(57)【要約】 本発明は、高速応答性に優れた液晶表示素子に関する。本発明は、少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した液晶組成物中に重合体又は共重合体を含有し、重合体又は共重合体の含有量が液晶組成物及び重合体又は共重合体の合計の質量の１質量％以上４０質量％未満である液晶表示素子を提供するものである。本発明の液晶表示素子は、ＴＮ、ＳＴＮ、ＥＣＢ、ＶＡ、ＶＡ−ＴＮ、ＩＰＳ、ＦＦＳ、πセル、ＯＣＢ、コレステリック液晶などの様々な動作モードに適用することができる。
2015122457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した液晶組成物中に重合体又は共重合体を含有し、重合体又は共重合体の含有量が液晶組成物及び重合体又は共重合体の合計の質量の１質量％以上４０質量％未満である液晶表示素子。
【請求項２】
液晶組成物中に重合体又は共重合体としてポリマーネットワークを有し、透明基板上に液晶組成物を配向させるための配向層を有する請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】
ポリマーネットワークが一軸性の屈折率異方性を有し、ポリマーネットワークの光軸方向又は配向容易軸方向と低分子液晶の配向容易軸方向が同一方向である請求項２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
透明基板に対して低分子液晶の液晶分子が０〜９０°のプレチルト角を成すように形成された請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
セル断面方向に対して少なくともセル厚の０．５％以上の厚さのポリマーネットワーク層が形成されている請求項２〜４のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した液晶組成物中の重合性化合物を、液晶層を−５０℃から３０℃としながらエネルギー線を照射することにより重合し、液晶組成物中の屈折率異方性又は配向容易軸方向を有する重合体を得てなる請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項７】
少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した液晶組成物中の重合性化合物を、エネルギー線照射前のプレチルト角が０．１〜３０度になるような電圧を印加しながらエネルギー線を照射することにより重合し、液晶組成物中の屈折率異方性又は配向容易軸方向を有する重合体を得てなる請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項８】
重合性化合物として、下記一般式（Ｖ）及び一般式（ＶＩ）で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上を使用することにより得られる請求項６又は７に記載の液晶表示素子。
【化１】
2015122457.tif 000175
（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｕは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、ｋは１〜５の整数を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）
【化２】
2015122457.tif 000176
（式中、Ｘ３は、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ３は、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｔ−（式中、ｔは２〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｖは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、Ｗは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１５のアルキルを表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）
【請求項９】
重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される化合物を１種又は２種以上を使用することにより得られる請求項８に記載の液晶表示素子。
【請求項１０】
重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される化合物であって、Ｓｐ１及びＳｐ２が互いに異なる２種以上の化合物を使用することにより得られる請求項９に記載の液晶表示素子。
【請求項１１】
液晶組成物として、下記一般式（ＬＣ）で表される液晶化合物を含有するものを使用することにより得られる請求項１〜１０のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【化３】
2015122457.tif 000177
（一般式（ＬＣ）中、ＲＬＣは、炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよい。ＡＬＣ１及びＡＬＣ２は、それぞれ独立して、下記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）からなる群より選ばれる基を表す。
（ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。）、
（ｂ）１，４−フェニレン基（この基中に存在する１個のＣＨ基又は隣接していない２個以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよい。）、
（ｃ）１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、又はクロマン−２，６−ジイル基。
前記の基（ａ）、基（ｂ）又は基（ｃ）に含まれる１つ又は２つ以上の水素原子はそれぞれ、フッ素原子、塩素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３で置換されていてもよい。
ＺＬＣは単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。
ＹＬＣは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。
ａは１〜４の整数を表す。ａが２、３又は４を表し、一般式（ＬＣ）中にＡＬＣ１が複数存在する場合、複数存在するＡＬＣ１は、同一であっても異なっていてもよく、ＺＬＣが複数存在する場合、複数存在するＺＬＣは、同一であっても異なっていてもよい。）
【請求項１２】
１質量％以上１０質量％未満の重合性化合物を含有する重合性液晶組成物を用い屈折率異方性又は配向容易軸方向を有するポリマーネットワークを形成した請求項６〜１１のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項１３】
１０質量％以上４０質量％未満の重合性化合物を含有する重合性液晶組成物を用い屈折率異方性又は配向容易軸方向を有するポリマーネットワークを形成した請求項６〜１１のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項１４】
重合性化合物として、下記一般式（Ｘ１ｂ）で表される化合物を１種又は２種以上使用することにより得られる請求項６〜１３のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【化４】
2015122457.tif 000178
（式中、Ａ８は水素原子又はメチル基を表し、６員環Ｔ１、Ｔ２及びＴ３はそれぞれ独立して
【化５】
2015122457.tif 000179
のいずれか（ただしｑは１から４の整数を表す。）を表し、
ｑは０又は１を表し、
Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−を表し、
Ｙ３及びＹ４はそれぞれ独立して単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基（該アルキレン基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキレン基中の１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていてもよい。）を表し、
Ｂ８は水素原子、シアノ基、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜８のアルキル基、又は、末端がアクリロイル基又はメタクリロイル基を有するアルキレン基を表す。）
【請求項１５】
重合性化合物として、下記一般式（Ｘ１ａ）で表される化合物を１種又は２種以上使用することにより得られる請求項６〜１４のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【化６】
2015122457.tif 000180
（式中、Ａ１は水素原子又はメチル基を表し、
Ａ２は単結合又は炭素原子数１〜８のアルキレン基（該アルキレン基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキレン基中の１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていてもよい。）を表し、
Ａ３及びＡ６はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１４のアルキル基（該アルキル基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキル基中の１個又は２個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数１〜１７のアルキル基で置換されていてもよい。）を表わし、
Ａ４及びＡ７はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１０のアルキル基（該アルキル基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキル基中の１個又は２個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数１〜９のアルキル基で置換されていてもよい。）を表し、
ｐは０〜１０を表し、
Ｂ１、Ｂ２及びＢ３は、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数１〜１０の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基（該アルキル基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキル基中の１個又は２個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数３〜６のトリアルコキシシリル基で置換されていてもよい。）を表わす。）
【請求項１６】
重合性化合物として、下記一般式（Ｖｂ）で表される化合物を１種又は２種以上使用することにより得られる請求項６〜１５のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【化７】
2015122457.tif 000181
（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｚ１は−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ２−、−ＯＣＯ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２−ＯＣＯ−、−ＣＹ１＝ＣＹ２−（Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表す。）、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表し、Ｃは１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基又は単結合を表し、式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい。）
【請求項１７】
重合性化合物として、光配向機能を有する化合物を１種又は２種以上使用することにより得られる請求項６〜１６のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項１８】
光配向機能を有する化合物の少なくとも１種が光異性化を示す化合物である請求項１７記載の液晶表示素子。
【請求項１９】
セル構造がＶＡモード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、ＶＡ−ＴＮモード、ＴＮモード、ＥＣＢモードであることを特徴とする請求項１〜１８記載の液晶表示素子。
【請求項２０】
請求項１〜１９に記載の重合性液晶組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーフィルターを不要とするフィールドシーケンシャルフルカラー表示方式は、「赤→緑→青」と順次点灯するバックライトを用いることに特徴がある。通常のＣＲＴや液晶ディスプレイでは、フレーム時間が１６．７ｍｓであるが、フィールドシーケンシャルフルカラー表示方式では、フレーム時間が５．６ｍｓと、高速応答性が要求される。
高速応答性を示す指標として、τｄとτｒの和が挙げられる。τｄは液晶の立ち下がり応答時間であり、τｒは液晶の立ち上がり応答時間である。フィールドシーケンシャルフルカラー表示方式における高速応答性を満たすためには、τｄとτｒの和が１．５ｍｓ未満であることが望まれている。【０００３】
現在、市場ではネマチック液晶と呼ばれる液晶材料は、テレビ、モニター、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末などのフラットパネルディスプレイにおいて一般的に利用されている。しかし、ネマチック液晶は、応答速度が約十数ミリ秒から数ミリ秒と遅いため、改善が望まれている。応答速度は液晶の回転粘性γ１、及び弾性定数に大きく影響されるため、新規化合物の開発や組成の最適化により改良が検討されているが、改善の進展が遅くなっている。これに対しスメクチック液晶を用いた強誘電性液晶（ＦＬＣ）は、数百マイクロ秒の高速応答が可能である。しかし、明と暗の二状態のみであるためフルカラー表示に必要な中間階調表示には容易ではく、面積階調等の手法を用いている。【０００４】
ＦＬＣの内、ＦＬＣとモノマーの混合物からなるＰｏｌｙｍｅｒ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  Ｖ  ｓｈａｐｅｄ−ＦＬＣ（ＰＳＶ−ＦＬＣ）素子は、強誘電性液晶内に微細なポリマーネットワークを形成したものであり、ＦＬＣの特長である高速応答性のほかに中間階調表示が可能であり、また耐衝撃性も従来のＦＬＣに比較して向上している（例えば、特許文献１参照。）。【０００５】
また、ネマチック液晶と高分子との複合材料においては、７０質量％以上の重合性化合物をネマチック液晶媒体に添加すると数十マイクロ秒の高速応答が得られているが、駆動電圧が約８０Ｖを超え実用に向かず、且つ実効の複屈折率が使用している液晶複屈折率よりも１桁以上低くなってしまうため、素子の透過率を低下させてしまっている。一方、０．３質量％以上１質量％未満の１種類以上の重合性化合物を液晶媒体に添加して、電圧を印加するか印加せずに、ＵＶ光重合により、ガラス基板界面上に重合若しくは架橋して得られる微細な突起構造物を形成させてプレチルトを主に誘起させるＰＳ（ｐｏｌｙｍｅｒ−ｓｔａｂｉｌｉｓｅｄ：高分子安定化）又はＰＳＡ（ｐｏｌｙｍｅｒ−ｓｕｓｔａｉｎｅｄ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ：高分子維持配向）ディスプレイが提案されている（例えば、特許文献２〜６参照。）。【０００６】
しかしながら、これらの素子においても高速応答性の観点においては改良の余地があった。特に、液晶表示装置の立上がり速度の高速応答化に関しては、液晶組成物の低粘性化、高誘電率化、低弾性定数化や、プレティルト角の付与、あるいはオーバードライブ法などの駆動方法の改善等色々な手法が実用化されているが、立下がり速度に関しては、液晶組成物の低粘性化以外に有効な手法が見出されていないのが現状であり、改善が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３１８２１号公報
【特許文献２】特表２０１３−５３６２７１号公報
【特許文献３】特表２０１３−５３８２４９号公報
【特許文献４】特表２０１２−５２７４９５号公報
【特許文献５】特表２０１２−５１３４８２号公報
【特許文献６】特開２０１２−２１９２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、駆動電圧の上昇を抑制し、複屈折率の低減を抑制し透過率を改善させつつ、液晶の立下り時間を改善することで、高透過率且つ高速応答性に優れた液晶表示素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、液晶組成物、及び重合性化合物を含有する重合性液晶組成物において、屈折異方性を持ち配向機能を有するポリマーネットワークを液晶セル全体に形成させて高速応答を図ることを目的として重合性化合物の至適含有率に着目し、本発明を完成するに至った。【００１０】
［１］少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した液晶組成物中に重合体又は共重合体を含有し、重合体又は共重合体の含有量が液晶組成物及び重合体又は共重合体の合計の質量の１質量％以上４０質量％未満である液晶表示素子。
［２］液晶組成物中に重合体又は共重合体としてポリマーネットワークを有し、透明基板上に液晶組成物を配向させるための配向層を有する前記［１］記載の液晶表示素子。
［３］ポリマーネットワークが一軸性の屈折率異方性を有し、ポリマーネットワークの光軸方向又は配向容易軸方向と低分子液晶の配向容易軸方向が同一方向である前記［２］に記載の液晶表示素子。
［４］透明基板に対して低分子液晶の液晶分子が０〜９０°のプレチルト角を成すように形成された前記［１］〜［３］のいずれか１つに記載の液晶表示素子。
［５］セル断面方向に対して少なくともセル厚の０．５％以上の厚さのポリマーネットワーク層が形成されている前記［２］〜［４］のいずれか１つに記載の液晶表示素子。【００１１】
［６］少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した液晶組成物中の重合性化合物を、液晶層を−５０℃から３０℃としながらエネルギー線を照射することにより重合し、液晶組成物中の屈折率異方性又は配向容易軸方向を有する重合体を得てなる前記［１］〜［５］のいずれか１つに記載の液晶表示。
［７］少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した液晶組成物中の重合性化合物を、エネルギー線照射前のプレチルト角が０．１〜３０度になるような電圧を印加しながらエネルギー線を照射することにより重合し、液晶組成物中の屈折率異方性又は配向容易軸方向を有する重合体を得てなる前記［１］〜［６］のいずれか１つに記載の液晶表示素子。
［８］重合性化合物として、下記一般式（Ｖ）及び一般式（ＶＩ）で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上を使用することにより得られる前記［６］又は［７］に記載の液晶表示素子。【００１２】
【化１】
2015122457.tif 000003
【００１３】
（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｕは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、ｋは１〜５の整数を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）【００１４】
【化２】
2015122457.tif 000004
【００１５】
（式中、Ｘ３は、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ３は、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｔ−（式中、ｔは２〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｖは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、Ｗは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）。
［９］重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される化合物を１種又は２種以上使用することにより得られる前記［８］に記載の液晶表示素子。
［１０］重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される化合物であって、Ｓｐ１及びＳｐ２が互いに異なる２種以上の化合物を使用することにより得られる前記［９］に記載の液晶表示素子。
［１１］液晶組成物として、下記一般式（ＬＣ）で表される液晶化合物を含有するものを使用することにより得られる前記［１］〜［１０］のいずれか１つに記載の液晶表示素子。【００１６】
【化３】
2015122457.tif 000005
【００１７】
（一般式（ＬＣ）中、ＲＬＣは、炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよい。ＡＬＣ１及びＡＬＣ２は、それぞれ独立して、下記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）からなる群より選ばれる基を表す。
（ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。）、
（ｂ）１，４−フェニレン基（この基中に存在する１個のＣＨ基又は隣接していない２個以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよい。）、
（ｃ）１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、又はクロマン−２，６−ジイル基。【００１８】
前記の基（ａ）、基（ｂ）又は基（ｃ）に含まれる１つ又は２つ以上の水素原子はそれぞれ、
フッ素原子、塩素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３で置換されていてもよい。
ＺＬＣは単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。
ＹＬＣは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。
ａは１〜４の整数を表す。ａが２、３又は４を表し、一般式（ＬＣ）中にＡＬＣ１が複数存在する場合、複数存在するＡＬＣ１は、同一であっても異なっていてもよく、ＺＬＣが複数存在する場合、複数存在するＺＬＣは、同一であっても異なっていてもよい。）【００１９】
［１２］１質量％以上１０質量％未満の重合性化合物を含有する重合性液晶組成物を用い屈折率異方性又は配向容易軸方向を有するポリマーネットワークを形成した前記［６］〜［１１］のいずれか１つに記載の液晶表示素子。
［１３］１０質量％以上４０質量％未満の重合性化合物を含有する重合性液晶組成物を用い屈折率異方性又は配向容易軸方向を有するポリマーネットワークを形成した前記［６］〜［１１］のいずれか１つに記載の液晶表示素子。
［１４］重合性化合物として、下記一般式（Ｘ１ｂ）で表される化合物を１種又は２種以上使用することにより得られる前記［６］〜［１３］のいずれか１つに記載の液晶表示素子。【００２０】
【化４】
2015122457.tif 000006
（式中、Ａ８は水素原子又はメチル基を表し、６員環Ｔ１、Ｔ２及びＴ３はそれぞれ独立して【００２１】
【化５】
2015122457.tif 000007
【００２２】
のいずれか（ただしｑは１から４の整数を表す。）を表し、
ｑは０又は１を表し、
Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−を表し、
Ｙ３及びＹ４はそれぞれ独立して単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基（該アルキレン基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキレン基中の１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていてもよい。）を表し、
Ｂ８は水素原子、シアノ基、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１２のアルキル基、又は、末端がアクリロイル基又はメタクリロイル基を有するアルキレン基を表す。）【００２３】
［１５］重合性化合物として、下記一般式（Ｘ１ａ）で表される化合物を１種又は２種以上使用することにより得られる前記［６］〜［１４］のいずれか１つに記載の液晶表示素子。【００２４】
【化６】
2015122457.tif 000008
【００２５】
（式中、Ａ１は水素原子又はメチル基を表し、
Ａ２は単結合又は炭素原子数１〜８のアルキレン基（該アルキレン基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキレン基中の１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていてもよい。）を表し、
Ａ３及びＡ６はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１４のアルキル基（該アルキル基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキル基中の１個又は２個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数１〜１７のアルキル基で置換されていてもよい。）を表わし、
Ａ４及びＡ７はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１０のアルキル基（該アルキル基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキル基中の１個又は２個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数１〜９のアルキル基で置換されていてもよい。）を表し、
ｐは０〜１０を表し、
Ｂ１、Ｂ２及びＢ３は、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数１〜１０の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基（該アルキル基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキル基中の１個又は２個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数３〜６のトリアルコキシシリル基で置換されていてもよい。）を表わす。）【００２６】
［１６］重合性化合物として、下記一般式（Ｖｂ）で表される化合物を１種又は２種以上使用することにより得られる前記［６］〜［１５］のいずれか１つに記載の液晶表示素子。【００２７】
【化７】
2015122457.tif 000009
【００２８】
（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｚ１は−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ２−、−ＯＣＯ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２−ＯＣＯ−、−ＣＹ１＝ＣＹ２−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表し、Ｃは１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基又は単結合を表し、式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい。）【００２９】
［１７］重合性化合物として、光配向機能を有する化合物を１種又は２種以上使用することにより得られる前記［６］〜［１６］のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
［１８］光配向機能を有する化合物の少なくとも１種が光異性化を示す化合物である前記［１７］に記載の液晶表示素子。
［１９］セル構造がＶＡモード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、ＶＡ−ＴＮモード、ＴＮモード、ＥＣＢモードであることを特徴とする前記［１］〜[１８]に記載の液晶表示素子。
[２０]前記[１]〜[１９]に記載の重合性液晶組成物。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、駆動電圧の上昇を抑制し、複屈折率の低減を抑制し透過率を改善させつつ、液晶の立下り時間を改善することで、高透過率且つ高速応答性に優れた液晶表示素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の液晶表示素子の模式図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】本発明の液晶表示素子の断面図である。
【図４】図１の部分拡大図である。
【図５】本発明の液晶表示素子の断面図である。
【図６】本発明の液晶表示素子の模式図である。
【図７】図６の部分拡大図である。
【図８】本発明の液晶表示素子の断面図である。
【図９】実施例における電圧―透過率特性を示す結果である。
【図１０】実施例における応答時間の測定結果である。
【図１１】実施例における電圧―透過率特性を示す結果である。
【図１２】実施例における応答時間の測定結果である。
【図１３】実施例における応答時間の測定結果である。
【図１４】実施例における電圧―透過率特性を示す結果である。
【図１５】実施例における応答時間の測定結果である。
【図１６】実施例における配向重合相分離構造を偏光顕微鏡で観察した写真及びその説明図である。
【図１７】本発明におけるＶＡ型液晶表示装置の液晶分子配列及びポリマーネットワーク構造を示す模式図である。
【図１８】本発明における斜め電界方式液晶表示装置の電極構造及び液晶分子配列を示す模式図である。
【図１９】本発明における８分割斜め電界方式液晶表示装置の電極構造を示す模式図である。
【図２０】本発明におけるＶＡ−ＴＮ液晶セルの液晶分子の分子配列の模式図である。
【図２１】実施例におけるフィッシュボーン型ＶＡ液晶セルの電極構造の模式図である。
【図２２】実施例における斜め電界テストセル電極構造の平面図と液晶分子運動の模式図である。
【図２３】実施例及び比較例の電圧−透過率特性の測定結果である。
【図２４】実施例及び比較例の応答速度の測定結果である。
【図２５】本発明に用いた配向分割されたＩＰＳモード用テストセルの電極構造の平面図と液晶分子の挙動を示す模式図である。
【図２６】本発明に用いた配向分割されたＦＦＳモードテストセルの電極構造の平面図である。
【図２７】本発明によるＶ−Ｔ特性のモノマー濃度依存性の測定結果である。
【図２８】本発明による応答時間のモノマー濃度依存性の測定結果である。
【図２９】本発明によるＰ型液晶組成物を用いたＦＦＳモードの応答速度の電圧依存性測定結果である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
＜液晶組成物＞
［液晶化合物］
本発明に用いられる液晶組成物としては、一般式（ＬＣ）で表される液晶化合物を含有することが好ましい。
【００３３】
【化８】
2015122457.tif 000010
【００３４】
一般式（ＬＣ）中、ＲＬＣは、炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよい。ＲＬＣのアルキル基は、それぞれ分岐鎖状の基であってもよく、直鎖状の基であってもよいが、直鎖状の基であることが好ましい。
【００３５】
一般式（ＬＣ）中、ＡＬＣ１及びＡＬＣ２は、それぞれ独立して、下記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）からなる群より選ばれる基を表す。
（ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。）、
（ｂ）１，４−フェニレン基（この基中に存在する１個のＣＨ基又は隣接していない２個以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよい。）、
（ｃ）１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、又はクロマン−２，６−ジイル基。
【００３６】
前記の基（ａ）、基（ｂ）又は基（ｃ）に含まれる１つ又は２つ以上の水素原子はそれぞれ、フッ素原子、塩素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３で置換されていてもよい。
一般式（ＬＣ）中、ＺＬＣは単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。
一般式（ＬＣ）中、ＹＬＣは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。
【００３７】
一般式（ＬＣ）中、ａは１〜４の整数を表す。ａが２、３又は４を表し、一般式（ＬＣ）中にＡＬＣ１が複数存在する場合、複数存在するＡＬＣ１は、同一であっても異なっていてもよく、ＺＬＣが複数存在する場合、複数存在するＺＬＣは、同一であっても異なっていてもよい。
前記一般式（ＬＣ）で表される化合物は、下記一般式（ＬＣ１）及び一般式（ＬＣ２）で表される化合物群から選ばれる１種又は２種以上の化合物であることが好ましい。
【００３８】
【化９】
2015122457.tif 000011
【００３９】
一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）中、ＲＬＣ１１及びＲＬＣ２１は、それぞれ独立して炭素原子数１〜１５のアルキル基を表し、該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）で表わされる化合物としては、ＲＬＣ１１及びＲＬＣ２１は、それぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基が好ましく、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基がより好ましく、直鎖状であることが更に好ましく、アルケニル基としては下記構造を表すことが最も好ましい。
【００４０】
【化１０】
2015122457.tif 000012
（式中、環構造へは右端で結合するものとする。）
【００４１】
