CN106030396B - 液晶显示元件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高速响应性优异的液晶显示元件。本发明提供一种液晶显示元件，其在夹持于至少一者具有电极的两片透明基板间的液晶组合物中含有聚合物或共聚物，聚合物或共聚物的含量为液晶组合物与聚合物或共聚物的合计质量的1质量％以上且小于40质量％。本发明的液晶显示元件可应用于TN、STN、ECB、VA、VA‑TN、IPS、FFS、π盒、OCB、胆甾醇液晶等各种运作模式。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶显示元件。
背景技术
无需滤色器的场序全彩显示方式的特征在于，使用按“红→绿→蓝”的顺序依序点亮的背光装置。通常的CRT、液晶显示器中帧周期为16.7ms，但场序全彩显示方式中性要求帧周期为5.6ms的高速响应性。
作为显示高速响应性的指标，可列举τd与τr之和。τd为液晶的下降响应时间，τr为液晶的上升响应时间。为了满足场序全彩显示方式中的高速响应性，期望τd与τr之和小于1.5ms。
目前，市场上被称为向列液晶的液晶材料通常用于电视、监视器、移动电话、智能手机、平板终端等平板显示器。但是，向列液晶的响应速度慢，约为十几毫秒至几毫秒，因此期望加以改善。响应速度受到液晶的旋转粘性γ1及弹性常数的较大影响，因此通过新化合物的开发、组成的优化而研究了改良，但改善的进展缓慢。相对于此，使用近晶液晶的铁电性液晶(FLC)可实现几百微秒的高速响应。但是，由于仅为明与暗两种状态，因此不易实现全彩显示所需的中间灰度显示，而采用面积比例灰度等方法。
在FLC内，由FLC与单体的混合物构成的聚合物稳定化V型铁电液晶(PSV-FLC，Polymer Stabilized V shaped-FLC)元件在铁电性液晶内形成有微细的聚合物网络，除作为FLC的优点的高速响应性以外，还可实现中间灰度显示，另外，耐冲击也较先前的FLC有所提高(例如参照专利文献1)。
另外，关于向列液晶与高分子的复合材料，若对向列液晶介质添加70质量％以上的聚合性化合物，则获得了数十微秒的高速响应，但驱动电压超过约80V而不适合实用，且实效的双折射率较所使用的液晶双折射率降低了一个数量级以上，因此导致元件透射率下降。另一方面，提出了如下的PS(polymer-stabilised：高分子稳定化)或PSA(polymer-sustained alignment：高分子维持取向)显示器，这些显示器是对液晶介质添加0.3质量％以上且小于1质量％的一种以上的聚合性化合物，施加或不施加电压，通过UV光聚合，在玻璃基板界面上形成通过聚合或交联所获得的微细突起结构物而主要诱导预倾(pretilt)(例如参照专利文献2～6)。
然而，这些元件就高速响应性的观点而言也存在改良余地。尤其是虽然关于液晶显示装置的上升速度的高速响应化，液晶组合物的低粘性化、高介电常数化、低弹性常数化或预倾角(pretilt angle)的赋予、或过驱动法等驱动方法的改善等各种方法已实用化，但关于下降速度，现状为除液晶组合物的低粘性化以外未发现有效方法，期望得到改善。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-31821号公报
专利文献2：日本特表2013-536271号公报
专利文献3：日本特表2013-538249号公报
专利文献4：日本特表2012-527495号公报
专利文献5：日本特表2012-513482号公报
专利文献6：日本特开2012-219270号公报
发明内容
本发明所要解决的课题在于，通过抑制驱动电压上升、抑制双折射率降低而改善透射率并改善液晶的下降时间，从而提供一种高透射率且高速响应性优异的液晶显示元件。
本发明人着眼于含有液晶组合物及聚合性化合物的聚合性液晶组合物中的聚合性化合物的最佳含有率，目的是在液晶单元整体中形成具有折射率各向异性且具有取向功能的聚合物网络而事先高速响应，从而完成了本发明。
[1]一种液晶显示元件，其中，夹持于至少一者具有电极的两片透明基板间的液晶组合物中含有聚合物或共聚物，聚合物或共聚物的含量为液晶组合物与聚合物或共聚物的合计质量的1质量％以上且小于40质量％。
[2]如上述[1]记载的液晶显示元件，其中，液晶组合物中具有聚合物网络作为聚合物或共聚物，透明基板上具有用于使液晶组合物取向的取向层。
[3]如上述[2]记载的液晶显示元件，其中，聚合物网络具有单轴性折射率各向异性，聚合物网络的光轴方向或易取向轴方向与低分子液晶的易取向轴方向为同一方向。
[4]如上述[1]至[3]中任一项记载的液晶显示元件，以低分子液晶的液晶分子相对于透明基板形成0～90°的预倾角的方式形成。
[5]如上述[2]至[4]中任一项记载的液晶显示元件，其中，形成有在单元截面方向上至少为单元厚度的0.5％以上的厚度的聚合物网络层。
[6]如上述[1]至[5]中任一项记载的液晶显示元件，其是通过一面使液晶层成为-50℃～30℃一面照射能量射线，使夹持于至少一者具有电极的两片透明基板间的液晶组合物中的聚合性化合物进行聚合，从而获得液晶组合物中的具有折射率各向异性或易取向轴方向的聚合物而成。
[7]如上述[1]至[6]中任一项记载的液晶显示元件，其是通过一面施加使能量射线照射前的预倾角成为0.1～30度的电压一面照射能量射线，使夹持于至少一者具有电极的两片透明基板间的液晶组合物中的聚合性化合物进行聚合，从而获得液晶组合物中的具有折射率各向异性或易取向轴方向的聚合物而成。
[8]如上述[6]或[7]记载的液晶显示元件，其是通过使用选自下述通式(V)及通式(VI)所表示的化合物中的一种或两种以上作为聚合性化合物而获得，
[化1]
(式中，X1及X2各自独立地表示氢原子或甲基，Sp1及Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1～12的亚烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示1～11的整数，氧原子键结于芳香环)，U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可在氧原子不邻接的范围内被氧原子取代，也可被碳原子数5～20的烷基(基团中的亚烷基也可在氧原子不邻接的范围内被氧原子取代)或环状取代基取代，k表示1～5的整数；式中的全部1,4-亚苯基中的任意氢原子也可被取代为-CH3、-OCH3、氟原子或氰基。)
[化2]
(式中，X3表示氢原子或甲基，Sp3表示单键、碳原子数1～12的亚烷基或-O-(CH2)t-(式中，t表示2～11的整数，氧原子键结于芳香环)，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可在氧原子不邻接的范围内被氧原子取代，也可被碳原子数5～20的烷基(基团中的亚烷基也可在氧原子不邻接的范围内被氧原子取代)或环状取代基取代，W表示氢原子、卤原子或碳原子数1～15的烷基；式中的全部1,4-亚苯基中的任意氢原子也可被取代为-CH3、-OCH3、氟原子或氰基)。
[9]如上述[8]记载的液晶显示元件，其是通过使用一种或两种以上的Sp1及Sp2相同的通式(V)所表示的化合物作为聚合性化合物而获得。
[10]如上述[9]记载的液晶显示元件，其是通过使用Sp1及Sp2相同的由通式(V)表示且Sp1与Sp2互不相同的两种以上化合物作为聚合性化合物而获得。
[11]如上述[1]至[10]中任一项记载的液晶显示元件，其是通过使用含有下述通式(LC)所表示的液晶化合物的物质作为液晶组合物而获得，
[化3]
(通式(LC)中，RLC表示碳原子数1～15的烷基；该烷基中的一个或两个以上的CH2基可以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-取代，该烷基中的一个或两个以上的氢原子也可任意地被取代为卤原子；ALC1及ALC2各自独立地表示选自由下述基团(a)、基团(b)及基团(c)组成的组中的基团：
(a)反式-1,4-亚环己基(该基团中所存在的一个CH2基或不邻接的两个以上的CH2基也可被氧原子或硫原子取代)、
(b)1,4-亚苯基(该基团中所存在的一个CH基或不邻接的两个以上的CH基也可被氮原子取代)、
(c)1,4-双环(2.2.2)亚辛基、萘-2,6-二基、十氢化萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基或氧杂萘满-2,6-二基；
上述基团(a)、基团(b)或基团(c)所含的一个或两个以上的氢原子也可分别被氟原子、氯原子、-CF3或-OCF3取代；
ZLC表示单键、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-或-OCO-；
