(57)【要約】【課題】基板上の配向膜や配向処理が不要な液晶媒体と、液晶表示素子の製造方法を提供する。【解決手段】配向処理または配向膜が施されておらず、かつ少なくとも一方に透明電極が形成された一対の基板の間に封入される液晶媒体であって、当該液晶媒体は液晶性化合物と、液晶性化合物を配向させるための重合性基を有する化合物からなる成分とを含み、液晶媒体における液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分の含有量が、液晶媒体全量に対して０．０１〜１０重量％であり、前記液晶性化合物は、基板に対して自発的にホメオトロピック配向し、前記液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分の重合に伴ってホモジニアス配向する液晶媒体により、上記課題を解決する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
配向処理または配向膜が施されておらず、かつ少なくとも一方に透明電極が形成された一対の基板の間に封入される液晶媒体であって、
当該液晶媒体は液晶性化合物と、液晶性化合物を配向させるための重合性基を有する化合物からなる成分とを含み、液晶媒体における液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分の含有量が、液晶媒体全量に対して０．０１〜１０重量％であり、
前記液晶性化合物は、基板に対して自発的にホメオトロピック配向し、前記液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分の重合に伴ってホモジニアス配向する、液晶媒体。
【請求項２】
前記液晶媒体が、偏光吸収性化合物をさらに含む、請求項１に記載の液晶媒体。
【請求項３】
前記偏光吸収性化合物が、以下の式（１）で表される化合物である、請求項２に記載の液晶媒体。
【化１】
2019065230.tif 000069
式（１）において、
環Ａ１、Ａ２、Ａ３およびＡ４は独立して、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−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−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、ピリジン−２，５−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、フェナントレン−２，７−ジイル、アントラセン−２，６−ジイル、ペルヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−ジイル、または２，３，４，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７−テトラデカヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−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２から１２のアルケニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数２から１１のアルケニルオキシで置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも一つの炭素はケイ素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、塩素、−ＣＨ３、−ＯＣＨ３で置き換えられてもよく、ａまたはｂが２のとき、任意の２つのＡ１またはＡ４は異なっていてもよく；
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４およびＺ５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−、−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、ハロゲンで置き換えられてもよく、ａまたはｂが２のとき、任意の２つのＺ１またはＺ５は、異なっていてもよく；
Ｓｐ１およびＳｐ２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−、−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、ハロゲンまたは−ＯＨで置き換えられてもよく；
Ｐ１及びＰ２は独立して、式（１ａ）〜式（１ｉ）のいずれかで表される基であり；
【化２】
2019065230.tif 000070
式（１ａ）〜式（１ｉ）において、Ｍ１およびＭ２は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；
Ｒ１は式（２ａ）、式（２ｂ）または式（２ｃ）のいずれかであり、
【化３】
2019065230.tif 000071
Ｒ２は水素、ハロゲン、炭素数１から５のアルキル、少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキル、式（２ａ）、式（２ｂ）または式（２ｃ）のいずれかであり、
Ｒ３、Ｒ４およびＲ５は独立して、水素、または炭素数１から１５の直鎖状、分岐状または環状のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−または−Ｓ−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく：
式（２ａ）、式（２ｂ）、および式（２ｃ）において、Ｓｐ３およびＳｐ４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−、−ＮＨ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−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、ハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｓ１は、＞ＣＨ−、＞ＳｉＨ−または＞Ｎ−であり；
Ｓ２は、＞Ｃ＜または＞Ｓｉ＜であり；
Ｘ１は独立して、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＯＲ６、−Ｎ(Ｒ６)２、−ＣＯＯＨ、−ＳＨ、−Ｂ（ＯＨ）２、または−Ｓｉ（Ｒ６）３で表される基であり、ここで、Ｒ６は独立して、水素または炭素数１から１０のアルキルであり、このアルキルにおいて、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−（ＣＨ２）２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−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、ハロゲンで置き換えられてもよく、；
ａおよびｂは０、１または２であるが、０≦ａ＋ｂ≦３である。
【請求項４】
前記液晶媒体における、前記式（１）で表される化合物の含有量が、液晶媒体全量に対して０．０１〜１０重量％である、請求項３に記載の液晶媒体。
【請求項５】
液晶媒体を配向させるための配向膜を有さない又は配向処理を施していない一対の透明基板と、
互いに対向する該透明基板の面の少なくとも一方に配置された透明電極と、
該一対の透明基板の間に封入された液晶性化合物と、
を含む液晶表示素子の製造方法であって、
前記一対の透明基板の間に、前記液晶性化合物と、前記液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分を含む液晶媒体を封入する工程と、
前記基板に対してホメオトリピック配向していた液晶性化合物が、前記基板に対してホモジニアス配向するように、前記液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分を光重合する工程を含む、
液晶表示素子の製造方法。
【請求項６】
前記液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分が、下記一般式（Ｌ１）、（Ｌ２）及び（Ｌ３）で表される少なくとも１つの低分子極性化合物である、請求項５に記載の液晶表示素子の製造方法。
【化４】
2019065230.tif 000072
上記式（Ｌ１）および式（Ｌ２）中、
Ｒ４は水素、ハロゲンまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このＲ４において、少なくとも１つの−ＣＨ２−は独立して−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は−ＣＨ＝ＣＨ−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく、
【化５】
2019065230.tif 000073
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４は、独立して、上記一般式（Ｑ−０）で表される基、または、炭素数１〜２５の直鎖状、分岐状または環状のアルキルであり、このＰ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４において、少なくとも１つの隣接していない−ＣＨ２−は、独立して、Ｎ、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｎ（−Ｐ０）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの第３級炭素（ＣＨ基）はＮで置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素は独立してＦまたはＣｌで置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は独立して−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、ただし、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４はＮ、Ｓおよび／またはＯより選択される少なくとも
１つのヘテロ原子を含有し、
Ｐ０は、独立して炭素数１〜２５の直鎖状、分岐状または環状のアルキルであり、このＰ０において、少なくとも１つの隣接していない−ＣＨ２−は、独立して、Ｎ、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｎ（−Ｐ０）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの第３級炭素（ＣＨ基）はＮで置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素は独立してＦまたはＣｌで置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は独立して−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、ただし、Ｐ０はＮ、Ｓおよび／またはＯより選択される少なくとも１つのヘテロ原子を含有し、
上記式（Ｑ−０）中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、独立して、水素、ハロゲンまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このＲ１、Ｒ２およびＲ３において、少なくとも１つの−ＣＨ２−は独立して−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は−ＣＨ＝ＣＨ−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【化６】
2019065230.tif 000074
上記式（Ｌ３）中、
Ｒ１は炭素数１〜１５のアルキルであり、このＲ１において、少なくとも１つの−ＣＨ２−は独立して−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は独立して−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
環Ａ１および環Ａ４は、独立して、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−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−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、ピリジン−２，５−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、フェナントレン−２，７−ジイル、アントラセン−２，６−ジイル、ペルヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−ジイル、または２，３，４，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７−テトラデカヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−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、独立して、フッ素、塩素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数２〜１２のアルケニル、炭素数１〜１１のアルコキシ、または炭素数２〜１１のアルケニルオキシ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つの水素は独立してフッ素または塩素で置き換えられてもよく；
Ｚ１は独立して単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このＺ１において、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、独立して、−Ｏ−、−ＣＯ−、−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−は独立して−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｓｐ１は単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このＳｐ１において、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、独立して、−Ｏ−、−ＣＯ−、−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−は独立して−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｍ１およびＭ２は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜５のアルキル、または少なく
