CN105793770A - 液晶显示元件及其制造方法 - Google Patents

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CN105793770A
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liquid crystal
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小川真治
岩下芳典
栗山毅
平田真
平田真一
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Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种液晶显示元件及其制造方法，所述液晶显示元件不会使介电常数各向异性、粘度、向列相上限温度、旋转粘度(γ1)等作为液晶显示元件的各特性和液晶显示元件的烧屏特性恶化，并且在制造时不易产生滴痕。此外，根据本发明，能够制造如下液晶显示元件：作为液晶显示元件的高速响应性优异，液晶分子的取向性、预倾角稳定，烧屏的发生少，其制造时的滴痕产生少。本发明中制作的液晶显示元件可有效地用作液晶TV、监视器等的显示元件。

Description

液晶显示元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及作为液晶TV等的构成构件有用的液晶显示元件及其制造方法。
背景技术
液晶显示元件从用于时钟、计算器开始，发展到用于各种测定设备、汽车用面板、文字处理器、电子记事本、打印机、电脑、电视机、时钟、广告显示板等。对于液晶显示方式，作为其代表性的方式，可举出TN(扭曲向列)型、STN(超扭曲向列)型、使用TFT(薄膜晶体管)的垂直取向型(VerticalAlignment；VA)、IPS(平面转换)型等。这些液晶显示元件中使用的液晶组合物需要对水分、空气、热、光等外界因素稳定，此外，在以室温为中心的尽可能宽的温度范围内表现液晶相，低粘性，并且驱动电压低。进一步，为了针对各液晶显示元件将介电常数各向异性(Δε)、折射率各向异性(Δn)等设为最适值，液晶组合物由数种至数十种化合物构成。
在VA型显示器中，使用Δε为负的液晶组合物，广泛用于液晶TV等。另一方面，在所有驱动方式中，均要求低电压驱动、高速响应、宽工作温度范围。即，要求Δε的绝对值大、粘度(η)小、向列相-各向同性液体相转变温度(Tni)高。此外，考虑到Δn与单元间隔(d)之积即Δn×d的设定，需要结合单元间隔将液晶组合物的Δn调节至适当的范围。除此之外，在将液晶显示元件应用于电视机等的情况下，重视高速响应性，因此要求旋转粘度(γ1)小的液晶组合物。
另一方面，为了改善VA型显示器的视角特性，广泛使用在基板上设置突起构造物从而将像素中的液晶分子的取向方向分割成多个的MVA(多畴垂直取向)型液晶显示元件。MVA型液晶显示元件在视角特性方面是优异的，但在离开基板上的突起构造物附近的部位，液晶分子的响应速度不同，由于离开突起构造物且响应速度慢的液晶分子的影响，存在作为整体的响应速度不充分的问题，存在突起构造物导致的透过率降低的问题。为了解决该问题，作为与通常的MVA型液晶显示元件不同、在单元中不设置非透过性的突起构造物且在分割的像素内赋予均匀的预倾角的方法，开发了PSA液晶显示元件(polymersustainedalignment：聚合物维持取向，包括PS液晶显示元件(polymerstabilised：聚合物稳定化)。)。PSA液晶显示元件通过如下方式制造：向液晶组合物添加少量的反应性单体，将该液晶组合物导入液晶元件后，一边在电极间施加电压，一边照射活性能量射线，从而使液晶组合物中的反应性单体聚合。因此，能够在分割像素中赋予合适的预倾角，作为结果，能够实现通过透过率提高而带来的对比度的提高以及通过赋予均匀的预倾角而带来的高速响应性(例如，参照专利文献1)。然而，在PSA液晶显示元件中，需要向液晶组合物中添加反应性单体，在要求高电压保持率的有源矩阵液晶显示元件中问题多，还存在发生烧屏等显示不良的问题。
作为改良PSA液晶显示元件的缺点、不向液晶组合物中混入液晶材料以外的异物、对液晶分子赋予均匀的预倾角的方法，开发了如下方式：向取向膜材料中混入反应性单体，将液晶组合物导入液晶单元后，一边在电极间施加电压，一边照射活性能量射线，从而使取向膜中的反应性单体聚合(例如，参照专利文献2、3和4)。
另一方面，随着液晶显示元件的大画面化，液晶显示元件的制造方法也在发生大的变化。即，由于以往的真空注入法在制造大型面板时制造工艺上需要大量的时间，因此在大型面板的制造中，利用ODF(one-drop-fill，滴注)方式的制造方法成为主流(例如，参照专利文献5)。该方式与真空注入法相比，能够缩短注入时间，因而成为液晶显示元件的制造方法的主流。但是，在制作液晶显示元件后，滴加液晶组合物而形成的滴痕以滴加的形状残留于液晶显示元件的现象成了新的问题。予以说明的是，滴痕的定义是，显示黑色时滴加液晶组合物的痕迹浮现白色的现象。尤其在前述取向膜材料中添加反应性单体而对液晶分子赋予预倾角的方式中，在向基板滴加液晶组合物时，作为异物的反应性单体存在于取向膜中，因此容易发生滴痕的问题。此外，一般而言，滴痕的产生也多因液晶材料的选择而发生，其原因尚不明确。
作为滴痕的抑制方法，公开了如下方法：通过液晶组合物中混合的聚合性化合物聚合而在液晶组合物层中形成聚合物层，通过与取向控制膜的关系而抑制产生的滴痕(例如，参照专利文献6)。然而，在该方法中，与PSA方式等同样，存在由添加于液晶组合物中的反应性单体引起的显示的烧屏问题，对于滴痕的抑制，其效果也不充分，需要开发维持作为液晶显示元件的基本特性，并且不易发生烧屏、滴痕的液晶显示元件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-357830号公报
专利文献2：日本特开2010-107536号公报
专利文献3：美国专利申请公开第2011/261295号说明书
专利文献4：日本特开2011-227284号公报
专利文献5：日本特开平6-235925
专利文献6：日本特开2006-58755号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是鉴于上述情况而完成的发明，其目的在于，提供一种液晶显示元件及其制造方法，所述液晶显示元件不使介电常数各向异性、粘度、向列相上限温度、旋转粘度(γ1)等作为液晶显示元件的各特性以及液晶显示元件的取向稳定性、烧屏特性发生恶化，并且在制造时不易产生滴痕。
用于解决课题的方法
为了解决上述课题，本发明人等对液晶显示元件中的预倾角的赋予方法的组合进行了研究，结果发现通过如下方式进行制作能够解决上述课题，从而完成了本申请发明：使垂直取向膜中含有反应性聚合性化合物，进而向液晶单元导入含有聚合性化合物的液晶组合物后，一边在电极间施加电压，一边照射活性能量射线，从而使取向膜中的反应性聚合性化合物以及液晶组合物中含有的聚合性化合物聚合。
即，本发明是一种液晶显示元件，其特征在于，具备具有共用电极的第一基板、具有像素电极的第二基板和夹持在上述第一基板和上述第二基板之间的液晶组合物层，通过在上述共用电极和上述像素电极之间与上述第一基板和上述第二基板大致垂直地施加电荷来控制上述液晶组合物层中的液晶分子，
在上述第一基板和上述第二基板的至少一方，具有将上述液晶组合物层中的液晶分子的取向方向控制成相对于上述第一基板以及上述第二基板中与上述液晶组合物层邻接的面大致垂直的垂直取向膜，该垂直取向膜包含具有反应基的聚合性化合物或其混合物的聚合物，进一步，在该垂直取向膜表面形成有对液晶分子的取向进行控制和稳定化的一种或两种以上聚合性化合物的聚合物。
此外，本发明是一种液晶显示元件的制造方法，在具有共用电极的第一基板和具有像素电极的第二基板的至少一方涂布含有具有反应性基团的聚合性化合物和垂直取向材料的取向材料，通过加热形成取向膜后，利用上述第一基板和上述第二基板夹持含有聚合性化合物的液晶组合物，在上述共用电极和上述像素电极之间以施加电压的状态照射活性能量射线，从而将上述取向膜中的聚合性化合物以及上述液晶组合物中的聚合性化合物聚合。
发明效果
根据本发明，由于作为液晶显示元件时的高速响应性优异、液晶分子的取向性、预倾角稳定、烧屏发生少、其制造时的滴痕产生少，因此能够有效地用作液晶TV、监视器等的显示元件。
此外，根据本发明，能够制造不易产生滴痕的效率高的液晶显示元件。
附图说明
图1是表示本发明的液晶显示元件的一个实施方式的概略截面图。
图2是表示本发明的液晶显示元件中所使用的狭缝电极(梳形电极)的一例的概略平面图。
图3是表示本发明的液晶显示元件的预倾角的定义的图。
具体实施方式
对于本发明的液晶显示元件及其制造方法的实施方式进行说明。
予以说明的是，本实施方式是为了使发明的宗旨得到更好的理解而具体进行的说明，只要没有特别指定，就不会限定本发明。
[液晶显示元件]
本发明的液晶显示元件是具有夹持在一对基板之间的液晶组合物层的液晶显示元件，其以如下原理为基础：对液晶组合物层施加电压，使液晶组合物层中的液晶分子进行弗里德里克兹转变，从而作为光开关而发挥作用；在该方面可使用公知惯用技术。
关于两个基板，在具有用于将液晶分子进行弗里德里克兹转变的电极的通常的垂直取向液晶显示元件中，一般采用在两个基板之间垂直施加电荷的方式。在该情况下，一方电极为共用电极，另一方电极为像素电极。以下，示出该方式的最典型的实施方式。
图1是表示本发明的液晶显示元件的一个实施方式的概略截面图。
本实施方式的液晶显示元件10由以下概略构成：第一基板11、第二基板12、夹持在第一基板11和第二基板12之间的液晶组合物层13、设在第一基板11中与液晶组合物层13相对的面上的共用电极14、设在第二基板12中与液晶组合物层13相对的面上的像素电极15、设在共用电极14中与液晶组合物层13相对的面上的垂直取向膜16、设在像素电极15中与液晶组合物层13相对的面上的垂直取向膜17、形成于垂直取向膜16上的聚合物层20、形成于垂直取向膜17上的聚合物层21、以及设在第一基板11和共用电极14之间的滤色器18。