一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）中、ＡＬＣ１１及びＡＬＣ２１はそれぞれ独立して下記の何れかの構造を表す。該構造中、シクロヘキシレン基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は酸素原子で置換されていてもよく、１，４−フェニレン基中の１つ又は２つ以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよく、また、該構造中の１つ又は２つ以上の水素原子はフッ素原子、塩素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３で置換されていてもよい。
【００４２】
【化１１】
2015122457.tif 000013
【００４３】
一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）で表わされる化合物としては、ＡＬＣ１１及びＡＬＣ２１はそれぞれ独立して下記の何れかの構造が好ましい。
【００４４】
【化１２】
2015122457.tif 000014
【００４５】
一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）中、ＸＬＣ１１、ＸＬＣ１２、ＸＬＣ２１〜ＸＬＣ２３は、それぞれ独立して水素原子、塩素原子、フッ素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３を表し、ＹＬＣ１１及びＹＬＣ２１はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子、フッ素原子、シアノ基、−ＣＦ３、−ＯＣＨ２Ｆ、−ＯＣＨＦ２又は−ＯＣＦ３を表す。一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）で表わされる化合物としては、ＹＬＣ１１及びＹＬＣ２１は、それぞれ独立してフッ素原子、シアノ基、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３が好ましく、フッ素原子又は−ＯＣＦ３がより好ましく、フッ素原子が特に好ましい。
【００４６】
一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）中、ＺＬＣ１１及びＺＬＣ２１は、それぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）で表わされる化合物としては、ＺＬＣ１１及びＺＬＣ２１は、それぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−が好ましく、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−がより好ましく、単結合、−ＯＣＨ２−又は−ＣＦ２Ｏ−が更に好ましい。
【００４７】
一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）中、ｍＬＣ１１及びｍＬＣ２１は、それぞれ独立して１〜４の整数を表す。一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）で表わされる化合物としては、ｍＬＣ１１及びｍＬＣ２１は、それぞれ独立して１、２又は３が好ましく、低温での保存安定性、応答速度を重視する場合には１又は２がより好ましく、ネマチック相上限温度の上限値を改善する場合には２又は３がより好ましい。一般式（ＬＣ１）又は（ＬＣ２）中に、ＡＬＣ１１、ＡＬＣ２１、ＺＬＣ１１及びＺＬＣ２１が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていてもよい。
【００４８】
一般式（ＬＣ１）で表わされる化合物としては、下記一般式（ＬＣ１−ａ）から一般式（ＬＣ１−ｃ）で表される化合物からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物であることが好ましい。
【００４９】
【化１３】
2015122457.tif 000015
【００５０】
一般式（ＬＣ１−ａ）〜（ＬＣ１−ｃ）中、ＲＬＣ１１、ＹＬＣ１１、ＸＬＣ１１及びＸＬＣ１２はそれぞれ独立して前記一般式（ＬＣ１）におけるＲＬＣ１１、ＹＬＣ１１、ＸＬＣ１１及びＸＬＣ１２と同じ意味を表す。一般式（ＬＣ１−ａ）から一般式（ＬＣ１−ｃ）で表される化合物としては、ＲＬＣ１１はそれぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基が好ましく、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基がより好ましい。また、ＸＬＣ１１及びＸＬＣ１２はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましく、ＹＬＣ１１はそれぞれ独立してフッ素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３が好ましい。
【００５１】
一般式（ＬＣ１−ａ）〜（ＬＣ１−ｃ）中、ＡＬＣ１ａ１、ＡＬＣ１ａ２及びＡＬＣ１ｂ１は、トランス−１，４−シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基を表す。また、一般式（ＬＣ１−ａ）〜（ＬＣ１−ｃ）中、ＸＬＣ１ｂ１、ＸＬＣ１ｂ２、ＸＬＣ１ｃ１〜ＸＬＣ１ｃ４はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子、フッ素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３を表す。一般式（ＬＣ１−ａ）から一般式（ＬＣ１−ｃ）で表される化合物としては、ＸＬＣ１ｂ１、ＸＬＣ１ｂ２、ＸＬＣ１ｃ１〜ＸＬＣ１ｃ４はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましい。
【００５２】
また、一般式（ＬＣ１）は、下記一般式（ＬＣ１−ｄ）から一般式（ＬＣ１−ｐ）で表される化合物からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物であることも好ましい。
【００５３】
【化１４】
2015122457.tif 000016
【００５４】
【化１５】
2015122457.tif 000017
【００５５】
【化１６】
2015122457.tif 000018
【００５６】
【化１７】
2015122457.tif 000019
【００５７】
一般式（ＬＣ１−ｄ）〜（ＬＣ１−ｐ）中、ＲＬＣ１１、ＹＬＣ１１、ＸＬＣ１１及びＸＬＣ１２はそれぞれ独立して前記一般式（ＬＣ１）におけるＲＬＣ１１、ＹＬＣ１１、ＸＬＣ１１及びＸＬＣ１２と同じ意味を表す。一般式（ＬＣ１−ｄ）〜（ＬＣ１−ｐ）で表わされる化合物としては、ＲＬＣ１１はそれぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基が好ましく、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基がより好ましい。また、ＸＬＣ１１及びＸＬＣ１２はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましい。ＹＬＣ１１はそれぞれ独立してフッ素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３が好ましい。
【００５８】
一般式（ＬＣ１−ｄ）〜（ＬＣ１−ｐ）中、ＡＬＣ１ｄ１、ＡＬＣ１ｆ１、ＡＬＣ１ｇ１、ＡＬＣ１ｊ１、ＡＬＣ１ｋ１、ＡＬＣ１ｋ２、ＡＬＣ１ｍ１〜ＡＬＣ１ｍ３はそれぞれ独立して、１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル基、又は１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基を表す。
【００５９】
一般式（ＬＣ１−ｄ）〜（ＬＣ１−ｐ）中、ＸＬＣ１ｄ１、ＸＬＣ１ｄ２、ＸＬＣ１ｆ１、ＸＬＣ１ｆ２、ＸＬＣ１ｇ１、ＸＬＣ１ｇ２、ＸＬＣ１ｈ１、ＸＬＣ１ｈ２、ＸＬＣ１ｉ１、ＸＬＣ１ｉ２、ＸＬＣ１ｊ１〜ＸＬＣ１ｊ４、ＸＬＣ１ｋ１、ＸＬＣ１ｋ２、ＸＬＣ１ｍ１及びＸＬＣ１ｍ２はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子、フッ素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３を表す。一般式（ＬＣ１−ｄ）〜（ＬＣ１−ｍ）で表わされる化合物としては、ＸＬＣ１ｄ１〜ＸＬＣ１ｍ２はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましい。
【００６０】
一般式（ＬＣ１−ｄ）〜（ＬＣ１−ｐ）中、ＺＬＣ１ｄ１、ＺＬＣ１ｅ１、ＺＬＣ１ｊ１、ＺＬＣ１ｋ１、ＺＬＣ１ｍ１はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。一般式（ＬＣ１−ｄ）〜（ＬＣ１−ｐ）で表わされる化合物としては、ＺＬＣ１ｄ１〜ＺＬＣ１ｍ１はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＦ２Ｏ−又は−ＯＣＨ２−が好ましい。
【００６１】
一般式（ＬＣ１−ｄ）〜（ＬＣ１−ｐ）で表わされる化合物としては、下記一般式（ＬＣ１−１）から一般式（ＬＣ１−４５）で表される化合物からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物であることが好ましい。一般式（ＬＣ１−１）から一般式（ＬＣ１−４５）中、ＲＬＣ１１はそれぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基を表す。
【００６２】
【化１８】
2015122457.tif 000020
【００６３】
【化１９】
2015122457.tif 000021
【００６４】
【化２０】
2015122457.tif 000022
【００６５】
【化２１】
2015122457.tif 000023
【００６６】
【化２２】
2015122457.tif 000024
【００６７】
【化２３】
2015122457.tif 000025
【００６８】
【化２４】
2015122457.tif 000026
【００６９】
【化２５】
2015122457.tif 000027
【００７０】
【化２６】
2015122457.tif 000028
【００７１】
【化２７】
2015122457.tif 000029
【００７２】
【化２８】
2015122457.tif 000030
【００７３】
【化２９】
2015122457.tif 000031
【００７４】
【化３０】
2015122457.tif 000032
【００７５】
【化３１】
2015122457.tif 000033
【００７６】
【化３２】
2015122457.tif 000034
【００７７】
【化３３】
2015122457.tif 000035
【００７８】
【化３４】
2015122457.tif 000036
【００７９】
一般式（ＬＣ２）は、下記一般式（ＬＣ２−ａ）から一般式（ＬＣ２−ｇ）で表される化合物からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物であることが好ましい。
【００８０】
【化３５】
2015122457.tif 000037
【００８１】
一般式（ＬＣ２−ａ）〜（ＬＣ２−ｇ）中、ＲＬＣ２１、ＹＬＣ２１、ＸＬＣ２１〜ＸＬＣ２３はそれぞれ独立して前記一般式（ＬＣ２）におけるＲＬＣ２１、ＹＬＣ２１、ＸＬＣ２１〜ＸＬＣ２３と同じ意味を表す。一般式（ＬＣ２−ａ）〜（ＬＣ２−ｇ）で表わされる化合物としては、ＲＬＣ２１はそれぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基が好ましく、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基がより好ましい。また、ＸＬＣ２１〜ＸＬＣ２３はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましく、ＹＬＣ２１はそれぞれ独立してフッ素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３が好ましい。
【００８２】
一般式（ＬＣ２−ａ）〜（ＬＣ２−ｇ）中、ＸＬＣ２ｄ１〜ＸＬＣ２ｄ４、ＸＬＣ２ｅ１〜ＸＬＣ２ｅ４、ＸＬＣ２ｆ１〜ＸＬＣ２ｆ４及びＸＬＣ２ｇ１〜ＸＬＣ２ｇ４はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子、フッ素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３を表す。一般式（ＬＣ２−ａ）〜（ＬＣ２−ｇ）で表わされる化合物としては、ＸＬＣ２ｄ１〜ＸＬＣ２ｇ４はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましい。
【００８３】
一般式（ＬＣ２−ａ）〜（ＬＣ２−ｇ）中、ＺＬＣ２ａ１、ＺＬＣ２ｂ１、ＺＬＣ２ｃ１、ＺＬＣ２ｄ１、ＺＬＣ２ｅ１、ＺＬＣ２ｆ１及びＺＬＣ２ｇ１はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。一般式（ＬＣ２−ａ）〜（ＬＣ２−ｇ）で表わされる化合物としては、ＺＬＣ２ａ１〜ＺＬＣ２ｇ４はそれぞれ独立して−ＣＦ２Ｏ−又は−ＯＣＨ２−が好ましい。
【００８４】
前記一般式（ＬＣ）で表される化合物は、下記一般式（ＬＣ３）〜一般式（ＬＣ５）で表される化合物群から選ばれる１種又は２種以上の化合物であることも好ましい。
【００８５】
【化３６】
2015122457.tif 000038
【００８６】
（式中、ＲＬＣ３１、ＲＬＣ３２、ＲＬＣ４１、ＲＬＣ４２、ＲＬＣ５１及びＲＬＣ５２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜１５のアルキル基を表し、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の−ＣＨ２−は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよく、ＡＬＣ３１、ＡＬＣ３２、ＡＬＣ４１、ＡＬＣ４２、ＡＬＣ５１及びＡＬＣ５２はそれぞれ独立して下記の何れかの構造
【００８７】
【化３７】
2015122457.tif 000039
【００８８】
（該構造中シクロヘキシレン基中の１つ又は２つ以上の−ＣＨ２−は酸素原子で置換されていてもよく、１，４−フェニレン基中の１つ又は２つ以上の−ＣＨ−は窒素原子で置換されていてもよく、また、該構造中の１つ又は２つ以上の水素原子はフッ素原子、塩素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３で置換されていてもよい。）のいずれかを表し、ＺＬＣ３１、ＺＬＣ３２、ＺＬＣ４１、ＺＬＣ４２、ＺＬＣ５１及びＺＬＣ５１はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、Ｚ５は−ＣＨ２−又は酸素原子を表し、ＸＬＣ４１は水素原子又はフッ素原子を表し、ｍＬＣ３１、ｍＬＣ３２、ｍＬＣ４１、ｍＬＣ４２、ｍＬＣ５１及びｍＬＣ５２はそれぞれ独立して０〜３を表し、ｍＬＣ３１＋ｍＬＣ３２、ｍＬＣ４１＋ｍＬＣ４２及びｍＬＣ５１＋ｍＬＣ５２は１、２又は３であり、ＡＬＣ３１〜ＡＬＣ５２、ＺＬＣ３１〜ＺＬＣ５２が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。）
で表される化合物からなる群より選ばれる化合物を一種又は二種以上含むことが好ましい。
ＲＬＣ３１〜ＲＬＣ５２は、それぞれ独立して、炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基が好ましく、アルケニル基としては下記構造を表すことが最も好ましく、
【００８９】
【化３８】
2015122457.tif 000040
（式中、環構造へは右端で結合するものとする。）
ＡＬＣ３１〜ＡＬＣ５２はそれぞれ独立して下記の構造が好ましく、
【００９０】
【化３９】
2015122457.tif 000041
【００９１】
ＺＬＣ３１〜ＺＬＣ５１はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＯＣＨ２−が好ましい。
一般式（ＬＣ３）、一般式（ＬＣ４）、及び一般式（ＬＣ５）で表される化合物として、一般式（ＬＣ３−１）、一般式（ＬＣ４−１）、及び一般式（ＬＣ５−１）
【００９２】
【化４０】
2015122457.tif 000042
【００９３】
（式中、Ｒ３１〜Ｒ３３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｒ４１〜Ｒ４３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｚ３１〜Ｚ３３は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、Ｘ４１は水素原子又はフッ素原子を表し、Ｚ３４は−ＣＨ２−又は酸素原子を表す。）で表される化合物群から選ばれる化合物を少なくとも１種含有することが好ましい。
一般式（ＬＣ３−１）〜一般式（ＬＣ５−１）において、Ｒ３１〜Ｒ３３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表すことが好ましく、炭素原子数２〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜４のアルケニル基を表すことがより好ましく、炭素原子数３〜５のアルキル基又は炭素原子数２のアルケニル基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数３のアルキル基を表すことが特に好ましい。
【００９４】
Ｒ４１〜Ｒ４３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数１〜５のアルキル基あるいは炭素原子数１〜５のアルコキシ基、又は炭素原子数４〜８のアルケニル基あるいは炭素原子数３〜８のアルケニルオキシ基を表すことが好ましく、炭素原子数１〜３のアルキル基又は炭素原子数１〜３のアルコキシ基を表すことがより好ましく、炭素原子数３のアルキル基又は炭素原子数２のアルコキシ基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数２のアルコキシ基を表すことが特に好ましい。
Ｚ３１〜Ｚ３３は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表すが、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表すことが好ましく、単結合又は−ＣＨ２Ｏ−を表すことがより好ましい。
【００９５】
液晶組成物において、一般式（ＬＣ３−１）、一般式（ＬＣ４−１）、及び一般式（ＬＣ５−１）で表される化合物群から選ばれる化合物を５質量％〜５０質量％含有することが好ましく、５質量％〜４０質量％含有することが好ましく、５質量％〜３０質量％含有することがより好ましく、８質量％〜２７質量％含有することがより好ましく、１０質量％〜２５質量％含有することがさらに好ましい。
【００９６】
一般式（ＬＣ３−１）で表される化合物は具体的には次に記載する一般式（ＬＣ３−１１）〜一般式（ＬＣ３−１５）で表される化合物が好ましい。
【００９７】
【化４１】
2015122457.tif 000043
【００９８】
（式中、Ｒ３１は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、Ｒ４１ａは炭素原子数１〜５のアルキル基を表す。）
一般式（ＬＣ４−１）で表される化合物は具体的には次に記載する一般式（ＬＣ４−１１）〜一般式（ＬＣ４−１４）で表される化合物が好ましい。
【００９９】
【化４２】
2015122457.tif 000044
【０１００】
（式中、Ｒ３２は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、Ｒ４２ａは炭素原子数１〜５のアルキル基を表し、Ｘ４１は水素原子又はフッ素原子を表す。）
一般式（ＬＣ５−１）で表される化合物は具体的には次に記載する一般式（ＬＣ５−１１）〜一般式（ＬＣ５−１４）で表される化合物が好ましい。
【０１０１】
【化４３】
2015122457.tif 000045
【０１０２】
（式中、Ｒ３３は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、Ｒ４３ａは炭素原子数１〜５のアルキル基を表し、Ｚ３４は−ＣＨ２−又は酸素原子を表す。）
一般式（ＬＣ３−１１）、一般式（ＬＣ３−１３）、一般式（ＬＣ４−１１）、一般式（ＬＣ４−１３）、一般式（ＬＣ５−１１）、及び一般式（ＬＣ５−１３）において、Ｒ３１〜Ｒ３３は、一般式（ＬＣ３−１）〜一般式（ＬＣ５−１）における同様の実施態様が好ましい。Ｒ４１ａ〜Ｒ４１ｃは炭素原子数１〜３のアルキル基が好ましく、炭素原子数１又は２のアルキル基がより好ましく、炭素原子数２のアルキル基が特に好ましい。
一般式（ＬＣ３−１２）、一般式（ＬＣ３−１４）、一般式（ＬＣ４−１２）、一般式（ＬＣ４−１４）、一般式（ＬＣ５−１２）、及び一般式（ＬＣ５−１４）において、Ｒ３１〜Ｒ３３は、一般式（ＬＣ３−１）〜一般式（ＬＣ５−１）における同様の実施態様が好ましい。Ｒ４１ａ〜Ｒ４１ｃは炭素原子数１〜３のアルキル基が好ましく、炭素原子数１又は３のアルキル基がより好ましく、炭素原子数３のアルキル基が特に好ましい。
【０１０３】
一般式（ＬＣ３−１１）〜一般式（ＬＣ５−１４）の中でも、誘電率異方性の絶対値を増大するためには、一般式（ＬＣ３−１１）、一般式（ＬＣ４−１１）、一般式（ＬＣ５−１１）、一般式（ＬＣ３−１３）、一般式（ＬＣ４−１３）及び一般式（ＬＣ５−１３）が好ましく、一般式（ＬＣ３−１１）、一般式（ＬＣ４−１１）、一般式（ＬＣ５−１１）がより好ましい。
本発明の液晶表示素子における液晶層は、一般式（ＬＣ３−１１）〜一般式（ＬＣ５−１４）で表される化合物を１種又は２種以上含有することが好ましく、１種又は２種含有することがより好ましく、一般式（ＬＣ３−１）で表される化合物を１種又は２種含有することが特に好ましい。
【０１０４】
また、一般式（ＬＣ３）、一般式（ＬＣ４）、及び一般式（ＬＣ５）で表される化合物として、一般式（ＬＣ３−２）、一般式（ＬＣ４−２）、及び一般式（ＬＣ５−２）
【０１０５】
【化４４】
2015122457.tif 000046
【０１０６】
（式中、Ｒ５１〜Ｒ５３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｒ６１〜Ｒ６３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｂ１〜Ｂ３はフッ素置換されていてもよい、１，４−フェニレン基又はトランス−１，４−シクロヘキシレン基を表し、Ｚ４１〜Ｚ４３は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、Ｘ４２は水素原子又はフッ素原子を表し、Ｚ４４は−ＣＨ２−又は酸素原子を表す。）
で表される化合物群から選ばれる化合物を少なくとも１種含有することが好ましい。
【０１０７】
一般式（ＬＣ３−２）、一般式（ＬＣ４−２）、及び一般式（ＬＣ５−２）において、Ｒ５１〜Ｒ５３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表すことが好ましく、炭素原子数２〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜４のアルケニル基を表すことがより好ましく、炭素原子数３〜５のアルキル基又は炭素原子数２のアルケニル基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数３のアルキル基を表すことが特に好ましい。
【０１０８】
Ｒ６１〜Ｒ６３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数１〜５のアルキル基あるいは炭素原子数１〜５のアルコキシ基、又は炭素原子数４〜８のアルケニル基あるいは炭素原子数３〜８のアルケニルオキシ基を表すことが好ましく、炭素原子数１〜３のアルキル基又は炭素原子数１〜３のアルコキシ基を表すことがより好ましく、炭素原子数３のアルキル基又は炭素原子数２のアルコキシ基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数２のアルコキシ基を表すことが特に好ましい。
Ｂ３１〜Ｂ３３はフッ素置換されていてもよい、１，４−フェニレン基又はトランス−１，４−シクロヘキシレン基を表すが、無置換の１，４−フェニレン基又はトランス−１，４−シクロヘキシレン基が好ましく、トランス−１，４−シクロヘキシレン基がより好ましい。
【０１０９】
Ｚ４１〜Ｚ４３は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表すが、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表すことが好ましく、単結合又は−ＣＨ２Ｏ−を表すことがより好ましい。
一般式（ＬＣ３−２）、一般式（ＬＣ３−３）、一般式（ＬＣ４−２）、及び一般式（ＬＣ５−２）で表される化合物は、液晶組成物において１０〜６０質量％含有することが好ましいが、２０〜５０質量％含有することがより好ましく、２５〜４５質量％含有することがより好ましく、２８〜４２質量％含有することがより好ましく、３０〜４０質量％含有することがさらに好ましい。
【０１１０】
一般式（ＬＣ３−２）で表される化合物は具体的には次に記載する一般式（ＬＣ３−２１）〜一般式（ＬＣ３−２９）で表される化合物が好ましい。
また、一般式（ＬＣ３−３）で表される化合物として、次に記載する一般式（ＬＣ３−３１）〜一般式（ＬＣ３−３３）で表される化合物も好ましい。
【０１１１】
【化４５】
2015122457.tif 000047
【０１１２】
（式中、Ｒ５１は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、Ｒ６１ａは炭素原子数１〜５のアルキル基を表すが、一般式（ＬＣ３−２）におけるＲ５１及びＲ６１と同様の実施態様が好ましい。）
一般式（ＬＣ４−２）で表される化合物は具体的には次に記載する一般式（ＬＣ４−２１）〜一般式（ＬＣ４−２６）で表される化合物が好ましい。
【０１１３】
【化４６】
2015122457.tif 000048
【０１１４】
（式中、Ｒ５２は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、Ｒ６２ａは炭素原子数１〜５のアルキル基を表し、Ｘ４２は水素原子又はフッ素原子を表すが、一般式（ＬＣ４−２）におけるＲ５２及びＲ６２と同様の実施態様が好ましい。）
一般式（ＬＣ５−２）で表される化合物は具体的には次に記載する一般式（ＬＣ５−２１）〜一般式（ＬＣ５−２６）で表される化合物が好ましい。
【０１１５】
【化４７】
2015122457.tif 000049
【０１１６】
（式中、Ｒ５３は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、Ｒ６３ａは炭素原子数１〜５のアルキル基を表し、Ｗ２は−ＣＨ２−又は酸素原子を表すが、一般式（ＬＣ５−２）におけるＲ５３及びＲ６３と同様の実施態様が好ましい。）
【０１１７】
一般式（ＬＣ３−２１）、一般式（ＬＣ３−２２）、一般式（ＬＣ３−２５）、一般式（ＬＣ４−２１）、一般式（ＬＣ４−２２）、一般式（ＬＣ４−２５）、一般式（ＬＣ５−２１）、一般式（ＬＣ５−２２）、及び一般式（ＬＣ５−２５）において、Ｒ５１〜Ｒ５３は、一般式（ＬＣ３−２）、一般式（ＬＣ４−２）及び一般式（ＬＣ５−２）における同様の実施態様が好ましい。Ｒ６１ａ〜Ｒ６３ａは炭素原子数１〜３のアルキル基が好ましく、炭素原子数１又は２のアルキル基がより好ましく、炭素原子数２のアルキル基が特に好ましい。
一般式（ＬＣ３−２３）、一般式（ＬＣ３−２４）及び一般式（ＬＣ３−２６）、一般式（ＬＣ４−２３）、一般式（ＬＣ４−２４）及び一般式（ＬＣ４−２６）、一般式（ＬＣ５−２３）、一般式（ＬＣ５−２４）及び一般式（ＬＣ５−２６）においてＲ５１〜Ｒ５３は、一般式（ＬＣ３−２）、一般式（ＬＣ４−２）及び一般式（ＬＣ５−２）における同様の実施態様が好ましい。Ｒ６１ａ〜Ｒ６３ａは炭素原子数１〜３のアルキル基が好ましく、炭素原子数１又は３のアルキル基がより好ましく、炭素原子数３のアルキル基が特に好ましい。
【０１１８】
一般式（ＬＣ３−２１）〜一般式（ＬＣ５−２６）の中でも、誘電率異方性の絶対値を増大するためには、一般式（ＬＣ３−２１）、一般式（Ｌｃ３−２２）及び一般式（ＬＣ３−２５）、一般式（ＬＣ４−２１）、一般式（ＬＣ４−２２）及び一般式（ＬＣ４−２５）、一般式（ＬＣ５−２１）、一般式（ＬＣ５−２２）及び一般式（ＬＣ５−２５）が好ましい。
一般式（ＬＣ３−２）、一般式（Ｌｃ４−２）及び一般式（ＬＣ５−２）で表される化合物は１種又は２種以上含有することができるが、Ｂ１〜Ｂ３が１，４−フェニレン基を表す化合物、及びＢ１〜Ｂ３がトランス−１，４−シクロヘキシレン基を表す化合物をそれぞれ少なくとも１種以上含有することが好ましい。
【０１１９】
また、一般式（ＬＣ３）で表される化合物として、他には、下記一般式（ＬＣ３−ａ）及び一般式（ＬＣ３−ｂ）
【０１２０】
【化４８】
2015122457.tif 000050
【０１２１】
（式中、ＲＬＣ３１、ＲＬＣ３２、ＡＬＣ３１及びＺＬＣ３１はそれぞれ独立して前記一般式（ＬＣ３）におけるＲＬＣ３１、ＲＬＣ３２、ＡＬＣ３１及びＺＬＣ３１と同じ意味を表し、ＸＬＣ３ｂ１〜ＸＬＣ３ｂ６は水素原子又はフッ素原子を表すが、ＸＬＣ３ｂ１及びＸＬＣ３ｂ２又はＸＬＣ３ｂ３及びＸＬＣ３ｂ４のうちの少なくとも一方の組み合わせは共にフッ素原子を表し、ｍＬＣ３ａ１は１、２又は３であり、ｍＬＣ３ｂ１は０又は１を表し、ＡＬＣ３１及びＺＬＣ３１が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。）で表される化合物群から選ばれる１種又は２種以上の化合物であることが好ましい。
【０１２２】
ＲＬＣ３１及びＲＬＣ３２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基又は炭素原子数２〜７のアルケニルオキシ基を表すことが好ましい。
ＡＬＣ３１は、１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基を表すことが好ましく、１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基を表すことがより好ましい。
ＺＬＣ３１は単結合、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−を表すことが好ましく、単結合を表すことがより好ましい。
【０１２３】
一般式（ＬＣ３−ａ）としては、下記一般式（ＬＣ３−ａ１）を表すことが好ましい。
【０１２４】
【化４９】
2015122457.tif 000051
【０１２５】
（式中、ＲＬＣ３１及びＲＬＣ３２はそれぞれ独立して前記一般式（ＬＣ３）におけるＲＬＣ３１及びＲＬＣ３２と同じ意味を表す。）
ＲＬＣ３１及びＲＬＣ３２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基が好ましく、ＲＬＣ３１が炭素原子数１〜７のアルキル基を表し、ＲＬＣ３２が炭素原子数１〜７のアルコキシ基を表すことがより好ましい。
一般式（ＬＣ３−ｂ）としては、下記一般式（ＬＣ３−ｂ１）〜一般式（ＬＣ３−ｂ１２）を表すことが好ましく、一般式（ＬＣ３−ｂ１）、一般式（ＬＣ３−ｂ６）、一般式（ＬＣ３−ｂ８）、一般式（ＬＣ３−ｂ１１）を表すことがより好ましく、一般式（ＬＣ３−ｂ１）及び一般式（ＬＣ３−ｂ６）を表すことがさらに好ましく、一般式（ＬＣ３−ｂ１）を表すことが最も好ましい。
【０１２６】
【化５０】
2015122457.tif 000052
【０１２７】
（式中、ＲＬＣ３１及びＲＬＣ３２はそれぞれ独立して前記一般式（ＬＣ３）におけるＲＬＣ３１及びＲＬＣ３２と同じ意味を表す。）
ＲＬＣ３１及びＲＬＣ３２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基が好ましく、ＲＬＣ３１が炭素原子数２又は３のアルキル基を表し、ＲＬＣ３２が炭素原子数２のアルキル基を表すことがより好ましい。
また、一般式（ＬＣ４）で表される化合物は、下記一般式（ＬＣ４−ａ）から一般式（ＬＣ４−ｃ）で表される化合物が好ましく、一般式（ＬＣ５）で表される化合物は、下記一般式（ＬＣ５−ａ）から一般式（ＬＣ５−ｃ）で表される化合物が好ましい。
【０１２８】
【化５１】
2015122457.tif 000053
【０１２９】
（式中、ＲＬＣ４１、ＲＬＣ４２及びＸＬＣ４１はそれぞれ独立して前記一般式（ＬＣ４）におけるＲＬＣ４１、ＲＬＣ４２及びＸＬＣ４１と同じ意味を表し、ＲＬＣ５１及びＲＬＣ５２はそれぞれ独立して前記一般式（ＬＣ５）におけるＲＬＣ５１及びＲＬＣ５２と同じ意味を表し、ＺＬＣ４ａ１、ＺＬＣ４ｂ１、ＺＬＣ４ｃ１、ＺＬＣ５ａ１、ＺＬＣ５ｂ１及びＺＬＣ５ｃ１はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表す。）
ＲＬＣ４１、ＲＬＣ４２、ＲＬＣ５１及びＲＬＣ５２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基又は炭素原子数２〜７のアルケニルオキシ基を表すことが好ましい。
ＺＬＣ４ａ１〜ＺＬＣ５ｃ１はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−を表すことが好ましく、単結合を表すことがより好ましい。
【０１３０】
前記一般式（ＬＣ）で表される化合物は、下記一般式（ＬＣ６）で表される化合物（ただし、一般式（ＬＣ１）〜一般式（ＬＣ５）で表される化合物を除く。）から選ばれる１種又は２種以上の化合物であることも好ましい。
【０１３１】
【化５２】
2015122457.tif 000054
【０１３２】
一般式（ＬＣ６）中、ＲＬＣ６１及びＲＬＣ６２は、それぞれ独立して炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン置換されていてもよい。一般式（ＬＣ６）で表わされる化合物としては、ＲＬＣ６１及びＲＬＣ６２は、それぞれ独立して、炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基が好ましく、アルケニル基としては下記のいずれかの構造を表すことが最も好ましい。
【０１３３】
【化５３】
2015122457.tif 000055
（式中、環構造へは右端で結合するものとする。）
【０１３４】
一般式（ＬＣ６）中、ＡＬＣ６１〜ＡＬＣ６３はそれぞれ独立して下記の何れかの構造を表す。該構造中、シクロヘキシレン基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２ＣＨ２基は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−で置換されていてもよく、１，４−フェニレン基中１つ又は２つ以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよい。
【０１３５】
【化５４】
2015122457.tif 000056
一般式（ＬＣ６）で表わされる化合物としては、ＡＬＣ６１〜ＡＬＣ６３は、それぞれ独立して下記のいずれかの構造が好ましい。
【０１３６】
