(57)【要約】液晶組成物に添加された配向制御層形成モノマーを重合させる際に、液晶分子を均一に水平配向させるのに効果的な配向制御層を形成させる方法を提供する。第１の基板と；前記第１の基板に形成された複数の画素電極と；第２の基板と；前記第２の基板に形成された、前記画素電極に対向する対向電極と；前記画素電極と前記対向電極の間に挟持された液晶層と；を有する液晶表示素子において、前記液晶層に含まれる配向制御層形成モノマーを、第一段階では加熱偏光しながら特定の波長および照度で紫外線を照射し、第二段階では非加熱で特定の波長および照度の非偏光紫外線を照射する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向して配置され、シール剤を介して貼りあわせた一対の基板間に液晶層が挟持され、
前記一対の基板と前記液晶層との間に、液晶分子を配向制御する配向制御層を有し、
前記液晶層は液晶組成物からなる、水平配向型液晶表示素子の製造方法であって；
前記液晶組成物は、液晶性化合物を含有し、正または負の誘電率異方性を有し、ネマチック相から等方相への転移温度ＴＮＩを有し、第一添加物として、光照射により光フリース転位、光異性化、光二量化、光分解のいずれかを生じる配向制御層形成モノマーを少なくとも１つを含有し；
液晶層をＴＮＩ以上の温度範囲に保持し、液晶層に、
２８０ｎｍから３４０ｎｍにピークを有する第一紫外線を、照度が２ｍＷ／ｃｍ２から２００ｍＷ／ｃｍ２の範囲で、１Ｊ／ｃｍ２から１５Ｊ／ｃｍ２の露光量となる範囲で偏光照射し；
次に、液晶層を室温（２５℃）からＴＮＩの温度範囲に保持し、３３０ｎｍから４００ｎｍにピークを有する第二紫外線を照度が１ｍＷ／ｃｍ２から２００ｍＷ／ｃｍ２の範囲で、１Ｊ／ｃｍ２から１５Ｊ／ｃｍ２の露光量となる範囲で照射し；
前記配向制御層形成モノマーを重合させることによって前記配向制御層を形成させる、水平配向型液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の第一添加物が、光照射により光フリース転位を生じる芳香族エステルを有する式（Ａ）で表される配向制御層形成モノマーであり、
2019003894.tif 000052
2019003894.tif 000053
2019003894.tif 000054
式（Ａ）において、
Ｐ１０およびＰ２０は独立して、重合性基を表し；
Ｓｐ１０およびＳｐ２０は独立して、単結合または炭素数１から１２のアルキレンであり、このアルキレンの少なくとも１つの水素はフッ素またはヒドロキシで置き換えられていてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または式（Ｑ−１）で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ２−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく；
式（Ｑ−１）において、Ｍ１０、Ｍ２０、およびＭ３０は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；Ｓｐ１１は、単結合または炭素数１から１２のアルキレンであり、このアルキレンの少なくとも１つの水素はフッ素またはヒドロキシで置き換えられていてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ２−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく；
Ｚ１０、Ｚ２０およびＺ３０は独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ、−ＯＣＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２ＣＨ２−または−ＣＦ２ＣＦ２−であり；
Ａ１０およびＡ３０は独立して、１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキシレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、ビフェニレン−４，４’−ジイルまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであり、この１，４−フェニレンにおいて、任意の水素はフッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、炭素数１から５のアルコキシ、またはＰ１０−Ｓｐ１０−Ｚ１０−で置き換えられていてもよく、このフルオレン−２，７−ジイルにおいて、任意の水素はフッ素、炭素数１から５のアルキルで置き換えられていてもよく、このビフェニレン−４，４’−ジイルにおいて任意の水素はフッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシで置き換えられていてもよく；
Ａ２０は、式（Ａ２０−１）に示す１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、式（Ａ２０−２）に示すナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、式（Ａ２０−３）に示すビフェニレン−４，４’−ジイルまたは式（Ａ２０−４）に示すフルオレン−２，７−ジイルであり、
式（Ａ２０−１）に示す１，４−フェニレンにおいて、Ｙ１０、Ｙ１１、Ｙ１２およびＹ１３はそれぞれ独立して、水素、フッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシであるが、Ｙ１０とＹ１３の少なくとも一方は水素であり、
式（Ａ２０−２）に示すナフタレン−２，６−ジイルにおいて、Ｙ１４、Ｙ１５、Ｙ１６、Ｙ１７、Ｙ１８およびＹ１９はそれぞれ独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシであるが、Ｙ１４とＹ１９の少なくとも一方は水素であり、
式（Ａ２０−３）に示すビフェニレン−４，４’−ジイルにおいて、Ｙ２０、Ｙ２１、Ｙ２２、Ｙ２３、Ｙ２４、Ｙ２５、Ｙ２６およびＹ２７はそれぞれ独立して、水素、フッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシであるが、Ｙ２０とＹ２７の少なくとも一方は水素であり、
式（Ａ２０−４）に示すフルオレン−２，７−ジイルにおいて、Ｙ２８、Ｙ２９、Ｙ３０、Ｙ３１、Ｙ３２およびＹ３３はそれぞれ独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキルであるが、Ｙ２８とＹ３１の少なくとも一方は水素であり；
ｎ１０は独立して０から３の整数であり；
紫外線照射において、液晶層をＴＮＩ以上からＴＮＩ＋５℃以下の温度範囲に保持して、２８０ｎｍから３４０ｎｍにピークを有する第一紫外線を、照度が２ｍＷ／ｃｍ２から１００ｍＷ／ｃｍ２の範囲で、１Ｊ／ｃｍ２から１３Ｊ／ｃｍ２の露光量となる範囲で偏光照射し；
次に、液晶層を室温（２５℃）からＴＮＩ未満の温度範囲に保持し、３３０ｎｍから４００ｎｍにピークを有する第二紫外線を照度が１ｍＷ／ｃｍ２から１００ｍＷ／ｃｍ２の範囲で、１Ｊ／ｃｍ２から１４Ｊ／ｃｍ２の露光量となる範囲で照射する、請求項１に記載の、水平配向型液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の紫外線照射において、液晶層をＴＮＩ以上からＴＮＩ＋５℃以下の温度範囲に保持して、２８０ｎｍから３４０ｎｍにピークを有する第一紫外線を、照度が２ｍＷ／ｃｍ２から１００ｍＷ／ｃｍ２の範囲で、１Ｊ／ｃｍ２から１１Ｊ／ｃｍ２の露光量となる範囲で偏光照射し；
次に、液晶層を室温（２５℃）から４５℃以下の温度範囲に保持し、３３０ｎｍから４００ｎｍにピークを有する第二紫外線を照度が１ｍＷ／ｃｍ２から５０ｍＷ／ｃｍ２の範囲で、１Ｊ／ｃｍ２から１４Ｊ／ｃｍ２の露光量となる範囲で照射する、請求項１に記載の、水平配向型液晶表示素子の製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載の式（Ａ）において、
Ｐ１０およびＰ２０は独立して、アクリロイルオキシ、メタアクリロイルオキシ、α−フルオロアクリレート、トリフルオロメチルアクリレート、ビニル、ビニルオキシ、エポキシを表し；
Ｓｐ１０およびＳｐ２０は独立して、単結合または炭素数１から１２のアルキレンであり、このアルキレンの少なくとも１つの水素はフッ素またはヒドロキシで置き換えられていてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ２−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく；
Ｚ１０、Ｚ２０、およびＺ３０は独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２ＣＨ２−、または−ＣＦ２ＣＦ２−であり；
Ａ１０およびＡ３０は独立して、１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキシレン、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、ビフェニレン−４，４’−ジイルであり、この１，４−フェニレンにおいて、任意の水素はフッ素、シアノ、ヒドロキシ、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、炭素数１から５のアルコキシ、またはＰ１０−Ｓｐ１０−Ｚ１０−で置き換えられていてもよく、このフルオレン−２，７−ジイルにおいて、任意の水素はフッ素、炭素数１から５のアルキルで置き換えられていてもよく、このビフェニレン−４，４’−ジイルにおいて任意の水素はフッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシで置き換えられていてもよく；
Ａ２０は、式（Ａ２０−１）に示す１，４−フェニレン、式（Ａ２０−２）に示すナフタレン−２，６−ジイル、式（Ａ２０−３）に示すビフェニレン−４，４’−ジイルまたは式（Ａ２０−４）に示すフルオレン−２，７−ジイルであり、
式（Ａ２０−１）に示す１，４−フェニレンにおいて、Ｙ１０、Ｙ１１、Ｙ１２およびＹ１３はそれぞれ独立して、水素、フッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシで置き換えられていてもよいが、Ｙ１０とＹ１３の少なくとも一方は水素であり、
式（Ａ２０−２）に示すナフタレン−２，６−ジイルにおいて、Ｙ１４、Ｙ１５、Ｙ１６、Ｙ１７、Ｙ１８およびＹ１９はそれぞれ独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシで置き換えられていてもよいが、Ｙ１４とＹ１９の少なくとも一方は水素であり、
式（Ａ２０−３）に示すビフェニレン−４，４’−ジイルにおいて、Ｙ２０、Ｙ２１、Ｙ２２、Ｙ２３、Ｙ２４、Ｙ２５、Ｙ２６およびＹ２７はそれぞれ独立して、水素、フッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシで置き換えられていてもよいが、Ｙ２０とＹ２７の少なくとも一方は水素であり、
式（Ａ２０−４）に示すフルオレン−２，７−ジイルにおいて、Ｙ２８、Ｙ２９、Ｙ３０、Ｙ３１、Ｙ３２およびＹ３３はそれぞれ独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキルであるが、Ｙ２８とＹ３１の少なくとも一方は水素であり；
ｎ１０は独立して０から３の整数である、請求項２に記載の水平配向型液晶表示素子の製造方法。
【請求項５】
前記配向制御層形成モノマーが式（Ａ−１）から式（Ａ−３）のいずれかで表される請求項１から４のいずれかに記載の水平配向型液晶表示素子の製造方法。
2019003894.tif 000055
式（Ａ−１）から式（Ａ−３）において、
Ｒ１０は独立して、水素、フッ素、メチル、またはトリフルオロメチルであり；
Ｒ３１は独立して、水素またはメチルであり；
Ｓｐ１０およびＳｐ２０は独立して、単結合または炭素数１から１２のアルキレンであり、このアルキレンの少なくとも１つの水素はフッ素またはヒドロキシで置き換えられていてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ２−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく；
Ｚ１０、Ｚ２０、およびＺ３０は独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２ＣＨ２−、または−ＣＦ２ＣＦ２−であり；
Ａ２０は独立して、式（Ａ２０−１）に示す１，４−フェニレン、式（Ａ２０−３）に示すビフェニレン−４，４’−ジイルまたは式（Ａ２０−４）に示すフルオレン−２，７−ジイルであり、
式（Ａ２０−１）に示す１，４−フェニレンにおいて、Ｙ１０、Ｙ１１、Ｙ１２およびＹ１３はそれぞれ独立して、水素、フッ素、ヒドロキシ、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシで置き換えられていてもよいが、Ｙ１０とＹ１３の少なくとも一方は水素であり、
式（Ａ２０−３）に示すビフェニレン−４，４’−ジイルにおいて、Ｙ２０、Ｙ２１、Ｙ２２、Ｙ２３、Ｙ２４、Ｙ２５、Ｙ２６およびＹ２７はそれぞれ独立して、水素、フッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシで置き換えられていてもよいが、Ｙ２０とＹ２７の少なくとも一方は水素であり、
式（Ａ２０−４）に示すフルオレン−２，７−ジイルにおいて、Ｙ２８、Ｙ２９、Ｙ３０、Ｙ３１、Ｙ３２およびＹ３３はそれぞれ独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキルであるが、Ｙ２８とＹ３１の少なくとも一方は水素であり；
Ａ３０は独立して、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、ビフェニレン−４，４’−ジイルであり、この１，４−フェニレンにおいて、任意の水素はフッ素、ヒドロキシ、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシで置き換えられていてもよく、このフルオレン−２，７−ジイルにおいて、任意の水素はフッ素、炭素数１から５のアルキルで置き換えられていてもよく、このビフェニレン−４，４’−ジイルにおいて任意の水素はフッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシで置き換えられていてもよく；
Ｌ１０は独立して水素、フッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、炭素数１から５のアルコキシまたはＰ１０−Ｓｐ１０−Ｚ１０−であり；
ｎ１１は独立して０から４の整数である。
【請求項６】
前記配向制御層形成モノマーの割合が、液晶性化合物の合計量を１００重量部としたときに、０．１重量部から１０．０重量部の範囲である、請求項１から５のいずれか１項に記載の水平配向型液晶表示素子の製造方法。
【請求項７】
前記液晶組成物が、式（２）から式（４）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の、水平配向型液晶表示素子の製造方法。
2019003894.tif 000056
式（２）から式（４）において、
Ｒ１１およびＲ１２は独立して、炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
環Ｂ１、環Ｂ２、環Ｂ３、および環Ｂ４は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；
Ｚ１１、Ｚ１２、およびＺ１３は独立して、単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、または−ＣＯＯ−である。
【請求項８】
前記液晶組成物が、式（５）から式（７）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の、水平配向型液晶表示素子の製造方法。
2019003894.tif 000057
式（５）から式（７）において、
Ｒ１３は炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
Ｘ１１は、フッ素、塩素、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、または−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３であり；
環Ｃ１、環Ｃ２、および環Ｃ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；
Ｚ１４、Ｚ１５、およびＺ１６は独立して、単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣH＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣH＝ＣＦ−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＦ＝ＣＦ−ＣＦ２Ｏ−または−（ＣＨ２）４−であり；
Ｌ１１およびＬ１２は独立して、水素またはフッ素である。
【請求項９】
前記液晶組成物が、式（８）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１から８のいずれか１項に記載の、水平配向型液晶表示素子の製造方法。
2019003894.tif 000058
式（８）において、
Ｒ１４は炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
Ｘ１２は−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎであり；
環Ｄ１は、１，４−シクロヘキシレン、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；
Ｚ１７は、単結合、−（ＣＨ２）２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または−ＣＨ２Ｏ−であり；
Ｌ１３およびＬ１４は独立して、水素またはフッ素であり；
ｉは、１、２、３、または４である。
【請求項１０】
前記液晶組成物が、式（９）から式（１５）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１から９のいずれか１項に記載の、水平配向型液晶表示素子の製造方法。