YLC表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基及碳原子数1～15的烷基；该烷基中的一个或两个以上的CH2基可以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-取代，该烷基中的一个或两个以上的氢原子也可任意地被卤原子取代；
a表示1～4的整数；在a表示2、3或4而通式(LC)中存在多个ALC1的情况下，所存在的多个ALC1可相同也可不同，存在多个ZLC的情况下，所存在的多个ZLC可相同也可不同)。
[12]如上述[6]至[11]中任一项记载的液晶显示元件，其中，使用含有1质量％以上且小于10质量％的聚合性化合物的聚合性液晶组合物而形成有具有折射率各向异性或易取向轴方向的聚合物网络。
[13]如上述[6]至[11]中任一项记载的液晶显示元件，其中，使用含有10质量％以上且小于40质量％的聚合性化合物的聚合性液晶组合物而形成有具有折射率各向异性或易取向轴方向的聚合物网络。
[14]如上述[6]至[13]中任一项记载的液晶显示元件，其是通过使用一种或两种以上的下述通式(X1b)所表示的化合物作为聚合性化合物而获得，
[化4]
(式中，A8表示氢原子或甲基，六元环T1、T2及T3各自独立地表示以下基团中的任一者(其中，q表示1～4的整数)，
[化5]
q表示0或1，
Y1及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-、-CH＝CHCH2CH2-或-CH2CH2CH＝CH-，
Y3及Y4各自独立地表示单键、碳原子数1～12的亚烷基(该亚烷基中的一个或两个以上的亚甲基可以氧原子不相互直接键结的方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的氢原子也可各自独立地被氟原子、甲基或乙基取代)，
B8表示氢原子、氰基、卤原子或碳原子数1～12的烷基、或者末端具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基的亚烷基)。
[15]如上述[6]至[14]中任一项记载的液晶显示元件，其是通过使用一种或两种以上的下述通式(X1a)所表示的化合物作为聚合性化合物而获得，
[化6]
(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的亚甲基可以氧原子不相互直接键结的方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的氢原子也可各自独立地被氟原子、甲基或乙基取代)，
A3及A6各自独立地表示氢原子、卤原子或碳原子数1～14的烷基(该烷基中的一个或两个以上的亚甲基可以氧原子不相互直接键结的方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的氢原子也可各自独立地被卤原子或碳原子数1～17的烷基取代)，
A4及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的亚甲基可以氧原子不相互直接键结的方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的氢原子也可各自独立地被卤原子或碳原子数1～9的烷基取代)，
p表示0～10，
B1、B2及B3各自独立地表示氢原子、碳原子数1～10的直链状或支链状烷基(该烷基中的一个或两个以上的亚甲基可以氧原子不相互直接键结的方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的氢原子也可各自独立地被卤原子或碳原子数3～6的三烷氧基甲硅烷基取代))。
[16]如上述[6]至[15]中任一项记载的液晶显示元件，其是通过使用一种或两种以上的下述通式(Vb)所表示的化合物作为聚合性化合物而获得，
[化7]
(式中，X1及X2各自独立地表示氢原子或甲基，Sp1及Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1～12的亚烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示1～11的整数，氧原子键结于芳香环)，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也可被氟原子取代)。
[17]如上述[6]至[16]中任一项记载的液晶显示元件，其是通过使用一种或两种以上的具有光取向功能的化合物作为聚合性化合物而获得。
[18]如上述[17]记载的液晶显示元件，其中，具有光取向功能的化合物的至少一种为显示出光异构化的化合物。
[19]如上述[1]至[18]中任一项记载的液晶显示元件，其特征在于：单元结构为VA模式、IPS模式、FFS模式、VA-TN模式、TN模式、ECB模式。
[20]一种聚合性液晶组合物，其是上述[1]至[19]中记载者。
根据本发明，通过抑制驱动电压上升、抑制双折射率降低而改善透射率并改善液晶的下降时间，从而提供一种高透射率且高速响应性优异的液晶显示元件。
附图说明
图1是本发明的液晶显示元件的示意图。
图2是图1的部分放大图。
图3是本发明的液晶显示元件的截面图。
图4是图1的部分放大图。
图5是本发明的液晶显示元件的截面图。
图6是本发明的液晶显示元件的示意图。
图7是图6的部分放大图。
图8是本发明的液晶显示元件的截面图。
图9是表示实施例中的电压-透射率特性的结果。
图10是实施例中的响应时间的测定结果。
图11是表示实施例中的电压-透射率特性的结果。
图12是实施例中的响应时间的测定结果。
图13是实施例中的响应时间的测定结果。
图14是表示实施例中的电压-透射率特性的结果。
图15是实施例中的响应时间的测定结果。
图16是利用偏光显微镜观察实施例中的取向聚合相分离结构所获得的照片及其说明图。
图17是表示本发明中的VA型液晶显示装置的液晶分子排列及聚合物网络结构的示意图。
图18是表示本发明中的斜向电场方式液晶显示装置的电极结构及液晶分子排列的示意图。
图19是表示本发明中的分割成8个部分的斜向电场方式液晶显示装置的电极结构的示意图。
图20是本发明中的VA-TN液晶单元的液晶分子的分子排列的示意图。
图21是实施例中的鱼骨型VA液晶单元的电极结构的示意图。
图22是实施例中的斜向电场测试单元电极结构的平面图与液晶分子运动的示意图。
图23是实施例及比较例的电压-透射率特性的测定结果。
图24是实施例及比较例的响应速度的测定结果。
图25是表示本发明所使用的经取向分割的IPS模式用测试单元的电极结构的平面图与液晶分子的行为的示意图。
图26是本发明所使用的经取向分割的FFS模式测试单元的电极结构的平面图。
图27是本发明的V-T特性的单体浓度依存性的测定结果。
图28是本发明的响应时间的单体浓度依存性的测定结果。
图29是使用本发明的P液晶组合物的FFS模式的响应速度的电压依存性测定结果。
具体实施方式
＜液晶组合物＞
[液晶化合物]
作为本发明所使用的液晶组合物，优选含有通式(LC)所表示的液晶化合物。
[化8]
通式(LC)中，RLC表示碳原子数1～15的烷基。该烷基中的一个或两个以上的CH2基可以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-取代，该烷基中的一个或两个以上的氢原子也可任意地被取代为卤原子。RLC的烷基分别可为支链状基团，也可为直链状基团，优选为直链状基团。
通式(LC)中，ALC1及ALC2各自独立地表示选自由下述基团(a)、基团(b)及基团(c)组成的组中的基团。
(a)反式-1,4-亚环己基(该基团中所存在的一个CH2基或不邻接的两个以上的CH2基也可被氧原子或硫原子取代)、
(b)1,4-亚苯基(该基团中所存在的一个CH基或不邻接的两个以上的CH基也可被氮原子取代)、
(c)1,4-双环(2.2.2)亚辛基、萘-2,6-二基、十氢化萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基或氧杂萘满-2,6-二基。
上述基团(a)、基团(b)或基团(c)所含的一个或两个以上的氢原子也可分别被氟原子、氯原子、-CF3或-OCF3取代。
通式(LC)中，ZLC表示单键、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-或-OCO-。
通式(LC)中，YLC表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基及碳原子数1～15的烷基。该烷基中的一个或两个以上的CH2基可以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-取代，该烷基中的一个或两个以上的氢原子也可任意地被卤原子取代。
通式(LC)中，a表示1～4的整数。在a表示2、3或4而通式(LC)中存在多个ALC1的情况下，所存在的多个ALC1可相同也可不同，在ZLC存在多个的情况下，所存在的多个ZLC可相同也可不同。