【化５５】
2015122457.tif 000057
【０１３７】
一般式（ＬＣ６）中、ＺＬＣ６１及びＺＬＣ６２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、ｍＬＣ６１は０〜３を表す。一般式（ＬＣ６）で表わされる化合物としては、ＺＬＣ６１及びＺＬＣ６２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−が好ましい。
【０１３８】
一般式（ＬＣ６）で表わされる化合物としては、下記一般式（ＬＣ６−ａ）から一般式（ＬＣ６−ｖ）で表される化合物からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物であることが好ましい。一般式（ＬＣ６−ａ１）〜一般式（ＬＣ６−ｐ１）の式中、ＲＬＣ６１及びＲＬＣ６２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基又は炭素原子数２〜７のアルケニルオキシ基を表す。
【０１３９】
【化５６】
2015122457.tif 000058
【０１４０】
【化５７】
2015122457.tif 000059
【０１４１】
【化５８】
2015122457.tif 000060
【０１４２】
【化５９】
2015122457.tif 000061
【０１４３】
［重合性化合物］
本発明に係る重合性化合物としては、一つの反応性基を有する単官能性の重合性化合物、及び二官能又は三官能等の二つ以上の反応性基を有する多官能性の重合性化合物が挙げられる。反応性基を有する重合性化合物はメソゲン性部位を含んでいても、含んでいなくてもよい。
反応性基を有する重合性化合物において、反応性基は光による重合性を有する置換基が好ましい。特に、垂直配向膜が熱重合により生成するときに、垂直配向膜材料の熱重合の際に、反応性基を有する重合性化合物の反応を抑制できるので、反応性基は光による重合性を有する置換基が特に好ましい。
【０１４４】
本発明に係る重合性化合物としては、以下の一般式（Ｐ）
【０１４５】
【化６０】
2015122457.tif 000062
【０１４６】
（上記一般式（Ｐ）中、Ｚｐ１は、フッ素原子、シアノ基、水素原子、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数１〜１５のアルキル基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数１〜１５のアルコキシ基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数１〜１５のアルケニル基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数１〜１５のアルケニルオキシ基又は−Ｓｐｐ２−Ｒｐ２を表し、
Ｒｐ１及びＲｐ２はそれぞれ独立して以下の式（Ｒ−Ｉ）から式（Ｒ−ＩＸ）：
【０１４７】
【化６１】
2015122457.tif 000063
【０１４８】
のいずれかを表し、前記式（Ｒ−Ｉ）〜（Ｒ−ＩＸ）中、Ｒ２〜Ｒ６はお互いに独立して、水素原子、炭素原子数１〜５個のアルキル基または炭素原子数１〜５個のハロゲン化アルキル基であり、Ｗは単結合、−Ｏ−またはメチレン基であり、Ｔは単結合または−ＣＯＯ−であり、ｐ、ｔおよびｑはそれぞれ独立して、０、１または２を表し、
Ｓｐｐ１及びＳｐｐ２はスペーサー基を表し、Ｓｐｐ1及びＳｐｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し
Ｌｐ１及びＬｐ２はそれぞれ独立して、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｃ２Ｈ４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＯＣＯＯ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯ−ＮＲａ−、−ＮＲａ−ＣＯ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＲａ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＲａ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＯＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＯＣＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−（ＣＨ２）ｚ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−（ＣＨ２）ｚ−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−、−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−（ＣＨ２）ｚ−、−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−（ＣＨ２）ｚ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−又は−Ｃ≡Ｃ−（式中、Ｒａはそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１〜４のアルキル基を表し、前記式中、ｚは１〜４の整数を表す。）を表し、
Ｍｐ２は、１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基、アントラセン−２，６−ジイル基、フェナントレン−２，７−ジイル基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、インダン−２，５−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又は１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基を表すが、Ｍｐ２は無置換であるか又は炭素原子数１〜１２のアルキル基、炭素原子数１〜１２のハロゲン化アルキル基、炭素原子数１〜１２のアルコキシ基、炭素原子数１〜１２のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又は−Ｒｐ１で置換されていても良く、
Ｍｐ１は以下の式（ｉ−１１）〜（ｉｘ−１１）：
【０１４９】
【化６２】
2015122457.tif 000064
【０１５０】
（式中、★でＳｐｐ１と結合し、★★でＬｐ１若しくはＬｐ２と結合する。）のいずれかを表し、
Ｍｐ３は以下の式（ｉ−１３）〜（ｉｘ−１３）：
【０１５１】
【化６３】
2015122457.tif 000065
【０１５２】
（式中、★でＺｐ１と結合し、★★でＬｐ２と結合する。）のいずれかを表し、
ｍｐ２〜ｍｐ４はそれぞれ独立して、０、１、２又は３を表し、ｍｐ１及びｍｐ５はそれぞれ独立して１、２又は３を表すが、Ｚｐ１が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｒｐ１が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｒｐ２が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｓｐｐ１が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｓｐｐ２が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｌｐ１が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｍｐ２が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよい。）で表される化合物で表されることが好ましい。また、当該重合性化合物は１種又は２種以上含有することが好ましい。  
【０１５３】
本発明に係る一般式（Ｐ）において、Ｚｐ１は−Ｓｐｐ２−Ｒｐ２であることが好ましく、Ｒ１１及びＲ１２はそれぞれ独立して式（Ｒ−１）から式（Ｒ−３）のいずれかであることが好ましい。また、前記一般式（Ｐ）において、ｍｐ１＋ｍｐ５が２以上であることが好ましい。
【０１５４】
また、前記一般式（Ｐ）において、Ｌｐ１は、単結合、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｃ２Ｈ４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣ２Ｈ４−、−ＯＣＯＣ２Ｈ４−、−Ｃ２Ｈ４ＯＣＯ−、−Ｃ２Ｈ４ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−（ＣＨ２）ｚ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−（ＣＨ２）ｚ−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−、−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−（ＣＨ２）ｚ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−、−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−（ＣＨ２）ｚ−、−ＯＣＦ２−又は−Ｃ≡Ｃ−であり、Ｌｐ２は、−ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯＣ２Ｈ４−、−ＯＣＯＣ２Ｈ４−、−（ＣＨ２）ｚ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−（ＣＨ２）ｚ−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−、−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−（ＣＨ２）ｚ−、−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−（ＣＨ２）ｚ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ２Ｈ４ＯＣＯ−又は−Ｃ２Ｈ４ＣＯＯ−であり、前記式中のｚは、１〜４の整数であることが好ましい。
【０１５５】
また、前記一般式（Ｐ）のＬｐ１およびＬｐ２の少なくともいずれかが、−（ＣＨ２）ｚ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−（ＣＨ２）ｚ−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−および−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−（ＣＨ２）ｚ−、−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−（ＣＨ２）ｚ−からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。また、前記一般式（Ｐ）において、Ｒｐ１及びＲｐ２はそれぞれ独立して以下の式（Ｒ−１）から式（Ｒ−１５）：
【０１５６】
【化６４】
2015122457.tif 000066
【０１５７】
のいずれかがより好ましい。
また、前記一般式（Ｐ）のｍｐ３は０、１、２又は３を表し、ｍｐ２が１の場合Ｌｐ１は単結合であり、ｍｐ２が２又は３の場合複数存在するＬｐ１の少なくとも１つは単結合であることが好ましい。
また、前記一般式（Ｐ）のｍｐ３は０、１、２又は３を表し、ｍｐ３が１の場合Ｍｐ２は１，４−フェニレン基であり、ｍｐ３が２又は３の場合複数存在するＭｐ２のうち少なくともＬｐ１を介してＭｐ１と隣接するＭｐ２は１，４−フェニレン基であることが好ましい。
更に、前記一般式（Ｐ）のｍｐ３は０、１、２又は３を表し、Ｍｐ２の少なくとも１つが、１つ又は２つ以上のフッ素で置換されている１，４−フェニレン基であることが好ましい。
更に、前記一般式（Ｐ）のｍｐ４は０、１、２又は３を表し、Ｍｐ３の少なくとも１つが、１つ又は２つ以上のフッ素で置換されている１，４−フェニレン基であることが好ましい。
【０１５８】
また、前記一般式（Ｐ）におけるスペーサー基（Ｓｐｐ１、Ｓｐｐ２、Ｓｐｐ４）としては、単結合、−ＯＣＨ２−、−（ＣＨ２）ｚＯ−、−ＣＯ−、−Ｃ２Ｈ４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣ２Ｈ４−、−ＯＣＯＣ２Ｈ４−、−（ＣＨ２）ｚ−、−Ｃ２Ｈ４ＯＣＯ−、−Ｃ２Ｈ４ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−（ＣＨ２）ｚ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−（ＣＨ２）ｚ−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−、−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−（ＣＨ２）ｚ−、−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−（ＣＨ２）ｚ−、−Ｏ−（ＣＨ２）ｚ−Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−又は−Ｃ≡Ｃ−であることが好ましく、当該Ｚは１以上１０以下の整数であることが好ましい。
【０１５９】
本発明に係る一般式（Ｐ）の重合性化合物は、一般式（Ｐ−ａ）、一般式（Ｐ−ｂ）、一般式（Ｐ−ｃ）および一般式（Ｐ−ｄ）で表される化合物からなる群から選択される少なくとも１種の化合物であることが好ましい。
【０１６０】
【化６５】
2015122457.tif 000067
【０１６１】
上記一般式（Ｐ−ａ）〜一般式（Ｐ−ｄ）中、Ｒｐ１及びＲｐ２はそれぞれ独立して以下の式（Ｒ−Ｉ）から式（Ｒ−ＩＸ）：
【０１６２】
【化６６】
2015122457.tif 000068
【０１６３】
のいずれかを表し、前記式（Ｒ−Ｉ）〜（Ｒ−ＩＸ）中、Ｒ２〜Ｒ６はお互いに独立して、水素原子、炭素原子数１〜５個のアルキル基または炭素原子数１〜５個のハロゲン化アルキル基であり、Ｗは単結合、−Ｏ−またはメチレン基であり、Ｔは単結合または−ＣＯＯ−であり、ｐ、ｔおよびｑはそれぞれ独立して、０、１または２を表し、
環Ａおよび環Ｂはそれぞれ独立して、１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基、アントラセン−２，６−ジイル基、フェナントレン−２，７−ジイル基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、インダン−２，５−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又は１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基を表すが、無置換であるか又は炭素原子数１〜１２のアルキル基、炭素原子数１〜１２のハロゲン化アルキル基、炭素原子数１〜１２のアルコキシ基、炭素原子数１〜１２のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又は−Ｒｐ１で置換されていていることが好ましく、
環Ｃは以下の式（ｃ−ｉ）〜（ｃ−ｉｘ）：
【０１６４】
【化６７】
2015122457.tif 000069
【０１６５】
（式中、★でＳｐｐ１と結合し、★★でＬｐ５若しくはＬｐ６と結合する。）のいずれかを表し、
Ｓｐｐ１及びＳｐｐ４はスペーサー基を表し、Ｘｐ１〜Ｘｐ４は、それぞれ独立して、水素原子またはハロゲン原子を表すことが好ましく、
Ｌｐ４、Ｌｐ５およびＬｐ６はそれぞれ独立して、単結合、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｃ２Ｈ４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣ２Ｈ４−、−ＯＣＯＣ２Ｈ４−、−Ｃ２Ｈ４ＯＣＯ−、−Ｃ２Ｈ４ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−（ＣＨ２）ｚ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−（ＣＨ２）ｚ−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−、−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−（ＣＨ２）ｚ−、−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−（ＣＨ２）ｚ−、−Ｏ−（ＣＨ２）ｚ−Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、−ＣＯＯＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−又は−Ｃ≡Ｃ−であることが好ましく、前記式中のｚは、１〜４の整数であることが好ましい。
Ｌｐ３は、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、−ＣＯＯＣＨ＝ＣＨ−または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−であることが好ましい。
上記一般式（Ｐ−ａ）で表される化合物において、ｍｐ６およびｍｐ７は、それぞれ独立して、０、１、２または３を表すことが好ましい。また、ｍｐ６＋ｍｐ７＝２〜５であることがより好ましい。
【０１６６】
上記一般式（Ｐ−ｄ）で表される化合物において、ｍｐ１２及びｍｐ１５はそれぞれ独立して１、２又は３を表し、ｍｐ１３は、０、１、２又は３を表すことが好ましく、ｍｐ１４は、０又は１を表すことが好ましい。また、ｍｐ１２＋ｍｐ１５＝２〜５であることがより好ましい。Ｒｐ１が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｒｐ１が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｒｐ２が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｓｐｐ１が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｓｐｐ４が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Ｌｐ４およびＬｐ５が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、環Ａ〜環Ｃが複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよい。
【０１６７】
以下に本発明に係る一般式（Ｐ−ａ）〜一般式（Ｐ−ｄ）で表される化合物の好ましい構造を例示する。
【０１６８】
本発明に係る一般式（Ｐ−ａ）で表される化合物の好ましい例として、下記式（Ｐ−ａ−１）〜式（Ｐ−ａ−３１）で表される重合性化合物が挙げられる。
【０１６９】
【化６８】
2015122457.tif 000070
【０１７０】
【化６９】
2015122457.tif 000071
【０１７１】
【化７０】
2015122457.tif 000072
【０１７２】
【化７１】
2015122457.tif 000073
【０１７３】
本発明に係る一般式（Ｐ−ｂ）で表される化合物の好ましい例として、下記式（Ｐ−ｂ−１）〜式（Ｐ−ｂ−３４）で表される重合性化合物が挙げられる。
【０１７４】
【化７２】
2015122457.tif 000074
【０１７５】
【化７３】
2015122457.tif 000075
【０１７６】
【化７４】
2015122457.tif 000076
【０１７７】
本発明に係る一般式（Ｐ−ｃ）で表される化合物の好ましい例として、下記式（Ｐ−ｃ−１）〜式（Ｐ−ｃ−５２）で表される重合性化合物が挙げられる。
【０１７８】
【化７５】
2015122457.tif 000077
【０１７９】
【化７６】
2015122457.tif 000078
【０１８０】
【化７７】
2015122457.tif 000079
【０１８１】
本発明に係る一般式（Ｐ−ｄ）で表される化合物は、以下の一般式（Ｐ−ｄ’）で表される化合物が好ましい。
【０１８２】
【化７８】
2015122457.tif 000080
【０１８３】
（上記一般式（Ｐ−ｄ’）で表される化合物において、ｍｐ１０は、２または３を表すことがより好ましい。その他の記号は上記一般式（ｐ−ｄ）と同一なので省略する。）
本発明に係る一般式（Ｐ−ｄ）で表される化合物の好ましい例として、下記式（Ｐ−ｄ−１）〜式（Ｐ−ｄ−３１）で表される重合性化合物が挙げられる。
【０１８４】
【化７９】
2015122457.tif 000081
【０１８５】
【化８０】
2015122457.tif 000082
【０１８６】
【化８１】
2015122457.tif 000083
【０１８７】
【化８２】
2015122457.tif 000084
【０１８８】
【化８３】
2015122457.tif 000085
【０１８９】
【化８４】
2015122457.tif 000086
【０１９０】
【化８５】
2015122457.tif 000087
【０１９１】
本発明に係る「炭素原子数１〜１５個のアルキル基」は、直鎖状又は分岐状のアルキル基が好ましく、直鎖状のアルキル基がより好ましい。また、上記一般式（１）中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜１５個のアルキル基であり、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８個のアルキル基が好ましく、炭素原子数１〜６個のアルキル基がより好ましい。
【０１９２】
本発明に係る「炭素原子数１〜１５個のアルキル基」の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、３−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、ペンタデシル基などが挙げられる。なお、本明細書中において、アルキル基の例は共通であり、各々のアルキル基の炭素原子数の数によって適宜上記例示から選択される。
【０１９３】
本発明に係る「炭素原子数１〜１５個のアルコキシ基」の例は、該置換基中の少なくとも１個の酸素原子が環構造と直接結合する位置に存在することが好ましく、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基（ｎ−プロポキシ基、ｉ−プロポキシ基）、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基がより好ましい。なお、本明細書中において、アルコキシ基の例は共通であり、各々のアルコキシ基の炭素原子数の数によって適宜上記例示から選択される。
【０１９４】
本発明に係る「炭素原子数２〜１５個のアルケニル基」の例は、ビニル基、アリル基、１−プロペニル基、イソプロペニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基、１，３−ブタジエニル基、２−ペンテニル基、３−ペンテニル基、２−ヘキセニル基等が挙げられる。また、本発明に係るより好ましいアルケニル基としては次に記載する式（ｉ）（ビニル基）、式（ｉｉ）（１−プロペニル基）、式（ｉｉｉ）（３−ブテニル基）および式（ｉｖ）（３−ペンテニル基）：
【０１９５】
【化８６】
2015122457.tif 000088
【０１９６】
（上記式（ｉ）〜（ｉｖ）中、＊は環構造への結合部位を示す。）
で表されるが、本願発明の液晶組成物が重合性モノマーを含有する場合は、式（ｉｉ）および式（ｉｖ）で表される構造が好ましく、式（ｉｉ）で表される構造がより好ましい。なお、本明細書中において、アルケニル基の例は共通であり、各々のアルケニル基の炭素原子数の数によって適宜上記例示から選択される。
【０１９７】
また、本発明における重合性化合物の内、低分子液晶との溶解性を高めて結晶化を抑制するのに好ましい単官能性の反応基を有する重合性化合物としては、下記一般式（ＶＩ）
【０１９８】
【化８７】
2015122457.tif 000089
【０１９９】
（式中、Ｘ３は、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ３は、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｔ−（式中、ｔは２〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｖは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、Ｗは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）で表される重合性化合物が好ましい。
【０２００】
上記一般式（ＶＩ）において、Ｘ３は、水素原子又はメチル基を表すが、反応速度を重視する場合には水素原子が好ましく、反応残留量を低減することを重視する場合にはメチル基が好ましい。
【０２０１】
上記一般式（ＶＩ）において、Ｓｐ３は、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｔ−（式中、ｔは２〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表すが、炭素鎖の長さがＴｇに影響を及ぼすので、重合性化合物含有量が１０重量％未満の場合に、あまり長くないことが好ましく、単結合又は炭素原子数１〜５のアルキレン基が好ましく、重合性化合物含有量が６重量％未満の場合は、単結合又は炭素原子数１〜３のアルキレン基がより好ましい。重合性化合物含有量が１０重量％以上の場合は、炭素数５〜１０のアルキレン基が好ましい。また、Ｓｐ３が−Ｏ−（ＣＨ２）ｔ−を表す場合も、ｔは１〜５が好ましく、１〜３がより好ましい。更に、炭素原子数がプレチルト角に影響を及ぼすので必要に応じて所望のプレチルト角が得られるようにＳｐ３の炭素原子数が異なる重合性化合物を複数混合して用いることが好ましい。
【０２０２】
上記一般式（ＶＩ）において、Ｖは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、２つ以上の環状置換基により置換されていることが好ましい。
【０２０３】
一般式（ＶＩ）で表される重合性化合物は更に具体的には、一般式（Ｘ１ａ）
【０２０４】
【化８８】
2015122457.tif 000090
【０２０５】
（式中、Ａ１は水素原子又はメチル基を表し、
Ａ２は単結合又は炭素原子数１〜８のアルキレン基（該アルキレン基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキレン基中の１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていてもよい。）を表し、
Ａ３及びＡ６はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１０のアルキル基（該アルキル基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキル基中の１個又は２個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数１〜１７のアルキル基で置換されていてもよい。）を表わし、
Ａ４及びＡ７はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１０のアルキル基（該アルキル基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキル基中の１個又は２個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数１〜９のアルキル基で置換されていてもよい。）を表し、
ｐは０〜１０を表し、
Ｂ１、Ｂ２及びＢ３は、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数１〜１０の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基（該アルキル基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキル基中の１個又は２個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数３〜６のトリアルコキシシリル基で置換されていてもよい。）を表わす化合物が挙げられる。
【０２０６】
上記一般式（Ｘ１ａ）は、一般式（ＩＩ−ｂ）で表される化合物が好ましい。
【０２０７】
【化８９】
2015122457.tif 000091
【０２０８】
一般式（ＩＩ−ｂ）で表される化合物は、具体的には下記式（ＩＩ−ｑ）〜（ＩＩ−ｚ）、（ＩＩ−ａａ）〜（ＩＩ−ａｌ）で表される化合物であることが好ましい。
【０２０９】
【化９０】
2015122457.tif 000092
【０２１０】
【化９１】
2015122457.tif 000093
【０２１１】
【化９２】
2015122457.tif 000094
【０２１２】
上記一般式（ＶＩ）、一般式（ＸａＩ）及び一般式（ＩＩ−ｂ）で表される化合物は、１種のみでもよいし、２種以上でもよい。
また、一般式（ＶＩ）で表される重合性化合物としては、一般式（Ｘ１ｂ）
【０２１３】
【化９３】
2015122457.tif 000095
（式中、Ａ８は水素原子又はメチル基を表し、６員環Ｔ１、Ｔ２及びＴ３はそれぞれ独立して
【０２１４】
【化９４】
2015122457.tif 000096
【０２１５】
のいずれか（ただしｑは１から４の整数を表す。）を表し、
ｑは０又は１を表し、
Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−を表し、
Ｙ３及びＹ４はそれぞれ独立して単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基（該アルキレン基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキレン基中の１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていてもよい。）を表し、
Ｂ８は水素原子、シアノ基、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜８のアルキル基、又は、末端がアクリロイル基又はメタクリロイル基を有するアルキレン基を表す。）で表わす化合物も挙げられる。
【０２１６】
例示化合物としては、以下に示されるが、これらに限定される訳ではない。
【０２１７】
【化９５】
2015122457.tif 000097
【０２１８】
【化９６】
2015122457.tif 000098
【０２１９】
【化９７】
2015122457.tif 000099
【０２２０】
【化９８】
2015122457.tif 000100
【０２２１】
【化９９】
2015122457.tif 000101
【０２２２】
【化１００】
2015122457.tif 000102
【０２２３】
【化１０１】
2015122457.tif 000103
【０２２４】
更に、一般式（ＶＩ）で表される重合性化合物は具体的には、一般式（Ｘ１ｃ）
【０２２５】
【化１０２】
2015122457.tif 000104
（式中、Ｒ７０は水素原子又はメチル基を表し、Ｒ７１は縮合環を有する炭化水素基を表す。）で表わす化合物も挙げられる。
【０２２６】
例示化合物としては、以下に示されるが、これらに限定される訳ではない。
【０２２７】
【化１０３】
2015122457.tif 000105
【０２２８】
【化１０４】
2015122457.tif 000106
【０２２９】
【化１０５】
2015122457.tif 000107
【０２３０】
【化１０６】
2015122457.tif 000108
【０２３１】
また、本発明における重合性化合物の内、低分子液晶との溶解性を高めて結晶化を抑制するのに好ましい多官能性の反応基を有する重合性化合物としては、下記一般式（Ｖ）
【０２３２】
【化１０７】
2015122457.tif 000109
【０２３３】
（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｕは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、ｋは１〜５の整数を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）で表される重合性化合物が好ましい。
【０２３４】
上記一般式（Ｖ）において、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表すが、反応速度を重視する場合には水素原子が好ましく、反応残留量を低減することを重視する場合にはメチル基が好ましい。
【０２３５】
上記一般式（Ｖ）において、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは２〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表すが、本発明の液晶表示素子に於けるプレチルト角は該炭素原子数、液晶との含有量、及び用いる配向膜の種類や配向処理条件に影響される。従って必ずしも限定されるものではないが、例えばプレチルト角を５度程度にする場合は、炭素鎖があまり長くないことが好ましく、単結合又は炭素原子数１〜５のアルキレン基がより好ましく、単結合又は炭素原子数１〜３のアルキレン基がより好ましい。更に、プレチルト角が２度程度以内にするには、炭素原子数を６〜１２の重合性化合物を用いることが好ましく、炭素原子数が８〜１０がより好ましい。また、Ｓｐ１及びＳｐ２が−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−を表す場合も、プレチルト角に影響を及ぼすので適宜必要に応じてＳｐ１及びＳｐ２の長さを調整して用いることが好ましく、プレチルト角を増加させる目的ではｓは１〜５が好ましく、１〜３がより好ましい。プレチルト角を小さくする目的では、ｓは６〜１０が好ましい。また、Ｓｐ１及びＳｐ２の少なくとも一方が、単結合であることで分子の非対称性が発現するためプレチルトを誘起するので好ましい。
【０２３６】
また、上記一般式（Ｖ）においてＳｐ１及びＳｐ２が同一である化合物も好ましく、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である化合物を２種以上用いることが好ましい。この場合、互いにＳｐ１及びＳｐ２が異なった２種以上を用いることがより好ましい。
上記一般式（Ｖ）において、Ｕは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）、環状置換基により置換されていてもよく、２つ以上の環状置換基により置換されていることが好ましい。
【０２３７】