作为第一基板11和第二基板12，可使用玻璃基板或塑料基板。作为塑料基板，可使用由丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、环状烯烃树脂等树脂形成的基板。
共用电极14通常由铟添加的氧化锡(ITO)等具有透明性的材料构成。
像素电极15通常由铟添加的氧化锡(ITO)等具有透明性的材料构成。像素电极15以矩阵状配设于第二基板12。像素电极15通过以TFT开关元件为代表的有源元件的漏极来控制，该TFT开关元件以矩阵状具有作为地址信号线的栅极线和作为数据线的源极线。予以说明的是，在此未图示TFT开关元件的构成。
在为了提高视角特性而进行将像素内的液晶分子的倾倒方向分割为若干区域的像素分割的情况下，可在各像素内设置具有狭缝(不形成电极的部分)的像素电极，该狭缝带有条纹状、V字状的图案。
图2是表示将像素内分割为四个区域时狭缝电极(梳形电极)的典型形态的概略平面图。该狭缝电极具有从像素的中央朝向四个方向的梳齿状的狭缝，从而就未施加电压时相对于基板大致垂直取向的各像素内的液晶分子而言，液晶分子的指向矢随着电压的施加而指向四个不同的方向，接近于水平取向。其结果，能够将像素内的液晶的取向方位分割为多个，因而具有极宽的视角特性。
作为用于进行像素分割的方法，除了在上述像素电极中设置狭缝的方法以外，也可使用在像素内设置线状突起等构造物的方法，设置除像素电极、共用电极以外的电极的方法等。通过这些方法也能够对液晶分子的取向方向进行分割，但从透过率、制造的容易度出发，优选为使用狭缝电极的构成。设置有狭缝的像素电极在未施加电压时对液晶分子没有驱动力，因此无法对液晶分子赋予预倾角。然而，通过并用本发明中使用的取向膜材料，能够赋予预倾角，并且通过与进行了像素分割的狭缝电极组合，能够实现像素分割带来的宽视角。
本发明中，具有预倾角是指，在未施加电压的状态下，相对于基板面(第一基板11和第二基板12中与液晶组合物层13邻接的面)垂直的方向与液晶分子的指向矢稍微不同的状态。
本发明的液晶显示元件是垂直取向(VA)型液晶显示元件，因而未施加电压时，液晶分子的指向矢相对于基板面大致垂直取向。为了使液晶分子垂直取向，通常使用垂直取向膜。作为形成垂直取向膜的材料(垂直取向膜材料)，可使用聚酰亚胺、聚酰胺、聚硅氧烷等，其中优选为聚酰亚胺。垂直取向膜材料可包含介晶性部位，但优选与后述的聚合性化合物不同而不包含介晶性部位。如果垂直取向膜材料包含介晶性部位，则反复施加电压后，有时会发生由分子排列混乱导致的烧屏等。在垂直取向膜包含聚酰亚胺的情况下，优选使用将四甲酸二酐和二异氰酸酯的混合物、聚酰胺酸、聚酰亚胺溶解或分散于溶剂而得的聚酰亚胺溶液，在该情况下，聚酰亚胺溶液中的聚酰亚胺的含量优选为1质量％以上10质量％以下，更优选为3质量％以上5质量％以下。
另一方面，在使用聚硅氧烷系垂直取向膜的情况下，可使用将具有烷氧基的硅化合物、醇衍生物和草酸衍生物以预定的配合量比混合并加热从而制造的聚硅氧烷溶解的聚硅氧烷溶液。
本发明的液晶显示元件中，由聚酰亚胺等形成的上述垂直取向膜16、17包含通过具有反应性基团的聚合性化合物的聚合而形成的聚合物。该聚合性化合物是在聚合后赋予对液晶分子的预倾角进行固定的功能的物质。即，能够通过使用狭缝电极等使像素内的液晶分子的指向矢在施加电压时向不同的方向倾斜。然而，在使用了狭缝电极的构成中，未施加电压时，液晶分子相对于基板面几乎垂直取向，不产生预倾角，但通过在电极间施加电压，以使液晶分子稍微倾斜的状态照射紫外线等，使液晶组合物中的反应性单体聚合，从而赋予适当的预倾角。
此外，上述聚合物层20、21是通过将液晶组合物中所含有的聚合性化合物夹持在基板之间后，一边施加电压一边使聚合性化合物固化，从而聚合性化合物一边发生相分离一边作为聚合物而在上述垂直取向膜16、17的表面形成的层。
利用上述垂直取向膜16、17中所含的聚合物和形成于上述垂直取向膜16、17的表面的上述聚合物层20、21，达成了液晶分子的取向性、预倾角的稳定性高、烧屏的发生少、其制造时的滴痕的发生少。
本发明中，大致垂直的意思是，垂直取向的液晶分子的指向矢从垂直方向略微倾倒而赋予预倾角的状态。如果将预倾角完全垂直取向时设为90°、将均质取向(平行于基板面的取向)时设为0°，则大致垂直优选为89～85°，更优选为89～87°。
包含具有反应性基团的聚合性化合物的聚合物的垂直取向膜16、17是借助垂直取向膜材料中混合的聚合性化合物的效果而形成的。因此，推测垂直取向膜与聚合性化合物复杂地聚合而形成了一种聚合物合金，但并不能示出其精确结构。
上述聚合物层20、21是液晶组合物中所含有的聚合性化合物进行聚合时一边从液晶组合物进行相分离一边在上述垂直取向膜16、17的表面形成的层，关于在垂直取向膜的整个面均匀形成、还是以不均匀的海岛结构形成，认为随着制造条件的不同而不同，无法示出其精确的结构。图1中对均匀形成的情况进行了表示。
(垂直取向膜中所含有的具有反应性基团的聚合性化合物)
关于具有反应性基团的聚合性化合物，可举出具有一个反应性基团的单官能性的聚合性化合物、具有二官能或三官能等两个以上反应性基团的多官能性的聚合性化合物等，可以为一种，也可以为两种以上。具有反应性基团的聚合性化合物可包含介晶性部位，也可不包含。
在具有反应性基团的聚合性化合物中，反应性基团优选为具有通过光而产生的聚合性的取代基。尤其在通过热聚合而生成垂直取向膜时，在垂直取向膜材料的热聚合时能够抑制具有反应性基团的聚合性化合物的反应，因而反应性基团特别优选为具有通过光而产生的聚合性的取代基。
具有反应性基团的聚合性化合物之中，作为具有单官能性反应基的聚合性化合物，具体而言优选为下述通式(VI)所表示的聚合性化合物，
[化1]
(式中，X3表示氢原子或甲基，Sp3表示单键、碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)t-(式中，t表示2～7的整数，氧原子与芳香环结合。)，V表示碳原子数2～20的直链或支链多价亚烷基或者碳原子数5～30的多价环状取代基，多价亚烷基中的亚烷基在氧原子不邻接的范围内可被氧原子取代，也可被碳原子数5～20的烷基(基团中的亚烷基在氧原子不邻接的范围内可被氧原子取代。)或环状取代基取代，W表示氢原子、卤原子或碳原子数1～8的亚烷基。)。
在上述通式(VI)中，X3表示氢原子或甲基，在重视反应速度的情况下，优选为氢原子，在重视减少反应残留量的情况下，优选为甲基。
在上述通式(VI)中，Sp3表示单键、碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)t-(式中，t表示2～7的整数，氧原子与芳香环结合。)，碳链优选不太长，优选为单键或碳原子数1～5的亚烷基，更优选为单键或碳原子数1～3的亚烷基。此外，在Sp3表示-O-(CH2)t-的情况下，t优选为1～5，更优选为1～3。
在上述通式(VI)中，V表示碳原子数2～20的直链或支链多价亚烷基或者碳原子数5～30的多价环状取代基，多价亚烷基中的亚烷基在氧原子不邻接的范围内可被氧原子取代，也可被碳原子数5～20的烷基(基团中的亚烷基在氧原子不邻接的范围内可被氧原子取代。)或环状取代基取代，优选被两个以上环状取代基取代。
通式(VI)所表示的聚合性化合物进一步具体而言可举出通式(X1a)所表示的化合物，
[化2]
(式中，A1表示氢原子或甲基，
A2表示单键或碳原子数1～8的亚烷基(该亚烷基中的一个或两个以上亚甲基可以以氧原子相互不直接结合的形式各自独立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，该亚烷基中的一个或两个以上氢原子各自独立地可被氟原子、甲基或乙基取代。)，
A3和A6各自独立地表示氢原子、卤原子或碳原子数1～10的烷基(该烷基中的一个或两个以上亚甲基可以以氧原子相互不直接结合的形式各自独立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，该烷基中一个或两个以上氢原子各自独立地可被卤原子或碳原子数1～17的烷基取代。)，
A4和A7各自独立地表示氢原子、卤原子或碳原子数1～10的烷基(该烷基中的一个或两个以上亚甲基可以以氧原子相互不直接结合的形式各自独立地可被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，该烷基中的一个或两个以上氢原子各自独立地可被卤原子或碳原子数1～9的烷基取代。)，
p表示1～10，
B1、B2和B3各自独立地表示氢原子、碳原子数1～10的直链状或支链状的烷基(该烷基中的一个或两个以上亚甲基可以以氧原子相互不直接结合的形式各自独立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，该烷基中的一个或两个以上氢原子各自独立地可被卤原子或碳原子数3～6的三烷氧基甲硅烷基取代。)。
此外，通式(VI)所表示的聚合性化合物具体而言也可举出通式(X1b)所表示的化合物，
[化3]
(式中，A8表示氢原子或甲基，
6元环T1、T2和T3各自独立地表示
[化4]
中的任一种(其中，q表示1至4的整数。)，
q表示0或1，
Y1和Y2各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C≡C-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-(CH2)4-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH2＝CHCH2CH2-或-CH2CH2CH＝CH-，
Y3表示单键、-COO-或-OCO-，
B8表示碳原子数1～18的烃基。)。