2019003894.tif 000059
式（９）から式（１５）において、
Ｒ１５およびＲ１６は独立して、炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
Ｒ１７は、水素、フッ素、炭素数１から１０のアルキル、または炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
環Ｅ１、環Ｅ２、環Ｅ３、および環Ｅ４は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、またはデカヒドロナフタレン−２，６−ジイルであり；
環Ｅ５および環Ｅ６は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、またはデカヒドロナフタレン−２，６−ジイルであり；
Ｚ１８、Ｚ１９、Ｚ２０、およびＺ２１は独立して、単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または−ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−であり；
Ｌ１５およびＬ１６は独立して、フッ素または塩素であり；
Ｓ１１は、水素またはメチルであり；
Ｘは独立して、−ＣＨＦ−または−ＣＦ２−であり；
ｊ、ｋ、ｍ、ｎ、ｐ、ｑ、ｒ、およびｓは独立して、０または１であり、ｋ、ｍ、ｎ、およびｐの和は、１または２であり、ｑ、ｒ、およびｓの和は、０、１、２、または３であり、ｔは、１、２、または３である。
【請求項１１】
前記液晶組成物が、第二添加物として式（１６α）で表される重合性化合物をさらに含有し、これらの化合物を重合させることによって生成した共重合体からなる配向制御層を形成させる、請求項１から１０のいずれか１項に記載の、水平配向型液晶表示素子の製造方法。
2019003894.tif 000060
式（１６α）において、
環Ｆおよび環Ｉは独立して、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、テトラヒドロピラン−２−イル、１，３−ジオキサン−２−イル、ピリミジン−２−イル、またはピリジン−２−イルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、炭素数１から１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよく；
環Ｇは、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−１，２−ジイル、ナフタレン−１，３−ジイル、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、ナフタレン−１，６−ジイル、ナフタレン−１，７−ジイル、ナフタレン−１，８−ジイル、ナフタレン−２，３−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−２，７−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリジン−２，５−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよく；
Ｚ２２およびＺ２３は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ３）−、または−Ｃ（ＣＨ３）＝Ｃ（ＣＨ３）−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；
Ｐ１１、Ｐ１２、およびＰ１３は独立して、重合性基であり；
Ｓｐ１１、Ｓｐ１２、およびＳｐ１３は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；
ｕは、０、１、または２であり；
ｆ、ｇ、およびｈは独立して、０、１、２、３、または４であり、そしてｆ、ｇ、およびｈの和は２以上である。
【請求項１２】
請求項１１に記載の式（１６α）において、Ｐ１１、Ｐ１２、およびＰ１３が独立して式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）で表される重合性基の群から選択される基である、請求項１１に記載の、水平配向型液晶表示素子の製造方法。
2019003894.tif 000061
式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）において、
Ｍ１１、Ｍ１２、およびＭ１３は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルである。
【請求項１３】
液晶組成物中の第二添加物の割合が、液晶性化合物の合計量を１００重量部としたときに、０．０３重量部から１０重量部の範囲である、請求項１１から１２のいずれか１項に記載の、水平配向型液晶表示素子の製造方法。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の製造方法により得られる水平配向型液晶表示素子と；バックライトと；を備える、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水平配向型液晶表示素子の製造方法に関する。特に、光照射により光フリース転位を生じる芳香族エステルを有する配向制御層形成モノマーを含有し、この化合物の作用によって液晶分子の水平配向がポリイミドのような配向膜を用いないで達成可能である、誘電率異方性が正または負である液晶組成物を利用した液晶表示素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子において、液晶分子の動作モードに基づいた分類は、ＰＣ（phase change）、ＴＮ（twisted nematic）、ＳＴＮ（super twisted nematic）、ＥＣＢ（electrically controlled birefringence）、ＯＣＢ（optically compensated bend）、ＩＰＳ（in-plane switching）、ＶＡ（vertical alignment）、ＦＦＳ（fringe field switching）、ＦＰＡ（field-induced photo-reactive alignment）などのモードである。素子の駆動方式に基づいた分類は、ＰＭ（passive matrix）とＡＭ（active matrix）である。ＰＭは、スタティック（static）、マルチプレックス（multiplex）などに分類され、ＡＭは、ＴＦＴ（thin film transistor）、ＭＩＭ（metal insulator metal）などに分類される。ＴＦＴの分類は非晶質シリコン（amorphous silicon）および多結晶シリコン（polycrystal silicon）である。後者は製造工程によって高温型と低温型とに分類される。光源に基づいた分類は、自然光を利用する反射型、バックライトを利用する透過型、そして自然光とバックライトの両方を利用する半透過型である。【０００３】
液晶表示素子はネマチック相を有する液晶組成物を含有する。この組成物は適切な特性を有する。この組成物の特性を向上させることによって、良好な特性を有するＡＭ素子を得ることができる。２つの特性における関連を下記の表１にまとめる。組成物の特性を市販されているＡＭ素子に基づいてさらに説明する。ネマチック相の温度範囲は、素子の使用できる温度範囲に関連する。ネマチック相の好ましい上限温度は約７０℃以上であり、そしてネマチック相の好ましい下限温度は約−１０℃以下である。組成物の粘度は素子の応答時間に関連する。素子で動画を表示するためには短い応答時間が好ましい。１ミリ秒でもより短い応答時間が望ましい。したがって、組成物における小さな粘度が好ましい。低い温度における小さな粘度はより好ましい。【０００４】
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【０００５】
組成物の光学異方性は、素子のコントラスト比に関連する。素子のモードに応じて、大きな光学異方性または小さな光学異方性、すなわち適切な光学異方性が必要である。組成物の光学異方性（Δｎ）と素子のセルギャップ（ｄ）との積（Δｎ×ｄ）は、コントラスト比を最大にするように設計される。適切な積の値は動作モードの種類に依存する。この値は、ＴＮのようなモードの素子では約０．４５μｍである。この値は、ＶＡモードの素子では約０．３０μｍから約０．４０μｍの範囲であり、ＩＰＳモードまたはＦＦＳモードの素子では約０．２０μｍから約０．３０μｍの範囲である。これらの場合、小さなセルギャップの素子には大きな光学異方性を有する組成物が好ましい。組成物における大きな誘電率異方性は、素子における低いしきい値電圧、小さな消費電力と大きなコントラスト比に寄与する。したがって、正または負に大きな誘電率異方性が好ましい。組成物における大きな比抵抗は、素子における大きな電圧保持率と大きなコントラスト比とに寄与する。したがって、初期段階において大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。長時間使用したあと、大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。紫外線および熱に対する組成物の安定性は、素子の寿命に関連する。この安定性が高いとき、素子の寿命は長い。このような特性は、液晶モニター、液晶テレビなどに用いるＡＭ素子に好ましい。【０００６】
ＴＮモードを有するＡＭ素子においては正の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。ＶＡモードを有するＡＭ素子においては負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。ＩＰＳモードまたはＦＦＳモードを有するＡＭ素子においては正または負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。高分子支持配向（ＰＳＡ；polymer sustained alignment）型のＡＭ素子においては正または負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。高分子支持配向（ＰＳＡ；polymer sustained alignment）型の液晶表示素子では、重合体を含有する液晶組成物が用いられる。まず、少量の重合性化合物を添加した組成物を素子に注入する。次に、この素子の基板のあいだに電圧を印加しながら、組成物に紫外線を照射する。重合性化合物は重合して、組成物中に重合体の網目構造を生成する。この組成物では、重合体によって液晶分子の配向を制御することが可能になるので、素子の応答時間が短縮され、画像の焼き付きが改善される。重合体のこのような効果は、ＴＮ、ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＶＡ、ＦＦＳ、ＦＰＡのようなモードを有する素子に期待できる。【０００７】
ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、ＥＣＢモードにおいては液晶分子を電圧無印加時に基板の主面に対して略水平な方向に配向させる必要がある。このような液晶分子の配向制御を実現させるために、ポリイミドのような配向膜が用いられてきた。近年、液晶パネルの狭額縁化が進み、配向膜とシール剤の接着幅が狭くなることで接着強度が弱まり、配向膜とシール剤の界面から剥離が進行することがあった。このような問題を防止するために、従来のポリイミドのような配向膜を用いない方法が提案されている。（特許文献１〜４）    一方、ＶＡモードにおいても配向膜を事前に形成しないＰＳＡ型の液晶表示素子が提案されている。この技術は、従来のポリイミドのような配向膜を用いていないため均一な垂直配向を得ることが容易ではない。このような問題を解決するために、液晶組成物中に含まれる重合性化合物への紫外線露光を複数回、強度や波長を変えて行う方法が提案されている。（特許文献５〜６）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１４６３６９号
【特許文献２】国際公開第２０１７／０５７１６２号
【特許文献３】特開２０１５−６４４６５号公報
【特許文献４】特開２０１５−１２５１５１号公報
【特許文献５】特開２００５−１８１５８２号公報
【特許文献６】米国特許公開２０１０／０５３５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、ポリイミドのような配向膜を事前に形成していない水平配向型液晶表示素子の製造において、水平配向制御剤を含む液晶組成物への紫外線露光工程に、更に紫外線照射工程を追加することで、液晶分子の水平配向の均一性を上げる方法を提供することである。
ポリイミドのような配向膜の代わりに、シンナメート基を有する低分子化合物やポリビニルシンナメート、カルコン構造を有する低分子化合物や重合性化合物、アゾベンゼン構造を有する低分子化合物やデンドリマーを用いて液晶の配向を制御する方法が報告されている（特許文献１および２）。特許文献１および２の方法では、まず、この低分子化合物、重合性化合物やポリマーを添加物として液晶組成物に溶解させる。次に、この添加物を相分離させることによってこの添加物からなる薄膜を基板上に生成させる。最後に、液晶組成物の上限温度より高い温度で基板に直線偏光を照射する。この直線偏光によって低分子化合物やポリマーが、二量化または異性化するとき、その分子が一定方向に配列される。この方法では、添加物の種類を選択することにより、ＩＰＳやＦＦＳのような水平配向モードの素子とＶＡのような垂直配向モードの素子とを製造することができる。この方法においては、添加物が液晶組成物の上限温度より高い温度で容易に溶解し、室温に戻したとき、この化合物が液晶組成物から容易に相分離することが重要である。ただし、添加物と液晶組成物との相溶性を確保するのが困難であった。
特許文献３および４の方法では、アゾベンゼンを部分構造として有するデンドリマーを添加物として液晶組成物に溶解させる。次に、この化合物を相分離させることによってこの化合物の薄膜を基板上に生成させる。このとき液晶組成物は基板に対して垂直に配向する。次に、基板を加熱しないで直線偏光を照射する。この直線偏光によってデンドリマーが二量化または異性化するとき、その分子が基板に対して水平な方向に配列される。ＩＰＳやＦＦＳのような水平配向モードの素子を製造することができる。この方法においてもデンドリマーが溶解と相分離とが容易に進行するように、デンドリマーと液晶組成物とを適切に組み合せなければならない。アゾベンゼンを部分構造として有するデンドリマーを用いる場合、アゾベンゼン由来の着色があるという問題があった。
特許文献５では非液晶性の重合性化合物を有する液晶組成物を含む液晶表示素子に、重合速度が互いに異なる紫外線露光を３回行う方法が開示されている。ここで適用される液晶配向は垂直配向で、垂直配向型液晶表示素子に関するものであり、本願の水平配向型液晶表示素子への適用に関する示唆や記載がない。特許文献６では紫外線吸収ピーク波長が互いに異なる複数の重合性化合物を有する液晶組成物を含む液晶表示素子に、波長域が互いに異なる紫外線露光を２回行う方法が開示されている。ここで適用される液晶配向は垂直配向で、垂直配向型液晶表示素子に関するものであり、本願の水平配向型液晶表示素子への適用に関する示唆や記載がない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、紫外線照射により光フリース転位を生じる芳香族エステルを有する配向制御層形成モノマーを含有し、そして正または負の誘電率異方性を有する液晶組成物を利用し、特定の条件で紫外線露光により重合させることで前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明は、下記の態様などを含む。【００１１】
［１］対向して配置され、シール剤を介して貼りあわせた一対の基板間に液晶層が挟持され、前記一対の基板と前記液晶層との間に、液晶分子を配向制御する配向制御層を有し、
前記液晶層は液晶組成物からなる、水平配向型液晶表示素子の製造方法であって；
前記液晶組成物は、液晶性化合物を含有し、正または負の誘電率異方性を有し、ネマチック相から等方相への転移温度ＴＮＩを有し、第一添加物として、光照射により光フリース転位、光異性化、光二量化、光分解のいずれかを生じる配向制御層形成モノマーを少なくとも１つを含有し；
液晶層をＴＮＩ以上の温度範囲に保持し、液晶層に、
２８０ｎｍから３４０ｎｍにピークを有する第一紫外線を、照度が２ｍＷ／ｃｍ２から２００ｍＷ／ｃｍ２の範囲で、１Ｊ／ｃｍ２から１５Ｊ／ｃｍ２の露光量となる範囲で偏光照射し；
次に、液晶層を室温（２５℃）からＴＮＩの温度範囲に保持し、３３０ｎｍから４００ｎｍにピークを有する第二紫外線を照度が１ｍＷ／ｃｍ２から２００ｍＷ／ｃｍ２の範囲で、１Ｊ／ｃｍ２から１５Ｊ／ｃｍ２の露光量となる範囲で照射し；
前記配向制御層形成モノマーを重合させることによって前記配向制御層を形成させる、水平配向型液晶表示素子の製造方法。【００１２】
［２］  ［１］に記載の第一添加物が、光照射により光フリース転位を生じる芳香族エステルを有する式（Ａ）で表される配向制御層形成モノマーであり、
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式（Ａ）において、
Ｐ１０およびＰ２０は独立して、重合性基を表し；
Ｓｐ１０およびＳｐ２０は独立して、単結合または炭素数１から１２のアルキレンであり、このアルキレンの少なくとも１つの水素はフッ素またはヒドロキシで置き換えられていてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または式（Ｑ−１）で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ２−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく；
式（Ｑ−１）において、Ｍ１０、Ｍ２０、およびＭ３０は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；Ｓｐ１１は、単結合または炭素数１から１２のアルキレンであり、このアルキレンの少なくとも１つの水素はフッ素またはヒドロキシで置き換えられていてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ２−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく；