上記一般式（Ｖ）において、Ｕは具体的には、以下の式（Ｖａ−１）から式（Ｖａ−１３）を表すことが好ましい。アンカーリング力を高くするためには直線性が高いビフェニール等が好ましく、式（Ｖａ−１）から式（Ｖａ−６）を表すことが好ましい。又、式（Ｖａ−６）から式（Ｖａ−１１）を表す構造は、液晶との溶解性が高い点で好ましく、式（Ｖａ−１）から式（Ｖａ−６）と組み合わせて用いることが好ましい。
【０２３８】
【化１０８】
2015122457.tif 000110
【０２３９】
【化１０９】
2015122457.tif 000111
【０２４０】
【化１１０】
2015122457.tif 000112
【０２４１】
【化１１１】
2015122457.tif 000113
【０２４２】
【化１１２】
2015122457.tif 000114
【０２４３】
【化１１３】
2015122457.tif 000115
【０２４４】
【化１１４】
2015122457.tif 000116
【０２４５】
【化１１５】
2015122457.tif 000117
【０２４６】
【化１１６】
2015122457.tif 000118
【０２４７】
【化１１７】
2015122457.tif 000119
【０２４８】
【化１１８】
2015122457.tif 000120
【０２４９】
【化１１９】
2015122457.tif 000121
【０２５０】
【化１２０】
2015122457.tif 000122
【０２５１】
【化１２１】
2015122457.tif 000123
【０２５２】
（式中、両端はＳｐ１又はＳｐ２に結合するものとする。Ｚｐ１及びＺｐ２はそれぞれ独立して、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ２−、−ＯＣＯ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２−ＯＣＯ−、−ＣＹ１＝ＣＹ２−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が、−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。又、シクロへキシレン基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２ＣＨ２基は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−で置換されていてもよい。）
Ｕが環構造を有する場合、前記Ｓｐ１及びＳｐ２は少なくとも一方が−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜７の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表すことが好ましく、両方共に−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−であることも好ましい。
上記一般式（Ｖ）において、ｋは１〜５の整数を表すが、ｋが１の二官能化合物、又はｋが２の三官能化合物であることが好ましく、二官能化合物であることがより好ましい。
【０２５３】
上記一般式（Ｖ）で表される化合物は、具体的には、以下の一般式（Ｖｂ）で表される化合物が好ましい。
【０２５４】
【化１２２】
2015122457.tif 000124
【０２５５】
（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜７の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｚ１は−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ２−、−ＯＣＯ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２−ＯＣＯ−、−ＣＹ１＝ＣＹ２−（Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表す。）、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表し、Ｃは１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基又は単結合を表し、式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい。）
【０２５６】
上記一般式（Ｖｂ）において、Ｘ１及びＸ２は、はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表すが、いずれも水素原子を表すジアクリレート誘導体、又はいずれもメチル基を有するジメタクリレート誘導体が好ましく、一方が水素原子を表し、もう一方がメチル基を表す化合物も好ましい。これらの化合物の重合速度は、ジアクリレート誘導体が最も早く、ジメタクリレート誘導体が遅く、非対称化合物がその中間であり、その用途により好ましい態様を用いることができる。
上記一般式（Ｖｂ）において、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−を表すが、少なくとも一方が−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−であることが好ましく、両方が−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−を表す態様がより好ましい。この場合、ｓは１〜６が好ましい。
【０２５７】
上記一般式（Ｖｂ）において、Ｚ１は、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ２−、−ＯＣＯ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２−ＯＣＯ−、−ＣＹ１＝ＣＹ２−（Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表す。）、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表すが、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−又は単結合が好ましく、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−又は単結合がより好ましく、単結合が特に好ましい。上記一般式（Ｖｂ）において、Ｃは任意の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基又は単結合を表すが、１，４−フェニレン基又は単結合が好ましい。Ｃが単結合以外の環構造を表す場合、Ｚ１は単結合以外の連結基も好ましく、Ｃが単結合の場合、Ｚ１は単結合が好ましい。
【０２５８】
以上より、上記一般式（Ｖｂ）において、Ｃが単結合を表し、環構造が二つの環で形成される場合が好ましく、環構造を有する重合性化合物としては、具体的には以下の一般式（Ｖ−１）から（Ｖ−６）で表される化合物が好ましく、一般式（Ｖ−１）から（Ｖ−４）で表される化合物が特に好ましく、一般式（Ｖ−２）で表される化合物が最も好ましい。
【０２５９】
【化１２３】
2015122457.tif 000125
【０２６０】
また、上記一般式（Ｖｂ）において、以下の一般式（Ｖ１−１）から（Ｖ１−５）で表される化合物が液晶組成物との溶解性を高める上で好ましく、一般式（Ｖ１−１）で表される化合物が特に好ましい。
また、上記一般式（Ｖｂ）が三つの環構造で形成される場合も好ましく用いられ、一般式（Ｖ１−６）から（Ｖ１−１３）で表される化合物が液晶組成物との溶解性を高める上で好ましい。更に、液晶とのアンカーリング力が強い一般式（Ｖ−１）から（Ｖ−６）で表される化合物は、アンカーリング力が弱く液晶組成物との相溶性が良好な一般式（Ｖ１−１）から（Ｖ１−５）で表される化合物と混合して用いることも好ましい。
【０２６１】
【化１２４】
2015122457.tif 000126
【０２６２】
【化１２５】
2015122457.tif 000127
【０２６３】
【化１２６】
2015122457.tif 000128
【０２６４】
【化１２７】
2015122457.tif 000129
【０２６５】
【化１２８】
2015122457.tif 000130
【０２６６】
【化１２９】
2015122457.tif 000131
【０２６７】
【化１３０】
2015122457.tif 000132
【０２６８】
【化１３１】
2015122457.tif 000133
【０２６９】
【化１３２】
2015122457.tif 000134
【０２７０】
（式中、ｑ１及びｑ２は、それぞれ独立して１〜１２の整数を示し、Ｒ３は水素原子又はメチル基を表す。）
上記一般式（Ｖ）で表される化合物としては、具体的には、以下の一般式（Ｖｃ）で表される化合物が、反応速度を高める点で好ましく、又、プレチルト角を熱的に安定化させるので好ましい。更に、必要に応じてＳｐ１、Ｓｐ２及びＳｐ３の炭素原子数を調整して所望のプレチルト角を得ることもできる。プレチルトと該炭素原子数の関係は、官能基が２個の場合と同様の傾向を示す。
【０２７１】
【化１３３】
2015122457.tif 000135
【０２７２】
（式中、Ｘ１、Ｘ２及びＸ３はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１、Ｓｐ２及びＳｐ３はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは２〜７の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｚ１１は、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ２−、−ＯＣＯ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２−ＯＣＯ−、−ＣＹ１＝ＣＹ２−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表し、Ｊは１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基又は単結合を表し、式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい。）
重合性化合物として、光配向機能を有する化合物を用いることも好ましい。中でも、光異性化を示す化合物を用いることが好ましい。
【０２７３】
光配向機能を有する重合性化合物としては、具体的には、一般式（Ｖｂ）において、
Ｘ１及びＸ２がそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２がそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜７の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｚ１が−Ｎ＝Ｎ−を表し、Ｃが１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基（任意の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい。）又は単結合を表す化合物が好ましい。
【０２７４】
中でも、以下の一般式（Ｖｎ）で表される化合物が好ましい。
【０２７５】
【化１３４】
2015122457.tif 000136
【０２７６】
（式中、Ｒｎ１及びＲｎ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、式中、ｐｎ及びｑｎは、それぞれ独立して１〜１２の整数を示す。）
【０２７７】
［重合開始剤］
本発明に用いる重合性化合物の重合方法としては、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合等を用いることが可能であるが、ラジカル重合により重合することが好ましく、光フリース転位によるラジカル重合、光重合開始剤によるラジカル重合がより好ましい。
【０２７８】
ラジカル重合開始剤としては、熱重合開始剤、光重合開始剤を用いることができるが、光重合開始剤が好ましい。具体的には以下の化合物が好ましい。
ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベンジルジメチルケタール、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル−（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、１−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、２−メチル−２−モルホリノ（４−チオメチルフェニル）プロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタノン、４′−フェノキシアセトフェノン、４′−エトキシアセトフェノン等のアセトフェノン系；
【０２７９】
ベンゾイン、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル等のベンゾイン系；
２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィンオキサイド系；
ベンジル、メチルフェニルグリオキシエステル系；
ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、４，４′−ジクロロベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４′−メチル−ジフェニルサルファイド、アクリル化ベンゾフェノン、３，３′，４，４′−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３，３′−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、２，５−ジメチルベンゾフェノン、３，４−ジメチルベンゾフェノン等のベンゾフェノン系；
２−イソプロピルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジクロロチオキサントン等のチオキサントン系；
ミヒラーケトン、４，４′−ジエチルアミノベンゾフェノン等のアミノベンゾフェノン系；
１０−ブチル−２−クロロアクリドン、２−エチルアンスラキノン、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン等が好ましい。この中でも、ベンジルジメチルケタールが最も好ましい。
又、ラジカルの寿命や反応性を考慮して複数の重合開始剤を用いることも好ましい。
【０２８０】
更に、上述の重合開始剤を使用せずに、光フリース転位によるラジカル重合として紫外線を吸収する共役系の構造を有する重合性液晶化合物を含有させて重合させることもできる。例えば、一般式（Ｘ１ｃ−１）から（Ｘ１ｃ−４）で表される共役系構造を有する重合性液晶化合物を重合開始剤の代わりに用いることで液晶素子の電圧保持率を低下させないので好ましい。又、重合促進を目的にこれらと重合開始剤と併用することも好ましい。
【０２８１】
【化１３５】
2015122457.tif 000137
【０２８２】
［重合性液晶組成物］
本発明に用いられる重合性液晶組成物は、上記に例示される液晶組成物と、上記に例示される１質量％以上１０質量％未満の重合性化合物を含有することが好ましいが、重合性化合物の含有量の下限値は２質量％以上が好ましく、上限値は９質量％未満が好ましく、７質量％未満がより好ましく、５質量％未満がより好ましく、４質量％未満がより好ましい。また、本発明に用いられる重合性液晶組成物は、上記に例示される液晶組成物と、上記に例示される１０質量％以上４０質量％未満の重合性化合物を含有することも好ましいが、この場合の重合性化合物の含有量の下限値は９質量％以上が好ましく、１０質量％以上がより好ましく、上限値は３０％質量未満が好ましく、２５％質量未満がより好ましく、２０％質量未満がより好ましく、１５％質量未満がより好ましい。更に、本発明に用いられる重合性液晶組成物は、上記に例示される液晶組成物と、上記に例示される５質量％以上１５質量％未満の重合性化合物を含有することが好ましく、７質量％以上１２％未満の重合性化合物を含有することがより好ましい。本発明に用いられる重合性液晶組成物は、１質量％以上４０質量％未満の重合性化合物を含有することで、一軸性の光学異方性、又は一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸方向を有するポリマーネットワークを形成するものであることが好ましく、該ポリマーネットワークの光学軸又は配向容易軸と低分子液晶の配向容易軸が略一致するように形成されていることがより好ましい。
【０２８３】
尚、該ポリマーネットワークには、複数のポリマーネットワークが集合することにより高分子薄膜を形成したポリマーバインダも含まれる。ポリマーバインダは、一軸配向性を示す屈折率異方性を有しており、該薄膜に低分子液晶が分散され、該薄膜の一軸性の光学軸と低分子液晶の光学軸が略同一方向へ揃っていることが特徴である。従って、これにより、光散乱型液晶である高分子分散型液晶又はポリマーネットワーク型液晶とは異なり光散乱が起こらず偏光を用いた液晶素子に於いて高コントラストな表示が得られる点と、立下り時間を短くして液晶素子の応答性を向上させることが特徴である。更に、本発明に用いられる重合性液晶組成物は、ポリマーネットワーク層を液晶素子全体に形成させるものであり、液晶素子基板上にポリマーの薄膜層を形成させてプレチルトを誘起させるＰＳＡ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶組成物とは異なる。
【０２８４】
何れの濃度に於いてもＴｇの異なる重合性化合物を少なくとも二種類以上含有させて必要に応じてＴｇを調整することが好ましい。Ｔｇが高いポリマーの前駆体である重合性化合物は、架橋密度が高くなる分子構造を有する重合性化合物であって、官能基数が２以上であることが好ましい。又、Ｔｇが低いポリマーの前駆体は、官能基数が１であるか、又は２以上であって、官能基間にスペーサとしてアルキレン基等を有し分子長を長くした構造であることが好ましい。ポリマーネットワークの熱的安定性や耐衝撃性向上に対応することを目的にポリマーネットワークのＴｇを調整する場合、多官能モノマーと単官能モノマーの比率を適宜調整することが好ましい。又、Ｔｇはポリマーネットワークの主鎖、及び側鎖に於ける分子レベルの熱的な運動性とも関連しており、電気光学特性にも影響を及ぼしている。例えば、架橋密度を高くすると主鎖の分子運動性が下がり低分子液晶とのアンカーリング力が高まり駆動電圧が高くなると共に立下り時間が短くなる。一方、Ｔｇが下がるように架橋密度を下げるとポリマー主鎖の熱運動性が上がることにより、低分子液晶とのアンカーリング力が下がり駆動電圧が下がり立下り時間が長くなる傾向を示す。ポリマーネットワーク界面に於けるアンカーリング力は、上述のＴｇの他にポリマー側鎖の分子運動性にも影響され、多価分岐アルキレン基、及び多価アルキル基を有する重合性化合物を用いることでポリマー界面のアンカーリング力が下げられる。又、多価分岐アルキレン基、及び多価アルキル基を有する重合性化合物は、プレチルト角を誘起させるのに有効で極角方向のアンカーリング力を下げる方向に作用する。
【０２８５】
重合性液晶組成物が液晶相を示した状態で、重合性液晶組成物中の重合性化合物を重合させることにより、重合性化合物の分子量が増加して液晶組成物と重合性化合物を相分離させる。二相に分離する形態は、含有する液晶化合物の種類や重合性化合物の種類に大きく依存して異なる。液晶相中に重合性化合物相が無数に島状の核として発生して成長するバイノーダル分解で相分離構造を形成しても良く、液晶相と重合性化合物相との濃度の揺らぎから相分離するスピノーダル分解により相分離構造を形成しても良い。バイノーダル分解によるポリマーネットワークを形成させるには、少なくとも低分子液晶の含有量を８５質量％以上にするのが好ましく、重合性化合物の反応速度が速い化合物を用いることにより可視光の波長より小さい大きさの重合性化合物の核を無数に発生させてナノオーダーの相分離構造が形成されるので好ましい。結果として重合性化合物相に於ける重合が進むと相分離構造に依存して可視光の波長より短い空隙間隔のポリマーネットワークが形成され、一方、ポリマーネットワークの空隙は低分子液晶相の相分離によるもので、この空隙の大きさが可視光の波長より小さいと、光散乱性が無く高コントラストで、且つポリマーネットワークからのアンカーリング力の影響が強まり立下り時間が短くなり高速応答の液晶表示素子が得られるようになり特に好ましい。バイノーダル分解に於ける重合性化合物相の核生成は、化合物の種類や組合せによる相溶性の変化や、反応速度、温度等のパラメーターに影響され適宜必要に応じて調整することが好ましい。反応速度は、紫外線重合の場合は、重合性化合物の官能基や光開始剤の種類及び含有量、紫外線露光強度によるもので反応性を促進するように紫外線露光条件を適宜調整すれば良く、少なくとも２０ｍＷ／ｃｍ２以上の紫外線露光強度が好ましい。
【０２８６】
低分子液晶が８５質量％以上では、スピノーダル分解による相分離構造でポリマーネットワークを形成させることが好ましい、スピノーダル分解では周期性のある二相の濃度の揺らぎによる相分離微細構造が得られるので可視光波長より小さい均一な空隙間隔を容易に形成するので好ましい。ポリマーネットワークで形成させることが好ましい。重合性化合物の割合が１５質量％未満ではバイノーダル分解による相分離構造を形成させることが好ましく、１５質量％以上ではスピノーダル分解による相分離構造を形成させることが好ましい。重合性化合物含有量が増加すると、温度の影響で低分子液晶相と重合性化合物相との二相分離する相転移温度が存在する。二相分離転移温度より高い温度では等方相を示すが、低いと分離が起こり均一な相分離構造が得られず好ましくない。温度により二相分離する場合は、二相分離温度より高い温度に於いて相分離構造を形成させることが好ましい。上述した何れの場合も、低分子液晶の配向状態と同様の配向状態を保持しながらポリマーネットワークが形成される。形成されたポリマーネットワークは、低分子液晶の配向に倣うように光学異方性を示す。
【０２８７】
ポリマーネットワーク中の液晶層の形態としては、ポリマーの３次元ネットワーク構造中に液晶組成物が連続層をなす構造、液晶組成物のドロップレットがポリマー中に分散している構造、又は両者が混在する構造、更に、両基板面を起点にポリマーネットワーク層が存在し、対面基板との中心付近では液晶層のみである構造が挙げられる。何れもの構造もポリマーネットワークの作用により０〜９０°のプレチルト角が液晶素子基板界面に対して誘起されていることが好ましい。形成するポリマーネットワークは、共存する低分子液晶を液晶セルの配向膜が示す配向方向へ配向させる機能を有することが好ましく、更に、ポリマー界面方向に対して低分子液晶をプレチルトさせる機能を有していることも好ましい。ポリマー界面に対して低分子液晶をプレチルトさせる重合性化合物を導入すると液晶素子の駆動電圧を低くさせるのに有用で好ましい。又、屈折率異方性を有しても良く、配向方向へ液晶を配向させる機能は、メソゲン基を有する重合性化合物を用いることが好ましい。
【０２８８】
VAモード等の垂直配向セルに対しては垂直配向を誘起するメソゲン基を有しない多価アルキル基、又は多価分岐アルキレン基を有する重合性化合物を用いても良く、メソゲン基を有する重合性化合物との併用でも好ましい。上述の重合性液晶組成物を用いて相分離重合により垂直配向セル内にポリマーネットワークが形成された場合は、繊維状、又は柱状のポリマーネットワークが液晶セル基板に対して低分子液晶の垂直方向と略同一の方向に形成されていることが好ましい。又、セル基板表面にある垂直配向膜に液晶が傾斜配向を誘起するようにラビング処理等を施してプレチルト角を誘起するようにした垂直配向膜が用いられた場合は、プレチルトして配向している低分子液晶と同方向に繊維状、又は柱状のポリマーネットワークが傾斜して形成されていることが好ましい。
更に、電圧を印加しながらプレチルト角を誘起する方法では、重合性液晶組成物の閾値電圧よりも０．９V程度低い電圧から２V程度高い電圧の範囲で電圧を印加しながら重合させると繊維状、又は柱状のポリマーネットワークが所望のプレチルト角、好ましくは０．１〜３０°のプレチルト角を誘起するように傾斜して形成されるのでより好ましくなる。何れの方法で形成された繊維状、又は柱状のポリマーネットワークは、二枚のセル基板間を連結していることが特徴である。これにより、プレチルト角の熱的安定性が向上して液晶表示素子の信頼性を高められる。
他に、繊維状、又は柱状のポリマーネットワークを傾斜配向させて形成することにより低分子液晶のプレチルト角を誘起させる方法として、官能基とメソゲン基の間にあるアルキレン基の炭素原子数が６以上のプレチルト角の誘起角度が小さい二官能アクリレートと官能基と、メソゲン基の間にあるアルキレン基の炭素原子数が５以上のプレチルト角の誘起角度が大きい二官能アクリレートを組合せ用いる方法が挙げられる。これらの化合物の配合比を調整することにより所望のプレチルト角を誘起させることができる。
【０２８９】
更に、可逆性の光配向機能を有する重合性化合物を少なくとも０．０１％以上１％以下の範囲で添加して繊維状、又は柱状のポリマーネットワークを形成させる方法が挙げられる。この場合、トランス体に於いて低分子液晶と同様の棒状の形態になり低分子液晶の配向状態へ影響を及ぼす。本発明の重合性液晶組成物に含有されている該トランス体は、紫外線をセル上面から平行光として露光すると紫外線の進む方向と該棒状の分子長軸方向が平行になるように揃い、低分子液晶も同時に該トランス体の分子長軸方向へ揃うように配向する。セルに対して傾斜して紫外線を露光すると、該トランス体の分子長軸が傾斜方向に向き液晶を紫外線の傾斜方向へ配向させるようになる。即ち、プレチルト角を誘起するようになり光配向機能を示す。この段階で重合性化合物を架橋させると誘起したプレチルト角が重合相分離で形成された繊維状、又は柱状のポリマーネットワークにより固定化される。
【０２９０】
従って、VAモードで重要なプレチルト角の誘起は、電圧印加しながら重合相分離させる方法、誘起するプレチルト角が異なる重合性化合物を複数添加して重合相分離させる方法、可逆性の光配向機能を有する重合性化合物が示す光配向機能を用いて紫外線が進む方向へ低分子液晶及び重合性液晶化合物を配向させ重合相分離する方法を必要に応じて用い本発明の液晶素子を作製することができる。
光配向機能を有する重合性化合物は、紫外線を吸収してトランス体になる光異性化合物であることが好ましく、更に、光配向機能を有する重合性化合物の反応速度が光配向機能を有する重合性化合物以外の重合性化合物の反応速度より遅いことが好ましい。UV露光されると、直ちに光配向機能を有する重合性化合物はトランス体になり光の進む方向に配向すると、周囲の重合性を含む液晶化合物も同様の方向へ配向する。この時、重合相分離が進行して低分子液晶長軸方向とポリマーネットワークの配向容易軸方向が光配向機能を有する重合性化合物の配向容易軸と同一方向へ揃いUV光が進む方向へプレチルト角が誘起される。
【０２９１】
更に、IPSやFFSモード等の平行配向セルに於いては、重合性液晶組成物を用いて相分離重合により繊維状、又は柱状のポリマーネットワークが液晶セル基板面に有る配向膜の配向方向に対して低分子液晶は平行配向するが、形成された繊維状、又は柱状のポリマーネットワークの屈折率異方性又は配向容易軸方向と低分子液晶の配向方向と略同一の方向に形成されていることが好ましい。更に、繊維状、又は柱状のポリマーネットワークは、低分子液晶が分散している空隙を除いて略セル全体に存在していることがより好ましい。
ポリマー界面方向に対して該プレチルト角を誘起させることを目的に、メソゲン基を有しない多価アルキル基、又は多価アルキレン基を有する重合性化合物とメソゲン基を有する重合性化合物を用いることが好ましい。
【０２９２】
更に、電気光学特性は、ポリマーネットワーク界面の表面積、及びポリマーネットワークの空隙間隔に影響されるが、光散乱を起こさないことが重要で、平均空隙間隔を可視光の波長より小さくすることが好ましい。例えば、該界面の表面積を広げて該空隙間隔を小さくさせるにはモノマー組成物含有量を増加させる方法がある。これにより、重合相分離構造が変化して該空隙間隔が微細になることにより該界面の表面積が増加するようにポリマーネットワークが形成され駆動電圧、及び立ち下がり時間が短くなる。重合相分離構造は、重合温度にも影響される。
本発明に於いては、相分離速度を速くして重合させることで微細な空隙を有する相分離構造が得られるようにすることが好ましい。相分離速度は、低分子液晶と重合性化合物との相溶性や重合速度に大きく影響される。化合物の分子構造や含有量に大きく依存するので適宜組成を調整して使用することが好ましい。該相溶性が高い場合は、該重合速度の高い重合性化合物を用いることが好ましく、紫外線重合の場合は、紫外線強度を高めることが好ましい。又、重合性液晶組成物中の重合性化合物の含有量を増やすことも好ましい。
【０２９３】
相溶性が低い場合は、相分離速度は十分に速くなるので本発明の液晶素子を作製するのに好ましい。相溶性を低くする方法として、低温で重合させる方法が挙げられる。低温にすると液晶の配向秩序度が上がり、液晶とモノマーの相溶性が下がるため、重合相分離速度を速くすることができる。更に別の方法として、重合性液晶組成物を過冷却状態を示す温度にして重合させる方法も挙げられる。この場合、重合性液晶組成物の融点よりも僅かに低くすれば良いので、数度温度を低くするだけで相分離を速くさせることも可能になり好ましい。これらにより、モノマー組成物含有量数十％を液晶へ添加した場合に相当する重合相分離構造、即ち、立ち下がり時間が短くなるように作用する構造であるポリマーネットワーク界面の表面積が多く該空隙間隔が微細なポリマーネットワーク構造が形成される。従って、本発明の重合性液晶組成物は、立ち下がり時間が短くなるように配向機能、架橋密度、アンカーリング力、空隙間隔、を考慮して重合性液晶組成を適宜調整することが好ましい。
本発明の重合性液晶組成物を用いた液晶素子において、高いコントラストの表示を得るには光散乱が起こらないようにする必要があるが、上述した方法を考慮して目的の電圧−透過率特性、及びスイッチング特性を得られるように相分離構造を制御して適切なポリマーネットワーク層構造を形成させることが重要である。ポリマーネットワーク層構造を具体的に説明すると次のようになる。
【０２９４】
＜ポリマーネットワーク層連続構造＞
液晶相中に液晶表示素子全面にポリマーネットワーク層が形成され液晶相が連続している構造であって、ポリマーネットワークの配向容易軸や一軸の光学軸が低分子液晶の配向容易軸と略同一方向であることが好ましく、低分子液晶のプレチルト角を誘起するようにポリマーネットワークを形成させることが好ましく、ポリマーネットワークの平均空隙間隔を可視光の波長より小さい大きさで少なくとも４５０ｎｍより小さくすることにより光散乱は起こらなくなるので好ましい。更に、応答の立下り時間をポリマーネットワークと低分子液晶との相互作用効果（アンカーリング力）により低分子液晶単体の応答時間より短くするには、５０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲にする事が好ましい。立下り時間が液晶のセル厚の影響が少なくなりセル厚が厚くても薄厚並の立下り時間を示すようにするには、少なくとも平均空隙間隔が下限は２００ｎｍ付近で且つ上限は４５０ｎｍ付近の範囲に入るようにすることが好ましい。平均空隙間隔を減少させると駆動電圧の増加が課題になるが、駆動電圧の増加を２５Ｖ以下に抑制して立ち下がり応答時間を短くするには２５０ｎｍ近傍から４５０ｎｍの範囲に入るようにすれば良く、立下り応答時間が約５ｍｓｅｃから約１ｍｓｅｃの範囲に改善ができるので好ましい。
【０２９５】
又、駆動電圧が５Ｖ程度以内の増加に抑制するには、平均空隙間隔が３００ｎｍ付近から４５０ｎｍの範囲にすることが好ましい。更に、ポリマーネットワークの平均空隙間隔を制御して立下り応答時間を１ｍｓｅｃ以下の高速応答にすることも可能である。駆動電圧が３０Ｖ以上に増加する場合があるが、平均空隙間隔を５０ｎｍ付近から２５０ｎｍ付近の間にすれば良く、０．５ｍｓｅｃ以下にするには５０ｎｍ近傍から２００ｎｍ付近にすることが好ましい。ポリマーネットワークの平均直径は、平均空隙間隔と相反し、２０ｎｍから７００ｎｍの範囲にあることが好ましい。重合性化合物の含有量が増えると平均直径は増加する傾向にある。反応性を高くして重合相分離速度を高めるとポリマーネットワークの密度が増加してポリマーネットワークの平均直径が減少するので必要に応じて相分離条件を調整すれば良い。重合性化合物含有量が１０％以下の場合は、平均直径が２０ｎｍから１６０ｎｍにあることが好ましく、平均空隙間隔が２００ｎｍから４５０ｎｍ範囲に於いては、平均直径が４０ｎｍから１６０ｎｍの範囲であることが好ましい。重合性化合物含有量が１０％より大きくなると５０ｎｍから７００ｎｍの範囲が好ましく、５０ｎｍから４００ｎｍの範囲がより好ましい。
【０２９６】
＜ポリマーネットワーク層不連続構造＞
液晶表示素子全面にポリマーネットワーク層が形成され液晶相が連続している構造に対して、重合性化合物含有量が低くなりセル全体にポリマーネットワーク層が被うのに必要な量が不足するとポリマーネットワーク層が不連続に形成される。ポリイミド配向膜等の基板表面の極性が高いと重合性化合物が液晶セル基板界面付近に集まり易く、基板表面からポリマーネットワークが成長して基板界面に付着するようにポリマーネットワーク層が形成され、セル基板表面からポリマーネットワーク層、液晶層、ポリマーネットワーク層、対向基板の順で積層されるように形成される。ポリマーネットワーク層／液晶層／ポリマーネットワーク層の積層構造を示し、且つセル断面方向に対して少なくともセル厚の０．５％以上、好ましくは１％以上、より好ましくは５％以上の厚さのポリマーネットワーク層が形成されているとポリマーネットワークと低分子液晶とのアンカーリング力の作用により立下り時間が短くなる効果が発現して好ましい傾向を示す。但し、セル厚の影響が大きくなるのでセル厚を増すと立ち下がり時間が長くなる場合は、ポリマーネットワーク層の厚さを必要に応じて増加させれば良い。ポリマーネットワーク層に於けるポリマーネットワークの構造は、低分子液晶と配向容易軸や一軸の光学軸が略同一の方向へ揃っていれば良く、低分子液晶がプレチルト角を誘起するように形成されていれば良い。平均空隙間隔は９０ｎｍから４５０ｎｍの範囲が好ましい。
【０２９７】
例えば、重合性化合物含有量が１質量％から６質量％にする場合は、アンカーリング力の高いメソゲン基を有する二官能モノマーを用いることが好ましく、官能基間の距離が短い構造で重合速度が速い二官能モノマーを用いることが好ましく、０℃以下の低温で重合相分離構造を形成させることが好ましい。重合性化合物含有量を６質量％から１０質量％未満にする場合は、該二官能モノマーとアンカーリング力が低い単官能モノマーとの組み合わせが好ましく、必要に応じて２５℃から−２０℃の範囲で重合相分離構造を形成させることが好ましい。更に、該融点が室温以上であれば該融点より５℃程度低くすると低温重合と同様な効果が得られるので好ましい。重合性化合物含有量を１０質量％から４０質量％にする場合は、ポリマーバインダ、又はポリマーネットワークの影響が低分子液晶の配向や駆動電圧に大きく影響を及ぼし駆動電圧を増大させるので、低分子液晶の配向機能を有し、且つアンカーリング力が比較的弱いメソゲン基を有する重合性化合物を用いることが好ましい。例えば、アンカーリング力が弱くメソゲン基を有する重合性化合物は、官能基とメソゲン基の間にあるアルキレン基の炭素数を増やすことが有効で炭素数が５〜１０が好ましい。又、重合性化合物が３０質量％を超えるとポリマーバインダ中に液晶滴が分散した状態になることもあり、この場合でも屈折率異方性を有しているポリマーバインダであって基板面の配向膜が示す配向方向とポリマーバインダの光軸方向が揃うことが好ましい。
