分割斜め電界方式液晶表示装置の電極構造を示す模式図である。
【図１３】実施例におけるフィッシュボーン型ＶＡ液晶セルの電極構造の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
＜液晶組成物＞
［液晶化合物］
本発明に用いられる液晶組成物としては、一般式（ＬＣ）で表される液晶化合物を含有することが好ましい。
【００３１】
【化７】
2017175704.tif 000008
【００３２】
一般式（ＬＣ）中、ＲＬＣは、炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよい。ＲＬＣのアルキル基は、それぞれ分岐鎖状の基であってもよく、直鎖状の基であってもよいが、直鎖状の基であることが好ましい。
【００３３】
一般式（ＬＣ）中、ＡＬＣ１及びＡＬＣ２は、それぞれ独立して、下記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）からなる群より選ばれる基を表す。
（ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。）、
（ｂ）１，４−フェニレン基（この基中に存在する１個のＣＨ基又は隣接していない２個以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよい。）、
（ｃ）１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、又はクロマン−２，６−ジイル基。
【００３４】
前記の基（ａ）、基（ｂ）又は基（ｃ）に含まれる１つ又は２つ以上の水素原子はそれぞれ、フッ素原子、塩素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３で置換されていてもよい。
【００３５】
一般式（ＬＣ）中、ＺＬＣは単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。
【００３６】
一般式（ＬＣ）中、ＹＬＣは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。
【００３７】
一般式（ＬＣ）中、ａは１〜４の整数を表す。ａが２、３又は４を表し、一般式（ＬＣ）中にＡＬＣ１が複数存在する場合、複数存在するＡＬＣ１は、同一であっても異なっていてもよく、ＺＬＣが複数存在する場合、複数存在するＺＬＣは、同一であっても異なっていてもよい。
【００３８】
前記一般式（ＬＣ）で表される化合物は、下記一般式（ＬＣ１）及び一般式（ＬＣ２）で表される化合物群から選ばれる１種又は２種以上の化合物であることが好ましい。
【００３９】
【化８】
2017175704.tif 000009
【００４０】
一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）中、ＲＬＣ１１及びＲＬＣ２１は、それぞれ独立して炭素原子数１〜１５のアルキル基を表し、該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）で表わされる化合物としては、ＲＬＣ１１及びＲＬＣ２１は、それぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基が好ましく、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基がより好ましく、直鎖状であることが更に好ましく、アルケニル基としては下記構造を表すことが最も好ましい。
【００４１】
【化９】
2017175704.tif 000010
【００４２】
（式中、環構造へは右端で結合するものとする。）
【００４３】
一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）中、ＡＬＣ１１及びＡＬＣ２１はそれぞれ独立して下記の何れかの構造を表す。該構造中、シクロヘキシレン基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は酸素原子で置換されていてもよく、１，４−フェニレン基中の１つ又は２つ以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよく、また、該構造中の１つ又は２つ以上の水素原子はフッ素原子、塩素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３で置換されていてもよい。
【００４４】
【化１０】
2017175704.tif 000011
【００４５】
一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）で表わされる化合物としては、ＡＬＣ１１及びＡＬＣ２１はそれぞれ独立して下記の何れかの構造が好ましい。
【００４６】
【化１１】
2017175704.tif 000012
【００４７】
一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）中、ＸＬＣ１１、ＸＬＣ１２、ＸＬＣ２１〜ＸＬＣ２３は、それぞれ独立して水素原子、塩素原子、フッ素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３を表し、ＹＬＣ１１及びＹＬＣ２１はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子、フッ素原子、シアノ基、−ＣＦ３、−ＯＣＨ２Ｆ、−ＯＣＨＦ２又は−ＯＣＦ３を表す。一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）で表わされる化合物としては、ＹＬＣ１１及びＹＬＣ２１は、それぞれ独立してフッ素原子、シアノ基、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３が好ましく、フッ素原子又は−ＯＣＦ３がより好ましく、フッ素原子が特に好ましい。
【００４８】
一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）中、ＺＬＣ１１及びＺＬＣ２１は、それぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）で表わされる化合物としては、ＺＬＣ１１及びＺＬＣ２１は、それぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−が好ましく、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−がより好ましく、単結合、−ＯＣＨ２−又は−ＣＦ２Ｏ−が更に好ましい。
【００４９】
一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）中、ｍＬＣ１１及びｍＬＣ２１は、それぞれ独立して１〜４の整数を表す。一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）で表わされる化合物としては、ｍＬＣ１１及びｍＬＣ２１は、それぞれ独立して１、２又は３が好ましく、低温での保存安定性、応答速度を重視する場合には１又は２がより好ましく、ネマチック相上限温度の上限値を改善する場合には２又は３がより好ましい。一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）中に、ＡＬＣ１１、ＡＬＣ２１、ＺＬＣ１１及びＺＬＣ２１が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていてもよい。
【００５０】
一般式（ＬＣ１）で表わされる化合物としては、下記一般式（ＬＣ１−ａ）から一般式（ＬＣ１−ｃ）で表される化合物からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物であることが好ましい。
【００５１】
【化１２】
2017175704.tif 000013
【００５２】
一般式（ＬＣ１−ａ）〜（ＬＣ１−ｃ）中、ＲＬＣ１１、ＹＬＣ１１、ＸＬＣ１１及びＸＬＣ１２はそれぞれ独立して前記一般式（ＬＣ１）におけるＲＬＣ１１、ＹＬＣ１１、ＸＬＣ１１及びＸＬＣ１２と同じ意味を表す。一般式（ＬＣ１−ａ）から一般式（ＬＣ１−ｃ）で表される化合物としては、ＲＬＣ１１はそれぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基が好ましく、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基がより好ましい。また、ＸＬＣ１１及びＸＬＣ１２はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましく、ＹＬＣ１１はそれぞれ独立してフッ素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３が好ましい。
【００５３】
一般式（ＬＣ１−ａ）〜（ＬＣ１−ｃ）中、ＡＬＣ１ａ１、ＡＬＣ１ａ２及びＡＬＣ１ｂ１は、トランス−１，４−シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基を表す。また、一般式（ＬＣ１−ａ）〜（ＬＣ１−ｃ）中、ＸＬＣ１ｂ１、ＸＬＣ１ｂ２、ＸＬＣ１ｃ１〜ＸＬＣ１ｃ４はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子、フッ素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３を表す。一般式（ＬＣ１−ａ）から一般式（ＬＣ１−ｃ）で表される化合物としては、ＸＬＣ１ｂ１、ＸＬＣ１ｂ２、ＸＬＣ１ｃ１〜ＸＬＣ１ｃ４はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましい。
【００５４】
また、一般式（ＬＣ１）は、下記一般式（ＬＣ１−ｄ）から一般式（ＬＣ１−ｐ）で表される化合物からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物であることも好ましい。
【００５５】
【化１３】
2017175704.tif 000014
【００５６】
【化１４】
2017175704.tif 000015
【００５７】
【化１５】
2017175704.tif 000016
【００５８】
【化１６】
2017175704.tif 000017
【００５９】
一般式（ＬＣ１−ｄ）〜（ＬＣ１−ｐ）中、ＲＬＣ１１、ＹＬＣ１１、ＸＬＣ１１及びＸＬＣ１２はそれぞれ独立して前記一般式（ＬＣ１）におけるＲＬＣ１１、ＹＬＣ１１、ＸＬＣ１１及びＸＬＣ１２と同じ意味を表す。一般式（ＬＣ１−ｄ）〜（ＬＣ１−ｐ）で表わされる化合物としては、ＲＬＣ１１はそれぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基が好ましく、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基がより好ましい。また、ＸＬＣ１１及びＸＬＣ１２はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましい。ＹＬＣ１１はそれぞれ独立してフッ素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３が好ましい。
【００６０】
一般式（ＬＣ１−ｄ）〜（ＬＣ１−ｐ）中、ＡＬＣ１ｄ１、ＡＬＣ１ｆ１、ＡＬＣ１ｇ１、ＡＬＣ１ｊ１、ＡＬＣ１ｋ１、ＡＬＣ１ｋ２、ＡＬＣ１ｍ１〜ＡＬＣ１ｍ３はそれぞれ独立して、１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル基、又は１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基を表す。
【００６１】
一般式（ＬＣ１−ｄ）〜（ＬＣ１−ｐ）中、ＸＬＣ１ｄ１、ＸＬＣ１ｄ２、ＸＬＣ１ｆ１、ＸＬＣ１ｆ２、ＸＬＣ１ｇ１、ＸＬＣ１ｇ２、ＸＬＣ１ｈ１、ＸＬＣ１ｈ２、ＸＬＣ１ｉ１、ＸＬＣ１ｉ２、ＸＬＣ１ｊ１〜ＸＬＣ１ｊ４、ＸＬＣ１ｋ１、ＸＬＣ１ｋ２、ＸＬＣ１ｍ１及びＸＬＣ１ｍ２はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子、フッ素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３を表す。一般式（ＬＣ１−ｄ）〜（ＬＣ１−ｍ）で表わされる化合物としては、ＸＬＣ１ｄ１〜ＸＬＣ１ｍ２はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましい。
【００６２】
一般式（ＬＣ１−ｄ）〜（ＬＣ１−ｐ）中、ＺＬＣ１ｄ１、ＺＬＣ１ｅ１、ＺＬＣ１ｊ１、ＺＬＣ１ｋ１、ＺＬＣ１ｍ１はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。一般式（ＬＣ１−ｄ）〜（ＬＣ１−ｐ）で表わされる化合物としては、ＺＬＣ１ｄ１〜ＺＬＣ１ｍ１はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＦ２Ｏ−又は−ＯＣＨ２−が好ましい。
【００６３】
一般式（ＬＣ１−ｄ）〜（ＬＣ１−ｐ）で表わされる化合物としては、下記一般式（ＬＣ１−１）から一般式（ＬＣ１−４５）で表される化合物からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物であることが好ましい。一般式（ＬＣ１−１）から一般式（ＬＣ１−４５）中、ＲＬＣ１１はそれぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基を表す。
【００６４】
【化１７】
2017175704.tif 000018
【００６５】
【化１８】
2017175704.tif 000019
【００６６】
【化１９】
2017175704.tif 000020
【００６７】
【化２０】
2017175704.tif 000021
【００６８】
【化２１】
2017175704.tif 000022
【００６９】
【化２２】
2017175704.tif 000023
【００７０】
【化２３】
2017175704.tif 000024
【００７１】
【化２４】
2017175704.tif 000025
【００７２】
【化２５】
2017175704.tif 000026
【００７３】
【化２６】
2017175704.tif 000027
【００７４】
【化２７】
2017175704.tif 000028
【００７５】
【化２８】
2017175704.tif 000029
【００７６】
【化２９】
2017175704.tif 000030
【００７７】
【化３０】
2017175704.tif 000031
【００７８】
【化３１】
2017175704.tif 000032
【００７９】
【化３２】
2017175704.tif 000033
【００８０】
【化３３】
2017175704.tif 000034
【００８１】
一般式（ＬＣ２）は、下記一般式（ＬＣ２−ａ）から一般式（ＬＣ２−ｇ）で表される化合物からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物であることが好ましい。
【００８２】
【化３４】
2017175704.tif 000035
【００８３】
一般式（ＬＣ２−ａ）〜（ＬＣ２−ｇ）中、ＲＬＣ２１、ＹＬＣ２１、ＸＬＣ２１〜ＸＬＣ２３はそれぞれ独立して前記一般式（ＬＣ２）におけるＲＬＣ２１、ＹＬＣ２１、ＸＬＣ２１〜ＸＬＣ２３と同じ意味を表す。一般式（ＬＣ２−ａ）〜（ＬＣ２−ｇ）で表わされる化合物としては、ＲＬＣ２１はそれぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基が好ましく、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基がより好ましい。また、ＸＬＣ２１〜ＸＬＣ２３はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましく、ＹＬＣ２１はそれぞれ独立してフッ素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３が好ましい。
【００８４】
一般式（ＬＣ２−ａ）〜（ＬＣ２−ｇ）中、ＸＬＣ２ｄ１〜ＸＬＣ２ｄ４、ＸＬＣ２ｅ１〜ＸＬＣ２ｅ４、ＸＬＣ２ｆ１〜ＸＬＣ２ｆ４及びＸＬＣ２ｇ１〜ＸＬＣ２ｇ４はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子、フッ素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３を表す。一般式（ＬＣ２−ａ）〜（ＬＣ２−ｇ）で表わされる化合物としては、ＸＬＣ２ｄ１〜ＸＬＣ２ｇ４はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましい。
【００８５】
一般式（ＬＣ２−ａ）〜（ＬＣ２−ｇ）中、ＺＬＣ２ａ１、ＺＬＣ２ｂ１、ＺＬＣ２ｃ１、ＺＬＣ２ｄ１、ＺＬＣ２ｅ１、ＺＬＣ２ｆ１及びＺＬＣ２ｇ１はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。一般式（ＬＣ２−ａ）〜（ＬＣ２−ｇ）で表わされる化合物としては、ＺＬＣ２ａ１〜ＺＬＣ２ｇ４はそれぞれ独立して−ＣＦ２Ｏ−又は−ＯＣＨ２−が好ましい。
【００８６】
前記一般式（ＬＣ）で表される化合物は、下記一般式（ＬＣ３）〜一般式（ＬＣ５）で表される化合物群から選ばれる１種又は２種以上の化合物であることも好ましい。
【００８７】
【化３５】
2017175704.tif 000036
【００８８】
（式中、ＲＬＣ３１、ＲＬＣ３２、ＲＬＣ４１、ＲＬＣ４２、ＲＬＣ５１及びＲＬＣ５２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜１５のアルキル基を表し、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の−ＣＨ２−は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよく、ＡＬＣ３１、ＡＬＣ３２、ＡＬＣ４１、ＡＬＣ４２、ＡＬＣ５１及びＡＬＣ５２はそれぞれ独立して下記の何れかの構造
【００８９】
【化３６】
2017175704.tif 000037
【００９０】
（該構造中シクロヘキシレン基中の１つ又は２つ以上の−ＣＨ２−は酸素原子で置換されていてもよく、１，４−フェニレン基中の１つ又は２つ以上の−ＣＨ−は窒素原子で置換されていてもよく、また、該構造中の１つ又は２つ以上の水素原子はフッ素原子、塩素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３で置換されていてもよい。）のいずれかを表し、ＺＬＣ３１、ＺＬＣ３２、ＺＬＣ４１、ＺＬＣ４２、ＺＬＣ５１及びＺＬＣ５１はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、Ｚ５は−ＣＨ２−又は酸素原子を表し、ＸＬＣ４１は水素原子又はフッ素原子を表し、ｍＬＣ３１、ｍＬＣ３２、ｍＬＣ４１、ｍＬＣ４２、ｍＬＣ５１及びｍＬＣ５２はそれぞれ独立して０〜３を表し、ｍＬＣ３１＋ｍＬＣ３２、ｍＬＣ４１＋ｍＬＣ４２及びｍＬＣ５１＋ｍＬＣ５２は１、２又は３であり、ＡＬＣ３１〜ＡＬＣ５２、ＺＬＣ３１〜ＺＬＣ５２が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。）
で表される化合物からなる群より選ばれる化合物を一種又は二種以上含むことが好ましい。
【００９１】
ＲＬＣ３１〜ＲＬＣ５２は、それぞれ独立して、炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基が好ましく、アルケニル基としては下記構造を表すことが最も好ましく、
【００９２】
【化３７】
2017175704.tif 000038
【００９３】
（式中、環構造へは右端で結合するものとする。）
ＡＬＣ３１〜ＡＬＣ５２はそれぞれ独立して下記の構造が好ましく、
【００９４】
【化３８】
2017175704.tif 000039
【００９５】
ＺＬＣ３１〜ＺＬＣ５１はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＯＣＨ２−が好ましい。
【００９６】
一般式（ＬＣ３）、一般式（ＬＣ４）、及び一般式（ＬＣ５）で表される化合物として、一般式（ＬＣ３−１）、一般式（ＬＣ４−１）、及び一般式（ＬＣ５−１）
【００９７】
【化３９】
2017175704.tif 000040
【００９８】
（式中、Ｒ３１〜Ｒ３３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｒ４１〜Ｒ４３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｚ３１〜Ｚ３３は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、Ｘ４１は水素原子又はフッ素原子を表し、Ｚ３４は−ＣＨ２−又は酸素原子を表す。）で表される化合物群から選ばれる化合物を少なくとも１種含有することが好ましい。
【００９９】
一般式（ＬＣ３−１）〜一般式（ＬＣ５−１）において、Ｒ３１〜Ｒ３３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表すことが好ましく、炭素原子数２〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜４のアルケニル基を表すことがより好ましく、炭素原子数３〜５のアルキル基又は炭素原子数２のアルケニル基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数３のアルキル基を表すことが特に好ましい。
【０１００】
Ｒ４１〜Ｒ４３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数１〜５のアルキル基あるいは炭素原子数１〜５のアルコキシ基、又は炭素原子数４〜８のアルケニル基あるいは炭素原子数３〜８のアルケニルオキシ基を表すことが好ましく、炭素原子数１〜３のアルキル基又は炭素原子数１〜３のアルコキシ基を表すことがより好ましく、炭素原子数３のアルキル基又は炭素原子数２のアルコキシ基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数２のアルコキシ基を表すことが特に好ましい。
【０１０１】
Ｚ３１〜Ｚ３３は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表すが、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表すことが好ましく、単結合又は−ＣＨ２Ｏ−を表すことがより好ましい。
【０１０２】
液晶組成物において、一般式（ＬＣ３−１）、一般式（ＬＣ４−１）、及び一般式（ＬＣ５−１）で表される化合物群から選ばれる化合物を５質量％〜５０質量％含有することが好ましく、５質量％〜４０質量％含有することが好ましく、５質量％〜３０質量％含有することがより好ましく、８質量％〜２７質量％含有することがより好ましく、１０質量％〜２５質量％含有することがさらに好ましい。
【０１０３】
一般式（ＬＣ３−１）で表される化合物は具体的には次に記載する一般式（ＬＣ３−１１）〜一般式（ＬＣ３−１５）で表される化合物が好ましい。
【０１０４】
【化４０】
2017175704.tif 000041
【０１０５】
（式中、Ｒ３１は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、Ｒ４１ａは炭素原子数１〜５のアルキル基を表す。）
一般式（ＬＣ４−１）で表される化合物は具体的には次に記載する一般式（ＬＣ４−１１）〜一般式（ＬＣ４−１４）で表される化合物が好ましい。
【０１０６】
【化４１】
2017175704.tif 000042
【０１０７】
（式中、Ｒ３２は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、Ｒ４２ａは炭素原子数１〜５のアルキル基を表し、Ｘ４１は水素原子又はフッ素原子を表す。）
一般式（ＬＣ５−１）で表される化合物は具体的には次に記載する一般式（ＬＣ５−１１）〜一般式（ＬＣ５−１４）で表される化合物が好ましい。
【０１０８】
【化４２】
2017175704.tif 000043
【０１０９】
（式中、Ｒ３３は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、Ｒ４３ａは炭素原子数１〜５のアルキル基を表し、Ｚ３４は−ＣＨ２−又は酸素原子を表す。）
一般式（ＬＣ３−１１）、一般式（ＬＣ３−１３）、一般式（ＬＣ４−１１）、一般式（ＬＣ４−１３）、一般式（ＬＣ５−１１）、及び一般式（ＬＣ５−１３）において、Ｒ３１〜Ｒ３３は、一般式（ＬＣ３−１）〜一般式（ＬＣ５−１）における同様の実施態様が好ましい。Ｒ４１ａ〜Ｒ４１ｃは炭素原子数１〜３のアルキル基が好ましく、炭素原子数１又は２のアルキル基がより好ましく、炭素原子数２のアルキル基が特に好ましい。
【０１１０】
一般式（ＬＣ３−１２）、一般式（ＬＣ３−１４）、一般式（ＬＣ４−１２）、一般式（ＬＣ４−１４）、一般式（ＬＣ５−１２）、及び一般式（ＬＣ５−１４）において、Ｒ３１〜Ｒ３３は、一般式（ＬＣ３−１）〜一般式（ＬＣ５−１）における同様の実施態様が好ましい。Ｒ４１ａ〜Ｒ４１ｃは炭素原子数１〜３のアルキル基が好ましく、炭素原子数１又は３のアルキル基がより好ましく、炭素原子数３のアルキル基が特に好ましい。
【０１１１】
一般式（ＬＣ３−１１）〜一般式（ＬＣ５−１４）の中でも、誘電率異方性の絶対値を増大するためには、一般式（ＬＣ３−１１）、一般式（ＬＣ４−１１）、一般式（ＬＣ５−１１）、一般式（ＬＣ３−１３）、一般式（ＬＣ４−１３）及び一般式（ＬＣ５−１３）が好ましく、一般式（ＬＣ３−１１）、一般式（ＬＣ４−１１）、一般式（ＬＣ５−１１）がより好ましい。
【０１１２】
本発明の液晶表示素子における液晶層は、一般式（ＬＣ３−１１）〜一般式（ＬＣ５−１４）で表される化合物を１種又は２種以上含有することが好ましく、１種又は２種含有することがより好ましく、一般式（ＬＣ３−１）で表される化合物を１種又は２種含有することが特に好ましい。
【０１１３】
また、一般式（ＬＣ３）、一般式（ＬＣ４）、及び一般式（ＬＣ５）で表される化合物として、一般式（ＬＣ３−２）、一般式（ＬＣ４−２）、及び一般式（ＬＣ５−２）
【０１１４】
【化４３】
2017175704.tif 000044
【０１１５】
（式中、Ｒ５１〜Ｒ５３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｒ６１〜Ｒ６３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｂ１〜Ｂ３はフッ素置換されていてもよい、１，４−フェニレン基又はトランス−１，４−シクロヘキシレン基を表し、Ｚ４１〜Ｚ４３は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、Ｘ４２は水素原子又はフッ素原子を表し、Ｚ４４は−ＣＨ２−又は酸素原子を表す。）
で表される化合物群から選ばれる化合物を少なくとも１種含有することが好ましい。
【０１１６】
一般式（ＬＣ３−２）、一般式（ＬＣ４−２）、及び一般式（ＬＣ５−２）において、Ｒ５１〜Ｒ５３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表すことが好ましく、炭素原子数２〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜４のアルケニル基を表すことがより好ましく、炭素原子数３〜５のアルキル基又は炭素原子数２のアルケニル基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数３のアルキル基を表すことが特に好ましい。
【０１１７】
Ｒ６１〜Ｒ６３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数１〜５のアルキル基あるいは炭素原子数１〜５のアルコキシ基、又は炭素原子数４〜８のアルケニル基あるいは炭素原子数３〜８のアルケニルオキシ基を表すことが好ましく、炭素原子数１〜３のアルキル基又は炭素原子数１〜３のアルコキシ基を表すことがより好ましく、炭素原子数３のアルキル基又は炭素原子数２のアルコキシ基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数２のアルコキシ基を表すことが特に好ましい。
【０１１８】
Ｂ３１〜Ｂ３３はフッ素置換されていてもよい、１，４−フェニレン基又はトランス−１，４−シクロヘキシレン基を表すが、無置換の１，４−フェニレン基又はトランス−１，４−シクロヘキシレン基が好ましく、トランス−１，４−シクロヘキシレン基がより好ましい。
【０１１９】
Ｚ４１〜Ｚ４３は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表すが、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表すことが好ましく、単結合又は−ＣＨ２Ｏ−を表すことがより好ましい。
【０１２０】
一般式（ＬＣ３−２）、一般式（ＬＣ３−３）、一般式（ＬＣ４−２）、及び一般式（ＬＣ５−２）で表される化合物は、液晶組成物において１０〜６０質量％含有することが好ましいが、２０〜５０質量％含有することがより好ましく、２５〜４５質量％含有することがより好ましく、２８〜４２質量％含有することがより好ましく、３０〜４０質量％含有することがさらに好ましい。
【０１２１】
一般式（ＬＣ３−２）で表される化合物は具体的には次に記載する一般式（ＬＣ３−２１）〜一般式（ＬＣ３−２９）で表される化合物が好ましい。
【０１２２】
また、一般式（ＬＣ３−３）で表される化合物として、次に記載する一般式（ＬＣ３−３１）〜一般式（ＬＣ３−３３）で表される化合物も好ましい。
【０１２３】
【化４４】
2017175704.tif 000045
【０１２４】
（式中、Ｒ５１は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、Ｒ６１ａは炭素原子数１〜５のアルキル基を表すが、一般式（ＬＣ３−２）におけるＲ５１及びＲ６１と同様の実施態様が好ましい。）
【０１２５】
一般式（ＬＣ４−２）で表される化合物は具体的には次に記載する一般式（ＬＣ４−２１）〜一般式（ＬＣ４−２６）で表される化合物が好ましい。
【０１２６】
【化４５】
2017175704.tif 000046
【０１２７】
（式中、Ｒ５２は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、Ｒ６２ａは炭素原子数１〜５のアルキル基を表し、Ｘ４２は水素原子又はフッ素原子を表すが、一般式（ＬＣ４−２）におけるＲ５２及びＲ６２と同様の実施態様が好ましい。）
一般式（ＬＣ５−２）で表される化合物は具体的には次に記載する一般式（ＬＣ５−２１）〜一般式（ＬＣ５−２６）で表される化合物が好ましい。
【０１２８】
【化４６】
2017175704.tif 000047
【０１２９】
（式中、Ｒ５３は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、Ｒ６３ａは炭素原子数１〜５のアルキル基を表し、Ｗ２は−ＣＨ２−又は酸素原子を表すが、一般式（ＬＣ５−２）におけるＲ５３及びＲ６３と同様の実施態様が好ましい。）
【０１３０】
一般式（ＬＣ３−２１）、一般式（ＬＣ３−２２）、一般式（ＬＣ３−２５）、一般式（ＬＣ４−２１）、一般式（ＬＣ４−２２）、一般式（ＬＣ４−２５）、一般式（ＬＣ５−２１）、一般式（ＬＣ５−２２）、及び一般式（ＬＣ５−２５）において、Ｒ５１〜Ｒ５３は、一般式（ＬＣ３−２）、一般式（ＬＣ４−２）及び一般式（ＬＣ５−２）における同様の実施態様が好ましい。Ｒ６１ａ〜Ｒ６３ａは炭素原子数１〜３のアルキル基が好ましく、炭素原子数１又は２のアルキル基がより好ましく、炭素原子数２のアルキル基が特に好ましい。
【０１３１】