Ｚ１０、Ｚ２０およびＺ３０は独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ、−ＯＣＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２ＣＨ２−または−ＣＦ２ＣＦ２−であり；
Ａ１０およびＡ３０は独立して、１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキシレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、ビフェニレン−４，４’−ジイルまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであり、この１，４−フェニレンにおいて、任意の水素はフッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、炭素数１から５のアルコキシ、またはＰ１０−Ｓｐ１０−Ｚ１０−で置き換えられていてもよく、このフルオレン−２，７−ジイルにおいて、任意の水素はフッ素、炭素数１から５のアルキルで置き換えられていてもよく、このビフェニレン−４，４’−ジイルにおいて任意の水素はフッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシで置き換えられていてもよく；
Ａ２０は、式（Ａ２０−１）に示す１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、式（Ａ２０−２）に示すナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、式（Ａ２０−３）に示すビフェニレン−４，４’−ジイルまたは式（Ａ２０−４）に示すフルオレン−２，７−ジイルであり、
式（Ａ２０−１）に示す１，４−フェニレンにおいて、Ｙ１０、Ｙ１１、Ｙ１２およびＹ１３はそれぞれ独立して、水素、フッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシであるが、Ｙ１０とＹ１３の少なくとも一方は水素であり、
式（Ａ２０−２）に示すナフタレン−２，６−ジイルにおいて、Ｙ１４、Ｙ１５、Ｙ１６、Ｙ１７、Ｙ１８およびＹ１９はそれぞれ独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシであるが、Ｙ１４とＹ１９の少なくとも一方は水素であり、
式（Ａ２０−３）に示すビフェニレン−４，４’−ジイルにおいて、Ｙ２０、Ｙ２１、Ｙ２２、Ｙ２３、Ｙ２４、Ｙ２５、Ｙ２６およびＹ２７はそれぞれ独立して、水素、フッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシであるが、Ｙ２０とＹ２７の少なくとも一方は水素であり、
式（Ａ２０−４）に示すフルオレン−２，７−ジイルにおいて、Ｙ２８、Ｙ２９、Ｙ３０、Ｙ３１、Ｙ３２およびＹ３３はそれぞれ独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキルであるが、Ｙ２８とＹ３１の少なくとも一方は水素であり；
ｎ１０は独立して０から３の整数であり；
紫外線照射において、液晶層をＴＮＩ以上からＴＮＩ＋５℃以下の温度範囲に保持して、２８０ｎｍから３４０ｎｍにピークを有する第一紫外線を、照度が２ｍＷ／ｃｍ２から１００ｍＷ／ｃｍ２の範囲で、１Ｊ／ｃｍ２から１３Ｊ／ｃｍ２の露光量となる範囲で偏光照射し；
次に、液晶層を室温（２５℃）からＴＮＩ未満の温度範囲に保持し、３３０ｎｍから４００ｎｍにピークを有する第二紫外線を照度が１ｍＷ／ｃｍ２から１００ｍＷ／ｃｍ２の範囲で、１Ｊ／ｃｍ２から１４Ｊ／ｃｍ２の露光量となる範囲で照射する、［１］に記載の、水平配向型液晶表示素子の製造方法。【００１３】
［３］［１］に記載の紫外線照射において、液晶層をＴＮＩ以上からＴＮＩ＋５℃以下の温度範囲に保持して、２８０ｎｍから３４０ｎｍにピークを有する第一紫外線を、照度が２ｍＷ／ｃｍ２から１００ｍＷ／ｃｍ２の範囲で、１Ｊ／ｃｍ２から１１Ｊ／ｃｍ２の露光量となる範囲で偏光照射し；
次に、液晶層を室温（２５℃）から４５℃以下の温度範囲に保持し、３３０ｎｍから４００ｎｍにピークを有する第二紫外線を照度が１ｍＷ／ｃｍ２から５０ｍＷ／ｃｍ２の範囲で、１Ｊ／ｃｍ２から１４Ｊ／ｃｍ２の露光量となる範囲で照射する、［１］に記載の、水平配向型液晶表示素子の製造方法。【００１４】
［４］［２］に記載の式（Ａ）において、
Ｐ１０およびＰ２０は独立して、アクリロイルオキシ、メタアクリロイルオキシ、α−フルオロアクリレート、トリフルオロメチルアクリレート、ビニル、ビニルオキシ、エポキシを表し；
Ｓｐ１０およびＳｐ２０は独立して、単結合または炭素数１から１２のアルキレンであり、このアルキレンの少なくとも１つの水素はフッ素またはヒドロキシで置き換えられていてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ２−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく；
Ｚ１０、Ｚ２０、およびＺ３０は独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２ＣＨ２−、または−ＣＦ２ＣＦ２−であり；
Ａ１０およびＡ３０は独立して、１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキシレン、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、ビフェニレン−４，４’−ジイルであり、この１，４−フェニレンにおいて、任意の水素はフッ素、シアノ、ヒドロキシ、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、炭素数１から５のアルコキシ、またはＰ１０−Ｓｐ１０−Ｚ１０−で置き換えられていてもよく、このフルオレン−２，７−ジイルにおいて、任意の水素はフッ素、炭素数１から５のアルキルで置き換えられていてもよく、このビフェニレン−４，４’−ジイルにおいて任意の水素はフッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシで置き換えられていてもよく；
Ａ２０は、式（Ａ２０−１）に示す１，４−フェニレン、式（Ａ２０−２）に示すナフタレン−２，６−ジイル、式（Ａ２０−３）に示すビフェニレン−４，４’−ジイルまたは式（Ａ２０−４）に示すフルオレン−２，７−ジイルであり、
式（Ａ２０−１）に示す１，４−フェニレンにおいて、Ｙ１０、Ｙ１１、Ｙ１２およびＹ１３はそれぞれ独立して、水素、フッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシで置き換えられていてもよいが、Ｙ１０とＹ１３の少なくとも一方は水素であり、
式（Ａ２０−２）に示すナフタレン−２，６−ジイルにおいて、Ｙ１４、Ｙ１５、Ｙ１６、Ｙ１７、Ｙ１８およびＹ１９はそれぞれ独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシで置き換えられていてもよいが、Ｙ１４とＹ１９の少なくとも一方は水素であり、
式（Ａ２０−３）に示すビフェニレン−４，４’−ジイルにおいて、Ｙ２０、Ｙ２１、Ｙ２２、Ｙ２３、Ｙ２４、Ｙ２５、Ｙ２６およびＹ２７はそれぞれ独立して、水素、フッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシで置き換えられていてもよいが、Ｙ２０とＹ２７の少なくとも一方は水素であり、
式（Ａ２０−４）に示すフルオレン−２，７−ジイルにおいて、Ｙ２８、Ｙ２９、Ｙ３０、Ｙ３１、Ｙ３２およびＹ３３はそれぞれ独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキルであるが、Ｙ２８とＹ３１の少なくとも一方は水素であり；
ｎ１０は独立して０から３の整数である、［２］に記載の水平配向型液晶表示素子の製造方法。【００１５】
［５］前記配向制御層形成モノマーが式（Ａ−１）から式（Ａ−３）のいずれかで表される［１］から［４］のいずれかに記載の水平配向型液晶表示素子の製造方法。
2019003894.tif 000006
式（Ａ−１）から式（Ａ−３）において、
Ｒ１０は独立して、水素、フッ素、メチル、またはトリフルオロメチルであり；
Ｒ３１は独立して、水素またはメチルであり；
Ｓｐ１０およびＳｐ２０は独立して、単結合または炭素数１から１２のアルキレンであり、このアルキレンの少なくとも１つの水素はフッ素またはヒドロキシで置き換えられていてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ２−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく；
Ｚ１０、Ｚ２０、およびＺ３０は独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２ＣＨ２−、または−ＣＦ２ＣＦ２−であり；
Ａ２０は独立して、式（Ａ２０−１）に示す１，４−フェニレン、式（Ａ２０−３）に示すビフェニレン−４，４’−ジイルまたは式（Ａ２０−４）に示すフルオレン−２，７−ジイルであり、
式（Ａ２０−１）に示す１，４−フェニレンにおいて、Ｙ１０、Ｙ１１、Ｙ１２およびＹ１３はそれぞれ独立して、水素、フッ素、ヒドロキシ、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシで置き換えられていてもよいが、Ｙ１０とＹ１３の少なくとも一方は水素であり、
式（Ａ２０−３）に示すビフェニレン−４，４’−ジイルにおいて、Ｙ２０、Ｙ２１、Ｙ２２、Ｙ２３、Ｙ２４、Ｙ２５、Ｙ２６およびＹ２７はそれぞれ独立して、水素、フッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシで置き換えられていてもよいが、Ｙ２０とＹ２７の少なくとも一方は水素であり、
式（Ａ２０−４）に示すフルオレン−２，７−ジイルにおいて、Ｙ２８、Ｙ２９、Ｙ３０、Ｙ３１、Ｙ３２およびＹ３３はそれぞれ独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキルであるが、Ｙ２８とＹ３１の少なくとも一方は水素であり；
Ａ３０は独立して、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、ビフェニレン−４，４’−ジイルであり、この１，４−フェニレンにおいて、任意の水素はフッ素、ヒドロキシ、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシで置き換えられていてもよく、このフルオレン−２，７−ジイルにおいて、任意の水素はフッ素、炭素数１から５のアルキルで置き換えられていてもよく、このビフェニレン−４，４’−ジイルにおいて任意の水素はフッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシで置き換えられていてもよく；
Ｌ１０は独立して水素、フッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、炭素数１から５のアルコキシまたはＰ１０−Ｓｐ１０−Ｚ１０−であり；
ｎ１１は独立して０から４の整数である。【００１６】
［６］前記配向制御層形成モノマーの割合が、液晶性化合物の合計量を１００重量部としたときに、０．１重量部から１０．０重量部の範囲である、［１］から［５］のいずれか１項に記載の水平配向型液晶表示素子の製造方法。【００１７】
［７］前記液晶組成物が、式（２）から式（４）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を含有する、［１］から［６］のいずれか１項に記載の、水平配向型液晶表示素子の製造方法。
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式（２）から式（４）において、
Ｒ１１およびＲ１２は独立して、炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
環Ｂ１、環Ｂ２、環Ｂ３、および環Ｂ４は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；
Ｚ１１、Ｚ１２、およびＺ１３は独立して、単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、または−ＣＯＯ−である。【００１８】
［８］前記液晶組成物が、式（５）から式（７）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、［１］から［７］のいずれか１項に記載の、水平配向型液晶表示素子の製造方法。
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式（５）から式（７）において、
Ｒ１３は炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
Ｘ１１は、フッ素、塩素、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、または−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３であり；
環Ｃ１、環Ｃ２、および環Ｃ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；
Ｚ１４、Ｚ１５、およびＺ１６は独立して、単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣH＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣH＝ＣＦ−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＦ＝ＣＦ−ＣＦ２Ｏ−または−（ＣＨ２）４−であり；
Ｌ１１およびＬ１２は独立して、水素またはフッ素である。【００１９】
［９］前記液晶組成物が、式（８）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、［１］から［８］のいずれか１項に記載の、水平配向型液晶表示素子の製造方法。
2019003894.tif 000009
式（８）において、
Ｒ１４は炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
Ｘ１２は−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎであり；
環Ｄ１は、１，４−シクロヘキシレン、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；
Ｚ１７は、単結合、−（ＣＨ２）２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または−ＣＨ２Ｏ−であり；
Ｌ１３およびＬ１４は独立して、水素またはフッ素であり；
ｉは、１、２、３、または４である。【００２０】
［１０］前記液晶組成物が、式（９）から式（１５）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、［１］から［９］のいずれか１項に記載の、水平配向型液晶表示素子の製造方法。
2019003894.tif 000010
式（９）から式（１５）において、
Ｒ１５およびＲ１６は独立して、炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
Ｒ１７は、水素、フッ素、炭素数１から１０のアルキル、または炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
環Ｅ１、環Ｅ２、環Ｅ３、および環Ｅ４は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、またはデカヒドロナフタレン−２，６−ジイルであり；
環Ｅ５および環Ｅ６は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、またはデカヒドロナフタレン−２，６−ジイルであり；
Ｚ１８、Ｚ１９、Ｚ２０、およびＺ２１は独立して、単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または−ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−であり；
Ｌ１５およびＬ１６は独立して、フッ素または塩素であり；
Ｓ１１は、水素またはメチルであり；
Ｘは独立して、−ＣＨＦ−または−ＣＦ２−であり；
ｊ、ｋ、ｍ、ｎ、ｐ、ｑ、ｒ、およびｓは独立して、０または１であり、ｋ、ｍ、ｎ、およびｐの和は、１または２であり、ｑ、ｒ、およびｓの和は、０、１、２、または３であり、ｔは、１、２、または３である。【００２１】
［１１］前記液晶組成物が、第二添加物として式（１６α）で表される重合性化合物をさらに含有し、これらの化合物を重合させることによって生成した共重合体からなる配向制御層を形成させる、［１］から［１０］のいずれか１項に記載の、水平配向型液晶表示素子の製造方法。
2019003894.tif 000011
式（１６α）において、
環Ｆおよび環Ｉは独立して、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、テトラヒドロピラン−２−イル、１，３−ジオキサン−２−イル、ピリミジン−２−イル、またはピリジン−２−イルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、炭素数１から１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよく；
環Ｇは、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−１，２−ジイル、ナフタレン−１，３−ジイル、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、ナフタレン−１，６−ジイル、ナフタレン−１，７−ジイル、ナフタレン−１，８−ジイル、ナフタレン−２，３−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−２，７−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリジン−２，５−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよく；