【０２９８】
重合性液晶組成物中の重合性化合物の濃度が高いほど、液晶組成物とポリマー界面とのアンカーリング力は大きくなり、τｄは高速化する。一方、液晶組成物とポリマー界面とのアンカーリング力は大きくなると、τｒは低速化する。τｄとτｒの和を１．５ｍｓ未満とするためには、重合性液晶組成物中の重合性化合物の濃度は、１質量％以上４０質量％未満であり、２質量％以上１５質量％以下が好ましく、３質量％以上８質量％以下がより好ましい。
【０２９９】
ＴＦＴ駆動液晶表示素子に用いる場合は、フリッカーの抑制、焼付けによる残像等の信頼性を向上させる必要があり電圧保持率が重要な特性になる。電圧保持率を低下させる原因は、重合性液晶組成物内に含有しているイオン性不純物にあると考えられる。特に、可動イオンが電圧保持率に強く影響を及ぼす。そのため、少なくとも比抵抗を１０１４Ω・ｃｍ以上が得られるように精製処理等を施し可動イオンを取り除くことが好ましい。又、ラジカル重合でポリマーネットワークを形成させると光重合開始剤等から発生するイオン性不純物により電圧保持率が低下する場合があるが、有機酸や低分子の副生成物発生量が少ない重合開始剤を選定することが好ましい。
【０３００】
［液晶表示素子］
本発明の液晶表示素子は、液晶組成物中に重合体又は共重合体を含有し、重合体又は共重合体の含有量が液晶組成物及び重合体又は共重合体の合計の質量の１質量％以上４０質量％未満である以外は、従来技術による液晶表示素子と同じ構造を有する。即ち、本発明に係る液晶表示素子は、少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に液晶層が狭持された構造を有している。そして、本発明の液晶表示素子は、少なくとも一方の透明基板上に液晶組成物を配向させるための配向層を有することが好ましい。基板に設けられたこの配向層と基板に設けられた電極に電圧を印加して、液晶分子の配向が制御される。ポリマーネットワーク又はポリマーバインダが一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸方向を有し、ポリマーネットワーク又はポリマーバインダの光軸方向又は配向容易軸方向と低分子液晶の配向容易軸方向が同一方向であることが好ましい。
【０３０１】
この点で、一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸方向を有さない光散乱型のポリマーネットワーク液晶や高分子分散型液晶とは異なる。更に、配向層の配向容易軸方向とポリマーネットワーク又はポリマーバインダの配向容易軸方向が同一であることが好ましい。偏光板、位相差フィルムなどを具備させることにより、この配向状態を利用して表示させる。液晶表示素子としては、ＴＮ、ＳＴＮ、ＥＣＢ、ＶＡ、ＶＡ−ＴＮ、ＩＰＳ、ＦＦＳ、πセル、ＯＣＢ、コレステリック液晶などの動作モードに適用できる。中でも、ＶＡ、ＩＰＳ、ＦＦＳ、ＶＡ−ＴＮ、ＴＮ、ＥＣＢが特に好ましい。尚、本発明の液晶表示素子は、液晶組成物中に重合体又は共重合体を含有する点で、配向膜上に重合体又は共重合体を有するＰＳＡ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶表示素子とは異なる。
【０３０２】
本発明の液晶表示素子の基板間の距離（ｄ）は、２〜５μｍの範囲が好ましく、３．５μｍ以下が更に好ましい。一般に、液晶組成物の複屈折率とセル厚の積が０．２７５近傍になるように複屈折率を調整するが、本発明の重合性液晶組成物では重合相分離後にポリマーネットワークが形成されるため、ポリマーネットワークのアンカーリング力作用とポリマーネットワークの光学的な性質により電界印加時の液晶表示素子の複屈折率が低くなるので液晶組成物、及び重合組成物、又は重合性液晶組成物に含まれる液晶組成物の複屈折率（Δｎ）と基板間の距離（ｄ）の積は、駆動電圧がポリマーネットワーク形成により５Ｖ程度以内の増加では０．３〜０．４μｍの範囲が特に好ましく、３Ｖ程度以内の増加では０．３０〜０．３５μｍの範囲が更に好ましく、駆動電圧が１Ｖ以内の増加では０．２９〜０．３３μｍの範囲が特に好ましい。液晶表示素子の基板間の距離（ｄ）及び液晶組成物の複屈折（Δｎ）と基板間の距離（ｄ）の積をそれぞれ上記範囲内とすることにより、透過率は、低分子液晶のみに匹敵して高く、高速応答で色再現性が好ましい表示を得ることができる。重合性液晶組成物に用いる液晶組成物の複屈折率を、セル厚（ｄ）と複屈折率（Δｎ）の積が０．２７５に対して１から１．９倍になるようにすることが好ましい。
【０３０３】
本発明の液晶表示素子の駆動電圧は、液晶組成物の誘電異方性や弾性定数だけで決まるものではなく、液晶組成物とポリマー界面との間で作用するアンカーリング力に大きく影響される。
例えば高分子分散型液晶表示素子の駆動電圧に関する記述として、特開平６−２２２３２０号公報において次式の関係が示されている。
【０３０４】
【数１】
2015122457.tif 000138
【０３０５】
（Ｖthはしきい値電圧を表わし、1Kii及び2Kiiは弾性定数を表わし、ｉは１、２又は３を表わし、Δεは誘電率異方性を表わし、＜ｒ＞は透明性高分子物質界面の平均空隙間隔を表わし、Ａは液晶組成物に対する透明性高分子物質のアンカーリング力を表わし、ｄは透明性電極を有する基板間の距離を表わす。）
【０３０６】
これによると、光散乱型液晶表示素子の駆動電圧は、透明性高分子物質界面の平均空隙間隔、基板間の距離、液晶組成物の弾性定数・誘電率異方性、及び液晶組成物と透明性高分子物質間のアンカーリングエネルギーによって決定される。
このうち本発明の液晶表示素子で制御できるパラメータは、液晶物性とポリマー間のアンカーリング力である。アンカーリング力は、該ポリマーの分子構造、及び低分子液晶の分子構造に大きく依存するため、アンカーリング力が強い重合性化合物を選定すれば応答時間を１．５ｍｓ以下に速くすることが可能であるが同時に、駆動電圧が３０V以上に増加するので、駆動電圧が３０V以下で応答速度が１．５ｍｓ以下になるように適宜液晶化合物、及び重合性化合物の選定を行い組成を調整することが好ましい。
【０３０７】
アンカーリング力の強いポリマー前駆体とアンカーリング力の弱いポリマー前駆体を適宜配合して駆動電圧と応答速度のバランスが取れるように組成を調整することが好ましい。一方、駆動電圧を低くするのに求められる液晶組成物の物性としては、P型液晶では誘電異方性が６以上で、N型液晶では誘電異方性が−３以下にすることが特に好ましい。又、複屈折率を０．０９以上にすることが好ましい。更に、液晶組成物の複屈折率と繊維状、又は柱状ポリマーネットワークの屈折率を可能な限り近づけ光散乱を無くすとより好ましくなる。但し、ポリマー前駆体の濃度に液晶素子のリターデーションが影響されるので、適宜、必要なリターデーションが得られるように液晶組成物の複屈折率を増減させて使用することが好ましい。
【０３０８】
本発明の液晶表示素子は、上述した液晶組成物を−５０℃から３０℃としながらエネルギー線を照射して、重合性化合物を重合して液晶組成物中に屈折率異方性又は配向容易軸方向を有するポリマーネットワーク形成して得られたものであることが好ましい。重合温度の上限は、３０℃であり、２０℃〜−１０℃好ましい。実施例において後述するように、本発明者は、重合性化合物組成に依存して低温重合、及び常温重合により、τｄが更に高速化することを見出した。この理由は、１）低温により液晶分子の配向度が上昇した状態で重合すること、２）低温重合により重合したポリマーと液晶組成物との相溶性が下がることで相分離が容易になり、重合相分離速度が速まりポリマーネットワークの空隙間隔が微細になること、３）比較的アンカーリング力が低い重合性化合物を用いても空隙間隔が微細なため、アンカーリング力の影響力が強くなるような屈折率異方性ポリマーネットワークの形成等によるものと考えられる。
【０３０９】
更に、本発明の液晶表示素子は、一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸方向を持つポリマーネットワーク又はポリマーバインダの光軸方向又は配向容易軸方向が透明基板に対してプレチルト角を成すように形成されたものであることが好ましく、電界の強さを調整して低分子液晶の配向制御行い、基板面に対して傾斜させることにより、上述した液晶層に電圧を印加しながらエネルギー線を照射することで、重合性化合物を高分子化せしめ、液晶組成物中の屈折率異方性又は配向容易軸方向を有する重合体を得てなる構成であることが好ましい。垂直配向のＶＡモードに於いては、基板法線方向に対してプレチルト角が２０度以内になるように電圧を印加して重合させることにより、現行のＶＡモードセルの用いられているポルトリュージョン等やＰＳＡ液晶の微細なポリマー突起に相当する効果があるだけではなく、ＰＳＡでは実現できない高速応答を示すので特に好ましい。又、電界方向を複数の方向から印加して高分子化させることによりマルチドメインを形成させることができ、視野角向上が可能でより好ましくなる。
【０３１０】
更に、基板界面垂直配向膜界面に於いて低分子液晶がプレチルト角を誘起するように光配向処理やラビング配向処理等を該配向膜に施すことで低分子液晶配向の傾く方向が規定されスイッチング時の配向欠陥発生が抑制され好ましく、複数の方向へ傾くように該配向処理を施すとことも好ましい。前記液晶層は、重合性化合物を含有した液晶組成物に対し、適宜−５０℃から３０℃の温度範囲で交流電界を印加するとともに、紫外線もしくは電子線を照射することで、屈折率異方性を有するポリマーネットワークの光軸方向が基板面に対してプレチルト角を成すように液晶中に形成される。このプレチルト角は低分子液晶の誘電異方性により電界を印加することにより誘起された配向状態で重合相分離させると、重合後のポリマーネットワークの光軸を基板面に対して傾斜させた液晶素子を得ることができ、前記重合性化合物を高分子化せしめた構成であることがより好ましい。
【０３１１】
本発明の液晶表示素子に使用される２枚の基板はガラス又はプラスチックの如き柔軟性をもつ透明な材料を用いることができる。透明電極層を有する透明基板は、例えば、ガラス板等の透明基板上にインジウムスズオキシド（ＩＴＯ）をスパッタリングすることにより得ることができる。
【０３１２】
カラーフィルターは、例えば、顔料分散法、印刷法、電着法又は、染色法等によって作成することができる。顔料分散法によるカラーフィルターの作成方法を一例に説明すると、カラーフィルター用の硬化性着色組成物を、該透明基板上に塗布し、パターニング処理を施し、そして加熱又は光照射により硬化させる。この工程を、赤、緑、青の３色についてそれぞれ行うことで、カラーフィルター用の画素部を作成することができる。その他、該基板上に、ＴＦＴ、薄膜ダイオード等の能動素子を設けた画素電極を設置してもよい。
【０３１３】
前記基板を、透明電極層が内側となるように対向させる。その際、スペーサーを介して、基板の間隔を調整してもよい。このときは、得られる調光層の厚さが１〜１００μｍとなるように調整するのが好ましい。１．５から１０μｍが更に好ましく、偏光板を使用する場合は、コントラストが最大になるように液晶の屈折率異方性Δｎとセル厚ｄとの積を調整して表示モードにより５５０ｎｍの１／２、又は１／４になるようにすることが好ましい。又、二枚の偏光板がある場合は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラトが良好になるように調整することもできる。更に、視野角を広げるための位相差フィルムも使用することもできる。スペーサーとしては、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトレジスト材料などからなる柱状スペーサー等が挙げられる。その後、エポキシ系熱硬化性組成物等のシール剤を、液晶注入口を設けた形で該基板にスクリーン印刷し、該基板同士を貼り合わせ、加熱しシール剤を熱硬化させる。
【０３１４】
２枚の基板間に重合性液晶組成物を狭持させる方法は、通常の真空注入法又はＯＤＦ法などを用いることができる。ＯＤＦ法の液晶表示素子製造工程においては、バックプレーンまたはフロントプレーンのどちらか一方の基板にエポキシ系光熱併用硬化性などのシール剤を、ディスペンサーを用いて閉ループ土手状に描画し、その中に脱気下で所定量の重合性液晶組成物を滴下後、フロントプレーンとバックプレーンを接合することによって液晶表示素子を製造することができる。本発明に用いられる重合性液晶組成物は、ＯＤＦ工程における液晶・モノマー複合材料の滴下が安定的に行えるため、好適に使用することができる。
【０３１５】
重合性化合物を重合させる方法としては、液晶の良好な配向性能を得るためには、適度な重合速度が望ましいので、活性エネルギー線である紫外線又は電子線を単一又は併用又は順番に照射することによって重合させる方法が好ましい。紫外線を使用する場合、偏光光源を用いても良いし、非偏光光源を用いても良い。また、重合性液晶組成物を２枚の基板間に挟持させて状態で重合を行う場合には、少なくとも照射面側の基板は活性エネルギー線に対して適当な透明性が与えられていなければならない。また、重合性化合物を含有した液晶組成物に対し、重合性液晶組成物を−５０℃から２０℃の温度範囲で交流電界を印加するとともに、紫外線もしくは電子線を照射することが好ましい。印加する交流電界は、周波数１０Ｈｚから１０ｋＨｚの交流が好ましく、周波数１００Ｈｚから５ｋＨｚがより好ましく、電圧は液晶表示素子の所望のプレチルト角に依存して選ばれる。つまり、印加する電圧により液晶表示素子のプレチルト角を制御することができる。横電界型ＭＶＡモードの液晶表示素子においては、配向安定性及びコントラストの観点からプレチルト角を８０度から８９．９度に制御することが好ましい。
【０３１６】
照射時の温度は、重合性液晶組成物が−５０℃から３０℃の温度範囲であることが好ましい。紫外線を発生させるランプとしては、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を用いることができる。また、照射する紫外線の波長としては、液晶組成物の吸収波長域でない波長領域の紫外線を照射することが好ましく、必要に応じて、３６５ｎｍ未満の紫外線をカットして使用することが好ましい。照射する紫外線の強度は、０．１ｍＷ／ｃｍ２〜１００Ｗ／ｃｍ２が好ましく、２ｍＷ／ｃｍ２〜５０Ｗ／ｃｍ２がより好ましい。照射する紫外線のエネルギー量は、適宜調整することができるが、１０ｍＪ／ｃｍ２から５００Ｊ／ｃｍ２が好ましく、１００ｍＪ／ｃｍ２から２００Ｊ／ｃｍ２がより好ましい。紫外線を照射する際に、強度を変化させても良い。紫外線を照射する時間は照射する紫外線強度により適宜選択されるが、１０秒から３６００秒が好ましく、１０秒から６００秒がより好ましい。
【０３１７】
（横電界型）
まず、本発明の一実施形態の液晶表示素子について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の液晶表示素子の一例を示す概略断面図である。本発明の一実施形態の液晶表示素子１０は、配向層４が表面に形成された第一の基板２と、前記第一の基板から離間して設けられ、かつ光配向層が表面に形成された第二の基板７と、前記第一の基板２および第二の基板７間に充填され、かつ前記一対の配向層と当接する液晶層５と、を備え、前記配向層４（４ａ，４ｂ）と前記第一の基板２との間にアクティブ素子として薄膜トランジスタ、共通電極２２および画素電極を備えた電極層３を有している。
【０３１８】
図１は、液晶表示素子の構成を模式的に示す図である。図１では、説明のために便宜上各構成要素を離間して記載している。本発明の一実施形態の液晶表示素子１０の構成は、図１に記載するように、対向に配置された第一の透明絶縁基板２と、第二の透明絶縁基板７との間に挟持された重合性液晶組成物（または液晶層５）を有する横電界方式（図では一例としてＩＰＳの一形態としてのＦＦＳモード）の液晶表示素子である。第一の透明絶縁基板２は、液晶層５側の面に電極層３が形成されている。また、液晶層５と、第一の透明絶縁基板２及び第二の透明絶縁基板７のそれぞれの間に、液晶層５を構成する重合性液晶組成物と直接当接してホモジニアス配向を誘起する一対の配向膜４（４ａ，４ｂ）を有し、該重合性液晶組成物中の液晶分子は、電圧無印加時に前記基板２，７に対して略平行になるように配向されている。図１および図３に示すように、前記第二の基板７および前記第一の基板２は、一対の偏光板１，８により挟持されてもよい。さらに、図１では、前記第二の基板７と配向膜４との間にカラーフィルター６が設けられている。なお、本発明に係る液晶表示素子の形態としては、いわゆるカラーフィルターオンアレイ（ＣＯＡ）であってもよく、薄膜トランジスタを含む電極層と液晶層との間にカラーフィルターを設けても、または当該薄膜トランジスタを含む電極層と第二の基板との間にカラーフィルターを設けてもよい。
【０３１９】
すなわち、本発明の一実施形態の液晶表示素子１０は、第一の偏光板１と、第一の基板２と、薄膜トランジスタを含む電極層３と、配向膜４と、重合性液晶組成物を含む液晶層５と、配向膜４と、カラーフィルター６と、第二の基板７と、第二の偏光板８と、が順次積層された構成である。
第一の基板２と第二の基板７はガラス又はプラスチックの如き柔軟性をもつ透明な材料を用いることができ、一方はシリコン等の不透明な材料でも良い。２枚の基板２、７は、周辺領域に配置されたエポキシ系熱硬化性組成物等のシール材及び封止材によって貼り合わされていて、その間には基板間距離を保持するために、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子等の粒状スペーサーまたはフォトリソグラフィ法により形成された樹脂からなるスペーサー柱が配置されていてもよい。
【０３２０】
図２は、図１における基板２上に形成された電極層３のＩＩ線で囲まれた領域を拡大した平面図である。図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線方向に図１に示す液晶表示素子を切断した断面図である。図２に示すように、第一の基板２の表面に形成されている薄膜トランジスタを含む電極層３は、走査信号を供給するための複数のゲート配線２４と表示信号を供給するための複数のデータ配線２５とが、互いに交差してマトリクス状に配置されている。なお、図２には、一対のゲート配線２４及び一対のデータ配線２５のみが示されている。
【０３２１】
複数のゲート配線２４と複数のデータ配線２５とにより囲まれた領域により、液晶表示装置の単位画素が形成され、該単位画素内には、画素電極２１及び共通電極２２が形成されている。ゲート配線２４とデータ配線２５が互いに交差している交差部近傍には、ソース電極２７、ドレイン電極２６およびゲート電極２８を含む薄膜トランジスタが設けられている。この薄膜トランジスタは、画素電極２１に表示信号を供給するスイッチ素子として、画素電極２１と連結している。また、ゲート配線２４と並行して、共通ライン（図示せず）が設けられる。この共通ラインは、共通電極２２に共通信号を供給するために、共通電極２２と連結している。
【０３２２】
薄膜トランジスタの構造の好適な一態様は、例えば、図３で示すように、基板２表面に形成されたゲート電極１１と、当該ゲート電極１１を覆い、且つ前記基板２の略全面を覆うように設けられたゲート絶縁層１２と、前記ゲート電極１１と対向するよう前記ゲート絶縁層１２の表面に形成された半導体層１３と、前記半導体層１３の表面の一部を覆うように設けられた保護層１４と、前記保護層１４および前記半導体層１３の一方の側端部を覆い、かつ前記基板２表面に形成された前記ゲート絶縁層１２と接触するように設けられたドレイン電極１６と、前記保護層１４および前記半導体層１３の他方の側端部を覆い、かつ前記基板２表面に形成された前記ゲート絶縁層１２と接触するように設けられたソース電極１７と、前記ドレイン電極１６および前記ソース電極１７を覆うように設けられた絶縁保護層１８と、を有している。ゲート電極１１の表面にゲート電極との段差を無くす等の理由により陽極酸化被膜（図示せず）を形成してもよい。
【０３２３】
前記半導体層１３には、アモルファスシリコン、多結晶ポリシリコンなどを用いることができるが、ＺｎＯ、ＩＧＺＯ（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ）、ＩＴＯ等の透明半導体膜を用いると、光吸収に起因する光キャリアの弊害を抑制でき、素子の開口率を増大する観点からも好ましい。
さらに、ショットキー障壁の幅や高さを低減する目的で半導体層１３とドレイン電極１６またはソース電極１７との間にオーミック接触層１５を設けても良い。オーミック接触層には、ｎ型アモルファスシリコンやｎ型多結晶ポリシリコン等のリン等の不純物を高濃度に添加した材料を用いることができる。
ゲート配線２６やデータ配線２５、共通ライン２９は金属膜であることが好ましく、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ又はその合金がより好ましく、Ａｌ又はその合金の配線を用いる場合が特に好ましい。また、絶縁保護層１８は、絶縁機能を有する層であり、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、ケイ素酸窒化膜等で形成される。
【０３２４】
図２及び図３に示す実施の形態では、共通電極２２はゲート絶縁層１２上のほぼ全面に形成された平板状の電極であり、一方、画素電極２１は共通電極２２を覆う絶縁保護層１８上に形成された櫛形の電極である。すなわち、共通電極２２は画素電極２１よりも第一の基板２に近い位置に配置され、これらの電極は絶縁保護層１８を介して互いに重なりあって配置される。画素電極２１と共通電極２２は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電性材料により形成される。画素電極２１と共通電極２２が透明導電性材料により形成されるため、単位画素面積で開口される面積が大きくなり、開口率及び透過率が増加する。
【０３２５】
また、画素電極２１と共通電極２２とは、これらの電極間にフリンジ電界を形成するために、画素電極２１と共通電極２２との間の電極間距離（最小離間距離とも称する）：Ｒが、第一の基板２と第二の基板７との距離：Ｇより小さくなるように形成される。ここで、電極間距離：Ｒは各電極間の基板に水平方向の距離を表す。図３では、平板状の共通電極２２と櫛形の画素電極２１とが重なり合っているため、電極間距離：Ｒ＝０となる例が示されており、最小離間距離：Ｒが第一の基板２と第二の基板７との距離（すなわち、セルギャップ）：Ｇよりも小さくなるため、フリンジの電界Ｅが形成される。したがって、ＦＦＳ型の液晶表示素子は、画素電極２１の櫛形を形成するラインに対して垂直な方向に形成される水平方向の電界と、放物線状の電界を利用することができる。画素電極２１の櫛状部分の電極幅：ｌ、及び、画素電極２１の櫛状部分の間隙の幅：ｍは、発生する電界により液晶層５内の液晶分子が全て駆動され得る程度の幅に形成することが好ましい。また、画素電極と共通電極との最小離間距離Ｒは、ゲート絶縁層１２の（平均）膜厚として調整することができる。また、本発明に係る液晶表示素子は、図３とは異なり、画素電極２１と共通電極２２との間の電極間距離（最小離間距離とも称する）：Ｒが、第一の基板２と第二の基板７との距離：Ｇより大きくなるように形成されてもよい（ＩＰＳ方式）。この場合、例えば、櫛状の画素電極および櫛状の共通電極が略同一面内に交互になるよう設けられる構成など挙げられる。
【０３２６】
本発明に係る液晶表示素子の好ましい一形態は、フリンジ電界を利用するＦＦＳ方式の液晶表示素子であることが好ましく、共通電極２２と画素電極２１との隣接する最短離間距離ｄが、配向膜４同士（基板間距離）の最短離間距離Ｄより短いと、共通電極と画素電極との間にフリンジ電界が形成され、液晶分子の水平方向および垂直方向の配向を効率的に利用することができる。本発明のＦＦＳ方式液晶表示素子の場合、長軸方向が、配向層の配向方向と平行になるように配置している液晶分子に電圧を印加すると、画素電極２１と共通電極２２との間に放物線形の電界の等電位線が画素電極２１と共通電極２２の上部にまで形成され、液晶層５内の液晶分子の長軸が形成された電界に沿って配列する。したがって、低い誘電異方性でも液晶分子が駆動することができる。
【０３２７】
本発明に係るカラーフィルター６は、光の漏れを防止する観点で、薄膜トランジスタおよびストレイジキャパシタ２３に対応する部分にブラックマトリックス（図示せず）を形成することが好ましい。また、カラーフィルター６は、通常Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３つフィルター画素から映像や画像の１ドットからなり、例えば、これら３つのフィルターはゲート配線の延びる方向に並んでいる。当該カラーフィルター６は、例えば、顔料分散法、印刷法、電着法又は、染色法等によって作製することができる。顔料分散法によるカラーフィルターの作製方法を一例に説明すると、カラーフィルター用の硬化性着色組成物を、該透明基板上に塗布し、パターニング処理を施し、そして加熱又は光照射により硬化させる。この工程を、赤、緑、青の３色についてそれぞれ行うことで、カラーフィルター用の画素部を作製することができる。その他、該基板上に、ＴＦＴ、薄膜ダイオード等の能動素子を設けた画素電極を設置したいわゆるカラーフィルターオンアレイでもよい。
【０３２８】
電極層３及びカラーフィルター６上には、液晶層５を構成する重合性液晶組成物と直接当接してホモジニアス配向を誘起する一対の配向膜４が設けられている。
また、偏光板１及び偏光板８は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラストが良好になるように調整することができ、それらの透過軸がノーマリブラックモードで作動するように、互いに直行する透過軸を有することが好ましい。特に、偏光板１及び偏光板８のうちいずれかは、液晶分子の配向方向と平行な透過軸を有するように配置することが好ましい。また、コントラストが最大になるように液晶の屈折率異方性Δｎとセル厚ｄとの積を調整することが好ましい。更に、視野角を広げるための位相差フィルムも使用することもできる。
また、他の液晶表示素子の実施形態として、ＩＰＳ方式の場合は、近接する共通電極と画素電極との最短離間距離ｄが液晶配向膜間の最短離間距離Ｇより長い条件であり、例えば、共通電極と画素電極とが同一基板上に形成され、かつ当該共通電極と当該画素電極とが交互に配置されている場合であって、近接する共通電極と画素電極との最短離間距離ｄが液晶配向膜間の最短離間距離Ｇより長い構造などが挙げられる。
【０３２９】
本発明に係る液晶表示素子の製造方法において、電極層を有する基板および／または基板表面に被膜を形成した後、当該被膜が内側となるように一対の基板を離間して対向させた後、液晶組成物を基板間に充填することが好ましい。その際、スペーサーを介して、基板の間隔を調整することが好ましい。
前記基板間の距離（得られる液晶層の平均厚さであり、被膜間の離間距離とも称する。）は、１〜１００μｍとなるように調整するのが好ましい。前記被膜間の平均離間距離は、１．５〜１０μｍが更に好ましい。
【０３３０】
本発明において、基板間の距離を調整するために使用するスペーサーとしては、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトレジスト材料などからなる柱状スペーサー等が挙げられる。
図１〜図３を用いて説明したＦＦＳ型の液晶表示素子は一例であって、本発明の技術的思想から逸脱しない限りにおいて、他の様々な形態で実施することが可能である。
【０３３１】
本発明に係る液晶表示素子の他の実施形態を図４および図５を用いて以下説明する。
例えば、図４は、図１における基板２上に形成された電極層３のＩＩ線で囲まれた領域を拡大した平面図の他の実施形態である。図４に示すように、画素電極２１がスリットを有する構成としてもよい。また、スリットのパターンを、ゲート配線２４又はデータ配線２５に対して傾斜角を持つようにして形成してもよい。
【０３３２】
当該図４に示す画素電極２１は、略長方形の平板体の電極を略矩形枠状の切欠き部でくり抜かれた形状である。また、当該画素電極２１の背面には絶縁保護層１８（図示せず）を介して櫛歯状の共通電極２２が一面に形成されている。そして、隣接する共通電極と画素電極との最短離間距離Ｒは配向層同士の最短離間距離Ｇより短い場合はＦＦＳ方式になり、長い場合はＩＰＳ方式になる。また、前記画素電極の表面には保護絶縁膜及び配向膜層によって被覆されていることが好ましい。なお、上記と同様に、前記複数のゲート配線２４と複数のデータ配線２５とに囲まれた領域にはデータ配線２５を介して供給される表示信号を保存するストレイジキャパシタ２３を設けてもよい。なお、切欠き部の形状は特に制限されるものではなく、図４で示す略矩形だけでなく、楕円、円形、長方形状、菱形、三角形、または平行四辺形など公知の形状の切欠き部を使用できる。また、隣接する共通電極と画素電極との最短離間距離Ｒが配向層同士の最短離間距離Ｇより長い場合はＩＰＳ方式の表示素子になる。
【０３３３】
図５は、図３とは別の実施形態であり、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線方向に図１に示す液晶表示素子を切断した断面図の他の例である。配向層４および薄膜トランジスタ２０を含む電極層３が表面に形成された第一の基板２と、配向層４が表面に形成された第二の基板８とが所定の間隔Ｄで配向層同士向かい合うよう離間しており、この空間に液晶組成物を含む液晶層５が充填されている。第一の基板２の表面の一部にゲート絶縁層１２、共通電極２２、絶縁保護層１８、画素電極２１および配向層４の順で積層されている。また、図４にも示すように、画素電極２１は、平板体の中央部および両端部が三角形状の切欠き部でくり抜かれ、さらに残る領域を長方形状の切欠き部でくり抜かれた形状であり、かつ共通電極２２は前記画素電極２１の略楕円形状の切欠き部と略平行に櫛歯状の共通電極が前記画素電極より第一の基板側に配置されてなる構造である。
【０３３４】
図５に示す例では、櫛形あるいはスリットを有する共通電極２２を用いており、画素電極２１と共通電極２２との電極間距離はＲ＝αとなる（なお、図５では便宜上電極間距離の水平成分をＲとして記載している）。さらに、図３では共通電極２２がゲート絶縁層１２上に形成されている例が示されていたが、図５に示されるように、共通電極２２を第一の基板２上に形成して、ゲート絶縁層１２を介して画素電極２１を設けるようにしてもよい。画素電極２１の電極幅：ｌ、共通電極２２の電極幅：ｎ、及び、電極間距離：Ｒは、発生する電界により液晶層５内の液晶分子が全て駆動され得る程度の幅に適宜調整することが好ましい。隣接する共通電極と画素電極との最短離間距離Ｒは配向層同士の最短離間距離Ｇより短い場合はＦＦＳ方式になり、長い場合はＩＰＳ方式になる。さらに、図５では画素電極２１と共通電極２２の厚み方向の位置が異なるが、両電極の厚み方向における位置を同一にしてもまたは共通電極が液晶層５側に設けてもよい。
【０３３５】
（垂直電界型）
本発明の好ましい他の実施形態は、液晶組成物を用いた垂直電界型の液晶表示素子である。図６は、垂直電界型の液晶表示素子の構成を模式的に示す図である。また、図７では、説明のために便宜上各構成要素を離間して記載している。図７は、当該図６における基板上に形成された薄膜トランジスタを含む電極層３００（または薄膜トランジスタ層３００とも称する。）のＶＩＩ線で囲まれた領域を拡大した平面図である。図８は、図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線方向に図６に示す液晶表示素子を切断した断面図である。以下、図６〜９を参照して、本発明に係る垂直電界型の液晶表示素子を説明する。
【０３３６】
本発明に係る液晶表示素子１０００の構成は、図６に記載するように透明導電性材料からなる透明電極（層）６００（または共通電極６００とも称する。）を具備した第二の基板８００と、透明導電性材料からなる画素電極および各画素に具備した前記画素電極を制御する薄膜トランジスタを形成した薄膜トランジスタ層３００を含む第一の基板２００と、前記第一の基板２００と第二の基板８００との間に挟持された重合性液晶組成物（または液晶層５００）を有し、該重合性液晶組成物に係る中の液晶分子の電圧無印加時の配向が前記基板２００，８００に対して略垂直である液晶表示素子である。また図６および図８に示すように、前記第二の基板８００および前記第一の基板２００は、一対の偏光板１００，９００により挟持されてもよい。さらに、図６では、前記第一の基板２００と共通電極６００との間にカラーフィルター７００が設けられている。またさらに、本発明に係る液晶層５００と隣接し、かつ当該液晶層５００を構成する重合性液晶組成物と直接接するよう一対の配向膜４００が透明電極（層）６００，１４００表面に形成されている。
すなわち、本発明に係る液晶表示素子１０００は、第一の偏光板１００と、第一の基板２００と、薄膜トランジスタを含む電極層（又は薄膜トランジスタ層とも称する）３００と、光配向膜４００と、液晶組成物を含む層５００と、配向膜４００と、共通電極６００と、カラーフィルター７００と、第二の基板８００と、第二の偏光板９００と、が順次積層された構成である。尚、配向膜４００は光配向膜であることが好ましい。
【０３３７】
図１７は、本発明におけるＶＡモード液晶表示装置の一態様を表す断面模式図であり、配向膜を配向処理（マスクラビングあるいは光配向）を用いて製造された液晶セルの、液晶層内に形成されたポリマーネットワーク構造及び液晶分子配列構造を示している。液晶セルの透明電極の内側（液晶層側）には、ガラス基板の法線方向から僅かに傾いた（０．１〜５．０ °）垂直配向膜が形成されており、垂直配向膜及び液晶分子は、上下基板間で略９０°の捩じれ構造を有している。
垂直配向膜の配向規制力を受け重合性モノマーが垂直方向に配列し、ＵＶ光照射によって重合性モノマーを重合・固定化させてポリマーネットワークを形成する。このようにして形成されたポリマーネットワークは、（Ｖ１）上下基板にまたがってポリマーネットワークを形成、（Ｖ２）上（下）基板から液晶方向に向かってポリマーネットワークを形成するも途中までのもの、（Ｖ３）配向膜の表面近傍のみポリマーネットワークを形成。（主に単官能モノマーの場合）、（Ｖ４）液晶層内でポリマーネットワーク同士が結合（Ｆｌｏａｔｉｎｇはしていない）の、およそ４種類の構造を有するものと推定される。
この様にして形成された異方性を有するポリマーポリマネットワークは、液晶層とはほぼ完全に分離しており、これら高分子ネットワークの間に液晶分子は配向配列しているものと考えられる。液晶分子と高分子ネットワークが混在し、電圧無印加時に光散乱を起こす所謂ポリマーネットワーク型液晶の分子配列構造とは明らかに異なり、またＰＳＡ等で用いられる配向膜近傍に偏在する配向維持層のそれとも全く異なる構造を有するものである。
【０３３８】
例示として、配向膜を用いた方法によるポリマーネットワークと液晶分子配列構造を示したが、リブやスリット等の構造物を有する所謂ＭＶＡ方式においても、基板界面近傍のポリマーネットワークや液晶分子のプレティルトが、構造物やスリットを介して印加される斜め電界強度などによってやや異なるだけであり、本質的には、上図のような構造を有するものと推定される。
この様なポリマーネットワークと液晶分子による液晶分子配列を有するＶＡ型液晶表示装置では、電圧無印加時の液晶分子に対するアンカーリング力が、液晶配向膜とポリマーネットワークの持つアンカーリング力の相乗作用により、より強く作用する事となって、結果的に電圧ＯＦＦ時の応答速度を速くすることが可能となる。
【０３３９】
（横・斜め電界型）
配向膜に対してマスクラビングやマスク露光等の煩雑な工程を行なわず、電極構造を工夫するだけの簡便な手法で液晶表示領域を配向分割できる新たな表示技術として、斜め電界と横電界を液晶層に作用させる方法が提案されている。
図１８は、上記技術を用いたＴＦＴ液晶表示素子の一画素ＰＸにおける最小の単位構成体を概略的に示す平面図である。以下に、横・斜め電界モード液晶表示装置の構造及び動作について、簡単に説明する。