上述通式(LC)所表示的化合物优选为选自下述通式(LC1)及通式(LC2)所表示的化合物组中的一种或两种以上的化合物。
[化9]
通式(LC1)或(LC2)中，RLC11及RLC21各自独立地表示碳原子数1～15的烷基，该烷基中的一个或两个以上的CH2基可以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-取代，该烷基中的一个或两个以上的氢原子也可任意地被卤原子取代。作为通式(LC1)或(LC2)所表示的化合物，RLC11及RLC21优选各自独立地为碳原子数1～7的烷基、碳原子数1～7的烷氧基、碳原子数2～7的烯基，更优选为碳原子数1～5的烷基、碳原子数1～5的烷氧基、碳原子数2～5的烯基，进一步优选为直链状，作为烯基，最优选表示下述结构。
[化10]
(式中，右端键结于环结构上)
通式(LC1)或(LC2)中，ALC11及ALC21各自独立地表示下述任一结构。该结构中，亚环己基中的一个或两个以上的CH2基也可被氧原子取代，1,4-亚苯基中的一个或两个以上的CH基也可被氮原子取代，另外，该结构中的一个或两个以上的氢原子可被氟原子、氯原子、-CF3或-OCF3取代。
[化11]
作为通式(LC1)或(LC2)所表示的化合物，ALC11及ALC21优选各自独立地为下述任一结构。
[化12]
通式(LC1)或(LC2)中，XLC11、XLC12、XLC21～XLC23各自独立地表示氢原子、氯原子、氟原子、-CF3或-OCF3，YLC11及YLC21各自独立地表示氢原子、氯原子、氟原子、氰基、-CF3、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3。作为通式(LC1)或(LC2)所表示的化合物，YLC11及YLC21优选各自独立地为氟原子、氰基、-CF3或-OCF3，更优选为氟原子或-OCF3，特别优选为氟原子。
通式(LC1)或(LC2)中，ZLC11及ZLC21各自独立地表示单键、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-或-OCO-。作为通式(LC1)或(LC2)所表示的化合物，ZLC11及ZLC21优选各自独立地为单键、-CH2CH2-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，更优选为单键、-CH2CH2-、-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-，进一步优选为单键、-OCH2-或-CF2O-。
通式(LC1)或(LC2)中，mLC11及mLC21各自独立地表示1～4的整数。作为通式(LC1)或(LC2)所表示的化合物，mLC11及mLC21优选各自独立地为1、2或3，在重视低温下的保存稳定性、响应速度的情况下，更优选为1或2，在改善向列相上限温度的上限值的情况下，更优选为2或3。通式(LC1)或(LC2)中，ALC11、ALC21、ZLC11及ZLC21存在多个的情况下，它们可相同也可不同。
作为通式(LC1)所表示的化合物，优选为选自由下述通式(LC1-a)～通式(LC1-c)所表示的化合物组成的组中的一种或两种以上的化合物。
[化13]
通式(LC1-a)～(LC1-c)中，RLC11、YLC11、XLC11及XLC12各自独立地表示与上述通式(LC1)中的RLC11、YLC11、XLC11及XLC12相同的含义。作为通式(LC1-a)～通式(LC1-c)所表示的化合物，RLC11优选各自独立地为碳原子数1～7的烷基、碳原子数1～7的烷氧基、碳原子数2～7的烯基，更优选为碳原子数1～5的烷基、碳原子数1～5的烷氧基、碳原子数2～5的烯基。另外，XLC11及XLC12优选各自独立地为氢原子或氟原子，YLC11优选各自独立地为氟原子、-CF3或-OCF3。
通式(LC1-a)～(LC1-c)中，ALC1a1、ALC1a2及ALC1b1表示反式-1,4-亚环己基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二
烷-2,5-二基。另外，通式(LC1-a)～(LC1-c)中，XLC1b1、XLC1b2、XLC1c1～XLC1c4各自独立地表示氢原子、氯原子、氟原子、-CF3或-OCF3。作为通式(LC1-a)～通式(LC1-c)所表示的化合物，XLC1b1、XLC1b2、XLC1c1～XLC1c4优选各自独立地为氢原子或氟原子。
另外，通式(LC1)也优选为选自由下述通式(LC1-d)～通式(LC1-p)所表示的化合物组成的组中的一种或两种以上的化合物。
[化14]
[化15]
[化16]
[化17]
通式(LC1-d)～(LC1-p)中，RLC11、YLC11、XLC11及XLC12各自独立地表示与上述通式(LC1)中的RLC11、YLC11、XLC11及XLC12相同的含义。作为通式(LC1-d)～(LC1-p)所表示的化合物，RLC11优选各自独立地为碳原子数1～7的烷基、碳原子数1～7的烷氧基、碳原子数2～7的烯基，更优选为碳原子数1～5的烷基、碳原子数1～5的烷氧基、碳原子数2～5的烯基。另外，XLC11及XLC12优选各自独立地为氢原子或氟原子。YLC11优选各自独立地为氟原子、-CF3或-OCF3。
通式(LC1-d)～(LC1-p)中，ALC1d1、ALC1f1、ALC1g1、ALC1j1、ALC1k1、ALC1k2、ALC1m1～ALC1m3各自独立地表示1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基、四氢吡喃-2,5-二基或1,3-二
烷-2,5-二基。
通式(LC1-d)～(LC1-p)中，XLC1d1、XLC1d2、XLC1f1、XLC1f2、XLC1g1、XLC1g2、XLC1h1、XLC1h2、XLC1i1、XLC1i2、XLC1j1～XLC1j4、XLC1k1、XLC1k2、XLC1m1及XLC1m2各自独立地表示氢原子、氯原子、氟原子、-CF3或-OCF3。作为通式(LC1-d)～(LC1-p)所表示的化合物，XLC1d1～XLC1m2优选各自独立地为氢原子或氟原子。
通式(LC1-d)～(LC1-p)中，ZLC1d1、ZLC1e1、ZLC1j1、ZLC1k1、ZLC1m1各自独立地表示单键、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-或-OCO-。作为通式(LC1-d)～(LC1-p)所表示的化合物，ZLC1d1～ZLC1m1优选各自独立地为单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-CF2O-或-OCH2-。作为通式(LC1-d)～(LC1-p)所表示的化合物，优选为选自由下述通式(LC1-1)～通式(LC1-45)所表示的化合物组成的组中的一种或两种以上的化合物。通式(LC1-1)～通式(LC1-45)中，RLC11各自独立地表示碳原子数1～7的烷基。
[化18]
[化19]
[化20]
[化21]
[化22]
[化23]
[化24]
[化25]
[化26]
[化27]
[化28]
[化29]
[化30]
[化31]
[化32]
[化33]
[化34]
通式(LC2)优选为选自由下述通式(LC2-a)～通式(LC2-g)所表示的化合物组成的组中的一种或两种以上的化合物。
[化35]
通式(LC2-a)～(LC2-g)中，RLC21、YLC21、XLC21～XLC23各自独立地表示与上述通式(LC2)中的RLC21、YLC21、XLC21～XLC23相同的含义。作为通式(LC2-a)～(LC2-g)所表示的化合物，RLC21优选各自独立地为碳原子数1～7的烷基、碳原子数1～7的烷氧基、碳原子数2～7的烯基，更优选为碳原子数1～5的烷基、碳原子数1～5的烷氧基、碳原子数2～5的烯基。另外，XLC21～XLC23优选各自独立地为氢原子或氟原子，YLC21优选各自独立地为氟原子、-CF3或-OCF。
通式(LC2-a)～(LC2-g)中，XLC2d1～XLC2d4、XLC2e1～XLC2e4、XLC2f1～XLC2f4及XLC2g1～XLC2g4各自独立地表示氢原子、氯原子、氟原子、-CF3或-OCF3。作为通式(LC2-a)～(LC2-g)所表示的化合物，XLC2d1～XLC2g4优选各自独立地为氢原子或氟原子。
通式(LC2-a)～(LC2-g)中，ZLC2a1、ZLC2b1、ZLC2c1、ZLC2d1、ZLC2e1、ZLC2f1及ZLC2g1各自独立地表示单键、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-或-OCO-。作为通式(LC2-a)～(LC2-g)所表示的化合物，ZLC2a1～ZLC2g4优选各自独立地为-CF2O-或-OCH2-。