Ｚ２２およびＺ２３は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ３）−、または−Ｃ（ＣＨ３）＝Ｃ（ＣＨ３）−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；
Ｐ１１、Ｐ１２、およびＰ１３は独立して、重合性基であり；
Ｓｐ１１、Ｓｐ１２、およびＳｐ１３は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；
ｕは、０、１、または２であり；
ｆ、ｇ、およびｈは独立して、０、１、２、３、または４であり、そしてｆ、ｇ、およびｈの和は２以上である。【００２２】
［１２］［１１］に記載の式（１６α）において、Ｐ１１、Ｐ１２、およびＰ１３が独立して式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）で表される重合性基の群から選択される基である、［１１］に記載の、水平配向型液晶表示素子の製造方法。
2019003894.tif 000012
式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）において、
Ｍ１１、Ｍ１２、およびＭ１３は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルである。【００２３】
［１３］液晶組成物中の第二添加物の割合が、液晶性化合物の合計量を１００重量部としたときに、０．０３重量部から１０重量部の範囲である、［１１］から［１２］のいずれか１項に記載の、水平配向型液晶表示素子の製造方法。【００２４】
［１４］［１］から［１３］のいずれか１項に記載の製造方法により得られる水平配向型液晶表示素子と；バックライトと；を備える、表示装置。【００２５】
本例示は、次の項も含む。（ａ）重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、消泡剤のような添加物の少なくとも２つをさらに含有する上記の液晶組成物。（ｂ）上記の液晶組成物に化合物（Ａ）または化合物（１６α）とは異なる重合性化合物を添加することによって調製した重合性組成物。（ｃ）上記の液晶組成物に化合物（Ａ）と化合物（１６α）とを添加することによって調製した重合性組成物。（ｄ）重合性組成物を重合させることによって調製した液晶複合体。（ｅ）この液晶複合体を含有する高分子支持配向型の素子。（ｆ）上記の液晶組成物に化合物（Ａ）と化合物（１６α）と、化合物（Ａ）または化合物（１６α）とは異なる重合性化合物とを添加することによって調製した重合性組成物を使用することによって作製した高分子支持配向型の素子。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、配向制御層形成モノマーを含む液晶組成物を含む液晶表示素子へ、互いに異なる条件の紫外線露光を行うことで、透過率特性やコントラスト比に優れる水平配向型の液晶表示素子を実現することができる。
さらに、水平配向型の液晶表示素子の製造において配向膜の形成工程が不要となり、液晶表示素子の製造コストを削減できる。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
この明細書における用語の使い方は次のとおりである。「液晶組成物」および「液晶表示素子」の用語をそれぞれ「組成物」および「素子」と略すことがある。「液晶表示素子」は液晶表示パネルおよび液晶表示モジュールの総称である。「液晶性化合物」は、ネマチック相、スメクチック相などの液晶相を有する化合物および液晶相を有しないが、ネマチック相の温度範囲、粘度、誘電率異方性のような特性を調節する目的で組成物に混合される化合物の総称である。この化合物は、例えば１，４−シクロヘキシレンや１，４−フェニレンのような六員環を有し、その分子構造は棒状（rod like）である。「重合性化合物」は、組成物中に重合体を生成させる目的で添加する化合物である。
【００２８】
液晶組成物は、複数の液晶性化合物を混合することによって調製される。この液晶組成物に、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、極性化合物のような添加物が必要に応じて添加される。液晶性化合物の割合は、添加物を添加した場合であっても、添加物を含まない液晶組成物の重量に基づいた重量百分率（重量％）で表される。添加物の割合は、添加物を含まない液晶組成物の重量に基づいた重量百分率（重量部）で表される。すなわち、液晶性化合物や添加物の割合は、液晶性化合物の全重量に基づいて算出される。重量百万分率（ｐｐｍ）が用いられることもある。重合開始剤の割合は、例外的に重合性化合物の重量に基づいて表される。
【００２９】
式（Ａ）で表される化合物を「化合物（Ａ）」と略すことがある。化合物（Ａ）は、式（Ａ）で表される１つの化合物、２つの化合物の混合物、または３つ以上の化合物の混合物を意味する。このルールは、式（２）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物などにも適用される。六角形で囲んだＢ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１などの記号はそれぞれ環Ｂ１、環Ｃ１、環Ｆなどに対応する。六角形は、シクロヘキサン環やベンゼン環のような六員環またはナフタレン環のような縮合環を表す。式（Ａ−１）、式（Ａ−２）、式（Ａ−３）、式（１６α）において、六角形の一辺を横切る直線は、環上の任意の水素が、−（Ｌ１０）ｎ１１−や−Ｓｐ１−Ｐ１などの基で置き換えられてもよいことを表す。‘ｆ’などの添え字は、置き換えられた基の数を示す。添え字が０のとき、そのような置き換えはない。添え字‘ｆ’が２以上のとき、環Ｆ上には複数の−Ｓｐ１−Ｐ１が存在する。−Ｓｐ１−Ｐ１が表す複数の基は、同一であってもよく、または異なってもよい。これらのルールは、他の式においても適用される。「環Ｆおよび環Ｇは独立して、Ｘ、Ｙ、またはＺである」の表現では、主語が複数であるから、「独立して」を用いる。主語が「環Ｆ」であるときは、主語が単数であるから「独立して」を用いない。
【００３０】
末端基Ｒ１１の記号を複数の成分化合物に用いた。これらの化合物において、任意の２つのＲ１１が表す２つの基は、同一であってもよいし、または異なってもよい。例えば、化合物（２）のＲ１１がエチルであり、化合物（３）のＲ１１がエチルであるケースがある。化合物（２）のＲ１１がエチルであり、化合物（３）のＲ１１がプロピルであるケースもある。このルールは、他の末端基、環、結合基などの記号にも適用される。式（８）において、ｉが２のとき、２つの環Ｄ１が存在する。この化合物において、２つの環Ｄ１が表す２つの基は、同一であってもよいし、または異なってもよい。このルールは、ｉが２より大きいときの任意の２つの環Ｄ１にも適用される。このルールは、他の環、結合基などの記号にも適用される。
【００３１】
「少なくとも１つの‘Ａ’」の表現は、‘Ａ’の数は任意であることを意味する。「少なくとも１つの‘Ａ’は、‘Ｂ’で置き換えられてもよい」の表現は、‘Ａ’の数が１つのとき、‘Ａ’の位置は任意であり、‘Ａ’の数が２つ以上のときも、それらの位置は制限なく選択できる。このルールは、「少なくとも１つの‘Ａ’が、‘Ｂ’で置き換えられた」の表現にも適用される。「少なくとも１つのＡが、Ｂ、Ｃ、またはＤで置き換えられてもよい」という表現は、少なくとも１つのＡがＢで置き換えられた場合、少なくとも１つのＡがＣで置き換えられた場合、および少なくとも１つのＡがＤで置き換えられた場合、さらに複数のＡがＢ、Ｃ、Ｄの少なくとも２つで置き換えられた場合を含むことを意味する。例えば、少なくとも１つの−ＣＨ２−（または、−（ＣＨ２）２−）が−Ｏ−（または、−ＣＨ＝ＣＨ−）で置き換えられてもよいアルキルには、アルキル、アルケニル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルケニルオキシアルキルが含まれる。なお、連続する２つの−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられて、−Ｏ−Ｏ−のようになることは好ましくない。アルキルなどにおいて、メチル部分（−ＣＨ２−Ｈ）の−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられて−Ｏ−Ｈになることも好ましくない。
【００３２】
液晶性化合物において、アルキルは、直鎖状または分岐状であり、環状アルキルを含まない。直鎖状アルキルは、一般的に分岐状アルキルよりも好ましい。これらのことは、アルコキシ、アルケニルなどの末端基についても同様である。１，４−シクロヘキシレンに関する立体配置は、ネマチック相の上限温度を上げるためにシスよりもトランスが好ましい。２−フルオロ−１，４−フェニレンは、下記の２つの二価基を意味する。化学式において、フッ素は左向き（Ｌ）であってもよいし、右向き（Ｒ）であってもよい。このルールは、テトラヒドロピラン−２，５−ジイルのような、環から水素を２つ除くことによって生成した非対称な二価基にも適用される。
2019003894.tif 000013
【００３３】
本発明の水平配向型液晶表示素子の製造方法では、液晶組成物中に、光照射により光フリース転位、光異性化、光二量化、光分解のいずれかを生じる配向制御層形成モノマーを添加した液晶組成物を素子に封入する。
配向制御層形成モノマーは、偏光照射により構造が方向性をもって変化するため、液晶分子の配向制御に寄与する。また、重合性基を有するため、配向制御層形成モノマーからなる重合体は配向制御膜としての役割を有する。
光フリース転位を生じる芳香族エステルを有する化合物について説明する。光フリース転位を生じる芳香族エステルを有する化合物は、紫外光を吸収し、芳香族エステル部位がラジカル開裂しヒドロキシケトンへの転位を生じる化合物を意味し、本発明では、式（Ａ）および式（Ａ−１）から式（Ａ−３）で表される化合物である。好ましくは、式（Ａ−１）、式（Ａ−２）および式（Ａ−３）で表される化合物であり、より好ましくは式（Ａ−１）で表される化合物である。
芳香族エステルを有し、重合性基を有する化合物は、紫外光が照射されることにより芳香族エステル部位が光分解することでラジカルが形成されて、光フリース転位を生じる。
光フリース転位において、芳香族エステル部位の光分解は偏光紫外光の偏光方向と芳香族エステル部位の長軸方向が同一方向であった場合に生じる。光分解後は再結合し、互変異性化により水酸基が分子内に生じる。この水酸基により、基板界面の相互作用が生じ、配向制御層形成モノマーが基板界面側に異方性を持って吸着しやすくなると考えられる。また、重合性基を有しているため重合により固定化される。この性質を利用して液晶分子を配向させることが可能な薄膜を調製することができる。この薄膜を調製するために、照射する紫外線は直線偏光が適している。まず、液晶組成物に配向制御層形成モノマーを液晶性化合物の合計量を１００重量部としたときに０．１重量部から１０重量部の範囲で添加し、配向制御層形成モノマーを溶解させるために組成物を加温する。この組成物を、配向膜を有しない素子に注入する。次に、素子を加温しながら直線偏光を照射することによって、配向制御層形成モノマーを光フリース転位させ、重合させる。
光フリース転位した配向制御層形成モノマーは一定方向に配列され、重合後に形成される薄膜は液晶配向膜としての機能を有する。
【００３４】
配向制御層形成モノマーは、本明細書においては化合物（Ａ）と称される。さらに、構造の詳細に言及する場合など必要に応じて、化合物（Ａ−１）、化合物（Ａ−２）、化合物（Ａ−３）と分けて称される。以下に、１．化合物（Ａ）、２．化合物（Ａ）の合成、化合物（Ａ）を含む組成物として３．液晶組成物、当該組成物を含有する素子として４．液晶表示素子を順に説明する。
【００３５】
１．化合物（Ａ）
１−１．化合物（Ａ）、それを用いた液晶組成物の例示
【００３６】
式（Ａ）で表される化合物。
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式（Ａ）、式（Ａ−１）から式（Ａ−３）において、
Ｐ１０およびＰ２０は独立して、重合性基であり、好ましくは、アクリロイルオキシ、メタアクリロイルオキシ、α−フルオロアクリレート、トリフルオロメチルアクリレート、ビニル、ビニルオキシ、エポキシである。
Ｓｐ１０およびＳｐ２０は独立して、単結合または炭素数１から１２のアルキレンであり、このアルキレンの少なくとも１つの水素はフッ素またはヒドロキシで置き換えられていてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または式（Ｑ−１）で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ２−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよい。
式（Ｑ−１）において、Ｍ１０、Ｍ２０、およびＭ３０は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり、Ｓｐ１１は、単結合または炭素数１から１２のアルキレンであり、このアルキレンの少なくとも１つの水素はフッ素またはヒドロキシで置き換えられていてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ２−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよい。
Ｚ１０、Ｚ２０、およびＺ３０は独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２ＣＨ２−または−ＣＦ２ＣＦ２−であり、好ましくは、
単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−、または−ＣＨ２ＣＨ２−である。
Ａ１０およびＡ３０は独立して、１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキシレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、ビフェニレン−４，４’−ジイルまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであり、この１，４−フェニレンにおいて、任意の水素はフッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、炭素数１から５のアルコキシ、またはＰ１０−Ｓｐ１０−Ｚ１０−で置き換えられていてもよく、このフルオレン−２，７−ジイルにおいて、任意の水素はフッ素、炭素数１から５のアルキルで置き換えられていてもよく、このビフェニレン−４，４’−ジイルにおいて任意の水素はフッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシで置き換えられていてもよく、好ましくは、１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキシレン、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、ビフェニレン−４，４’−ジイルであり、この１，４−フェニレンにおいて、任意の水素はフッ素、シアノ、ヒドロキシ、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシで置き換えられていてもよく、このフルオレン−２，７−ジイルにおいて、任意の水素はフッ素、炭素数１から５のアルキルで置き換えられていてもよく、このビフェニレン−４，４’−ジイルにおいて任意の水素はフッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシで置き換えられていてもよい。
Ａ２０は独立して、式（Ａ２０−１）に示す１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、式（Ａ２０−２）に示すナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、式（Ａ２０−３）に示すビフェニレン−４，４’−ジイルまたは式（Ａ２０−４）に示すフルオレン−２，７−ジイルであり、好ましくは、式（Ａ２０−１）に示す１，４−フェニレン、式（Ａ２０−２）に示すナフタレン−２，６−ジイル、式（Ａ２０−３）に示すビフェニレン−４，４’−ジイルまたは式（Ａ２０−４）に示すフルオレン−２，７−ジイルであり、より好ましくは式（Ａ２０−１）に示す１，４−フェニレン、式（Ａ２０−３）に示すビフェニレン−４，４’−ジイルまたは式（Ａ２０−４）に示すフルオレン−２，７−ジイルである。
式（Ａ２０−１）に示す１，４−フェニレンにおいて、Ｙ１０、Ｙ１１、Ｙ１２およびＹ１３はそれぞれ独立して、水素、フッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシであるが、Ｙ１０とＹ１３の少なくとも一方は水素である。好ましいＹ１０、Ｙ１１、Ｙ１２およびＹ１３はそれぞれ独立して、水素、フッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシであるが、Ｙ１０とＹ１３の少なくとも一方は水素である。より好ましいＹ１０、Ｙ１１、Ｙ１２およびＹ１３はそれぞれ独立して、水素、フッ素、ヒドロキシ、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシであるが、Ｙ１０とＹ１３の少なくとも一方は水素である。
式（Ａ２０−２）に示すナフタレン−２，６−ジイルにおいて、Ｙ１４、Ｙ１５、Ｙ１６、Ｙ１７、Ｙ１８およびＹ１９はそれぞれ独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシであるが、Ｙ１４とＹ１９の少なくとも一方は水素である。
式（Ａ２０−３）に示すビフェニレン−４，４’−ジイルにおいて、Ｙ２０、Ｙ２１、Ｙ２２、Ｙ２３、Ｙ２４、Ｙ２５、Ｙ２６およびＹ２７はそれぞれ独立して、水素、フッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシであるが、Ｙ２０とＹ２７の少なくとも一方は水素である。
式（Ａ２０−４）に示すフルオレン−２，７−ジイルにおいて、Ｙ２８、Ｙ２９、Ｙ３０、Ｙ３１、Ｙ３２およびＹ３３はそれぞれ独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキルであるが、Ｙ２８とＹ３１の少なくとも一方は水素である。