とも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１〜５のアルキルであり；
ａは０、１、２、３、または４であり；
Ｒ２は、下記一般式（１ａ）または一般式（１ｂ）で表される基であり：
【化７】
2019065230.tif 000075
上記式（１ａ）および式（１ｂ）中、
Ｓｐ２およびＳｐ３は独立して単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このＳｐ２およびＳｐ３において、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、独立して、−Ｏ−、−ＮＨ−、−ＣＯ−、−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−は独立して−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｓ１は、＞ＣＨ−または＞Ｎ−であり；
【化８】
2019065230.tif 000076
Ｘ１は、独立して、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＯＲ３、−Ｎ（Ｒ３）２、上記一般式（ｘ１）で表される基、−ＣＯＯＨ、−ＳＨ、−Ｂ（ＯＨ）２、または−Ｓｉ（Ｒ３）３で表される基であり、ここでＲ３は水素または炭素数１〜１０のアルキルであり、このＲ３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−（ＣＨ２）２−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、Ｘ１において少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく、上記一般式（ｘ１）中のｗは１、２、３または４である。
【請求項７】
前記液晶媒体における液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分の含有量が、液晶媒体全量に対して０．０１〜１０重量％である、請求項５または６に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項８】
前記光重合が、光源として偏光紫外線を用いて行うものである、請求項５〜７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９】
前記液晶媒体が、以下の式（１）で表される偏光吸収性化合物をさらに含む、請求項５〜８のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【化９】
2019065230.tif 000077
式（１）において、
環Ａ１、Ａ２、Ａ３およびＡ４は独立して、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−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−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、ピリジン−２，５−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、フェナントレン−２，７−ジイル、アントラセン−２，６−ジイル、ペルヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−ジイル、または２，３，４，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７−テトラデカヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−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２から１２のアルケニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数２から１１のアルケニルオキシで置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも一つの炭素はケイ素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、塩素、−ＣＨ３、−ＯＣＨ３で置き換えられてもよく、ａまたはｂが２のとき、任意の２つのＡ１またはＡ４は異なっていてもよく；
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４およびＺ５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−、−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、ハロゲンで置き換えられてもよく、ａまたはｂが２のとき、任意の２つのＺ１またはＺ５は、異なっていてもよく；
Ｓｐ１およびＳｐ２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−、−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、ハロゲンまたは−ＯＨで置き換えられてもよく；
Ｐ１及びＰ２は独立して、式（１ａ）〜式（１ｉ）のいずれかで表される基であり；
【化１０】
2019065230.tif 000078
式（１ａ）〜式（１ｉ）において、Ｍ１およびＭ２は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；
Ｒ１は式（２ａ）、式（２ｂ）または式（２ｃ）のいずれかであり、
【化１１】
2019065230.tif 000079
Ｒ２は水素、ハロゲン、炭素数１から５のアルキル、少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキル、式（２ａ）、式（２ｂ）または式（２ｃ）のいずれかであり、
Ｒ３、Ｒ４およびＲ５は独立して、水素、または炭素数１から１５の直鎖状、分岐状または環状のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−または−Ｓ−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく：
式（２ａ）、式（２ｂ）、および式（２ｃ）において、Ｓｐ３およびＳｐ４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−、−ＮＨ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−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、ハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｓ１は、＞ＣＨ−、＞ＳｉＨ−または＞Ｎ−であり；
Ｓ２は、＞Ｃ＜または＞Ｓｉ＜であり；
Ｘ１は独立して、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＯＲ６、−Ｎ(Ｒ６)２、−ＣＯＯＨ、−ＳＨ、−Ｂ（ＯＨ）２、または−Ｓｉ（Ｒ６）３で表される基であり、ここで、Ｒ６は独立して、水素または炭素数１から１０のアルキルであり、このアルキルにおいて、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−（ＣＨ２）２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−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、ハロゲンで置き換えられてもよく、；
ａおよびｂは０、１または２であるが、０≦ａ＋ｂ≦３である。
【請求項１０】
前記液晶媒体が、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つの液晶性化合物をさらに含有する、請求項５〜９のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【化１２】
2019065230.tif 000080
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−ＣＨ
２−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、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、または−ＣＯＯ−である。
【請求項１１】
前記液晶媒体が、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つの液晶性化合物をさらに含有する、請求項５〜１０のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【化１３】
2019065230.tif 000081
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、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＦ−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１２】
前記液晶媒体が、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つの液晶性化合物をさらに含有する、請求項５〜１１のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【化１４】
2019065230.tif 000082
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；
Ｚ１７は独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−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１３】
前記液晶媒体が、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つの液晶性化合物をさらに含有する、請求項５〜１２のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【化１５】
2019065230.tif 000083
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、−ＣＨ２ＣＨ２−、−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、−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１４】
前記液晶媒体が、式（１６）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物を含有する、請求項５〜１３のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【化１６】
2019065230.tif 000084
式（１６）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、ハロゲン、炭素数１から１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲン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は独立して、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、ハロゲン、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つの水素がハロゲン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−ＣＨ２ＣＨ２−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−ＣＨ２ＣＨ２−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１５】
前記式（１６）において、Ｐ１１、Ｐ１２、およびＰ１３が独立して式（Ｐ−１）から式（Ｐ−１３）で表される基の群から選択された重合性基である、請求項１４に記載の液晶表示素子の製造方法。
【化１７】
2019065230.tif 000085
式（Ｐ−１）から式（Ｐ−１３）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つの水素がハロゲン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１６】
前記液晶媒体が、式（１６−１）から式（１６−２７）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物を含有する、請求項５〜１５のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【化１８】
2019065230.tif 000086
【化１９】
2019065230.tif 000087
【化２０】
2019065230.tif 000088
式（１６−１）から式（１６−２７）において、
Ｐ１１、Ｐ１２、およびＰ１３は独立して、式（Ｐ−１）から式（Ｐ−３）で表される基の群から選択された重合性基であり、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つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり：
【化２１】
2019065230.tif 000089
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−ＣＨ２ＣＨ２−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。
【請求項１７】
前記液晶媒体が、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、および消泡剤の少なくとも１つをさらに含有する、請求項５〜１６のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶媒体及び液晶表示素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子では基板に配向膜を設けたりラビングを施したりすることによって、液晶セル中の液晶性化合物を配向させる。
【０００３】
これに対して、このような配向処理を施さなくても液晶媒体に極性化合物等を添加することによって液晶性化合物を配向させる技術は報告されている（特許文献１）。ここで報告されているのはホメオトロピック配向（垂直配向）させる技術である。