上述通式(LC)所表示的化合物也优选为选自下述通式(LC3)～通式(LC5)所表示的化合物组中的一种或两种以上的化合物。
[化36]
(式中，RLC31、RLC32、RLC41、RLC42、RLC51及RLC52各自独立地表示碳原子数1～15的烷基，该烷基中的一个或两个以上的-CH2-可以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-取代，该烷基中的一个或两个以上的氢原子也可任意地被卤原子取代，ALC31、ALC32、ALC41、ALC42、ALC51及ALC52各自独立地表示下述结构中的任一者，
[化37]
(该结构中亚环己基中的一个或两个以上的-CH2-可被氧原子取代，1,4-亚苯基中的一个或两个以上的-CH-可被氮原子取代，另外，该结构中的一个或两个以上的氢原子可被氟原子、氯原子、-CF3或-OCF3取代)，ZLC31、ZLC32、ZLC41、ZLC42、ZLC51及ZLC52各自独立地表示单键、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，Z5表示-CH2-或氧原子，XLC41表示氢原子或氟原子，mLC31、mLC32、mLC41、mLC42、mLC51及mLC52各自独立地表示0～3，mLC31+mLC32、mLC41+mLC42、及mLC51+mLC52为1、2或3，ALC31～ALC52、ZLC31～ZLC52存在多个的情况下，它们可相同也可不同)
RLC31～RLC52优选各自独立地为碳原子数1～7的烷基、碳原子数1～7的烷氧基、碳原子数2～7的烯基，作为烯基，最优选表示下述结构，
[化38]
(式中，右端键结于环结构上)
ALC31～ALC52优选各自独立地为下述结构，
[化39]
ZLC31～ZLC51优选各自独立地为单键、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-CF2O-、-OCF2-或-OCH2-。
作为通式(LC3)、通式(LC4)、及通式(LC5)所表示的化合物，优选含有选自通式(LC3-1)、通式(LC4-1)及通式(LC5-1)所表示的化合物组中的至少一种化合物。
[化40]
(式中，R31～R33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，R41～R43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，Z31～Z33表示单键、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，X41表示氢原子或氟原子，Z34表示-CH2-或氧原子)
通式(LC3-1)～通式(LC5-1)中，R31～R33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。
R41～R43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1～5的烷氧基或者碳原子数4～8的烯基或碳原子数3～8的烯氧基，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。Z31～Z33表示单键、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，优选表示单键、-CH2CH2-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，更优选表示单键或-CH2O-。
液晶组合物中，优选含有选自通式(LC3-1)、通式(LC4-1)及通式(LC5-1)所表示的化合物组中的化合物5质量％～50质量％，优选含有5质量％～40质量％，更优选含有5质量％～30质量％，更优选含有8质量％～27质量％，进一步优选含有10质量％～25质量％。
通式(LC3-1)所表示的化合物具体而言优选为以下记载的通式(LC3-11)～通式(LC3-15)所表示的化合物。
[化41]
(式中，R31表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，R41a表示碳原子数1～5的烷基)
通式(LC4-1)所表示的化合物具体而言优选为以下记载的通式(LC4-11)～通式(LC4-14)所表示的化合物。
[化42]
(式中，R32表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，R42a表示碳原子数1～5的烷基，X41表示氢原子或氟原子)
通式(LC5-1)所表示的化合物具体而言优选为以下记载的通式(LC5-11)～通式(LC5-14)所表示的化合物。
[化43]
(式中，R33表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，R43a表示碳原子数1～5的烷基，Z34表示-CH2-或氧原子)
通式(LC3-11)、通式(LC3-13)、通式(LC4-11)、通式(LC4-13)、通式(LC5-11)及通式(LC5-13)中，R31～R33优选通式(LC3-1)～通式(LC5-1)中的同样的实施方式。R41a～R41c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。
通式(LC3-12)、通式(LC3-14)、通式(LC4-12)、通式(LC4-14)、通式(LC5-12)及通式(LC5-14)中，R31～R33优选通式(LC3-1)～通式(LC5-1)中的同样的实施方式。R41a～R41c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。
通式(LC3-11)～通式(LC5-14)中，为了增大介电各向异性的绝对值，优选为通式(LC3-11)、通式(LC4-11)、通式(LC5-11)、通式(LC3-13)、通式(LC4-13)及通式(LC5-13)，更优选为通式(LC3-11)、通式(LC4-11)、通式(LC5-11)。
本发明的液晶显示元件中的液晶层优选含有一种或两种以上的通式(LC3-11)～通式(LC5-14)所表示的化合物，更优选含有一种或两种，特别优选含有一种或两种通式(LC3-1)所表示的化合物。
另外，作为通式(LC3)、通式(LC4)及通式(LC5)所表示的化合物，优选含有选自通式(LC3-2)、通式(LC4-2)及通式(LC5-2)所表示的化合物组中的至少一种化合物。
[化44]
(式中，R51～R53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，R61～R63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，B1～B3表示可经氟取代的1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，Z41～Z43表示单键、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，X42表示氢原子或氟原子，Z44表示-CH2-或氧原子)
通式(LC3-2)、通式(LC4-2)及通式(LC5-2)中，R51～R53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。
R61～R63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1～5的烷氧基或者碳原子数4～8的烯基或碳原子数3～8的烯氧基，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。
B31～B33表示可经氟取代的1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，优选为未经取代的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。
Z41～Z43表示单键、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，优选表示单键、-CH2CH2-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，更优选表示单键或-CH2O-。
通式(LC3-2)、通式(LC3-3)、通式(LC4-2)及通式(LC5-2)所表示的化合物优选在液晶组合物中含有10～60质量％，更优选含有20～50质量％，更优选含有25～45质量％，更优选含有28～42质量％，进一步优选含有30～40质量％。
通式(LC3-2)所表示的化合物具体而言优选为以下记载的通式(LC3-21)～通式(LC3-29)所表示的化合物。