ｎ１０は独立して０から３の整数である。
式（Ａ−１）から式（Ａ−３）において、
Ｒ１０は水素、フッ素、またはメチルであり、好ましくは、水素またはメチルである。
Ｒ３１は水素またはメチルであり、好ましくは、水素である。
Ｌ１０は独立して水素、フッ素、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシであり、好ましくは水素、フッ素、トリフルオロメチル、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシである。
ｎ１１は独立して０から４の整数であり、好ましくは０から２の整数であり、より好ましくは０または１である。
【００３７】
１−２．化合物（Ａ）の態様
化合物（Ａ）は、光フリース転位を生じる芳香族エステル部位と、重合性基とを有することを特徴とする。化合物（Ａ）は、紫外線照射により光フリース転位を生じると、極性基が基板表面と非共有結合的に相互作用するので有用である。用途の一つは、液晶表示素子に使われる液晶組成物用の添加物である。化合物（Ａ）は液晶分子の配向を制御する目的で添加される。このような添加物は、液晶組成物への高い溶解度を有し、素子に密閉された条件下では化学的に安定であり、そして液晶表示素子に用いた場合の電圧保持率が大きいことが好ましい。化合物（Ａ）は、このような特性をかなりの程度で充足する。
【００３８】
化合物（Ａ）の好ましい例について説明をする。好ましい配向制御層形成モノマーは、下記のように、化合物（Ａ−１−１）から化合物（Ａ−１−１０）、化合物（Ａ−２−１）、化合物（Ａ−２−２）および化合物（Ａ−３−１）である。下記化合物におけるｎおよびｍは独立して、２から６であり、Ｒ１０は独立して水素、メチル、フッ素またはトリフルオロメチルである。Ｙ１０は水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシである。Ｙ２０は水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または炭素数１から５のアルコキシである。
【００３９】
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【００４０】
2019003894.tif 000018
【００４１】
2019003894.tif 000019
【００４２】
式（２）から（１５）において、液晶組成物の成分化合物が示されている。化合物（２）から（４）は小さな誘電率異方性を有する。化合物（５）から（７）は、正に大きな誘電率異方性を有する。化合物（８）はシアノ基を有するので正により大きな誘電率異方性を有する。化合物（９）から（１５）は、負に大きな誘電率異方性を有する。これらの化合物の具体的な例は、あとで述べる。
【００４３】
２．化合物（Ａ）の合成
化合物（Ａ）の合成法について説明する。化合物（Ａ）は、国際公開第１９９５／２２５８６号、特開２００５−２０６５７９号公報、国際公開第２００６／０４９１１１号、Macromolecules, 26, 1244-1247 (1993)、特開２００３−２３８４９１号公報、国際公開第２０１０／１３３２７８号、特開２０００−１７８２３３号公報、特開２０１２−１６２３号公報、特開２０１１−２２７１８７号公報に記載された方法に準拠して合成する。
α−フルオロアクリレート基を有する配向制御モノマーは特開２００５−１１２８５０号公報に記載の方法に準拠して合成する。α−トリフルオロメチルアクリレート基を有する配向制御モノマーは特開２００４−１７５７２８号公報に記載の方法に準拠して合成する。トラン構造を有する化合物（Ａ）は、国際公開第２００１／０５３２４８号に準拠して合成する。合成法を記載しなかった化合物は、公知の有機合成化学の方法を適切に組み合わせることにより合成できる。「オーガニック・シンセシス」（Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc）、「オーガニック・リアクションズ」（Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc）、「コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス」（Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press）、「新実験化学講座」（丸善）などの成書を参照してもよい。
【００４４】
３．液晶組成物
液晶組成物は、配向制御層形成モノマーとして化合物（Ａ）を含有する。化合物（Ａ）は、少なくとも光照射により光フリース転位を生じる芳香族エステルを有する。化合物（Ａ）の例は、化合物（Ａ−１）、化合物（Ａ−２）、または化合物（Ａ−３）である。化合物（Ａ）は、偏光照射により生じる光フリース転位による方向性を有する異性化と、素子の基板との非共有結合的な相互作用とによって、液晶分子の配向を制御する。この組成物は、化合物（Ａ）を成分Ａとして含み、下に示す成分Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥから選択された液晶性化合物をさらに含む。
【００４５】
化合物（Ａ）の好ましい割合は、紫外線に対して高い反応性を得るために液晶性化合物の合計量を１００重量部としたときに、約０．１重量部以上であり、液晶組成物へ溶解させるために約７重量部以下である。さらに好ましい割合は約０．３重量部から約７重量部の範囲である。最も好ましい割合は、約０．３重量部から約５重量部の範囲である。化合物（１６α）をさらに添加する場合、好ましい割合は、約０．３重量部から約７重量部の範囲である。
【００４６】
３−１．成分Ｂから成分Ｅ
液晶性化合物である成分Ｂは、化合物（２）から（４）である。成分Ｃは化合物（５）から（７）である。成分Ｄは、化合物（８）である。成分Ｅは、化合物（９）から（１５）である。この組成物は、化合物（２）から（１５）とは異なる、その他の液晶性化合物を含んでもよい。この組成物を調製するときには、正または負の誘電率異方性の大きさなどを考慮して成分Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥを選択することが好ましい。成分を適切に選択した組成物は、高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性（すなわち、大きな光学異方性または小さな光学異方性）、正または負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、熱または紫外線に対する安定性、および適切な弾性定数（すなわち、大きな弾性定数または小さな弾性定数）を有する。
【００４７】
成分Ｂは、２つの末端基がアルキルなどである化合物である。成分Ｂの好ましい例として、化合物（２−１）から（２−１１）、化合物（３−１）から（３−１９）、および化合物（４−１）から（４−７）を挙げることができる。成分Ｂの化合物において、Ｒ１１およびＲ１２は独立して、炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルまたはアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよい。
【００４８】
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【００４９】
成分Ｂは、誘電率異方性の絶対値が小さいので、中性に近い化合物である。化合物（２）は、主として粘度の減少または光学異方性の調整に効果がある。化合物（３）および（４）は、上限温度を高くすることによってネマチック相の温度範囲を広げる効果、または光学異方性の調整に効果がある。
【００５０】
成分Ｂの含有量を増加させるにつれて組成物の誘電率異方性が小さくなるが粘度は小さくなる。そこで、素子のしきい値電圧の要求値を満たす限り、含有量は多いほうが好ましい。ＩＰＳ、ＶＡなどのモード用の組成物を調製する場合には、成分Ｂの含有量は、液晶組成物の重量に基づいて、好ましくは３０重量％以上、さらに好ましくは４０重量％以上である。
【００５１】
液晶性化合物である成分Ｃは、右末端にフッ素、塩素、またはフッ素含有基を有する化合物である。成分Ｃの好ましい例として、化合物（５−１）から（５−１６）、化合物（６−１）から（６−１１３）、化合物（７−１）から（７−６１）を挙げることができる。成分Ｃの化合物において、Ｒ１３は炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ１１は、フッ素、塩素、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、または−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３である。
【００５２】
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【００５３】
2019003894.tif 000022
【００５４】
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【００５５】
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【００５６】
2019003894.tif 000025
【００５７】
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【００５８】
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【００５９】
成分Ｃは、誘電率異方性が正であり、熱、光などに対する安定性が非常に優れているので、ＩＰＳ、ＦＦＳ、ＯＣＢなどのモード用の組成物を調製する場合に用いられる。成分Ｃの含有量は、液晶組成物の重量に基づいて１重量％から９９重量％の範囲が適しており、好ましくは１０重量％から９７重量％の範囲、さらに好ましくは４０重量％から９５重量％の範囲である。成分Ｃを誘電率異方性が負である組成物に添加する場合、成分Ｃの含有量は液晶組成物の重量に基づいて３０重量％以下が好ましい。成分Ｃを添加することにより、組成物の弾性定数を調整し、素子の電圧−透過率曲線を調整することが可能となる。
【００６０】
液晶性化合物である成分Ｄは、右末端基が−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎである化合物（８）である。成分Ｄの好ましい例として、化合物（８−１）から（８−６４）を挙げることができる。成分Ｄの化合物において、Ｒ１４は炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；−Ｘ１２は−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎである。
【００６１】
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【００６２】
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【００６３】
成分Ｄは、誘電率異方性が正であり、その値が大きいので、ＴＮなどのモード用の組成物を調製する場合に主として用いられる。この成分Ｄを添加することにより、組成物の誘電率異方性を大きくすることができる。成分Ｄは、液晶相の温度範囲を広げる、粘度を調整する、または光学異方性を調整する、という効果がある。成分Ｄは、素子の電圧−透過率曲線の調整にも有用である。
【００６４】
ＴＮなどのモード用の組成物を調製する場合には、成分Ｄの含有量は、液晶組成物の重量に基づいて１重量％から９９重量％の範囲が適しており、好ましくは１０重量％から９７重量％の範囲、さらに好ましくは４０重量％から９５重量％の範囲である。成分Ｄを誘電率異方性が負である組成物に添加する場合、成分Ｄの含有量は液晶組成物の重量に基づいて３０重量％以下が好ましい。成分Ｄを添加することにより、組成物の弾性定数を調整し、素子の電圧−透過率曲線を調整することが可能となる。
【００６５】
液晶性化合物である成分Ｅは、化合物（９）から（１５）である。これらの化合物は、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレンのように、ラテラル位が２つのフッ素または塩素で置換されたフェニレンを有する。成分Ｅの好ましい例として、化合物（９−１）から（９−８）、化合物（１０−１）から（１０−１７）、化合物（１１−１）、化合物（１２−１）から（１２−３）、化合物（１３−１）から（１３−１１）、化合物（１４−１）から（１４−３）、および化合物（１５−１）から（１５−３）を挙げることができる。成分Ｅの化合物おいて、Ｒ１５およびＲ１６は独立して、炭素数１から１０のアルキルまたは炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｒ１７は、水素、フッ素、炭素数１から１０のアルキル、または炭素数２から１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよい。
【００６６】
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【００６７】
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【００６８】
成分Ｅは、誘電率異方性が負に大きい。成分Ｅは、ＩＰＳ、ＶＡ、ＰＳＡなどのモード用の組成物を調製する場合に用いられる。成分Ｅの含有量を増加させるにつれて組成物の誘電率異方性が負に大きくなるが、粘度が大きくなる。そこで、素子のしきい値電圧の要求値を満たす限り、含有量は少ないほうが好ましい。誘電率異方性が−５程度であることを考慮すると、充分な電圧駆動をさせるには、含有量が４０重量％以上であることが好ましい。
【００６９】
成分Ｅのうち、化合物（９）は二環化合物であるので、主として、粘度の減少、光学異方性の調整、または誘電率異方性の増加に効果がある。化合物（１０）および（１１）は三環化合物であるので、上限温度を高くする、光学異方性を大きくする、または誘電率異方性を大きくするという効果がある。化合物（１２）から（１５）は、誘電率異方性を大きくするという効果がある。
【００７０】
ＩＰＳ、ＶＡ、ＰＳＡなどのモード用の組成物を調製する場合には、成分Ｅの含有量は、液晶組成物の重量に基づいて、好ましくは４０重量％以上であり、さらに好ましくは５０重量％から９５重量％の範囲である。成分Ｅを誘電率異方性が正である組成物に添加する場合は、成分Ｅの含有量が液晶組成物の重量に基づいて３０重量％以下が好ましい。成分Ｅを添加することにより、組成物の弾性定数を調整し、素子の電圧−透過率曲線を調整することが可能となる。
【００７１】
以上に述べた成分Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥを適切に組み合わせることによって、高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、正または負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性、大きな弾性定数などの特性の少なくとも１つを充足する液晶組成物を調製することができる。必要に応じて、成分Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥとは異なる液晶性化合物を添加してもよい。
【００７２】
３−２．第二添加物
この組成物には、反応性（重合性）を上げる目的で、反応性モノマーとしての役割を有する前記の第二添加物である重合性化合物（１６α）を添加してもよい。
【００７３】
式（１６α）において、Ｐ１１、Ｐ１２、およびＰ１３は独立して、重合性基である。好ましいＰ１１、Ｐ１２、またはＰ１３は、式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）で表される基の群から選択される重合性基である。さらに好ましいＰ１１、Ｐ１２、またはＰ１３は、基（Ｐ−１）、基（Ｐ−２）、または基（Ｐ−３）である。特に好ましい基（Ｐ−１）は、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ２または−ＯＣＯ−Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨ２である。基（Ｐ−１）から基（Ｐ−５）の波線は、結合する部位を示す。
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【００７４】
基（Ｐ−１）から基（Ｐ−５）において、Ｍ１１、Ｍ１２、およびＭ１３は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルである。好ましいＭ１１、Ｍ１２、またはＭ１３は、反応性を上げるために水素またはメチルである。さらに好ましいＭ１１はメチルであり、さらに好ましいＭ１２、またはＭ１３は水素である。
【００７５】
式（１６α）において、Ｓｐ１１、Ｓｐ１２、およびＳｐ１３は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。好ましいＳｐ１１、Ｓｐ１２、またはＳｐ１３は、単結合である。
【００７６】
式（１６α）において、環Ｆおよび環Ｉは独立して、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、テトラヒドロピラン−２−イル、１，３−ジオキサン−２−イル、ピリミジン−２−イル、またはピリジン−２−イルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよい。好ましい環Ｆまたは環Ｉは、フェニルである。環Ｇは、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−１，２−ジイル、ナフタレン−１，３−ジイル、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、ナフタレン−１，６−ジイル、ナフタレン−１，７−ジイル、ナフタレン−１，８−ジイル、ナフタレン−２，３−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−２，７−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリジン−２，５−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよい。特に好ましい環Ｇは、１，４−フェニレンまたは２−フルオロ−１，４−フェニレンである。