【０００４】
一方、液晶媒体をホモジニアス配向させる技術としては、カルコン骨格をもつ重合性化合物を用いる技術（特許文献３）があり、これらは配向膜及びラビング処理を用いず、偏光紫外線照射によって配向方向を規定している。しかし、その際に加熱処理が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１３−５４３５２６号公報
【特許文献２】特開２００３−２８７７５５号公報
【特許文献３】国際公開第２０１５／１４６３６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記状況に鑑みてなされたものであり、従来用いられてきた液晶性化合物を配向させるための配向膜の使用、ラビング等の配向処理や、加熱処理等を必要とすることなく、基板の中に封入された液晶性化合物を所望の方向に配向させることができる液晶媒体と、その液晶媒体を含む液晶表示素子の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく種々検討した結果、配向処理または配向膜が施されておらず、かつ少なくとも一方に透明電極が形成された一対の基板の間に封入される液晶媒体に、液晶性化合物と、その液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分を特定量で含有させることで、前記液晶性化合物が、当初は基板に対して自発的にホメオトロピック配向し、前記液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分の重合に伴ってホモジニアス配向することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
本発明の以下の各態様に関するものである。
［１］  配向処理または配向膜が施されておらず、かつ少なくとも一方に透明電極が形成された一対の基板の間に封入される液晶媒体であって、
当該液晶媒体は液晶性化合物と、液晶性化合物を配向させるための重合性基を有する化合物からなる成分とを含み、液晶媒体における液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分の含有量が、液晶媒体全量に対して０．０１〜１０重量％であり、
前記液晶性化合物は、基板に対して自発的にホメオトロピック配向し、前記液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分の重合に伴ってホモジニアス
配向する、液晶媒体。
［２］  前記液晶媒体が、偏光吸収性化合物をさらに含む、［１］に記載の液晶媒体。
［３］  前記偏光吸収性化合物が、以下の式（１）で表される化合物である、［２］に記載の液晶媒体。
【化１】
2019065230.tif 000002
式（１）において、
環Ａ１、Ａ２、Ａ３およびＡ４は独立して、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−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−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、ピリジン−２，５−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、フェナントレン−２，７−ジイル、アントラセン−２，６−ジイル、ペルヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−ジイル、または２，３，４，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７−テトラデカヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−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２から１２のアルケニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数２から１１のアルケニルオキシで置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも一つの炭素はケイ素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、塩素、−ＣＨ３、−ＯＣＨ３で置き換えられてもよく、ａまたはｂが２のとき、任意の２つのＡ１またはＡ４は異なっていてもよく；
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４およびＺ５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−、−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、ハロゲンで置き換えられてもよく、ａまたはｂが２のとき、任意の２つのＺ１またはＺ５は、異なっていてもよく；
Ｓｐ１およびＳｐ２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−、−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、ハロゲンまたは−ＯＨで置き換えられてもよく；
Ｐ１及びＰ２は独立して、式（１ａ）〜式（１ｉ）のいずれかで表される基であり；
【化２】
2019065230.tif 000003
式（１ａ）〜式（１ｉ）において、Ｍ１およびＭ２は独立して、水素、ハロゲン、炭素
数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；
Ｒ１は式（２ａ）、式（２ｂ）または式（２ｃ）のいずれかであり、
【化３】
2019065230.tif 000004
Ｒ２は水素、ハロゲン、炭素数１から５のアルキル、少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキル、式（２ａ）、式（２ｂ）または式（２ｃ）のいずれかであり、
Ｒ３、Ｒ４およびＲ５は独立して、水素、または炭素数１から１５の直鎖状、分岐状または環状のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−または−Ｓ−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく：
式（２ａ）、式（２ｂ）、および式（２ｃ）において、Ｓｐ３およびＳｐ４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−、−ＮＨ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−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、ハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｓ１は、＞ＣＨ−、＞ＳｉＨ−または＞Ｎ−であり；
Ｓ２は、＞Ｃ＜または＞Ｓｉ＜であり；
Ｘ１は独立して、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＯＲ６、−Ｎ(Ｒ６)２、−ＣＯＯＨ、−ＳＨ、−Ｂ（ＯＨ）２、または−Ｓｉ（Ｒ６）３で表される基であり、ここで、Ｒ６は独立して、水素または炭素数１から１０のアルキルであり、このアルキルにおいて、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−（ＣＨ２）２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−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、ハロゲンで置き換えられてもよく、；
ａおよびｂは０、１または２であるが、０≦ａ＋ｂ≦３である。
［４］  前記液晶媒体における、前記式（１）で表される化合物の含有量が、液晶媒体全量に対して０．０１〜１０重量％である、［３］に記載の液晶媒体。
［５］  液晶媒体を配向させるための配向膜を有さない又は配向処理を施していない一対の透明基板と、
互いに対向する該透明基板の面の少なくとも一方に配置された透明電極と、
該一対の透明基板の間に封入された液晶性化合物と、
を含む液晶表示素子の製造方法であって、
前記一対の透明基板の間に、前記液晶性化合物と、前記液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分を含む液晶媒体を封入する工程と、
前記基板に対してホメオトリピック配向していた液晶性化合物が、前記基板に対してホモジニアス配向するように、前記液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分を光重合する工程を含む、
液晶表示素子の製造方法。
［６］  前記液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分が、下記一般式（Ｌ１）、（Ｌ２）及び（Ｌ３）で表される少なくとも１つの低分子極性化合物である、［５］に記載の液晶表示素子の製造方法。
【化４】
2019065230.tif 000005
上記式（Ｌ１）および式（Ｌ２）中、
Ｒ４は水素、ハロゲンまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このＲ４において、少なくとも１つの−ＣＨ２−は独立して−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は−ＣＨ＝ＣＨ−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく、
【化５】
2019065230.tif 000006
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４は、独立して、上記一般式（Ｑ−０）で表される基、または、炭素数１〜２５の直鎖状、分岐状または環状のアルキルであり、このＰ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４において、少なくとも１つの隣接していない−ＣＨ２−は、独立して、Ｎ、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｎ（−Ｐ０）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの第３級炭素（ＣＨ基）はＮで置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素は独立してＦまたはＣｌで置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は独立して−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、ただし、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４はＮ、Ｓおよび／またはＯより選択される少なくとも１つのヘテロ原子を含有し、
Ｐ０は、独立して炭素数１〜２５の直鎖状、分岐状または環状のアルキルであり、このＰ０において、少なくとも１つの隣接していない−ＣＨ２−は、独立して、Ｎ、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｎ（−Ｐ０）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの第３級炭素（ＣＨ基）はＮで置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素は独立してＦまたはＣｌで置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は独立して−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、ただし、Ｐ０はＮ、Ｓおよび／またはＯより選択される少なくとも１つのヘテロ原子を含有し、
上記式（Ｑ−０）中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、独立して、水素、ハロゲンまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このＲ１、Ｒ２およびＲ３において、少なくとも１つの−ＣＨ２−は独立して−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は−ＣＨ＝ＣＨ−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【化６】
2019065230.tif 000007
上記式（Ｌ３）中、
Ｒ１は炭素数１〜１５のアルキルであり、このＲ１において、少なくとも１つの−ＣＨ２−は独立して−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は独立して−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
環Ａ１および環Ａ４は、独立して、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−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−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、ピリジン−２，５−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、フェナントレン−２，７−ジイル、アントラセン−２，６−ジイル、ペルヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−ジイル、または２，３，４，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７−テトラデカヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−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、独立して、フッ素、塩素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数２〜１２のアルケニル、炭素数１〜１１のアルコキシ、または炭素数２〜１１のアルケニルオキシ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つの水素は独立してフッ素または塩素で置き換えられてもよく；