另外，作为通式(LC3-3)所表示的化合物，也优选为以下记载的通式(LC3-31)～通式(LC3-33)所表示的化合物。
[化45]
(式中，R51表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，R61a表示碳原子数1～5的烷基，优选与通式(LC3-2)中的R51及R61同样的实施方式)
通式(LC4-2)所表示的化合物具体而言优选为以下记载的通式(LC4-21)～通式(LC4-26)所表示的化合物。
[化46]
(式中，R52表示碳原子1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，R62a表示碳原子数1～5的烷基，X42表示氢原子或氟原子，优选与通式(LC4-2)中的R52及R62同样的实施方式)
通式(LC5-2)所表示的化合物具体而言优选为以下记载的通式(LC5-21)～通式(LC5-26)所表示的化合物。
[化47]
(式中，R53表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，R63a表示碳原子数1～5的烷基，W2表示-CH2-或氧原子，优选与通式(LC5-2)中的R53及R63同样的实施方式)
通式(LC3-21)、通式(LC3-22)、通式(LC3-25)、通式(LC4-21)、通式(LC4-22)、通式(LC4-25)、通式(LC5-21)、通式(LC5-22)及通式(LC5-25)中，R51～R53优选通式(LC3-2)、通式(LC4-2)及通式(LC5-2)中的同样的实施方式。R61a～R63a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。
通式(LC3-23)、通式(LC3-24)及通式(LC3-26)、通式(LC4-23)、通式(LC4-24)及通式(LC4-26)、通式(LC5-23)、通式(LC5-24)及通式(LC5-26)中，R51～R53优选通式(LC3-2)、通式(LC4-2)及通式(LC5-2)中的同样的实施方式。R61a～R63a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。
通式(LC3-21)～通式(LC5-26)中，为了增大介电各向异性的绝对值，优选为通式(LC3-21)、通式(LC3-22)及通式(LC3-25)，通式(LC4-21)、通式(LC4-22)及通式(LC4-25)，通式(LC5-21)、通式(LC5-22)及通式(LC5-25)。
通式(LC3-2)、通式(LC4-2)及通式(LC5-2)所表示的化合物可含有一种或两种以上，优选B1～B3表示1,4-亚苯基的化合物及B1～B3表示反式-1,4-亚环己基的化合物各含有至少一种以上。
另外，作为通式(LC3)所表示的化合物，此外还优选为选自下述通式(LC3-a)及通式(LC3-b)所表示的化合物组中的一种或两种以上的化合物。
[化48]
(式中，RLC31、RLC32、ALC31及ZLC31各自独立地表示与上述通式(LC3)中的RLC31、RLC32、ALC31及ZLC31相同的含义，XLC3b1～XLC3b6表示氢原子或氟原子，XLC3b1及XLC3b2或XLC3b3及XLC3b4中的至少一个组合均表示氟原子，mLC3a1为1、2或3，mLC3b1表示0或1，ALC31及ZLC31存在多个的情况下，它们可相同也可不同)
RLC31及RLC32优选各自独立地表示碳原子数1～7的烷基、碳原子数1～7的烷氧基、碳原子2～7的烯基或碳原子数2～7的烯氧基。
ALC31优选表示1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二
烷-2,5-二基，更优选表示1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基。
ZLC31优选表示单键、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CH2CH2-，更优选表示单键。
作为通式(LC3-a)，优选表示下述通式(LC3-a1)。
[化49]
(式中，RLC31及RLC32各自独立地表示与上述通式(LC3)中的RLC31及RLC32相同的含义)
RLC31及RLC32优选各自独立地为碳原子数1～7的烷基、碳原子数1～7的烷氧基、碳原子数2～7的烯基，更优选RLC31表示碳原子数1～7的烷基且RLC32表示碳原子数1～7的烷氧基。
作为通式(LC3-b)，优选表示下述通式(LC3-b1)～通式(LC3-b12)，更优选表示通式(LC3-b1)、通式(LC3-b6)、通式(LC3-b8)、通式(LC3-b11)，进一步优选表示通式(LC3-b1)及通式(LC3-b6)，最优选表示通式(LC3-b1)。
[化50]
(式中，RLC31及RLC32各自独立地表示与上述通式(LC3)中的RLC31及RLC32相同的含义)
RLC31及RLC32优选各自独立地为碳原子数1～7的烷基、碳原子数1～7的烷氧基、碳原子数2～7的烯基，更优选RLC31表示碳原子数2或3的烷基且RLC32表示碳原子数2的烷基。
另外，通式(LC4)所表示的化合物优选为下述通式(LC4-a)～通式(LC4-c)所表示的化合物，通式(LC5)所表示的化合物优选为下述通式(LC5-a)～通式(LC5-c)所表示的化合物。
[化51]
(式中，RLC41、RLC42及XLC41各自独立地表示与上述通式(LC4)中的RLC41、RLC42及XLC41相同的含义，RLC51及RLC52各自独立地表示与上述通式(LC5)中的RLC51及RLC52相同的含义，ZLC4a1、ZLC4b1、ZLC4c1、ZLC5a1、ZLC5b1及ZLC5c1各自独立地表示单键、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-)
RLC41、RLC42、RLC51及RLC52优选各自独立地表示碳原子数1～7的烷基、碳原子数1～7的烷氧基、碳原子数2～7的烯基或碳原子数2～7的烯氧基。
ZLC4a1～ZLC5c1优选各自独立地表示单键、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CH2CH2-，更优选表示单键。
上述通式(LC)所表示的化合物也优选为选自下述通式(LC6)所表示的化合物(其中，通式(LC1)～通式(LC5)所表示的化合物除外)中的一种或两种以上的化合物。
[化52]
通式(LC6)中，RLC61及RLC62各自独立地表示碳原子数1～15的烷基。该烷基中的一个或两个以上的CH2基可以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-取代，该烷基中的一个或两个以上的氢原子也可任意地被卤素取代。作为通式(LC6)所表示的化合物，RLC61及RLC62优选各自独立地为碳原子数1～7的烷基、碳原子数1～7的烷氧基、碳原子数2～7的烯基，作为烯基，最优选表示下述任一结构。
[化53]
(式中，右端键结于环结构上)
通式(LC6)中，ALC61～ALC63各自独立地表示下述任一结构。该结构中，亚环己基中的一个或两个以上的CH2CH2基可被-CH＝CH-、-CF2O-、-OCF2-取代，1,4-亚苯基中一个或两个以上的CH基也可被氮原子取代。
[化54]
作为通式(LC6)所表示的化合物，ALC61～ALC63优选各自独立地为下述任一结构。
[化55]
通式(LC6)中，ZLC61及ZLC62各自独立地表示单键、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，mLC61表示0～3。作为通式(LC6)所表示的化合物，ZLC61及ZLC62优选各自独立地为单键、-CH2CH2-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-。
作为通式(LC6)所表示的化合物，优选为选自由下述通式(LC6-a)～通式(LC6-v)所表示的化合物组成的组中的一种或两种以上的化合物。通式(LC6-a1)～通式(LC6-p1)的式中，RLC61及RLC62各自独立地表示碳原子数1～7的烷基、碳原子数1～7的烷氧基、碳原子数2～7的烯基或碳原子数2～7的烯氧基。
[化56]
[化57]
[化58]
[化59]
[聚合性化合物]
作为本发明的聚合性化合物，可列举：具有一个反应性基的单官能性聚合性化合物、及二官能或三官能等的具有两个以上的反应性基的多官能性聚合性化合物。具有反应性基的聚合性化合物可含有或不含介晶性部位。
在具有反应性基的聚合性化合物中，反应性基优选为具有光聚合性的取代基。尤其在垂直取向膜通过热聚合而形成时，可抑制具有反应性基的聚合性化合物在垂直取向膜材料的热聚合时发生反应，因此反应性基特别优选为具有光聚合性的取代基。