进一步，通式(VI)所表示的聚合性化合物具体而言还可举出通式(X1c)所表示的化合物，
[化5]
(式中，R70表示氢原子或甲基，R71表示具有缩合环的烃基。)。
具有反应性基团的聚合性化合物之中，具有多官能性反应基的聚合性化合物优选为下述通式(V)所表示的聚合性化合物，
[化6]
(式中，X1和X2各自独立地表示氢原子或甲基，Sp1和Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示2～7的整数，氧原子与芳香环结合。)，U表示碳原子数2～20的直链或支链多价亚烷基或碳原子数5～30的多价环状取代基，多价亚烷基中的亚烷基在氧原子不邻接的范围内可被氧原子取代，也可被碳原子数5～20的烷基(基团中的亚烷基在氧原子不邻接的范围内可被氧原子取代。)或环状取代基取代，k表示1～5的整数。)。
上述通式(V)中，X1和X2各自独立地表示氢原子或甲基，在重视反应速度的情况下，优选为氢原子，在重视减少反应残留量的情况下，优选为甲基。
上述通式(V)中，Sp1和Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示2～7的整数，氧原子与芳香环结合。)，碳链优选不太长，优选为单键或碳原子数1～5的亚烷基，更优选为单键或碳原子数1～3的亚烷基。此外，在Sp1和Sp2表示-O-(CH2)s-的情况下，s优选为1～5，更优选为1～3，更优选Sp1和Sp2中的至少一方为单键，特别优选均为单键。
上述通式(V)中，U表示碳原子数2～20的直链或支链多价亚烷基或碳原子数5～30的多价环状取代基，多价亚烷基中的亚烷基在氧原子不邻接的范围内可被氧原子取代，也可被碳原子数5～20的烷基(基团中的亚烷基在氧原子不邻接的范围内可被氧原子取代。)、环状取代基取代，优选被两个以上环状取代基取代。
上述通式(V)中，U具体而言优选表示以下式(Va-1)至式(Va-5)，更优选表示式(Va-1)至式(Va-3)，特别优选表示式(Va-1)。
[化7]
(式中，两端与Sp1或Sp2结合。)
在U具有环结构的情况下，上述Sp1和Sp2优选至少一方表示单键，也优选两方均为单键。
上述通式(V)中，k表示1～5的整数，优选k为1的二官能化合物或k为2的三官能化合物，更优选为二官能化合物。
上述通式(V)所表示的化合物具体而言优选为以下通式(Vb)所表示的化合物。
[化8]
(式中，X1和X2各自独立地表示氢原子或甲基，Sp1和Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示2～7的整数，氧原子与芳香环结合。)，Z1表示-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-或单键，C表示1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基或单键，式中的全部1,4-亚苯基中的任意氢原子可被氟原子取代。)
上述通式(Vb)中，X1和X2各自独立地表示氢原子或甲基，优选为均表示氢原子的二丙烯酸酯衍生物或均具有甲基的二甲基丙烯酸酯衍生物，也优选一方表示氢原子另一方表示甲基的化合物。关于这些化合物的聚合速度，二丙烯酸酯衍生物最快，二甲基丙烯酸酯衍生物慢，非对称化合物处于它们之间，可根据其用途使用优选的方式。PSA液晶显示元件中，特别优选二甲基丙烯酸酯衍生物。
上述通式(Vb)中，Sp1和Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)s-，优选至少一方为单键，优选均表示单键的化合物或一方为单键另一方表示碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)s-的方式。在该情况下，优选为碳原子数1～4的亚烷基，s优选为1～4。
上述通式(Vb)中，Z1表示-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-或单键，优选为-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或单键，更优选为-COO-、-OCO-或单键，特别优选为单键。
上述通式(Vb)中，C表示任意氢原子可被氟原子取代的1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基或单键，优选为1,4-亚苯基或单键。
在C表示单键以外的环结构的情况下，Z1也优选为单键以外的连接基团，在C为单键的情况下，Z1优选为单键。
由上，上述通式(Vb)中，优选C表示单键、环结构由两个环形成的情况，作为具有环结构的聚合性化合物，具体而言优选为以下通式(V-1)至(V-6)所表示的化合物，特别优选为通式(V-1)至(V-4)所表示的化合物，最优选为通式(V-2)所表示的化合物。
[化9]
上述通式(V)所表示的化合物具体而言也优选为以下通式(Vc)所表示的化合物。
[化10]
(式中，X1、X2和X3各自独立地表示氢原子或甲基，Sp1、Sp2和Sp3各自独立地表示单键、碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示2～7的整数，氧原子与芳香环结合。)，Z11和Z12各自独立地表示-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-或单键，J表示1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基或单键，式中的全部1,4-亚苯基中的任意氢原子可被氟原子取代。)
(为了形成聚合物层而在液晶组合物中含有的聚合性化合物)
形成上述聚合层的聚合性化合物可举出具有一个反应性基团的单官能性的聚合性化合物、具有二官能或三官能等两个以上反应性基团的多官能性的聚合性化合物等，优选为具有二官能或三官能等两个以上反应性基团的多官能性的聚合性化合物。所使用的聚合性化合物可以为一种，也可以为两种以上。具有反应性基团的聚合性化合物优选包含介晶性部位。
形成聚合层的聚合性化合物进一步具体而言优选为下述通式(V)所表示的聚合性化合物，
[化11]
(式中，X1和X2各自独立地表示氢原子或甲基，Sp1和Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示2～7的整数，氧原子与芳香环结合。)，U表示碳原子数2～20的直链或支链多价亚烷基或碳原子数5～30的多价环状取代基，多价亚烷基中的亚烷基在氧原子不邻接的范围内可被氧原子取代，也可被碳原子数5～20的烷基(基团中的亚烷基在氧原子不邻接的范围内可被氧原子取代。)或环状取代基取代，k表示1～5的整数。)。
上述通式(V)中，X1和X2各自独立地表示氢原子或甲基，在重视反应速度的情况下，优选为氢原子，在重视减少反应残留量的情况下，优选为甲基。
上述通式(V)中，Sp1和Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示2～7的整数，氧原子与芳香环结合。)，碳链优选不太长，优选为单键或碳原子数1～5的亚烷基，更优选为单键或碳原子数1～3的亚烷基。此外，在Sp1和Sp2表示-O-(CH2)s-的情况下，s优选为1～5，更优选为1～3，更优选Sp1和Sp2中的至少一方为单键，特别优选均为单键。
上述通式(V)中，U表示碳原子数2～20的直链或支链多价亚烷基或碳原子数5～30的多价环状取代基，多价亚烷基中的亚烷基在氧原子不邻接的范围内可被氧原子取代，也可被碳原子数5～20的烷基(基团中的亚烷基在氧原子不邻接的范围内可被氧原子取代。)、环状取代基取代，优选被两个以上环状取代基取代。
上述通式(V)中，U具体而言优选表示以下式(Va-1)至式(Va-5)，更优选表示式(Va-1)至式(Va-3)，特别优选表示式(Va-1)。
[化12]
(式中，两端与Sp1或Sp2结合。)
在U具有环结构的情况下，上述Sp1和Sp2优选至少一方表示单键，也优选两方均为单键。
上述通式(V)中，k表示1～5的整数，优选k为1的二官能化合物或k为2的三官能化合物，更优选为二官能化合物。
上述通式(V)所表示的化合物具体而言优选为以下通式(Vb)所表示的化合物。
[化13]
(式中，X1和X2各自独立地表示氢原子或甲基，Sp1和Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示2～7的整数，氧原子与芳香环结合。)，Z1表示-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-或单键，C表示1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基或单键，式中的全部1,4-亚苯基中的任意氢原子可被氟原子取代。)
上述通式(Vb)中，X1和X2各自独立地表示氢原子或甲基，优选为均表示氢原子的二丙烯酸酯衍生物或均具有甲基的二甲基丙烯酸酯衍生物，也优选为一方表示氢原子另一方表示甲基的化合物。关于这些化合物的聚合速度，二丙烯酸酯衍生物最快，二甲基丙烯酸酯衍生物慢，非对称化合物处于它们之间，可根据其用途使用优选的方式。PSA液晶显示元件中，特别优选为二甲基丙烯酸酯衍生物。
上述通式(Vb)中，Sp1和Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)s-，优选至少一方为单键，优选均表示单键的化合物或者一方为单键另一方表示碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)s-的方式。在该情况下，优选为碳原子数1～4的亚烷基，s优选为1～4。
上述通式(Vb)中，Z1表示-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-或单键，优选为-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或单键，更优选为-COO-、-OCO-或单键，特别优选为单键。