Ｚ１は独立して単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このＺ１において、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、独立して、−Ｏ−、−ＣＯ−、−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−は独立して−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｓｐ１は単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このＳｐ１において、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、独立して、−Ｏ−、−ＣＯ−、−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−は独立して−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｍ１およびＭ２は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜５のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１〜５のアルキルであり；
ａは０、１、２、３、または４であり；
Ｒ２は、下記一般式（１ａ）または一般式（１ｂ）で表される基であり：
【化７】
2019065230.tif 000008
上記式（１ａ）および式（１ｂ）中、
Ｓｐ２およびＳｐ３は独立して単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このＳｐ２およびＳｐ３において、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、独立して、−Ｏ−、−ＮＨ−、−ＣＯ−、−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−は独立して−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｓ１は、＞ＣＨ−または＞Ｎ−であり；
【化８】
2019065230.tif 000009
Ｘ１は、独立して、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＯＲ３、−Ｎ（Ｒ３）２、上記一般式（ｘ１）で表される基、−ＣＯＯＨ、−ＳＨ、−Ｂ（ＯＨ）２、または−Ｓｉ（Ｒ３）３で表される基であり、ここでＲ３は水素または炭素数１〜１０のアルキルであり、このＲ３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−（ＣＨ２）２−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、Ｘ１において少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく、上記一般式（ｘ１）中のｗは１、２、３または４である。
［７］  前記液晶媒体における液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分の含有量が、液晶媒体全量に対して０．０１〜１０重量％である、［５］または［６］に記載の液晶表示素子の製造方法。
［８］  前記光重合が、光源として偏光紫外線を用いて行うものである、［５］〜［７］のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
［９］  前記液晶媒体が、以下の式（１）で表される偏光吸収性化合物をさらに含む、［５］〜［８］のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
【化９】
2019065230.tif 000010
式（１）において、
環Ａ１、Ａ２、Ａ３およびＡ４は独立して、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−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−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、ピリジン−２，５−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、フェナントレン−２，７−ジイル、アントラセン−２，６−ジイル、ペルヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−ジイル、または２，３，４，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７−テトラデカヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−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２から１２のアルケニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数２から１１のアルケニルオキシで置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも一つの炭素はケイ素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、塩素、−ＣＨ３、−ＯＣＨ３で置き換えられてもよく、ａまたはｂが２のとき、任意の２つのＡ１またはＡ４は異なっていてもよく；
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４およびＺ５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−、−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、ハロゲンで置き換えられてもよく、ａまたはｂが２のとき、任意の２つのＺ１またはＺ５は、異なっていてもよく；
Ｓｐ１およびＳｐ２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−、−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、ハロゲンまたは−ＯＨで置き換えられてもよく；
Ｐ１及びＰ２は独立して、式（１ａ）〜式（１ｉ）のいずれかで表される基であり；
【化１０】
2019065230.tif 000011
式（１ａ）〜式（１ｉ）において、Ｍ１およびＭ２は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；
Ｒ１は式（２ａ）、式（２ｂ）または式（２ｃ）のいずれかであり、
【化１１】
2019065230.tif 000012
Ｒ２は水素、ハロゲン、炭素数１から５のアルキル、少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキル、式（２ａ）、式（２ｂ）または式（２ｃ）のいずれかであり、
Ｒ３、Ｒ４およびＲ５は独立して、水素、または炭素数１から１５の直鎖状、分岐状または環状のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−または−Ｓ−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく：
式（２ａ）、式（２ｂ）、および式（２ｃ）において、Ｓｐ３およびＳｐ４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−、−ＮＨ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−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、ハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｓ１は、＞ＣＨ−、＞ＳｉＨ−または＞Ｎ−であり；
Ｓ２は、＞Ｃ＜または＞Ｓｉ＜であり；
Ｘ１は独立して、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＯＲ６、−Ｎ(Ｒ６)２、−ＣＯＯＨ、−ＳＨ、−Ｂ（ＯＨ）２、または−Ｓｉ（Ｒ６）３で表される基であり、ここで、Ｒ６は独立して、水素または炭素数１から１０のアルキルであり、このアルキルにおいて、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−（ＣＨ２）２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−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、ハロゲンで置き換えられてもよく、；
ａおよびｂは０、１または２であるが、０≦ａ＋ｂ≦３である。
［１０］  前記液晶媒体が、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つの液晶性化合物をさらに含有する、［５］〜［９］のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
【化１２】
2019065230.tif 000013
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、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、または−ＣＯＯ−である。
［１１］  前記液晶媒体が、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つの液晶性化合物をさらに含有する、［５］〜［１０］のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
【化１３】
2019065230.tif 000014
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、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＦ−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。
［１２］  前記液晶媒体が、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つの液晶性化合物をさらに含有する、［５］〜［１１］のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
【化１４】
2019065230.tif 000015
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；
Ｚ１７は独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−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。
［１３］  前記液晶媒体が、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つの液晶性化合物をさらに含有する、［５］〜［１２］のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
【化１５】
2019065230.tif 000016
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、−ＣＨ２ＣＨ２−、−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、−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。
［１４］  前記液晶媒体が、式（１６）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物を含有する、［５］〜［１３］のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
【化１６】
2019065230.tif 000017
式（１６）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、ハロゲン、炭素数１から１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲン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は独立して、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、ハロゲン、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つの水素がハロゲン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−ＣＨ２ＣＨ２−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−ＣＨ２ＣＨ２−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。
［１５］  前記式（１６）において、Ｐ１１、Ｐ１２、およびＰ１３が独立して式（Ｐ−１）から式（Ｐ−１３）で表される基の群から選択された重合性基である、［１４］に記
載の液晶表示素子の製造方法。
【化１７】
2019065230.tif 000018
式（Ｐ−１）から式（Ｐ−１３）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つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルである。
［１６］  前記液晶媒体が、式（１６−１）から式（１６−２７）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物を含有する、［５］〜［１５］のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
【化１８】
2019065230.tif 000019
【化１９】
2019065230.tif 000020
【化２０】
2019065230.tif 000021
式（１６−１）から式（１６−２７）において、
Ｐ１１、Ｐ１２、およびＰ１３は独立して、式（Ｐ−１）から式（Ｐ−３）で表される基の群から選択された重合性基であり、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つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり：
【化２１】
2019065230.tif 000022
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−ＣＨ２ＣＨ２−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。