作为本发明的聚合性化合物，优选为以下的通式(P)所表示的化合物：
[化60]
(上述通式(P)中，Zp1表示氟原子、氰基、氢原子、氢原子可被取代为卤原子的碳原子数1～15的烷基、氢原子可被取代为卤原子的碳原子数1～15的烷氧基、氢原子可被取代为卤原子的碳原子数1～15的烯基、氢原子可被取代为卤原子的碳原子数1～15的烯氧基或-Spp2-Rp2，
Rp1及Rp2各自独立地表示以下的式(R-I)至式(R-IX)中的任一者：
[化61]
上述式(R-I)～(R-IX)中，R2～R6相互独立地为氢原子、碳原子数1～5个的烷基或碳原子数1～5个的卤代烷基，W为单键、-O-或亚甲基，T为单键或-COO-，p、t及q各自独立地表示0、1或2，
Spp1及Spp2表示间隔基，Spp1及Spp2各自独立地表示单键、碳原子数1～12的亚烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示1～11的整数，氧原子键结于芳香环)，
Lp1及Lp2各自独立地表示单键、-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-或-C≡C-(式中，Ra各自独立地表示氢原子或碳原子数1～4的烷基，上述式中，z表示1～4的整数)，
Mp2表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、二氢化茚-2,5-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基或1,3-二
烷-2,5-二基，Mp2可未经取代或者经碳原子数1～12的烷基、碳原子数1～12的卤代烷基、碳原子数1～12的烷氧基、碳原子数1～12的卤代烷氧基、卤原子、氰基、硝基或-Rp1取代，
Mp1表示以下的式(i-11)～(ix-11)中的任一者：
[化62]
(式中，以★与Spp1键结，以★★与Lp1或Lp2键结)
Mp3表示以下的式(i-13)～(ix-13)中的任一者：
[化63]
(式中，以★与Zp1键结，以★★与Lp2键结)
mp2～mp4各自独立地表示0、1、2或3，mp1及mp5各自独立地表示1、2或3，Zp1存在多个的情况下，它们可相同也可不同，Rp1存在多个的情况下，它们可相同也可不同，Rp2存在多个的情况下，它们可相同也可不同，Spp1存在多个的情况下，它们可相同也可不同，Spp2存在多个的情况下，它们可相同也可不同，Lp1存在多个的情况下，它们可相同也可不同，Mp2存在多个的情况下，它们可相同也可不同)。另外，该聚合性化合物优选含有一种或两种以上。
本发明的通式(P)中，优选Zp1为-Spp2-Rp2，优选R11及R12各自独立为式(R-1)～式(R-3)中的任一者。另外，上述通式(P)中，优选mp1+mp5为2以上。
另外，上述通式(P)中，优选Lp1为单键、-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-或-C≡C-，Lp2为-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-或-C2H4COO-，上述式中的z为1～4的整数。
另外，优选上述通式(P)的Lp1及Lp2的至少任一者为选自由-(CH2)z-C(＝O)-O-、-(CH2)z-O-(C＝O)-及-O-(C＝O)-(CH2)z-、-(C＝O)-O-(CH2)z-组成的组中的至少一种。另外，更优选上述通式(P)中的Rp1及Rp2各自独立为以下的式(R-1)～式(R-15)中的任一者。
[化64]
另外，优选上述通式(P)的mp3表示0、1、2或3，在mp3为1的情况下，Lp1为单键，在mp3为2或3的情况下，所存在的多个Lp1中的至少一个为单键。
另外，优选上述通式(P)的mp3表示0、1、2或3，在mp3为1的情况下，Mp2为1,4-亚苯基，在mp3为2或3的情况下，所存在的多个Mp2中的至少隔着Lp1与Mp1邻接的Mp2为1,4-亚苯基。
进而，优选上述通式(P)的mp3表示0、1、2或3，Mp2中的至少一个为经一个或两个以上的氟取代的1,4-亚苯基。
进而，优选上述通式(P)的mp4表示0、1、2或3，Mp3中的至少一个为经一个或两个以上的氟取代的1,4-亚苯基。
另外，作为上述通式(P)中的间隔基(Spp1、Spp2、Spp4)，优选为单键、-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-或-C≡C-，该z优选为1以上且10以下的整数。
本发明的通式(P)的聚合性化合物优选为选自由通式(P-a)、通式(P-b)、通式(P-c)及通式(P-d)所表示的化合物组成的组中的至少一种化合物。
[化65]
上述通式(P-a)～通式(P-d)中，Rp1及Rp2各自独立地表示以下的式(R-I)～式(R-IX)中的任一者：
[化66]
上述式(R-I)～(R-IX)中，R2～R6各自独立为氢原子、碳原子数1～5个的烷基或碳原子数1～5个的卤代烷基，W为单键、-O-或亚甲基，T为单键或-COO-，p、t及q各自独立地表示0、1或2，
环A及环B各自独立地表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、二氢化茚-2,5-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基或1,3-二
烷-2,5-二基，优选未经取代或者经碳原子数1～12的烷基、碳原子1～12的卤代烷基、碳原子数1～12的烷氧基、碳原子数1～12的卤代烷氧基、卤原子、氰基、硝基或-Rp1取代，
环C表示以下的式(c-i)～(c-ix)中的任一者：
[化67]
(式中，以★与Spp1键结，以★★与Lp5或Lp6键结)
Spp1及Spp4表示间隔基，Xp1～Xp4优选各自独立地表示氢原子或卤原子，
Lp4、Lp5及Lp6优选各自独立地为单键、-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-或-C≡C-，上述式中的z优选为1～4的整数。
Lp3优选为-CH＝CHCOO-、-COOCH＝CH-或-OCOCH＝CH-。
上述通式(P-a)所表示的化合物中，mp6及mp7优选各自独立地表示0、1、2或3。另外，更优选mp6+mp7＝2～5。
上述通式(P-d)所表示的化合物中，mp12及mp15各自独立地表示1、2或3，mp13优选表示0、1、2或3，mp14优选表示0或1。另外，更优选为mp12+mp15＝2～5。Rp1存在多个的情况下，它们可相同也可不同，Rp1存在多个的情况下，它们可相同也可不同，Rp2存在多个的情况下，它们可相同也可不同，Spp1存在多个的情况下，它们可相同也可不同，Spp4存在多个的情况下，它们可相同也可不同，Lp4及Lp5存在多个的情况下，它们可相同也可不同，环A～环C存在多个的情况下，它们可相同也可不同。
以下例示本发明的通式(P-a)～通式(P-d)所表示的化合物的优选结构。
作为本发明的通式(P-a)所表示的化合物的优选例，可列举下述式(P-a-1)～式(P-a-31)所表示的聚合性化合物。
[化68]
[化69]
[化70]
[化71]
作为本发明的通式(P-b)所表示的化合物的优选例，可列举下述式(P-b-1)～式(P-b-34)所表示的聚合性化合物。
[化72]
[化73]
[化74]
作为本发明的通式(P-c)所表示的化合物的优选例，可列举下述式(P-c-1)～式(P-c-52)所表示的聚合性化合物。
[化75]
[化76]
[化77]
本发明的通式(P-d)所表示的化合物优选为以下的通式(P-d')所表示的化合物。
[化78]
(上述通式(P-d')所表示的化合物中，mp10更优选表示2或3。其他符号与上述通式(P-d)中相同，因此省略)
作为本发明的通式(P-d)所表示的化合物的优选例，可列举下述式(P-d-1)～式(P-d-31)所表示的聚合性化合物。
[化79]
[化80]
[化81]
[化82]
[化83]
[化84]
[化85]
本发明的“碳原子数1～15个的烷基”优选为直链状或支链状烷基，更优选为直链状烷基。另外，上述通式(1)中，R1及R2各自独立为碳原子数1～15个的烷基，R1及R2优选各自独立地为碳原子数1～8个的烷基，更优选为碳原子数1～6个的烷基。
作为本发明的“碳原子数1～15个的烷基”的例子，可列举：甲基、乙基、丙基、丁基、异丙基、异丁基、叔丁基、3-戊基、异戊基、新戊基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十五烷基等。再者，在本说明书中，烷基的例子为共通，根据各烷基的碳原子数的数量适当自上述例示中选择。