一般式（ＬＣ３−２３）、一般式（ＬＣ３−２４）及び一般式（ＬＣ３−２６）、一般式（ＬＣ４−２３）、一般式（ＬＣ４−２４）及び一般式（ＬＣ４−２６）、一般式（ＬＣ５−２３）、一般式（ＬＣ５−２４）及び一般式（ＬＣ５−２６）においてＲ５１〜Ｒ５３は、一般式（ＬＣ３−２）、一般式（ＬＣ４−２）及び一般式（ＬＣ５−２）における同様の実施態様が好ましい。Ｒ６１ａ〜Ｒ６３ａは炭素原子数１〜３のアルキル基が好ましく、炭素原子数１又は３のアルキル基がより好ましく、炭素原子数３のアルキル基が特に好ましい。
【０１３２】
一般式（ＬＣ３−２１）〜一般式（ＬＣ５−２６）の中でも、誘電率異方性の絶対値を増大するためには、一般式（ＬＣ３−２１）、一般式（Ｌｃ３−２２）及び一般式（ＬＣ３−２５）、一般式（ＬＣ４−２１）、一般式（ＬＣ４−２２）及び一般式（ＬＣ４−２５）、一般式（ＬＣ５−２１）、一般式（ＬＣ５−２２）及び一般式（ＬＣ５−２５）が好ましい。
【０１３３】
一般式（ＬＣ３−２）、一般式（Ｌｃ４−２）及び一般式（ＬＣ５−２）で表される化合物は１種又は２種以上含有することができるが、Ｂ１〜Ｂ３が１，４−フェニレン基を表す化合物、及びＢ１〜Ｂ３がトランス−１，４−シクロヘキシレン基を表す化合物をそれぞれ少なくとも１種以上含有することが好ましい。
【０１３４】
また、一般式（ＬＣ３）で表される化合物として、他には、下記一般式（ＬＣ３−ａ）及び一般式（ＬＣ３−ｂ）
【０１３５】
【化４７】
2017175704.tif 000048
【０１３６】
（式中、ＲＬＣ３１、ＲＬＣ３２、ＡＬＣ３１及びＺＬＣ３１はそれぞれ独立して前記一般式（ＬＣ３）におけるＲＬＣ３１、ＲＬＣ３２、ＡＬＣ３１及びＺＬＣ３１と同じ意味を表し、ＸＬＣ３ｂ１〜ＸＬＣ３ｂ６は水素原子又はフッ素原子を表すが、ＸＬＣ３ｂ１及びＸＬＣ３ｂ２又はＸＬＣ３ｂ３及びＸＬＣ３ｂ４のうちの少なくとも一方の組み合わせは共にフッ素原子を表し、ｍＬＣ３ａ１は１、２又は３であり、ｍＬＣ３ｂ１は０又は１を表し、ＡＬＣ３１及びＺＬＣ３１が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。）で表される化合物群から選ばれる１種又は２種以上の化合物であることが好ましい。
【０１３７】
ＲＬＣ３１及びＲＬＣ３２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基又は炭素原子数２〜７のアルケニルオキシ基を表すことが好ましい。
【０１３８】
ＡＬＣ３１は、１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基を表すことが好ましく、１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基を表すことがより好ましい。
【０１３９】
ＺＬＣ３１は単結合、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−を表すことが好ましく、単結合を表すことがより好ましい。
【０１４０】
一般式（ＬＣ３−ａ）としては、下記一般式（ＬＣ３−ａ１）を表すことが好ましい。
【０１４１】
【化４８】
2017175704.tif 000049
【０１４２】
（式中、ＲＬＣ３１及びＲＬＣ３２はそれぞれ独立して前記一般式（ＬＣ３）におけるＲＬＣ３１及びＲＬＣ３２と同じ意味を表す。）
ＲＬＣ３１及びＲＬＣ３２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基が好ましく、ＲＬＣ３１が炭素原子数１〜７のアルキル基を表し、ＲＬＣ３２が炭素原子数１〜７のアルコキシ基を表すことがより好ましい。
【０１４３】
一般式（ＬＣ３−ｂ）としては、下記一般式（ＬＣ３−ｂ１）〜一般式（ＬＣ３−ｂ１２）を表すことが好ましく、一般式（ＬＣ３−ｂ１）、一般式（ＬＣ３−ｂ６）、一般式（ＬＣ３−ｂ８）、一般式（ＬＣ３−ｂ１１）を表すことがより好ましく、一般式（ＬＣ３−ｂ１）及び一般式（ＬＣ３−ｂ６）を表すことがさらに好ましく、一般式（ＬＣ３−ｂ１）を表すことが最も好ましい。
【０１４４】
【化４９】
2017175704.tif 000050
【０１４５】
（式中、ＲＬＣ３１及びＲＬＣ３２はそれぞれ独立して前記一般式（ＬＣ３）におけるＲＬＣ３１及びＲＬＣ３２と同じ意味を表す。）
ＲＬＣ３１及びＲＬＣ３２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基が好ましく、ＲＬＣ３１が炭素原子数２又は３のアルキル基を表し、ＲＬＣ３２が炭素原子数２のアルキル基を表すことがより好ましい。
【０１４６】
また、一般式（ＬＣ４）で表される化合物は、下記一般式（ＬＣ４−ａ）から一般式（ＬＣ４−ｃ）で表される化合物が好ましく、一般式（ＬＣ５）で表される化合物は、下記一般式（ＬＣ５−ａ）から一般式（ＬＣ５−ｃ）で表される化合物が好ましい。
【０１４７】
【化５０】
2017175704.tif 000051
【０１４８】
（式中、ＲＬＣ４１、ＲＬＣ４２及びＸＬＣ４１はそれぞれ独立して前記一般式（ＬＣ４）におけるＲＬＣ４１、ＲＬＣ４２及びＸＬＣ４１と同じ意味を表し、ＲＬＣ５１及びＲＬＣ５２はそれぞれ独立して前記一般式（ＬＣ５）におけるＲＬＣ５１及びＲＬＣ５２と同じ意味を表し、ＺＬＣ４ａ１、ＺＬＣ４ｂ１、ＺＬＣ４ｃ１、ＺＬＣ５ａ１、ＺＬＣ５ｂ１及びＺＬＣ５ｃ１はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表す。）
ＲＬＣ４１、ＲＬＣ４２、ＲＬＣ５１及びＲＬＣ５２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基又は炭素原子数２〜７のアルケニルオキシ基を表すことが好ましい。
【０１４９】
ＺＬＣ４ａ１〜ＺＬＣ５ｃ１はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−を表すことが好ましく、単結合を表すことがより好ましい。
【０１５０】
前記一般式（ＬＣ）で表される化合物は、下記一般式（ＬＣ６）で表される化合物（ただし、一般式（ＬＣ１）〜一般式（ＬＣ５）で表される化合物を除く。）から選ばれる１種又は２種以上の化合物であることも好ましい。
【０１５１】
【化５１】
2017175704.tif 000052
【０１５２】
一般式（ＬＣ６）中、ＲＬＣ６１及びＲＬＣ６２は、それぞれ独立して炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン置換されていてもよい。一般式（ＬＣ６）で表わされる化合物としては、ＲＬＣ６１及びＲＬＣ６２は、それぞれ独立して、炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基が好ましく、アルケニル基としては下記のいずれかの構造を表すことが最も好ましい。
【０１５３】
【化５２】
2017175704.tif 000053
【０１５４】
（式中、環構造へは右端で結合するものとする。）
【０１５５】
一般式（ＬＣ６）中、ＡＬＣ６１〜ＡＬＣ６３はそれぞれ独立して下記の何れかの構造を表す。該構造中、シクロヘキシレン基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２ＣＨ２基は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−で置換されていてもよく、１，４−フェニレン基中１つ又は２つ以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよい。
【０１５６】
【化５３】
2017175704.tif 000054
【０１５７】
一般式（ＬＣ６）で表わされる化合物としては、ＡＬＣ６１〜ＡＬＣ６３は、それぞれ独立して下記のいずれかの構造が好ましい。
【０１５８】
【化５４】
2017175704.tif 000055
【０１５９】
一般式（ＬＣ６）中、ＺＬＣ６１及びＺＬＣ６２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、ｍＬＣ６１は０〜３を表す。一般式（ＬＣ６）で表わされる化合物としては、ＺＬＣ６１及びＺＬＣ６２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−が好ましい。
【０１６０】
一般式（ＬＣ６）で表わされる化合物としては、下記一般式（ＬＣ６−ａ）から一般式（ＬＣ６−ｖ）で表される化合物からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物であることが好ましい。一般式（ＬＣ６−ａ１）〜一般式（ＬＣ６−ｐ１）の式中、ＲＬＣ６１及びＲＬＣ６２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基又は炭素原子数２〜７のアルケニルオキシ基を表す。
【０１６１】
【化５５】
2017175704.tif 000056
【０１６２】
【化５６】
2017175704.tif 000057
【０１６３】
【化５７】
2017175704.tif 000058
【０１６４】
【化５８】
2017175704.tif 000059
【０１６５】
【化５９】
2017175704.tif 000060
【０１６６】
【化６０】
2017175704.tif 000061
【０１６７】
［重合性化合物］
本発明に係る重合性化合物としては、一つの反応性基を有する単官能性の重合性化合物、及び二官能又は三官能等の二つ以上の反応性基を有する多官能性の重合性化合物が挙げられる。反応性基を有する重合性化合物はメソゲン性部位を含んでいても、含んでいなくてもよい。
【０１６８】
反応性基を有する重合性化合物において、反応性基は光による重合性を有する置換基が好ましい。特に、垂直配向膜が熱重合により生成するときに、垂直配向膜材料の熱重合の際に、反応性基を有する重合性化合物の反応を抑制できるので、反応性基は光による重合性を有する置換基が特に好ましい。
【０１６９】
本発明に係る重合性化合物としては、以下の一般式（Ｐ）
【０１７０】
【化６１】
2017175704.tif 000062
【０１７１】
（上記一般式（Ｐ）中、Ｚｐ１は、フッ素原子、シアノ基、水素原子、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数１〜１５のアルキル基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数１〜１５のアルコキシ基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数１〜１５のアルケニル基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数１〜１５のアルケニルオキシ基又は−Ｓｐｐ２−Ｒｐ２を表し、
Ｒｐ１及びＲｐ２はそれぞれ独立して以下の式（Ｒ−Ｉ）から式（Ｒ−ＩＸ）：
【０１７２】
【化６２】
2017175704.tif 000063
【０１７３】
のいずれかを表し、前記式（Ｒ−Ｉ）〜（Ｒ−ＩＸ）中、Ｒ２〜Ｒ６はお互いに独立して、水素原子、炭素原子数１〜５個のアルキル基または炭素原子数１〜５個のハロゲン化アルキル基であり、Ｗは単結合、−Ｏ−またはメチレン基であり、Ｔは単結合または−ＣＯＯ−であり、ｐ、ｔおよびｑはそれぞれ独立して、０、１または２を表し、
Ｓｐｐ１及びＳｐｐ２はスペーサー基を表し、Ｓｐｐ１及びＳｐｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し
Ｌｐ１及びＬｐ２はそれぞれ独立して、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｃ２Ｈ４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＯＣＯＯ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯ−ＮＲａ−、−ＮＲａ−ＣＯ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＲａ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＲａ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＯＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＯＣＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＲａ＝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−又は−Ｃ≡Ｃ−（式中、Ｒａはそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１〜４のアルキル基を表し、前記式中、ｚは１〜４の整数を表す。）を表し、
Ｍｐ２は、１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基、アントラセン−２，６−ジイル基、フェナントレン−２，７−ジイル基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、インダン−２，５−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又は１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基を表すが、Ｍｐ２は無置換であるか又は炭素原子数１〜１２のアルキル基、炭素原子数１〜１２のハロゲン化アルキル基、炭素原子数１〜１２のアルコキシ基、炭素原子数１〜１２のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又は−Ｒｐ１で置換されていても良く、
Ｍｐ１は以下の式（ｉ−１１）〜（ｉｘ−１１）：
【０１７４】
【化６３】
2017175704.tif 000064
【０１７５】
（式中、★でＳｐｐ１と結合し、★★でＬｐ１若しくはＬｐ２と結合する。）のいずれかを表し、
Ｍｐ３は以下の式（ｉ−１３）〜（ｉｘ−１３）：
【０１７６】
【化６４】
2017175704.tif 000065
【０１７７】
（式中、★でＺｐ１と結合し、★★でＬｐ２と結合する。）のいずれかを表し、
ｍｐ２〜ｍｐ４はそれぞれ独立して、０、１、２又は３を表し、ｍｐ１及びｍｐ５はそれぞれ独立して１、２又は３を表すが、Ｚｐ１が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｒｐ１が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｒｐ２が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｓｐｐ１が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｓｐｐ２が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｌｐ１が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｍｐ２が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよい。）で表される化合物で表されることが好ましい。また、当該重合性化合物は１種又は２種以上含有することが好ましい。
【０１７８】
本発明に係る一般式（Ｐ）において、Ｚｐ１は−Ｓｐｐ２−Ｒｐ２であることが好ましく、Ｒ１１及びＲ１２はそれぞれ独立して式（Ｒ−１）から式（Ｒ−３）のいずれかであることが好ましい。
【０１７９】
また、前記一般式（Ｐ）において、ｍｐ１＋ｍｐ５が２以上であることが好ましい。
【０１８０】
また、前記一般式（Ｐ）において、Ｌｐ１は、単結合、−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−又は−Ｃ≡Ｃ−であり、Ｌｐ２は、−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−又は−Ｃ２Ｈ４ＣＯＯ−であり、前記式中のｚは、１〜４の整数であることが好ましい。
【０１８１】
また、前記一般式（Ｐ）のＬｐ１およびＬｐ２の少なくともいずれかが、−（ＣＨ２）ｚ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−（ＣＨ２）ｚ−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−および−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−（ＣＨ２）ｚ−、−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−（ＣＨ２）ｚ−からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
【０１８２】
また、前記一般式（Ｐ）において、Ｒｐ１及びＲｐ２はそれぞれ独立して以下の式（Ｒ−１）から式（Ｒ−１５）：
【０１８３】
【化６５】
2017175704.tif 000066
【０１８４】
のいずれかがより好ましい。
【０１８５】
また、前記一般式（Ｐ）のｍｐ３は０、１、２又は３を表し、ｍｐ２が１の場合Ｌｐ１は単結合であり、ｍｐ２が２又は３の場合複数存在するＬｐ１の少なくとも１つは単結合であることが好ましい。
【０１８６】
また、前記一般式（Ｐ）のｍｐ３は０、１、２又は３を表し、ｍｐ３が１の場合Ｍｐ２は１，４−フェニレン基であり、ｍｐ３が２又は３の場合複数存在するＭｐ２のうち少なくともＬｐ１を介してＭｐ１と隣接するＭｐ２は１，４−フェニレン基であることが好ましい。
【０１８７】
更に、前記一般式（Ｐ）のｍｐ３は０、１、２又は３を表し、Ｍｐ２の少なくとも１つが、１つ又は２つ以上のフッ素で置換されている１，４−フェニレン基であることが好ましい。
【０１８８】
更に、前記一般式（Ｐ）のｍｐ４は０、１、２又は３を表し、Ｍｐ３の少なくとも１つが、１つ又は２つ以上のフッ素で置換されている１，４−フェニレン基であることが好ましい。
【０１８９】
また、前記一般式（Ｐ）におけるスペーサー基（Ｓｐｐ１、Ｓｐｐ２、Ｓｐｐ４）としては、単結合、−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−又は−Ｃ≡Ｃ−であることが好ましく、当該Ｚは１以上１０以下の整数であることが好ましい。
【０１９０】
本発明に係る一般式（Ｐ）の重合性化合物は、一般式（Ｐ−ａ）、一般式（Ｐ−ｂ）、一般式（Ｐ−ｃ）および一般式（Ｐ−ｄ）で表される化合物からなる群から選択される少なくとも１種の化合物であることが好ましい。
【０１９１】
【化６６】
2017175704.tif 000067
【０１９２】
上記一般式（Ｐ−ａ）〜一般式（Ｐ−ｄ）中、Ｒｐ１及びＲｐ２はそれぞれ独立して以下の式（Ｒ−Ｉ）から式（Ｒ−ＩＸ）：
【０１９３】
【化６７】
2017175704.tif 000068
【０１９４】
のいずれかを表し、前記式（Ｒ−Ｉ）〜（Ｒ−ＩＸ）中、Ｒ２〜Ｒ６はお互いに独立して、水素原子、炭素原子数１〜５個のアルキル基または炭素原子数１〜５個のハロゲン化アルキル基であり、Ｗは単結合、−Ｏ−またはメチレン基であり、Ｔは単結合または−ＣＯＯ−であり、ｐ、ｔおよびｑはそれぞれ独立して、０、１または２を表し、
環Ａおよび環Ｂはそれぞれ独立して、１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基、アントラセン−２，６−ジイル基、フェナントレン−２，７−ジイル基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、インダン−２，５−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又は１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基を表すが、無置換であるか又は炭素原子数１〜１２のアルキル基、炭素原子数１〜１２のハロゲン化アルキル基、炭素原子数１〜１２のアルコキシ基、炭素原子数１〜１２のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又は−Ｒｐ１で置換されていていることが好ましく、
環Ｃは以下の式（ｃ−ｉ）〜（ｃ−ｉｘ）：
【０１９５】
【化６８】
2017175704.tif 000069
【０１９６】
（式中、★でＳｐｐ１と結合し、★★でＬｐ５若しくはＬｐ６と結合する。）のいずれかを表し、
Ｓｐｐ１及びＳｐｐ４はスペーサー基を表し、Ｘｐ１〜Ｘｐ４は、それぞれ独立して、水素原子またはハロゲン原子を表すことが好ましく、
Ｌｐ４、Ｌｐ５およびＬｐ６はそれぞれ独立して、単結合、−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−又は−Ｃ≡Ｃ−であることが好ましく、前記式中のｚは、１〜４の整数であることが好ましい。
【０１９７】
Ｌｐ３は、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、−ＣＯＯＣＨ＝ＣＨ−または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−であることが好ましい。
【０１９８】
上記一般式（Ｐ−ａ）で表される化合物において、ｍｐ６およびｍｐ７は、それぞれ独立して、０、１、２または３を表すことが好ましい。また、ｍｐ６＋ｍｐ７＝２〜５であることがより好ましい。
【０１９９】
上記一般式（Ｐ−ｄ）で表される化合物において、ｍｐ１２及びｍｐ１５はそれぞれ独立して１、２又は３を表し、ｍｐ１３は、０、１、２又は３を表すことが好ましく、ｍｐ１４は、０又は１を表すことが好ましい。また、ｍｐ１２＋ｍｐ１５＝２〜５であることがより好ましい。Ｒｐ１が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｒｐ１が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｒｐ２が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｓｐｐ１が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｓｐｐ４が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｌｐ４およびＬｐ５が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、環Ａ〜環Ｃが複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよい。
【０２００】
以下に本発明に係る一般式（Ｐ−ａ）〜一般式（Ｐ−ｄ）で表される化合物の好ましい構造を例示する。
【０２０１】
本発明に係る一般式（Ｐ−ａ）で表される化合物の好ましい例として、下記式（Ｐ−ａ−１）〜式（Ｐ−ａ−３１）で表される重合性化合物が挙げられる。
【０２０２】
【化６９】
2017175704.tif 000070
【０２０３】
【化７０】
2017175704.tif 000071
【０２０４】
【化７１】
2017175704.tif 000072
【０２０５】
【化７２】
2017175704.tif 000073
【０２０６】
本発明に係る一般式（Ｐ−ｂ）で表される化合物の好ましい例として、下記式（Ｐ−ｂ−１）〜式（Ｐ−ｂ−３４）で表される重合性化合物が挙げられる。
【０２０７】
【化７３】
2017175704.tif 000074
【０２０８】
【化７４】
2017175704.tif 000075
【０２０９】
【化７５】
2017175704.tif 000076
【０２１０】
本発明に係る一般式（Ｐ−ｃ）で表される化合物の好ましい例として、下記式（Ｐ−ｃ−１）〜式（Ｐ−ｃ−５２）で表される重合性化合物が挙げられる。
【０２１１】
【化７６】
2017175704.tif 000077
【０２１２】
【化７７】
2017175704.tif 000078
【０２１３】
【化７８】
2017175704.tif 000079
【０２１４】
本発明に係る一般式（Ｐ−ｄ）で表される化合物は、以下の一般式（Ｐ−ｄ’）で表される化合物が好ましい。
【０２１５】
【化７９】
2017175704.tif 000080
【０２１６】
（上記一般式（Ｐ−ｄ’）で表される化合物において、ｍｐ１０は、２または３を表すことがより好ましい。その他の記号は上記一般式（ｐ−ｄ）と同一なので省略する。）
本発明に係る一般式（Ｐ−ｄ）で表される化合物の好ましい例として、下記式（Ｐ−ｄ−１）〜式（Ｐ−ｄ−３１）で表される重合性化合物が挙げられる。
【０２１７】
【化８０】
2017175704.tif 000081
【０２１８】
【化８１】
2017175704.tif 000082
【０２１９】
【化８２】
2017175704.tif 000083
【０２２０】
【化８３】
2017175704.tif 000084
【０２２１】
【化８４】
2017175704.tif 000085
【０２２２】
【化８５】
2017175704.tif 000086
【０２２３】
【化８６】
2017175704.tif 000087
【０２２４】
本発明に係る「炭素原子数１〜１５個のアルキル基」は、直鎖状又は分岐状のアルキル基が好ましく、直鎖状のアルキル基がより好ましい。また、上記一般式（１）中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜１５個のアルキル基であり、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８個のアルキル基が好ましく、炭素原子数１〜６個のアルキル基がより好ましい。
【０２２５】
本発明に係る「炭素原子数１〜１５個のアルキル基」の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、３−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、ペンタデシル基などが挙げられる。なお、本明細書中において、アルキル基の例は共通であり、各々のアルキル基の炭素原子数の数によって適宜上記例示から選択される。
【０２２６】
本発明に係る「炭素原子数１〜１５個のアルコキシ基」の例は、該置換基中の少なくとも１個の酸素原子が環構造と直接結合する位置に存在することが好ましく、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基（ｎ−プロポキシ基、ｉ−プロポキシ基）、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基がより好ましい。なお、本明細書中において、アルコキシ基の例は共通であり、各々のアルコキシ基の炭素原子数の数によって適宜上記例示から選択される。
【０２２７】
本発明に係る「炭素原子数２〜１５個のアルケニル基」の例は、ビニル基、アリル基、１−プロペニル基、イソプロペニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基、１，３−ブタジエニル基、２−ペンテニル基、３−ペンテニル基、２−ヘキセニル基等が挙げられる。また、本発明に係るより好ましいアルケニル基としては次に記載する式（ｉ）（ビニル基）、式（ｉｉ）（１−プロペニル基）、式（ｉｉｉ）（３−ブテニル基）および式（ｉｖ）（３−ペンテニル基）：
【０２２８】
【化８７】
2017175704.tif 000088
【０２２９】
（上記式（ｉ）〜（ｉｖ）中、＊は環構造への結合部位を示す。）
で表されるが、本願発明の液晶組成物が重合性モノマーを含有する場合は、式（ｉｉ）および式（ｉｖ）で表される構造が好ましく、式（ｉｉ）で表される構造がより好ましい。なお、本明細書中において、アルケニル基の例は共通であり、各々のアルケニル基の炭素原子数の数によって適宜上記例示から選択される。
【０２３０】
また、本発明における重合性化合物の内、低分子液晶との溶解性を高めて結晶化を抑制するのに好ましい単官能性の反応基を有する重合性化合物としては、下記一般式（ＶＩ）
【０２３１】
【化８８】
2017175704.tif 000089
【０２３２】
（式中、Ｘ３は、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ３は、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｔ−（式中、ｔは２〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｖは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、Ｗは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）で表される重合性化合物が好ましい。
【０２３３】
上記一般式（ＶＩ）において、Ｘ３は、水素原子又はメチル基を表すが、反応速度を重視する場合には水素原子が好ましく、反応残留量を低減することを重視する場合にはメチル基が好ましい。
【０２３４】
上記一般式（ＶＩ）において、Ｓｐ３は、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｔ−（式中、ｔは２〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表すが、炭素鎖の長さがＴｇに影響を及ぼすので、重合性化合物含有量が１０重量％未満の場合に、あまり長くないことが好ましく、単結合又は炭素原子数１〜５のアルキレン基が好ましく、重合性化合物含有量が６重量％未満の場合は、単結合又は炭素原子数１〜３のアルキレン基がより好ましい。重合性化合物含有量が１０重量％以上の場合は、炭素数５〜１０のアルキレン基が好ましい。また、Ｓｐ３が−Ｏ−（ＣＨ２）ｔ−を表す場合も、ｔは１〜５が好ましく、１〜３がより好ましい。更に、配向膜を含む基板表面で炭素原子数がプレチルト角に影響を及ぼすので必要に応じて所望のプレチルト角が得られるようにＳｐ３の炭素原子数が異なる重合性化合物を複数混合して用いることが好ましい。
【０２３５】
上記一般式（ＶＩ）において、Ｖは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、２つ以上の環状置換基により置換されていることが好ましい。
【０２３６】
一般式（ＶＩ）で表される重合性化合物は更に具体的には、一般式（Ｘ１ａ）
【０２３７】
【化８９】
2017175704.tif 000090
【０２３８】
（式中、Ａ１は水素原子又はメチル基を表し、
Ａ２は単結合又は炭素原子数１〜８のアルキレン基（該アルキレン基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキレン基中の１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていてもよい。）を表し、
Ａ３及びＡ６はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１０のアルキル基（該アルキル基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキル基中の１個又は２個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数１〜１７のアルキル基で置換されていてもよい。）を表わし、
Ａ４及びＡ７はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１０のアルキル基（該アルキル基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキル基中の１個又は２個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数１〜９のアルキル基で置換されていてもよい。）を表し、
ｐは０〜１０を表し、