［１７］  前記液晶媒体が、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、および消泡剤の少なくとも１つをさらに含有する、［
５］〜［１６］のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
特定の組成を有する液晶媒体を用いることで、液晶媒体中の液晶性化合物を所望の方向、特に当初はホメオトロピック配向していたものを、ホモジニアス配向させることができる技術はこれまでになく、本願発明の好ましい態様によれば、従来の液晶を配向させるための配向膜や配向処理や加熱処理を用いることなく、液晶媒体中の液晶性化合物を所望の方向、例えばホモジニアス配向させることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この明細書における用語の使い方は次のとおりである。「液晶媒体」とは、液晶表示素子または装置に用いられる液晶または液晶性のものであり、以下に限定されるわけではないが、例えば液晶性化合物、液晶組成物、高分子液晶等と、当該液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分を含むものである。「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。「低分子」とは、「高分子」でないものをいう。「高分子」とは、重合反応が可能な構造を持つ化合物が、重合反応によって生成したモノマー単位の繰り返し構造を持つものである。重合反応ではない反応で合成され、モノマー単位の繰り返し構造を待たない高分子量の化合物は低分子である。また、重合反応が可能な構造を持つ化合物であって、重合前の化合物は低分子である。
【００１１】
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。液晶性化合物の割合（含有量）は、この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。この液晶組成物に、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、色素のような添加物が必要に応じて添加される。添加物の割合（添加量）は、液晶性化合物の割合と同様に、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。重量百万分率（ｐｐｍ）が用いられることもある。重合開始剤および重合禁止剤の割合は、例外的に重合性化合物の重量に基づいて表される。
【００１２】
例として式（Ｘ）で表される化合物は、式（Ｘ）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。六角形で囲んだＢ１、Ｃ１、Ｆ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。この六角形を横切る斜線は、環上の任意の水素が−Ｓｐ１−Ｑ１などの基で置き換えられてもよいことを表す。ｅ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。
【００１３】
末端基の記号（例えばＲに上付き添え字）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つの同記号の末端基が表す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（Ｙ）の末端基がエチルであり、化合物（Ｚ）の同記号の末端基がエチルであるケースがある。化合物（Ｙ）の末端基がエチルであり、化合物（Ｚ）の同記号の末端基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。
【００１４】
「少なくとも１つの‘Ｘ’」の表現は、‘Ｘ’の数は任意であることを意味する。「少なくとも１つの‘Ｘ’は、‘Ｙ’で置き換えられてもよい」の表現は、‘Ｘ’の数が１つのとき、‘Ｘ’の位置は任意であり、‘Ｘ’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‘Ｘ’が、‘Ｙ’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Ｘが、Ｙ、Ｚ、またはＷ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ＸがＹで置き換えられた場合、少なくとも１つのＸがＺで置き換えられた場合、および少なくとも１つのＸがＷで置き換えられた場合、さらに複数のＸがＹ、Ｚ、Ｗ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。液晶性化合物においては、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になることは好ましくない。
【００１５】
ハロゲンはフッ素、塩素、臭素、またはヨウ素を意味する。好ましいハロゲンは、フッ素または塩素である。さらに好ましいハロゲンはフッ素である。アルキルは、直鎖状または分岐状であり、断りがない限りは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。
【化２２】
2019065230.tif 000023
【００１６】
＜液晶媒体＞
本発明の実施形態にかかる液晶媒体は、配向処理または配向膜が施されておらず、かつ少なくとも一方に透明電極が形成された一対の基板の間に封入される液晶媒体である。
本発明の実施形態の液晶媒体が封入された液晶表示素子を構成する基板は、ガラス、ＩＴＯその他の透明基板を用いることができ、そこに絶縁膜（例えばポリイミド）などが形成されていてもよい。用いる一対の基板の少なくともどちらか一方には、透明電極を形成しておく必要がある。本発明の極性化合物がその効果を発揮するためには、基板には所定の凹凸構造があってもよく、その構造パターンに沿って液晶性化合物を配向させることも出来る。凹凸構造のパターン間隔は１〜２０μｍが好ましく、１〜１０μｍがより好ましく、５μｍ程度が特に好ましい。
基板上の凹凸構造は電極によって形成されていてもよく、使用する電極はＩＴＯなどの
透明電極が好ましい。
【００１７】
本発明の実施形態にかかる液晶媒体は、液晶性化合物と、液晶性化合物を配向させるための重合性基を有する化合物からなる成分とを含み、液晶媒体における液晶性化合物を配向させるための重合性基を有する化合物からなる成分の含有量が、液晶媒体全量に対して０．０１〜１０重量％である。
液晶性化合物を配向させるための重合性基を有する化合物からなる成分と、液晶性化合物については後述する。液晶媒体における液晶性化合物を配向させるための重合性基を有する化合物からなる成分の含有量が、液晶媒体全量に対して０．０１〜１０重量％であることで、液晶性化合物を配向させるための重合性基を有する化合物からなる成分を重合させるまで、液晶媒体中の液晶性化合物がホメオトロピック配向している。ホメオトロピック配向している状態とは、液晶媒体が基板面と垂直に配向することに加えて、基板面と垂直な面内においても液晶媒体が配向している状態である。
そして、液晶性化合物を配向させるための重合性基を有する化合物からなる成分を重合させると、液晶性化合物はホモジニアス配向する。
なお、本明細書において、ホモジニアス配向とは、液晶表示素子の基板に対して水平であり、且つ向きも揃っていることを意味する。
このような配向をより確実に行わせるために、液晶媒体における液晶性化合物を配向させるための重合性基を有する化合物からなる成分のより好ましい含有量は、液晶媒体全量に対して１〜１０重量％であり、３〜６重量％であることが特に好ましい。
【００１８】
本発明の実施形態にかかる液晶媒体は、さらに偏光吸収性化合物を含むことが好ましい。この偏光吸収性化合物の具体例などについては後述する。
この偏光吸収性化合物は、液晶性化合物の配向方向を規定する成分である。この偏光吸収性化合物が含まれる液晶媒体は、これを液晶表示素子に封入した後に偏光を照射することで重合を開始し、液晶性化合物の配向方向が規定され、ホモジニアス配向がより高秩序で起こる。
液晶表示素子における面内配向の向きは、以下に限定されるわけではないが、電極等によって形成される凹凸構造や、偏光紫外線を照射する場合、その際の偏光軸に沿って配向する。
【００１９】
＜液晶表示素子の製造方法＞
本発明の実施形態にかかる液晶表示素子の製造方法は、
液晶媒体を配向させるための配向膜を有さない又は配向処理を施していない一対の透明基板と、
互いに対向する該透明基板の面の少なくとも一方に配置された透明電極と、
該一対の透明基板の間に封入された液晶性化合物と、
を含む液晶表示素子の製造方法であって、
前記一対の透明基板の間に、前記液晶性化合物と、前記液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分を含む液晶媒体を封入する工程と、
前記基板に対してホメオトリピック配向していた液晶性化合物が、前記基板に対してホモジニアス配向するように、前記重合性基を有する化合物からなる成分を光重合する工程を含む。
【００２０】
本発明の実施形態にかかる液晶表示素子の製造方法では、液晶媒体を配向させるための配向膜を有さない又は配向処理を施していない一対の透明基板は、前述した＜液晶媒体＞が封入された液晶表示素子を構成する基板と同じものを用いることができる。
また、液晶表示素子に封入される液晶媒体は、上記で説明したものを用いることができる。
【００２１】
本発明の実施形態にかかる液晶表示素子の製造方法において、光重合を行わせる際の光照射は非偏光でも偏光でもよいが、偏光を用いることが好ましく、直線偏光を用いることがより好ましい。直線偏光を得る手段としては、偏光板を用いる方法、プリズム系素子若しくはブリュースター角を利用した反射型偏光子を用いる方法、又は偏光を有するレーザー光源から出射される光を用いる方法が採用できる。また、フィルターや波長変換素子等を用いて必要とする波長の光のみを選択的に照射してもよい。
本発明では偏光紫外線を用いることが特に好ましく、直線偏光紫外線を用いることが最も好ましい。
【００２２】
特許文献３に記載された発明では、上記で例示した極性化合物を用いてないので、液晶性化合物を液晶表示素子に注入した時点では、液晶性化合物はランダムのホモジニアス配向となっている。ホモジニアス配向しているということは、基板との相互作用が強く、言い換えれば液晶表示素子の基板に強く吸着していることになる。その状態で液晶性化合物を配向させようとすると、障壁が大きく且つ履歴が残りやすくなる。また、液晶性化合物がランダムな配向状態で偏光紫外線を照射すると、液晶表示素子の内部を通過中に液晶性化合物の屈折率によって偏光が乱されてしまう。特許文献３に記載の技術では、それを避けるために加熱によって液晶性化合物を等方相とし、屈折率を無くし、かつ基板との相互作用も小さい状態にしている。
本発明の実施形態では、液晶性化合物を配向させるための重合性基を有する化合物からなる成分として、上記で例示した極性化合物を用いることにより、液晶性化合物と基板との相互作用を小さくすることができる。さらに、液晶性化合物はホメオトロピック配向となる（基板との相互作用を小さくすることによる２次的な効果）。相互作用が小さくなると、配向の障壁は小さくなり履歴も残りにくくなる。また、液晶性化合物がホメオトロピック配向すると、液晶表示素子に対して真正面の方向（立っている液晶性化合物を上から見る方向）からは、液晶性化合物の屈折率はなく、等方相と同じになる。それにより、液晶状態のままで偏光紫外線を照射しても、液晶表示素子の通過中に偏光が乱されることがない。よって加熱の必要がない。
【００２３】
本発明の実施形態において、光照射に用いる光源として偏光紫外線を用いる場合には、液晶表示素子に封入する液晶媒体に、上記式（１）で表される化合物を含有させることが特に好ましい。
【００２４】
なお、光の照射量には特に限定はないが、０．１μＷ／ｃｍ２〜１００ｍＷ／ｃｍ２の強度で光を照射することが好ましく、０．５μＷ／ｃｍ２〜３０ｍＷ／ｃｍ２の強度で光を照射することがより好ましい。
【００２５】
＜液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分＞
液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分は、光照射により重合する成分である。上記の工程において、光照射による重合性基を有する化合物からなる成分の重合が起こることにより、ホメオトロピック配向していた液晶性化合物が、ホモジニアス配向する。
【００２６】
液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分は、重合性基を有する化合物から構成される。重合性基を有する化合物としては、例えば重合性基を有する低分子極性化合物を挙げることができる。
液晶媒体を基板に対して、当初は好ましくはホメオトロピック配向させる極性化合物であり、低分子である。ここで液晶表示素子は液晶媒体を配向させるための配向処理または配向膜を施していない２枚の基板（少なくとも一方の基板には透明電極が形成されている）とその間に挟持された液晶媒体とから構成され、液晶媒体に添加された極性化合物により当該液晶媒体中の液晶性化合物は当該基板に対して当初は好ましくはホメオトロピック
配向する。ホメオトロピック配向とは、液晶媒体が基板面と垂直に配向することに加えて、基板面と垂直な面内においても液晶媒体中の液晶性化合物が配向していることを意味する。本発明の極性化合物の化学構造は好ましくは無極性基と極性基とから構成され、本発明は特定の原理に拘束されるわけではないが、当該極性基は基板や基板上に形成された電極と相互作用し、当該無極性基は液晶媒体と相互作用することで、液晶媒体を基板に対して当初は好ましくはホメオトロピック配向させるものと考えられる。極性化合物は重合性基を有していてもよく、重合性基を有する極性化合物は液晶媒体を配向させると共に、紫外線照射等により重合および他の重合性化合物と共重合する。これによって、重合後の配向を安定化することができる。
前記重合性基を有する低分子極性化合物は、下記一般式（Ｌ１）、（Ｌ２）及び（Ｌ３）で表される少なくとも１つを挙げることができる。
【００２７】
一般式（Ｌ１）、（Ｌ２）で表される低分子極性化合物
【化２３】
2019065230.tif 000024
上記式（Ｌ１）および式（Ｌ２）中、
Ｒ４は水素、ハロゲンまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このＲ４において、少なくとも１つの−ＣＨ２−は独立して−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は−ＣＨ＝ＣＨ−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく、