本发明的“碳原子数1～15个的烷氧基”的例子优选该取代基中的至少一个氧原子存在于与环结构直接键结的位置，更优选为甲氧基、乙氧基、丙氧基(正丙氧基、异丙氧基)、丁氧基、戊氧基、辛氧基、癸氧基。再者，在本说明书中，烷氧基的例子为共通，根据各烷氧基的碳原子数的数量适当自上述例示中进行选择。
作为本发明的“碳原子数2～15个的烯基”的例子，可列举：乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、异丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1,3-丁二烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、2-己烯基等。另外，作为本发明中的更优选的烯基，由以下记载的式(i)(乙烯基)、式(ii)(1-丙烯基)、式(iii)(3-丁烯基)及式(iv)(3-戊烯基)表示，
[化86]
(上述式(i)～(iv)中，*表示环结构上的键结部位)，在本申请发明的液晶组合物含有聚合性单体的情况下，优选式(ii)及式(iv)所表示的结构，更优选为式(ii)所表示的结构。再者，在本说明书中，烯基的例子为共通，根据各烯基的碳原子数的数量适当自上述例示中进行选择。
另外，本发明中的聚合性化合物中，作为就提高与低分子液晶的溶解性而抑制结晶化而言优选的具有单官能性反应基的聚合性化合物，优选下述通式(VI)所表示的聚合性化合物。
[化87]
(式中，X3表示氢原子或甲基，Sp3表示单键、碳原子数1～12的亚烷基或-O-(CH2)t-(式中，t表示2～11的整数，氧原子键结于芳香环)，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也可在氧原子不邻接的范围内被氧原子取代，也可被碳原子数5～20的烷基(基团中的亚烷基也可在氧原子不邻接的范围内被氧原子取代)或环状取代基取代，W表示氢原子、卤原子或碳原子数1～15的烷基。式中的全部1,4-亚苯基中的任意氢原子也可被取代为-CH3、-OCH3、氟原子或氰基)
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，优选氢原子，在重视减少反应残留量的情况下，优选甲基。
上述通式(VI)中，Sp3表示单键、碳原子数1～12的亚烷基或-O-(CH2)t-(式中，t表示2～11的整数，氧原子键结于芳香环)，由于碳链的长度会对Tg造成影响，因此在聚合性化合物含量小于10重量％的情况下，优选不过长，优选单键或碳原子数1～5的亚烷基，在聚合性化合物含量小于6重量％的情况下，更优选为单键或碳原子数1～3的亚烷基。在聚合性化合物含量为10重量％以上的情况下，优选碳数5～10的亚烷基。另外，在Sp3表示-O-(CH2)t-的情况下也t优选为1～5，更优选为1～3。进而，由于碳原子数会对预倾角造成影响，因此优选视需要以可获得所需预倾角的方式将Sp3的碳原子数不同的多种聚合性化合物混合使用。
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也可在氧原子不邻接的范围内被氧原子取代，也可被碳原子数5～20的烷基(基团中的亚烷基也可在氧原子不邻接的范围内被氧原子取代)或环状取代基取代，优选被两个以上的环状取代基取代。
通式(VI)所表示的聚合性化合物更具体而言可列举通式(X1a)所表示的化合物。
[化88]
(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的亚甲基也可以氧原子不相互直接键结的方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的氢原子也可各自独立地被氟原子、甲基或乙基取代)，
A3及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的亚甲基也可以氧原子不相互直接键结的方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的氢原子也可各自独立地被卤原子或碳原子数1～17的烷基取代)，
A4及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的亚甲基也可以氧原子不相互直接键结的方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的氢原子也可各自独立地被卤原子或碳原子数1～9的烷基取代)，
p表示0～10，
B1、B2及B3各自独立地表示氢原子、碳原子数1～10的直链状或支链状烷基(该烷基中的一个或两个以上的亚甲基也可以氧原子不相互直接键结的方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的氢原子也可各自独立地被卤原子或碳原子数3～6的三烷氧基甲硅烷基取代)
上述通式(X1a)优选为通式(II-b)所表示的化合物。
[化89]
通式(II-b)所表示的化合物具体而言优选为下述式(II-q)～(II-z)、(II-aa)～(II-al)所表示的化合物。
[化90]
[化91]
[化92]
上述通式(VI)、通式(X1a)及通式(II-b)所表示的化合物可仅为一种，也可为两种以上。
另外，作为通式(VI)所表示的聚合性化合物，也可列举通式(X1b)所表示的化合物。
[化93]
(式中，A8表示氢原子或甲基，六元环T1、T2及T3各自独立地表示以下基团中的任一者(其中，q表示1～4的整数)，
[化94]
q表示0或1，
Y1及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-、-CH＝CHCH2CH2-或-CH2CH2CH＝CH-，
Y3及Y4各自独立地表示单键、碳原子数1～12的亚烷基(该亚烷基中的一个或两个以上的亚甲基也可以氧原子不相互直接键结的方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的氢原子也可各自独立地被氟原子、甲基或乙基取代)，
B8表示氢原子、氰基、卤原子或碳原子数1～8的烷基、或者末端具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基的亚烷基)
作为例示化合物，示于以下，但并不限定于这些。
[化95]
[化96]
[化97]
[化98]
[化99]
[化100]
[化101]
进而，通式(VI)所表示的聚合性化合物具体而言也可列举通式(X1c)所表示的化合物。
[化102]
(式中，R70表示氢原子或甲基，R71表示具有缩合环的烃基)
作为例示化合物，示于以下，但并不限定于这些。
[化103]
[化104]
[化105]
[化106]
另外，本发明中的聚合性化合物中，作为就提高与低分子液晶的溶解性而抑制结晶化而言优选的具有多官能性反应基的聚合性化合物，优选下述通式(V)所表示的聚合性化合物。
[化107]
(式中，X1及X2各自独立地表示氢原子或甲基，Sp1及Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1～12的亚烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示1～11的整数，氧原子键结于芳香环)，U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也可在氧原子不邻接的范围内被氧原子取代，也可被碳原子数5～20的烷基(基团中的亚烷基也可在氧原子不邻接的范围内被氧原子取代)或环状取代基取代，k表示1～5的整数；式中的全部1,4-亚苯基中的任意氢原子也可被取代为-CH3、-OCH3、氟原子或氰基)
上述通式(V)中，X1及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，优选氢原子，在重视减少反应残留量的情况下，优选甲基。
上述通式(V)中，Sp1及Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1～12的亚烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示2～11的整数，氧原子键结于芳香环)，本发明的液晶显示元件中的预倾角会受到该碳原子数、与液晶的含量、以及所使用的取向膜的种类或取向处理条件影响。因此，虽然未必受到限定，但例如在使预倾角为5度左右的情况下，优选碳链不过长，更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。进而，为了使预倾角为约2度以内，优选使用碳原子数为6～12的聚合性化合物，更优选碳原子数为8～10。另外，在Sp1及Sp2表示-O-(CH2)s-的情况下也会对预倾角造成影响，因此优选视需要适当调整Sp1及Sp2的长度而使用，为了增大预倾角，s优选为1～5，更优选为1～3。为了减小预倾角，s优选为6～10。另外，优选Sp1及Sp2的至少一者为单键，其原因在于藉此表现出分子的非对称性，从而诱导预倾。