上述通式(Vb)中，C表示任意氢原子可被氟原子取代的1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基或单键，优选为1,4-亚苯基或单键。
在C表示单键以外的环结构的情况下，Z1也优选为单键以外的连接基团，在C为单键的情况下，Z1优选为单键。
由上，上述通式(Vb)中，优选为C表示单键、环结构由两个环形成的情况，作为具有环结构的聚合性化合物，具体而言优选为以下通式(V-1)至(V-6)所表示的化合物，特别优选为通式(V-1)至(V-4)所表示的化合物，最优选为通式(V-2)所表示的化合物。
[化14]
上述通式(V)所表示的化合物具体而言也优选为以下通式(Vc)所表示的化合物。
[化15]
(式中，X1、X2和X3各自独立地表示氢原子或甲基，Sp1、Sp2和Sp3各自独立地表示单键、碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示2～7的整数，氧原子与芳香环结合。)，Z11和Z12各自独立地表示-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-或单键，J表示1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基或单键，式中的全部1,4-亚苯基中的任意氢原子可被氟原子取代。)
(液晶组合物)
本发明中的液晶组合物中，作为第一成分，优选含有以下的通式(I)所表示的化合物25～70质量％，更优选含有30～60质量％，进一步优选含有35～50质量％，最优选含有38～47质量％。
[化16]
(式中，R1和R2各自独立地表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，A表示1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，l表示1或2，在l为2的情况下，两个A可以相同也可以不同。)
上述通式(I)中，R1和R2各自独立地表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，
优选表示碳原子数1～5的烷基、碳原子数2～5的烯基、碳原子数1～5的烷氧基或碳原子数2～5的烯氧基，
更优选表示碳原子数2～5的烷基、碳原子数2～4的烯基、碳原子数1～4的烷氧基或碳原子数2～4的烯氧基，
特别优选表示碳原子数2～5的烷基、碳原子数2～4的烯基。
在R1表示烷基的情况下，特别优选为碳原子数1、3或5的烷基。在R1表示烯基的情况下，优选为以下结构。
[化17]
(式中，右端与环结构结合。)
上述结构中，进一步优选为碳原子数2或3的烯基即乙烯基或1-丙烯基。
上述通式(I)中，R1和R2可以相同也可以不同，优选为不同，在R1和R2均为烷基的情况下，特别优选为原子数相互不同的碳原子数1、3或5的烷基。
R1和R2中的至少一方的取代基为碳原子数3～5的烷基的、上述通式(I)所表示的化合物的含量优选为上述通式(I)所表示的化合物中的50质量％以上，更优选为70质量％以上，进一步优选为80质量％以上。
此外，R1和R2中的至少一方的取代基为碳原子数3的烷基的、上述通式(I)所表示的化合物的含量优选为上述通式(I)所表示的化合物中的50质量％以上，更优选为70质量％以上，进一步优选为80质量％以上，最优选为100％。
上述通式(I)中，A表示1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，优选表示反式-1,4-亚环己基。此外，A表示反式-1,4-亚环己基的、上述通式(I)所表示的化合物的含量优选为上述通式(I)所表示的化合物中的50质量％以上，更优选为70质量％以上，进一步优选为80质量％以上。
上述通式(I)所表示的化合物具体而言优选为以下通式(Ia)至通式(Ik)所表示的化合物。
[化18]
(式中，R1和R2各自独立地表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数1～5的烷氧基，优选为与通式(I)中的R1和R2同样的实施方式。)
上述通式(Ia)至通式(Ik)中，优选为通式(Ia)、通式(Ib)和通式(Ig)，更优选为通式(Ia)和通式(Ig)，为了平衡性良好地针对响应速度、烧屏特性的减少以及滴痕的抑制进行改善，特别优选为通式(Ia)，在重视响应速度的情况下，也优选为通式(Ib)，在更加重视响应速度的情况下，优选为通式(Ib)、通式(Ie)、通式(If)和通式(Ih)，通式(Ie)和通式(If)的二烯基化合物在特别重视响应速度的情况下是优选的。
从这些方面出发，上述通式(Ia)和通式(Ig)所表示的化合物的含量优选为上述通式(I)所表示的化合物中的50质量％以上，更优选为70质量％以上，进一步优选为80质量％以上，最优选为100质量％。此外，上述通式(Ia)所表示的化合物的含量优选为上述通式(I)所表示的化合物中的50质量％以上，更优选为70质量％以上，进一步优选为80质量％以上。
本发明的液晶组合物中，作为第二成分，优选含有下述通式(II)所表示的化合物，
[化19]
(式中，R3表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，R4表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数4～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数3～8的烯氧基，B和D各自独立地表示1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，Z2表示单键、-OCH2-、-OCO-、-CH2O-或-COO-，m表示0、1或2，在m为2的情况下，两个B可以相同也可以不同。)。
式中的m优选为1或2。
作为m为1的通式(II)所表示的化合物，具体可举出以下通式(II-1)、通式(II-1’)和通式(II-2)所表示的化合物。
[化20]
(式中，R3表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，R4表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数4～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数3～8的烯氧基。)
上述通式(II-1)和通式(II-2)中，R3表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，优选表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，更优选表示碳原子数2～5的烷基或碳原子数2～4的烯基，进一步优选表示碳原子数3～5的烷基或碳原子数2的烯基，特别优选表示碳原子数3的烷基。
上述通式(II-1)和通式(II-2)中，R4表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数4～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数3～8的烯氧基，优选表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数1～5的烷氧基，更优选表示碳原子数1～3的烷基或碳原子数1～3的烷氧基，进一步优选表示碳原子数3的烷基或碳原子数2的烷氧基，特别优选表示碳原子数2的烷氧基。
上述通式(II-1)和通式(II-2)所表示的化合物具体而言优选为以下通式(II-1a)和通式(II-1b)所表示的化合物。
[化21]
(式中，R3表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，R4a表示碳原子数1～5的烷基。)
上述通式(II-1a)中，R4优选为碳原子数1～3的烷基，更优选为碳原子数1或2的烷基，特别优选为碳原子数2的烷基。
上述通式(II-1b)中，R4优选为碳原子数1～3的烷基，更优选为碳原子数1或3的烷基，特别优选为碳原子数3的烷基。
上述通式(II-1a)和通式(II-1b)中，为了增大介电常数各向异性的绝对值，优选为通式(II-1a)。
上述通式(II-2a)中，R4优选为碳原子数1～3的烷基，更优选为碳原子数1或2的烷基，特别优选为碳原子数2的烷基。
上述通式(II-2b)中，R4优选为碳原子数1～3的烷基，更优选为碳原子数1或3的烷基，特别优选为碳原子数3的烷基。
上述通式(II-2a)和通式(II-2b)中，为了增大介电常数各向异性的绝对值，优选为通式(II-2a)。
本发明的液晶组合物中，优选含有通式(II-1)和通式(II―2)所表示的化合物5～30质量％，更优选含有10～25质量％，进一步优选含有12～20质量％。
作为m为1的通式(II)所表示的化合物，具体可举出以下通式(II-3)所表示的化合物。
[化22]
(式中，R5表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，R6表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数4～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数3～8的烯氧基，B表示1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，Z2表示单键、-OCH2-、-OCO-、-CH2O-或-COO-。)