Ｂ１、Ｂ２及びＢ３は、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数１〜１０の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基（該アルキル基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキル基中の１個又は２個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数３〜６のトリアルコキシシリル基で置換されていてもよい。）を表わす化合物が挙げられる。
【０２３９】
上記一般式（Ｘ１ａ）は、以下の一般式（ＩＩ−ｂ）で表される化合物が好ましい。
一般式（ＩＩ−ｂ）
【０２４０】
【化９０】
2017175704.tif 000091
【０２４１】
一般式（ＩＩ−ｂ）で表される化合物は、具体的には下記式（ＩＩ−ｑ）〜（ＩＩ−ｚ）、（ＩＩ−ａａ）〜（ＩＩ−ａｌ）で表される化合物であることが好ましい。
【０２４２】
【化９１】
2017175704.tif 000092
【０２４３】
【化９２】
2017175704.tif 000093
【０２４４】
【化９３】
2017175704.tif 000094
【０２４５】
上記一般式（ＶＩ）、一般式（ＸａＩ）及び一般式（ＩＩ−ｂ）で表される化合物は、１種のみでもよいし、２種以上でもよい。
【０２４６】
また、一般式（ＶＩ）で表される重合性化合物としては、一般式（Ｘ１ｂ）
【０２４７】
【化９４】
2017175704.tif 000095
【０２４８】
（式中、Ａ８は水素原子又はメチル基を表し、６員環Ｔ１、Ｔ２及びＴ３はそれぞれ独立して
【０２４９】
【化９５】
2017175704.tif 000096
【０２５０】
のいずれか（ただしｑは１から４の整数を表す。）を表し、
ｑは０又は１を表し、
Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−を表し、
Ｙ３及びＹ４はそれぞれ独立して単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基（該アルキレン基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキレン基中の１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていてもよい。）を表し、
Ｂ８は水素原子、シアノ基、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜８のアルキル基、又は、末端がアクリロイル基又はメタクリロイル基を有するアルキレン基を表す。）で表わす化合物も挙げられる。
【０２５１】
例示化合物としては、以下に示されるが、これらに限定される訳ではない。
【０２５２】
【化９６】
2017175704.tif 000097
【０２５３】
【化９７】
2017175704.tif 000098
【０２５４】
【化９８】
2017175704.tif 000099
【０２５５】
【化９９】
2017175704.tif 000100
【０２５６】
【化１００】
2017175704.tif 000101
【０２５７】
【化１０１】
2017175704.tif 000102
【０２５８】
【化１０２】
2017175704.tif 000103
【０２５９】
更に、一般式（ＶＩ）で表される重合性化合物は具体的には、一般式（Ｘ１ｃ）
【０２６０】
【化１０３】
2017175704.tif 000104
【０２６１】
（式中、Ｒ７０は水素原子又はメチル基を表し、Ｒ７１は縮合環を有する炭化水素基を表す。）で表わす化合物も挙げられる。
【０２６２】
例示化合物としては、以下に示されるが、これらに限定される訳ではない。
【０２６３】
【化１０４】
2017175704.tif 000105
【０２６４】
【化１０５】
2017175704.tif 000106
【０２６５】
【化１０６】
2017175704.tif 000107
【０２６６】
【化１０７】
2017175704.tif 000108
【０２６７】
また、本発明における重合性化合物の内、低分子液晶との溶解性を高めて結晶化を抑制するのに好ましい多官能性の反応基を有する重合性化合物としては、下記一般式（Ｖ）
【０２６８】
【化１０８】
2017175704.tif 000109
【０２６９】
（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｕは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、ｋは１〜５の整数を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）で表される重合性化合物が好ましい。
【０２７０】
上記一般式（Ｖ）において、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表すが、反応速度を重視する場合には水素原子が好ましく、反応残留量を低減することを重視する場合にはメチル基が好ましい。
【０２７１】
上記一般式（Ｖ）において、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは２〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表すが、本発明の液晶表示素子に於けるプレチルト角は該炭素原子数、液晶との含有量、及び用いる配向膜の種類や配向処理条件に影響される。配向膜表面で重合性化合物の分子構造に依存して自発的にプレチルト角を誘起するものを用いることが好ましい。従って必ずしも限定されるものではないが、例えばプレチルト角を５度程度にする場合は、炭素鎖があまり長くないことが好ましく、単結合又は炭素原子数１〜５のアルキレン基がより好ましく、単結合又は炭素原子数１〜３のアルキレン基がより好ましい。更に、プレチルト角が２度程度以内にするには、炭素原子数を６〜１２の重合性化合物を用いることが好ましく、炭素原子数が８〜１０がより好ましい。また、Ｓｐ１及びＳｐ２が−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−を表す場合も、プレチルト角に影響を及ぼすので適宜必要に応じてＳｐ１及びＳｐ２の長さを調整して用いることが好ましく、プレチルト角を増加させる目的ではｓは１〜５が好ましく、１〜３がより好ましい。プレチルト角を小さくする目的では、ｓは６〜１０が好ましい。また、Ｓｐ１及びＳｐ２の少なくとも一方が、単結合であることで分子の非対称性が発現するためプレチルトを誘起するので好ましい。
【０２７２】
また、上記一般式（Ｖ）においてＳｐ１及びＳｐ２が同一である化合物も好ましく、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である化合物を２種以上用いることが好ましい。この場合、互いにＳｐ１及びＳｐ２が異なった２種以上を用いることがより好ましい。
【０２７３】
上記一般式（Ｖ）において、Ｕは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）、環状置換基により置換されていてもよく、２つ以上の環状置換基により置換されていることが好ましい。
【０２７４】
上記一般式（Ｖ）において、Ｕは具体的には、以下の式（Ｖａ−１）から式（Ｖａ−１３）を表すことが好ましい。アンカーリング力を高くするためには直線性が高いビフェニール等が好ましく、式（Ｖａ−１）から式（Ｖａ−６）を表すことが好ましい。又、式（Ｖａ−６）から式（Ｖａ−１１）を表す構造は、液晶との溶解性が高い点で好ましく、式（Ｖａ−１）から式（Ｖａ−６）と組み合わせて用いることが好ましい。
【０２７５】
【化１０９】
2017175704.tif 000110
【０２７６】
【化１１０】
2017175704.tif 000111
【０２７７】
【化１１１】
2017175704.tif 000112
【０２７８】
【化１１２】
2017175704.tif 000113
【０２７９】
【化１１３】
2017175704.tif 000114
【０２８０】
【化１１４】
2017175704.tif 000115
【０２８１】
【化１１５】
2017175704.tif 000116
【０２８２】
【化１１６】
2017175704.tif 000117
【０２８３】
【化１１７】
2017175704.tif 000118
【０２８４】
【化１１８】
2017175704.tif 000119
【０２８５】
【化１１９】
2017175704.tif 000120
【０２８６】
【化１２０】
2017175704.tif 000121
【０２８７】
【化１２１】
2017175704.tif 000122
【０２８８】
【化１２２】
2017175704.tif 000123
【０２８９】
（式中、両端はＳｐ１又はＳｐ２に結合するものとする。Ｚｐ１及びＺｐ２はそれぞれ独立して、−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−又は単結合を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が、−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。又、シクロへキシレン基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２ＣＨ２基は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−で置換されていてもよい。）
Ｕが環構造を有する場合、前記Ｓｐ１及びＳｐ２は少なくとも一方が−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜７の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表すことが好ましく、両方共に−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−であることも好ましい。
【０２９０】
上記一般式（Ｖ）において、ｋは１〜５の整数を表すが、ｋが１の二官能化合物、又はｋが２の三官能化合物であることが好ましく、二官能化合物であることがより好ましい。
【０２９１】
上記一般式（Ｖ）で表される化合物は、具体的には、以下の一般式（Ｖｂ）で表される化合物が好ましい。
【０２９２】
【化１２３】
2017175704.tif 000124
【０２９３】
（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜７の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｚ１は−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及びＹ２はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表す。）、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表し、Ｃは１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基又は単結合を表し、式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい。）
【０２９４】
上記一般式（Ｖｂ）において、Ｘ１及びＸ２は、はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表すが、いずれも水素原子を表すジアクリレート誘導体、又はいずれもメチル基を有するジメタクリレート誘導体が好ましく、一方が水素原子を表し、もう一方がメチル基を表す化合物も好ましい。これらの化合物の重合速度は、ジアクリレート誘導体が最も早く、ジメタクリレート誘導体が遅く、非対称化合物がその中間であり、その用途により好ましい態様を用いることができる。
【０２９５】
上記一般式（Ｖｂ）において、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−を表すが、少なくとも一方が−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−であることが好ましく、両方が−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−を表す態様がより好ましい。この場合、ｓは１〜６が好ましい。
【０２９６】
上記一般式（Ｖｂ）において、Ｚ１は、−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及びＹ２はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表す。）、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表すが、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−又は単結合が好ましく、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−又は単結合がより好ましく、単結合が特に好ましい。上記一般式（Ｖｂ）において、Ｃは任意の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基又は単結合を表すが、１，４−フェニレン基又は単結合が好ましい。Ｃが単結合以外の環構造を表す場合、Ｚ１は単結合以外の連結基も好ましく、Ｃが単結合の場合、Ｚ１は単結合が好ましい。
【０２９７】
以上より、上記一般式（Ｖｂ）において、Ｃが単結合を表し、環構造が二つの環で形成される場合が好ましく、環構造を有する重合性化合物としては、具体的には以下の一般式（Ｖ−１）から（Ｖ−６）で表される化合物が好ましく、一般式（Ｖ−１）から（Ｖ−４）で表される化合物が特に好ましく、一般式（Ｖ−２）で表される化合物が最も好ましい。
【０２９８】
【化１２４】
2017175704.tif 000125
【０２９９】
また、上記一般式（Ｖｂ）において、以下の一般式（Ｖ１−１）から（Ｖ１−５）で表される化合物が液晶組成物との溶解性を高める上で好ましく、一般式（Ｖ１−１）で表される化合物が特に好ましい。
【０３００】
また、上記一般式（Ｖｂ）が三つの環構造で形成される場合も好ましく用いられ、一般式（Ｖ１−６）から（Ｖ１−１３）で表される化合物が液晶組成物との溶解性を高める上で好ましい。更に、液晶とのアンカーリング力が強い一般式（Ｖ−１）から（Ｖ−６）で表される化合物は、アンカーリング力が弱く液晶組成物との相溶性が良好な一般式（Ｖ１−１）から（Ｖ１−５）で表される化合物と混合して用いることも好ましい。
【０３０１】
【化１２５】
2017175704.tif 000126
【０３０２】
【化１２６】
2017175704.tif 000127
【０３０３】
【化１２７】
2017175704.tif 000128
【０３０４】
【化１２８】
2017175704.tif 000129
【０３０５】
【化１２９】
2017175704.tif 000130
【０３０６】
【化１３０】
2017175704.tif 000131
【０３０７】
【化１３１】
2017175704.tif 000132
【０３０８】
【化１３２】
2017175704.tif 000133
【０３０９】
【化１３３】
2017175704.tif 000134
【０３１０】
（式中、ｑ１及びｑ２は、それぞれ独立して１〜１２の整数を示し、Ｒ３は水素原子又はメチル基を表す。）
上記一般式（Ｖ）で表される化合物としては、具体的には、以下の一般式（Ｖｃ）で表される化合物が、反応速度を高める点で好ましく、又、プレチルト角を熱的に安定化させるので好ましい。更に、必要に応じてＳｐ１、Ｓｐ２及びＳｐ３の炭素原子数を調整して所望のプレチルト角を得ることもできる。プレチルトと該炭素原子数の関係は、官能基が２個の場合と同様の傾向を示す。
【０３１１】
【化１３４】
2017175704.tif 000135
【０３１２】
（式中、Ｘ１、Ｘ２及びＸ３はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１、Ｓｐ２及びＳｐ３はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは２〜７の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｚ１１は、−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−又は単結合を表し、Ｊは１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基又は単結合を表し、式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい。）
【０３１３】
重合性化合物として、光配向機能を有する化合物を用いることも好ましい。中でも、光異性化を示す化合物を用いることが好ましい。
【０３１４】
光配向機能を有する重合性化合物としては、具体的には、一般式（Ｖｂ）において、
Ｘ１及びＸ２がそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２がそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜７の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｚ１が−Ｎ＝Ｎ−を表し、Ｃが１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基（任意の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい。）又は単結合を表す化合物が好ましい。
【０３１５】
中でも、以下の一般式（Ｖｎ）で表される化合物が好ましい。
【０３１６】
【化１３５】
2017175704.tif 000136
【０３１７】
（式中、Ｒｎ１及びＲｎ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、式中、ｐｎ及びｑｎは、それぞれ独立して１〜１２の整数を示す。）
【０３１８】
［重合開始剤］
本発明に用いる重合性化合物の重合方法としては、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合等を用いることが可能であるが、ラジカル重合により重合することが好ましく、光フリース転位によるラジカル重合、光重合開始剤によるラジカル重合がより好ましい。
【０３１９】
ラジカル重合開始剤としては、熱重合開始剤、光重合開始剤を用いることができるが、光重合開始剤が好ましい。具体的には以下の化合物が好ましい。
【０３２０】
ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベンジルジメチルケタール、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル−（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、１−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、２−メチル−２−モルホリノ（４−チオメチルフェニル）プロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタノン、４′−フェノキシアセトフェノン、４′−エトキシアセトフェノン等のアセトフェノン系；
【０３２１】
ベンゾイン、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル等のベンゾイン系；
２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィンオキサイド系；
ベンジル、メチルフェニルグリオキシエステル系；
ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、４，４′−ジクロロベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４′−メチル−ジフェニルサルファイド、アクリル化ベンゾフェノン、３，３′，４，４′−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３，３′−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、２，５−ジメチルベンゾフェノン、３，４−ジメチルベンゾフェノン等のベンゾフェノン系；
２−イソプロピルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジクロロチオキサントン等のチオキサントン系；
ミヒラーケトン、４，４′−ジエチルアミノベンゾフェノン等のアミノベンゾフェノン系；
１０−ブチル−２−クロロアクリドン、２−エチルアンスラキノン、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン等が好ましい。この中でも、ベンジルジメチルケタールが最も好ましい。
【０３２２】
又、ラジカルの寿命や反応性を考慮して複数の重合開始剤を用いることも好ましい。
【０３２３】
更に、上述の重合開始剤を使用せずに、光フリース転位によるラジカル重合として紫外線を吸収する共役系の構造を有する重合性液晶化合物を含有させて重合させることもできる。例えば、一般式（Ｘ１ｃ−１）から（Ｘ１ｃ−４）で表される共役系構造を有する重合性液晶化合物を重合開始剤の代わりに用いることで液晶素子の電圧保持率を低下させないので好ましい。又、重合促進を目的にこれらと重合開始剤と併用することも好ましい。
【０３２４】
【化１３６】
2017175704.tif 000137
【０３２５】
［重合性液晶組成物］
本発明に用いられる重合性液晶組成物は、上記に例示される液晶組成物と、上記に例示される０．５質量％以上１０質量％未満の重合性化合物を含有することが好ましいが、重合性化合物の含有量の下限値は１質量％以上が好ましく、２質量％以上が好ましく、上限値は９質量％未満が好ましく、７質量％未満がより好ましい。また、本発明に用いられる重合性液晶組成物は、上記に例示される液晶組成物と、上記に例示される１０質量％以上４０質量％未満の重合性化合物を含有することも好ましいが、この場合の重合性化合物の含有量の下限値は１５質量％以上が好ましく、２０質量％以上が好ましく、上限値は３０％質量未満が好ましく、２５％質量未満がより好ましい。更に、本発明に用いられる重合性液晶組成物は、上記に例示される液晶組成物と、上記に例示される５質量％以上１５質量％未満の重合性化合物を含有することが好ましい。
【０３２６】
本発明に用いられる重合性液晶組成物は、０．５質量％以上４０質量％未満の重合性化合物を含有することで、一軸性の光学異方性、又は一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸方向を有するポリマーネットワークを形成するものであることが好ましく、該ポリマーネットワークの光学軸又は配向容易軸と低分子液晶の配向容易軸が略一致するように形成されていることがより好ましい。尚、該ポリマーネットワークには、複数のポリマーネットワークが集合することにより高分子薄膜を形成したポリマーバインダも含まれる。ポリマーバインダは、一軸配向性を示す屈折率異方性を有しており、該薄膜に低分子液晶が分散され、該薄膜の一軸性の光学軸と低分子液晶の光学軸が略同一方向へ揃っていることが特徴である。従って、これにより、光散乱型液晶である高分子分散型液晶又はポリマーネットワーク型液晶とは異なり光散乱が起こらず偏光を用いた液晶素子に於いて高コントラストな表示が得られる点と、立下り時間を短くして液晶素子の応答性を向上させることが特徴である。更に、本発明に用いられる重合性液晶組成物は、ポリマーネットワーク層を液晶素子全体に形成させるものであり、液晶素子基板上にポリマーの薄膜層を形成させてプレチルトを誘起させるＰＳＡ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶組成物とは異なる。
【０３２７】
何れの濃度に於いてもＴｇの異なる重合性化合物を少なくとも二種類以上含有させて必要に応じてＴｇを調整することが好ましい。Ｔｇが高いポリマーの前駆体である重合性化合物は、架橋密度が高くなる分子構造を有する重合性化合物であって、官能基数が２以上であることが好ましい。又、Ｔｇが低いポリマーの前駆体は、官能基数が１であるか、又は２以上であって、官能基間にスペーサとしてアルキレン基等を有し分子長を長くした構造であることが好ましい。ポリマーネットワークの熱的安定性や耐衝撃性向上に対応することを目的にポリマーネットワークのＴｇを調整する場合、多官能モノマーと単官能モノマーの比率を適宜調整することが好ましい。又、Ｔｇはポリマーネットワークの主鎖、及び側鎖に於ける分子レベルの熱的な運動性とも関連しており、電気光学特性にも影響を及ぼしている。例えば、架橋密度を高くすると主鎖の分子運動性が下がり低分子液晶とのアンカーリング力が高まり駆動電圧が高くなると共に立下り時間が短くなる。一方、Ｔｇが下がるように架橋密度を下げるとポリマー主鎖の熱運動性が上がることにより、低分子液晶とのアンカーリング力が下がり駆動電圧が下がり立下り時間が長くなる傾向を示す。ポリマーネットワーク界面に於けるアンカーリング力は、上述のＴｇの他にポリマー側鎖の分子運動性にも影響され、多価分岐アルキレン基、及び多価アルキル基を有する重合性化合物を用いることでポリマー界面のアンカーリング力が下げられる。又、多価分岐アルキレン基、及び多価アルキル基を有する重合性化合物は、基板界面でプレチルト角を誘起させるのに有効で極角方向のアンカーリング力を下げる方向に作用する。
【０３２８】
重合性液晶組成物が液晶相を示した状態で、重合性液晶組成物中の重合性化合物を重合させることにより、重合性化合物の分子量が増加して液晶組成物と重合性化合物を相分離させる。二相に分離する形態は、含有する液晶化合物の種類や重合性化合物の種類に大きく依存して異なる。液晶相中に重合性化合物相が無数に島状の核として発生して成長するバイノーダル分解で相分離構造を形成しても良く、液晶相と重合性化合物相との濃度の揺らぎから相分離するスピノーダル分解により相分離構造を形成しても良い。バイノーダル分解によるポリマーネットワークを形成させるには、少なくとも低分子液晶の含有量を８５質量％以上にするのが好ましく、重合性化合物の反応速度が速い化合物を用いることにより可視光の波長より小さい大きさの重合性化合物の核を無数に発生させてナノオーダーの相分離構造が形成されるので好ましい。結果として重合性化合物相に於ける重合が進むと相分離構造に依存して可視光の波長より短い空隙間隔のポリマーネットワークが形成され、一方、ポリマーネットワークの空隙は低分子液晶相の相分離によるもので、この空隙の大きさが可視光の波長より小さいと、光散乱性が無く高コントラストで、且つポリマーネットワークからのアンカーリング力の影響が強まり立下り時間が短くなり高速応答の液晶表示素子が得られるようになり特に好ましい。バイノーダル分解に於ける重合性化合物相の核生成は、化合物の種類や組合せによる相溶性の変化や、反応速度、温度等のパラメーターに影響され適宜必要に応じて調整することが好ましい。反応速度は、紫外線重合の場合は、重合性化合物の官能基や光開始剤の種類及び含有量、紫外線照射強度によるもので反応性を促進するように紫外線照射条件を適宜調整すれば良く、少なくとも２０ｍＷ／ｃｍ２以上の紫外線照射強度が好ましい。低分子液晶が８５質量％以上では、スピノーダル分解による相分離構造でポリマーネットワークを形成させることが好ましい、スピノーダル分解では周期性のある二相の濃度の揺らぎによる相分離微細構造が得られるので可視光波長より小さい均一な空隙間隔を容易に形成するので好ましい。ポリマーネットワークで形成させることが好ましい。重合性化合物の割合が１５質量％未満ではバイノーダル分解による相分離構造を形成させることが好ましく、１５質量％以上ではスピノーダル分解による相分離構造を形成させることが好ましい。重合性化合物含有量が増加すると、温度の影響で低分子液晶相と重合性化合物相との二相分離する相転移温度が存在する。二相分離転移温度より高い温度では等方相を示すが、低いと分離が起こり均一な相分離構造が得られず好ましくない。温度により二相分離する場合は、二相分離温度より高い温度に於いて相分離構造を形成させることが好ましい。上述した何れの場合も、低分子液晶の配向状態と同様の配向状態を保持しながらポリマーネットワークが形成される。形成されたポリマーネットワークは、低分子液晶の配向に倣うように光学異方性を示す。ポリマーネットワーク中の液晶層の形態としては、ポリマーの３次元ネットワーク構造中に液晶組成物が連続層をなす構造、液晶組成物のドロップレットがポリマー中に分散している構造、又は両者が混在する構造、更に、両基板面を起点にポリマーネットワーク層が存在し、対面基板との中心付近では液晶層のみである構造が挙げられる。何れもの構造もポリマーネットワークの作用により０〜９０°のプレチルト角が液晶素子基板界面に対して誘起されていることが好ましい。形成するポリマーネットワークは、共存する低分子液晶を液晶セルの配向膜が示す配向方向へ配向させる機能を有することが好ましく、更に、ポリマー界面方向に対して低分子液晶をプレチルトさせる機能を有していることも好ましい。ポリマー界面に対して低分子液晶をプレチルトさせる重合性化合物を導入すると透過率の向上や液晶素子の駆動電圧を低くさせるのに有用で好ましい。又、屈折率異方性を有しても良く、配向方向へ液晶を配向させる機能は、メソゲン基を有する重合性化合物を用いることが好ましい。又、電圧を印加しながら紫外線照射等によりポリマーネットワークを形成させてプレチルトを形成させても良い。
【０３２９】
ＶＡモード等の垂直配向セルに対しては垂直配向を誘起するメソゲン基を有しない多価アルキル基、又は多価分岐アルキレン基を有する重合性化合物を用いても良く、メソゲン基を有する重合性化合物との併用でも好ましい。上述の重合性液晶組成物を用いて相分離重合により垂直配向セル内にポリマーネットワークが形成された場合は、繊維状、又は柱状のポリマーネットワークが液晶セル基板に対して低分子液晶の垂直方向と略同一の方向に形成されていることが好ましい。又、セル基板表面にある垂直配向膜に液晶が傾斜配向を誘起するようにラビング処理等を施してプレチルト角を誘起するようにした垂直配向膜が用いられた場合は、プレチルトして配向している低分子液晶と同方向に繊維状、又は柱状のポリマーネットワークが傾斜して形成されていることが好ましい。ポリマーネットワークの傾斜は、基板界面で自発的に起こるように重合性化合物を選定しても良い。又、電圧を印加して液晶を傾斜配向状態にして紫外線等を照射させてポリマーネットワークを形成させても良い。
更に、電圧を印加しながらプレチルト角を誘起する方法としては、重合性液晶組成物の閾値電圧よりも０．９Ｖ程度低い電圧から２Ｖ程度高い電圧の範囲で電圧を印加しながら重合させても良いし、閾値電圧以上の電圧をポリマーネットワーク形成過程中に数秒〜数十秒の短時間印加した後、閾値電圧未満にしてポリマーネットワークを形成させても良い。繊維状又は柱状のポリマーネットワークが透明基板平面に対して９０度〜８０度のプレチルト角を誘起するように傾斜して形成されるのでより好ましく、９０度〜８５度のプレチルト角が好ましく、８９．９度〜８５度のプレチルト角が好ましく、８９．９度〜８７度のプレチルト角が好ましく、８９，９度〜８８度のプレチルト角が好ましい。何れの方法で形成された繊維状、又は柱状のポリマーネットワークは、二枚のセル基板間を連結していることが特徴である。これにより、プレチルト角の熱的安定性が向上して液晶表示素子の信頼性を高められる。
【０３３０】