【０３４０】
画素電極ＰＥは、主画素電極ＰＡ及び副画素電極ＰＢを有している。これらの主画素電極ＰＡ及び副画素電極ＰＢは、互いに電気的に接続されており、これらの主画素電極ＰＡ及び副画素電極ＰＢがともにアレイ基板ＡＲに備えられている。主画素電極ＰＡは、第２方向Ｙに沿って延出しており、副画素電極ＰＢは、第２方向Ｙとは異なる第１方向Ｘに沿って延出している。図示した例では、画素電極ＰＥは、略十字状に形成されている。副画素電極ＰＢは、主画素電極ＰＡの略中央部に結合し、主画素電極ＰＡからその両側、即ち画素ＰＸの左側及び右側に向かって延出している。これらの主画素電極ＰＡ及び副画素電極ＰＢは、互いに略直交している。画素電極ＰＥは、画素電極ＰＢにおいて図示を省略したスイッチング素子と電気的に接続されている。
【０３４１】
共通電極ＣＥは、主共通電極ＣＡ及び副共通電極ＣＢを有しており、これらの主共通電極ＣＡ及び副共通電極ＣＢは、互いに電気的に接続されている。共通電極ＣＥは、画素電極ＰＥとは電気的に絶縁されている。共通電極ＣＥにおいて、主共通電極ＣＡ及び副共通電極ＣＢの少なくとも一部は、対向基板ＣＴに備えられている。主共通電極ＣＡは、第２方向Ｙに沿って延出している。この主共通電極ＣＡは、主画素電極ＰＡを挟んだ両側に配置されている。このとき、Ｘ−Ｙ平面内において、主共通電極ＣＡのいずれも主画素電極ＰＡとは重ならず、主共通電極ＣＡのそれぞれと主画素電極ＰＡとの間には略等しい間隔が形成されている。つまり、主画素電極ＰＡは、隣接する主共通電極ＣＡの略中間に位置している。副共通電極ＣＢは、第１方向Ｘに沿って延出している。副共通電極ＣＢは、副画素電極ＰＢを挟んだ両側に配置されている。このとき、Ｘ−Ｙ平面内において、副共通電極ＣＢのいずれも副画素電極ＰＢとは重ならず、副共通電極ＣＢのそれぞれと副画素電極ＰＢとの間には略等しい間隔が形成されている。つまり、副画素電極ＰＢは、隣接する副共通電極ＣＢの略中間に位置している。
【０３４２】
図示した例では、主共通電極ＣＡは、第２方向Ｙに沿って直線的に延出した帯状に形成されている。副共通電極ＣＢは、第１方向Ｘに沿って直線的に延出した帯状に形成されている。なお、主共通電極ＣＡは第１方向Ｘに沿って間隔をおいて２本平行に並んでおり、以下では、これらを区別するために、図中の左側の主共通電極をＣＡＬと称し、図中の右側の主共通電極をＣＡＲと称する。また、副共通電極ＣＢは第２方向Ｙに沿って間隔をおいて２本平行に並んでおり、以下では、これらを区別するために、図中の上側の主共通電極をＣＢＵと称し、図中の下側の主共通電極をＣＢＢと称する。主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲは、副共通電極ＣＢＵ及び副共通電極ＣＢＢと同電位である。図示した例では、主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲは、副共通電極ＣＢＵ及び副共通電極ＣＢＢとそれぞれ繋がっている。
【０３４３】
主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲは、それぞれ当該画素ＰＸと左右に隣接する画素間に配置されている。すなわち、主共通電極ＣＡＬは図示した当該画素ＰＸとその左側の画素（図示せず）との境界に跨って配置され、主共通電極ＣＡＲは図示した当該画素ＰＸとその右側の画素（図示せず）との境界に跨って配置されている。副共通電極ＣＢＵ及び主共通電極ＣＢＢは、それぞれ当該画素ＰＸと上下に隣接する画素間に配置されている。すなわち、副共通電極ＣＢＵは図示した当該画素ＰＸとその上側の画素（図示せず）との境界に跨って配置され、副共通電極ＣＢＢは図示した当該画素ＰＸとその下側の画素（図示せず）との境界に跨って配置されている。
【０３４４】
図示した例では、一画素ＰＸにおいて、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとで区画された４つの領域が主として表示に寄与する開口部あるいは透過部として形成される。この例では、液晶分子ＬＭの初期配向方向は、第２方向Ｙと略平行な方向である。第１配向膜ＡＬ１は、アレイ基板ＡＲの対向基板ＣＴと対向する面に配置され、アクティブエリアＡＣＴの略全体に亘って延在している。この第１配向膜ＡＬ１は、画素電極ＰＥを覆っており、第２層間絶縁膜１３の上にも配置されている。このような第１配向膜ＡＬ１は、水平配向性を示す材料によって形成されている。なお、アレイ基板ＡＲは、さらに、共通電極の一部として第１主共通電極及び第１副共通電極を備えている場合もある。
図１９は、８分割斜め電界モード液晶セルの電極構造の模式図である。この様に１画素を８つに分割することで更なる広視野角化を実現できる。
【０３４５】
次に、上記構成の液晶表示パネルの動作について説明する。液晶層に電圧が印加されていない状態、つまり画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成されていない無電界時（ＯＦＦ時）には、図１８において破線で示したように液晶層ＬＱの液晶分子ＬＭは、その長軸が第１配向膜ＡＬ１の第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向膜ＡＬ２の第２配向処理方向ＰＤ２を向くように配向している。このようなＯＦＦ時が初期配向状態に相当し、ＯＦＦ時の液晶分子ＬＭの配向方向が初期配向方向に相当する。厳密には、液晶分子ＬＭは、Ｘ−Ｙ平面に平行に配向しているとは限らず、プレティルトしている場合が多い。このため、液晶分子ＬＭの厳密な初期配向方向とは、ＯＦＦ時の液晶分子ＬＭの配向方向をＸ−Ｙ平面に正射影した方向である。
第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向処理方向ＰＤ２は、ともに第２方向Ｙと略平行な方向である。ＯＦＦ時においては、液晶分子ＬＭは、図１８に破線で示したように、その長軸が第２方向Ｙと略平行な方向を向くように初期配向する。つまり、液晶分子ＬＭの初期配向方向は、第２方向Ｙと平行（あるいは、第２方向Ｙに対して０°）である。
【０３４６】
図示した例のように、第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向処理方向ＰＤ２が平行且つ同じ向きである場合、液晶層ＬＱの断面において液晶分子ＬＭは、液晶層ＬＱの中間部付近で略水平（プレティルト角が略ゼロ）に配向し、ここを境界として第１配向膜ＡＬ１の近傍及び第２配向膜ＡＬ２の近傍において対称となるようなプレティルト角を持って配向する（スプレイ配向）。このように液晶分子ＬＭがスプレイ配向している状態では、基板の法線方向から傾いた方向においても第１配向膜ＡＬ１の近傍の液晶分子ＬＭと第２配向膜ＡＬ２の近傍の液晶分子ＬＭとにより光学的に補償される。したがって、第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向処理方向ＰＤ２が互いに平行、且つ、同じ向きである場合には、黒表示の場合に光漏れが少なく、高コントラスト比を実現することができ、表示品位を向上することが可能となる。なお、第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向処理方向ＰＤ２が互いに平行且つ逆向きである場合、液晶層ＬＱの断面において、液晶分子ＬＭは、第１配向膜ＡＬ１の近傍、第２配向膜ＡＬ２の近傍、及び、液晶層ＬＱの中間部において略均一なプレチルト角を持って配向する（ホモジニアス配向）。バックライト４からのバックライト光の一部は、第１偏光板ＰＬ１を透過し、液晶表示パネルＬＰＮに入射する。液晶表示パネルＬＰＮに入射した光は、第１偏光板ＰＬ１の第１偏光軸ＡＸ１と直交する直線偏光である。このような直線偏光の偏光状態は、ＯＦＦ時の液晶表示パネルＬＰＮを通過した際にほとんど変化しない。このため、液晶表示パネルＬＰＮを透過した直線偏光は、第１偏光板ＰＬ１に対してクロスニコルの位置関係にある第２偏光板ＰＬ２によって吸収される（黒表示）。
【０３４７】
一方、液晶層ＬＱに電圧が印加された状態、つまり、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電位差が形成された状態（ＯＮ時）では、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に基板と略平行な横電界（あるいは斜め電界）が形成される。液晶分子ＬＭは、電界の影響を受け、その長軸が図中の実線で示したようにＸ−Ｙ平面と略平行な平面内で回転する。
図１８に示した例では、画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＬとの間の領域のうち、下側半分の領域内の液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに対して時計回りに回転し図中の左下を向くように配向し、また、上側半分の領域内の液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに対して反時計回りに回転し図中の左上を向くように配向する。画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＲとの間の領域のうち、下側半分の領域内の液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに対して反時計回りに回転し図中の右下を向くように配向し、上側半分の領域内の液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに対して時計回りに回転し図中の右上を向くように配向する。このように、各画素ＰＸにおいて、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成された状態では、液晶分子ＬＭの配向方向は、画素電極ＰＥと重なる位置を境界として複数の方向に分かれ、それぞれの配向方向でドメインを形成する。つまり、一画素ＰＸには複数ドメインが形成される。
【０３４８】
このようなＯＮ時には、第１偏光板ＰＬ１の第１偏光軸ＡＸ１と直交する直線偏光は、液晶表示パネルＬＰＮに入射し、その偏光状態は、液晶層ＬＱを通過する際に液晶分子ＬＭの配向状態に応じて変化する。このようなＯＮ時においては、液晶層ＬＱを通過した少なくとも一部の光は、第２偏光板ＰＬ２を透過する（白表示）。このような構造によれば、一画素内に４つのドメインを形成することが可能となるため、４方向での視野角を光学的に補償することができ、広視野角化が可能となる。したがって、階調反転がなく、高い透過率の表示を実現することができ、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することが可能となる。また、一画素内において、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとで区画される４つの領域それぞれについて開口部の面積を略同一に設定することにより、各領域の透過率が略同等となり、それぞれの開口部を透過した光が互いに光学的に補償し合い、広い視野角範囲に亘って均一な表示を実現することが可能となる。
【実施例】
【０３４９】
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、以下の実施例及び比較例の組成物における「％」は『質量％』を意味する。【０３５０】
［実施例１］
Ｐ型液晶組成物として下記（ＬＣＰ−１）で示される組成物（Δｎ０．１０３、粘性η２０ｍＰａ・ｓ、Ｖｔｈ  １．７２Ｖｒｍｓ）を調製した。重合性化合物として下記式（Ｖ１−１−１）で示される化合物を用いた。
Ｐ型液晶組成物（ＬＣＰ−１）１００〜９７％、重合性化合物（Ｖ１−１−１）１．９６〜２．９４％、重合光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１が重合性化合物（Ｖ１−１−１）に対して２％になる重合性液晶組成物（ＬＣＭ−１）を調製した。固形の重合性化合物（Ｖ１−１−１）を６０℃に加熱して液晶（ＬＣＰ−１）に溶解させた後、室温で重合性化合物（Ｖ１−１−１）が均一に溶解してネマチック液晶相を示していることを偏光顕微鏡で確認した。
液晶の一軸配向（ホモジニアス配向）が得られるように、セルギャップ３μｍのポリイミド配向膜を塗布したＩＴＯ付きパラレルラビング配向のセルを用いた。重合性液晶組成物（ＬＣＭ−１）を真空注入法によりガラスセル内に注入した。【０３５１】
注入後ガラスセルを取り出し、注入口を封口剤３０２６Ｅ（スリーボンド社製）で封止した。紫外線カットフィルターＬ−３７（ホーヤ  カンデオ  オプトロニクス社製）を介した照射強度が１５ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を、２５℃で３００秒間照射した。これにより重合性液晶組成物中の重合性化合物を重合させて、ＥＣＢモードの液晶表示素子を得た。直交する二枚の偏光板の間に作製したセルをラビング処理方向と偏光軸方向が一致するように置くと暗視野になり一軸配向が得られていることを確認した。
６０Ｈｚの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、図９に示す電圧―透過率特性を示した。図９に示すように、重合性液晶組成物中の重合性化合物の濃度が上昇するにつれ、駆動電圧が増加していることから、重合させて得られた液晶性高分子のアンカーリング力による配向安定化作用が確認された。【０３５２】
【化１３６】
2015122457.tif 000139
【０３５３】
【化１３７】
2015122457.tif 000140
【０３５４】
次いで、ＥＣＢモードにおける応答時間を調べた。結果を図１０に示す。図１０に示すように、重合性液晶組成物中の重合性化合物の濃度が上昇するにつれ、５ｍｓから２ｍｓへと、τｄの高速化が確認された。一方、重合性液晶組成物中の重合性化合物の濃度が上昇するにつれ、同一駆動電圧におけるτｒが若干遅くなる傾向は見られたがτｒ＋τｄの全体の応答は速くなることを確認した。
τｄとτｒを比較すると、τｄはアンカーリング力に支配されているのに対し、τｒは、電界とアンカーリング力の差に支配されていることが確認された。
セル作製に用いた重合性液晶組成物を２０℃で１週間放置して重合性化合物による結晶化が無いことを確認した。【０３５５】
［実施例２］
Ｐ型液晶組成物（ＬＣＰ−１；Δｎ０．１０３、粘性η２０ｍＰａ・ｓ）９５％、重合性化合物（Ｖ１−１−１）５％及び重合光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１を重合性化合物（Ｖ１−１−１）に対して２％含有する重合性液晶組成物（ＬＣＭ−１）を調製した。
液晶の一軸配向（ホモジニアス配向）が得られるように、セルギャップ３．５μｍのポリイミド配向膜を塗布したＩＴＯ付きパラレルラビング配向のセルを用いた。重合性液晶組成物（ＬＣＭ−１）を６０℃に加熱してＬＣＰ−１に溶解させて、真空注入法によりガラスセル内に注入した。
注入後ガラスセルを取り出し、注入口を封口剤３０２６Ｅ（スリーボンド社製）で封止した。紫外線カットフィルターＬ−３７（ホーヤ  カンデオ  オプトロニクス社製）を介した照射強度が１５ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を、２５℃又は−１０℃で３００秒間照射した。これにより重合性液晶組成物中の重合性化合物を重合させて、ＥＣＢモードの液晶表示素子を得た。【０３５６】
２５℃又は−１０℃で重合させて得られた液晶表示素子に、６０Ｈｚの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、図１１に示す電圧―透過率特性を示した。図１１に示すように、低温重合により駆動電圧が増加することが確認された。
次いで、ＥＣＢモードにおける応答時間を調べた。結果を図１２に示す。図１２に示すように、低温重合によりτｄの高速化が確認された。一方、同一駆動電圧におけるτｒにおいては、重合温度による差は少なかった。−１０℃で重合させて得られた液晶表示素子の応答速度は、２５℃で重合させた場合と比較して一桁高速化していることが確認された。【０３５７】
［実施例３］
Ｎ型液晶組成物として下記（ＬＣＮ−１）で示される組成物（Δｎ０．１０２、粘性η１６．８、Δε−３．８）を調製した。重合性化合物として式（Ｖ１−１−２）で示される化合物を用いた。
Ｎ型液晶組成物として（ＬＣＮ−１；Δｎ０．１０２、粘性η１６．８、Δε−３．８）９６％、重合性化合物（Ｖ１−１−２）４％、及び重合光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１を重合性化合物（Ｖ１−１−２）に対して２％含有する重合性液晶組成物（ＬＣＭ−２）を調製した。
液晶の垂直配向（ホメオトロピック配向）が得られるように、セルギャップ３μｍのポリイミド配向膜を塗布した後、基板面法線方向に対してプレチルト角が１°〜２°になるようにラビング配向処理を施しＩＴＯ付きパラレルラビング配向のセルを用いた。固形の重合性化合物（Ｖ１−１−２）を６０℃に加熱して液晶（ＬＣＮ−１）に溶解させた後、室温で重合性化合物（Ｖ１−１−２）が均一に溶解してネマチック液晶相を示していることを偏光顕微鏡で確認した。重合性液晶組成物（ＬＣＭ−２）を６０℃に加熱して、真空注入法によりガラスセル内に注入した。【０３５８】
注入後ガラスセルを取り出し、注入口を封口剤３０２６Ｅ（スリーボンド社製）で封止した。紫外線カットフィルターＬ−３７（ホーヤ  カンデオ  オプトロニクス社製）を介した照射強度が１５ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を、２５℃又は−１０℃で３００秒間照射した。これにより重合性液晶組成物の重合性化合物を重合させて、ＶＡモードの液晶表示素子を得た。直交する二枚の偏光板の間に作製したセルを置くと黒くなりセルを方位角方向へ回転しても暗視野が変化せず、ポリマーネットワークの光軸方向と液晶配向容易軸方向が同一方向であることを確認した。【０３５９】
６０Ｈｚの矩形波を印加して電圧―透過率特性及び応答時間を測定した。結果を図１３に示す。図１３に示すように、低温重合によりτｄの高速化が確認された。
真空注入までの工程は同様にして液晶セルを作製し、１００Hz、２．５Vの矩形波を印加しながら上述の方法でUVを照射した。基板面法線方向に対してプレチルト角が３°の状態で液晶が配向しているのをリターデーション測定から確認した。応答時間も同様にτｄが０．９ｍｓｅｃで高速化が確認された。
セル作製に用いた重合性液晶組成物を２０℃で１週間放置して重合性化合物による結晶化が無いことを確認した。【０３６０】
【化１３８】
2015122457.tif 000141
【０３６１】
【化１３９】
2015122457.tif 000142
【０３６２】
［実施例４］
重合温度を−１０℃、０℃、１０℃、２５℃で行った以外は実施例３と同様の方法にて、ＶＡモードの液晶表示素子を得た。
６０Ｈｚの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、図１４に示す駆動電圧Ｖ９０（ｖ）を示した。図１４に示すように、重合温度が低下するにつれ、駆動電圧が増加していることが確認された。
セル作製に用いた重合性液晶組成物を２０℃で１週間放置して重合性化合物による結晶化が無いことを確認した。【０３６３】
更にＶＡモードにおける応答時間を調べた。結果を図１５に示す。図１５に示すように、低温重合によりτｄの高速化が確認された。又、周波数６０Ｈｚ間隔でゲートをＯＮ状態にしてセルに電圧１Ｖを１６．６ミリ秒間印加して、ゲートＯＦＦ後に、セルが保持された電圧を測定して電圧保持率を求めた。２５℃の電圧保持率は、９９．５％、７０℃の電圧保持率は９３％であった。【０３６４】
［実施例５〜１６、比較例１〜１２］
機能別重合性化合物の濃度、温度、及び組合せ変えた場合を示す。立下り時間１ｍｓｅｃ以下の高速応答を示すことが温度、及び濃度、組合せの違いで確認された。６０Ｈｚの矩形波を印加して電圧―透過率特性及び応答速度を測定した。
セル作製に用いた重合性液晶組成物を２０℃で１週間放置して重合性化合物による結晶化が無いことを確認した。【０３６５】
【表１】
2015122457.tif 000143
【０３６６】
【表２】
2015122457.tif 000144
【０３６７】
［実施例１７〜２２、比較例１３〜１４］
Ｎ型液晶組成物として上記（ＬＣＮ−１）を用い、重合性化合物として（Ｖ１−１−３）で示される化合物を下記表３のように添加し、重合光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１を重合性化合物（Ｖ１−１−３）に対して２％になるように添加し、重合性液晶組成物を調整した。実施例３と同様の方法でＶＡモードの液晶セルを作製した。
これにより重合性液晶組成物の重合性化合物を重合させてセル内全体に相分離構造を形成させて、ＶＡモードの液晶表示素子を得た。偏光顕微鏡を用いて直交する二枚の偏光板の間に作製したセルを置くと暗視野になりセルを方位角方向へ回転しても暗視野の黒レベルが変化せずホメオトロピック配向であり、ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸方向がセル面に直行するように形成されていることを確認した。
セル作製に用いた重合性液晶組成物を２０℃で１週間放置して重合性化合物による結晶化が無いことを確認した。【０３６８】
作製したセルのＶＡモードに６０Ｈｚの矩形波を印加して、電圧−透過率特性及び応答時間を測定した。結果を表３に示す。表３の比較例１３は、液晶組成物（ＬＣＮ−１）１００％の場合の駆動電圧V90、立下り時間、立上り時間を示す。比較例１４の重合性化合物（Ｖ１−１−３）を０．５％添加した場合は、立下がり時間は比較例１３に比べ長くなり応答時間の改善が見られないが、比較例１３に重合性化合物（Ｖ１−１−３）を１％から３％迄の間で少量添加すると立下り時間、立上り時間が短くなり応答性が向上している。ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸を一致させるように形成されたポリマーネットワークのアンカーリング力の効果で立ち下がり時間が短くなることが確認された。【０３６９】
更に、駆動電圧の増加に伴い立ち上がり時間も短くなり応答性が向上した。立ち下がり時間は、液晶の回転粘性、及び弾性定数に大きく影響されているが、光学異方性を持つポリマーネットワークを液晶中に形成させるとポリマーネットワークからのアンカーリング力で立下り時間が向上し、応答性が良好なディスプレイの表示材料に有用になる。重合性化合物濃度が１％未満では、ポリマーネットワークは基板界面付近に形成され立下り時間に殆ど寄与していないが、重合性化合物濃度が１％以上になると光学異方性を持ったポリマーネットワーク二枚の基板間形成するようになり立下り時間への影響が重合性化合物濃度に比例して影響力が大きくなることを示している。【０３７０】
【化１４０】
2015122457.tif 000145
【０３７１】
【表３】
2015122457.tif 000146
【０３７２】
［実施例２３〜２５］
実施例２３〜２４では、Ｎ型液晶組成物として上記（ＬＣＮ−１）を用い、重合性化合物として下記式（Ｖ１−１−４）で示される化合物を１．５％、又は１０％添加し、重合光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１を重合性化合物（Ｖ１−１−４）に対して２％になるように添加し重合性液晶組成物を調整した。また実施例２５では、上記（ＬＣＮ−１）に重合性化合物として下記式（Ｖ１−１−５）に示される化合物２０％を添加し、重合光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１が重合性化合物（Ｖ１−１−５）に対して２％になるように添加して重合性液晶組成物を調整した。実施例３と同様の方法でＶＡモードの液晶セルを作製した。【０３７３】
【化１４１】
2015122457.tif 000147
【０３７４】
【化１４２】
2015122457.tif 000148
【０３７５】
【表４】
2015122457.tif 000149
【０３７６】
実施例１７〜２５の結果と同様で、直交する二枚の偏光板の間に作製したセルを置くと暗視野になりセルを方位角方向へ回転しても暗視野の黒レベルが変化せずホメオトロピック配向であり、ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸方向がセル面に直行するように形成されていることを確認した。
作製したセルのＶＡモードに６０Ｈｚの矩形波を印加して、電圧−透過率特性及び応答時間を測定した。結果を上記表に示す。ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸を一致させるように形成されたポリマーネットワークのアンカーリング力の効果で立下がり時間が短くなることが確認された。更に、駆動電圧の増加に伴い立上がり時間も短くなり応答性が向上した。
セル作製に用いた重合性液晶組成物を２０℃で１週間放置して重合性化合物による結晶化が無いことを確認した。【０３７７】
［実施例２６］
Ｎ型液晶組成物として上記（ＬＣＮ−１）を用い、重合性化合物として下記式（Ｖ１−１−６）で示される化合物８％と上記式（Ｖ１−１−１）で示される化合物２％を（ＬＣＮ−１）に添加し、重合光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１を重合性化合物の全体量に対して２％になるように添加して重合性液晶組成物を調整した。実施例３と同様の方法でＶＡモードの液晶セルを作製した。
作製したセルのＶＡモードに６０Ｈｚの矩形波を印加して応答時間を測定した。Ｖ９０は２６．４Ｖ、立下り時間は０．９ｍｓｅｃ、立上がり時間は、０．９ｍｓｅｃであった。偏光顕微鏡を用いて直交する二枚の偏光板の間に作製したセルを置くと暗視野になりセルを方位角方向へ回転しても暗視野の黒レベルが変化せずホメオトロピック配向であり、ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸方向がセル面に直行するように形成されていることを確認した。【０３７８】
ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸を一致させるように形成されたポリマーネットワークのアンカーリング力の効果で立下がり時間が短くなることが確認された。更に、駆動電圧の増加に伴い立上がり時間も短くなり応答性が向上した。
セル作製に用いた重合性液晶組成物を２０℃で１週間放置して重合性化合物による結晶化が無いことを確認した。【０３７９】
【化１４３】
2015122457.tif 000150
【０３８０】
［実施例２７］
Ｎ型液晶組成物として上記（ＬＣＮ−１）を用い、重合性化合物として下記式（Ｖ１−１−７）で示される化合物４％と上記式（Ｖ１−１−１）で示される化合物６％を（ＬＣＮ−１）に添加し、重合光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１を重合性化合物の全体量に対して２％になるように添加し、重合性液晶組成物を調整した。実施例３と同様の方法でＶＡモードの液晶セルを作製した。【０３８１】
【化１４４】
2015122457.tif 000151
【０３８２】
作製したセルのＶＡモードに６０Ｈｚの矩形波を印加して電圧−透過率特性及び応答時間を測定した。Ｖ９０は３６．６Ｖ、立下り時間は０．８ｍｓｅｃ、立上がり時間は、０．２ｍｓｅｃであった。偏光顕微鏡を用いて直交する二枚の偏光板の間に作製したセルを置くと暗視野になりセルを方位角方向へ回転しても暗視野の黒レベルが変化せずホメオトロピック配向であり、ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸方向がセル面に直行するように形成されていることを確認した。ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸を一致させるように形成されたポリマーネットワークのアンカーリング力の効果で立下がり時間が短くなることが確認された。更に、駆動電圧の増加に伴い立上がり時間も短くなり応答性が向上した。
セル作製に用いた重合性液晶組成物を２０℃で１週間放置して重合性化合物による結晶化が無いことを確認した。【０３８３】
［実施例２８］
Ｎ型液晶組成物として上記（ＬＣＮ−１）を用い、配向機能二官能モノマーである重合性化合物として上記式（Ｖ１−１−４）で示される化合物５％と上記式（Ｖ１−１−３）で示される化合物５％を（ＬＣＮ−１）に添加し、重合光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１を重合性化合物の全体量に対して２％になるように添加して重合性液晶組成物を調整した。実施例３と同様の方法でＶＡモードの液晶セルを作製した。
作製したセルのＶＡモードに６０Ｈｚの矩形波を印加して、電圧−透過率特性及び応答時間を測定した。Ｖ９０は２３．６Ｖ、立下り時間は０．８ｍｓｅｃ、立上がり時間は、０．９ｍｓｅｃであった。直交する二枚の偏光板の間に作製したセルを置くと暗視野になりセルを方位角方向へ回転しても暗視野の黒レベルが変化せずホメオトロピック配向であり、ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸方向がセル面に直行するように形成されていることを確認した。【０３８４】
更に、電圧１５Ｖを印加しながらＵＶ露光した以外は、実施例３と同様の方法で液晶セルを作製した。電圧を印加されていない状態で偏光顕微鏡を用いて液晶配向状態を観察すると、セルを方位角方向へ回転すると明視野が現れ、偏光方向とラビング方向を回転させて合わせると暗視野が現れ、ホモジニアス配向であることが判明した。ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸方向がセル面に水平になるように形成されていることを確認した。明視野の状態で液晶の等方相になる温度８５℃に加熱すると液晶部分は暗状態になり、光学異方性を示すポリマーネットワークの形態が観察された。【０３８５】
図１６に、垂直配向セルに電圧を印加して液晶をホモジニアス配向状態にしてＵＶ露光（３ｍＷ／ｃｍ２  ６０秒）した場合の配向重合相分離構造を偏光顕微鏡で観察した写真と、写真の説明図を示す。ポリマーネットワークが光学異方性を示すので等方相の液晶部分との間で明暗のコントラストが得られ、重合相分離構造が観察される。ポリマーネットワークの光学軸を偏光方向へ合わせると暗視野になりポリマーネットワークが光学異方性を示しているこが判明した。図１６の偏光顕微鏡写真ではホモジニアス配向を示しているが、電圧を印加なしでＵＶ露光したセルを同様な方法で重合相分離構造を垂直配向セルに於いても同様な方法で観察するとポリマーネットワークとの屈折率差が無く暗視野になり、平行した二枚のセル基板面に対して垂直方向にポリマーネットワークが形成されていることを示している。【０３８６】
［実施例２９〜３２］
Ｎ型液晶組成物として上記（ＬＣＮ−１）を用い、配向機能二官能モノマーである重合性化合物として上記式（Ｖ１−１−１）と下記式（Ｖ１−１−９）で示される化合物とを用い、重合光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１を重合性化合物の全体量に対して２％になるように添加して重合性液晶組成物を調整した。プレチルト角が７°になるようにラビング処理した以外は実施例３と同様の方法でＶＡモードの液晶セルを作製した。直交する二枚の偏光板の間に作製したセルを置くと暗視野になりセルを方位角方向へ回転しても暗視野の黒レベルが変化せずホメオトロピック配向であり、ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸方向がセル面に直行するように形成されていることを確認した。【０３８７】
作製したセルのＶＡモードに６０Ｈｚの矩形波を印加して、電圧−透過率特性及び応答時間を測定した。結果を下記表に示す。ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸を一致させるように形成されたポリマーネットワークのアンカーリング力の効果で立下がり時間が短くなることが確認された。
重合性化合物（Ｖ１−１−１）と（Ｖ１−１−９）の配合比率を変えるとプレチルト角が変化することを回転検光子方によるリターデーションの角度依存性測定から確認した。更に、重合性化合物（Ｖ１−１−１）と（Ｖ１−１−９）の配合比率の調整により立下がり時間が液晶単体より短く且つ駆動電圧V90の増加が抑えられた液晶表示素子が得られた。セル作製に用いた重合性液晶組成物を２０℃で１週間放置して重合性化合物による結晶化が無いことを確認した。【０３８８】
【化１４５】
2015122457.tif 000152
【０３８９】
【表５】
2015122457.tif 000153
【０３９０】
［実施例３３〜３５］
Ｎ型液晶組成物として上記（ＬＣＮ−１）を用い、光配向機能二官能モノマーである重合性化合物として下記式（Ｖｎ−１−１）で表される化合物と配向機能二官能モノマーである下記式（Ｖ１−１−１０）で表される重合性化合物、又は上記式（Ｖ１−１−９）で表される重合性化合物を用い、重合光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１を重合性化合物の全体量に対して２％になるように添加して重合性液晶組成物を調整した。UV露光条件とＮ型組成物（ＬＣＮ−１）に対してプレチルト角が８°になるようにラビング処理した以外は実施例３と同様の方法でＶＡモードの液晶セルを作製した。UV露光条件は、実施例３３に於いてはセル法線方向からＵＶ光を照射、実施例３４−３５に於いてはセル法線方向に対してラビング方向に３０°に傾斜させてUVの平行光を照射した。
作製したセルのＶＡモードに６０Ｈｚの矩形波を印加して、電圧−透過率特性及び応答時間を測定した。結果を下記表に示す。ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸を一致させるように形成されたポリマーネットワークのアンカーリング力の効果で立下がり時間が短くなることが確認された。【０３９１】
セル法線方向からUV露光した実施例３３では、プレチルト角は液晶単体の場合（比較例１９）と同じであった。３０°傾斜してUV露光した実施例３４では、プレチルト角が１０°に変化した。UV露光方向へプレチルト角を誘起する（Ｖｎ−１−１）の光配向機能が作用していることが確認された。実施例３５は、重合性化合物の含有量を１０％に増加させた場合を示すが、この場合、UV露光方向へ誘起させるプレチルト角が増加し、T100（最大透過率）が比較例２０の光配向機能を有する二官能モノマーが含有していない場合に比べ大幅に向上した。光配向機能を有する二官能モノマーの作用でポリマーネットワークの配向性が高められT100を向上させることができた。
セル作製に用いた重合性液晶組成物を２０℃で１週間放置して重合性化合物による結晶化が無いことを確認した。【０３９２】
【化１４６】
2015122457.tif 000154
【０３９３】
【化１４７】
2015122457.tif 000155
【０３９４】
【表６】
2015122457.tif 000156
【０３９５】
［実施例３６〜４５、比較例２０〜２１］
ＩＴＯ電極が形成された一対のガラス基板の液晶と接する側に、シプレイ（株）製のレジストＬＣ−２００により高さ１．５μｍ、幅１０μｍの土手（突起）を間隙３７．５μｍとなるよう交互に設け、セルギャップ３．５μｍのＭＶＡモード液晶パネルを作成した。液晶の垂直配向（ホメオトロピック配向）が得られるように、ポリイミド配向膜を塗布後、焼成して垂直配向膜を形成した。駆動モードは上下ガラス基板の外側に配置されている偏光子がクロスニコルであるノーマリーブラックモードである。【０３９６】