上述通式(II-3)中，R5表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，优选表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，更优选表示碳原子数2～5的烷基或碳原子数2～4的烯基，进一步优选表示碳原子数3～5的烷基或碳原子数2的烯基，特别优选表示碳原子数3的烷基。
上述通式(II-3)中，R6表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数4～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数3～8的烯氧基，优选表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数1～5的烷氧基，更优选表示碳原子数1～3的烷基或碳原子数1～3的烷氧基，进一步优选表示碳原子数3的烷基或碳原子数2的烷氧基，特别优选表示碳原子数2的烷氧基。
上述通式(II-3)中，B表示可被氟取代的1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，优选为无取代的1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，更优选为反式-1,4-亚环己基。
上述通式(II-3)中，Z2表示单键、-OCH2-、-OCO-、-CH2O-或-COO-，优选表示单键或-CH2O-，更优选表示单键。
上述通式(II-3)所表示的化合物具体而言优选为以下通式(II-3a)至通式(II-3f)所表示的化合物。
[化23]
(式中，R5表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，R6a表示碳原子数1～5的烷基，优选为与通式(II-3)中的R5和R6同样的实施方式。)
上述通式(II-3a)至通式(II-3f)中，R5优选为通式(II-3)中同样的实施方式。
上述通式(II-3a)至通式(II-3f)中，R6a优选为碳原子数1～3的烷基，更优选为碳原子数1或2的烷基，特别优选为碳原子数2的烷基。
上述通式(II-3a)至通式(II-3f)中，为了增大介电常数各向异性的绝对值，优选为通式(II-3a)或通式(II-3e)，在Δn大的组合物中，优选为通式(II-3b)。
本发明的液晶组合物中，优选含有通式(II-3)所表示的化合物20～45质量％，更优选含有25～40质量％，进一步优选含有28～38质量％。
本发明的液晶组合物中，作为第三成分，还可含有以下通式(III)所表示的化合物。
[化24]
(式中，R7和R8各自独立地表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，Y1和Y2各自独立地表示氢原子或氟原子，E、F和G各自独立地表示1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，Z3表示单键、-OCH2-、-OCO-、-CH2O-或-COO-，n表示0或1。)
上述通式(III)中，R7表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，
在E表示反式-1,4-亚环己基的情况下，R7优选表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，更优选表示碳原子数2～5的烷基或碳原子数2～4的烯基，进一步优选表示碳原子数3～5的烷基或碳原子数2的烯基，特别优选表示碳原子数3的烷基，
在E表示可被氟取代的1,4-亚苯基的情况下，R7优选表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数4或5的烯基，更优选表示碳原子数2～5的烷基或碳原子数4的烯基，进一步优选表示碳原子数2～4的烷基。
上述通式(III)中，R8表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数4～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数3～8的烯氧基，
在G表示反式-1,4-亚环己基的情况下，R8优选表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，更优选表示碳原子数2～5的烷基或碳原子数2～4的烯基，进一步优选表示碳原子数3～5的烷基或碳原子数2的烯基，特别优选表示碳原子数3的烷基，
在G表示可被氟取代的1,4-亚苯基的情况下，R8优选表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数4或5的烯基，更优选表示碳原子数2～5的烷基或碳原子数4的烯基，进一步优选表示碳原子数2～4的烷基。
上述通式(III)中，在R7和R8表示烯基、并且所结合的F或G表示可被氟取代的1,4-亚苯基的情况下，作为碳原子数4或5的烯基，优选为下式所表示的结构。
[化25]
(式中，右端与环结构结合。)
在该情况下，进一步优选为碳原子数4的烯基。
上述通式(III)中，Y1和Y2各自独立地表示氢原子或氟原子，优选Y1和Y2中的任一方表示氟原子，在重视介电常数各向异性的绝对值的情况下，优选Y1和Y2均表示氟原子。
上述通式(III)中，E、F和G各自独立地表示可被氟取代的1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，优选表示无取代的1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基。
上述通式(III)中，Z2表示单键、-OCH2-、-OCO-、-CH2O-或-COO-，优选表示单键、-CH2O-或-COO-，更优选表示单键。
上述通式(III)中，n表示0或1，在Z3表示单键以外的取代基的情况下，n优选表示0。
上述通式(III)所表示的化合物在n表示0的情况下具体而言优选为以下通式(III-1a)至通式(III-1h)所表示的化合物。
[化26]
(式中，R7和R8各自独立地表示碳原子数1～5的烷基、碳原子数2～5的烯基或碳原子数1～5的烷氧基，优选为与通式(III)中的R7和R8同样的实施方式。)
上述通式(III)所表示的化合物在n表示1的情况下具体而言优选为以下通式(III-2a)至通式(III-2l)所表示的化合物。
[化27]
(式中，R7和R8各自独立地表示碳原子数1～5的烷基、碳原子数2～5的烯基或碳原子数1～5的烷氧基，优选为与通式(III)中的R7和R8同样的实施方式。)
本发明的液晶组合物中，优选含有通式(III)所表示的化合物5～20质量％，更优选含有8～15质量％，进一步优选含有10～13质量％。
本发明中的液晶组合物由上述通式(I)至通式(III)所表示的化合物的组合构成，作为它们的组合，优选为如下含量。
上述通式(II-1)、通式(II-2)和通式(II-1’)所表示的化合物均为介电常数各向异性为负且其绝对值比较大的化合物，液晶组合物中的这些化合物的合计含量优选为30～65质量％，更优选为40～55质量％，特别优选为43～50质量％。
上述通式(III)所表示的化合物既包含介电常数各向异性为正的化合物也包含介电常数各向异性为负的化合物，在使用介电常数各向异性为负且其绝对值为0.3以上的化合物的情况下，液晶组合物中的通式(II-1)、通式(II-2)、通式(II-1’)和通式(III)所表示的化合物的合计含量优选为35～70质量％，更优选为45～65质量％，特别优选为50～60质量％。
此外，本发明中的液晶组合物优选含有30～50质量％的上述通式(I)所表示的化合物，优选含有35～70质量％的通式(II-1)、通式(II-2)、通式(II-1’)和通式(III)所表示的化合物，
更优选含有35～45质量％的上述通式(I)所表示的化合物，更优选含有45～65质量％的通式(II-1)、通式(II-2)、通式(II-1’)和通式(III)所表示的化合物，
特别优选含有38～42质量％的上述通式(I)所表示的化合物，特别优选含有50～60质量％的通式(II-1)、通式(II-2)、通式(II-1’)和通式(III)所表示的化合物。
此外，通式(II-1)、通式(II-2)、通式(II-1’)和通式(III)所表示的化合物的合计含量相对于液晶组合物整体优选为80～100质量％，更优选为90～100质量％，特别优选为95～100质量％。
本发明中的液晶组合物能够以宽广的范围使用向列相-各向同性液体相转变温度(Tni)，向列相-各向同性液体相转变温度(Tni)优选为60～120℃，更优选为70～100℃，特别优选为70～85℃。
本发明中的液晶组合物的介电常数各向异性在25℃时优选为-2.0～-6.0，更优选为-2.5～-5.0，特别优选为-2.5～-3.5。
本发明中的液晶组合物的折射率各向异性在25℃时优选为0.08～0.13，更优选为0.09～0.12。进一步详细而言，在与薄单元间隔对应的情况下，本发明中的液晶组合物的折射率各向异性在25℃时优选为0.10～0.12，在与厚单元间隔对应的情况下，本发明中的液晶组合物的折射率各向异性在25℃时优选为0.08～0.10。
[液晶显示元件的制造方法]
接下来，参照图1说明本发明的液晶显示元件的制造方法。
在第一基板11的形成有共用电极14的面和第二基板12的形成有像素电极15的面，涂布含有具有反应性基团的聚合性化合物和垂直取向材料的取向材料，通过加热形成垂直取向膜16、17。
在此，首先调制含有作为垂直取向材料的高分子化合物前体、作为具有反应性基团的聚合性化合物的选自由上述通式(VI)和通式(V)所表示的化合物组成的化合物组中的聚合性化合物、以及根据需要的具有光聚合性和光交联性的化合物的取向材料。