他に、繊維状、又は柱状のポリマーネットワークを傾斜配向させて形成することにより低分子液晶のプレチルト角を誘起させる方法として、官能基とメソゲン基の間にあるアルキレン基の炭素原子数が６以上のプレチルト角の誘起角度が小さい二官能アクリレートと官能基と、メソゲン基の間にあるアルキレン基の炭素原子数が５以上のプレチルト角の誘起角度が大きい二官能アクリレートを組合せ用いる方法が挙げられる。これらの化合物の配合比を調整することにより所望のプレチルト角を界面近傍で誘起させることができる。
【０３３１】
更に、可逆性の光配向機能を有する重合性化合物を少なくとも０．０１％以上１％以下の範囲で添加して繊維状、又は柱状のポリマーネットワークを形成させる方法が挙げられる。この場合、トランス体に於いて低分子液晶と同様の棒状の形態になり低分子液晶の配向状態へ影響を及ぼす。本発明の重合性液晶組成物に含有されている該トランス体は、紫外線をセル上面から平行光として照射すると紫外線の進む方向と該棒状の分子長軸方向が平行になるように揃い、低分子液晶も同時に該トランス体の分子長軸方向へ揃うように配向する。セルに対して傾斜して紫外線を照射すると、該トランス体の分子長軸が傾斜方向に向き液晶を紫外線の傾斜方向へ配向させるようになる。即ち、プレチルト角を誘起するようになり光配向機能を示す。この段階で重合性化合物を架橋させると誘起したプレチルト角が重合相分離で形成された繊維状、又は柱状のポリマーネットワークにより固定化される。従って、ＶＡモードで重要なプレチルト角の誘起は、電圧印加しながら重合相分離させる方法、誘起するプレチルト角が異なる重合性化合物を複数添加して重合相分離させる方法、可逆性の光配向機能を有する重合性化合物が示す光配向機能を用いて紫外線が進む方向へ低分子液晶及び重合性液晶化合物を配向させ重合相分離する方法を必要に応じて用い本発明の液晶素子を作製することができる。
【０３３２】
光配向機能を有する重合性化合物は、紫外線を吸収してトランス体になる光異性化合物であることが好ましく、更に、光配向機能を有する重合性化合物の反応速度が光配向機能を有する重合性化合物以外の重合性化合物の反応速度より遅いことが好ましい。紫外線照射されると、直ちに光配向機能を有する重合性化合物はトランス体になり光の進む方向に配向すると、周囲の重合性を含む液晶化合物も同様の方向へ配向する。この時、重合相分離が進行して低分子液晶長軸方向とポリマーネットワークの配向容易軸方向が光配向機能を有する重合性化合物の配向容易軸と同一方向へ揃い紫外線光が進む方向へプレチルト角が誘起される。
【０３３３】
更に、ＩＰＳやＦＦＳモード等の平行配向セルに於いては、重合性液晶組成物を用いて相分離重合により繊維状、又は柱状のポリマーネットワークが液晶セル基板面に有る配向膜の配向方向に対して低分子液晶は平行配向するが、形成された繊維状、又は柱状のポリマーネットワークの屈折率異方性又は配向容易軸方向と低分子液晶の配向方向と略同一の方向に形成されていることが好ましい。更に、繊維状、又は柱状のポリマーネットワークは、低分子液晶が分散している空隙を除いて略セル全体に存在していることがより好ましい。ポリマー界面方向に対して該プレチルト角を誘起させることを目的に、メソゲン基を有しない多価アルキル基、又は多価アルキレン基を有する重合性化合物とメソゲン基を有する重合性化合物を用いることが好ましい。
【０３３４】
更に、電気光学特性は、ポリマーネットワーク界面の表面積、及びポリマーネットワークの空隙間隔に影響されるが、光散乱を起こさないことが重要で、平均空隙間隔を可視光の波長より小さくすることが好ましい。例えば、該界面の表面積を広げて該空隙間隔を小さくさせるにはモノマー組成物含有量を増加させる方法がある。これにより、重合相分離構造が変化して該空隙間隔が微細になることにより該界面の表面積が増加するようにポリマーネットワークが形成され駆動電圧、及び立ち下がり時間が短くなる。重合相分離構造は、重合温度にも影響される。
【０３３５】
本発明に於いては、相分離速度を速くして重合させることで微細な空隙を有する相分離構造が得られるようにすることが好ましい。相分離速度は、低分子液晶と重合性化合物との相溶性や重合速度に大きく影響される。化合物の分子構造や含有量に大きく依存するので適宜組成を調整して使用することが好ましい。該相溶性が高い場合は、該重合速度の高い重合性化合物を用いることが好ましく、紫外線重合の場合は、紫外線強度を高めることが好ましい。又、重合性液晶組成物中の重合性化合物の含有量を増やすことも好ましい。相溶性が低い場合は、相分離速度は十分に速くなるので本発明の液晶素子を作製するのに好ましい。相溶性を低くする方法として、低温で重合させる方法が挙げられる。低温にすると液晶の配向秩序度が上がり、液晶とモノマーの相溶性が下がるため、重合相分離速度を速くすることができる。更に別の方法として、重合性液晶組成物を過冷却状態を示す温度にして重合させる方法も挙げられる。この場合、重合性液晶組成物の融点よりも僅かに低くすれば良いので、数度温度を低くするだけで相分離を速くさせることも可能になり好ましい。これらにより、モノマー組成物含有量数十％を液晶へ添加した場合に相当する重合相分離構造、即ち、立ち下がり時間が短くなるように作用する構造であるポリマーネットワーク界面の表面積が多く該空隙間隔が微細なポリマーネットワーク構造が形成される。従って、本発明の重合性液晶組成物は、立ち下がり時間が短くなるように配向機能、架橋密度、アンカーリング力、空隙間隔、を考慮して重合性液晶組成を適宜調整することが好ましい。
【０３３６】
本発明の重合性液晶組成物を用いた液晶素子において、高いコントラストの表示を得るには光散乱が起こらないようにする必要があるが、上述した方法を考慮して目的の電圧−透過率特性、及びスイッチング特性を得られるように相分離構造を制御して適切なポリマーネットワーク層構造を形成させることが重要である。ポリマーネットワーク層構造を具体的に説明すると次のようになる。
＜ポリマーネットワーク層連続構造＞
液晶相中に液晶表示素子全面にポリマーネットワーク層が形成され液晶相が連続している構造であって、ポリマーネットワークの配向容易軸や一軸の光学軸が低分子液晶の配向容易軸と略同一方向であることが好ましく、低分子液晶のプレチルト角を誘起するようにポリマーネットワークを形成させることが好ましく、ポリマーネットワークの平均空隙間隔を可視光の波長より小さい大きさで少なくとも４５０ｎｍより小さくすることにより光散乱は起こらなくなるので好ましい。更に、応答の立下り時間をポリマーネットワークと低分子液晶との相互作用効果（アンカーリング力）により低分子液晶単体の応答時間より短くするには、５０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲にする事が好ましい。立下り時間が液晶のセル厚の影響が少なくなりセル厚が厚くても薄厚並の立下り時間を示すようにするには、少なくとも平均空隙間隔が下限は２００ｎｍ付近で且つ上限は４５０ｎｍ付近の範囲に入るようにすることが好ましい。平均空隙間隔を減少させると駆動電圧の増加が課題になるが、駆動電圧の増加を２５Ｖ以下に抑制して立ち下がり応答時間を短くするには２５０ｎｍ近傍から４５０ｎｍの範囲に入るようにすれば良く、立下り応答時間が約５ｍｓｅｃから約１ｍｓｅｃの範囲に改善ができるので好ましい。又、駆動電圧が５Ｖ程度以内の増加に抑制するには、平均空隙間隔が３００ｎｍ付近から４５０ｎｍの範囲にすることが好ましい。更に、ポリマーネットワークの平均空隙間隔を制御して立下り応答時間を１ｍｓｅｃ以下の高速応答にすることも可能である。駆動電圧が３０Ｖ以上に増加する場合があるが、平均空隙間隔を５０ｎｍ付近から２５０ｎｍ付近の間にすれば良く、０．５ｍｓｅｃ以下にするには５０ｎｍ近傍から２００ｎｍ付近にすることが好ましい。ポリマーネットワークの平均直径は、平均空隙間隔と相反し、２０ｎｍから７００ｎｍの範囲にあることが好ましい。重合性化合物の含有量が増えると平均直径は増加する傾向にある。反応性を高くして重合相分離速度を高めるとポリマーネットワークの密度が増加してポリマーネットワークの平均直径が減少するので必要に応じて相分離条件を調整すれば良い。重合性化合物含有量が１０％以下の場合は、平均直径が２０ｎｍから１６０ｎｍにあることが好ましく、平均空隙間隔が２００ｎｍから４５０ｎｍ範囲に於いては、平均直径が４０ｎｍから１６０ｎｍの範囲であることが好ましい。重合性化合物含有量が１０％より大きくなると５０ｎｍから７００ｎｍの範囲が好ましく、５０ｎｍから４００ｎｍの範囲がより好ましい。
＜ポリマーネットワーク層不連続構造＞
液晶表示素子全面にポリマーネットワーク層が形成され液晶相が連続している構造に対して、重合性化合物含有量が低くなりセル全体にポリマーネットワーク層が被うのに必要な量が不足するとポリマーネットワーク層が不連続に形成される。ポリイミド配向膜等の基板表面の極性が高いと重合性化合物が液晶セル基板界面付近に集まり易く、基板表面からポリマーネットワークが成長して基板界面に付着するようにポリマーネットワーク層が形成され、セル基板表面からポリマーネットワーク層、液晶層、ポリマーネットワーク層、対向基板の順で積層されるように形成される。ポリマーネットワーク層／液晶層／ポリマーネットワーク層の積層構造を示し、且つセル断面方向に対して少なくともセル厚の０．５％以上、好ましくは１％以上、より好ましくは５％以上の厚さのポリマーネットワーク層が形成されているとポリマーネットワークと低分子液晶とのアンカーリング力の作用により立下り時間が短くなる効果が発現して好ましい傾向を示す。但し、セル厚の影響が大きくなるのでセル厚を増すと立ち下がり時間が長くなる場合は、ポリマーネットワーク層の厚さを必要に応じて増加させれば良い。ポリマーネットワーク層に於けるポリマーネットワークの構造は、低分子液晶と配向容易軸や一軸の光学軸が略同一の方向へ揃っていれば良く、低分子液晶がプレチルト角を誘起するように形成されていれば良い。平均空隙間隔は９０ｎｍから４５０ｎｍの範囲が好ましい。
【０３３７】
例えば、重合性化合物含有量が１質量％から６質量％にする場合は、アンカーリング力の高いメソゲン基を有する二官能モノマーを用いることが好ましく、官能基間の距離が短い構造で重合速度が速い二官能モノマーを用いることが好ましく、０℃以下の低温で重合相分離構造を形成させることが好ましい。重合性化合物含有量を６質量％から１０質量％未満にする場合は、該二官能モノマーとアンカーリング力が低い単官能モノマーとの組み合わせが好ましく、必要に応じて２５℃から−２０℃の範囲で重合相分離構造を形成させることが好ましい。更に、該融点が室温以上であれば該融点より５℃程度低くすると低温重合と同様な効果が得られるので好ましい。重合性化合物含有量を１０質量％から４０質量％にする場合は、ポリマーバインダ、又はポリマーネットワークの影響が低分子液晶の配向や駆動電圧に大きく影響を及ぼし駆動電圧を増大させるので、低分子液晶の配向機能を有し、且つアンカーリング力が比較的弱いメソゲン基を有する重合性化合物を用いることが好ましい。例えば、アンカーリング力が弱くメソゲン基を有する重合性化合物は、官能基とメソゲン基の間にあるアルキレン基の炭素数を増やすことが有効で炭素数が５〜１０が好ましい。又、重合性化合物が３０質量％を超えるとポリマーバインダ中に液晶滴が分散した状態になることもあり、この場合でも屈折率異方性を有しているポリマーバインダであって基板面の配向膜が示す配向方向とポリマーバインダの光軸方向が揃うことが好ましい。
【０３３８】
重合性液晶組成物中の重合性化合物の濃度が高いほど、液晶組成物とポリマー界面とのアンカーリング力は大きくなり、τｄは高速化する。一方、液晶組成物とポリマー界面とのアンカーリング力は大きくなると、τｒは低速化する。τｄとτｒの和を１．５ｍｓ未満とするためには、重合性液晶組成物中の重合性化合物の濃度は、１質量％以上４０質量％未満であり、２質量％以上１５質量％以下が好ましく、３質量％以上８質量％以下がより好ましい。
【０３３９】
ＴＦＴ駆動液晶表示素子に用いる場合は、フリッカーの抑制、焼付けによる残像等の信頼性を向上させる必要があり電圧保持率が重要な特性になる。電圧保持率を低下させる原因は、重合性液晶組成物内に含有しているイオン性不純物にあると考えられる。特に、可動イオンが電圧保持率に強く影響を及ぼす。そのため、少なくとも比抵抗を１０１４Ω・ｃｍ以上が得られるように精製処理等を施し可動イオンを取り除くことが好ましい。又、ラジカル重合でポリマーネットワークを形成させると光重合開始剤等から発生するイオン性不純物により電圧保持率が低下する場合があるが、有機酸や低分子の副生成物発生量が少ない重合開始剤を選定することが好ましい。
【０３４０】
［液晶表示素子］
本発明の液晶表示素子は、少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した液晶組成物中に重合体又は共重合体を含有し、該重合体又は共重合体の含有量が該液晶組成物及び該重合体又は共重合体の合計の質量の０．５質量％以上４０質量％未満であり、該重合体又は共重合体がポリマーネットワークを形成し、該ポリマーネットワークが一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸を有し、且つ異なる２種以上の配向状態を有するものである。本発明の液晶表示素子は、少なくとも一方の透明基板上に液晶組成物を配向させるための配向膜を有することが好ましい。基板に設けられたこの配向膜と基板に設けられた電極に電圧を印加して、液晶分子の配向が制御される。ポリマーネットワーク又はポリマーバインダが一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸方向を有し、ポリマーネットワーク又はポリマーバインダの光軸方向又は配向容易軸方向と低分子液晶の配向容易軸方向が同一方向であることが好ましい。この点で、一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸方向を有さない光散乱型のポリマーネットワーク液晶や高分子分散型液晶とは異なる。
【０３４１】
更に、配向膜の配向容易軸方向とポリマーネットワーク又はポリマーバインダの配向容易軸方向が同一であることが好ましい。偏光板、位相差フィルムなどを具備させることにより、この配向状態を利用して表示させる。液晶表示素子としては、ＴＮ、ＳＴＮ、ＥＣＢ、ＶＡ、ＶＡ−ＴＮ、ＩＰＳ、ＦＦＳ、πセル、ＯＣＢ、コレステリック液晶などの動作モードに適用できる。中でも、ＶＡ、ＩＰＳ、ＦＦＳ、ＶＡ−ＴＮ、ＴＮ、ＥＣＢが特に好ましい。尚、本発明の液晶表示素子は、液晶組成物中に重合体又は共重合体を含有する点で、配向膜上に重合体又は共重合体を有するＰＳＡ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶表示素子とは異なる。
【０３４２】
液晶組成物中の重合体又は共重合体の含有量は、該液晶組成物及び該重合体又は共重合体の合計の質量の０．５質量％以上４０質量％未満であるが、下限値としては０．７質量％以上が好ましく、０．９質量％以上が好ましく、上限値としては３０質量％未満が好ましく、２０質量％未満が好ましい。
【０３４３】
ＰＳＡ型液晶表示素子では、ラビング配向処理の代わりに電極に３〜５μｍ幅の複数のスリットを設けスリット方向へ液晶を傾斜配向させることにより配向処理が省略される。量産技術では、数十ボルトとの電圧を印加しながら紫外線照射すると、基板界面にプレチルト角（基板法線に対しての傾斜角）が得られるように液晶の配向が高分子安定化され、ポリマーの薄膜が形成される。この高分子薄膜の作用でプレチルト角が誘起されることを利用してＰＳＶＡ（ｐｏｌｙｍｅｒ−ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  ｖｅｒｔｉｃａｌ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）ＬＣＤ又はＰＳＡＬＣＤの製造に用いられている。又、視野角向上を目的に、マルチドメインが形成できるように設計されたパターン電極を用い一つの画素内のプレチルト角方向を複数に分割している。負の誘電異方性を有する液晶を用いた場合は、液晶の垂直配向からベンド配向へ遷移するように飽和電圧以上の電圧をセルに印加して紫外線照射すると液晶中に微量に添加したモノマーが垂直配向膜上で重合する際に、ベンド変形端である僅かに傾斜した液晶配向を高分子安定化させてプレチルト角を誘起する配向膜が形成される。これにより、紫外線照射を終了し、電圧印加を切ると僅かに傾斜した（プレチルト）垂直配向が得られる。しかし、セル全体にポリマーネットワーク等を形成させて応答の緩和時間を改善させることが可能な液晶表示素子にこの方法を適用させると、飽和電圧以上の数十ボルトの電圧を印加して紫外線照射するのでポリマーネットワークが液晶を平行配向状態で高分子安定させる。これは、ポリマーネットワークの屈折異方性又は配向容易軸が液晶分子を平行配向状態に保持するように形成されるため、垂直配向を得ることができなくなる。
【０３４４】
垂直配向型のＬＣＤでは、電圧印加で傾斜配向の傾斜方位を一定方向へ揃える目的でセル法線方向に対して２度以内のプレチルト角を付与することにより透過率、応答時間等の電気光学特性の改善を図っている。しかし、プレチルト角を誘起するように僅かに傾斜したポリマーネットワークを形成させるには、液晶の閾値電圧より僅かに高い電圧を印加して液晶が２度以内に傾斜配向した状態で形成させることが考えられる。ところが、ＰＶＡ（Ｐｔｔｅｒｎｅｄ  ｖｅｒｔｉｃａｌ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）等の電極形状により傾斜配向方向を一定に揃える液晶表示素子では、閾値電圧近傍の低い電圧を印加してポリマーネットワークの屈折異方性又は配向容易軸を形成させると液晶の傾斜配向方位が定まらないことが理由で透過率が低下する。これは、閾値電圧近傍の電圧印加では、ベンド配向へ僅かに変形するだけで、ベンド変形に於ける配向膜側の端は略垂直であり、垂直配向膜の影響が強いため基板界面付近での液晶は垂直配向になることが起因して傾斜配向方位が基板界面付近では一定方向へ規定できず不安定になることが原因である。一方、電気光学特性の飽和電圧以上の高い電圧を印加すると基板界面近傍の液晶は傾斜配向状態になり、且つ、電界が強いのでパターン電極による電界分布の影響が強くなり傾斜配向方位が一定方向になり透過率向上に寄与できるようになる。しかし、セル全体に平行配向のポリマーネットワークが形成されるので上述したように垂直配向が得られなくなる。
【０３４５】
傾斜配向方位は、電極パターンの種類に大きく依存するので、例えば、図１３に示すフィッシュボーン（Ｆｉｓｈｂｏｎｅ）型電極は、交互に３〜５μｍ程度の幅の微細なライン電極とライン電極と同様な幅の線状スリットが複数繰り返し配置されているが、このパターン電極に於いて液晶の傾斜配向方位は、スリット方向へ略平行になるようにライン電極上の液晶は配向する。従って、スリット方向へ傾斜配向方位が一定になるような配向記憶をポリマーネットワークの屈折異方性又は配向容易軸として持たせる必要がある。又、Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔのパターン電極の場合は、点電極と略正方形の対向電極から成るサブピクセル構造である。中心軸は、電圧を印加しても垂直配向しているが、中心軸の点電極を起点に液晶ダイレクターが放射状に傾斜配向する。素子を上から見た場合、傾斜配向方位は、中心軸から放射状に液晶ダイレクターが３６０度連続的に配向する。高い電圧を印加することにより配向状態をポリマーネットワークの一部で高分子安定化させると放射状の傾斜配向方位が安定化するようにポリマーネットワークが一部形成される。紫外線照射中に電圧を閾値電圧未満にすることにより液晶は略垂直配向に戻り、この状態で紫外線照射を継続させると、略垂直配向になるようにポリマーネットワークの屈折異方性又は配向容易軸が形成され放射状の傾斜配向方位が軌跡としてポリマーネットワークに残すことが可能になり電圧印加時の配向制御と電圧無印加時の垂直配向を両立させることができる。
【０３４６】
即ち、ＰＶＡの液晶表示素子に於いては、閾値電圧以上の電圧を印加して得られる配向状態を高分子安定化させるためポリマーネットワークの屈折率異方性又は配向容易軸を液晶配向状態と一致するように形成した場合と、閾値電圧未満の電圧を印加して得られる配向状態を高分子安定化させるためポリマーネットワークの屈折率異方性又は配向容易軸を液晶配向状態と一致するように形成した場合の二つの異なる液晶の配向状態を安定化させるポリマーネットワークを共存させることにより、それぞれ形成されるポリマーネットワークの液晶配向への影響力が異なる。例えば、閾値電圧未満の液晶の配向状態を安定化させるポリマーネットワークのみが形成されていると、電圧のスイッチングにより液晶の配向を変移させた場合、ポリマーネットワークからの影響を受けた液晶の配向状態が、液晶表示素子が本来必要とする液晶の配向状態とは異なるため、ＰＶＡセルのスイッチングに於ける配向変移後の配向に歪みが発生して所望の配向状態が得られず電気光学効果に影響を及ぼして、コントラスト、透過率等が低下する。そのため、ポリマーネットワークに閾値電圧以上の電圧を印加して得られる配向状態と閾値電圧未満の電圧を印加して得られる配向状態の二つの配向状態を共存させることにより両状態間の配向変移が容易になり、表示特性が良好になる。従って、閾値電圧以上に於ける液晶の配向状態と閾値電圧未満に於ける液晶の配向状態を高分子安定化させ、二つの配向状態を混在させるようにポリマーネットワークで形成させるためには、重合性液晶組成物に含有している重合性化合物の一部を閾値電圧以上の液晶の配向状態を安定化させる目的に使用し、残りの重合性化合物を閾値電圧未満の液晶配向状態を安定化させるように形成されるポリマーネットワークに使用することが好ましい。閾値電圧以上の電圧を印加した後に、紫外線重合中に閾値電圧未満の電圧を印加すると液晶配向の遷移が起こるが、この遷移時に配向欠陥が発生する場合があり、この配向欠陥が高分子安定化されると閾値電圧未満に於ける液晶の配向状態の均一性が損ないコントラストや透過率の低下原因になるので好ましくない。特に、閾値電圧以上の電圧が飽和電圧以上の場合、紫外線照射中に閾値電圧未満の電圧へ変化させて液晶配向遷移を起こすと配向欠陥が多く発生する。そのため、飽和電圧以下の電圧を印加することで配向遷移時の配向欠陥（ディスクリネーション）の発生を抑制させる必要があるが、同時に、上述したように基板界面の液晶に於ける傾斜が弱まり傾斜方位方向が不安定になるので好ましくない。紫外線重合中の配向遷移で発生する配向欠陥を抑制させるためには、紫外線重合中の閾値電圧以上の電圧から閾値電圧以下の電圧に下げる中間の電圧を印加し、少なくとも液晶の応答時間以上の時間で印加し、ポリマーネットワークの形成に影響を及ぼさない時間であることが好ましく、配向欠陥の発生を抑制できる時間であれば良く、配向欠陥を高分子安定化しない時間であれば良く、液晶中に於ける重合性化合物の反応性に依存し少なくとも５秒以内が好ましい。又、中間の電圧は、少なくとも閾値電圧以上で、且つ飽和電圧以下であり、中間階調の電圧であることが好ましい。波形は、矩形波が好ましく、閾値電圧以上の電圧、間の電圧、閾値電圧以下の電圧の順で段階的に電圧が低くなる階段状の波形であることが好ましい。又、間の電圧は、閾値電圧以上の電圧から閾値電圧以下の電圧まで連続的に電圧を下げるランプ波でも良い。更に、中間の電圧を印加する以外の方法で配向欠陥が高分子安定化されて残らないようにするには、紫外線照射途中で閾値電圧以上の電圧を切るが、電圧印加と同期して紫外線照射を中断し、液晶の配向が略垂直配向になるような閾値電圧以下の電圧を再び印加するが、この時に電圧と同期して再び紫外線を照射すれば良い。即ち、紫外線を連続的に照射する場合は、照射中の液晶配向遷移する際に中間電圧を印加すれば良い。紫外線を断続的に照射する場合は、液晶配向遷移する際に紫外線照射を一瞬中断し遷移が完了した時点で紫外線を照射すれば良い。
【０３４７】
更に、これらの二つの異なる配向状態をそれぞれ安定化させる作用のあるポリマーネットワークが混在した状態になるので、ポリマーネットワーク形成後の素子における電圧無印加時の液晶配向状態は、二つの異なる配向状態を保持しようとするポリマーネットワークに影響され、それぞれのポリマーネットワークの影響力の均衡で電圧無印加時の液晶配向状態が決まる。例えば、垂直配向モードの液晶表示素子に於いては、閾値電圧未満の液晶配向状態を安定化させるポリマーネットワークの影響力を強くすると、液晶表示素子が本来必要とする垂直配向を示し、液晶表示のコントラストを高くするので好ましい。反対に、閾値電圧以上の液晶の配向を安定化させるポリマーネットワークの影響力が強すぎると、液晶のプレチルト角が増加しコントラストが低下する方向へ向かう。液晶表示素子の透過率やコントラストを高くして表示品位を高めるためには、二つの異なる液晶配向状態を安定化させるポリマーネットワークのそれぞれの影響力のバランスの調整が重要で、例えば、ＰＶＡセルにおいては、閾値電圧以上の液晶の配向状態を安定化させるように作用するポリマーネットワークの影響力が強すぎると最大透過率は向上するが黒レベルが増加してコントラスの低下を引き起こす。又、閾値電圧未満の液晶の配向状態を安定化させるように作用するポリマーネットワークの影響力が強すぎると良好な黒レベルが得られるが最大透過率の低下を引き起こしコントラストが低下して好ましくない。
【０３４８】
ベンド配向変形等の液晶が傾斜する電圧を印加して液晶の傾斜配向の方位が一定にすると最大透過率が向上するので、傾斜配向方位が一定になるように閾値電圧以上の液晶配向状態を安定化させるように形成したポリマーネットワークの影響を僅かにしておき、紫外線照射途中で閾値電圧未満を印加して良好な黒レベルが得られるような略垂直の配向状態を安定化させるようにポリマーネットワークを形成させると良好な黒レベルと傾斜配向の方位が一定になり最大透過率が高くなるので高コントラストが得られるようになり表示品位が向上して好ましくなる。この時、傾斜配向方位が一定になるように形成されたポリマーネットワークの影響力を僅かにするためには、閾値電圧以上の電圧を印加してポリマーネットワークが形成されて傾斜配向が完全に高分子安定化されないようにする電圧印加時間であることが好ましく、紫外線照射中に閾値電圧以下の電圧を印加した時に略垂直配向が得られるようにして紫外線照射を継続すれば良い。
［液晶表示素子の製造方法とポリマーネットワークの作用］
本発明の液晶表示素子の製造方法は、少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に、該重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程、及びその後紫外線を照射したまま電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程を含有する方法である。これにより閾値電圧以上の液晶の配向状態と閾値電圧未満の液晶の配向状態を、それぞれ安定化させるポリマーネットワークを形成させて、二つの異なる液晶配向状態を安定化させるポリマーネットワークを混在させて形成させる方法である。又、パターン電極セル等を含む垂直配向モード液晶表示素子の場合は、重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程において、ベント配向変形に於いて重合性液晶組成物中の液晶分子が透明基板平面近傍で透明基板平面に対して０度から３０度の範囲で傾斜して配向しており、紫外線を照射したまま前記電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程において、略垂直配向しており透明基板平面近傍で前記液晶分子が透明基板平面に対して８０度から９０度に傾斜して配向しているのが好ましい。液晶分子が透明基板平面に対して０度から３０度の範囲で傾斜して配向している状態は、液晶の複屈折率が電圧印加で増加した状態を示し液晶の配向状態が透明基板平面に対して０度になると複屈折率が最大になり好ましいが、基板平面に対して３０度傾斜した配向であっても好ましい。特に、ＰＶＡセルでは傾斜方位が一定にすることが出来るので好ましい。何れも、電圧印加による液晶の傾斜配向方位が一定方向になるように配向が安定化させるポリマーネットワークを形成させることが好ましい。
【０３４９】
この時、傾斜配向方位が一定になるように形成されたポリマーネットワークの影響力を僅かにするためには、紫外線照射中に閾値電圧以上の電圧を印加して液晶をベンド配向変形起こさせるが、この状態の時間を閾値電圧以下の電圧を印加する時間より短くすることが好ましく、閾値電圧以上の電圧印加を終了する際には配向遷移が起こる状態であれば良い。傾斜配向方位が一定になるように形成されたポリマーネットワークの影響力が強い場合は、プレチルト角が増加して必要な黒レベルが得られなくなるので、これを避けるためには、紫外線照射中に閾値電圧以下の電圧を印加するとベント配向変形から略垂直配向へ遷移するようにして紫外線照射を継続すれば良く、液晶中に残存する重合性化合物が無くなるようにすることが好ましい。紫外線を照射したまま前記電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程において、主なポリマーネットワークを形成させることが好ましい。この時、閾値電圧以上の電圧を印加する時間と閾値電圧以下の電圧を印加する時間と割合でプレチルト角の大きさが決まり閾値電圧以上を印加する時間は、重合相分離過程に於いて液晶中に全くポリマーネットワークが形成されていない初期状態から重合相分離が始まり一部にポリマーネットワークが形成される時点まであって、電圧印加を止めるとベンド配向変形から略垂直配向に戻ることが可能な状態であることが好ましい。閾値電圧以上の電圧を印加する時間は、１秒から１５秒であることが好ましい。この工程から次の工程に移る際には、略垂直配向への配向遷移が起こる状態で閾値電圧以下を印加して紫外線を照射することが好ましく、ポリマーネットワークを完全に形成させ液晶中の残存する重合性化合物を無くすことが好ましい。閾値電圧以下を印加した状態は、略垂直配向状態であるが僅かなベンド配向変形であっても良く、必要な黒レベルと傾斜配向方位が一定になるようにして必要に応じて電圧を調整する。尚、閾値電圧以下の電圧を印加する時間は、ポリマーネットワークの形成が略終了するまでで良く、液晶中に残存するモノマーが量が微量で残存モノマーが重合しても電気光学特性に影響を及ぼさない場合は、閾値電圧以下の電圧を印加しなくても良い。
【０３５０】
更に、前記閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程、及びその後紫外線を照射したまま電圧を閾値電圧未満にして紫外線を照射させる工程との間に、紫外線を照射したまま少なくとも閾値電圧以上で、且つ飽和電圧以下である中間階調の電圧を印加する工程を設けても良い。中間階調電圧は、最初の工程の印加電圧未満で、且つ閾値電圧以上であることが好ましい。中間階調電圧は、ベント配向変形から略垂直配向への遷移を遅延させる目的で印加する。遅延効果により配向欠陥の発生が抑制されるので必要に応じて印加することが好ましい。
【０３５１】
液晶分子が透明基板平面に対してプレチルト角として８０度から９０度に傾斜して配向している状態は、電圧無印加時において透明基板平面に対して９０度に液晶が配向すると複屈折率が最小になり液晶表示素子の高コントラスト化に有用で好ましいが、電圧を印加した際に一定方向へ傾斜配向させるためにはプレチルト角として基板平面に対して８９．９度から８５度以内に傾斜していることがより好ましい。基板平面に対して８０度を超えると複屈折率が増加して透過光量が増加するため表示のコントラストが低下して好ましくなく、基板平面に対して８５度以上で表示の黒レベルが良好になり高コントラストが得られるので好ましい。また、ＩＰＳ（Ｉｎ−ｐｌａｎｅ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）表示モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードの液晶表示素子においては、重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程において、重合性液晶組成物中の液晶分子が透明基板平面に対して印加電圧に依存して０度から９０度の範囲で傾斜して配向しており、紫外線を照射したまま前記電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程において、印加電圧に依存して前記液晶分子が透明基板平面に対してプレチルト角として０度から３０度に傾斜して配向しているのも好ましい。