Ｎ型液晶組成物として上記（ＬＣＮ−１）を用い、重合性化合物として式（Ｖ１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−１−３）で示される化合物を添加し、重合性液晶組成物を調整した。重合性液晶組成物を６０℃に加熱して、真空注入法によりガラスセル内に注入後、液晶セルを取り出し、注入口を封口剤３０２６Ｅ（スリーボンド社製）で封止した。次に、液晶層に閾値電圧以下（１Ｖ)の６４Ｈｚの交流矩形波電圧を印加した状態で、紫外線カットフィルターＬ−３７（ホーヤ  カンデオ  オプトロニクス社製）を介して照射紫外（ＵＶ）強度が２０ｍＷ/ｃｍ２の紫外線を６０秒間、２５℃で６０秒間照射し、光重合性モノマーを重合させて、ポリマーネットワーク型のＭＶＡ構造を有する下記表に示すような実施例３６から実施例４５の液晶パネルを作製した。作製したパネルに６０Ｈｚの矩形波を印加して、電圧−透過率特性、及び応答時間を測定した。立ち下がり時間τｄ、立ち上がり時間τｒは、Ｖ９０を与える６０Ｈｚの矩形波電圧を印加して測定した。【０３９７】
また、ニ官能モノマーを含まない上記（ＬＣＮ−１）のみの液晶パネルを比較例２０として、上記同様に電圧−透過率特性、及び応答時間を測定した。更に、上記（ＬＣＮ−１）に、ニ官能モノマー（Ｖ１−１−１）を０．５％しか含まない液晶組成物を真空注入法にて液晶セルに注入し、１００Ｈｚ、２．５Ｖの矩形波電圧を印加しながら２０ｍＷ/ｃｍ２の紫外線を６０秒間照射し、比較例２１の液晶パネルを作製して、実施例３６と同様に電圧−透過率特性、及び応答時間を測定した。【０３９８】
【表７】
2015122457.tif 000157
【０３９９】
結果を上記表に示す。上記表の比較例２０は、液晶（ＬＣＮ−１）１００％の場合の駆動電圧Ｖ９０、立下り時間、立上り時間を示す。比較例２１の式（Ｖ１−１−１）で表される化合物を０．５％添加した場合は、立下がり時間は比較例２０に比べ長くなり応答時間の改善が見られないが、比較例２０に式（Ｖ１−１−１）で表される化合物を１％から３％迄の間で少量添加すると立下り時間が短くなり応答性が向上している。ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸を一致させるように形成されたポリマーネットワークのアンカーリング力の効果で立ち下がり時間が短くなることが確認された。更に、駆動電圧の増加に伴い立ち上がり時間も短くなり応答性が向上した。立下がり時間は、液晶の回転粘性、及び弾性定数に大きく影響されているが、光学異方性を持つポリマーネットワークを液晶中に形成させるとポリマーネットワークからのアンカーリング力で立下り時間が向上し、応答性が良好なディスプレイの表示材料に有用になる。【０４００】
重合性化合物濃度が１％未満では、ポリマーネットワークは基板界面付近に形成され立下り時間に殆ど寄与していないが、重合性化合物濃度が１％以上になると光学異方性を持ったポリマーネットワークが、二枚の基板間に形成されるようになり立下り時間への影響が重合性化合物濃度に比例して影響力が大きくなることを示している。式（Ｖ１−１−１）で表される化合物を２％添加した実施例３９では、τdが２．４ｍｓ、τｒが１．４ｍｓであり、３％添加した実施例４２ではτrが１．５ｍｓ、τｄが０．５ｍｓと添加量の増加に伴い応答時間が速くなっている事がわかる。これら実施例の重合温度は２５℃であるが、−１０℃で重合した実施例４０では実施例３９に比べて、τｒ及びτｄがそれぞれ１ｍｓ、０．４ｍｓとなり、実施例４３では、τｒ及びτｄがそれぞれ０．３ｍｓ、０．５ｍｓと非常に高速応答化しており、低温での重合反応が、応答速度の向上に大きく寄与していることが確認できた。又、実施例４４に示すように式（Ｖ１−１−２）で表される化合物を用いた重合性液晶組成物では、１０％のモノマー添加量により、τｒが０．７ｍｓ、τｄが０．３ｍｓと、２５℃での重合においても、式（Ｖ１−１−１）を用いたモノマーの−１０℃での重合反応で得られたものと、ほぼ同等の特性を示すことも確認できた。【０４０１】
実施例４５では、式（Ｖ１−１−３）のモノマーを２０％添加した重合性液晶組成物を室温重合したものであるが、これも、実施例４４とほぼ同等の特性が得られた。
この様にして作成したポリマーネットワーク型のＭＶＡ構造を有する液晶パネルを、二枚の偏光子が直交する偏光顕微鏡間に置くと黒表示が観測され、セルを方位角方向へ回転しても黒が変化せず、ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸方向が同一方向であることを確認した。
この液晶パネルに、閾値電圧以上の電圧を印加しながら上記と同様にクロスニコル間で偏光顕微鏡によって観察すると、配向分割されていると思われる配向の境界領域にディスクリネーションラインが４本出現している事が観察された。ディスクリネーションラインは、液晶分子配列の乱れによって生じることから、この事により１画素が４分割されている事を確認することができた。【０４０２】
光軸方向と液晶配向容易軸方向がセル面に直行するように形成されていることを確認した。ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸を一致させるように形成されたポリマーネットワークのアンカーリング力の効果で立下がり時間が短くなることが確認された。更に、駆動電圧の増加に伴い立上がり時間も短くなり応答性が向上した。一方の基板に、リブ構造を儲け、対向基板側にＩＴＯのスリット構造を設けたセルにおいても同様の評価を行ったが、表示特性に大きな差は観測されなかった。【０４０３】
［実施例４６〜５３、比較例２２］
４−カルコン基を有する光配向膜塗布溶液を第１基板及び第２基板に対して、スピンキャスト法により塗布した後、１８０℃で６０分間焼成して配向膜を形成した。続いて、図２０示す配向方位に沿って、配向膜に対し入射角４０度で波長３６５ｎｍのＰ偏光を３ｍＷ／ｃｍ２の強度で４００秒照射することで、光照射による配向処理を実施した。【０４０４】
プレティルト角を測定したところ、第１配向膜近傍及び第２配向膜近傍における液晶分子のプレチルト角は８８．５°であった。配向膜の構成分子は、高分子鎖の側鎖に４−カルコン光官能基（感光性基）を有するが、この光配向処理により、光官能基が二量化反応により二量体を形成し、架橋構造が形成された。なお、本実施例においては、第１基板の各画素内を２つの配向処理領域に分け、互いに反対方向から光照射を行った。また、第２基板の各画素内も同様に、２つの配向処理領域に分け、互いに反対方向から光照射を行った。そして、シール形成、スペーサ散布等を行った後、基板貼り合わせ工程において、第１基板と第２基板とを配向処理方向が直交するように貼り合わせた。これにより、各画素内に液晶分子のツイスト方向の異なる４つのドメイン領域を形成させた。【０４０５】
実施例３６〜４５と同様に、Ｎ型液晶組成物（ＬＣＮ−１）に、上記式（Ｖ１−１−１）、（１−１−２）、（１−１−３）で表される化合物を添加し、下記表に示される重合性液晶組成物を調整した。次いで、実施例３６〜４５と同様にして重合性液晶組成物を液晶パネルに注入・封止後、ＵＶ光照射を行い、実施例４６〜５３の光配向処理によるＶＡＴＮ型のポリマーネットワーク液晶表示パネルを作製した。セルギャップは３．５μｍであった。また、ニ官能モノマーを含まない液晶組成物（ＬＣＮ−１）のみを封入したＶＡＴＮ液晶パネルを比較例２２とした。得られた液晶パネルの電圧−透過率特性及び応答速度を実施例３６〜４５と同様に測定した。これらの測定結果を下表に記載する。【０４０６】
【表８】
2015122457.tif 000158
【０４０７】
実施例４６〜５３では、いずれも立下り時間が高速化している。重合性モノマーの添加量が１％から３％の領域では、モノマーの添加量が増加するに従って立下がり時間が高速化する反面、立上がり時間がＶ９０電圧（飽和電圧）の上昇の影響を受け、やや遅くなってしまう傾向にあるが、２％以上の添加量になると、液晶分子配列構造がきちんと揃う為、立上がり応答速度も高速化してくる。更に添加量を増して１０％程度になると、ポリマーネットワークの配向規制力の影響が顕著に現れ、実施例５２では立下がり速度は０．７ｍｓと、重合性モノマー無添加時の４．２ｍｓの約１/６の０．７ｍｓとなり、極めて高速な立下がり応答時間が得られた。
立上がり時間に関しても、駆動電圧が高くなっている影響も有るが、０．７ｍｓと、重合性モノマー無添加時よりも４倍以上の高速化が達成できており、立上がり時間と立下がり時間の合計（τｒ＋τｄ）＝１．４ｍｓと、重合性モノマー無添加時の７．２ｍｓの５倍以上の速度で高速応答している事が確認できた。【０４０８】
直交する二枚の偏光板の間に作製したセルを置くと黒表示が観測され、セルを方位角方向へ回転しても黒が変化せず、ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸方向が同一方向であることを確認した。この液晶パネルに、閾値電圧以上の電圧を印加しながら上記と同様にクロスニコル間に１枚、λ/４波長版を挿入して回転させると、濃・淡・濃・淡と１回転中に濃淡の状態が順に４回出現する事を観測し、１画素が綺麗に４分割されている事を確認した。【０４０９】
［実施例５４〜５６、比較例２３］
上下基板のＩＴＯ透明電極に互い違いにスリット構造を有するＰＶＡ電極構造を有するＶＡ型液晶セルを作製した。スリットの間隔と電極幅は、それぞれ５μｍの電極構造とした。これらの基板上に、印刷法を用いて垂直配向膜（ ポリイミド材料）を形成し、１８０℃で６０分の熱処理を行った。この２枚のガラス基板を径３．５μｍのスペーサを介して貼り合わせ、空セルを作製した。Ｎ型液晶組成物として上記式（ＬＣＮ−１）を用い、重合性化合物として式（Ｖ１−１−１）、式（Ｖ１−１−２）で表される化合物を添加して下記表のように重合性液晶組成物を調整し、実施例３６〜４５と同様にしてポリマーネットワーク構造を有する実施例５４〜５６のＰＶＡ液晶パネルを作製した。また、重合性モノマーを添加していない式（ＬＣＮ−１）を注入したＶＡＴＮ液晶パネル作製し、比較例２３とした。得られた液晶パネルの電圧−透過率特性及び応答時間を実施例３６〜４５と同様にして測定した。これらの測定結果を下表に記載する。【０４１０】
【表９】
2015122457.tif 000159
【０４１１】
実施例５４〜５６では、いずれも立下り時間が高速化しているのが分かる。また、重合性モノマーを１０％添加した実施例５５では、駆動電圧の上昇が見られたが、立下がり速度のみならず、立上がり速度も高速化し、τｒ＋τｄ＝１．０ｍｓという極めて高速な応答速度が確認された。直交する二枚の偏光板の間に作製したパネルを置くと黒表示が観測され、パネルを方位角方向へ回転しても黒が変化せず、ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸方向が同一方向であることを確認した。【０４１２】
この液晶パネルに、閾値電圧以上の電圧を印加しながら上記と同様にクロスニコル間で偏光顕微鏡によって観察をすると、配向分割されていると思われる配向の境界領域にディスクリネーションラインが４本出現している事が観察された。ディスクリネーションラインは、液晶分子配列の乱れ（境界）によって生じることから、この事により１画素が４分割されている事を確認することができた。【０４１３】
［実施例５７、比較例２４］
図２１に記載のフィッシュボーン型電極構造を有するテストセルを作製した。
図２１において、所定のセルギャップで対向して貼り合わされた２枚のガラス基板間に液晶層が封止されている。対向する２枚の基板の対向面にはそれぞれＩＴＯからなる透明電極が形成されている。０．７ｍｍの厚さのガラス基板を用い、対向基板には、共通電極を形成した。透明電極には電極材料（ＩＴＯ）の一部を抜いたスリット部５１２ｃが設けられている。長方形のセルの各対向辺の中点を結ぶ十字状で幅５μｍのスリット部５１２ｃが配向規制用構造物として機能し、スリット部５１２ｃから斜め４５°方向に延びて幅５μｍのスリット部５１２ｃがピッチ８μｍで複数形成されており、これらが傾斜時の方位角方向の乱れを抑える補助的な配向制御因子として機能する。表示用画素電極の幅は３μｍである。画素幹部電極５１２ａと画素枝部電極５１２ｂは４５度の角度を有しながら、画素中央を対称中心として９０度づつ異なる４方向に枝部電極が延在された構造を有している。これらの基板上に、印刷法を用いて垂直配向膜（ ポリイミド材料） を形成し、１８０℃で６０分の熱処理を行った。この2枚のガラス基板を径3.5μｍのスペーサを介して貼り合わせ、液晶が未注入の状態の空セルを作製した。【０４１４】
Ｎ型液晶組成物として上記式（ＬＣＮ−１）を用い、式（Ｖ１−１−２）で示される化合物を２０％添加して重合性液晶組成物を調整し、実施例３６〜４５と同様にしてポリマーネットワーク構造を有する実施例５７のフィッシュボーン型ＶＡ液晶パネルを作製した。また、重合性モノマーを添加していない式（ＬＣＮ−１）を注入したフィッシュボーン型ＶＡ液晶パネルを、比較例４とした。得られた液晶パネルの電圧−透過率特性及び応答速度を測定した。これらの測定結果を下表に記載する。【０４１５】
【表１０】
2015122457.tif 000160
【０４１６】
実施例５７では立下り時間、立上がり時間ともに短く、τｒ＋τｄ＝１．３ｍｓと極めて高速な応答性を有する液晶表示装置を得ることができた。直交する二枚の偏光板の間に作製したセルを置くと黒表示が観測され、セルを方位角方向へ回転しても黒が変化せず、ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸方向が同一方向であることを確認した。【０４１７】
この液晶パネルに、閾値電圧以上の電圧を印加しながら上記と同様にクロスニコル間で偏光顕微鏡によって観察をすると、配向分割されていると思われる配向の境界領域にディスクリネーションラインが４本出現している事が観察された。ディスクリネーションラインは、液晶分子配列の乱れによって生じることから、１画素に４つのドメインに配向分割されている事を確認することができた。【０４１８】
［実施例５８〜５９、比較例２５］
図２２に示す横・斜め電界モード動作が可能なテスト用の液晶セルを作製して、各種電気光学特製を評価した。
厚さ０．７ｍｍのＩＴＯ透明電極層がスパッタ法によって形成された透明ガラス基板を用い、フォトエッチング法によって電極幅が１０μｍの窓枠状の透明電極基板を作製した。下側第１ガラス基板と上側第２ガラス基板の窓枠状のＩＴＯ電極の形成されたガラス基板に、ポリイミド配向膜を塗布・焼成した後、ラビング配向処理を行った。
第１ガラス基板のラビング方向は図の下から上に向かって行い、対向配置される第２ガラス基板側も同方向（図の下から上）にラビングを行いパラレル配向とした。この様な配向処理法により、液晶分子はスプレー配向状態を取る。【０４１９】
次いで、下側第１ガラス基板の黒格子部のＩＴＯ透明電極と、上側第２ガラス基板側の斜線格子部のＩＴＯ透明電極が、丁度半ピッチずれて２５μｍピッチとなる様に対向配置させ、３.５μｍの球状スペーサを介して熱硬化性接着剤を用いて張り合わせた。
この様な電極の組み合わせによって、黒格子の電極は斜線部の電極の中央部を十文字に４分割するような主素電極、副画素電極、斜線部はそれぞれ主画素電極、副画素電極に対応する主共通電極、副共通電極として機能することになり、１５μｍ×１５μｍの表示領域を有する４つの表示領域に分割されることとなる。【０４２０】
上記式（ＬＣＰ−１）で示されるＰ型液晶組成物（Δｎ＝０．１０３、粘性η＝２０ｍＰａ・ｓ、Δε＝７．５）９８重量％に、式（Ｖ１−１−１）で表される化合物を２．０重量％添加し、更に、重合光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１を式（Ｖ１−１−１）で表される化合物に対して２.０重量％添加し、６０℃に加熱して液晶組成物に溶解させ、重合性液晶組成物を調整した。得られた重合性液晶組成物を真空注入法によって液晶セル内に注入した。液晶を注入した後、液晶セルを取り出し、注入口を封口剤３０２６Ｅ（スリーボンド社製）で封止した。紫外線カットフィルターＬ−３７（ホーヤ  カンデオ  オプトロニクス社製）を介した照射強度が１５ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を、２５℃で３００秒間照射し、重合性液晶組成物中の重合性化合物を重合させて、実施例５８の斜め電界モードの液晶表示素子を得た。また、式（Ｖ１−１−１）で表される化合物の添加量を３．０重量％にした以外は同様にして実施例５９の斜め電界モードの液晶表示素子を得た。光重合性モノマーを含有しない液晶組成物を注入した液晶表示素子を比較例２５とした。【０４２１】
光電子倍増管（ＰＭＴ)を取り付けた偏光顕微鏡を用いて液晶セルからの透過光強度の変化を測定し、応答特性及び電圧−透過率特性を評価した。透過率は、二枚の偏光子の偏光方向を平行にした平行ニコルの場合における透過率を１００％と定義し、二枚の偏光子の偏光方向を直交させたクロスニコルにおける透過率を０％と定義した。応答時間は、１００Ｈｚのバースト波を液晶セルに印加して光スイッチング応答波形の最大透過率を１００％とした場合、透過率１０％から９０％への変化を立ち上がり時間（τr）とし、透過率９０％から１０％への変化を立ち下がり時間（τd)と定義して評価した。【０４２２】
実施例５８、５９及び比較例２５の液晶セルを、電圧無印加の状態でクロスニコル状態の偏光顕微鏡のステージ上にラビング処理方向と偏光軸方向が一致する方向に置くと、暗視野（ノーマリーブラック）になり、一軸配向性が得られていることを確認した。
図２３に、実施例５８、５９及び比較例２５の電圧−透過率特性を測定した結果を示す。これらの閾値電圧と飽和電圧を下表に示す。        【０４２３】
【表１１】
2015122457.tif 000161
【０４２４】
光重合性モノマーの添加量が増えると閾値電圧、飽和電圧とも上昇するが、特に飽和電圧の上昇幅が大きくなり、電圧−透過率特性の立ち上がりは緩やかになる。光重合性モノマーを３％加えた液晶セルの飽和電圧は無添加時の３．２９Ｖから５．４７Ｖへと、２Ｖ以上高電圧側にシフトしてしまうことが確認された。しかしながら、実際には、例えば液晶ＴＶの場合の最大駆動電圧は１５Ｖ近辺であり、液晶表示素子の飽和電圧がこれ以下であれば特に問題となる事は無い。下表から読み取れることは、重合性モノマーの添加量の増加とともに、Ｔｒ，Ｔｄとも高速応答となり、動きの激しいアニメ等の動画やアクションムービー、スポーツ番組に適した高速応答表示が得られる。液晶表示素子の飽和電圧が１５Ｖ以下であれば、重合性官能基の添加量が少々多くとも、高速道が表示という点で、大きなメリットを享受できることになる。【０４２５】
次に、応答速度の測定結果を図２４に示す。立上がりの応答速度はτrは、光重合性モノマーの添加量が増加すると僅かに遅くなる傾向が見られるが、表示特性上何ら問題のないレベルであると考えられる。一方、立下がり速度τdは、光重合性モノマーの添加量が多くなるに従って高速応答化しており、無添加時は５〜６ｍｓであったものが、２重量％添加で３〜４ｍｓへ、３重量％添加したものでは、２〜３ｍｓへと、およそ１/２の時間に短縮されており、光照射によって初期配向膜と略同方向に形成されたポリマーネットワークのアンカリング力の作用によって高速応答化されていることが確認された。【０４２６】
実施例５８、５９、比較例２５で用いた液晶セルを電圧無印加の状態で、クロスニコル状態の偏処理方向と偏光軸方向が一致する方向に置いてノーマリーブラックとなるのを確認した後、飽和電圧を印加して液晶セルを観測した。偏光顕微鏡にＸ−Ｙステージを設置して、４つに配向分割されたそれぞれの表示領域を観察したが、光学的には等価であり全く区別がつかなかった。閾値と飽和電圧の中間的な電圧を印加しても、全く光学的には等価な状態であった。次いで４つの表示領域中の１つの領域を選択し、上記の中間的な電圧を印加しながら偏光顕微鏡のステージを回転させて最も暗くなる位置を探して、その角度を固定した。その様な状態で、Ｘ−ＹステージをＸ方向、Ｙ方向に移動させながら、他の３つの異なる領域を観察した。初めに設定した領域と１８０度異なる領域は、ほぼ同じような暗さの状態であることが観測され、初めに設定した領域と９０度異なる領域では、グレー状態になっていることが観測された。これにより、少なくとも固定した領域と９０度、あるいは２７０度異なる領域とでは、液晶分子の配列方向が異なっていることが確認でき、配向分割がきちんと行われていることを確認する事ができた。【０４２７】
又、本実施例で用いた液晶セルはパラレル配向処理を施したものであり、液晶分子はスプレー配向状態となっている。その為、電圧印加によって液晶層中央の分子は液晶基板に略平行配向し、斜め電界によって回転を受けながら中央部を境に上下方向に広がった液晶分子配列をとる為、丁度ダブルＳＴＮパネルの様に完全に位相差が補償され、視野角依存性が解消されることが確認できた。【０４２８】
本実施例においては、誘電異方性が正の液晶組成物を用いて、図２２に示す液晶セルでその動作及び電気光学特性を評価・確認したが、実際のＴＦＴ液晶表示パネルの場合は、ＴＦＴ基板側に１層の絶縁膜を介して画素電極と、共通電極の一部又は全部が形成され、対向基板側に、共通電極の一部又は全部が形成される様になり、斜め電界効果と横電界効果が同時に液晶分子に作用するために、負の誘電異方性を有する液晶組成物を用いても本実施例と同様の効果が得られる事になる。その場合の配向処理方向としては、アンチパラレル配向、パラレル配向の何れでも良い。【０４２９】
又、本実施例においては、配向処理方法としてラビング法を用いているが、ＴＦＴ基板側の電極構造や配線構造は極めて複雑で段差が多いことから、ラビング法によって配向膜全面を均一に一様な表面配向性を得ることが難しく、ラビングによって発生するゴミ・ケバ、及びラビング時の帯電によるTFTの破壊などが発生する等から、光配向処理法が特に好ましい。光配向処理法としては、２５４ｎｍ近傍のＵＶ光による光分解型のポリイミドを用いたり、３１３ｎｍ近傍の光による桂皮酸やクマリン等の光官能基を有する光２量化を起こすポリマーによる光配向処理、又は３６５ｎｍ近傍の光による光異性化を起こすアゾ系の光配向ポリマーを用いることなどが好ましい。【０４３０】
以上述べてきた様に、どの様な構造を有する横電界方式（ＩＰＳモード、ＦＦＳモード）の液晶表示装置においても、ニ官能モノマーを、正又は負の誘電異方性を有する液晶組成物に添加してＵＶ光を照射することによりナノ相分離反応を誘引させて、液晶配向膜による初期配向による平行配向方向と略同方向にポリマーネットワークが形成され、そのポリマーネットワークのアンカリング力と初期垂直配向のアンカリング力の相乗作用により、横電界方式液晶表示装置の応答速度、特に液晶の立下り時の応答速度が高速応答化されることを確認する事ができた。【０４３１】
［実施例６０〜６１、比較例２６］
図２５は、本発明の効果を確認する為に用いたＩＰＳモード評価用テストセルの電極構造を示す平面図及び液晶の分子配列を示す模式平面図である。厚さ０．７ｍｍのガラス基板上にＩＴＯを成膜した後、エッチングによって中央部で左右反対方向に対称にくの字型をした幅１０μｍの短冊状の電極を、１０μｍの間隔をあけて基板の上下方向から形成した。共通電極と画素電極は同一基板平面上に形成されており、共通電極部分は白抜き、画素電極部分は斜線で示す。共通電極と画素電極は、それぞれ互い違いになるように配置された櫛歯電極構造をとっており、櫛歯電極は紙面の上下方向に対して、それぞれ左右方向に１５度の傾きを有しており、第１象限から第４象限の４つの領域に配向分割された櫛歯電極構造を有しており、これを第１基板とした。（Ｌ/ｓ=１０μｍｍ/１０μｍ）【０４３２】
上記第１基板と、３．５μｍの球状スペーサーを介して対向配置されるガラス厚０．７ｍｍの透明電極の無い第２基板上（図示されない）に、ポリイミド配向膜を塗布・焼成した後、ラビング配向処理を行った。第１基板のラビング方向は図の下から上に向かって行い、対向配置される第２基板側は、逆方向（図の上から下）にラビングを行いアンチパラレル配向とした。２つの櫛歯電極群とラビング配向方向となす角度は１５°とした。偏光子と検光子は、クロスニコル状態でテストセルの外側に配置されており、偏光子の透過軸若しくは偏光軸は液晶分子の初期配向方向と平行又は直角に配置されている。この結果、このテストセルでは、電圧無印加時はノーマリブラックの状態を取る。【０４３３】
以上の事から、本発明の効果を確認する為のテストセルでは、電圧無印加時は４つの表示領域ともノーマリブラックの表示となり、閾値電圧以上の電圧印加時には４つの表示領域とも視野角方向が異なる配向分割されたホワイト（グレー）表示となる。液晶分子が前述の様な初期配向状態を取り、偏光子・検光子がクロスニコルであり、且つ初期配向方向と偏光子の透過軸又は偏光軸が平行又は直交している場合は、電圧無印加時は勿論のこと、電圧印加時も光学的には等価であり、その区別を判別することは困難である。しかしながら、４つの表示領域の何れかの櫛歯電極群によって回転している液晶表示領域に対して、クロスニコル状態を保持し、偏光子の透過軸若しくは偏光軸を一致させる事により、該櫛歯電極群の対応する液晶表示領域は、ほぼブラック状態をとり、反対方向の櫛歯電極群の対応する液晶表示領域はグレー状態を取ることで、配向分割がきちんと行われているかどうかを判別することが可能である。このテストセルを用いることによって、一般的な表示素子の電気光学効果のみならず配向分割による視野角改善効果も観測することができる。
黒塗りで示した液晶分子は、初期配向方向又は電圧無印加時の液晶分子配向方向を示しており、これらは第1象限から第4象限まで全く同じく初期配向方向に揃って配向制御されている。これら４つの櫛歯電極群に閾値電圧以上の電圧を印加すると、白抜きで示した液晶分子のように、それぞれの方向に回転運動を起こす。【０４３４】
図２５を見てわかるように、第１象限領域の液晶分子は左回転、第２象限は右回転、第３象限は左回転、第４象限は右回転して所定の位置に配列する。偏光子・検光子がクロスニコルで配置され、偏光子の透過軸又は偏光軸が初期配向方向と平行又は直交している状態では、回転された液晶分子の光学的特性は全く等価であるが、図を見ても明らかなように４つの象限にある液晶分子はそれぞれ異なる方向に配列されており、完全な形で配向分割が行われていることが容易に理解できる。【０４３５】
図２６は、くの字型の画素電極を有するＦＦＳモード用テストセルの電極構造を示す平面図である。０．７ｍｍのガラス基板上にＩＴＯの平面電極を配置し、その上にＳｉＮ等の透明絶縁層を設け、その上にＩＴＯ透明電極層をスパッタ成膜し、エッチングによって画素電極を形成した。画素電極は、２０μｍ間隔で１０μｍの幅を有した短冊型の形状をして形成し、絶縁膜の下層部部に形成された平面電極を共通電極とし、これを第1基板とした。上記第１基板と、３．５μｍの球状スペーサーを介して対向配置されるガラス厚０．７ｍｍの第２基板上（図示されない）に、ポリイミド配向膜を塗布・焼成した後、ラビング配向処理を行った。第１基板のラビング方向は図の下から上に向かって行い、対向配置される第２基板側は、逆方向（図の上から下）にラビングを行いアンチパラレル配向とした。２つの櫛歯電極群とラビング配向方向となす角度は１５°とした。
この場合も図２５を用いて説明した場合と全く同様に、液晶表示領域は第１象限から第４象限までの４つの領域に配向分割され、それぞれ異なった回転方向を有する液晶分子配列をとることがわかる。更には、ＩＰＳモード時ではＩＰＳの画素電極と共通電極上の液晶分子には電圧が印加されず、開口率が低くなっていたが、ＦＦＳモードでは共通電極部領域の液晶分子にも電圧が印加されて液晶分子が回転運動を起こすために、液晶パネルの開口率は、３０％程度向上することになる。【０４３６】
図２５、図２６の説明では、配向処理方法としてラビング法を記したが、前述のように横電界方式によるＴＦＴ基板側の電極構造や配線構造は極めて複雑で段差が多いことから、ラビング法によって配向膜全面を均一に一様な表面配向性を得ることが難しく、ラビングによって発生するゴミ・ケバ、及びラビング時の帯電によるTFTの破壊などが発生する等から、光配向処理法が特に好ましい。又、光配向処理法の場合には、プレティルト角がほぼ０°であり、視野角依存性の観点からもラビング法より優れている（ラビング法でのプレティルト角は、０．５〜２°程度）。光配向処理法としては、２５４ｎｍ近傍のＵＶ光による光分解型のポリイミドを用いたり、３１３ｎｍ近傍の光による桂皮酸やクマリン等の光官能基を有する光2量化を起こすポリマーによる光配向処理、又は３６５ｎｍ近傍の光による光異性化を起こすアゾ系の光配向ポリマーを用いることなどが好ましい。光配向膜材料や光照射方向によって得られる光配向方向は異なるが、正の誘電異方性を有する液晶組成物を用いる場合には、ラビング時と同じく初期配向方向が紙面の上下方向となる様に設定する必要がある。負の誘電異性を有する液晶組成物を用いる場合は、電極構造が図２５、図２６と同じ方向の場合は、上記とは９０°異なる方向に初期配向する事が好ましい（紙面の左右方向に水平配向）。【０４３７】
図２５に示すような電極構造を有する第１基板及び電極のない第２基板に、ポリイミド溶液を塗布・焼成後にラビング処理を行い、３．５μｍの球状シリカスペーサを用いて対向配置させて張り合わせ、アンチパラレル配向によるＩＰＳモード用のテストセルを作成した。尚、ラビング方向は、紙面の左右方向（水平方向）とした。上記式（ＬＣＮ−１）で示される液晶組成物９８．０重量％に式（Ｖ１-１-１）で表される化合物２．０重量％を混合したもの、及び式（ＬＣＮ−１）で示される液晶組成物９６．０重量％に式（Ｖ１−１−１）で表される化合物４．０重量％を混合したものをそれぞれ６０℃に加熱して液晶組物に溶解させた後、真空注入法によって液晶セル内に注入した。尚、重合光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１が重合性化合物（Ｖ１−１−１）に対して２．０重量％含有されている。【０４３８】
液晶を注入した後、注入口を封口剤３０２６Ｅ（スリーボンド社製）で封止した。紫外線カットフィルターＬ−３７（ホーヤ  カンデオ  オプトロニクス社製）を介した照射強度が１５ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を、２５℃で３００秒間照射し、重合性液晶組成物中の重合性化合物を重合させて、ＦＦＳモードの液晶表示素子を得た。式（Ｖ１−１−１）を２．０重量％混合して作製した液晶セルを実施例６０とし、４．０重量％混合した液晶セルを実施例６１とした。光重合成組成物を含まない液晶組成物を真空注入した液晶セルには光照射を行わず、これを比較例２６とした。【０４３９】
実施例６０、６１及び比較例２６の液晶セルを、電圧無印加の状態でクロスニコル状態の偏光顕微鏡のステージ上にラビング処理方向と偏光軸方向が一致する方向に置くと、暗視野（ノーマリーブラック）になり、一軸配向性が得られていることを確認した。【０４４０】
光電子倍増管（ＰＭＴ）を取り付けた偏光顕微鏡を用いて得られた液晶セルからの透過光強度の変化を測定し、応答特性及び電圧−透過率特性を評価した。透過率は、二枚の偏光子の偏光方向を平行にした平行ニコルの場合における透過率を１００％と定義し、二枚の偏光子の偏光方向を直交させたクロスニコルにおける透過率を０％と定義した。応答時間は、１００Ｈｚのバースト波を液晶セルに印加して光スイッチング応答波形の最大透過率を１００％とした場合、透過率１０％から９０％への変化を立上がり時間（τr）とし、透過率９０％から１０％への変化を立下がり時間（τd)と定義して評価した。電圧−透過率特性評価の結果を図２７に、応答特性評価の結果を図２８に示す。図２８より、重合性モノマーの含有率の増加に伴い駆動電圧は比較例１に対して５０％から１００％高電側にシフトしてしまうが、τr、τdともに、大幅に高速応答化していることが容易に読み取れる。【０４４１】
応答時間の速さの相違を正当に比較する為に、実施例６０、６１、比較例２６の液晶セルに対して、それぞれの液晶セルの飽和電圧を印加することによって、τr、τdを測定した。その結果を、下記表に示す。【０４４２】
【表１２】
2015122457.tif 000162
【０４４３】
τrに関しては、比較例２６では２９．５ｍｓであったものが実施例６０では１６．３ｍｓと５５％程度の応答時間となり、実施例６１では７．０ｍｓと１/３以下の応答速度に改善されている。τdに関しても同様に、高速応答化されており、比較例２６では１７．１ｍｓであったものが、実施例６０では１１．１ｍｓと６５％程度になり、実施例６１では４．６ｍｓと比較例２６の２７％まで高速応答化されている事が確認できた。そのほかの駆動電圧領域、即ち中間調表示時においても、τr、τdは比較例２６よりも高速応答性を示すことが確認できた。【０４４４】
小さな負の誘電異方性を有する液晶組成物における系においては、光重合性モノマーによるポリマーネットワーク構造が形成されることによって閾値電圧や飽和電圧が大きく上昇し、最適な駆動電圧が高くなってしまう傾向があるようだが、高くシフトした飽和電圧を印加することにより液晶分子の回転運動が速やかに行われるようになり、τｒが高速応答化することになる。一方τdは、高電圧から一挙に開放され配向膜による初期配向のアンカリング力と光重合反応によって形成されたポリマーネットワークのアンカリング力により強く初期配向方向に戻ろうとする力が働き、高速に動作することが可能となる。【０４４５】
実施例６０、６１で用いた液晶セルを電圧無印加の状態で、クロスニコル状態の偏光板の間に配向処理方向と偏光軸方向が一致する方向に置いてノーマリーブラックとなるのを確認した後、飽和電圧を印加して液晶セルを観測した。偏光顕微鏡にＸ−Ｙステージを設置して、４つに配向分割されたそれぞれの表示領域を観察したが、光学的には等価であり全く区別がつかなかった。閾値と飽和電圧の中間的な電圧を印加しても、全く光学的には等価な状態であった。【０４４６】
次いで４つの表示領域中の１つの領域を選択し、上記の中間的な電圧を印加しながら偏光顕微鏡のステージを回転させて最も暗くなる位置を探して、その角度を固定した。その様な状態で、Ｘ−ＹステージをＸ方向、Ｙ方向に移動させながら、他の３つの異なる領域を観察した。はじめに設定した領域と１８０度異なる領域は、ほぼ同じような暗さの状態にあることが観測され、それとは９０度異なる領域では、グレー状態になっていることが観測された。これにより、少なくとも最初に固定した領域と９０度、あるいは２７０度異なる領域とでは、液晶分子の配列方向が異なっていることが確認でき、配向分割がきちんと行われていることを確認する事ができた。【０４４７】
［実施例６２、比較例２７］
図２６に示すような電極構造を有する第１基板及び電極のない第２基板に、ポリイミド溶液を塗布・焼成後にラビング処理を行い、３．５μｍの球状シリカスペーサを用いて対向配置させて張り合わせ、アンチパラレル配向によるＦＦＳモード用のテストセルを作成した。（Ｌ/ｓ＝１０μｍ/３０μｍ）
上記式（ＬＣＰ−１）で示されるＰ型液晶組成物を９８重量％に式（Ｖ１−１−１）で表される化合物２．０重量％を混合し、６０℃に加熱して液晶組物に溶解させた後、真空注入法によって液晶セル内に注入した。尚、重合光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１が式（Ｖ１−１−１）で表される化合物に対して２．０％含有されている。液晶を注入した後、注入口を封口剤３０２６Ｅ（スリーボンド社製）で封止した。紫外線カットフィルターＬ−３７（ホーヤ  カンデオ  オプトロニクス社製）を介した照射強度が１５ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を、２５℃で３００秒間照射し、重合性液晶組成物中の重合性化合物を重合させて、ＦＦＳモードの液晶表示素子を作製し、これを実施例６２とした。光重合性モノマーを含有しない液晶組成物を注入した液晶セルを比較例２７とした。【０４４８】
クロスニコル状態の偏光板の間に作製した液晶セルをラビング処理方向と偏光軸方向が一致する方向に置くと暗視野（ノーマリーブラック）になり、一軸配向性が得られていることを確認した。得られた液晶セルを用いて、それぞれ電圧-応答特性を測定した。その結果を、下記表に示す。【０４４９】