【００７７】
式（１６α）において、Ｚ２２およびＺ２３は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ３）−、または−Ｃ（ＣＨ３）＝Ｃ（ＣＨ３）−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。好ましいＺ７またはＺ８は、単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−である。さらに好ましいＺ２２またはＺ２３は、単結合である。
【００７８】
式（１６α）において、ｕは、０、１、または２である。好ましいｕは、０または１である。ｆ、ｇ、およびｈは独立して、０、１、２、３、または４であり、そして、ｆ、ｇ、およびｈの和は、１以上である。好ましいｆ、ｇ、またはｈは、１または２である。
【００７９】
好ましい第二添加物は、式（１６α−１）から式（１６α−２７）で表される化合物である。
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式（１６α−１）から式（１６α−２７）において、
Ｐ１１、Ｐ１２、およびＰ１３は独立して、式（Ｐ−１）から式（Ｐ−３）で表される重合性基の群から選択される基であり、ここでＭ１１、Ｍ１２、およびＭ１３は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり：
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Ｓｐ１１、Ｓｐ１２、およびＳｐ１３は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。
【００８０】
本件液晶組成物に用いられる第一添加物や第二添加物のような重合性化合物は、液晶組成物中に重合体を生成させる目的で添加される。化合物（Ａ）は、単独あるいは２種以上の組み合わせで用いてもよい。化合物（Ａ）と化合物（１６α）とから共重合体を生成させてもよい。化合物（Ａ）は、極性基が基板表面と非共有結合的に相互作用した状態で固定化される。これにより、液晶分子の配向する能力がさらに向上すると同時に、化合物（Ａ）が液晶組成物中に拡散するのを防ぐ。化合物（Ａ）は重合によって重合体を与える。この重合体は配列されているので、基板表面においては、液晶分子に適切なプレチルト角を付与できる。この重合体は, 液晶分子の配向を安定化するので、素子の応答時間を短縮し、そして画像の焼き付きを改善する。化合物（１６α）の好ましい例は、アクリレート化合物、メタクリレート化合物、ビニル化合物、ビニルオキシ化合物、プロペニルエーテル化合物、エポキシ化合物（オキシラン、オキセタン）、およびビニルケトン化合物である。さらに好ましい例は、少なくとも１つのアクリロイルオキシを有する化合物および少なくとも１つのメタクリロイルオキシを有する化合物である。さらに好ましい例には、アクリロイルオキシとメタクリロイルオキシの両方を有する化合物も含まれる。
【００８１】
３−３．添加物
液晶組成物は公知の方法によって調製される。例えば、成分化合物を混合し、そして加熱によって互いに溶解させる。用途に応じて、この組成物に添加物を添加してよい。添加物の例は、重合開始剤、重合禁止剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、消泡剤などである。このような添加物は当業者によく知られており、文献に記載されている。
【００８２】
重合開始剤を添加することによって、重合性化合物を速やかに重合させることができる。反応温度を最適化することによって、残存する重合性化合物の量を減少させることができる。光ラジカル重合開始剤の例は、ＩＧＭ  Ｒｅｓｉｎｓ社のＯｍｎｉｒａｄシリーズからＴＰＯ、１１７３、４２６５、１８４、３６９、５００、６５１、７８４、８１９、９０７、１３００、１７００、１８００、１８５０、および２９５９である。
【００８３】
光ラジカル重合開始剤の追加例は、４−メトキシフェニル−２，４−ビス（トリクロロメチル）トリアジン、２−（４−ブトキシスチリル）−５−トリクロロメチル−１，３，４−オキサジアゾール、９−フェニルアクリジン、９，１０−ベンズフェナジン、ベンゾフェノン／ミヒラーズケトン混合物、ヘキサアリールビイミダゾール／メルカプトベンズイミダゾール混合物、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、ベンジルジメチルケタール、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１−オン、２，４−ジエチルキサントン／ｐ−ジメチルアミノ安息香酸メチル混合物、ベンゾフェノン／メチルトリエタノールアミン混合物である。
【００８４】
液晶組成物に光ラジカル重合開始剤を添加したあと、紫外線を照射することによって重合を行うことができる。しかし、未反応の重合開始剤または重合開始剤の分解生成物は、素子に画像の焼き付きなどの表示不良を引き起こすかもしれない。これを防ぐために重合開始剤を添加しないまま光重合を行ってもよい。照射する光の好ましい波長は、後述する。
【００８５】
重合性化合物を保管するとき、重合を防止するために重合禁止剤を添加してもよい。重合性化合物は、通常は重合禁止剤を除去しないまま組成物に添加される。重合禁止剤の例は、ヒドロキノン、メチルヒドロキノンのようなヒドロキノン誘導体、４−ｔ−ブチルカテコール、４−メトキシフェノ−ル、フェノチアジンなどである。
【００８６】
光学活性化合物は、液晶分子にらせん構造を誘起して必要なねじれ角を与えることによって逆ねじれを防ぐ、という効果を有する。光学活性化合物を添加することによって、らせんピッチを調整することができる。らせんピッチの温度依存性を調整する目的で２つ以上の光学活性化合物を添加してもよい。光学活性化合物の好ましい例として、下記の化合物（Ｏｐ−１）から（Ｏｐ−１８）を挙げることができる。化合物（Ｏｐ−１８）において、環Ｊは１，４−シクロへキシレンまたは１，４−フェニレンであり、Ｒ２８は炭素数１から１０のアルキルである。
【００８７】
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【００８８】
酸化防止剤は、大きな電圧保持率を維持するために有効である。酸化防止剤の好ましい例として、下記の化合物（ＡＯ−１）および（ＡＯ−２）；ＩＲＧＡＮＯＸ  ４１５、ＩＲＧＡＮＯＸ  ５６５、ＩＲＧＡＮＯＸ  １０１０、ＩＲＧＡＮＯＸ  １０３５、ＩＲＧＡＮＯＸ  ３１１４、およびＩＲＧＡＮＯＸ  １０９８（商品名：ＢＡＳＦ社）を挙げることができる。紫外線吸収剤は、上限温度の低下を防ぐために有効である。紫外線吸収剤の好ましい例は、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾエート誘導体、トリアゾール誘導体などである。具体例として下記の化合物（ＡＯ−３）および（ＡＯ−４）；ＴＩＮＵＶＩＮ  ３２９、ＴＩＮＵＶＩＮ  Ｐ、ＴＩＮＵＶＩＮ  ３２６、ＴＩＮＵＶＩＮ  ２３４、ＴＩＮＵＶＩＮ  ２１３、ＴＩＮＵＶＩＮ  ４００、ＴＩＮＵＶＩＮ  ３２８、およびＴＩＮＵＶＩＮ  ９９−２（商品名：ＢＡＳＦ社）；および１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（ＤＡＢＣＯ）を挙げることができる。
【００８９】
立体障害のあるアミンのような光安定剤は、大きな電圧保持率を維持するために好ましい。光安定剤の好ましい例として、下記の化合物（ＡＯ−５）および（ＡＯ−６）；ＴＩＮＵＶＩＮ  １４４、ＴＩＮＵＶＩＮ  ７６５、およびＴＩＮＵＶＩＮ  ７７０ＤＦ（商品名：ＢＡＳＦ社）を挙げることができる。熱安定剤も大きな電圧保持率を維持するために有効であり、好ましい例としてＩＲＧＡＦＯＳ  １６８（商品名：ＢＡＳＦ社）を挙げることができる。消泡剤は、泡立ちを防ぐために有効である。消泡剤の好ましい例は、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどである。
【００９０】
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【００９１】
化合物（ＡＯ−１）において、Ｒ４０は炭素数１から２０のアルキル、炭素数１から２０のアルコキシ、−ＣＯＯＲ４１、または−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＲ４１であり、ここでＲ４１は炭素数１から２０のアルキルである。化合物（ＡＯ−２）および（ＡＯ−５）において、Ｒ４２は炭素数１から２０のアルキルである。化合物（ＡＯ−５）において、Ｒ４３は水素、メチル、またはＯ・（酸素ラジカル）であり、環Kは１，４−シクロへキシレンまたは１，４−フェニレンであり、ｚは１、２、または３である。
【００９２】
４．液晶表示素子  
上記の液晶組成物は、ＰＣ、ＴＮ、ＳＴＮ、ＯＣＢ、ＰＳＡなどの動作モードを有し、アクティブマトリックス方式で駆動する液晶表示素子に使用できる。この組成物は、ＰＣ、ＴＮ、ＳＴＮ、ＯＣＢ、ＶＡ、ＩＰＳなどの動作モードを有し、パッシブマトリクス方式で駆動する液晶表示素子にも使用することができる。これらの素子は、反射型、透過型、半透過型のいずれのタイプにも適用ができる。
【００９３】
この組成物は、ネマチック液晶をマイクロカプセル化して作製したＮＣＡＰ（nematic curvilinear aligned phase）素子、液晶中に三次元網目状高分子を形成して作製したポリマー分散型液晶表示素子（ＰＤＬＣＤ）、そしてポリマーネットワーク液晶表示素子（ＰＮＬＣＤ）にも使用できる。重合性化合物の添加量が液晶性化合物の合計量を１００重量部としたときに、約１０重量部以下であるとき、ＰＳＡモードの液晶表示素子が作製される。ＰＳＡモードの素子は、アクティブマトリックス、パッシブマトリクスのような駆動方式で駆動させることができる。このような素子は、反射型、透過型、半透過型のいずれのタイプにも適用ができる。重合性化合物の添加量を増やすことによって、高分子分散（polymer dispersed）モードの素子も作製することができる。
【００９４】
配向膜は、液晶分子を一定方向に配列させるための膜である。一般にはポリイミドの薄膜が用いられる。このような配向膜を有しない液晶表示素子では、配向制御層形成モノマーとして化合物（Ａ）を含有する組成物が用いられる。化合物（Ａ）が重合によって重合体を与える。この重合体は、配向膜の機能を有するので、配向膜の代わりに用いることができる。このような素子を製造する方法の一例は、次のとおりである。アレイ基板とカラーフィルター基板と呼ばれる２つの基板を有する素子を用意する。この基板は配向膜を有しない。この基板の少なくとも１つは、電極層を有する。液晶性化合物を混合して液晶組成物を調製する。この組成物に化合物（Ａ）を添加する。必要に応じて添加物をさらに添加してもよい。この組成物を素子に注入する。この素子を、液晶組成物のネマチック相から等方相への転移温度（ＴＮＩ）以上に加熱し、液晶組成物を等方相状態に変化させてから第一段階の偏光紫外線照射を行う。ここで照射する偏光は、波長２８０ｎｍから波長３４０ｎｍの範囲にピークを有する紫外線である。次に液晶組成物を加熱しないで、室温（２５℃）からＴＮＩ温度未満の状態で、第二段階の光照射を行う。ここでは、非偏光の紫外線が好ましい。より好ましい非偏光の紫外線は、波長３３０ｎｍから波長４００ｎｍの範囲にピークを有しているとよい。紫外線照射によって重合性化合物を反応させる。このような二段階の反応によって、液晶分子に均一な水平配向を誘起する配向制御層が生成し、目的の素子が作製される。
【００９５】
この手順において、液晶層を液晶組成物の等方相への転移温度（ＴＮＩ）以上の温度範囲に保持し、波長２８０ｎｍから波長３４０ｎｍの範囲にピークを有する第一段階の偏光紫外線で照射すると、化合物（Ａ）の芳香族エステル部位が光分解し、ラジカルが形成されて、光フリース転位する。光フリース転位において、芳香族エステル部位の光分解は偏光紫外線の偏光方向と芳香族エステル部位の長軸方向が同一方向であった場合に生じる。光分解後は再結合し、互変異性化により水酸基が分子内に生じる。この水酸基により、基板界面の相互作用が生じ、配向制御層形成モノマーが基板界面側に異方性を持って吸着しやすくなると考えられる。また、重合性基を有しているため重合により固定化される。この重合体が、液晶分子を均一に配向させる配向制御層となる。次に、液晶層を室温（２５℃）からＴＮＩ未満の温度範囲に保持し、波長３３０ｎｍから波長４００ｎｍにピークを有する第二紫外線を非偏光状態で照射すると、配向制御層中に残存している芳香族エステル部位が光フリース転位する、あるいは、未反応の配向制御層形成モノマーが配向制御層に沿って重合すると考えられる。ここでの光フリース転位は、第一紫外線で方向付けられた重合体の内部で生じるため、配向制御層の異方性が高まる方向に転位反応が進行する傾向にあると考えられる。未反応の配向制御層形成モノマーの追加重合も配向制御層の異方性付与に寄与すると考えられる。このような配向制御層の異方性の上昇は、液晶分子に作用する配向規制力が大きくなることを意味する。このような重合体の効果によって、液晶分子の配向が追加的に安定化するので、素子のコントラストが向上する。応答時間が短縮される。画像の焼き付きは、液晶分子の動作不良であるから、この重合体の効果によって焼き付きも同時に改善されることになる。このような二段階で重合を行うので、未反応物は極めて少ない。したがって、電圧保持率の大きな素子が得られる。
【００９６】
基板への紫外線照射について説明する。本発明では、少なくとも二段階で紫外線を照射する。第一段階の紫外線の好ましい照度は約２ｍＷ／ｃｍ２から約２００ｍＷ／ｃｍ２の範囲であり、好ましい露光量（照度（単位：ｍＷ／ｃｍ２）と照射時間（単位：秒）の積）は、１Ｊ／ｃｍ２から１５Ｊ／ｃｍ２の範囲である。２８０ｎｍから３４０ｎｍの範囲にピークを有し、３１３ｎｍ付近および３３５ｎｍ付近にピークを有する紫外線が好ましい。この紫外線を「第一紫外線」ということがある。この紫外線によって大部分の重合性化合物が重合する。第一紫外線において、さらに好ましい照度は、約２ｍＷ／ｃｍ２から約１００ｍＷ／ｃｍ２の範囲であり、さらに好ましい露光量は１Ｊ／ｃｍ２から１３Ｊ／ｃｍ２の範囲である。より好ましい照度は、約２ｍＷ／ｃｍ２から約１００ｍＷ／ｃｍ２の範囲であり、より好ましい露光量は１Ｊ／ｃｍ２から１１Ｊ／ｃｍ２の範囲である。
【００９７】
第二段階の好ましい紫外線の照度は約１ｍＷ／ｃｍ２から約２００ｍＷ／ｃｍ２の範囲であり、好ましい露光量は１Ｊ／ｃｍ２から１５Ｊ／ｃｍ２の範囲である。より好ましい照度は、約１ｍＷ／ｃｍ２から約１００ｍＷ／ｃｍ２の範囲であり、より好ましい露光量は１Ｊ／ｃｍ２から１４Ｊ／ｃｍ２の範囲である。さらに好ましい照度は、約１ｍＷ／ｃｍ２から約５０ｍＷ／ｃｍ２の範囲であり、さらに好ましい露光量は１Ｊ／ｃｍ２から１４Ｊ／ｃｍ２の範囲である。３３０ｎｍから４００ｎｍの範囲にピークを有し、３３５ｎｍ付近および３６５ｎｍ付近にピークを有する紫外線が好ましい。この紫外線を「第二紫外線」ということがある。この紫外線によって、追加のフリース転位を生じさせることができる。また、未反応の配向制御層形成モノマー（Ａ）を重合体に変換することができる。
【００９８】
配向制御層は、走査型電子顕微鏡による観察によれば、小さな凹凸を含む薄膜である。重合性化合物の重合体が基板面から堆積して形成された層のように観察される。この薄膜の断面の高さを配向制御層の膜厚と定義する。膜厚は、平均で約１ｎｍから約１００ｎｍであり、好ましくは約５ｎｍから約７０ｎｍである。膜厚が約５ｎｍ以上であるとき、水平配向特性を維持できるため好ましい。膜厚が１００ｎｍ以下であるとき、駆動電圧を適切に下げることができるため好ましい。
【００９９】
水平配向型素子において、電圧無印加時に液晶分子は基板面に対して略水平配向する。通常、液晶分子を水平配向させるためには、カラーフィルター基板と液晶層との間や、アレイ基板と液晶層との間に、ポリイミドのような水平配向膜が配置される。一方、本発明の水平配向型素子では、少なくとも１つの基板側には、このような配向膜を必要としない。この素子では、配向制御層の作用によって、液晶分子が基板に対して水平配向される。液晶分子と基板との角度（すなわちプレチルト角）は、０°以上５°以下である。好ましくは０°以上３°以下である。このような水平配向を、櫛型電極と組み合わせることにより広視野角を達成できる。
【実施例】
【０１００】
実施例（合成例、使用例を含む）により、本発明をさらに詳しく説明する。本発明はこれらの実施例によっては制限されない。本発明は、使用例の組成物の少なくとも２つを混合することによって調製した混合物をも含む。【０１０１】
特に記載のないかぎり、反応は窒素雰囲気下で行った。化合物（Ａ）は、合成例などに示した手順により合成した。合成した化合物は、ＮＭＲ分析などの方法により同定した。特性は、下記の方法により測定した。【０１０２】
ＮＭＲ分析：測定には、ブルカーバイオスピン社製のＤＲＸ−５００を用いた。１Ｈ−ＮＭＲの測定では、試料をＣＤＣｌ３などの重水素化溶媒に溶解させ、測定は、室温で、５００ＭＨｚ、積算回数１６回の条件で行った。テトラメチルシランを内部標準として用いた。１９Ｆ−ＮＭＲの測定では、ＣＦＣｌ３を内部標準として用い、積算回数２４回で行った。核磁気共鳴スペクトルの説明において、ｓはシングレット、ｄはダブレット、ｔはトリプレット、ｑはカルテット、ｑｕｉｎはクインテット、ｓｅｘはセクステット、ｍはマルチプレット、ｂｒはブロードであることを意味する。【０１０３】
ガスクロマト分析：測定には、島津製作所製のＧＣ−２０１０型ガスクロマトグラフを用いた。カラムは、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリカラムＤＢ−１（長さ６０ｍ、内径０．２５ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）を用いた。キャリアーガスとしてはヘリウム（１ｍｌ／分）を用いた。試料気化室の温度を３００℃、検出器（ＦＩＤ）部分の温度を３００℃に設定した。試料はアセトンに溶解して、１重量％の溶液となるように調製し、得られた溶液１μｌを試料気化室に注入した。記録計には島津製作所製のＧＣＳｏｌｕｔｉｏｎシステムなどを用いた。【０１０４】
ＨＰＬＣ分析：測定には、島津製作所製のＰｒｏｍｉｎｅｎｃｅ（ＬＣ−２０ＡＤ；ＳＰＤ−２０Ａ）を用いた。カラムはワイエムシー製のＹＭＣ−Ｐａｃｋ  ＯＤＳ−Ａ（長さ１５０ｍｍ、内径４．６ｍｍ、粒子径５μｍ）を用いた。溶出液はアセトニトリルと水を適宜混合して用いた。検出器としてはＵＶ検出器、ＲＩ検出器、ＣＯＲＯＮＡ検出器などを適宜用いた。ＵＶ検出器を用いた場合、検出波長は２５４ｎｍとした。試料はアセトニトリルに溶解して、０．１重量％の溶液となるように調製し、この溶液１μＬを試料室に導入した。記録計としては島津製作所製のＣ−Ｒ７Ａｐｌｕｓを用いた。【０１０５】