【０３５２】
液晶分子が透明基板平面に対して０度から９０度の範囲で傾斜して配向は、電圧を印加した液晶の配向状態を安定化させるようにポリマーネットワークを形成させる。但し、電圧印加を止めた際には、閾値電圧未満に対応した液晶の配向状態になることが前提条件である。ＩＰＳモードの場合は、素子に用いられる配向膜の性質の傾斜角度が大きく依存し、１度から２度程度の範囲になっても良く、プレチルト角が捩れ配向を含む液晶分子の傾斜角度が０．５度から３度が好ましく、０度から２度以内が好ましい。重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程においては、捩れ変形の状態になるような電圧を印加することが好ましく、紫外線を照射したまま前記電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程においては、捩れ変形が高分子安定化しない状態で電圧を閾値電圧未満にして平行配向の黒表示になる条件で重合させることが好ましい。ＦＦＳモードの場合は、閾値電圧以上の電圧を印加すると液晶の配向状態は、素子内の電界分布に依存してスプレイ配向、ベンド配向、捩れ配向状態が共存するが主にスプレイ配向と捩れ配向状態を示す。これらの状態の液晶分子の配向状態に於ける傾斜角は、０度から４５度の範囲に入り、配向をポリマーネットワークで安定化させると同様の範囲が安定化されることが好ましい。但し、電圧印加を止めた際には、閾値電圧未満に対応した液晶の配向状態になることが前提条件で、これらの状態から平行配向なる状態に戻して紫外線を照射することが好ましい。ＴＮモードでは、４５度から９０度範囲の傾斜角度になっていることが好ましい。
【０３５３】
一方、閾値電圧未満の電圧を印加して液晶の配向状態を安定化するようにポリマーネットワークを形成させるが、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、及びＴＮモードの場合は、ラビング配向処理により基板界面にプレチルト角が１度〜３度程度あるので、閾値電圧未満の電圧を印加した液晶の配向状態を安定化させるようにポリマーネットワークを形成させることが好ましく、液晶の配向の角度がこの範囲に傾斜しても良いく、光配向膜等の他の配向処理方法を用いてプレチルト角が捩れ配向を含む液晶分子の傾斜角度が０．５度から３度が好ましく、０度から２度以内が広視野角を得るには有用でより好ましい。
【０３５４】
また、印加する電圧が交流波形であって、重合性液晶組成物が誘電異方性を示す範囲の周波数を有するものであるのが好ましい。波形は、ピーク電圧が一定にした場合に実効電圧が高くできる矩形波が好ましい。周波数の上限は、液晶表示素子に用いられる駆動回路により画素に伝達される信号が減衰しない範囲の周波数であれば良く、少なくとも周波数が２ｋＨｚ以下であることが好ましい。紫外線照射前の重合性液晶組成物が示す誘電率の周波数依存性において誘電異方性が示す周波数で１０ｋＨｚ以下であれば良い。下限値は、素子を駆動した際にフリッカーが起こる場合があり、この場合にフリッカーが最小になる周波数であれば良く、少なくとも２０Ｈｚ以上が好ましい。
【０３５５】
本発明の液晶表示素子の製造方法は、上述のように二つの液晶配向状態を保持するようにポリマーネットワークを形成することに特徴があるが、それぞれの液晶配向状態を保持するように形成されたポリマーネットワークは、ポリマーネットワークの屈折率異方性又は配向容易軸が閾値電圧以上の液晶配向方向、又は閾値電圧未満の液晶配向方向に一致するように形成される。これにより、電圧印加時の液晶の配向を安定化させるポリマーネットワークと、電圧無印加時の液晶の配向の安定化させるポリマーネットワークが共存させた状態を作ることになり、電圧無印加時の液晶配向状態から電圧印加により配向変形させる際に起こる配向歪を抑制させてコントラストの向上等の表示特性を改善させることが可能になる。一方、電圧無印加時の液晶配向状態を保持するように形成されるポリマーネットワークのみだけでは、電圧印加時の液晶配向状態へ変移する際に、閾値電圧未満の液晶配向を保持するように形成されたポリマーネットワークの影響力が強いので閾値電圧以上の液晶配向状態に変移するとき配向歪を与えて透過率を下げる原因になる。電圧印加時の液晶の配向を安定化させるポリマーネットワークをポリマーネットワークの一部に形成させることによりスイッチングで起きる配向変移の歪を抑制させ、本来必要とする液晶配向の変移が得られるようになり透過率を向上させられる。尚、電圧印加時及び電圧無印加時の各液晶の配向状態を安定化させるように形成されるポリマーネットワークは、二つの異なる液晶の配向に沿うようにポリマーネットワークの屈折率異方性又は、配向容易軸を形成させることが特徴である。
【０３５６】
更に、紫外線照射中の閾値電圧以上の電圧の印加時間により、閾値電圧以上の液晶状態を安定化させるために形成されたポリマーネットワークの影響力が変化し、電気光学特性を変化させることが可能になる。例えば、電圧印加時の液晶の配向状態が基板平面に対して０度から３０度の傾斜配向を含む平行配向としてポリマーネットワークを形成させた場合、紫外線照射中の閾値電圧以上の電圧の印加時間を短くすると、平行配向を保持しようとする作用が僅かなため、垂直配向を保持しようとするポリマーネットワークの作用に従い液晶が配向しようとする。更に、二つの異なる配向を保持したポリマーネットワークからの両配向の影響力が均衡して透明基板法線方向に対してプレチルトが１度以内と小さな角度が誘起される。紫外線照射中の閾値電圧以上の電圧の印加時間を長くするのにともない、平行配向を保持しようとするポリマーネットワークの影響が強まるので垂直配向を保持する力と平行配向を保持する力の均衡からプレチルト角が増加し、プレチルト角が増加して透明基板法線方向に対して１０度以上にすることが可能になる。又、紫外線照射中の閾値電圧以上の電圧の印加時間は、用いられる重合性液晶組成物が持つ反応性に大きく依存するので適宜調整して所望のプレチルト角が得られるようにすることが好ましい。特に、基板平面に対し８０度から９０度の範囲でプレチルト角が得られるようにすることが好ましく、８５度から８９．９度にすることがより好ましく、８７度から８９．９度にすることが更に好ましい。
【０３５７】
閾値電圧以上の電圧を印加して得られる液晶の配向状態を保持しようと形成されたポリマーネットワークは、負の誘電異方性を用いた垂直配向モードの液晶表示素子に於いては、平行配向状態か、又は方位角が一定の傾斜配向が望ましい。閾値電圧未満で得られる配向状態は、略垂直配向であることが好ましく、特に、基板平面に対して８０度から９０度の略垂直の配向が好ましく、高コントラストが得られるような良好な黒レベルを示す配向状態であることが好ましい。負の誘電異方性、又は正の誘電異方性を用いた横電界によるＩＰＳ（Ｉｎ−ｐｌａｎｅ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）表示モードに於いては、紫外線照射中の閾値電圧以上の電圧を印加して得られる液晶の配向状態は、捩れ配向であることが好ましい。閾値電圧未満で得られる配向状態は、方位角が一定の平行配向であることが好ましい。ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードに於いては、紫外線照射中の閾値電圧以上の電圧を印加して得られる配向状態が少なくともベンド配向、スプレイ配向、傾斜配向の何れか、又は複数混在した配向状態であることが好ましい。閾値電圧未満に於いては略平行配向であることが好ましい。電圧印加時の液晶の配向状態を保持するようにポリマーネットワークを形成させた後、閾値電圧未満の液晶の配向状態を高分子安定化させることにより、ポリマーネットワーク形成完了後に電圧を印加した場合の液晶の配向状態へ容易に配向変形できるようになり、高透過率と高速応答を両立させることができる。
【０３５８】
紫外線照射時の印加電圧は、ポリマーネットワーク形成後の液晶表示素子の表示が高コントラストになるように適宜調整することが好ましく、紫外線照射前の重合性液晶組成物の電気光学効果の特性に大きく依存するので重合性液晶組成物が示す電圧−透過率特性に合わせる必要がある。閾値電圧以上の電圧としては、重合性液晶組成物の電圧−透過率特性電圧における透過率の全変化量に対して１０％以上になる電圧Ｖ１０以上であることが好ましく、透過率の全変化量が２０％以上になる電圧Ｖ２０以上がより好ましく、透過率の全変化量が５０％以上になる電圧Ｖ５０以上がより好ましい。但し、閾値電圧の６倍以下の電圧であることが好ましい。紫外線照射中に印加する閾値電圧以上の電圧は、交流電圧を印加することが好ましく、矩形波を印加することが好ましい。周波数は、フリッカーが目視で認識できない周波数にすることが好ましく、ＴＦＴ基板等の電子回路がガラス基板上に形成されている場合は、重合電圧の減衰が起きない周波数であれば良く、３０Ｈｚから５ｋＨｚ程度あることが好ましい。
【０３５９】
紫外線照射の途中で印加する電圧を閾値電圧以上から閾値電圧未満にするが、閾値電圧未満の電圧としては、液晶の配向が電圧で変化しない範囲であればよく、０Ｖ以上で閾値値電圧の９０％未満の電圧が好ましく、８０％未満の電圧が好ましく、７０％以下であることがより好ましい。また、紫外線照射中に印加電圧を閾値電圧以下にするが、この時に液晶表示素子に於けるＯＦＦ時の液晶配向状態になるように戻すことが好ましく、例えば、上述したように垂直配向モードに於いては垂直配向に戻せば良く、ＦＦＳモードやＩＰＳモードでは平行配向にすれば良い。液晶表示素子ＯＦＦ時の液晶配向状態になるように戻す為には、電圧印加時の液晶の配向を安定化させるポリマーネットワークの影響力が僅かな状態で閾値電圧未満の電圧へ下げることが好ましい。
【０３６０】
閾値電圧以上の電圧を印加した後に紫外線を照射するが、紫外線照射中に電圧印加時間が長くなると、紫外線照射中に電圧印加時の液晶の配向を安定化させるポリマーネットワークの影響力が増大して必要とする液晶表示素子ＯＦＦ時の液晶配向状態へ戻らなくなり好ましくなくなる。そのため、最適な紫外線照射中の電圧を適宜最適化して本発明の液晶表示素子を製造することが好ましい。又、紫外線照射中の電圧を閾値電圧未満にする際、重合性液晶組成物の液晶に於ける応答の緩和時間を調整する目的で、電圧を紫外線照射途中で徐々に低くして印加電圧の降下時間を紫外線照射中の液晶に於ける応答緩和時間よりも長くすることにより応答緩和過程で起こるバックフローの影響を最小限にするようにしても良く、印加電圧の降下時間は、１０ｍｓ以上から１０００ｍｓ以内であることが好ましい。又、反対に速く下げる場合も良く、少なくとも重合性液晶組成物が示す緩和時間より短くすることが好ましく、１００ｍｓ以下が好ましい。
【０３６１】
閾値電圧以上の電圧が印加された状態で紫外線照射することで平行配向成分のポリマーネットワークを部分的に形成させ、紫外線照射を継続しながら電圧を閾値電圧未満にすることで液晶を垂直配向に戻すことで重合相分離を完了させる。フィッシュボーン型電極液晶セルに於いては、上述の平行配向成分と垂直配向成分の比率でプレチルト角は変化させることが可能でポリマーネットワーク形成初期過程で電圧を切ると傾斜配向方位が定まり、垂直配向を残存モノマーで形成することにより垂直配向と傾斜配向方位の両立が可能になりナノ相分離液晶に於ける配向制御技術となる。
【０３６２】
尚、平行配向状態とは、電圧が印加されて負の誘電異方性液晶が略平行配向状態になることを意味し、基板面に対して０．１度から３０度の範囲が好ましく、０．１度から１０度の範囲で傾斜配向していることが好ましい。電圧が無印加の場合の垂直配向は、垂直配向膜の作用で略垂直配向状態になることを意味し、液晶の配向が基板平面に対して８０から８９．９度に傾斜して配向していることが好ましく、８５度から８９．９度に傾斜していることがより好ましい。
【０３６３】
正の誘電異方性液晶の場合は、電圧が印加されると垂直配向が得られるが、液晶配向状態が基板平面に対して４５度から８９．９度の範囲で液晶が傾斜して配向していることも含まれる。
電圧が無印加の場合の平行配向は、平行配向膜の作用で略平行配向状態になることを意味し、液晶の配向が基板平面に対して０．１から３０度に傾斜して配向していることが含まれる。
【０３６４】
したがって、本発明に係る液晶表示素子の製造方法は、少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に対して紫外線を照射する光照射工程と、前記少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に対して該重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加する電圧印加工程と、を有し、前記光照射工程を開始する時点で前記電圧印加工程の電圧が印加されていることが好ましい。従って、前記電圧印加工程と前記光照射工程が同時でも良く、前記電圧印加工程より遅れて前記光照射工程を開始しても良い。又、電圧印加時の配向遷移時に発生する配向欠陥が消えた段階で前記光照射工程を開始することが好ましい。
【０３６５】
例えば、電圧印加時に配向欠陥が殆ど発生しない場合は、前記電圧印加工程と前記光照射工程とを同時に開始して（または行って）もよく、前記電圧印加工程と前記光照射工程とを同時に中断または停止してもよく、液晶素子のＯＮ状態で前記光照射工程を行い、重合工程の途中でＯＮ状態の配向がポリマーネットワーク形成により安定化される直前で前記電圧印加工程を中断して液晶素子のＯＦＦ状態で前記光照射工程のみを行い液晶中に残留する重合性化合物がなくなるようにすれば良い。又、ＯＮ状態からＯＦＦ状態への配向遷移の間は、紫外線照射を中断してポリマーネットワークが形成されないようにすることが好ましい。
【０３６６】
少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に対して該重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加する状態で紫外線を照射して、該重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加する期間（時間）があればよい。換言すると、少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に、該重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程は、前記電圧印加工程を行っている最中に前記光照射工程を行えばよく、前記光照射工程の期間と前記電圧印加工程の期間とが重なっていることが好ましい。
【０３６７】
本発明に係る液晶表示素子の製造方法の好ましい態様は、少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に紫外線を照射する光照射工程において、紫外線を照射してＯＮ状態からＯＦＦ状態への配向遷移が可能な状態であれば良く、電圧印加工程を好ましくは３〜３０秒間、より好ましくは５〜１０秒間が好ましく、光照射を中断する場合は、電圧印加工程終了直後に紫外線照射の中断期間を設けることが好ましい。液晶配向遷移過程が終了して配向状態が平衡した状態で紫外線照射を再開して前記光照射工程を終了させれば良い。
【０３６８】
本発明に係る液晶表示素子の製造方法において、少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に対して紫外線を照射する時間より前記少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に対して該重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加する時間の方が短いことが好ましい。
【０３６９】
本発明に係る液晶表示素子の製造方法において、少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に対して該重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加する電圧印加工程は、１回以上複数回（２回、３回以上１０回以下）設けてもよい。この際の印加電圧の大きさは、それぞれ同じでも異なっても良いが。異なることが好ましい。当該電圧印加工程の形態としては、少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に紫外線を照射している状態において、１次電圧として該重合性液晶組成物の閾値電圧以上の１次電圧（Ｖ１）を所定時間印加した後、紫外線を照射している状態において、閾値電圧以上であり１次電圧（Ｖ１）以下の中間電圧（Ｖｍ）を印加する形態が好ましい。
【０３７０】
本発明に係る液晶表示素子の製造方法において、紫外線を照射した状態で上記重合性液晶組成物の閾値電圧以下の電圧を印加する電圧印加工程を１回以上複数回（２回、３回以上１０回以下）行っても良い。この際の印加電圧の大きさは、それぞれ同じでも異なっても良い。また、閾値電圧以下の電圧を印加する際には、段階的に閾値電圧以下の電圧まで印加電圧を下げて行っても、連続的に閾値電圧以下の電圧まで印加電圧を下げてもよい。
【０３７１】
上記の好ましい態様において、閾値電圧以上の電圧を印加した後に、紫外線重合中に閾値電圧未満の電圧を印加すると液晶配向の遷移が起こるが、この遷移時に配向欠陥が発生する場合があり、この配向欠陥が高分子安定化されると閾値電圧未満に於ける液晶の配向状態の均一性が損ないコントラストや透過率の低下原因になるので好ましくない。特に、閾値電圧以上の電圧が飽和電圧以上の場合、紫外線照射中に閾値電圧未満の電圧へ変化させて液晶配向遷移を起こすと配向欠陥が多く発生する。そのため、飽和電圧以下の電圧を印加することで配向遷移時の配向欠陥（ディスクリネーション）の発生を抑制させる必要があるが、同時に、上述したように基板界面の液晶に於ける傾斜が弱まり傾斜方位方向が不安定になるので好ましくない。紫外線重合中の配向遷移で発生する配向欠陥を抑制させるためには、紫外線重合中の閾値電圧以上の電圧から閾値電圧以下の電圧に下げる中間の電圧を印加し、少なくとも液晶の応答時間以上の時間で印加し、ポリマーネットワークの形成に影響を及ぼさない時間であることが好ましく、配向欠陥の発生を抑制できる時間であれば良く、配向欠陥を高分子安定化しない時間であれば良く、液晶中に於ける重合性化合物の反応性に依存し少なくとも５秒以内が好ましい。又、中間の電圧は、少なくとも閾値電圧以上で、且つ飽和電圧以下であり、中間階調の電圧であることが好ましい。波形は、矩形波が好ましく、閾値電圧以上の電圧、間の電圧、閾値電圧以下の電圧の順で段階的に電圧が低くなる階段状の波形であることが好ましい。又、間の電圧は、閾値電圧以上の電圧から閾値電圧以下の電圧まで連続的に電圧を下げるランプ波でも良い。更に、中間の電圧を印加する以外の方法で配向欠陥が高分子安定化されて残らないようにするには、紫外線照射途中で閾値電圧以上の電圧を切るが、電圧印加と同期して紫外線照射を中断し、液晶の配向が略垂直配向になるような閾値電圧以下の電圧を再び印加するが、この時に電圧と同期して再び紫外線を照射すれば良い。即ち、紫外線を連続的に照射する場合は、照射中の液晶配向遷移する際に中間電圧を印加すれば良い。紫外線を断続的に照射する場合は、液晶配向遷移する際に紫外線照射を一瞬中断し遷移が完了した時点で紫外線を照射すれば良い。
【０３７２】
電圧印加による液晶の傾斜配向方位が一定方向になるように配向が安定化させるポリマーネットワークを形成させることが好ましい。この時、傾斜配向方位が一定になるように形成されたポリマーネットワークの影響力を僅かにするためには、紫外線照射中に閾値電圧以上の電圧を印加して液晶をベンド配向変形起こさせるが、この状態の時間を閾値電圧以下の電圧を印加する時間より短くすることが好ましく、閾値電圧以上の電圧印加を終了する際には配向遷移が起こる状態であれば良い。傾斜配向方位が一定になるように形成されたポリマーネットワークの影響力が強い場合は、プレチルト角が増加して必要な黒レベルが得られなくなるので、これを避けるためには、紫外線照射中に閾値電圧以下の電圧を印加するとベント配向変形から略垂直配向へ遷移するようにして紫外線照射を継続すれば良く、液晶中に残存する重合性化合物が無くなるようにすることが好ましい。紫外線を照射したまま前記電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程において、主なポリマーネットワークを形成させることが好ましい。この時、閾値電圧以上の電圧を印加する時間と閾値電圧以下の電圧を印加する時間と割合でプレチルト角の大きさが決まり閾値電圧以上を印加する時間は、重合相分離過程に於いて液晶中に全くポリマーネットワークが形成されていない初期状態から重合相分離が始まり一部にポリマーネットワークが形成される時点まであって、電圧印加を止めるとベンド配向変形から略垂直配向に戻ることが可能な状態であることが好ましい。閾値電圧以上の電圧を印加する時間は、１秒から１５秒であることが好ましい。この工程から次の工程に移る際には、略垂直配向への配向遷移が起こる状態で閾値電圧以下を印加して紫外線を照射することが好ましく、ポリマーネットワークを完全に形成させ液晶中の残存する重合性化合物を無くすことが好ましい。閾値電圧以下を印加した状態は、略垂直配向状態であるが僅かなベンド配向変形であっても良く、必要な黒レベルと傾斜配向方位が一定になるようにして必要に応じて電圧を調整する。尚、閾値電圧以下の電圧を印加する時間は、ポリマーネットワークの形成が概ね終了するまでで良く、液晶中に残存するモノマー量が微量で残存モノマーが重合しても電気光学特性に影響を及ぼさない場合は、閾値電圧以下の電圧を印加しなくても良い。
【０３７３】
更に、前記閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程、及びその後紫外線を照射したまま電圧を閾値電圧未満にして紫外線を照射させる工程との間に、紫外線を照射したまま少なくとも閾値電圧以上で、且つ飽和電圧以下である中間階調の電圧を印加する工程を設けても良い。中間階調電圧は、最初の工程の印加電圧未満で、且つ閾値電圧以上であることが好ましい。中間階調電圧は、ベント配向変形から略垂直配向への遷移を遅延させる目的で印加する。遅延効果により配向欠陥の発生が抑制されるので必要に応じて印加することが好ましい。
【０３７４】
本発明に係る液晶表示素子の製造方法の好ましい実施形態の一つは、少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に対して紫外線を照射する光照射工程と、前記重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加する電圧印加工程と、を有し、前記電圧印加工程中に前記光照射工程が開始され、紫外線を照射したまま電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程を含有する。また、少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に対して紫外線を照射する時間より前記重合性液晶組成物に対して該重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加する時間の方が短いことが好ましい。
【０３７５】
これにより、閾値電圧以上の配向状態から閾値電圧以下の配向状態へ遷移させることが可能で二つの液晶の配向状態に対して紫外線を照射させることができるので好ましい。
【０３７６】
上記の好ましい実施形態の変形例は、少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に対して紫外線を照射する光照射工程と、前記重合性液晶組成物の閾値電圧以上の第１の電圧（Ｖ１）を印加する第１の電圧印加工程と、前記重合性液晶組成物の閾値電圧以上前記第１の電圧（Ｖ１）以下の第２の電圧（Ｖ２）を印加する第２の電圧印加工程と、を有し、前記第１の電圧印加工程および／または第２の電圧印加工程中に前記光照射工程が開始され、紫外線を照射したまま電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程を含有する。また、少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に対して紫外線を照射する時間より前記重合性液晶組成物に対して該重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加する時間の方が短いことが好ましい。
【０３７７】
本発明に係る製造方法の他の好ましい実施形態の一つは、少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に対して該重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加する電圧印加工程と、前記電圧印加工程中に前記光照射工程が開始され、かつ前記重合性液晶組成物に対して紫外線を照射する光照射工程と、を有し、前記光照射工程が紫外線照射を中断する紫外線照射の中断期間を備え、紫外線を照射したまま電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させることを特徴とする液晶表示素子の製造方法である。また、少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に対して紫外線を照射する時間より前記重合性液晶組成物に対して該重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加する時間の方が短いことが好ましい。これにより、閾値電圧以上の配向状態を保持するポリマーネットワークが形成されるが影響力を僅かにすることができ、閾値電圧以下の状態を保持するポリマーネットワークが主に形成され、その影響力を強くすることが可能で好ましい。更に作製された液晶素子に於いて閾値電圧以上の配向状態と閾値電圧以下の配向状態の二状態をスイッチングさせることが可能になる。該重合性液晶組成物の閾値電圧以上の印加電圧時間が長いと閾値電圧以上の配向状態が保持されるようになり、閾値電圧以下の配向状態へ戻すことが出来なくなりＯＮ−ＯＦＦのスイッチングが得られなくなるので好ましくない。
【０３７８】
上記好ましい実施形態の変形例は、少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に対して該重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加する電圧印加工程と、前記電圧印加工程中に前記光照射工程が開始され、かつ前記重合性液晶組成物に対して紫外線を照射する光照射工程と、を有し、前記光照射工程と前記電圧印加工程とを同時に停止させた後、前記光照射工程を再開させ、紫外線を照射したまま電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させることを特徴とする液晶表示素子の製造方法である。また、少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に対して紫外線を照射して中断するが全照射時間より前記重合性液晶組成物に対して該重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加する時間の方が短いことが好ましい。これにより閾値電圧以上から閾値電圧以下への配向遷移で発生する配向欠陥を形成されるポリマーネットワークで保持されることを防止でき高コントラストで高速応答の液晶素子が得られるので好ましい。
【０３７９】
本発明に係る製造方法の他の好ましい実施形態の一つは、少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に対して該重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加する電圧印加工程と、前記電圧印加工程中に前記光照射工程が開始され、かつ前記重合性液晶組成物に対して紫外線を照射する光照射工程と、、紫外線を照射したまま電圧を閾値電圧未満の第３の電圧（Ｖ３）にして更に紫外線を照射させる工程と、紫外線を照射したまま電圧を閾値電圧未満の第３の電圧（Ｖ３）未満の第４の電圧（Ｖ４）にして更に紫外線を照射させる工程と、を有する液晶表示素子の製造方法である。また、少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に対して紫外線を照射する時間より前記重合性液晶組成物に対して該重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加する時間の方が短いことが好ましい。
【０３８０】
これにより、得られた液晶素子の液晶ＯＮ状態の配向とＯＦＦ状態の配向がポリマーネットワークを形成させても重合前の液晶のそれぞれの配向状態に類似させることが可能になり高コントラスで高速応答を示す液晶素子が得られるようになり好ましい。
【０３８１】
なお、本発明の範囲は、上記に記載した本発明に係る好ましい実施形態に限定されるものではない。また、上記における光照射工程（第１、第２を含む）および電圧印加工程は、本発明に係る重合相分離させる工程の説明と同様であるのでここでは省略する。
【０３８２】
本発明の液晶表示素子の基板間の距離（ｄ）は、２〜５μｍの範囲が好ましく、３．５μｍ以下が更に好ましい。一般に、液晶組成物の複屈折率とセル厚の積が０．２７５近傍になるように複屈折率を調整するが、本発明の重合性液晶組成物では重合相分離後にポリマーネットワークが形成されるため、ポリマーネットワークのアンカーリング力作用とポリマーネットワークの光学的な性質により電界印加時の液晶表示素子の複屈折率が低くなるので液晶組成物、及び重合組成物、又は重合性液晶組成物に含まれる液晶組成物の複屈折率（Δｎ）と基板間の距離（ｄ）の積は、駆動電圧がポリマーネットワーク形成により５Ｖ程度以内の増加では０．３〜０．４μｍの範囲が特に好ましく、３Ｖ程度以内の増加では０．３０〜０．３５μｍの範囲が更に好ましく、駆動電圧が１Ｖ以内の増加では０．２９〜０．３３μｍの範囲が特に好ましい。液晶表示素子の基板間の距離（ｄ）及び液晶組成物の複屈折（Δｎ）と基板間の距離（ｄ）の積をそれぞれ上記範囲内とすることにより、透過率は、低分子液晶のみに匹敵して高く、高速応答で色再現性が好ましい表示を得ることができる。重合性液晶組成物に用いる液晶組成物の複屈折率を、セル厚（ｄ）と複屈折率（Δｎ）の積が０．２７５に対して１から１．９倍になるようにすることが好ましい。
【０３８３】
本発明の液晶表示素子の駆動電圧は、液晶組成物の誘電異方性や弾性定数だけで決まるものではなく、液晶組成物とポリマー界面との間で作用するアンカーリング力に大きく影響される。
例えば高分子分散型液晶表示素子の駆動電圧に関する記述として、特開平６−２２２３２０号公報において次式の関係が示されている。
【０３８４】
【数１】
2017175704.tif 000138
【０３８５】
（Ｖｔｈはしきい値電圧を表わし、１Ｋｉｉ及び２Ｋｉｉは弾性定数を表わし、ｉは１、２又は３を表わし、Δεは誘電率異方性を表わし、＜ｒ＞は透明性高分子物質界面の平均空隙間隔を表わし、Ａは液晶組成物に対する透明性高分子物質のアンカーリング力を表わし、ｄは透明性電極を有する基板間の距離を表わす。）
【０３８６】
これによると、光散乱型液晶表示素子の駆動電圧は、透明性高分子物質界面の平均空隙間隔、基板間の距離、液晶組成物の弾性定数・誘電率異方性、及び液晶組成物と透明性高分子物質間のアンカーリングエネルギーによって決定される。
このうち本発明の液晶表示素子で制御できるパラメータは、液晶物性とポリマー間のアンカーリング力である。アンカーリング力は、該ポリマーの分子構造、及び低分子液晶の分子構造に大きく依存するため、アンカーリング力が強い重合性化合物を選定すれば応答時間を１．５ｍｓ以下に速くすることが可能であるが同時に、駆動電圧が３０Ｖ以上に増加するので、駆動電圧が３０Ｖ以下で応答速度が１．５ｍｓ以下になるように適宜液晶化合物、及び重合性化合物の選定を行い組成を調整することが好ましい。アンカーリング力の強いポリマー前駆体とアンカーリング力の弱いポリマー前駆体を適宜配合して駆動電圧と応答速度のバランスが取れるように組成を調整することが好ましい。一方、駆動電圧を低くするのに求められる液晶組成物の物性としては、Ｐ型液晶では誘電異方性が６以上で、Ｎ型液晶では誘電異方性が−３以下にすることが特に好ましい。又、複屈折率を０．０９以上にすることが好ましい。更に、液晶組成物の複屈折率と繊維状、又は柱状ポリマーネットワークの屈折率を可能な限り近づけ光散乱を無くすとより好ましくなる。但し、ポリマー前駆体の濃度に液晶素子のリターデーションが影響されるので、適宜、必要なリターデーションが得られるように液晶組成物の複屈折率を増減させて使用することが好ましい。