在垂直取向材料的主构成成分为聚酰亚胺的情况下，作为高分子化合物前体，可举出例如使四甲酸二酐和二异氰酸酯的混合物、聚酰胺酸、聚酰亚胺溶解或分散于溶剂而得的聚酰亚胺溶液等。该聚酰亚胺溶液中的聚酰亚胺的含量优选为1质量％以上10质量％以下，更优选为3质量％以上5质量％以下。
此外，在垂直取向材料的主构成成分为聚硅氧烷的情况下，作为高分子化合物前体，可举出例如将具有烷氧基的硅化合物、具有卤化烷氧基的硅化合物、醇和草酸按预定的配合量比混合并加热从而合成聚硅氧烷并且使其溶解于溶剂而得的聚硅氧烷溶液等。
予以说明的是，垂直取向材料中根据需要可添加具有光交联性的化合物、光聚合引发剂、溶剂等。
调制取向材料后，分别在第一基板11和第二基板12上将该取向材料以覆盖共用电极14、以及像素电极15及其狭缝部(图示略)的方式进行涂布或印刷，然后进行加热等处理。由此，涂布或印刷后的取向材料中所含的高分子化合物前体聚合并固化而成为垂直取向材料，形成垂直取向材料和聚合性化合物混合存在的垂直取向膜16、17。
在此，在进行加热处理的情况下，其温度优选为80℃以上，更优选为150～200℃。
予以说明的是，包含垂直取向材料的取向控制部在该步骤中形成。之后，根据需要可实施摩擦等处理。
接着，将第一基板11和第二基板12重合，在它们之间密封包含液晶分子的液晶组合物层13。
具体而言，对于在第一基板11和第二基板12中的任一方中的形成有垂直取向膜16、17的面，散布用于确保单元间隔的间隔突起物、例如塑料珠等，同时，例如使用环氧粘接剂等通过丝网印刷法印刷密封部。
之后，将第一基板11和第二基板12以使垂直取向膜16、17相对的方式隔着间隔突起物和密封部贴合，注入包含液晶分子和聚合性化合物的液晶组合物。
然后，进行加热等将密封部固化，从而将液晶组合物密封在第一基板11和第二基板12之间。
接着，使用电压施加装置在共用电极14和像素电极15之间施加电压。例如以5～30(V)的大小施加电压。由此产生相对于第一基板11中与液晶组合物层13邻接的面(与液晶组合物层13相对的面)、以及第二基板12中与液晶组合物层13邻接的面(与液晶组合物层13相对的面)呈预定角度的方向的电场，从而液晶分子19从第一基板11和第二基板12的法线方向以预定方向倾斜而取向。此时，液晶分子19的倾斜角与后述工序中对液晶分子19所赋予的预倾角θ大体相等。因此，通过适当调节电压的大小，能够控制液晶分子19的预倾角θ的大小(参照图3)。
进一步，在施加有电压的状态下，例如从第一基板11的外侧对液晶组合物层13照射紫外光UV，从而使垂直取向膜16、17中的聚合性化合物和液晶组合物中的聚合性化合物聚合，生成高分子聚合物。在该情况下，所照射的紫外光UV的强度可以为一定也可以不为一定，改变照射强度时各强度的照射时间也是任意的，在采用两个步骤以上的照射工序的情况下，优选第二步骤以后的照射工序的照射强度选择为比第一步骤的照射强度弱的强度，优选第二步骤以后的总照射时间比第一步骤的照射时间长且照射总能量大。此外，在不连续地改变照射强度的情况下，优选总照射工序时间的前半部分的平均照射光强度比后半部分的平均照射强度更强，更优选刚开始照射后的强度最强，进一步优选随着照射时间的流逝，照射强度一直持续减少直至某一定值。该情况的紫外线UV强度优选为2mW/cm-2～100mW/cm-2，更优选多步骤照射时的第一步骤或不连续地改变照射强度时的整个照射工序中的最高照射强度为10mW/cm-2～100mW/cm-2、并且多步骤照射时的第二步骤以后或不连续地改变照射强度时的最低照射强度为2mW/cm-2～50mW/cm-2。此外，照射总能量优选为10J～300J，更优选为50J～250J，进一步优选为100J～250J。
在该情况下，施加电压可以为交流也可以为直流。
其结果，形成固着于垂直取向膜16、17的取向控制部且包含垂直取向材料的取向约束部(图示略)，进一步在其表面形成聚合物层20、21。该取向约束部在非驱动状态时具有对液晶组合物层13中位于与聚合物层20、21(垂直取向膜16、17)的界面附近的液晶分子19赋予预倾角θ的功能。另外，在此，从第一基板11的外侧照射了紫外光UV，但也可以从第二基板12的外侧照射，还可以从第一基板11和第二基板12的两块基板的外侧照射。
这样，关于本发明的液晶显示元件，在液晶组合物层13中，液晶分子19具有预定的预倾角θ。由此，与完全未实施预倾角处理的液晶显示元件和具备该液晶显示元件的液晶表示装置相比，能够大幅提高对于驱动电压的响应速度。
本发明的液晶显示元件中，作为构成垂直取向膜16、17的高分子化合物前体，优选为非感光性的聚酰亚胺前体。
垂直取向膜16、17中的聚合性化合物在上述高分子化合物前体中的含量的合计优选为0.5～4质量％，更优选为1～2质量％。
形成聚合物层20、21的聚合性化合物在液晶组合物中的含量的合计优选为0.1～1质量％，更优选为0.2～0.6质量％。
实施例
以下，通过实施例和比较例对本发明进行进一步具体说明，但本发明不限于以下实施例。此外，以下实施例和比较例的组合物中的“％”的意思是“质量％”。
以下实施例和比较例中，Tni、Δn、Δε、η、γ1分别如下定义。
Tni：向列相-各向同性液体相转变温度(℃)
Δn：25℃时的折射率各向异性
Δε：25℃时的介电常数各向异性
η：20℃时的粘度(mPa·s)
γ1：25℃时的旋转粘度(mPa·s)
以下实施例和比较例中，通过下述方法评价液晶显示元件的烧屏、滴痕。
(烧屏)
关于液晶显示元件的烧屏评价，在显示区域内使预定的固定图案显示1000小时后，进行整个画面均匀显示，通过目视对此时的固定图案的残影水平按照以下四级评价来进行。
◎：无残影
○：稍有残影，但为可允许的水平
△：有残影且为不能允许的水平
×：有残影且相当差
(滴痕)
关于液晶表示装置的滴痕评价，通过目视对整个面显示黑色时浮现白色的滴痕按照以下四级评价来进行。
◎：无残影
○：稍有残影，但为可允许的水平
△：有残影且为不能允许的水平
×：有残影且相当差
予以说明的是，实施例中对于化合物的记载使用以下简写。
(侧链)
-n表示-CnH2n+1(碳原子数n的直链状烷基)。
-On表示-OCnH2n+1(碳原子数n的直链状烷氧基)。
(环结构)
[化28]
(实施例1)
制作具备透明电极层和滤色器层的第一基板(共用电极基板)、以及具备像素电极层的第二基板(像素电极基板)，其中，上述透明电极层包含透明的共用电极，上述像素电极层具有由有源元件驱动的透明像素电极。
在像素电极基板中，作为各像素电极，为了对液晶分子的取向进行分割，按照像素电极中存在不具有电极的狭缝的方式，使用对ITO进行蚀刻而成的像素电极。
通过旋涂法分别在共用电极基板和像素电极基板上涂布包含聚酰亚胺前体和具有反应性基团的聚合性化合物的垂直取向膜材料，将该涂布膜在200℃进行加热，从而使垂直取向膜材料中的聚酰亚胺前体固化，在各基板的表面形成100nm的垂直取向膜。在该步骤中，该垂直取向膜中具有反应性基团的聚合性化合物未固化。
作为垂直取向膜形成材料，使用在含有3％聚酰亚胺前体的聚酰亚胺溶液(商品名：JALS2131-R6；JSR公司制)中含有2％的以下式(V-2)所表示的具有反应性基团的聚合性化合物和1％的式(VI-1)所表示的具有反应性基团的聚合性化合物的溶液。
[化29]
[化30]
对于99.7％的含有以下所示化学式所表示的化合物的液晶组合物，添加0.3％的通式(V-1)所表示的聚合性化合物，从而调制含聚合性化合物的液晶组合物，
[化31]
在形成有垂直取向膜的共用电极基板和像素电极基板中夹持上述含聚合性化合物的液晶组合物后，使密封材料固化，形成液晶组合物层。此时，使用厚度4μm的间隔物将液晶组合物层的厚度设为4μm。
另外，在液晶组合物中的以下所示的化学式中，属于(I)组的化合物是上述通式(I)所表示的化合物，属于(II)组的化合物是上述通式(II)所表示的化合物。
[化32]
对于得到的液晶显示元件，在施加矩形交流电场的状态下照射紫外线，使上述具有反应性基团的聚合性化合物和液晶组合物中的聚合性化合物固化。作为照射装置，使用USHIO电机公司制UIS-S2511RZ，并且作为紫外线灯，使用USHIO电机公司制USH-250BY，以20mW对液晶显示元件照射紫外线10分钟，得到实施例1的液晶显示元件。通过该工序，形成包含具有反应性基团的聚合性化合物的聚合物的垂直取向膜，并对液晶组合物层中的液晶分子赋予预倾角。
在此，预倾角如图3所示定义。在完全垂直取向的情况下，预倾角(θ)为90°，在赋予预倾角的情况下，预倾角(θ)变为小于90°。
实施例1的液晶显示元件按照图2所示的那样的像素电极的狭缝，具有在四个分区中方向不同的预倾角，即使在上述聚合性化合物固化后、切断交流电场的状态下，也可维持预倾角。所维持的预倾角为87.5°。
如表1所示，表明这样得到的实施例1的液晶显示元件显示优异的响应速度，不易产生滴痕，烧屏方面也优异。
[表1]
TNI/℃ 81.0
Δn 0.103
no 1.483
ε// 3.3
ε⊥ 6.2
Δε -2.9
η/mPa·s 20.3
γ1/mPa·s 112
γ1/Δn2×10-2 104
滴痕评价 ◎
烧屏评价 ◎
响应速度/ms 8.0
(比较例1)
分别在共用电极基板和像素电极基板上，使用含有6％聚酰亚胺前体的聚酰亚胺溶液(商品名：JALS2131-R6；JSR公司制)形成垂直取向膜。在共用电极基板和像素电极基板中夹持实施例1中使用的含聚合性化合物的液晶组合物后，使密封材料固化，形成液晶组合物层。此时，使用厚度4μm的间隔物将液晶组合物层的厚度设为4μm。
以与实施例1相同的条件在施加矩形交流电场的状态下照射紫外线，使液晶组合物中的聚合性化合物固化，得到比较例1的液晶显示元件。
比较例1的液晶显示元件具有预倾角，即使在上述聚合性化合物固化后、切断交流电场的状态下，也可维持预倾角。所维持的预倾角为87°。
比较例1的液晶显示元件与实施例1的液晶显示元件相比，响应速度为同等程度，但关于滴痕、烧屏的评价差。
[表2]
滴痕评价 ×
烧屏评价 Δ
响应速度/ms 8.2
(比较例2)