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４は、独立して、上記一般式（Ｑ−０）で表される基、または、炭素数１〜２５の直鎖状、分岐状または環状のアルキルであり、このＰ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４において、少なくとも１つの隣接していない−ＣＨ２−は、独立して、Ｎ、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｎ（−Ｐ０）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの第３級炭素（ＣＨ基）はＮで置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素は独立してＦまたはＣｌで置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は独立して−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、ただし、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４はＮ、Ｓおよび／またはＯより選択される少なくとも１つのヘテロ原子を含有し、
Ｐ０は、独立して炭素数１〜２５の直鎖状、分岐状または環状のアルキルであり、このＰ０において、少なくとも１つの隣接していない−ＣＨ２−は、独立して、Ｎ、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｎ（−Ｐ０）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの第３級炭素（ＣＨ基）はＮで置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素は独立してＦまたはＣｌで置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は独立して−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、ただし、Ｐ０はＮ、Ｓおよび／またはＯより選択される少なくとも１つのヘテロ原子を含有し、
上記式（Ｑ−０）中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、独立して、水素、ハロゲンまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このＲ１、Ｒ２およびＲ３において、少なくとも１つの−ＣＨ２−は独立して−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は−ＣＨ＝ＣＨ−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【００２８】
上記式（Ｌ１）におけるＰ１〜Ｐ４、上記式（Ｌ２）におけるＰ１〜Ｐ３は、好ましくは、アクリレートまたはメタクリレートであり、上記式（Ｌ２）におけるＲ１は、好ましくはアルキル、炭素数１〜３０のアルキル、炭素数１〜２０のアルキル、炭素数２〜１０のアルキルである。
【００２９】
上記式（Ｌ１）または（Ｌ２）の極性化合物の中でも以下の化学構造を有する極性化合物が好ましい。
【化２４】
2019065230.tif 000025
上記一般式（Ｌ１−１）におけるＲ１は炭素数１〜４の直鎖状または環状のアルキルであり；
上記一般式（Ｌ１−２）および式（Ｌ２−１）におけるＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、独立して、水素、ハロゲンまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４において、少なくとも１つの−ＣＨ２−は独立して−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は−ＣＨ＝ＣＨ−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【００３０】
さらに好ましくは以下の化学構造を有する極性化合物である。
【化２５】
2019065230.tif 000026
【００３１】
一般式（Ｌ３）で表される低分子極性化合物
【化２６】
2019065230.tif 000027
【００３２】
上記式（Ｌ３）中、
Ｒ１は炭素数１〜１５のアルキルであり、このＲ１において、少なくとも１つの−ＣＨ
２−は独立して−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ２）２−は独立して−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
環Ａ１および環Ａ４は、独立して、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−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−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、ピリジン−２，５−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、フェナントレン−２，７−ジイル、アントラセン−２，６−ジイル、ペルヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−ジイル、または２，３，４，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７−テトラデカヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−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、独立して、フッ素、塩素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数２〜１２のアルケニル、炭素数１〜１１のアルコキシ、または炭素数２〜１１のアルケニルオキシ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つの水素は独立してフッ素または塩素で置き換えられてもよく；
Ｚ１は独立して単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このＺ１において、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、独立して、−Ｏ−、−ＣＯ−、−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−は独立して−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｓｐ１は単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このＳｐ１において、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、独立して、−Ｏ−、−ＣＯ−、−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−は独立して−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｍ１およびＭ２は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜５のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１〜５のアルキルであり；
ａは０、１、２、３、または４であり；
Ｒ２は、下記一般式（１ａ）または一般式（１ｂ）で表される基であり：
【化２７】
2019065230.tif 000028
上記式（１ａ）および式（１ｂ）中、
Ｓｐ２およびＳｐ３は独立して単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このＳｐ２およびＳｐ３において、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、独立して、−Ｏ−、−ＮＨ−、−ＣＯ−、−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−は独立して−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｓ１は、＞ＣＨ−または＞Ｎ−であり；
Ｘ１は、独立して、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＯＲ３、−Ｎ（Ｒ３）２、上記一般式（ｘ１）で表される基、−ＣＯＯＨ、−ＳＨ、−Ｂ（ＯＨ）２、または−Ｓｉ（Ｒ３）３で表される基であり、ここでＲ３は水素または炭素数１〜１０のアルキルであり、このＲ３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−（ＣＨ２）２−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、Ｘ１において少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく、上記一般式（ｘ１）中のｗは１、２、３ま
たは４である。
【００３３】
式（Ｌ３）中、好ましい環Ａ１または環Ａ４は、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、ペルヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−ジイル、または２，３，４，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７−テトラデカヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−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、または炭素数１から５のアルキルで置き換えられてもよい。さらに好ましい環Ａ１または環Ａ４は、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、ペルヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−ジイルであり、これらの環において、例えば、１−メチル−１，４−シクロへキシレン、２−エチル−１，４−シクロへキシレン、２−フルオロ−１，４−フェニレンのように、少なくとも１つの水素はフッ素、メチル、またはエチルで置き換えられてもよい。
【００３４】
式（Ｌ３）中、好ましいＺ１は、単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、または−ＣＦ＝ＣＦ−である。さらに好ましいＺ１は、単結合、−（ＣＨ２）２−、または−ＣＨ＝ＣＨ−である。特に好ましいＺ１は、単結合である。
【００３５】
式（Ｌ３）中、好ましいＳｐ１は、単結合、炭素数１〜５のアルキレン、または１つの−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられた炭素数１〜５のアルキレンである。さらに好ましいＳｐ１は、単結合、炭素数１〜３のアルキレン、または１つの−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられた炭素数１〜３のアルキレンである。
【００３６】
式（Ｌ３）中、好ましいＭ１またはＭ２は、水素、フッ素、メチル、エチル、またはトリフルオロメチルである。さらに好ましいＭ１またはＭ２は水素である。
【００３７】
式（Ｌ３）中、好ましいａは、０、１、２、または３である。さらに好ましいａは、０、１、または２である。
【００３８】
式（１ａ）および式（１ｂ）中、好ましいＳｐ２またはＳｐ３は、炭素数１〜７のアルキレン、または１つの−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられた炭素数１〜５のアルキレンである。さらに好ましいＳｐ２またはＳｐ３は、炭素数１〜５のアルキレン、または１つの−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられた炭素数１〜５のアルキレンである。特に好ましいＳｐ２またはＳｐ３は、−ＣＨ２−である。
【００３９】
式（１ａ）および式（１ｂ）中、好ましいＸ１は独立して、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＯＲ３、−Ｎ（Ｒ３）２、一般式（ｘ１）で表される基、または−Ｓｉ（Ｒ３）３で表される基であり、ここで、Ｒ３は水素または炭素数１〜５のアルキルであり、このＲ３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−（ＣＨ２）２−は−ＣＨ＝ＣＨ−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つの水素はフッ素で置き換えられてもよく、上記一般式（ｘ１）におけるｗは１、２、３または４である。さらに好ましいＸ１は独立して、−ＯＨ、−ＮＨ２、または−Ｎ（Ｒ３）２である。特に好ましいＸ１は−ＯＨである。
【００４０】
一般式（Ｌ３）のより具体的な極性化合物として以下が挙げられる。
【化２８】
2019065230.tif 000029
【００４１】
式（Ｌ３−１）〜式（Ｌ３−１０）中、
Ｒ１は、炭素数１〜１０のアルキルであり；
Ｓｐ１は単結合または炭素数１〜５のアルキレンであり、このＳｐ１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、これらの基において少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
Ｓｐ２は炭素数１〜５のアルキレンであり、このＳｐ２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；
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は独立して、水素、フッ素、メチル、またはエチルであり；
Ｙ１およびＹ２は独立して水素またはメチルである。
【００４２】
一般式（Ｌ３）のより具体的な極性化合物として以下が挙げられる。
【化２９】
2019065230.tif 000030
【００４３】
式（Ｌ３−１１）〜式（Ｌ３−２０）中、
Ｒ１は、炭素数１〜１０のアルキルであり；
Ｓｐ１は単結合または炭素数１〜５のアルキレンであり、このＳｐ１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、これらの基において少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
Ｓｐ２は炭素数１〜５のアルキレンであり、このＳｐ２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；
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は独立して、水素、フッ素、メチル、またはエチルであり；
Ｙ１およびＹ２は独立して水素またはメチルであり；
Ｒ３は、水素、メチルまたはエチルである。
【００４４】