【０３８７】
本発明の液晶表示素子は、上述した液晶組成物を−５０℃から３０℃としながらエネルギー線を照射して、重合性化合物を重合して液晶組成物中に屈折率異方性又は配向容易軸方向を有するポリマーネットワーク形成して得られたものであることが好ましい。重合温度の上限は、３０℃であり、２０℃〜−１０℃好ましい。実施例において後述するように、本発明者は、重合性化合物組成に依存して低温重合、及び常温重合により、τｄが更に高速化することを見出した。この理由は、１）低温により液晶分子の配向度が上昇した状態で重合すること、２）低温重合により重合したポリマーと液晶組成物との相溶性が下がることで相分離が容易になり、重合相分離速度が速まりポリマーネットワークの空隙間隔が微細になること、３）比較的アンカーリング力が低い重合性化合物を用いても空隙間隔が微細なため、アンカーリング力の影響力が強くなるような屈折率異方性ポリマーネットワークの形成等によるものと考えられる。
【０３８８】
更に、本発明の液晶表示素子は、一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸方向を持つポリマーネットワーク又はポリマーバインダの光軸方向又は配向容易軸方向が透明基板に対してプレチルト角を成すように形成されたものであることが好ましく、電界の強さを調整して低分子液晶の配向制御行い、基板面に対して傾斜させることにより、上述した液晶層に電圧を印加しながらエネルギー線を照射することで、重合性化合物を高分子化せしめ、液晶組成物中の屈折率異方性又は配向容易軸方向を有する重合体を得てなる構成であることが好ましい。垂直配向のＶＡモードに於いては、基板法線方向に対してプレチルト角が２０度以内になるように電圧を印加して重合させることにより、現行のＶＡモードセルの用いられているポルトリュージョン等やＰＳＡ液晶の微細なポリマー突起に相当する効果があるだけではなく、ＰＳＡでは実現できない高速応答を示すので特に好ましい。又、電界方向を複数の方向から印加して高分子化させることによりマルチドメインを形成させることができ、視野角向上が可能でより好ましくなる。更に、基板界面垂直配向膜界面に於いて低分子液晶がプレチルト角を誘起するように光配向処理やラビング配向処理等を該配向膜に施すことで低分子液晶配向の傾く方向が規定されスイッチング時の配向欠陥発生が抑制され好ましく、複数の方向へ傾くようなパターン電極を用いたり該配向処理を施すとことも好ましい。前記液晶層は、重合性化合物を含有した液晶組成物に対し、適宜−５０℃から３０℃の温度範囲で交流電界を印加するとともに、紫外線もしくは電子線を照射することで、屈折率異方性を有するポリマーネットワークの光軸方向が基板面に対してプレチルト角を成すように液晶中に形成される。このプレチルト角は低分子液晶の誘電異方性により電界を印加することにより誘起された配向状態で重合相分離させると、重合後のポリマーネットワークの光軸を基板面に対して傾斜させた液晶素子を得ることができ、前記重合性化合物を高分子化せしめた構成であることがより好ましい。更に、電圧を印加した配向状態を安定化して得られたポリマーネットワークと電圧を印加しない配向状態を安定化して得られたポリマーネットワークを複合化させてプレチルト角を誘起させることも好ましい。
【０３８９】
本発明の液晶表示素子に使用される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る。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。
【０３９０】
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、薄膜ダイオード等の能動素子を設けた画素電極を設置してもよい。
【０３９１】
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との積を調整して表示モードにより５５０ｎｍの１／２、又は１／４になるように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などからなる柱状スペーサー等が挙げられる。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。
【０３９２】
２枚の基板間に重合性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。ＯＤＦ法の液晶表示素子製造工程においては、バックプレーンまたはフロントプレーンのどちらか一方の基板にエポキシ系光熱併用硬化性などのシール剤を、ディスペンサーを用いて閉ループ土手状に描画し、その中に脱気下で所定量の重合性液晶組成物を滴下後、フロントプレーンとバックプレーンを接合することによって液晶表示素子を製造することができる。本発明に用いられる重合性液晶組成物は、ＯＤＦ工程における液晶・モノマー複合材料の滴下が安定的に行えるため、好適に使用することができる。
【０３９３】
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、活性エネルギー線である紫外線又は電子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、重合性化合物を含有した液晶組成物に対し、
重合性液晶組成物を−５０℃から２０℃の温度範囲で交流電界を印加するとともに、紫外線もしくは電子線を照射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１００Ｈｚから５ｋＨｚ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。横電界型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。
【０３９４】
照射時の温度は、重合性液晶組成物が−５０℃から３０℃の温度範囲であることが好ましい。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、３６５ｎｍ未満の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。
【０３９５】
（横電界型）
まず、本発明の一実施形態の液晶表示素子について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の液晶表示素子の一例を示す概略断面図である。本発明の一実施形態の液晶表示素子１０は、配向層４が表面に形成された第一の基板２と、前記第一の基板から離間して設けられ、かつ光配向層が表面に形成された第二の基板７と、前記第一の基板２および第二の基板７間に充填され、かつ前記一対の配向層と当接する液晶層５と、を備え、前記配向層４（４ａ，４ｂ）と前記第一の基板２との間にアクティブ素子として薄膜トランジスタ、共通電極２２および画素電極を備えた電極層３を有している。
【０３９６】
図１は、液晶表示素子の構成を模式的に示す図である。図１では、説明のために便宜上各構成要素を離間して記載している。本発明の一実施形態の液晶表示素子１０の構成は、図１に記載するように、対向に配置された第一の透明絶縁基板２と、第二の透明絶縁基板７との間に挟持された重合性液晶組成物（または液晶層５）を有する横電界方式（図では一例としてＩＰＳの一形態としてのＦＦＳモード）の液晶表示素子である。第一の透明絶縁基板２は、液晶層５側の面に電極層３が形成されている。また、液晶層５と、第一の透明絶縁基板２及び第二の透明絶縁基板７のそれぞれの間に、液晶層５を構成する重合性液晶組成物と直接当接してホモジニアス配向を誘起する一対の配向膜４（４ａ，４ｂ）を有し、該重合性液晶組成物中の液晶分子は、電圧無印加時に前記基板２，７に対して略平行になるように配向されている。図１および図３に示すように、前記第二の基板７および前記第一の基板２は、一対の偏光板１，８により挟持されてもよい。さらに、図１では、前記第二の基板７と配向膜４との間にカラーフィルター６が設けられている。なお、本発明に係る液晶表示素子の形態としては、いわゆるカラーフィルターオンアレイ（ＣＯＡ）であってもよく、薄膜トランジスタを含む電極層と液晶層との間にカラーフィルターを設けても、または当該薄膜トランジスタを含む電極層と第二の基板との間にカラーフィルターを設けてもよい。
【０３９７】
すなわち、本発明の一実施形態の液晶表示素子１０は、第一の偏光板１と、第一の基板２と、薄膜トランジスタを含む電極層３と、配向膜４と、重合性液晶組成物を含む液晶層５と、配向膜４と、カラーフィルター６と、第二の基板７と、第二の偏光板８と、が順次積層された構成である。
【０３９８】
第一の基板２と第二の基板７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。２枚の基板２、７は、周辺領域に配置されたエポキシ系熱硬化性組成物等のシール材及び封止材によって貼り合わされていて、その間には基板間距離を保持するために、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子等の粒状スペーサーまたはフォトリソグラフィ法により形成された樹脂からなるスペーサー柱が配置されていてもよい。
【０３９９】
図２は、図１における基板２上に形成された電極層３のＩＩ線で囲まれた領域を拡大した平面図である。図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線方向に図１に示す液晶表示素子を切断した断面図である。図２に示すように、第一の基板２の表面に形成されている薄膜トランジスタを含む電極層３は、走査信号を供給するための複数のゲート配線２４と表示信号を供給するための複数のデータ配線２５とが、互いに交差してマトリクス状に配置されている。なお、図２には、一対のゲート配線２４及び一対のデータ配線２５のみが示されている。
【０４００】
複数のゲート配線２４と複数のデータ配線２５とにより囲まれた領域により、液晶表示装置の単位画素が形成され、該単位画素内には、画素電極２１及び共通電極２２が形成されている。ゲート配線２４とデータ配線２５が互いに交差している交差部近傍には、ソース電極２７、ドレイン電極２６およびゲート電極２８を含む薄膜トランジスタが設けられている。この薄膜トランジスタは、画素電極２１に表示信号を供給するスイッチ素子として、画素電極２１と連結している。また、ゲート配線２４と並行して、共通ライン（図示せず）が設けられる。この共通ラインは、共通電極２２に共通信号を供給するために、共通電極２２と連結している。
【０４０１】
薄膜トランジスタの構造の好適な一態様は、例えば、図３で示すように、基板２表面に形成されたゲート電極１１と、当該ゲート電極１１を覆い、且つ前記基板２の略全面を覆うように設けられたゲート絶縁層１２と、前記ゲート電極１１と対向するよう前記ゲート絶縁層１２の表面に形成された半導体層１３と、前記半導体層１３の表面の一部を覆うように設けられた保護層１４と、前記保護層１４および前記半導体層１３の一方の側端部を覆い、かつ前記基板２表面に形成された前記ゲート絶縁層１２と接触するように設けられたドレイン電極１６と、前記保護層１４および前記半導体層１３の他方の側端部を覆い、かつ前記基板２表面に形成された前記ゲート絶縁層１２と接触するように設けられたソース電極１７と、前記ドレイン電極１６および前記ソース電極１７を覆うように設けられた絶縁保護層１８と、を有している。ゲート電極１１の表面にゲート電極との段差を無くす等の理由により陽極酸化被膜（図示せず）を形成してもよい。
【０４０２】
前記半導体層１３には、アモルファスシリコン、多結晶ポリシリコンなどを用いることができるが、ＺｎＯ、ＩＧＺＯ（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ）、ＩＴＯ等の透明半導体膜を用いると、光吸収に起因する光キャリアの弊害を抑制でき、素子の開口率を増大する観点からも好ましい。
【０４０３】
さらに、ショットキー障壁の幅や高さを低減する目的で半導体層１３とドレイン電極１６またはソース電極１７との間にオーミック接触層１５を設けても良い。オーミック接触層には、ｎ型アモルファスシリコンやｎ型多結晶ポリシリコン等のリン等の不純物を高濃度に添加した材料を用いることができる。
【０４０４】
ゲート配線２６やデータ配線２５、共通ライン２９は金属膜であることが好ましく、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ又はその合金がより好ましく、Ａｌ又はその合金の配線を用いる場合が特に好ましい。また、絶縁保護層１８は、絶縁機能を有する層であり、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、ケイ素酸窒化膜等で形成される。
【０４０５】
図２及び図３に示す実施の形態では、共通電極２２はゲート絶縁層１２上のほぼ全面に形成された平板状の電極であり、一方、画素電極２１は共通電極２２を覆う絶縁保護層１８上に形成された櫛形の電極である。すなわち、共通電極２２は画素電極２１よりも第一の基板２に近い位置に配置され、これらの電極は絶縁保護層１８を介して互いに重なりあって配置される。画素電極２１と共通電極２２は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電性材料により形成される。画素電極２１と共通電極２２が透明導電性材料により形成されるため、単位画素面積で開口される面積が大きくなり、開口率及び透過率が増加する。
【０４０６】
また、画素電極２１と共通電極２２とは、これらの電極間にフリンジ電界を形成するために、画素電極２１と共通電極２２との間の電極間距離（最小離間距離とも称する）：Ｒが、第一の基板２と第二の基板７との距離：Ｇより小さくなるように形成される。ここで、電極間距離：Ｒは各電極間の基板に水平方向の距離を表す。図３では、平板状の共通電極２２と櫛形の画素電極２１とが重なり合っているため、電極間距離：Ｒ＝０となる例が示されており、最小離間距離：Ｒが第一の基板２と第二の基板７との距離（すなわち、セルギャップ）：Ｇよりも小さくなるため、フリンジの電界Ｅが形成される。したがって、ＦＦＳ型の液晶表示素子は、画素電極２１の櫛形を形成するラインに対して垂直な方向に形成される水平方向の電界と、放物線状の電界を利用することができる。画素電極２１の櫛状部分の電極幅：ｌ、及び、画素電極２１の櫛状部分の間隙の幅：ｍは、発生する電界により液晶層５内の液晶分子が全て駆動され得る程度の幅に形成することが好ましい。また、画素電極と共通電極との最小離間距離Ｒは、ゲート絶縁層１２の（平均）膜厚として調整することができる。また、本発明に係る液晶表示素子は、図３とは異なり、画素電極２１と共通電極２２との間の電極間距離（最小離間距離とも称する）：Ｒが、第一の基板２と第二の基板７との距離：Ｇより大きくなるように形成されてもよい（ＩＰＳ方式）。この場合、例えば、櫛状の画素電極および櫛状の共通電極が略同一面内に交互になるよう設けられる構成など挙げられる。
【０４０７】
本発明に係る液晶表示素子の好ましい一形態は、フリンジ電界を利用するＦＦＳ方式の液晶表示素子であることが好ましく、共通電極２２と画素電極２１との隣接する最短離間距離ｄが、配向膜４同士（基板間距離）の最短離間距離Ｄより短いと、共通電極と画素電極との間にフリンジ電界が形成され、液晶分子の水平方向および垂直方向の配向を効率的に利用することができる。本発明のＦＦＳ方式液晶表示素子の場合、長軸方向が、配向層の配向方向と平行になるように配置している液晶分子に電圧を印加すると、画素電極２１と共通電極２２との間に放物線形の電界の等電位線が画素電極２１と共通電極２２の上部にまで形成され、液晶層５内の液晶分子の長軸が形成された電界に沿って配列する。したがって、低い誘電異方性でも液晶分子が駆動することができる。
【０４０８】
本発明に係るカラーフィルター６は、光の漏れを防止する観点で、薄膜トランジスタおよびストレイジキャパシタ２３に対応する部分にブラックマトリックス（図示せず）を形成することが好ましい。また、カラーフィルター６は、通常Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３つフィルター画素から映像や画像の１ドットからなり、例えば、これら３つのフィルターはゲート配線の延びる方向に並んでいる。当該カラーフィルター６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製することができる。顔料分散法によるカラーフィルターの作製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製することができる。その他、該基板上に、ＴＦＴ、薄膜ダイオード等の能動素子を設けた画素電極を設置したいわゆるカラーフィルターオンアレイでもよい。
【０４０９】
電極層３及びカラーフィルター６上には、液晶層５を構成する重合性液晶組成物と直接当接してホモジニアス配向を誘起する一対の配向膜４が設けられている。
【０４１０】
また、偏光板１及び偏光板８は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラストが良好になるように調整することができ、それらの透過軸がノーマリーブラックモードで作動するように、互いに直行する透過軸を有することが好ましい。特に、偏光板１及び偏光板８のうちいずれかは、液晶分子の配向方向と平行な透過軸を有するように配置することが好ましい。また、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。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。
【０４１１】
また、他の液晶表示素子の実施形態として、ＩＰＳ方式の場合は、近接する共通電極と画素電極との最短離間距離ｄが液晶配向膜間の最短離間距離Ｇより長い条件であり、例えば、共通電極と画素電極とが同一基板上に形成され、かつ当該共通電極と当該画素電極とが交互に配置されている場合であって、近接する共通電極と画素電極との最短離間距離ｄが液晶配向膜間の最短離間距離Ｇより長い構造などが挙げられる。
【０４１２】
本発明に係る液晶表示素子の製造方法において、電極層を有する基板および／または基板表面に被膜を形成した後、当該被膜が内側となるように一対の基板を離間して対向させた後、液晶組成物を基板間に充填することが好ましい。その際、スペーサーを介して、基板の間隔を調整することが好ましい。
【０４１３】
前記基板間の距離（得られる液晶層の平均厚さであり、被膜間の離間距離とも称する。）は、１〜１００μｍとなるように調整するのが好ましい。前記被膜間の平均離間距離は、１．５〜１０μｍが更に好ましい。
【０４１４】
本発明において、基板間の距離を調整するために使用す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などからなる柱状スペーサー等が挙げられる。
【０４１５】
図１〜図３を用いて説明したＦＦＳ型の液晶表示素子は一例であって、本発明の技術的思想から逸脱しない限りにおいて、他の様々な形態で実施することが可能である。
【０４１６】
本発明に係る液晶表示素子の他の実施形態を図４および図５を用いて以下説明する。
例えば、図４は、図１における基板２上に形成された電極層３のＩＩ線で囲まれた領域を拡大した平面図の他の実施形態である。図４に示すように、画素電極２１がスリットを有する構成としてもよい。また、スリットのパターンを、ゲート配線２４又はデータ配線２５に対して傾斜角を持つようにして形成してもよい。
【０４１７】
当該図４に示す画素電極２１は、略長方形の平板体の電極を略矩形枠状の切欠き部でくり抜かれた形状である。また、当該画素電極２１の背面には絶縁保護層１８（図示せず）を介して櫛歯状の共通電極２２が一面に形成されている。そして、隣接する共通電極と画素電極との最短離間距離Ｒは配向層同士の最短離間距離Ｇより短い場合はＦＦＳ方式になり、長い場合はＩＰＳ方式になる。また、前記画素電極の表面には保護絶縁膜及び配向膜層によって被覆されていることが好ましい。なお、上記と同様に、前記複数のゲート配線２４と複数のデータ配線２５とに囲まれた領域にはデータ配線２５を介して供給される表示信号を保存するストレイジキャパシタ２３を設けてもよい。なお、切欠き部の形状は特に制限されるものではなく、図４で示す略矩形だけでなく、楕円、円形、長方形状、菱形、三角形、または平行四辺形など公知の形状の切欠き部を使用できる。また、隣接する共通電極と画素電極との最短離間距離Ｒが配向層同士の最短離間距離Ｇより長い場合はＩＰＳ方式の表示素子になる。
【０４１８】
図５は、図３とは別の実施形態であり、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線方向に図１に示す液晶表示素子を切断した断面図の他の例である。配向層４および薄膜トランジスタ２０を含む電極層３が表面に形成された第一の基板２と、配向層４が表面に形成された第二の基板８とが所定の間隔Ｄで配向層同士向かい合うよう離間しており、この空間に液晶組成物を含む液晶層５が充填されている。第一の基板２の表面の一部にゲート絶縁層１２、共通電極２２、絶縁保護層１８、画素電極２１および配向層４の順で積層されている。また、図４にも示すように、画素電極２１は、平板体の中央部および両端部が三角形状の切欠き部でくり抜かれ、さらに残る領域を長方形状の切欠き部でくり抜かれた形状であり、かつ共通電極２２は前記画素電極２１の略楕円形状の切欠き部と略平行に櫛歯状の共通電極が前記画素電極より第一の基板側に配置されてなる構造である。
【０４１９】
図５に示す例では、櫛形あるいはスリットを有する共通電極２２を用いており、画素電極２１と共通電極２２との電極間距離はＲ＝αとなる（なお、図５では便宜上電極間距離の水平成分をＲとして記載している）。さらに、図３では共通電極２２がゲート絶縁層１２上に形成されている例が示されていたが、図５に示されるように、共通電極２２を第一の基板２上に形成して、ゲート絶縁層１２を介して画素電極２１を設けるようにしてもよい。画素電極２１の電極幅：ｌ、共通電極２２の電極幅：ｎ、及び、電極間距離：Ｒは、発生する電界により液晶層５内の液晶分子が全て駆動され得る程度の幅に適宜調整することが好ましい。隣接する共通電極と画素電極との最短離間距離Ｒは配向層同士の最短離間距離Ｇより短い場合はＦＦＳ方式になり、長い場合はＩＰＳ方式になる。さらに、図５では画素電極２１と共通電極２２の厚み方向の位置が異なるが、両電極の厚み方向における位置を同一にしてもまたは共通電極が液晶層５側に設けてもよい。
【０４２０】
（垂直電界型）
本発明の好ましい他の実施形態は、液晶組成物を用いた垂直電界型の液晶表示素子である。図６は、垂直電界型の液晶表示素子の構成を模式的に示す図である。また、図７では、説明のために便宜上各構成要素を離間して記載している。図７は、当該図６における基板上に形成された薄膜トランジスタを含む電極層３００（または薄膜トランジスタ層３００とも称する。）のＶＩＩ線で囲まれた領域を拡大した平面図である。図８は、図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線方向に図６に示す液晶表示素子を切断した断面図である。以下、図６〜９を参照して、本発明に係る垂直電界型の液晶表示素子を説明する。
【０４２１】
本発明に係る液晶表示素子１０００の構成は、図６に記載するように透明導電性材料からなる透明電極（層）６００（または共通電極６００とも称する。）を具備した第二の基板８００と、透明導電性材料からなる画素電極および各画素に具備した前記画素電極を制御する薄膜トランジスタを形成した薄膜トランジスタ層３００を含む第一の基板２００と、前記第一の基板２００と第二の基板８００との間に挟持された重合性液晶組成物（または液晶層５００）を有し、該重合性液晶組成物に係る中の液晶分子の電圧無印加時の配向が前記基板２００，８００に対して略垂直である液晶表示素子である。また図６および図８に示すように、前記第二の基板８００および前記第一の基板２００は、一対の偏光板１００，９００により挟持されてもよい。さらに、図６では、前記第一の基板２００と共通電極６００との間にカラーフィルター７００が設けられている。またさらに、本発明に係る液晶層５００と隣接し、かつ当該液晶層５００を構成する重合性液晶組成物と直接接するよう一対の配向膜４００が透明電極（層）６００，１４００表面に形成されている。
すなわち、本発明に係る液晶表示素子１０００は、第一の偏光板１００と、第一の基板２００と、薄膜トランジスタを含む電極層（又は薄膜トランジスタ層とも称する）３００と、光配向膜４００と、液晶組成物を含む層５００と、配向膜４００と、共通電極６００と、カラーフィルター７００と、第二の基板８００と、第二の偏光板９００と、が順次積層された構成である。尚、配向膜４００は光配向膜であることが好ましい。
【０４２２】
配向膜は、配向処理（マスクラビングあるいは光配向）を用いて製造された液晶セルで、液晶セルの透明電極の内側（液晶層側）には、ガラス基板の法線方向から僅かに傾いた（０．１〜５．０°）垂直配向膜が形成されている。
【０４２３】
垂直配向膜の配向規制力を受け重合性モノマーが垂直方向に配列し、紫外線光照射によって重合性モノマーを重合・固定化させてポリマーネットワークを形成する。このようにして形成されたポリマーネットワークは、（１）上下基板にまたがってポリマーネットワークを形成、（２）上（下）基板から液晶方向に向かってポリマーネットワークを形成するが途中までのもの、（３）配向膜の表面近傍のみポリマーネットワークを形成。（主に単官能モノマーの場合）、（４）液晶層内でポリマーネットワーク同士が結合（Ｆｌｏａｔｉｎｇはしていない）の、およそ４種類の構造を有するものと推定される。これらの形態は、何れも、ポリマーネットワークの屈折率異方性、又は配向容易軸は、閾値電圧以上の配向状態を安定化させるように形成されたものと、閾値電圧以下の配向状態を安定化させるように形成された二種類の異なる配向状態を安定化させるポリマーネットワークが混在している。
この様にして形成された異方性を有するポリマーポリマネットワークは、液晶層とはほぼ完全に分離しており、これら高分子ネットワークの間に液晶分子は配向配列しているものと考えられる。液晶分子と高分子ネットワークが混在し、電圧無印加時に光散乱を起こす所謂ポリマーネットワーク型液晶の分子配列構造とは明らかに異なり、またＰＳＡ等で用いられる配向膜近傍に偏在する配向維持層のそれとも全く異なる構造を有するものである。
例示として、配向膜を用いた方法によるポリマーネットワークと液晶分子配列構造を示した。一方、リブやスリット等の構造物を有する所謂ＭＶＡ方式や、ＰＶＡ等においても、基板界面近傍のポリマーネットワークや液晶分子のプレチルトが、構造物やスリットを介して印加される斜め電界強度などによってやや異なるだけであり、本質的には、上図のような構造を有するものと推定される。
この様なポリマーネットワークと液晶分子による液晶分子配列を有するＶＡ型液晶表示装置では、電圧無印加時の液晶分子に対するアンカーリング力が、液晶配向膜とポリマーネットワークの持つアンカーリング力の相乗作用により、より強く作用する事となって、結果的に電圧ＯＦＦ時の応答速度を速くすることが可能となる。
【０４２４】
（横・斜め電界型）
配向膜に対してマスクラビングやマスク照射等の煩雑な工程を行なわず、電極構造を工夫するだけの簡便な手法で液晶表示領域を配向分割できる新たな表示技術として、斜め電界と横電界を液晶層に作用させる方法が提案されている。
【０４２５】
図１１は、上記技術を用いたＴＦＴ液晶表示素子の一画素ＰＸにおける最小の単位構成体を概略的に示す平面図である。以下に、横・斜め電界モード液晶表示装置の構造及び動作について、簡単に説明する。
画素電極ＰＥは、主画素電極ＰＡ及び副画素電極ＰＢを有している。これらの主画素電極ＰＡ及び副画素電極ＰＢは、互いに電気的に接続されており、これらの主画素電極ＰＡ及び副画素電極ＰＢがともにアレイ基板ＡＲに備えられている。主画素電極ＰＡは、第２方向Ｙに沿って延出しており、副画素電極ＰＢは、第２方向Ｙとは異なる第１方向Ｘに沿って延出している。図示した例では、画素電極ＰＥは、略十字状に形成されている。副画素電極ＰＢは、主画素電極ＰＡの略中央部に結合し、主画素電極ＰＡからその両側、即ち画素ＰＸの左側及び右側に向かって延出している。これらの主画素電極ＰＡ及び副画素電極ＰＢは、互いに略直交している。画素電極ＰＥは、画素電極ＰＢにおいて図示を省略したスイッチング素子と電気的に接続されている。
【０４２６】
共通電極ＣＥは、主共通電極ＣＡ及び副共通電極ＣＢを有しており、これらの主共通電極ＣＡ及び副共通電極ＣＢは、互いに電気的に接続されている。共通電極ＣＥは、画素電極ＰＥとは電気的に絶縁されている。共通電極ＣＥにおいて、主共通電極ＣＡ及び副共通電極ＣＢの少なくとも一部は、対向基板ＣＴに備えられている。主共通電極ＣＡは、第２方向Ｙに沿って延出している。この主共通電極ＣＡは、主画素電極ＰＡを挟んだ両側に配置されている。このとき、Ｘ−Ｙ平面内において、主共通電極ＣＡのいずれも主画素電極ＰＡとは重ならず、主共通電極ＣＡのそれぞれと主画素電極ＰＡとの間には略等しい間隔が形成されている。つまり、主画素電極ＰＡは、隣接する主共通電極ＣＡの略中間に位置している。副共通電極ＣＢは、第１方向Ｘに沿って延出している。副共通電極ＣＢは、副画素電極ＰＢを挟んだ両側に配置されている。このとき、Ｘ−Ｙ平面内において、副共通電極ＣＢのいずれも副画素電極ＰＢとは重ならず、副共通電極ＣＢのそれぞれと副画素電極ＰＢとの間には略等しい間隔が形成されている。つまり、副画素電極ＰＢは、隣接する副共通電極ＣＢの略中間に位置している。
【０４２７】
図示した例では、主共通電極ＣＡは、第２方向Ｙに沿って直線的に延出した帯状に形成されている。副共通電極ＣＢは、第１方向Ｘに沿って直線的に延出した帯状に形成されている。なお、主共通電極ＣＡは第１方向Ｘに沿って間隔をおいて２本平行に並んでおり、以下では、これらを区別するために、図中の左側の主共通電極をＣＡＬと称し、図中の右側の主共通電極をＣＡＲと称する。また、副共通電極ＣＢは第２方向Ｙに沿って間隔をおいて２本平行に並んでおり、以下では、これらを区別するために、図中の上側の主共通電極をＣＢＵと称し、図中の下側の主共通電極をＣＢＢと称する。主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲは、副共通電極ＣＢＵ及び副共通電極ＣＢＢと同電位である。図示した例では、主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲは、副共通電極ＣＢＵ及び副共通電極ＣＢＢとそれぞれ繋がっている。
【０４２８】
主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲは、それぞれ当該画素ＰＸと左右に隣接する画素間に配置されている。すなわち、主共通電極ＣＡＬは図示した当該画素ＰＸとその左側の画素（図示せず）との境界に跨って配置され、主共通電極ＣＡＲは図示した当該画素ＰＸとその右側の画素（図示せず）との境界に跨って配置されている。副共通電極ＣＢＵ及び主共通電極ＣＢＢは、それぞれ当該画素ＰＸと上下に隣接する画素間に配置されている。すなわち、副共通電極ＣＢＵは図示した当該画素ＰＸとその上側の画素（図示せず）との境界に跨って配置され、副共通電極ＣＢＢは図示した当該画素ＰＸとその下側の画素（図示せず）との境界に跨って配置されている。
【０４２９】
図示した例では、一画素ＰＸにおいて、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとで区画された４つの領域が主として表示に寄与する開口部あるいは透過部として形成される。この例では、液晶分子ＬＭの初期配向方向は、第２方向Ｙと略平行な方向である。第１配向膜ＡＬ１は、アレイ基板ＡＲの対向基板ＣＴと対向する面に配置され、アクティブエリアＡＣＴの略全体に亘って延在している。この第１配向膜ＡＬ１は、画素電極ＰＥを覆っており、第２層間絶縁膜１３の上にも配置されている。このような第１配向膜ＡＬ１は、水平配向性を示す材料によって形成されている。なお、アレイ基板ＡＲは、さらに、共通電極の一部として第１主共通電極及び第１副共通電極を備えている場合もある。