调制含有以下所示化学式所表示的化合物的液晶组合物，向该液晶组合物添加相同量的与实施例1同样的聚合性化合物，调制含聚合性化合物的液晶组合物。使用液晶组合物中的液晶化合物，除此以外，与实施例1同样地操作，得到比较例2的液晶显示元件。
[化33]
对于比较例2的液晶显示元件，与实施例1同样地操作，测定烧屏以及滴痕。将结果示于下表。
其结果，比较例2中调制的液晶组合物与实施例1中调制的液晶组合物相比，显示差的结果。此外，比较例2中调制的液晶组合物与实施例1中调制的液晶组合物相比，响应速度差。
[表3]
TNI/℃ 80.2
Δn 0.104
no 1.481
ε// 3.1
ε⊥ 6.0
Δε -3.0
η/mPa·s 19.6
γ1/mPa·s 143
γ1/Δn2×10-2 131
滴痕评价 Δ
烧屏评价 ×
响应速度/ms 10.9
(比较例3)
调制包含以下所示的表的组成的液晶组合物，向该液晶组合物添加与实施例1同样的聚合性化合物，调制含聚合性化合物的液晶组合物。使用液晶组合物中的液晶化合物，除此以外，与实施例1同样地操作，得到比较例3的液晶显示元件。
[表4]
TNI/℃ 80.5
Δn 0.103
no 1.479
ε// 3.1
ε⊥ 6.2
Δε -3.0
η/mPa·s 18.5
γ1/mPa·s 132
γ1/Δn2×10-2 125
3CyPh5O2 9％
3CyPh5O4 9％
2CyPhPh5O2 4％
3CyPhPh5O2 4％
3CyCyPh5O3 7％
4CyCyPh5O2 7％
5CyCyPh5O2 7％30 -->
3PhPh5Ph2 3％
4PhPh5Ph2 3％
5PhPh1 3％
3Cy2Cy3 15％
3CyDCy3 25％
0d3PhTPh3d0 2％
3CyPhTPh2 2％
滴痕评价 ×
烧屏评价 Δ
响应速度/ms 10.2
对于比较例3的液晶显示元件，与实施例1同样地操作，测定烧屏以及滴痕。将结果示于表。
其结果，比较例3中调制的液晶组合物与实施例1中调制的液晶组合物相比，显示差的结果。此外，比较例3中调制的液晶组合物与实施例1中调制的液晶组合物相比，响应速度差。
(实施例2)
作为垂直取向膜形成材料，使用在含有3％的聚酰亚胺前体的聚酰亚胺溶液(商品名：JALS2131-R6；JSR公司制)中含有2％的式(V-2)所表示的具有反应性基团的聚合性化合物和1％的以下式(VI-2)所表示的具有反应性基团的聚合性化合物的溶液，除此以外，与实施例1同样地操作，得到形成有垂直取向膜的共用电极基板和像素电极基板。
[化34]
对于99.7％的实施例1中使用的液晶组合物，添加0.3％的通式(V-2)所表示的聚合性化合物，从而调制含聚合性化合物的液晶组合物，将其夹持在形成有垂直取向膜的共用电极基板和像素电极基板之间，与实施例1同样地操作，得到实施例2的液晶显示元件。
对于实施例2的液晶显示元件，与实施例1同样地操作，测定烧屏以及滴痕。将结果示于下表。
其结果表明，实施例2的液晶显示元件虽然与实施例1的液晶显示元件相比稍差，但显示出优异的响应速度，且不易产生滴痕，烧屏方面也优异。
[表5]
滴痕评价 ○
烧屏评价 ○
响应速度/ms 8.2
(实施例3)
作为垂直取向膜形成材料，使用在含有3％的聚酰亚胺前体的聚酰亚胺溶液(商品名：JALS2131-R6；JSR公司制)中含有2％的以下式(V-4a)所表示的具有反应性基团的聚合性化合物和含有1％的式(VI-1)所表示的具有反应性基团的聚合性化合物的溶液，除此以外，与实施例1同样地操作，得到形成有垂直取向膜的共用电极基板和像素电极基板。
[化35]
对于99.7％的实施例1中使用的液晶组合物，添加0.3％的通式(V-2)所表示的聚合性化合物，从而调制含聚合性化合物的液晶组合物，将其夹持在形成有垂直取向膜的共用电极基板和像素电极基板之间，与实施例1同样地操作，得到实施例3的液晶显示元件。
对于实施例3的液晶显示元件，与实施例1同样地操作，测定烧屏以及滴痕。将结果示于下表。
其结果表明，实施例3的液晶显示元件虽然与实施例1的液晶显示元件相比稍差，但显示出优异的响应速度，且不易产生滴痕，烧屏方面也优异。
[表6]
滴痕评价 ○
烧屏评价 ○
响应速度/ms 8.3
(实施例4)
作为垂直取向膜形成材料，使用在含有3％的聚酰亚胺前体的聚酰亚胺溶液(商品名：JALS2131-R6；JSR公司制)中含有2％的以下式(V-5)所表示的具有反应性基团的聚合性化合物和1％的式(VI-2)所表示的具有反应性基团的聚合性化合物的溶液，除此以外，与实施例1同样地操作，得到形成有垂直取向膜的共用电极基板和像素电极基板。
[化36]
对于99.7％的实施例1中使用的液晶组合物，添加0.3％的通式(V-2)所表示的聚合性化合物，从而调制含聚合性化合物的液晶组合物，将其夹持在形成有垂直取向膜的共用电极基板和像素电极基板之间，与实施例1同样地操作，得到实施例4的液晶显示元件。
对于实施例4的液晶显示元件，与实施例1同样地操作，测定烧屏以及滴痕。将结果示于下表。
其结果表明，实施例4的液晶显示元件虽然与实施例1的液晶显示元件相比稍差，但显示出优异的响应速度，且不易产生滴痕，烧屏方面也优异。
[表7]
滴痕评价 ○
烧屏评价 ○32 -->
响应速度/ms 8.3
(实施例5)
调制包含以下所示的组成的液晶组合物，使用该液晶组合物，除此以外，与实施例1同样地操作，得到实施例5的液晶显示元件。
[表8]
TNI/℃ 80.2
Δn 0.105
no 1.485
ε// 3.2
ε⊥ 6.1
Δε -2.9
η/mPa·s 22.7
γ1/mPa·s 124
γ1/Δn2×10-2 112
3CyCy2 20％
3CyCy4 10％
3CyPh5O2 7％
3CyPh5O4 7％
2CyPhPh5O2 6％
3CyPhPh5O2 7％
3CyCyPh5O3 7％
4CyCyPh5O2 8％
5CyCyPh5O2 7％
3PhPh5Ph2 4％
4PhPh5Ph2 4％
5PhPh1 8％
3CyCyPh1 5％
滴痕评价 ○
烧屏评价 ○
响应速度/ms 9.2
对于实施例5的液晶显示元件，与实施例1同样地操作，测定烧屏以及滴痕。将结果示于上表。
其结果表明，实施例5的液晶显示元件虽然与实施例1的液晶显示元件相比稍差，但显示出较优异的响应速度，且不易产生滴痕，烧屏方面也优异。
(实施例6)
调制包含以下所示的组成的液晶组合物，使用该液晶组合物，除此以外，与实施例1同样地操作，得到实施例6的液晶显示元件。
[表9]
TNI/℃ 80.3
Δn 0.106
no 1.486
ε// 3.3
ε⊥ 6.2
Δε -2.9
η/mPa·s 21.4
γ1/mPa·s 121
γ1/Δn2×10-2 107
3CyCy2 23％
3CyCy4 5％
3CyPhO1 7％
2CyPh5O2 8％
3CyPh5O4 7％
2CyPhPh5O2 7％
3CyPhPh5O2 9％
3CyCyPh5O3 5％
4CyCyPh5O2 6％
5CyCyPh5O2 5％
3PhPh5Ph2 5％
4PhPh5Ph2 6％
3CyCyPh1 7％
滴痕评价 ○
烧屏评价 ○
响应速度/ms 8.5
对于实施例6的液晶显示元件，与实施例1同样地操作，测定烧屏以及滴痕。
将结果示于上表。
其结果表明，实施例6的液晶显示元件虽然与实施例1的液晶显示元件相比稍差，但显示出较优异的响应速度，且不易产生滴痕，烧屏方面也优异。
(实施例7)
调制包含下表所示的组成的液晶组合物，使用该液晶组合物，除此以外，与实施例1同样地操作，得到实施例7的液晶显示元件。
[表10]
TNI/℃ 81.3
Δn 0.106
no 1.483
ε// 3.234 -->
ε⊥ 6.0
Δε -2.8
η/mPa·s 20.7
γ1/mPa·s 117
γ1/Δn2×10-2 105
3CyCy2 21％
3CyCy4 12％
3CyCy5 5％
2CyPh5O2 7％
3CyPh5O4 8％
2CyPhPh5O2 7％
3CyPhPh5O2 7％
3CyCyPh5O3 5％
4CyCyPh5O2 5％
5CyCyPh5O2 5％
3PhPh5Ph2 7％
4PhPh5Ph2 8％
3CyCyPh1 3％
滴痕评价 ○
烧屏评价 ○
响应速度/ms 8.1
对于实施例7的液晶显示元件，与实施例1同样地操作，测定烧屏以及滴痕。将结果示于上表。
其结果表明，实施例7的液晶显示元件虽然与实施例1的液晶显示元件相比稍差，但显示出较优异的响应速度，且不易产生滴痕，烧屏方面也优异。
(实施例8)
调制包含下表所示的组成的液晶组合物，使用该液晶组合物，除此以外，与实施例1同样地操作，得到实施例8的液晶显示元件。
[表11]
TNI/℃ 82.7
Δn 0.107
no 1.486
ε// 3.3
ε⊥ 6.3
Δε -3.0
η/mPa·s 24.2
γ1/mPa·s 141
γ1/Δn2×10-2 12335 -->
3CyCy2 24％
3CyCy4 5％
3CyPhO1 6％
2CyPh5O2 5％
3CyPh5O4 5％
2CyPhPh5O2 7％
3CyPhPh5O2 9％
3CyCyPh5O3 8％
4CyCyPh5O2 9％
5CyCyPh5O2 8％
3PhPh5Ph2 5％
4PhPh5Ph2 5％
5PhPh1 4％
滴痕评价 ○
烧屏评价 ○
响应速度/ms 8.1
对于实施例8的液晶显示元件，与实施例1同样地操作，测定烧屏以及滴痕。将结果示于上表。
其结果表明，实施例8的液晶显示元件虽然与实施例1的液晶显示元件相比稍差，但显示出较优异的响应速度，且不易产生滴痕，烧屏方面也优异。
(实施例9)
调制包含以下所示的组成的液晶组合物，使用该液晶组合物，除此以外，与实施例1同样地操作，得到实施例9的液晶显示元件。
[表12]
TNI/℃ 82.4
Δn 0.103
no 1.483
ε// 3.4
ε⊥ 6.1
Δε -2.8
η/mPa·s 19.3
γ1/mPa·s 143
γ1/Δn2×10-2 135