さらに好ましくは以下の化学構造を有する極性化合物である。
【化３０】
2019065230.tif 000031
【００４５】
上記式（Ｌ１）〜（Ｌ３）で表される化合物は無極性基と極性基との結合体であり、当業者に公知の有機合成の知見を利用すれば容易に合成することができる。
【００４６】
液晶媒体における、液晶性化合物を配向させるための重合性基を有する化合物からなる成分、好ましくは一般式（Ｌ１）、（Ｌ２）、（Ｌ３）で表される化合物の少なくとも１つの含有量は、各成分の種類にもよるが、１〜１０重量％である態様をあげることができ、２〜９重量％であることが好ましく、３〜６重量％であることがより好ましい。
【００４７】
＜液晶性化合物の配向の方向を規定するための成分＞
前記液晶媒体は、さらに、重合性基を有する化合物からなる成分とは異なる液晶性化合物の配向方向を規定するための成分を含むことが好ましい。
前記液晶性化合物の配向の配向方向の規定を行うための成分として、偏光吸収性化合物を挙げることができる。偏光吸収性化合物とは、偏光を吸収することにより、その偏光軸に対して一定の方向性を持ちながら異性化、２量化、転位または重合等の反応を開始する化合物のことである。
そのような偏光吸収性化合物の具体例として、以下の式（１）で表される化合物を挙げることができる。
偏光吸収性化合物に代表される、液晶性化合物の配向の方向を規定するための成分が反応する際に、液晶媒体における液晶性化合物の配向が促進される。
【化３１】
2019065230.tif 000032
式（１）において、
環Ａ１、Ａ２、Ａ３およびＡ４は独立して、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−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−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、ピリジン−２，５−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、フェナントレン−２，７−ジイル、アントラセン−２，６−ジイル、ペルヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−ジイル、または２，３，４，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７−テトラデカヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−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２から１２のアルケニル、炭素数１から１１
のアルコキシ、または炭素数２から１１のアルケニルオキシで置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも一つの炭素はケイ素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、塩素、−ＣＨ３、−ＯＣＨ３で置き換えられてもよく、ａまたはｂが２のとき、任意の２つのＡ１またはＡ４は異なっていてもよく；
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４およびＺ５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−、−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、ハロゲンで置き換えられてもよく、ａまたはｂが２のとき、任意の２つのＺ１またはＺ５は、異なっていてもよく；
Ｓｐ１およびＳｐ２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−、−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、ハロゲンまたは−ＯＨで置き換えられてもよく；
Ｐ１及びＰ２は独立して、式（１ａ）〜式（１ｉ）のいずれかで表される基であり；
【化３２】
2019065230.tif 000033
式（１ａ）〜式（１ｉ）において、Ｍ１およびＭ２は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；
Ｒ１は式（２ａ）、式（２ｂ）または式（２ｃ）のいずれかであり、
【化３３】
2019065230.tif 000034
Ｒ２は水素、ハロゲン、炭素数１から５のアルキル、少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキル、式（２ａ）、式（２ｂ）または式（２ｃ）のいずれかであり、
Ｒ３、Ｒ４およびＲ５は独立して、水素、または炭素数１から１５の直鎖状、分岐状または環状のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−または−Ｓ−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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく：
式（２ａ）、式（２ｂ）、および式（２ｃ）において、Ｓｐ３およびＳｐ４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−、−ＮＨ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−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、ハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｓ１は、＞ＣＨ−、＞ＳｉＨ−または＞Ｎ−であり；
Ｓ２は、＞Ｃ＜または＞Ｓｉ＜であり；
Ｘ１は独立して、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＯＲ６、−Ｎ(Ｒ６)２、−ＣＯＯＨ、−ＳＨ、−Ｂ（ＯＨ）２、または−Ｓｉ（Ｒ６）３で表される基であり、ここで、Ｒ６は独立して、水素または炭素数１から１０のアルキルであり、このアルキルにおいて、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−（ＣＨ２）２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−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、ハロゲンで置き換えられてもよく、；
ａおよびｂは０、１または２であるが、０≦ａ＋ｂ≦３である。
【００４８】
式（１）で表される化合物のうち、好ましい化合物として式（１−１）〜（１−５）で表される化合物を挙げることができる。
【化３４】
2019065230.tif 000035
（式（１−１）〜（１−５）において、式中の環Ａ１、Ａ２、Ａ３およびＡ４、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４およびＺ５、Ｐ１、Ｐ２、Ｓｐ１、Ｓｐ２の定義は、式（１）と同じである。
【００４９】
また、式（１）で表される化合物の具体例として、以下の式（１−６−１）〜（１−６−９３）を挙げることができる。
【化３５】
2019065230.tif 000036
【化３６】
2019065230.tif 000037
【化３７】
2019065230.tif 000038
【化３８】
2019065230.tif 000039
【化３９】
2019065230.tif 000040
【化４０】
2019065230.tif 000041
【化４１】
2019065230.tif 000042
【化４２】
2019065230.tif 000043
【００５０】
化合物（１）の合成法について説明する。化合物（１）は、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。合成法を記載しなかった化合物は、「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）などの成書に記載された方法によって合成する。
【００５１】
液晶媒体における、偏光吸収性化合物のような、液晶性化合物の配向の方向を規定させるための成分、好ましくは一般式（１）で表される化合物の含有量は、各成分の種類にもよるが、０．０１〜１０重量％である態様をあげることができ、０．０５〜５重量％であることが好ましく、０．１〜３重量％であることがより好ましい。
【００５２】
＜液晶性化合物＞
本発明の実施形態にかかる液晶表示素子の製造方法に用いることができる液晶性化合物について説明する。液晶性化合物としては、一般式（２）〜（１５）のいずれかで表される液晶性化合物を挙げることができる。これらの化合物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、これらの化合物とは異なる液晶性化合物を添加してもよい。
【００５３】
式（２）〜（４）で表される液晶性化合物
【化４３】
2019065230.tif 000044
式（２）から（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、これらの基において、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、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−である。
【００５４】
式（２）から（４）で表される液晶性化合物は、２つの末端基がアルキルなどである化合物である。式（２）から（４）で表される液晶性化合物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。これらの化合物において、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、これらの基において、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。
【化４４】
2019065230.tif 000045
【００５５】
式（２）から（４）で表される液晶性化合物は、小さな誘電率異方性を有する。式（２）から（４）で表される液晶性化合物は中性に近い。化合物（２）は、粘度を下げるまたは光学異方性を調整する効果がある。化合物（３）および（４）は、上限温度を上げることによってネマチック相の温度範囲を広げる、または光学異方性を調整する効果がある。
【００５６】
式（２）から（４）で表される液晶性化合物の含有量を増加させるにつれて組成物の粘度は小さくなるが誘電率異方性が小さくなる。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、式（２）から（４）で表される液晶性化合物の含有量は、液晶媒体の重量に基づいて、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。
【００５７】
式（５）から式（７）で表される液晶性化合物
【００５８】
【化４５】
2019065230.tif 000046
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、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＦ−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。
【００５９】
式（５）〜（７）で表される液晶性化合物は、右末端にハロゲンまたはフッ素含有基を有する化合物である。好ましい例として、化合物（５−１）〜（５−１６）、化合物（６−１）〜（６−１１３）、化合物（７−１）〜（７−５７）を挙げることができる。これらの式において、Ｒ１３およびＸ１１は式（５）〜（７）と同一の定義である。
【００６０】
【化４６】
2019065230.tif 000047
【００６１】
【化４７】
2019065230.tif 000048
【００６２】
【化４８】
2019065230.tif 000049
【００６３】
【化４９】
2019065230.tif 000050
【００６４】
【化５０】
2019065230.tif 000051
【００６５】
【化５１】
2019065230.tif 000052
【００６６】
式（５）〜（７）で表される液晶性化合物は、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。これらの化合物の含有量は、液晶媒体の重量に基づいて１〜９９重量％の範囲が適しており、好ましくは１０〜９７重量％の範囲、さらに好ましくは４０〜９５重量％の範囲である。これらの化合物を誘電率異方性が負である組成物に添加する場合、その含有量は液晶媒体の重量に基づいて３０重量％以下が好ましい。これらの化合物を添加することにより、液晶媒体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。
【００６７】
式（８）で表される液晶性化合物
【００６８】
【化５２】
2019065230.tif 000053
【００６９】
上記式（８）中、
Ｒ１４は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、このＲ１４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；
Ｚ１７は独立して、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。
【００７０】
式（８）で表される液晶性化合物は、右末端基が−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎである化合物である。好ましい例として、化合物（８−１）〜（８−６４）を挙げることができる。これらの式において、Ｒ１４およびＸ１２は、式（８）と同一の定義である。
【００７１】
【化５３】
2019065230.tif 000054
【００７２】
【化５４】
2019065230.tif 000055
【００７３】
式（８）で表される液晶性化合物は、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。この化合物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。この化合物は、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。この化合物は、素子の電圧−透過率曲線の調整にも有用である。
【００７４】
ＴＮなどのモード用の組成物を調製する場合には、式（８）で表される液晶性化合物の含有量は、液晶媒体の重量に基づいて１〜９９重量％の範囲が適しており、好ましくは１０〜９７重量％の範囲、さらに好ましくは４０〜９５重量％の範囲である。この化合物を誘電率異方性が負である組成物に添加する場合、その含有量は液晶媒体の重量に基づいて３０重量％以下が好ましい。この化合物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。