【０４３０】
図１２は、８分割斜め電界モード液晶セルの電極構造の模式図である。この様に１画素を８つに分割することで更なる広視野角化を実現できる。
【０４３１】
次に、上記構成の液晶表示パネルの動作について説明する。液晶層に電圧が印加されていない状態、つまり画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成されていない無電界時（ＯＦＦ時）には、図１１において破線で示したように液晶層ＬＱの液晶分子ＬＭは、その長軸が第１配向膜ＡＬ１の第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向膜ＡＬ２の第２配向処理方向ＰＤ２を向くように配向している。このようなＯＦＦ時が初期配向状態に相当し、ＯＦＦ時の液晶分子ＬＭの配向方向が初期配向方向に相当する。厳密には、液晶分子ＬＭは、Ｘ−Ｙ平面に平行に配向しているとは限らず、プレチルトしている場合が多い。このため、液晶分子ＬＭの厳密な初期配向方向とは、ＯＦＦ時の液晶分子ＬＭの配向方向をＸ−Ｙ平面に正射影した方向である。
【０４３２】
第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向処理方向ＰＤ２は、ともに第２方向Ｙと略平行な方向である。ＯＦＦ時においては、液晶分子ＬＭは、図１１に破線で示したように、その長軸が第２方向Ｙと略平行な方向を向くように初期配向する。つまり、液晶分子ＬＭの初期配向方向は、第２方向Ｙと平行（あるいは、第２方向Ｙに対して０°）である。
【０４３３】
図示した例のように、第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向処理方向ＰＤ２が平行且つ同じ向きである場合、液晶層ＬＱの断面において液晶分子ＬＭは、液晶層ＬＱの中間部付近で略水平（プレティルト角が略ゼロ）に配向し、ここを境界として第１配向膜ＡＬ１の近傍及び第２配向膜ＡＬ２の近傍において対称となるようなプレチルト角を持って配向する（スプレイ配向）。このように液晶分子ＬＭがスプレイ配向している状態では、基板の法線方向から傾いた方向においても第１配向膜ＡＬ１の近傍の液晶分子ＬＭと第２配向膜ＡＬ２の近傍の液晶分子ＬＭとにより光学的に補償される。したがって、第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向処理方向ＰＤ２が互いに平行、且つ、同じ向きである場合には、黒表示の場合に光漏れが少なく、高コントラスト比を実現することができ、表示品位を向上することが可能となる。なお、第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向処理方向ＰＤ２が互いに平行且つ逆向きである場合、液晶層ＬＱの断面において、液晶分子ＬＭは、第１配向膜ＡＬ１の近傍、第２配向膜ＡＬ２の近傍、及び、液晶層ＬＱの中間部において略均一なプレチルト角を持って配向する（ホモジニアス配向）。バックライト４からのバックライト光の一部は、第１偏光板ＰＬ１を透過し、液晶表示パネルＬＰＮに入射する。液晶表示パネルＬＰＮに入射した光は、第１偏光板ＰＬ１の第１偏光軸ＡＸ１と直交する直線偏光である。このような直線偏光の偏光状態は、ＯＦＦ時の液晶表示パネルＬＰＮを通過した際にほとんど変化しない。このため、液晶表示パネルＬＰＮを透過した直線偏光は、第１偏光板ＰＬ１に対してクロスニコルの位置関係にある第２偏光板ＰＬ２によって吸収される（黒表示）。
【０４３４】
一方、液晶層ＬＱに電圧が印加された状態、つまり、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電位差が形成された状態（ＯＮ時）では、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に基板と略平行な横電界（あるいは斜め電界）が形成される。液晶分子ＬＭは、電界の影響を受け、その長軸が図中の実線で示したようにＸ−Ｙ平面と略平行な平面内で回転する。
【０４３５】
図１１に示した例では、画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＬとの間の領域のうち、下側半分の領域内の液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに対して時計回りに回転し図中の左下を向くように配向し、また、上側半分の領域内の液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに対して反時計回りに回転し図中の左上を向くように配向する。画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＲとの間の領域のうち、下側半分の領域内の液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに対して反時計回りに回転し図中の右下を向くように配向し、上側半分の領域内の液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに対して時計回りに回転し図中の右上を向くように配向する。このように、各画素ＰＸにおいて、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成された状態では、液晶分子ＬＭの配向方向は、画素電極ＰＥと重なる位置を境界として複数の方向に分かれ、それぞれの配向方向でドメインを形成する。つまり、一画素ＰＸには複数ドメインが形成される。
【０４３６】
このようなＯＮ時には、第１偏光板ＰＬ１の第１偏光軸ＡＸ１と直交する直線偏光は、液晶表示パネルＬＰＮに入射し、その偏光状態は、液晶層ＬＱを通過する際に液晶分子ＬＭの配向状態に応じて変化する。このようなＯＮ時においては、液晶層ＬＱを通過した少なくとも一部の光は、第２偏光板ＰＬ２を透過する（白表示）。このような構造によれば、一画素内に４つのドメインを形成することが可能となるため、４方向での視野角を光学的に補償することができ、広視野角化が可能となる。したがって、階調反転がなく、高い透過率の表示を実現することができ、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することが可能となる。また、一画素内において、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとで区画される４つの領域それぞれについて開口部の面積を略同一に設定することにより、各領域の透過率が略同等となり、それぞれの開口部を透過した光が互いに光学的に補償し合い、広い視野角範囲に亘って均一な表示を実現することが可能となる。
（フィッシュボーン型電極）
図１３に記載のフィッシュボーン型電極構造を示す。所定のセルギャップで対向して貼り合わされた２枚のガラス基板間に液晶層が封止されている。対向する２枚の基板の対向面にはそれぞれＩＴＯからなる透明電極が形成されている。０．７ｍｍ程度の厚さのガラス基板を用い、対向基板には、共通電極をする。透明電極には電極材料（ＩＴＯ）の一部を抜いたスリット部５１２ｃが設けられている。長方形のセルの各対向辺の中点を結ぶ十字状で幅３〜５μｍ程度のスリット部５１２ｃが配向規制用構造物として機能し、スリット部５１２ｃから斜め４５°方向に延びて幅５μｍのスリット部５１２ｃがピッチ８μｍで複数形成されており、これらが傾斜時の方位角方向の乱れを抑える補助的な配向制御因子として機能する。表示用画素電極の幅は３μｍである。画素幹部電極５１２ａと画素枝部電極５１２ｂは４５度の角度を有しながら、画素中央を対称中心として９０度づつ異なる４方向に枝部電極が延在された構造を有している。液晶分子は電圧印加により傾斜配向するが、傾斜配向の方位がこれらの４方向と一致しするように傾斜配向するので、４分割されたドメインを一つの画素内に形成させて表示の視野角を広くする。
【実施例】
【０４３７】
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。【０４３８】
［実施例１］
Ｎ型液晶組成物として下記（ＬＣＮ−１）で示される組成物（Δｎ０．１０３、粘性η１６．５、Δε−３．１）を調製した。Ｎ型液晶組成物（ＬＣＮ−１）を６０℃に加熱し、固形の重合性化合物（Ｖ１−１−１）及び重合性化合物（Ｖ１−１−２）を混合し溶解させた。室温で重合性化合物（Ｖ１−１−１）と（Ｖ１−１−２）が均一に溶解してネマチック液晶相を示していることを偏光顕微鏡で確認した。この溶液に重合光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１を混合して重合性液晶組成物を調製した。調整した重合性液晶組成物の組成表を表１に示す。【０４３９】
液晶の一軸配向（ホモジニアス配向）が得られるように、セルギャップ３．６μｍのポリイミド垂直配向膜を塗布したフィッシュボーン型パターン電極垂直配向（ＰＶＡ）のセルを用い、得られた重合性液晶組成物を真空注入法によりセル内に注入した。セルには、電圧を印加により液晶がスリット方向へ傾斜配向するようにスリットが多数刻まれている。フィッシュボーン型パターン電極のライン電極幅とスリット幅は、ともに３．５μｍであり、ライン電極の長さは１００μｍであった。【０４４０】
注入後、注入口を封口剤３０２６Ｅ（スリーボンド社製）で封止した。周波数１ｋＨｚで２．４５Ｖの矩形波の電圧を印加しながら、波長３６５ｎｍの紫外線ＬＥＤの光源を用いて照射強度が１５ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を１２秒間照射した後、紫外線照射を継続した状態で、電圧を０Ｖにして垂直配向に戻し、電圧を０Ｖに戻した時点から紫外線を６８秒間照射してフィッシュボーン型ＰＶＡセルを作製した。これにより平行配向成分のポリマーネットワークと垂直配向成分のポリマーネットワークを形成させた。尚、紫外線照射時間は、全体で８０秒になるようにした。【０４４１】
紫外線照射完了後、セルに電圧を印加して明視野が一番明るくなるようにスリット方向がクロスニコル偏光板の２つの偏光軸の何れかに対して４５度に配置して偏光顕微鏡でセルの液晶配向状態を観察した。電圧を印加しない状態は、暗視野で完全に略垂直配向状態であることが確認された。電圧を徐々に上げて印加するとスリットの部分は垂直配向から傾斜配向へ変化して明さが増していくことを確認した。このセルで、液晶の傾斜配向方位を確認するため、７．５Ｖの電圧を印加して傾斜配向になった状態で透過率が最小になるようにスリット方向をクロスニコル偏光板の２つの偏光軸の何れかに対して平行になるように合わせた。図９の偏光顕微鏡写真に示すように傾斜配向方位がスリット方向へ揃うとスリットとライン電極に一致するように黒線が観察されるが、偏光方向とスリット方向を合わせるとスリットとライン電極に一致するように黒線が無数に観察され傾斜配向の方位がスリット方向へ揃っていることを確認した。このことから、液晶に電圧を印加して液晶を傾斜配向させるとスリット方向へ傾斜するので透過率が向上することがわかる。【０４４２】
６０Ｈｚの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、最大透過率Ｔ１００は６５％と液晶単体が示す透過率６９％に近い値を示した。【０４４３】
【表１】
2017175704.tif 000139
【０４４４】
【表２】
2017175704.tif 000140
【０４４５】
【化１３７】
2017175704.tif 000141
【０４４６】
【化１３８】
2017175704.tif 000142
【０４４７】
【化１３９】
2017175704.tif 000143
【０４４８】
【化１４０】
2017175704.tif 000144
【０４４９】
【化１４１】
2017175704.tif 000145
【０４５０】
【化１４２】
2017175704.tif 000146
【０４５１】
［比較例１］
実施例１と同様にして表１の比較例１の組成物をセルに注入した。紫外線照射を行う前に１５Ｖの電圧を印加して配向欠陥が無くなるまで数分間待った。その後、電圧を０Ｖとした。その後、偏光顕微鏡で一様にスリット方向へ液晶が配向するのを確認した後、紫外線を８０秒間照射した。照射終了後にポリマーネットワークを形成したセルに９Ｖの電圧を印加して液晶を傾斜配向させ、偏光顕微鏡観察で偏光方向とスリット方向を合わせると黒線が部分的に無数に観察され傾斜配向の方位がスリット方向へ揃う部分と、傾斜配向方位がスリット方向から外れている明の部分が混在してスリット全体が黒線にならず、傾斜配向方位が一様でないことが観察された。電圧を徐々に増加して透過率を測定すると、最大透過率Ｔ１００は、３６．１％と低くかった。
［比較例２−３］
実施例１と同様にして表１の比較例２、３の組成物をセルに注入した。紫外線照射を行う前に１５Ｖの電圧をセルに印加して配向欠陥が無くなるまで数分間待った。その後、表２の電圧をそれぞれのセルに印加し、偏光顕微鏡で一様にスリット方向へ液晶が傾斜配向するのを確認して、電圧を印加したまま紫外線を８０秒間照射した。偏光顕微鏡を用いて液晶の配向を観察するため、照射終了後に、９Ｖの電圧をセルに印加して液晶を傾斜配向させ、偏光方向とスリット方向を合わせると黒線が部分的に無数に観察され傾斜配向の方位がスリット方向へ揃う部分と、傾斜配向方位がスリット方向から外れている明の部分が混在してスリット全体が黒線にならず、傾斜配向方位が一様でないことが、図１０に示す比較例２の偏光顕微鏡写真のように観察された。電圧を徐々に増加して透過率を測定すると、最大透過率Ｔ１００は、比較例２では４０．３％、比較例３では３６．１％で比較例１に比べＴ１００は向上したものの、液晶の傾斜配向方位がスリット方向へ全て揃わなく低くかった。
［比較例４］
実施例１と同様にして表１の比較例４の組成物をセルに注入した。紫外線照射を行う前に１５Ｖの電圧をセルに印加して配向欠陥が無くなるまで数分間待った。その後、表２の電圧をセルに印加し、偏光顕微鏡で一様にスリット方向へ液晶が傾斜配向するのを確認して、電圧を印加したまま紫外線を８０秒間照射した。偏光顕微鏡を用いて液晶の配向を観察すると、電圧を印加していない状態で明視野を示し、最小透過率Ｔ０を測定すると３９．６％でポリマーネットワークが閾値電圧以上の配向状態を保持するように形成されており略平行の液晶配向状態が安定化され、暗視野の黒が得られなかった。電圧を印加して最大透過率Ｔ１００を測定すると６０．３％であった。
［実施例２〜５］
実施例１と同様にして表１の実施例２〜５の組成物をセルに注入した。【０４５２】
注入後ガラスセルを取り出し、注入口を封口剤３０２６Ｅ（スリーボンド社製）で封止した。波長３６５ｎｍの紫外線ＬＥＤの光源を用いて照射強度が１５ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を、２５℃で８０秒間照射した。周波数１ｋＨｚで２．３９Ｖ〜７．５Ｖまでの矩形波を電圧として紫外線照射開始時点から５秒から１５秒間、適宜時間を調整して印加した後、紫外線照射した状態で重合電圧を０Ｖにして垂直配向に戻しフィッシュボーン型ＰＶＡセルを作製した。これにより平行配向成分のポリマーネットワークと垂直配向成分のポリマーネットワークを形成させた。【０４５３】
紫外線照射完了後、スリット方向がクロスニコル偏光板の何れかに対して斜め４５度になるように配置して偏光顕微鏡でセルの液晶配向状態を観察した。電圧を印加しない状態は、暗視野で完全に略垂直配向状態であることが確認された。電圧を徐々に上げて印加するとスリットの部分は垂直配向から傾斜配向へ変化して明さが増していくことを確認した。傾斜配向方位を確認するため、７．５Ｖの電圧を印加して傾斜配向状態にして透過率が最小になるようにスリット方向を偏光板方向に合わせた。傾斜配向方位がスリット方向へ揃うとスリットとライン電極に一致するように黒線が観察された。偏光方向とスリット方向を合わせるとスリットとライン電極に一致するように黒線が無数に観察され傾斜配向の方位がスリット方向へ揃っていることを確認した。【０４５４】
６０Ｈｚの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、最大透過率Ｔ１００は６０％以上と液晶単体が示す透過率６９％に近い値を示した。
［実施例６］
実施例１と同様にして表１の実施例６の組成物をセルに注入した。【０４５５】
注入後ガラスセルを取り出し、注入口を封口剤３０２６Ｅ（スリーボンド社製）で封止した。波長３６５ｎｍの紫外線ＬＥＤの光源を用いて照射強度が１５ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を、２５℃で８０秒間照射した。周波数１ｋＨｚで２．４５Ｖの矩形波を電圧として紫外線照射開始時点から１２秒間印加した後、紫外線照射した状態で電圧を０Ｖにして垂直配向に戻しフィッシュボーン型ＰＶＡセルを作製した。これにより平行配向成分のポリマーネットワークと垂直配向成分のポリマーネットワークを形成させた。【０４５６】
紫外線照射完了後、スリット方向がクロスニコル偏光板の何れかに対して斜め４５度になるように配置して偏光顕微鏡でセルの液晶配向状態を観察した。電圧を印加しない状態は、暗視野で完全に略垂直配向状態であることが確認された。電圧を徐々に上げて印加するとスリットの部分は垂直配向から傾斜配向へ変化して明さが増していくことを確認した。傾斜配向方位を確認するため、７．５Ｖの電圧を印加して傾斜配向状態にして透過率が最小になるようにスリット方向を偏光板方向に合わせた。重合性化合物、液晶組成を変更しても傾斜配向方位がスリット方向へ揃うとスリットとライン電極に一致するように黒線が観察された。偏光方向とスリット方向を合わせるとスリットとライン電極に一致するように黒線が無数に観察され傾斜配向の方位がスリット方向へ揃っていることを確認した。【０４５７】
６０Ｈｚの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、最大透過率Ｔ１００は６０％以上と液晶単体が示す透過率６９％に近い値を示した。
［実施例７］
実施例１と同様にして表１の実施例７の組成物をセルに注入した。【０４５８】
注入後ガラスセルを取り出し、注入口を封口剤３０２６Ｅ（スリーボンド社製）で封止した。波長３６５ｎｍの紫外線ＬＥＤの光源を用いて照射強度が１５ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を、２５℃で８０秒間照射した。周波数１ｋＨｚで２．４５Ｖの矩形波を電圧として紫外線照射開始時点から８秒間印加した後、紫外線照射した状態で電圧を０Ｖにして垂直配向に戻しフィッシュボーン型ＰＶＡセルを作製した。これにより平行配向成分のポリマーネットワークと垂直配向成分のポリマーネットワークを形成させた。紫外線照射完了後、スリットの直線方向がクロスニコル偏光板の何れかに対して斜め４５度になるように配置して偏光顕微鏡でセルの液晶配向状態を観察した。電圧を印加しない状態は、暗視野で完全に略垂直配向状態であることが確認された。電圧を徐々に上げて印加するとスリットの部分は垂直配向から傾斜配向へ変化して明さが増していくことを確認した。傾斜配向方位を確認するため、７．５Ｖの電圧を印加して傾斜配向状態にして透過率が最小になるようにスリット方向を偏光板方向に合わせた。重合性化合物、液晶組成を変更しても傾斜配向方位がスリット方向へ揃うとスリットとライン電極に一致するように黒線が観察された。偏光方向とスリット方向を合わせるとスリットとライン電極に一致するように黒線が無数に観察され傾斜配向の方位がスリット方向へ揃っていることを確認した。【０４５９】
６０Ｈｚの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、最大透過率Ｔ１００は６５．４％以上と液晶単体が示す透過率６９％に近い値を示した。
［実施例８］
実施例１と同様にして表１の実施例８の組成物をセルに注入した。【０４６０】
注入後ガラスセルを取り出し、注入口を封口剤３０２６Ｅ（スリーボンド社製）で封止した。波長３６５ｎｍの紫外線ＬＥＤの光源を用いて照射強度が１５ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を、２５℃で１２００秒間照射した。周波数１ｋＨｚで３．４Ｖの矩形波を電圧として紫外線照射開始時点から１００秒間印加した後、紫外線照射した状態で電圧を０Ｖにして垂直配向に戻しフィッシュボーン型ＰＶＡセルを作製した。これにより平行配向成分のポリマーネットワークと垂直配向成分のポリマーネットワークを形成させた。【０４６１】
実施例７と同様に傾斜配向方位を確認するため、７．５Ｖの電圧を印加して傾斜配向状態にして透過率が最小になるようにスリット方向を偏光板方向に合わせた。重合性化合物、液晶組成を変更しても傾斜配向方位がスリット方向へ揃うとスリットとライン電極に一致するように黒線が観察された。偏光方向とスリット方向を合わせるとスリットとライン電極に一致するように黒線が無数に観察され傾斜配向の方位がスリット方向へ揃っていることを確認した。【０４６２】
６０Ｈｚの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、最大透過率Ｔ１００は、６４．３％と液晶単体が示す透過率６９％に近い値を示した。
［実施例９］
実施例１と同様にして表１の実施例９の組成物を調整した。【０４６３】
液晶の垂直配向（ホメオトロピック配向）が得られるように、ポリイミド配向膜を塗布した後、基板面法線方向に対してプレチルト角が１°程度になるようにラビング配向処理を施しＩＴＯ付きパラレルラビング配向のセルを用い、得られた重合性液晶組成物を真空注入法によりセル内に注入した。注入後ガラスセルを取り出し、注入口を封口剤３０２６Ｅ（スリーボンド社製）で封止した。照射強度が１５ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を、２５℃で８０秒間照射した。周波数１ｋＨｚで１２Ｖの矩形波を電圧として紫外線照射開始時点から２秒〜１０秒迄の時間を変えて印加した後、紫外線照射した状態で電圧を０Ｖにして垂直配向に戻しフィッシュボーン型ＰＶＡセルを作製した。これにより平行配向成分のポリマーネットワークと垂直配向成分のポリマーネットワークの二つの異なる配向のポリマーネットワークを形成させた。紫外線照射完了後、ラビング配向軸方向がクロスニコル偏光板の何れかに対して平行になるように配置して偏光顕微鏡でセルの液晶配向状態を観察した。【０４６４】
セル番号１〜２までは暗視野になりセルを方位角方向へ回転しても暗視野の黒レベルが変化せずホメオトロピック配向であり、ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸方向がセル面に直行するように形成されていることを確認した。セル番号３〜４はセルを方位角方向へ回転してもセル番号１〜２と同様な暗視野が得られる方位と若干暗視野が明るくなる方位があることを示した。セル番号５では、他のセルとは異なりセルを方位角方向へ回転しても暗視野を示す方位角はなく、セル番号１〜４の暗視野に比べ少し明るくなった。ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸を一致させるように形成されたポリマーネットワークのアンカーリング力の効果で立下がり時間が短くなることが確認された。セル番号１〜５をクロスニコル偏光板の何れかに対して斜め４５度になるように配置して偏光顕微鏡でセルの液晶配向状態を観察した。電圧無印加では暗視野（セル番号５を除く）を示し、電圧を徐々に上げて印加すると明視野に変化した。このセルの配置状態で、電気光学特性を測定して結果を表３にまとめた。【０４６５】
紫外線照射中の電圧印加時間を２秒から１０秒まで変えるとプレチルト角が１．９°から２２．４°へ増加した。プレチルト角の増加にともない、Ｔｏｆｆ（緩和時間）が３．８ｍｓから７．７ｍｓへ、最小透過率Ｔ０が０．０１％から５．２６％へ増加した。特に電圧印加時間が１０秒になると急激にＴ０が増加した。一方、駆動電圧Ｖ９０は、８．１Ｖから５．５Ｖへ減少した。紫外線照射開始時点では平行配向を示す電圧１２Ｖを印加して、平行配向を安定化させるポリマーネットワークの軌跡を残し、紫外線照射の途中で電圧を０Ｖにすると垂直配向を安定化させるポリマーネットワークが形成されるが、（ａ）平行配向を安定化させる成分と（ｂ）垂直配向を安定化させる成分を示すポリマーネットワークが混在したようになり、電圧印加時間が長くなるのにともない（ａ）の影響力が増してゆきプレチルト角が増える。これは、平行配向になろうとするポリマーネットワークのアンカーリング力と垂直配向になろうとするポリマーネットワークのアンカーリング力のバランスでプレチルト角が決まることを結果は説明している。電圧印加時間が１０秒以上になると（ａ）の影響力が大きくなり平行配向の方向へ向かいＴ０が０．１％以上でコントラストが低下する。重合電圧印加時間が７秒以下では（ａ）の影響力が僅かなので、Ｔ０は０．１％以下で良好な値を示し高コントラストが得られる。【０４６６】
【表３】
2017175704.tif 000147
【０４６７】
［実施例１０］
実施例６の重合性液晶組成物を用い、セルの作製は実施例７と同様にした。表４に示すように、電圧印加時間後に紫外線照射を中止して、紫外線照射途中の電圧−透過率特性を測定した後、全照射時間が８０秒になるように残りの時間で紫外線を照射して、紫外線照射完了後の電圧−透過率特性を測定した。紫外線照射途中の電圧―透過率を測定することで（ａ）平行配向を安定化させる成分と（ｂ）垂直配向を安定化させる成分を示すポリマーネットワークの影響を調べた。表４に同一セルに於ける電圧印加後の電圧−透過率特性と応答時間と重合電圧を０Ｖにして残りの時間で紫外線照射した後の電圧−透過率特性と応答時間を示す。セル番号１から５までの電圧印加後の電圧−透過率特性（Ｖ９０、Ｔ０、Ｔ１００）を比較すると、殆ど同じ特性を示す。又、紫外線照射完了後の電圧−透過率特性（Ｖ９０、Ｔ０、Ｔ１００）も略同じである。しかし、セル番号６は、電圧印加後のＴ０とプレチルト角がセル番号１〜５に比べて急激に増加する。これは、（ａ）の平行配向安定化成分が増加することに起因している。従って、良好な黒レベルを示す暗視野を得るには、Ｔ０が増加しないような重合電圧印加時間を適宜調整する必要がある。実施例１０では、重合印加時間を１０秒以内にすることが好ましい。セル番号１〜５までの紫外線照射完了後の電圧−透過率特性を比較すると０．１％以下の良好なＴ０が得られているが、セル番号６は、重合電圧印加終了後のＴ０よりも更に増加して、（ａ）の影響力が増加している。結果としてプレチルト角が大きいため応答時間も長くなり表示デバイスには不向きなっている。即ち、垂直配向セルの場合、黒レベルを犠牲にしない範囲（０．１％以下）になるように重合電圧印加時間を調整することによりＴｏｆｆが４ｍｓ以下になり且つ最大透過率Ｔ１００の高い電圧−透過率特性が得られる。【０４６８】
【表４】
2017175704.tif 000148
【０４６９】
［実施例１１］
実施例１の重合性液晶組成物を用い、セルの作製も実施例１と同様にした。【０４７０】
注入後、注入口を封口剤３０２６Ｅ（スリーボンド社製）で封止した。周波数１ｋＨｚで２．４５Ｖの矩形波の電圧を印加しながら、波長３６５ｎｍの紫外線ＬＥＤの光源を用いて照射強度が１５ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を１２秒間照射した後、紫外線照射を継続した状態で、電圧を０．９Ｖにして垂直配向に戻し、電圧を０．９Ｖに戻した時点から紫外線を６８秒間照射してフィッシュボーン型ＰＶＡセルを作製した。これにより平行配向成分のポリマーネットワークと垂直配向成分のポリマーネットワークを形成させた。【０４７１】
紫外線照射完了後、スリット方向がクロスニコル偏光板の何れかに対して斜め４５度になるように配置して偏光顕微鏡でセルの液晶配向状態を観察した。電圧を印加しない状態は、暗視野で完全に略垂直配向状態であることが確認された。電圧を徐々に上げて印加するとスリットの部分は垂直配向から傾斜配向へ変化して明さが増していくことを確認した。傾斜配向方位を確認するため、７．５Ｖの電圧を印加して傾斜配向状態にして透過率が最小になるようにスリット方向を偏光板方向に合わせた。傾斜配向方位がスリット方向へ揃うとスリットとライン電極に一致するように黒線が観察された。偏光方向とスリット方向を合わせるとスリットとライン電極に一致するように黒線が無数に観察され傾斜配向の方位がスリット方向へ揃っていることを確認した。【０４７２】
６０Ｈｚの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、最大透過率Ｔ１００は６３％以上と液晶単体が示す透過率６９％に近い値を示した。
［実施例１２−１５］
実施例１と同様にして表１の実施例６の組成物をセルに注入した。【０４７３】
注入後ガラスセルを取り出し、注入口を封口剤３０２６Ｅ（スリーボンド社製）で封止した。紫外線照射条件は、波長３６５ｎｍの紫外線ＬＥＤの光源を用いて照射強度が１５ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を、２５℃で８０秒間照射した。一方、電圧印加条件は、前記紫外線照射条件下において、周波数１ｋＨｚで表５記載の一次電圧として矩形波の電圧を印加し、紫外線照射開始時点から６秒間印加した後、紫外線を照射した状態で前記表５記載の一次電圧を表５記載の中間電圧に替えて１秒間印加した後、紫外線を照射しながら前記表５記載の中間電圧を表５作製条件記載の二次電圧（液晶閾値電圧以下）に替えて垂直配向に戻した状態でフィッシュボーン型ＰＶＡセルを作製した。これにより平行配向成分のポリマーネットワークと垂直配向成分のポリマーネットワークを形成させた。【０４７４】
紫外線照射完了後、スリット方向がクロスニコル偏光板の何れかに対して斜め４５度になるように配置して偏光顕微鏡でセルの液晶配向状態を観察した。電圧を印加しない状態は、暗視野で完全に略垂直配向状態であることが確認された。電圧を徐々に上げて印加するとスリットの部分は垂直配向から傾斜配向へ変化して明さが増していくことを確認した。傾斜配向方位を確認するため、７．５Ｖの電圧を印加して傾斜配向状態にして透過率が最小になるようにスリット方向を偏光板方向に合わせた。傾斜配向方位がスリット方向へ揃うとスリットとライン電極に一致するように黒線が観察され、電圧を切ると時に発生する配向欠陥が高分子安定化されていないことが確認された。偏光方向とスリット方向を合わせるとスリットとライン電極に一致するように黒線が無数に観察され傾斜配向の方位がスリット方向へ揃っていることを確認した。６０Ｈｚの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、最大透過率Ｔ１００は表５素子特性記載の通り液晶単体が示す透過率６９％に近い値を示した。
［実施例１６−１８］
実施例１と同様にして表１の実施例６の組成物をセルに注入した。【０４７５】
注入後ガラスセルを取り出し、注入口を封口剤３０２６Ｅ（スリーボンド社製）で封止した。紫外線照射条件は、波長３６５ｎｍの紫外線ＬＥＤの光源を用いて照射強度が１５ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を、２５℃で８０秒間照射し、後述の通り、紫外線照射の中断期間を設ける（なお、紫外線照射の中断期間は８０秒に含まれない）。一方、電圧印加条件は、前記紫外線照射条件下において、周波数１ｋＨｚで表５作製条件記載の一次電圧として矩形波の電圧を印加し、紫外線照射開始時点から１０秒間印加した後、電圧と紫外線を同時に切り、表５記載の中間電圧は印加せず、紫外線照射を一秒間中断した後、垂直配向に戻した状態で紫外線のみを照射してフィッシュボーン型ＰＶＡセルを作製した。これにより平行配向成分のポリマーネットワークと垂直配向成分のポリマーネットワークを形成させた。【０４７６】