3CyCy2 24％
3CyCy4 10％
3CyCy5 7％
3CyPhO1 2％
3PhPh5O2 5％36 -->
3CyPh5O2 8％
2CyPhPh5O2 8％
3CyPhPh5O2 9％
3CyCyPh5O3 5％
4CyCyPh5O2 6％
5CyCyPh5O2 6％
3PhPh5Ph2 5％
4PhPh5Ph2 5％
滴痕评价 ◎
烧屏评价 ◎
响应速度/ms 7.9
对于实施例9的液晶显示元件，与实施例1同样地操作，测定烧屏以及滴痕。将结果示于上表。
其结果表明，实施例9的液晶显示元件与实施例1的液晶显示元件相比，显示出同等优异的响应速度，且不易产生滴痕，烧屏方面也优异。
符号说明
10：液晶显示元件；11：第一基板；12：第二基板；13：液晶组合物层；14：共用电极；15：像素电极；16：垂直取向膜；17：垂直取向膜；18：滤色器；19：液晶分子；20：聚合物层；21：聚合物层。

Claims (16)

1.一种液晶显示元件，其特征在于，具备具有共用电极的第一基板、具有像素电极的第二基板、和夹持在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶组合物层，通过在所述共用电极和所述像素电极之间与所述第一基板和所述第二基板大致垂直地施加电荷来控制所述液晶组合物层中的液晶分子，
在所述第一基板和所述第二基板的至少一方，具有将所述液晶组合物层中的液晶分子的取向方向控制成相对于所述第一基板以及所述第二基板中与所述液晶组合物层邻接的面大致垂直的垂直取向膜，该垂直取向膜包含具有反应基的聚合性化合物或其混合物的聚合物，进一步，在该垂直取向膜表面形成有对液晶分子的取向进行控制和稳定化的一种或两种以上聚合性化合物的聚合物。
2.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其中，构成所述液晶组合物层的液晶组合物含有下述通式(I)所表示的化合物和下述通式(II)所表示的化合物，
[化1]
式中，R1和R2各自独立地表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，A表示1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，l表示1或2，在l为2的情况下，两个A可以相同也可以不同，
[化2]
式中，R3表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，R4表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数4～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数3～8的烯氧基，B和D各自独立地表示1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，Z2表示单键、-OCH2-、-OCO-、-CH2O-或-COO-，m表示0、1或2，在m为2的情况下，两个B可以相同也可以不同。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示元件，其中，成为形成于所述垂直取向膜表面的聚合物的聚合性化合物是下述通式(V)所表示的聚合性化合物，
[化3]
式中，X1和X2各自独立地表示氢原子或甲基；Sp1和Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)s-，式中，s表示2～7的整数，氧原子与芳香环结合；U表示碳原子数2～20的直链或支链多价亚烷基或碳原子数5～30的多价环状取代基，多价亚烷基中的亚烷基在氧原子不邻接的范围内可被氧原子取代，也可被碳原子数5～20的烷基或环状取代基取代，碳原子数5～20的烷基中的亚烷基在氧原子不邻接的范围内可被氧原子取代；k表示1～5的整数。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶显示元件，其中，具有多个像素，该像素中具有预倾角不同的两个以上区域。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶显示元件，其中，所述垂直取向膜包含聚酰亚胺结构。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的液晶显示元件，其中，在所述第一基板和所述第二基板中与所述液晶组合物层邻接的面具有所述垂直取向膜，在所述第一基板上具有滤色器层。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的液晶显示元件，其中，成为所述垂直取向膜所包含的聚合物的聚合性化合物是具有单官能性的反应基的聚合性化合物和具有多官能性的反应基的聚合性化合物的混合物。
8.根据权利要求7所述的液晶显示元件，其中，所述垂直取向膜所包含的具有反应基的聚合性化合物是下述通式(VI)所表示的聚合性化合物，
[化4]
式中，X3表示氢原子或甲基；Sp3表示单键、碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)t-，式中，t表示2～7的整数，氧原子与芳香环结合；V表示碳原子数2～20的直链或支链多价亚烷基或碳原子数5～30的多价环状取代基，多价亚烷基中的亚烷基在氧原子不邻接的范围内可被氧原子取代，也可被碳原子数5～20的烷基或环状取代基取代，碳原子数5～20的烷基中的亚烷基在氧原子不邻接的范围内可被氧原子取代；W表示氢原子、卤原子或碳原子数1～8的亚烷基，
所述具有多官能性的反应基的聚合性化合物是下述通式(V)所表示的聚合性化合物，
[化5]
式中，X1和X2各自独立地表示氢原子或甲基；Sp1和Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)s-，式中，s表示2～7的整数，氧原子与芳香环结合；U表示碳原子数2～20的直链或支链多价亚烷基或碳原子数5～30的多价环状取代基，多价亚烷基中的亚烷基在氧原子不邻接的范围内可被氧原子取代，也可被碳原子数5～20的烷基或环状取代基取代，碳原子数5～20的烷基中的亚烷基在氧原子不邻接的范围内可被氧原子取代；k表示1～5的整数。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的液晶显示元件，其中，所述像素电极具有从像素的中央开始朝向四个方向的梳齿状的狭缝，并且具有所述液晶组合物层中的液晶分子在不同方向上取向的四个区域。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的液晶显示元件，其中，所述液晶组合物层是通过滴加法形成的。
11.根据权利要求2所述的液晶显示元件，其中，所述液晶组合物含有30～60质量％的所述通式(I)所表示的化合物，并且含有30～65质量％的所述通式(II)所表示的化合物。
12.根据权利要求2或11所述的液晶显示元件，其中，所述液晶组合物含有5～20质量％的下述通式(III)所表示的化合物，
[化6]
式中，R7和R8各自独立地表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，Y1和Y2各自独立地表示氢原子或氟原子，E、F和G各自独立地表示1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，Z3表示单键、-OCH2-、-OCO-、-CH2O-或-COO-，n表示0或1。
13.一种液晶显示元件的制造方法，其特征在于，在具有共用电极的第一基板和具有像素电极的第二基板的至少一方涂布含有具有反应性基团的聚合性化合物和垂直取向材料的取向材料，通过加热形成取向膜后，利用所述第一基板和所述第二基板夹持含有聚合性化合物的液晶组合物，在所述共用电极和所述像素电极之间在施加有电压的状态下照射活性能量射线，从而将所述取向膜中的聚合性化合物和所述液晶组合物中的聚合物性化合物聚合。
14.根据权利要求13所述的液晶显示元件的制造方法，其中，构成所述液晶组合物层的液晶组合物含有下述通式(I)所表示的化合物和下述通式(II)所表示的化合物，
[化7]
式中，R1和R2各自独立地表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，A表示1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，l表示1或2，在l为2的情况下，两个A可以相同也可以不同，
[化8]
式中，R3表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，R4表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数4～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数3～8的烯氧基，B和D各自独立地表示1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，Z2表示单键、-OCH2-、-OCO-、-CH2O-或-COO-，m表示0、1或2，在m为2的情况下，两个B可以相同也可以不同。
15.根据权利要求13或14所述的液晶显示元件的制造方法，其中，所述活性能量射线为紫外线，其强度为2mW/cm-2～100mW/cm-2，照射总能量为10J～300J。
16.根据权利要求13～15中任一项所述的液晶显示元件的制造方法，其中，所述液晶组合物含有30～50质量％的所述通式(I)所表示的化合物，并且含有30～50质量％的所述通式(II)所表示的化合物。
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