【００７５】
式（９）から式（１５）で表される液晶性化合物
本発明の実施形態にかかる液晶媒体は、以下で示す式（９）から式（１５）で表される液晶性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ことが好ましい。
【化５５】
2019065230.tif 000056
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、−ＣＨ２ＣＨ２−、−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、−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。
【００７６】
式（９）から（１５）で表される液晶性化合物は、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つのハロゲンで置換されたフェニレンを有する。
【００７７】
式（９）から（１５）で表される液晶性化合物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）、化合物（１５−１）から（１５−３）を挙げることができる。式（９）から（１５）で表される化合物において、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い。
【００７８】
【化５６】
2019065230.tif 000057
【００７９】
【化５７】
2019065230.tif 000058
【００８０】
式（９）から（１５）で表される化合物は、誘電率異方性が負に大きい。式（９）から（１５）で表される化合物は、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。式（９）から（１５）で表される化合物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、液晶媒体における含有量が４０重量％以上であることが好ましい。
【００８１】
式（９）から（１５）で表される化合物のうち、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。
【００８２】
ＩＰＳ、ＶＡ、ＰＳＡなどのモード用の組成物を調製する場合には、式（９）から（１５）で表される化合物の含有量は、液晶媒体の重量に基づいて、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。式（９）から（１５）で表される化合物を誘電率異方性が正である液晶媒体に添加する場合は、式（９）から（１５）で表される化合物の含有量が液晶媒体の重量に基づいて３０重量％以下が好ましい。式（９）から（１５）で表される化合物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。
【００８３】
式（１６）で表される化合物
本発明の実施形態にかかる液晶媒体は、以下の式（１６）で表される化合物の少なくとも１つの重合性化合物を含有することが好ましい。
【化５８】
2019065230.tif 000059
式（１６）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、ハロゲン、炭素数１から１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲン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は独立して、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、ハロゲン、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つの水素がハロゲン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−ＣＨ２ＣＨ２−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−ＣＨ２ＣＨ２−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。
【００８４】
式（１６）において、Ｐ１１、Ｐ１２、およびＰ１３が独立して式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）で表される基の群から選択された重合性基であることがより好ましい。
【化５９】
2019065230.tif 000060
式（Ｐ−１）から式（Ｐ−１３）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つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルである。
【００８５】
液晶媒体が、式（１６−１）から式（１６−２７）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物を含有することが好ましい。
【化６０】
2019065230.tif 000061
【化６１】
2019065230.tif 000062
【化６２】
2019065230.tif 000063
式（１６−１）から式（１６−２７）において、
Ｐ１１、Ｐ１２、およびＰ１３は独立して、式（Ｐ−１）から式（Ｐ−３）で表される基の群から選択された重合性基であり、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つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり：
【化６３】
2019065230.tif 000064
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−ＣＨ２ＣＨ２−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。
【００８６】
液晶媒体がさらに、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、熱安定剤および消泡剤から選択される少なくとも１つを含有することが好ましい。
【００８７】
＜添加剤＞
重合開始剤
重合性化合物は、重合開始剤を添加することによって、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、ＢＡＳＦ社のダロキュアシリーズからＴＰＯ、１１７３、および４２６５であり、イルガキュアシリーズから１８４、３６９、５００、６５１、７８４、８１９、９０７、１３００、１７００、１８００、１８５０、および２９５９である。
【００８８】
光ラジカル重合開始剤のさらなる例は、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。
【００８９】
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１５０〜５００ｎｍの範囲である。さらに好ましい波長は２５０〜４５０ｎｍの範囲であり、最も好ましい波長は３００〜４００ｎｍの範囲である。
【００９０】
重合禁止剤
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。
【００９１】
光学活性化合物
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）〜（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１〜１０のアルキルである。
【００９２】
【化６４】
2019065230.tif 000065
【００９３】
酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、消泡剤
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、Ｉ
ＲＧＡＮＯＸ  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。
【００９４】
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、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。
【００９５】
液晶表示素子
本発明の実施形態にかかる液晶媒体は、ＰＣ（phase change）、ＴＮ（twisted nematic）、ＳＴＮ（super twisted nematic）、ＥＣＢ（electrically controlled birefringence）、ＯＣＢ（optically compensated bend）、ＩＰＳ（in-plane switching）、ＦＦＳ（fringe field switching）、ＦＰＡ（field-induced photo-reactive alignment）などのモードの、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。この液晶媒体は、ＰＣ、ＴＮ、ＳＴＮ、ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＦＦＳ、ＦＰＡなどの動作モードの、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。
【００９６】
この液晶媒体は、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媒体の重量に基づいて約１０重量％以下であるとき、ＰＳモードの液晶表示素子が作製される。好ましい割合は約０．１〜約２重量％の範囲である。さらに好ましい割合は、約０．２〜約１．０重量％の範囲である。ＰＳ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。
【００９７】
高分子支持（ＰＳ；polymer sustained）型の液晶表示素子では、重合体を含有する液晶媒体が用いられる。まず、少量の液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分を添加した液晶媒体を素子に注入する。次に、液晶媒体に紫外線を照射する。液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分は重合して、液晶媒体中に重合体の網目構造を生成する。この液晶媒体では、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。上記で挙げた極性化合物は、液晶分子が配列するのを促す。
本発明の実施形態にかかる液晶表示素子の製造方法では、上記の極性化合物で例示される、液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分は、配向処理の代わりに用いられるものである。
上記で説明した手順を経ることで、光照射によって、液晶性化合物の配向に用いられる
重合性基を有する化合物からなる成分を重合させて重合体を含む液晶媒体が生成し、高分子支持配向型を有する素子が作製される。
【００９８】
この手順において、上記で例示した極性化合物の極性基が基板表面と相互作用するので、基板上に偏在する。この極性化合物が、液晶分子をホメオトロピック配向させる。この状態で上記で説明した重合性基を有する化合物からなる成分が紫外線によって重合し、その重合体が生成する。この重合体の効果によって、液晶分子がホモジニアス配向し安定化するので、素子の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。特に本発明の実施形態のように、極性化合物が重合性基を有する化合物からなる成分であり、他にも重合性化合物を含有させた場合、液晶分子を配向させると共に、他の重合性化合物と共重合する。これによって極性化合物が液晶媒体中に漏れ出す事が無くなるため、電圧保持率の大きな液晶表示素子が得られる。
【００９９】
上記極性化合物で例示される、液晶性化合物の配向に用いられる成分により液晶性化合物が配向する原理は、以下に限定されるわけではないが、液晶媒体を液晶表示素子に注入した際に極性化合物が有する極性基により基板表面に極性化合物が偏在し、液晶性化合物に作用する基板側の表面張力を操作することによるものと考えられる。
【実施例】
【０１００】
＜実施例１＞
液晶性化合物の配向に用いられる重合性基を有する化合物からなる成分として、化合物（Ａ）が５重量％、液晶性化合物の配向の方向を規定するための化合物として、化合物（Ｂ）が１重量％となるように液晶組成物（a）に溶解させ、本発明の液晶媒体（１）を得た。
ＮＩ＝７４．８℃；η＝１４．１ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１０１；Δε＝−２．８
【化６５】
2019065230.tif 000066
【０１０１】
【化６６】
2019065230.tif 000067
【０１０２】
得られた液晶媒体（１）をセル（上面：ベアガラス、下面：ＩＴＯパターニングガラス、セルギャップ３．２μｍ、）に毛管力で注入した。なお、セルのガラス基板は配向処理を施していない。このセルをクロスニコルにした２枚の偏光板に挟み、セルを回転させながら目視および偏光顕微鏡で観察した。その結果、いずれも暗視野で観察され、セル内の液晶組成物はホメオトロピック配向であることを確認した。
【０１０３】
このセルを室温で、７ｍＷ／ｃｍ２の偏光紫外線を照射しセル内の化合物（Ａ）及び化合物（Ｂ）を重合させポリマーとした。紫外線の照射には、ウシオ電機株式会社製のＵＶ−ランプ２５０ＢＹを用いた。
【０１０４】
このセルをクロスニコルにした２枚の偏光板に挟み、セルを回転させながら目視および偏光顕微鏡で観察した。その結果、４５度周期で明暗を繰り返すことからホモジニアス配向であることを確認した。
【０１０５】
＜実施例２〜１６＞
下記表１に示すように化合物（Ｂ）の添加量を変える又は他の化合物に変更したこと以外は、実施例１に準じて、本発明の液晶媒体（２）〜（１６）を調製した。各液晶媒体に
ついて、実施例１と同様に偏光顕微鏡で観察した結果、ホモジニアス配向であることを確認した。
【表１】
2019065230.tif 000068
【０１０６】
＜比較例１〜１６＞
実施例１〜１６において、化合物（Ａ）を添加せず液晶媒体を調製し、その後の操作はすべて同様に行った。これらの液晶媒体のセルに注入した後の偏光顕微鏡での観察結果は、ランダムな水平配向（ポリドメイン配向）となっていた。さらに偏光紫外線を照射後の偏光顕微鏡での観察結果は、ランダムの水平配向のままであった。
【０１０７】
実施例１〜１６においては、当初の配向をホメオトロピック配向にすることにより、その後の紫外線照射により、ホモジニアス配向となった。一方、比較例１〜１６においては、当初の配向がランダムな水平配向であるため、その後の紫外線照射においても配向の変化は無かった。以上の結果より、本発明における方法を用いれば、紫外線照射時に加熱処理等をしなくてもホモジニアス配向を得ることが出来る。