紫外可視分光分析：測定には、島津製作所製のＰｈａｒｍａＳｐｅｃ  ＵＶ−１７００用いた。検出波長は１９０ｎｍから７００ｎｍとした。試料はアセトニトリルに溶解して、０．０１ｍｍｏｌ／Ｌの溶液となるように調製し、石英セル（光路長１ｃｍ）に入れて測定した。【０１０６】
測定試料：相構造および転移温度（透明点、融点、重合開始温度など）を測定するときには、化合物そのものを試料として用いた。【０１０７】
測定方法：特性の測定は下記の方法で行った。これらの多くは、社団法人電子情報技術産業協会（ＪＥＩＴＡ；Japan Electronics and Information Technology Industries Association）で審議制定されるＪＥＩＴＡ規格（ＪＥＩＴＡ・ＥＤ−２５２１Ｂ）に記載された方法、またはこれを修飾した方法であった。測定に用いたＴＮ素子には、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）を取り付けなかった。【０１０８】
（１）相構造
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレート（メトラー社ＦＰ−５２型ホットステージ）に試料を置いた。この試料を、３℃／分の速度で加熱しながら相状態とその変化を偏光顕微鏡で観察し、相の種類を特定した。【０１０９】
（２）転移温度（℃）
測定には、パーキンエルマー社製の走査熱量計、Ｄｉａｍｏｎｄ  ＤＳＣシステムまたはエスエスアイ・ナノテクノロジー社製の高感度示差走査熱量計、Ｘ−ＤＳＣ７０００を用いた。試料は、３℃／分の速度で昇降温し、試料の相変化に伴う吸熱ピークまたは発熱ピークの開始点を外挿により求め、転移温度を決定した。化合物の融点、重合開始温度もこの装置を使って測定した。化合物が固体からスメクチック相、ネマチック相などの液晶相に転移する温度を「液晶相の下限温度」と略すことがある。化合物が液晶相から液体に転移する温度を「透明点」と略すことがある。【０１１０】
結晶はＣと表した。結晶の種類の区別がつく場合は、それぞれをＣ１、Ｃ２のように表した。スメクチック相はＳ、ネマチック相はＮと表した。スメクチック相の中で、スメクチックＡ相、スメクチックＢ相、スメクチックＣ相、またはスメクチックＦ相の区別がつく場合は、それぞれＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、またはＳＦと表した。液体（アイソトロピック）はＩと表した。転移温度は、例えば、「Ｃ  ５０．０  Ｎ  １００．０  Ｉ」のように表記した。これは、結晶からネマチック相への転移温度が５０．０℃であり、ネマチック相から液体への転移温度が１００．０℃であることを示す。【０１１１】
（３）ネマチック相の上限温度（ＴＮＩまたはＮＩ；℃）
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、１℃／分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略すことがある。試料が液晶性化合物と母液晶との混合物であるときは、ＴＮＩの記号で示した。試料が液晶性化合物と成分Ｂ、Ｃ、Ｄのような化合物との混合物であるときは、ＮＩの記号で示した。【０１１２】
（４）ネマチック相の下限温度（ＴＣ；℃）
ネマチック相を有する試料を０℃、−１０℃、−２０℃、−３０℃、および−４０℃のフリーザー中に１０日間保管したあと、液晶相を観察した。例えば、試料が−２０℃ではネマチック相のままであり、−３０℃では結晶またはスメクチック相に変化したとき、ＴＣを≦−２０℃と記載した。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。【０１１３】
（５）粘度（バルク粘度；η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）
測定には、東京計器株式会社製のＥ型回転粘度計を用いた。【０１１４】
（６）光学異方性（屈折率異方性；２５℃で測定；Δｎ）
測定は、波長５８９ｎｍの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行なった。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率（ｎ‖）は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率（ｎ⊥）は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。光学異方性（Δｎ）の値は、Δｎ＝ｎ‖−ｎ⊥、の式から計算した。【０１１５】
（７）比抵抗（ρ；２５℃で測定；Ωｃｍ）
電極を備えた容器に試料１．０ｍＬを注入した。この容器に直流電圧（１０Ｖ）を印加し、１０秒後の直流電流を測定した。比抵抗は次の式から算出した。（比抵抗）＝｛（電圧）×（容器の電気容量）｝／｛（直流電流）×（真空の誘電率）｝。【０１１６】
誘電率異方性が正の試料と負の試料とでは、特性の測定法が異なることがある。誘電率異方性が正であるときの測定法は、項（８ａ）から（１２ａ）に記載した。誘電率異方性が負の場合は、項（８ｂ）から（１２ｂ）に記載した。【０１１７】
（８ａ）粘度（回転粘度；γ１；２５℃で測定；ｍＰａ・ｓ）
正の誘電率異方性：測定は、M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) に記載された方法に従った。ツイスト角が０度であり、そして２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が５μｍであるＴＮ素子に試料を入れた。この素子に１６Ｖから１９．５Ｖの範囲で０．５Ｖ毎に段階的に印加した。０．２秒の無印加のあと、ただ１つの矩形波（矩形パルス；０．２秒）と無印加（２秒）の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流（transient current）のピーク電流（peak current）とピーク時間（peak time）を測定した。これらの測定値とＭ．Ｉｍａｉらの論文、４０頁の計算式（８）とから回転粘度の値を得た。この計算で必要な誘電率異方性の値は、この回転粘度を測定した素子を用い、下に記載した方法で求めた。【０１１８】
（８ｂ）粘度（回転粘度；γ１；２５℃で測定；ｍＰａ・ｓ）
負の誘電率異方性：測定は、M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) に記載された方法に従った。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が２０μｍのＶＡ素子に試料を入れた。この素子に３９ボルトから５０ボルトの範囲で１ボルト毎に段階的に印加した。０．２秒の無印加のあと、ただ１つの矩形波（矩形パルス；０．２秒）と無印加（２秒）の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流（transient current）のピーク電流（peak current）とピーク時間（peak time）を測定した。これらの測定値とＭ．Ｉｍａｉらの論文、４０頁の計算式（８）とから回転粘度の値を得た。この計算に必要な誘電率異方性は、下記の誘電率異方性の項で測定した値を用いた。【０１１９】
（９ａ）誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）
正の誘電率異方性：２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が９μｍであり、そしてツイスト角が８０度であるＴＮ素子に試料を入れた。この素子にサイン波（１０Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。この素子にサイン波（０．５Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。【０１２０】
（９ｂ）誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）
負の誘電率異方性：誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。誘電率（ε‖およびε⊥）は次のように測定した。
１）誘電率（ε‖）の測定：よく洗浄したガラス基板にオクタデシルトリエトキシシラン（０．１６ｍＬ）のエタノール（２０ｍＬ）溶液を塗布した。ガラス基板をスピンナーで回転させたあと、１５０℃で１時間加熱した。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が４μｍであるＶＡ素子に試料を入れ、この素子を紫外線で硬化する接着剤で密閉した。この素子にサイン波（０．５Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。
２）誘電率（ε⊥）の測定：よく洗浄したガラス基板にポリイミド溶液を塗布した。このガラス基板を焼成した後、得られた配向膜にラビング処理をした。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が９μｍであり、ツイスト角が８０度であるＴＮ素子に試料を入れた。この素子にサイン波（０．５Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。【０１２１】
（１０ａ）弾性定数（Ｋ；２５℃で測定；ｐＮ）
正の誘電率異方性：測定には横河・ヒューレットパッカード株式会社製のＨＰ４２８４Ａ型ＬＣＲメータを用いた。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が２０μｍである水平配向素子に試料を入れた。この素子に０ボルトから２０ボルト電荷を印加し、静電容量および印加電圧を測定した。測定した静電容量（Ｃ）と印加電圧（Ｖ）の値を「液晶デバイスハンドブック」（日刊工業新聞社）、７５頁にある式（２．９８）、式（２．１０１）を用いてフィッティングし、式（２．９９）からＫ１１およびＫ３３の値を得た。次に１７１頁にある式（３．１８）に、先ほど求めたＫ１１およびＫ３３の値を用いてＫ２２を算出した。弾性定数Ｋは、このようにして求めたＫ１１、Ｋ２２およびＫ３３の平均値で表した。【０１２２】
（１０ｂ）弾性定数（Ｋ１１およびＫ３３；２５℃で測定；ｐＮ）
負の誘電率異方性：測定には株式会社東陽テクニカ製のＥＣ−１型弾性定数測定器を用いた。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が２０μｍである垂直配向素子に試料を入れた。この素子に２０ボルトから０ボルト電荷を印加し、静電容量および印加電圧を測定した。静電容量（Ｃ）と印加電圧（Ｖ）の値を、「液晶デバイスハンドブック」（日刊工業新聞社）、７５頁にある式（２．９８）、式（２．１０１）を用いてフィッティングし、式（２．１００）から弾性定数の値を得た。【０１２３】
（１１ａ）しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）
正の誘電率異方性：測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５１００型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が０．４５／Δｎ（μｍ）であり、ツイスト角が８０度であるノーマリーホワイトモード（normally white mode）のＴＮ素子に試料を入れた。この素子に印加する電圧（３２Ｈｚ、矩形波）は０Ｖから１０Ｖまで０．０２Ｖずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率１００％であり、この光量が最小であったときが透過率０％である電圧−透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が９０％になったときの電圧で表した。【０１２４】
（１１ｂ）しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）
負の誘電率異方性：測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５１００型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が４μｍであり、ラビング方向がアンチパラレルであるノーマリーブラックモード（normally black mode）のＶＡ素子に試料を入れ、この素子を紫外線で硬化する接着剤を用いて密閉した。この素子に印加する電圧（６０Ｈｚ、矩形波）は０Ｖから２０Ｖまで０．０２Ｖずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率１００％であり、この光量が最小であったときが透過率０％である電圧−透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が１０％になったときの電圧で表した。【０１２５】
（１２ａ）応答時間（τ；２５℃で測定；ｍｓ）
正の誘電率異方性：測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５１００型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。ローパス・フィルター（Low-pass filter）は５ｋＨｚに設定した。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が５．０μｍであり、ツイスト角が８０度であるノーマリーホワイトモード（normally white mode）のＴＮ素子に試料を入れた。この素子に矩形波（６０Ｈｚ、５Ｖ、０．５秒）を印加した。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率１００％であり、この光量が最小であったときが透過率０％であるとみなした。立ち上がり時間（τｒ：rise time；ミリ秒）は、透過率が９０％から１０％に変化するのに要した時間である。立ち下がり時間（τｆ：fall time；ミリ秒）は透過率が１０％から９０％に変化するのに要した時間である。応答時間は、このようにして求めた立ち上がり時間と立ち下がり時間との和で表した。【０１２６】
（１２ｂ）応答時間（τ；２５℃で測定；ｍｓ）
負の誘電率異方性：測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５１００型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。ローパス・フィルター（Low-pass filter）は５ｋＨｚに設定した。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が３．２μｍであり、ラビング方向がアンチパラレルであるノーマリーブラックモード（normally black mode）のＰＶＡ素子に試料を入れた。この素子を紫外線で硬化する接着剤を用いて密閉した。この素子にしきい値電圧を若干超える程度の電圧を１分間印加し、次に５．６Ｖの電圧を印加しながら２３．５ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を８分間照射した。この素子に矩形波（６０Ｈｚ、１０Ｖ、０．５秒）を印加した。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率１００％であり、この光量が最小であったときが透過率０％であるとみなした。応答時間は透過率が９０％から１０％に変化するのに要した時間（立ち下がり時間；fall time；ミリ秒）で表した。【０１２７】
（１３）電圧保持率
重合性化合物を重合させた素子に６０℃でパルス電圧（１Ｖで６０マイクロ秒）を印加して充電した。減衰する電圧を高速電圧計で１．６７秒のあいだ測定し、単位周期における電圧曲線と横軸との間の面積Ａを求めた。面積Ｂは減衰しなかったときの面積である。電圧保持率は面積Ｂに対する面積Ａの百分率で表した。【０１２８】
（１４）照度
紫外線照度の測定には、ウシオ電機株式会社製の紫外線照度計、ＵＩＴ−２５０型（センサー：ＵＶＤ−Ｓ３１３およびＵＶＤ−Ｓ３６５）を用いた。【０１２９】
（１５）水平配向性
得られた素子を偏光顕微鏡にセットし、下から素子に光を照射し、光漏れの有無を観察した。液晶分子が充分に配向し、光が素子を通過しない場合は、水平配向性が「良好」と判断した。素子を通過した光が観察された場合は、「配向欠陥あり」と表した。【０１３０】
（１６）プレチルト角（度）
プレチルト角の測定には、シンテック株式会社製のＯｐｔｉ−Ｐｒｏを使用した。【０１３１】
（１７）膜厚
配向制御層の膜厚測定はＳＥＭ（走査型電子顕微鏡、株式会社日立ハイテクノロジー製ＳＵ−７０）を用いて行った。【０１３２】
第一添加物は、以下に示した化合物から選ばれる。【０１３３】
2019003894.tif 000039
【０１３４】
2019003894.tif 000040
【０１３５】
2019003894.tif 000041
【０１３６】
2019003894.tif 000042
【０１３７】
2019003894.tif 000043
【０１３８】
2019003894.tif 000044
【０１３９】
2019003894.tif 000045
【０１４０】
2019003894.tif 000046
【０１４１】
組成物中の化合物は、下記の表２の１）〜５）の定義に基づいて記号により表した。表２において、１，４−シクロヘキシレンに関する立体配置はトランスである。記号の後にあるかっこ内の番号は化合物の番号に対応する。（−）の記号はその他の液晶性化合物を意味する。液晶性化合物の割合（百分率）は、液晶組成物の重量に基づいた重量百分率（重量％）である。最後に、液晶組成物の特性値をまとめた。特性は、先に記載した方法にしたがって測定し、測定値を（外挿することなく）そのまま記載した。【０１４２】
表２  記号を用いた化合物の表記法
Ｒ−（Ａ１）−Ｚ１−・・・・・Ｚｎ−（Ａｎ）−Ｒ’
2019003894.tif 000047
2019003894.tif 000048
2019003894.tif 000049
2019003894.tif 000050
2019003894.tif 000051
【０１４３】
［組成物（Ｍ１）］