紫外線照射完了後、スリット方向がクロスニコル偏光板の何れかに対して斜め４５度になるように配置して偏光顕微鏡でセルの液晶配向状態を観察した。電圧を印加しない状態は、暗視野で完全に略垂直配向状態であることが確認された。電圧を徐々に上げて印加するとスリットの部分は垂直配向から傾斜配向へ変化して明さが増していくことを確認した。傾斜配向方位を確認するため、７．５Ｖの電圧を印加して傾斜配向状態にして透過率が最小になるようにスリット方向を偏光板方向に合わせた。傾斜配向方位がスリット方向へ揃うとスリットとライン電極に一致するように黒線が観察され、電圧を切ると時に発生する配向欠陥が高分子安定化されていないことが確認された。偏光方向とスリット方向を合わせるとスリットとライン電極に一致するように黒線が無数に観察され傾斜配向の方位がスリット方向へ揃っていることを確認した。６０Ｈｚの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、最大透過率Ｔ１００は表５記載の通り液晶単体が示す透過率６９％に近い値を示した。
（表５  作製条件）【０４７７】
【表５】
2017175704.tif 000149
【０４７８】
（表６  素子特性）【０４７９】
【表６】
2017175704.tif 000150
【０４８０】
なお、本明細書中や実施例中、実施例の表の略語「Ｇａｐ」はセルギャップ（μｍ））、「Ｖ９０」は駆動電圧（Ｖ））、Ｔｏｎ（ターンオン時間  ミリ秒）、Ｔｏｆｆ（ターンオフ時間  ミリ秒）を表す。本願は、基礎出願である２０１６年４月５日に日本国に出願した特願２０１６−０７５８０９の内容を全て援用する。
【符号の説明】
【０４８１】
１…偏光板、２…第一の透明絶縁基板、３…電極層、４…配向膜、４ａ…配向方向、５液晶層、５ａ…電圧無印加時の液晶分子、５ｂ…電圧印加時の液晶分子、６…カラーフィルター、７…第二の透明絶縁基板、８…偏光板、９…連続又は不連続なポリマーネットワーク、１０…液晶表示素子、１１…ゲート電極、１２…ゲート絶縁層、１３…半導体層、１４…保護層、１５…オーミック接触層、１６…ドレイン電極、１７…ソース電極、１８…絶縁保護層、２１…画素電極、２２…共通電極、２３…ストレイジキャパシタ、２４…ゲート配線、２５…データ配線、２６…ドレイン電極、２７…ソース電極、２８…ゲート電極、２９…共通ライン、１００…偏光板、１１０…ゲート電極、１２０…ゲート絶縁層、１３０…半導体層、１４０…保護層、１６０…ドレイン電極、１９０ｂ…有機絶縁膜、２００…第一の基板、２１０…画素電極、２２０…ストレイジキャパシタ、２３０…ドレイン電極、２４０…データ配線、２５０…ゲート配線、２６０…ソース電極、２７０…ゲート電極、３００…薄膜トランジスタ層、４００…配向膜、５００…液晶層、５１０…液晶表示装置、５１２…画素電極、５１２ａ…画素幹部電極、５１２ｂ…画素枝部電極、５１２ｃ…画素スリット、５１６…走査配線、５１７…信号配線、６００…共通電極、７００…カラーフィルター、８００…第二の基板、９００…偏光板、１０００…液晶表示素子、１４００…透明電極（層）、ＰＸ…画素、ＰＥ…画素電極、ＰＡ…主画素電極、ＰＢ…副画素電極、ＣＥ…共通電極、ＣＡ…主共通電極、ＣＡＬ…左側主共通電極、ＣＡＲ…右側主共通電極、ＣＢ…副共通電極、ＣＢＵ…上側副共通電極、ＣＢＢ…下側副共通電極
【図１】
2017175704.tif 000157
【図２】
2017175704.tif 000158
【図３】
2017175704.tif 000159
【図４】
2017175704.tif 000160
【図５】
2017175704.tif 000161
【図６】
2017175704.tif 000162
【図７】
2017175704.tif 000163
【図８】
2017175704.tif 000164
【図９】
2017175704.tif 000165
【図１０】
2017175704.tif 000166
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年5月1日(2018.5.1)
【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】
少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に、該重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程、及びその後紫外線を照射したまま電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程を含有し、かつ、得られた液晶組成物中に重合体又は共重合体を含有し、該重合体又は共重合体の含有量が該液晶組成物及び該重合体又は共重合体の合計の質量の０．５質量％以上４０質量％未満であり、該重合体又は共重合体がポリマーネットワークを形成し、該ポリマーネットワークが一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸を有し、且つ異なる２種以上の配向状態を有する液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程において、重合性液晶組成物中の液晶分子が透明基板平面に対して０度から３０度の範囲で傾斜して配向しており、紫外線を照射したまま前記電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程において、前記液晶分子が透明基板平面に対して８０度から９０度に傾斜して配向している請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】
重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程において、重合性液晶組成物中の液晶分子が透明基板平面に対して０度から９０度の範囲で傾斜して配向しており、紫外線を照射したまま前記電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程において、前記液晶分子が透明基板平面に対して０度から３０度に傾斜して配向している請求項１又は２に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項４】
印加する電圧が交流波形であって、重合性液晶組成物が誘電異方性を示す範囲の周波数を有するものである請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項５】
閾値電圧以上の電圧が、重合性液晶組成物の電圧−透過率特性電圧における透過率の全変化量に対して１０％以上になる電圧Ｖ１０以上である請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項６】
閾値電圧未満の電圧が、０Ｖ以上閾値電圧の９０％未満の電圧である請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項７】
重合性液晶組成物中の重合性化合物として、下記一般式（Ｖ）及び一般式（ＶＩ）で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上の化合物を用いる請求項１〜６のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【化１】
2017175704.tif 000170
（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｕは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、ｋは１〜５の整数を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）
【化２】
2017175704.tif 000171
（式中、Ｘ３は、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ３は、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｔ−（式中、ｔは２〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｖは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、Ｗは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）。
【請求項８】
前記重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される１種又は２種以上の化合物を用いる請求項７に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項９】
前記重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される化合物であって、Ｓｐ１及びＳｐ２が互いに異なる２種以上の化合物を用いる請求項７又は８に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１０】
重合性液晶組成物中の液晶化合物として、下記一般式（ＬＣ）で表される液晶化合物を用いる前記請求項１〜９のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【化３】
2017175704.tif 000172
（一般式（ＬＣ）中、ＲＬＣは、炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよい。ＡＬＣ１及びＡＬＣ２は、それぞれ独立して、下記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）からなる群より選ばれる基を表す。
（ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。）、
（ｂ）１，４−フェニレン基（この基中に存在する１個のＣＨ基又は隣接していない２個以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよい。）、
（ｃ）１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、又はクロマン−２，６−ジイル基。
前記の基（ａ）、基（ｂ）又は基（ｃ）に含まれる１つ又は２つ以上の水素原子はそれぞれ、
フッ素原子、塩素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３で置換されていてもよい。
ＺＬＣは単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。
ＹＬＣは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。
ａは１〜４の整数を表す。ａが２、３又は４を表し、一般式（ＬＣ）中にＡＬＣ１が複数存在する場合、複数存在するＡＬＣ１は、同一であっても異なっていてもよく、ＺＬＣが複数存在する場合、複数存在するＺＬＣは、同一であっても異なっていてもよい。）
【請求項１１】
液晶表示素子のセル構造がＶＡモード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、ＶＡ−ＴＮモード、ＴＮモード又はＥＣＢモードである請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１２】
少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した液晶組成物中に重合体又は共重合体を含有し、該重合体又は共重合体の含有量が該液晶組成物及び該重合体又は共重合体の合計の質量の０．５質量％以上４０質量％未満であり、該重合体又は共重合体がポリマーネットワークを形成し、該ポリマーネットワークが一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸を有し、且つ異なる２種以上の配向状態を有しており、かつ、該ポリマーネットワークの異なる２種以上の配向状態として、透明基板平面に対して０度から３０度の範囲での傾斜配向、及び透明基板平面に対して８０度から９０度の範囲での傾斜配向を有していることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１３】
液晶表示素子の表示画素内を複数のドメインに分割可能な形状の電極を有しており、電極の形状に依存して分割された一つのドメイン内で、ポリマーネットワークの異なる２種以上の配向状態として、透明基板平面に対して０度から３０度の範囲での傾斜配向であって且つ該傾斜配向の傾斜配向方位方向が一定になるような配向、及び透明基板平面に対して８０度から９０度の範囲での傾斜配向を有しており、電圧無印加時の液晶組成物中の液晶分子の配向が垂直配向又は平行配向を有する請求項１２に記載の液晶表示素子。
【請求項１４】
ポリマーネットワークの光軸方向又は配向容易軸方向が液晶組成物中の液晶分子の配向と一致するように配向しており、異なる２種以上の配向状態として、透明基板平面に対して０度から３０度の範囲での傾斜配向と、透明基板平面に対して８０度から９０度での傾斜配向とを有しており、電圧無印加時において、液晶組成物中の液晶分子が透明基板平面に対して０度〜９０度のプレチルト角を有する請求項１２〜１３のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【請求項１５】
セル断面方向に対して少なくともセル厚の０．５％以上の厚さのポリマーネットワーク層が形成されている請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【請求項１６】
重合性液晶組成物中の重合性化合物として、下記一般式（Ｖ）及び一般式（ＶＩ）で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上の化合物を用いる請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【化４】
2017175704.tif 000173
（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｕは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、ｋは１〜５の整数を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）
【化５】
2017175704.tif 000174
（式中、Ｘ３は、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ３は、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｔ−（式中、ｔは２〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｖは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、Ｗは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）。
【請求項１７】
前記重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される１種又は２種以上の化合物を用いる請求項１６に記載の液晶表示素子。
【請求項１８】
前記重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される化合物であって、Ｓｐ１及びＳｐ２が互いに異なる２種以上の化合物を用いる請求項１６又は１７に記載の液晶表示素子。
【請求項１９】
重合性液晶組成物中の液晶化合物として、下記一般式（ＬＣ）で表される液晶化合物を用いる請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【化６】
2017175704.tif 000175
（一般式（ＬＣ）中、ＲＬＣは、炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよい。ＡＬＣ１及びＡＬＣ２は、それぞれ独立して、下記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）からなる群より選ばれる基を表す。
（ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。）、
（ｂ）１，４−フェニレン基（この基中に存在する１個のＣＨ基又は隣接していない２個以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよい。）、
（ｃ）１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、又はクロマン−２，６−ジイル基。
前記の基（ａ）、基（ｂ）又は基（ｃ）に含まれる１つ又は２つ以上の水素原子はそれぞれ、
フッ素原子、塩素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３で置換されていてもよい。
ＺＬＣは単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。
ＹＬＣは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。
ａは１〜４の整数を表す。ａが２、３又は４を表し、一般式（ＬＣ）中にＡＬＣ１が複数存在する場合、複数存在するＡＬＣ１は、同一であっても異なっていてもよく、ＺＬＣが複数存在する場合、複数存在するＺＬＣは、同一であっても異なっていてもよい。）
【請求項２０】
セル構造がＶＡモード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、ＶＡ−ＴＮモード、ＴＮモード又はＥＣＢモードである請求項１２〜１９のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月27日(2018.7.27)
【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】
少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した重合性液晶組成物に、該重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程、及びその後紫外線を照射したまま電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程を含有し、かつ、得られた液晶組成物中に重合体又は共重合体を含有し、該重合体又は共重合体の含有量が該液晶組成物及び該重合体又は共重合体の合計の質量の０．５質量％以上４０質量％未満であり、該重合体又は共重合体がポリマーネットワークを形成し、該ポリマーネットワークが一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸を有し、且つ該ポリマーネットワークが異なる２種以上の配向状態を有する液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程において、重合性液晶組成物中の液晶分子が透明基板平面に対して０度から３０度の範囲で傾斜して配向しており、紫外線を照射したまま前記電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程において、前記液晶分子が透明基板平面に対して８０度から９０度に傾斜して配向している請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】
重合性液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程において、重合性液晶組成物中の液晶分子が透明基板平面に対して０度から９０度の範囲で傾斜して配向しており、紫外線を照射したまま前記電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程において、前記液晶分子が透明基板平面に対して０度から３０度に傾斜して配向している請求項１又は２に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項４】
印加する電圧が交流波形であって、重合性液晶組成物が誘電異方性を示す範囲の周波数を有するものである請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項５】
閾値電圧以上の電圧が、重合性液晶組成物の電圧−透過率特性電圧における透過率の全変化量に対して１０％以上になる電圧Ｖ１０以上である請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項６】
閾値電圧未満の電圧が、０Ｖ以上閾値電圧の９０％未満の電圧である請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項７】
重合性液晶組成物中の重合性化合物として、下記一般式（Ｖ）及び一般式（ＶＩ）で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上の化合物を用いる請求項１〜６のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【化１】
2017175704.tif 000176
（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｕは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、ｋは１〜５の整数を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）
【化２】
2017175704.tif 000177
（式中、Ｘ３は、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ３は、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｔ−（式中、ｔは２〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｖは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、Ｗは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）。
【請求項８】
前記重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される１種又は２種以上の化合物を用いる請求項７に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項９】
前記重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される化合物であって、Ｓｐ１及びＳｐ２が互いに異なる２種以上の化合物を用いる請求項７又は８に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１０】
重合性液晶組成物中の液晶化合物として、下記一般式（ＬＣ）で表される液晶化合物を用いる前記請求項１〜９のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【化３】
2017175704.tif 000178
（一般式（ＬＣ）中、ＲＬＣは、炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよい。ＡＬＣ１及びＡＬＣ２は、それぞれ独立して、下記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）からなる群より選ばれる基を表す。
（ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。）、
（ｂ）１，４−フェニレン基（この基中に存在する１個のＣＨ基又は隣接していない２個以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよい。）、
（ｃ）１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、又はクロマン−２，６−ジイル基。
前記の基（ａ）、基（ｂ）又は基（ｃ）に含まれる１つ又は２つ以上の水素原子はそれぞれ、
フッ素原子、塩素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３で置換されていてもよい。
ＺＬＣは単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。
ＹＬＣは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。
ａは１〜４の整数を表す。ａが２、３又は４を表し、一般式（ＬＣ）中にＡＬＣ１が複数存在する場合、複数存在するＡＬＣ１は、同一であっても異なっていてもよく、ＺＬＣが複数存在する場合、複数存在するＺＬＣは、同一であっても異なっていてもよい。）
【請求項１１】
液晶表示素子のセル構造がＶＡモード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、ＶＡ−ＴＮモード、ＴＮモード又はＥＣＢモードである請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１２】
少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した液晶組成物中に重合体又は共重合体を含有し、該重合体又は共重合体の含有量が該液晶組成物及び該重合体又は共重合体の合計の質量の０．５質量％以上４０質量％未満であり、該重合体又は共重合体がポリマーネットワークを形成し、該ポリマーネットワークが一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸を有し、且つ異なる２種以上の配向状態を有しており、かつ、該ポリマーネットワークの異なる２種以上の配向状態として、透明基板平面に対して０度から３０度の範囲での傾斜配向、及び透明基板平面に対して８０度から９０度の範囲での傾斜配向を有していることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１３】
液晶表示素子の表示画素内を複数のドメインに分割可能な形状の電極を有しており、電極の形状に依存して分割された一つのドメイン内で、ポリマーネットワークの異なる２種以上の配向状態として、透明基板平面に対して０度から３０度の範囲での傾斜配向であって且つ該傾斜配向の傾斜配向方位方向が一定になるような配向、及び透明基板平面に対して８０度から９０度の範囲での傾斜配向を有しており、電圧無印加時の液晶組成物中の液晶分子の配向が垂直配向又は平行配向を有する請求項１２に記載の液晶表示素子。
【請求項１４】
ポリマーネットワークの光軸方向又は配向容易軸方向が液晶組成物中の液晶分子の配向と一致するように配向しており、異なる２種以上の配向状態として、透明基板平面に対して０度から３０度の範囲での傾斜配向と、透明基板平面に対して８０度から９０度での傾斜配向とを有しており、電圧無印加時において、液晶組成物中の液晶分子が透明基板平面に対して０度〜９０度のプレチルト角を有する請求項１２〜１３のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【請求項１５】
セル断面方向に対して少なくともセル厚の０．５％以上の厚さのポリマーネットワーク層が形成されている請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【請求項１６】
重合性液晶組成物中の重合性化合物として、下記一般式（Ｖ）及び一般式（ＶＩ）で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上の化合物を用いる請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【化４】
2017175704.tif 000179
（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｕは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、ｋは１〜５の整数を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）
【化５】
2017175704.tif 000180
（式中、Ｘ３は、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ３は、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｔ−（式中、ｔは２〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｖは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、Ｗは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）。
【請求項１７】
前記重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される１種又は２種以上の化合物を用いる請求項１６に記載の液晶表示素子。
【請求項１８】
前記重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される化合物であって、Ｓｐ１及びＳｐ２が互いに異なる２種以上の化合物を用いる請求項１６又は１７に記載の液晶表示素子。
【請求項１９】
重合性液晶組成物中の液晶化合物として、下記一般式（ＬＣ）で表される液晶化合物を用いる請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【化６】
2017175704.tif 000181
（一般式（ＬＣ）中、ＲＬＣは、炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよい。ＡＬＣ１及びＡＬＣ２は、それぞれ独立して、下記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）からなる群より選ばれる基を表す。
（ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。）、
（ｂ）１，４−フェニレン基（この基中に存在する１個のＣＨ基又は隣接していない２個以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよい。）、
（ｃ）１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、又はクロマン−２，６−ジイル基。
前記の基（ａ）、基（ｂ）又は基（ｃ）に含まれる１つ又は２つ以上の水素原子はそれぞれ、
フッ素原子、塩素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３で置換されていてもよい。
ＺＬＣは単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。
ＹＬＣは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。
ａは１〜４の整数を表す。ａが２、３又は４を表し、一般式（ＬＣ）中にＡＬＣ１が複数存在する場合、複数存在するＡＬＣ１は、同一であっても異なっていてもよく、ＺＬＣが複数存在する場合、複数存在するＺＬＣは、同一であっても異なっていてもよい。）
【請求項２０】
セル構造がＶＡモード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、ＶＡ−ＴＮモード、ＴＮモード又はＥＣＢモードである請求項１２〜１９のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【国際調査報告】
2017175704.tif 000182
2017175704.tif 000183
2017175704.tif 000184
2017175704.tif 000185