【表１３】
2015122457.tif 000163
【０４５０】
比較例２７の閾値電圧は２．５Ｖ、飽和電圧は４．５Ｖであった。飽和電圧を印加した場合の光透過率は７０％であった。一方、実施例６２の閾値電圧は、比較例２７とほぼ同様２．５Ｖであったが飽和電圧は６．５Ｖと、比較例２７より、約２Ｖ飽和電圧が上昇した。【０４５１】
本実施例においては、光重合によるポリマーネットワーク構造形成の有無に係らず、比較例２７と実施例６２の閾値電圧はほぼ同じ値を示した。この一因として、本実施例の様な材料組成系の場合では、閾値近傍の電圧駆動領域における低分子液晶の回転角度がそれほど大きくないため、ポリマーネットワーク構造による回転運動に対する障害やアンカリング力による影響を受けにくいということが考えられる。又、使用したＰ型液晶組成物の誘電異方性が７．５と大きく、表示モードもＦＦＳであることから、共通電極と画素電極の間隔がＩＰＳモードよりも狭まっており横電界が効率的に印加されていることが考えられる。但し、一般的には光重合性モノマーの添加量の増加に伴い、閾値電圧も高くなる傾向にあることが確認されている。
一方、高電圧印加時においては、液晶分子の回転角度が大きくなり、ポリマーネットワーク構造やアンカリング力によって回転運動が妨げられる結果飽和電圧は上昇し、その上昇幅は閾値電圧のそれに比べて大きくなってしまうために、電圧-透過率特性がポリマーネットワークを形成しないものより緩慢な傾きを持つようになる。【０４５２】
次に、得られた液晶セルを用いて、それぞれ立上がり応答時間τr、立下がり時間τdの電圧依存性を測定した。測定結果を図２９に示す。図２９のτｒ（０％）、τｄ（０％）は、光重合性モノマー（Ｖ１−１−１）を含まない液晶組成物、τｒ（２％）、τｄ（２％）は、光重合性モノマー（Ｖ１−１−１）を２重量％含有する液晶組成物による液晶セルの印加電圧に対する応答時間を示している。
比較例２７の液晶セルに４．５Vの飽和電圧を与えたときのτｒは１．０ｍｓ、τｄは１１．４ｍｓであったものが、本発明による実施例６２では飽和電圧は６．５Ｖと高くなり、飽和電圧６．５Ｖを印加したときのτｒ、τｄは、それぞれ０．９ｍｓ、５．４ｍｓであった。τrに関しては、ポリマーネットワークの形成の有無に係らずほぼ同じ応答時間であったが、τdはポリマーネットワーク形成によって半分以下の時間に大幅に改善されることが確認できた。【０４５３】
光重合反応によってポリマーネットワークが形成され、それによって横電界モードの電圧印加による液晶分子の回転運動が阻害を受けて飽和電圧が高くなったとしても、液晶組成物の９８％を占める低分子液晶組成物の物性値（液晶組成物の誘電異方性や弾性定数、粘性係数等）の変化は微小であり、飽和電圧近傍の電圧を印加した場合の液晶分子の立ち上がり応答時間は、ポリマーネットワーク形成の有無に関係なくほぼ同じ値を示すことが予想される。本実施例と比較例においても、電圧−透過率特性の飽和電圧付近での立ち上がり応答時間τrを比較すると、液晶組成物単独では１．０ｍｓ（４．５Ｖ）だったのが、ポリマーネットワーク構造体の形成により０．８ｍｓ（６．５Ｖ）であった。飽和電圧付近での立ち上がりの応答時間は、ポリマーネットワーク構造体が形成されても大きな差異は無いことを確認する事ができた。【０４５４】
閾値電圧付近での立ち上がり応答時間τｒを比較すると、液晶組成物単独の場合は９０ｍｓ（２．５Ｖ）であったが、ポリマーネットワーク構造体を形成した場合は１５ｍｓ（２．５Ｖ）と高速応答化している。この一因として、ポリマーネットワーク構造が形成されることによって液晶界面近傍のプレティルト角及びプレティルト方位が安定固定化されて揃うことにより、液晶の回転運動が一様で容易に行われやすくなることが考えられる。立ち下がりの応答速度τｄは、液晶組成物単独の場合は１０．０ｍｓ（２．５Ｖ）であったのに対し、ポリマーネットワーク構造体を形成した場合は３．５ｍｓと１/３以下の時間に短縮されており、ポリマーネットワーク構造体のアンカリング力の効果が大きく現れていると推測される。【０４５５】
以上の実験事実より、液晶分子に初期配向状態を与える配向処理方向と略同一方向に液晶組成物中に含有される光重合性モノマーを重合しポリマーネットワーク構造を形成することにより、飽和電圧近傍の電圧印加によって高明度を与える高階調領域のみならず中間階調表示時においてもτｒ、τｄともに改善されていることが確認された。特にτｄに関しては、ポリマーネットワークが形成されていないときの１/２以下の時間に短縮されており、光重合によって形成されたポリマーネットワークと、初期配向規制力の相乗的な効果が極めて効果的に作用しているものと考えられる。
実施例６２で用いた液晶セルを電圧無印加の状態で、クロスニコル状態の偏光板の間に配向処処理方向と偏光軸方向が一致する方向に置いてノーマリーブラックとなるのを確認した後、飽和電圧を印加して液晶セルを観測した。偏光顕微鏡にＸ−Ｙステージを設置して、４つに配向分割されたそれぞれの表示領域を観察したが、光学的には等価であり全く区別がつかなかった。閾値と飽和電圧の中間的な電圧を印加しても、全く光学的には等価な状態であった。【０４５６】
次いで４つの表示領域中の１つの領域を選択し、上記の中間的な電圧を印加しながら偏光顕微鏡のステージを回転させて最も暗くなる位置を探して、その角度を固定した。その様な状態で、Ｘ−ＹステージをＸ方向、Ｙ方向に移動させながら、他の３つの異なる領域を観察した。はじめに設定した領域と１８０度異なる領域は、ほぼ同じような暗さの状態であることが観測され、それとは９０度異なる領域では、グレー状態になっていることが観測された。これにより、少なくとも最初に固定した領域と９０度、或いは２７０度異なる領域とでは、液晶分子の配列方向が異なっていることが確認でき、配向分割がきちんと行われていることを確認する事ができた。【０４５７】
以上述べてきた様に、どの様な構造を有する横電界方式（ＩＰＳモード、ＦＦＳモード）や斜め電界モード、ＶＡモードの液晶表示装置においても、重合性液晶化合物を、正又は負の誘電異方性を有する液晶組成物に添加してＵＶ光を照射することによりナノ相分離反応を誘引させて、液晶配向膜による初期配向方向と略同方向にポリマーネットワークが形成され、そのポリマーネットワークのアンカリング力と初期配向のアンカリング力の相乗作用により、応答速度、特にＯＦＦ時の応答速度が高速応答化されることを確認する事ができた。
更には、室温で重合するよりも低温（−１０℃程度）で、重合させてポリマーネットワーク化させたほうが高速応答化に対して有利であることも確認する事ができた。この様な高速応答化技術と同時に、横電界方式による液晶の視野角を広げる為の各種配向分割処理を併用することにより、正面視野角のみならず斜め方向のγ視野角特性の優れた、超高速応答特性を有する横電界方式液晶表示装置を実現することに成功した。【０４５８】
これらの技術は、単に高速応答性を有するＴＶ等の動画表示装置のほか、カラーフィルタ不要なフィールドシーケンシャル方式への採用も可能である。また、近年、急速に注目を集めている超大型高精細の４Ｋ×２Ｋ−ＴＶや、４Ｋ×８Ｋ−ＴＶなどへの応用展開が期待される。【０４５９】
［実施例６３〜８６、比較例２８〜２９］
Ｎ型液晶組成物として下記（ＬＣＮ−２）で表される組成物（Δｎ０．１２、粘性η１９ｍＰａ・ｓ、Δε−３．３）及び（ＬＣＮ−３）で示される組成物（Δｎ０．１１、粘性η１７ｍＰａ・ｓ、Δε−３．２）を調製した。重合性化合物として式（Ｖ１−１−４）、（Ｖ１−１−９）、（Ｖ１−１−１１）、（Ｖ１−１−１２）、（Ｖ１−１−１３）、（Ｖ１−１−１４）、（Ｖ１−１−１５）及び（Ｖ１−１−１６）で示される化合物を（ＬＣＮ−２）を用い、重合光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１を上記重合性化合物に対して２％になるように添加して、【０４６０】
下記表に示すように実施例６３〜８６、比較例２８〜２９の重合性液晶組成物を調整した。実施例３と同様の方法でＶＡモードの液晶表示素子を作製した。但し、実施例６３〜８２、及び比較例２８に於けるセル厚は、３．２μｍ、実施例８３〜８６、及び比較例２９に於けるセル厚は、３．６μｍである。偏光顕微鏡を用いて直交する二枚の偏光板の間に作製したセルを置くと暗視野になりセルを方位角方向へ回転しても暗視野の黒レベルが変化せずホメオトロピック配向であり、ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸方向が同一方向であり、セル面に直行するように形成されていることを確認した。当該液晶表示素子について６０Ｈｚの矩形波を印加して、ＶＡモードにおける電圧−透過率特性及び応答時間を調べた。結果を下記表に示す。【０４６１】
【化１４８】
2015122457.tif 000164
【０４６２】
【化１４９】
2015122457.tif 000165
【０４６３】
【化１５０】
2015122457.tif 000166
【０４６４】
【化１５１】
2015122457.tif 000167
【０４６５】
【化１５２】
2015122457.tif 000168
【０４６６】
【化１５３】
2015122457.tif 000169
【０４６７】
【化１５４】
2015122457.tif 000170
【０４６８】
【化１５５】
2015122457.tif 000171
【０４６９】
【表１４】
2015122457.tif 000172
【０４７０】
【表１５】
2015122457.tif 000173
【０４７１】
比較例２８では、セル厚３．２μｍに最適な複屈折率０．０８６に比べ大きい複屈折率の液晶を用いているので透過率Ｔ１００が低くなる。実施例６３〜８０は、セル厚が３．２μｍではあるが、重合後にポリマーネットワーク形成の影響で素子が示す複屈折率が実際の液晶の値に比べて減少するため、複屈折率０．１２の液晶を用いることで素子が必要とする最適な複屈折率に近づき透過率が改善されている。又、応答時間は、ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸を一致させるように形成されたポリマーネットワークのアンカーリング力の効果で立下がり時間が短くなることが確認された。更に、駆動電圧の増加に伴い立上がり時間も短くなり応答性が向上した。【０４７２】
【表１６】
2015122457.tif 000174
【０４７３】
比較例２９では、セル厚３．６μｍに最適な複屈折率０．０７７に比べ大きい複屈折率の液晶を用いているので透過率Ｔ１００が低くなる。実施例８３〜８６は、セル厚が３．６μｍではあるが、重合後にポリマーネットワーク形成の影響で素子が示す複屈折率が実際の液晶の値に比べて減少するが、複屈折率０．１１の液晶を用いることで素子が必要とする最適な複屈折率に近づき透過率が改善されている。又、応答時間は、ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸を一致させるように形成されたポリマーネットワークのアンカーリング力の効果で立下がり時間が短くなることが確認された。更に、駆動電圧の増加に伴い立上がり時間も短くなり応答性が向上した。セル作製に用いた重合性液晶組成物を２０℃で１週間放置して重合性化合物による結晶化が無いことを確認した。
【符号の説明】
【０４７４】
１…偏光板、２…第一の透明絶縁基板、３…電極層、４…配向膜、４a…配向方向、５液晶層、５a…電圧無印加時の液晶分子、５b…電圧印加時の液晶分子、６…カラーフィルター、７…第二の透明絶縁基板、８…偏光板、９…連続又は不連続なポリマーネットワーク、１０…液晶表示素子、１１…ゲート電極、１２…ゲート絶縁層、１３…半導体層、１４…保護層、１５…オーミック接触層、１６…ドレイン電極、１７…ソース電極、１８…絶縁保護層、２１…画素電極、２２…共通電極、２３…ストレイジキャパシタ、２４…ゲート配線、２５…データ配線、２６…ドレイン電極、２７…ソース電極、２８…ゲート電極、２９…共通ライン、１００…偏光板、１１０…ゲート電極、１２０…ゲート絶縁層、１３０…半導体層、１４０…保護層、１６０…ドレイン電極、１９０ｂ…有機絶縁膜、２００…第一の基板、２１０…画素電極、２２０…ストレイジキャパシタ、２３０…ドレイン電極、２４０…データ配線、２５０…ゲート配線、２６０…ソース電極、２７０…ゲート電極、３００…薄膜トランジスタ層、４００…配向膜、５００…液晶層、５１０…液晶表示装置、５１２…画素電極、５１２a…画素幹部電極、５１２ｂ…画素枝部電極、５１２ｃ…画素スリット、５１６…走査配線、５１７…信号配線、６００…共通電極、７００…カラーフィルター、８００…第二の基板、９００…偏光板、１０００…液晶表示素子、１４００…透明電極（層）、ＰＸ…画素、ＰＥ…画素電極、ＰＡ…主画素電極、ＰＢ…副画素電極、ＣＥ…共通電極、ＣＡ…主共通電極、ＣＡＬ…左側主共通電極、ＣＡＲ…右側主共通電極、ＣＢ…副共通電極、ＣＢＵ…上側副共通電極、ＣＢＢ…下側副共通電極
【図１】
2015122457.tif 000182
【図２】
2015122457.tif 000183
【図３】
2015122457.tif 000184
【図４】
2015122457.tif 000185
【図５】
2015122457.tif 000186
【図６】
2015122457.tif 000187
【図７】
2015122457.tif 000188
【図８】
2015122457.tif 000189
【図９】
2015122457.tif 000190
【図１０】
2015122457.tif 000191
【図１１】
2015122457.tif 000192
【図１２】
2015122457.tif 000193
【図１３】
2015122457.tif 000194
【図１４】
2015122457.tif 000195
【図１５】
2015122457.tif 000196
【図１６】
2015122457.tif 000197
【図１７】
2015122457.tif 000198
【図１８】
2015122457.tif 000199
【図１９】
2015122457.tif 000200
【図２０】
2015122457.tif 000201
【図２１】
2015122457.tif 000202
【図２２】
2015122457.tif 000203
【図２３】
2015122457.tif 000204
【図２４】
2015122457.tif 000205
【図２５】
2015122457.tif 000206
【図２６】
2015122457.tif 000207
【図２７】
2015122457.tif 000208
【図２８】
2015122457.tif 000209
【図２９】
2015122457.tif 000210
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月13日(2016.4.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した液晶組成物中に重合性化合物の重合体又は共重合体を含有し、重合体又は共重合体の含有量が液晶組成物及び重合体又は共重合体の合計の質量の１質量％以上４０質量％未満であり、該重合体又は共重合体がポリマーネットワークを形成し、該ポリマーネットワークが一軸性の屈折率異方性を有し、該ポリマーネットワークの光軸方向又は配向容易軸方向と低分子液晶の配向容易軸方向が同一方向であり、低分子液晶のプレチルト角が基板法線方向に対して０．１〜３０度である液晶表示素子（但し、光散乱型のものは除く。）。
【請求項２】
セル断面方向に対して少なくともセル厚の０．５％以上の厚さのポリマーネットワーク層が形成されている請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
重合性化合物として、下記一般式（Ｖ）及び一般式（ＶＩ）で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上を使用することにより得られる請求項１又は２に記載の液晶表示素子。
【化１】
2015122457.tif 000211
（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｕは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、ｋは１〜５の整数を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）
【化２】
2015122457.tif 000212
（式中、Ｘ３は、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ３は、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｔ−（式中、ｔは２〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｖは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、Ｗは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１５のアルキルを表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）
【請求項４】
重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される化合物を１種又は２種以上を使用することにより得られる請求項３に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される化合物であって、Ｓｐ１及びＳｐ２が互いに異なる２種以上の化合物を使用することにより得られる請求項４に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
液晶組成物として、下記一般式（ＬＣ）で表される液晶化合物を含有するものを使用することにより得られる請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【化３】
2015122457.tif 000213
（一般式（ＬＣ）中、ＲＬＣは、炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよい。ＡＬＣ１及びＡＬＣ２は、それぞれ独立して、下記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）からなる群より選ばれる基を表す。
（ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。）、
（ｂ）１，４−フェニレン基（この基中に存在する１個のＣＨ基又は隣接していない２個以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよい。）、
（ｃ）１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、又はクロマン−２，６−ジイル基。
前記の基（ａ）、基（ｂ）又は基（ｃ）に含まれる１つ又は２つ以上の水素原子はそれぞれ、フッ素原子、塩素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３で置換されていてもよい。
ＺＬＣは単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。
ＹＬＣは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。
ａは１〜４の整数を表す。ａが２、３又は４を表し、一般式（ＬＣ）中にＡＬＣ１が複数存在する場合、複数存在するＡＬＣ１は、同一であっても異なっていてもよく、ＺＬＣが複数存在する場合、複数存在するＺＬＣは、同一であっても異なっていてもよい。）
【請求項７】
１質量％以上１０質量％未満の重合性化合物を含有する重合性液晶組成物を用い屈折率異方性又は配向容易軸方向を有するポリマーネットワークを形成した請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項８】
１０質量％以上４０質量％未満の重合性化合物を含有する重合性液晶組成物を用い屈折率異方性又は配向容易軸方向を有するポリマーネットワークを形成した請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項９】
重合性化合物として、下記一般式（Ｘ１ｂ）で表される化合物を１種又は２種以上使用することにより得られる請求項１〜８のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【化４】
2015122457.tif 000214
（式中、Ａ８は水素原子又はメチル基を表し、６員環Ｔ１、Ｔ２及びＴ３はそれぞれ独立して
【化５】
2015122457.tif 000215
のいずれか（ただしｍは１から４の整数を表す。）を表し、
ｑは０又は１を表し、
Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−を表し、
Ｙ３及びＹ４はそれぞれ独立して単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基（該アルキレン基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキレン基中の１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていてもよい。）を表し、
Ｂ８は水素原子、シアノ基、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜８のアルキル基、又は、末端がアクリロイル基又はメタクリロイル基を有するアルキレン基を表す。）
【請求項１０】
重合性化合物として、下記一般式（Ｖｂ）で表される化合物を１種又は２種以上使用することにより得られる請求項１〜９のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【化７】
2015122457.tif 000216
（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｚ１は−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ２−、−ＯＣＯ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２−ＯＣＯ−、−ＣＹ１＝ＣＹ２−（Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表す。）、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表し、Ｚ２は、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−又は単結合を表し、Ｃは１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基又は単結合を表し、式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい。）
【請求項１１】
重合性化合物として、光配向機能を有する化合物を１種又は２種以上使用することにより得られる請求項１〜１０のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項１２】
光配向機能を有する化合物の少なくとも１種が光異性化を示す化合物である請求項１１記載の液晶表示素子。
【請求項１３】
セル構造がＶＡモード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、ＶＡ−ＴＮモード、ＴＮモード、ＥＣＢモードであることを特徴とする請求項１〜１２記載の液晶表示素子。
【請求項１４】
請求項１〜１３に記載の重合性液晶組成物。
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月9日(2016.8.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１３】
セル構造がＶＡモード、ＶＡ−ＴＮモード、又はＥＣＢモードであることを特徴とする請求項１〜１２記載の液晶表示素子。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
液晶組成物と、下記一般式（Ｖ）及び一般式（ＶＩ）
【化１】
2015122457.tif 000217
（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｕは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、ｋは１〜５の整数を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）
【化２】
2015122457.tif 000218
（式中、Ｘ３は、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ３は、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｔ−（式中、ｔは２〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｖは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、Ｗは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１５のアルキルを表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）
で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上の重合性化合物とを、これらの合計に対して前記重合性化合物を１質量％以上４０質量％未満となる割合で含有することを特徴とする重合性液晶組成物。
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月8日(2016.12.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方に電極を有する２枚の透明基板間に挟持した液晶組成物中に重合性化合物の重合体又は共重合体を含有し、重合体又は共重合体の含有量が液晶組成物及び重合体又は共重合体の合計の質量の１質量％以上４０質量％未満であり、該重合体又は共重合体がポリマーネットワークを形成し、該ポリマーネットワークが一軸性の屈折率異方性を有し、該ポリマーネットワークの光軸方向又は配向容易軸方向と低分子液晶の配向容易軸方向が同一方向であり、低分子液晶のプレチルト角が基板法線方向に対して０．１〜３０度である液晶表示素子（但し、光散乱型のものは除く。）。
【請求項２】
セル断面方向に対して少なくともセル厚の０．５％以上の厚さのポリマーネットワーク層が形成されている請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
重合性化合物として、下記一般式（Ｖ）及び一般式（ＶＩ）で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上を使用することにより得られる請求項１又は２に記載の液晶表示素子。
【化１】
2015122457.tif 000219
（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｕは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、ｋは１〜５の整数を表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）
【化２】
2015122457.tif 000220
（式中、Ｘ３は、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ３は、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｔ−（式中、ｔは２〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｖは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、Ｗは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１５のアルキルを表す。式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）
【請求項４】
重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される化合物を１種又は２種以上を使用することにより得られる請求項３に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
重合性化合物として、Ｓｐ１及びＳｐ２が同一である一般式（Ｖ）で表される化合物であって、Ｓｐ１及びＳｐ２が互いに異なる２種以上の化合物を使用することにより得られる請求項４に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
液晶組成物として、下記一般式（ＬＣ）で表される液晶化合物を含有するものを使用することにより得られる請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【化３】
2015122457.tif 000221
（一般式（ＬＣ）中、ＲＬＣは、炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよい。ＡＬＣ１及びＡＬＣ２は、それぞれ独立して、下記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）からなる群より選ばれる基を表す。
（ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個以上のＣＨ２基は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。）、
（ｂ）１，４−フェニレン基（この基中に存在する１個のＣＨ基又は隣接していない２個以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよい。）、
（ｃ）１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、又はクロマン−２，６−ジイル基。
前記の基（ａ）、基（ｂ）又は基（ｃ）に含まれる１つ又は２つ以上の水素原子はそれぞれ、フッ素原子、塩素原子、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３で置換されていてもよい。
ＺＬＣは単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。
ＹＬＣは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。
ａは１〜４の整数を表す。ａが２、３又は４を表し、一般式（ＬＣ）中にＡＬＣ１が複数存在する場合、複数存在するＡＬＣ１は、同一であっても異なっていてもよく、ＺＬＣが複数存在する場合、複数存在するＺＬＣは、同一であっても異なっていてもよい。）
【請求項７】
１質量％以上１０質量％未満の重合性化合物を含有する重合性液晶組成物を用い屈折率異方性又は配向容易軸方向を有するポリマーネットワークを形成した請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項８】
１０質量％以上４０質量％未満の重合性化合物を含有する重合性液晶組成物を用い屈折率異方性又は配向容易軸方向を有するポリマーネットワークを形成した請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項９】
重合性化合物として、下記一般式（Ｘ１ｂ）で表される化合物を１種又は２種以上使用することにより得られる請求項１〜８のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【化４】
2015122457.tif 000222
（式中、Ａ８は水素原子又はメチル基を表し、６員環Ｔ１、Ｔ２及びＴ３はそれぞれ独立して
【化５】
2015122457.tif 000223
のいずれか（ただしｍは１から４の整数を表す。）を表し、
ｑは０又は１を表し、
Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−を表し、
Ｙ３及びＹ４はそれぞれ独立して単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基（該アルキレン基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキレン基中の１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていてもよい。）を表し、
Ｂ８は水素原子、シアノ基、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜８のアルキル基、又は、末端がアクリロイル基又はメタクリロイル基を有するアルキレン基を表す。）
【請求項１０】
重合性化合物として、下記一般式（Ｖｂ）で表される化合物を１種又は２種以上使用することにより得られる請求項１〜９のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【化７】
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（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは１〜１１の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｚ１は−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ２−、−ＯＣＯ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２−ＯＣＯ−、−ＣＹ１＝ＣＹ２−（Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表す。）、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表し、Ｚ２は、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−又は単結合を表し、Ｃは１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基又は単結合を表し、式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい。）
【請求項１１】
重合性化合物として、光配向機能を有する化合物を１種又は２種以上使用することにより得られる請求項１〜１０のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項１２】
光配向機能を有する化合物の少なくとも１種が光異性化を示す化合物である請求項１１記載の液晶表示素子。
【請求項１３】
セル構造がＶＡモード、ＶＡ−ＴＮモード、又はＥＣＢモードであることを特徴とする請求項１〜１２記載の液晶表示素子。
【国際調査報告】
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