２−ＨＨ−３                                （２−１）        ２１％
３−ＨＨ−４                                （２−１）          ５％
３−ＨＢ−Ｏ２                              （２−５）      ２．５％
１−ＢＢ−３                                （２−８）          ４％
３−ＨＨＢ−１                              （３−１）      １．５％
３−ＨＢＢ−２                              （３−４）      ９．５％
２−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２            （９−５）          ７％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２            （９−５）        １１％
３−ＨＤｈＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２            （１０−３）    ３．５％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２          （１０−５）        ８％
２−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２              （１０−７）        ３％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２              （１０−７）        ９％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２              （１０−７）        ７％
Ｖ−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２              （１０−７）        ８％
ＮＩ＝８０．８℃；Ｔｃ＜−２０℃；Δｎ＝０．１０８；Δε＝−３．８；Ｖｔｈ＝２．０２Ｖ；η＝１９．８ｍＰａ・ｓ．
【０１４４】
［組成物（Ｍ２）］
３−ＨＨ−Ｖ                                （２−１）        １８％
３−ＨＨ−４                                （２−１）        １１％
５−ＨＢ−Ｏ２                              （２−５）          ２％
３−ＨＨＢ−１                              （３−１）          ５％
３−ＨＨＢ−３                              （３−１）          ５％
３−ＨＨＢ−Ｏ１                            （３−１）          ６％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ                    （６−３）        １０％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ              （６−６９）        ７％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ        （６−９７）      １４％
３−ＨＨＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ                  （６−１００）      ２％
３−ＧＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ                    （６−１０９）      ４％
４−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ（７−４７）      １０％
５−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ（７−４７）        ６％
ＮＩ＝７８．４℃；Ｔｃ＜−２０℃；Δｎ＝０．１０８；Δε＝１０．４；Ｖｔｈ＝１．３５Ｖ；η＝１７．８ｍＰａ・ｓ；γ１＝７９．９ｍＰａ・ｓ．【０１４５】
［組成物（Ｍ３）］
２−ＨＨ−３                                （２−１）          ９％
３−ＨＨ−４                                （２−１）          ３％
３−ＨＨ−Ｖ                                （２−１）        １５％
３−ＨＨ−Ｖ１                              （２−１）          ６％
１Ｖ２−ＨＨ−３                            （２−１）          ３％
Ｖ−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２                （９−１）          ７％
Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２              （９−３）        １０％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１              （１０−１）        ７％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２              （１０−１）        ９％
Ｖ２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２            （１０−１）        ８％
３−ＨＨ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２            （１０−４）        ９％
Ｖ−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２              （１０−７）        ７％
Ｖ−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４              （１０−７）        ７％
ＮＩ＝８７．５℃；Ｔｃ＜−２０℃；Δｎ＝０．１００；Δε＝−３．４；Ｖｔｈ＝２．２５Ｖ【０１４６】
［実施例１］
上記の組成物（Ｍ１）１００重量部に配向制御層形成モノマーとして化合物（Ａ−１−３−１）を０．５重量部の割合で添加した。酸化防止剤として、Ｒ４０がヘプチル基（Ｃ７Ｈ１５−）である化合物（ＡＯ−１）を１５０ｐｐｍの割合で添加した。この組成物を２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が３．２μｍである配向膜を有しない櫛歯電極を有する液晶素子（以下ではＩＰＳ素子または単に素子ということがある）に９０℃（ネマチック相の上限温度以上）で注入した。液晶層を９０℃に保持しながら、第一紫外線として、波長３１３ｎｍ、波長３３５ｎｍおよび波長３６５ｎｍにピークを有する偏光紫外線を素子に対して法線方向から１０Ｊ／ｃｍ２照射した（波長３１３ｎｍにおける照度は３ｍＷ／ｃｍ２。ウシオ電機社製ＵＩＴ−１５０およびＵＶＤ−Ｓ３１３を用いて測定した。）。紫外線の照射ランプは、ウシオ電機株式会社製のＵＳＨ−２５０ＢＹを用いた。露光機ユニットはウシオ電機株式会社製ＭＬ−２５１Ａ／Ｂを用いた。偏光紫外線は、ワイヤーグリッド偏光子（（株）ポラテクノ社製のＰｒｏＦｌｕｘ  ＵＶＴ２６０Ａ）を用いて形成した。
ＩＰＳ素子を室温（２５℃）に冷却し、液晶層を室温（２５℃）に保持しながら、第二紫外線として、アイグラフィックス株式会社製のブラックライト、Ｆ４０Ｔ１０（ピーク波長３３５ｎｍおよび３６５ｎｍ）を用い、非偏光状態（ワイヤーグリッド偏光子を用いない）で、素子に対して法線方向から５．４Ｊ／ｃｍ２照射し（波長３６５ｎｍにおける照度は３ｍＷ／ｃｍ２。ウシオ電機社製ＵＩＴ−１５０およびＵＶＤ−Ｓ３６５を用いて測定した。）、素子の水平配向処理を行った。
次に配向制御層が形成された素子を偏光顕微鏡にセットして液晶の配向状態を観察した。偏光顕微鏡の偏光子と検光子は各々の透過軸が直交するように配置した。まず、液晶分子の配向方向と偏光顕微鏡の偏光子の透過軸が平行となるように、すなわち、液晶分子の配向方向と偏光顕微鏡の偏光子の透過軸がなす角度が０度となるように、素子を偏光顕微鏡の水平回転ステージ上に設置した。素子の下側、すなわち、偏光子側から光を照射し、検光子を透過する光の有無を観察した。検光子を透過する光は、ほとんど観察されなかったことから、配向は「良好」であると判定した。なお、同様の観察において検光子を透過する光が観察された場合は、配向は「不良」であると判定した。次に、素子を偏光顕微鏡の水平回転ステージ上で回転させ、偏光顕微鏡の偏光子の透過軸と液晶分子の配向方向がなす角度を０度から変化させた。検光子を透過する光の強度は、偏光顕微鏡の偏光子の透過軸と液晶分子の配向方向がなす角度が大きくなるにしたがい増大し、その角度が４５度である時に、ほぼ最大となることを確認した。以上により得られた素子では液晶分子が素子の基板の主面に対して略水平な方向に配向しており、「水平配向」であると判定した。
水平配向の均一度を評価するために、液晶分子の配向方向と偏光顕微鏡の偏光子の透過軸がなす角度が０度となるときの輝度と、４５度となるときの輝度の比（（光透過状態での光透過強度）／（黒状態での光透過強度））を横河電機株式会社製のマルチメディアディスプレイテスタ・３２９８を用いてとったところ、約１３００と良好であった。
走査型電子顕微鏡で素子基板上にある配向制御層を観察したところ、膜厚は約８ｎｍであり、配向制御層形成モノマーはほとんど消費されていた。【０１４７】
［比較例１］
実施例１で用いた組成物を、２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が３．２μｍである配向膜を有しないＩＰＳ素子に９０℃（ネマチック相の上限温度以上）で注入した。
液晶層を９０℃に保持しながら、第一紫外線として、波長３１３ｎｍ、波長３３５ｎｍおよび波長３６５ｎｍにピークを有する偏光紫外線を素子に対して法線方向から１０Ｊ／ｃｍ２照射（波長３１３ｎｍにおける照度は３ｍＷ／ｃｍ２）したのみで、素子の水平配向処理を行った。
次に配向制御層が形成された素子を偏光顕微鏡にセットして液晶の配向状態を、実施例１と同様に観察した。素子の下側、すなわち、偏光子側から光を照射し、検光子を透過する光の有無を観察した。検光子を透過する光がわずかに観察されたことから、配向は「やや不良」であると判定した。次に、素子を偏光顕微鏡の水平回転ステージ上で回転させ、偏光顕微鏡の偏光子の透過軸と液晶分子の配向方向がなす角度を０度から変化させたところ、実施例１と同様な傾向であり、「水平配向」であると判定した。
水平配向の均一度を評価するために、液晶分子の配向方向と偏光顕微鏡の偏光子の透過軸がなす角度が０度となるときの輝度と、４５度となるときの輝度の比を実施例１と同様な方法でとったところ、約８６０と実施例１より劣っていた。
走査型電子顕微鏡で素子基板上にある配向制御層を観察したところ、膜厚は約８ｎｍであり、配向制御層形成モノマーはほとんど消費されていた。【０１４８】
［比較例２］
実施例１で用いた組成物を、２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が３．２μｍである配向膜を有しないＩＰＳ素子に９０℃（ネマチック相の上限温度以上）で注入した。
液晶層を９０℃に保持しながら、第一紫外線として、波長３１３ｎｍ、波長３３５ｎｍおよび波長３６５ｎｍにピークを有する偏光紫外線を素子に対して法線方向から１０Ｊ／ｃｍ２照射（波長３１３ｎｍにおける照度は３ｍＷ／ｃｍ２）した。
ＩＰＳ素子を室温（２５℃）に冷却し、第二段階の露光を、第一紫外線と同一の光源を用いて、素子に対して法線方向から５．４Ｊ／ｃｍ２非偏光で照射し（波長３１３ｎｍにおける照度は８ｍＷ／ｃｍ２）、素子の水平配向処理を行った。
次に配向制御層が形成された素子を偏光顕微鏡にセットして液晶の配向状態を、実施例１と同様に観察した。素子の下側、すなわち、偏光子側から光を照射し、検光子を透過する光の有無を観察した。検光子を透過する光がわずかに観察されたことから、配向は「やや不良」であると判定した。次に、素子を偏光顕微鏡の水平回転ステージ上で回転させ、偏光顕微鏡の偏光子の透過軸と液晶分子の配向方向がなす角度を０度から変化させたところ、実施例１と同様な傾向であり、「水平配向」であると判定した。
水平配向の均一度を評価するために、液晶分子の配向方向と偏光顕微鏡の偏光子の透過軸がなす角度が０度となるときの輝度と、４５度となるときの輝度の比を実施例１と同様な方法でとったところ、約７２０と実施例１より劣っていた。
走査型電子顕微鏡で素子基板上にある配向制御層を観察したところ、膜厚は約８ｎｍであり、配向制御層形成モノマーはほとんど消費されていた。【０１４９】
［比較例３］
実施例１で用いた組成物を、２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が３．２μｍである配向膜を有しないＩＰＳ素子に９０℃（ネマチック相の上限温度以上）で注入した。液晶層を９０℃に保持しながら、第一紫外線として、波長３１３ｎｍ、波長３３５ｎｍおよび波長３６５ｎｍにピークを有する非偏光の紫外線を素子に対して法線方向から１０Ｊ／ｃｍ２照射（波長３１３ｎｍにおける照度は８ｍＷ／ｃｍ２）した。
液晶層を９０℃に保持しながら、第二段階の露光を、第一紫外線と同一の光源を用いて、素子に対して法線方向から５．４Ｊ／ｃｍ２偏光照射し（波長３１３ｎｍにおける照度は３ｍＷ／ｃｍ２）、素子の水平配向処理を行った。
次に配向制御層が形成された素子を偏光顕微鏡にセットして液晶の配向状態を、実施例１と同様に観察した。素子の下側、すなわち、偏光子側から光を照射し、検光子を透過する光の有無を観察した。検光子を透過する光がわずかに観察されたことから、配向は「やや不良」であると判定した。次に、素子を偏光顕微鏡の水平回転ステージ上で回転させ、偏光顕微鏡の偏光子の透過軸と液晶分子の配向方向がなす角度を０度から変化させたところ、実施例１と同様な傾向であり、「水平配向」であると判定した。
水平配向の均一度を評価するために、液晶分子の配向方向と偏光顕微鏡の偏光子の透過軸がなす角度が０度となるときの輝度と、４５度となるときの輝度の比を実施例１と同様な方法でとったところ、約８００と実施例１より劣っていた。
走査型電子顕微鏡で素子基板上にある配向制御層を観察したところ、膜厚は約８ｎｍであり、配向制御層形成モノマーはほとんど消費されていた。【０１５０】
［実施例２］
配向制御層形成モノマーとして化合物（Ａ−１−３−４）を３重量部とすること以外は、実施例１と同様な方法でＩＰＳ素子を作成した。また、第一紫外線および第二紫外線を実施例１と同様な方法で照射し、水平配向処理した。得られた素子の配向の均一性は実施例１と同様に「良好」であり、「水平配向」であった。水平配向の均一度を実施例１と同様な方法でとったところ、輝度の比は約１０００と良好であった。走査型電子顕微鏡で素子基板上にある配向制御層を観察したところ、膜厚は約４８ｎｍであり、配向制御層形成モノマーはほとんど消費されていた。【０１５１】
［実施例３］
配向制御層形成モノマーとして化合物（Ａ−１−３−１４）を３重量部とすること以外は、実施例１と同様な方法でＩＰＳ素子を作成した。また、第一紫外線および第二紫外線を実施例１と同様な方法で照射し、水平配向処理した。得られた素子の配向の均一性は実施例１と同様に「良好」であり、「水平配向」であった。水平配向の均一度を実施例１と同様な方法でとったところ、輝度の比は約１０４０と良好であった。走査型電子顕微鏡で素子基板上にある配向制御層を観察したところ、膜厚は約４８ｎｍであり、配向制御層形成モノマーはほとんど消費されていた。【０１５２】
［実施例４］
配向制御層形成モノマーとして化合物（Ａ−２−２−２）を０．５重量部とすること以外は、実施例１と同様な方法でＩＰＳ素子を作成した。また、第一紫外線の露光量を０．９Ｊ／ｃｍ２としたこと以外は第二紫外線を実施例１と同様な方法で照射し、水平配向処理した。得られた素子の配向の均一性は実施例１と同様に「良好」であり、「水平配向」であった。水平配向の均一度を実施例１と同様な方法でとったところ、輝度の比は約１１００と良好であった。走査型電子顕微鏡で素子基板上にある配向制御層を観察したところ、膜厚は約８ｎｍであり、配向制御層形成モノマーはほとんど消費されていた。【０１５３】
［実施例５］
配向制御層形成モノマーとして化合物（Ａ−２−２−２）を１０重量部とすること以外は、実施例４と同様な方法でＩＰＳ素子を作成する。また、第一紫外線および第二紫外線を実施例１と同様な方法で照射し、水平配向処理する。得られる素子の水平配向の均一性は実施例１と同様な傾向となる。【０１５４】
実施例１の素子は、光漏れがほとんどなかった。一方、比較例１から３では、わずかに光漏れが観察された。光漏れは、配向制御層の配向規制力が不足していることにより生じたと考えられる。実施例および比較例における配向制御層形成モノマーは、配向制御層の厚み観察から、ほぼ全量が重合体に転化されていると考えられる。実施例と比較例における輝度の比の違いは、第二紫外線照射により、配向制御層中に残存している芳香族エステル部位が光フリース転位した、あるいは、未反応の配向制御層形成モノマーが配向制御層に沿って重合したため、配向制御層の異方性（配向規制力）が高くなったためと推測される。本発明の第二紫外線照射工程は、水平配向の均一性向上に寄与していると考えられる。同様な効果は、液晶組成物の誘電率異方性が正の場合でも得られる。よって、本発明の方法によって製造された液晶表示素子は、均一な水平配向を有すると結論できる。この素子では、光漏れが防止されるので、コントラスト等の特性に優れているといえる。
【産業上の利用可能性】
【０１５５】
本発明の方法で製造された液晶表示素子は、液晶モニター、液晶テレビなどに用いることができる。
【国際調査報告】
2019003894.tif 000062
2019003894.tif 000063
2019003894.tif 000064
2019003894.tif 000065