另外，也优选为上述通式(V)中Sp1及Sp2相同的化合物，优选使用两种以上的Sp1及Sp2相同的化合物。在该情况下，更优选使用Sp1与Sp2互不相同的两种以上。
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也可在氧原子不邻接的范围内被氧原子取代，也可被碳原子数5～20的烷基(基团中的亚烷基也可在氧原子不邻接的范围内被氧原子取代)、环状取代基取代，优选被两个以上的环状取代基取代。
上述通式(V)中，U具体而言优选表示以下的式(Va-1)～式(Va-13)。为了提高锚定(anchoring)力，优选直线性高的联苯等，优选表示式(Va-1)～式(Va-6)。另外，表示式(Va-6)～式(Va-11)的结构就与液晶的溶解性高的方面而言优选，优选与式(Va-1)～式(Va-6)组合使用。
[化108]
[化109]
[化110]
[化111]
[化112]
[化113]
[化114]
[化115]
[化116]
[化117]
[化118]
[化119]
[化120]
[化121]
(式中，两端键结于Sp1或Sp2。Zp1及Zp2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。式中的全部1,4-亚苯基中的任意氢原子也可被取代为-CH3、-OCH3、氟原子或氰基。另外，亚环己基中的一个或两个以上的CH2CH2基可被-CH＝CH-、-CF2O-、-OCF2-取代)
在U具有环结构的情况下，上述Sp1及Sp2优选至少一者表示-O-(CH2)s-(式中，s表示1～7的整数，氧原子键结于芳香环)，也优选两者均为-O-(CH2)s-。
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的通式(Vb)所表示的化合物。
[化122]
(式中，X1及X2各自独立地表示氢原子或甲基，Sp1及Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1～12的亚烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示1～7的整数，氧原子键结于芳香环)，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-(Y1及Y2各自独立地表示氢原子或氟原子)、-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也可被氟原子取代)
上述通式(Vb)中，X1及X2各自独立地表示氢原子或甲基，优选两者均表示氢原子的二丙烯酸酯衍生物或两者均具有甲基的二甲基丙烯酸酯衍生物，也优选为一者表示氢原子且另一者表示甲基的化合物。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较慢，非对称化合物居中，可根据其用途而采用优选方式。
上述通式(Vb)中，Sp1及Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1～12的亚烷基或-O-(CH2)s-，优选至少一者为-O-(CH2)s-，更优选两者表示-O-(CH2)s-的方式。在该情况下，s优选为1～6。
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-(Y1及Y2各自独立地表示氢原子或氟原子)、-C≡C-或单键，优选-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结基，在C为单键的情况下，Z1优选为单键。
根据以上，优选上述通式(Vb)中C表示单键且环结构由两个环形成的情形，作为具有环结构的聚合性化合物，具体而言优选为以下的通式(V-1)～(V-6)所表示的化合物，特别优选为通式(V-1)～(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123]
另外，上述通式(Vb)中，就提高与液晶组合物的溶解性的方面而言，优选以下的通式(V1-1)～(V1-5)所表示的化合物，特别优选为通式(V1-1)所表示的化合物。
另外，上述通式(Vb)由三个环结构所形成的情况下也可优选地使用，就提高与液晶组合物的溶解性的方面而言，优选通式(V1-6)～(V1-13)所表示的化合物。进而，对液晶的锚定力较强的通式(V-1)～(V-6)所表示的化合物也优选与锚定力较弱且与液晶组合物的相溶性良好的通式(V1-1)～(V1-5)所表示的化合物混合使用。
[化124]
[化125]
[化126]
[化127]
[化128]
[化129]
[化130]
[化131]
[化132]
(式中，q1及q2各自独立地表示1～12的整数，R3表示氢原子或甲基)
作为上述通式(V)所表示的化合物，具体而言下述通式(Vc)所表示的化合物就提高反应速度的方面而言优选，另外，由于使预倾角热稳定化因此优选。进而，视需要也可调整Sp1、Sp2及Sp3的碳原子数而获得所需的预倾角。预倾与该碳原子数的关系表现出与官能团为两个的情况同样的倾向。
[化133]
(式中，X1、X2及X3各自独立地表示氢原子或甲基，Sp1、Sp2及Sp3各自独立地表示单键、碳原子数1～12的亚烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示2～7的整数，氧原子键结于芳香环)，Z11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也可被氟原子取代)
作为聚合性化合物，也优选使用具有光取向功能的化合物。其中，优选使用显示出光异构化的化合物。
作为具有光取向功能的聚合性化合物，具体而言，优选如下化合物：通式(Vb)中，X1及X2各自独立地表示氢原子或甲基，Sp1及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1～7的整数，氧原子键结于芳香环)，Z1表示-N＝N-，C表示1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基(任意的氢原子可被氟原子取代)或单键。
其中，优选以下的通式(Vn)所表示的化合物。
[化134]
(式中，Rn1及Rn2各自独立地表示氢原子或甲基，式中，pn及qn各自独立地表示1～12的整数)
[聚合引发剂]
作为本发明所使用的聚合性化合物的聚合方法，可使用自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等，优选通过自由基聚合进行聚合，更优选利用光弗里斯重排进行的自由基聚合、利用光聚合引发剂进行的自由基聚合。
作为自由基聚合引发剂，可使用热聚合引发剂、光聚合引发剂，优选光聚合引发剂。具体而言优选为以下的化合物。
优选为：二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苯偶酰二甲基缩酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)苯基-(2-羟基-2-丙基)酮、1-羟基环己基-苯基酮、2-甲基-2-吗啉代(4-硫代甲基苯基)丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮、4'-苯氧基苯乙酮、4'-乙氧基苯乙酮等苯乙酮系；
苯偶姻、苯偶姻异丙醚、苯偶姻异丁醚、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚等苯偶姻系；
2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦等酰基氧化膦系；
苯偶酰、苯甲酰甲酸甲酯系；
二苯甲酮、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4,4'-二氯二苯甲酮、羟基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4'-甲基-二苯硫醚、丙烯酰基化二苯甲酮、3,3',4,4'-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、3,3'-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、2,5-二甲基二苯甲酮、3,4-二甲基二苯甲酮等二苯甲酮系；
2-异丙基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮等噻吨酮系；
米氏酮、4,4'-二乙基氨基二苯甲酮等氨基二苯甲酮系；
10-丁基-2-氯吖啶酮、2-乙基蒽醌、9,10-菲醌、樟脑醌等。其中最优选为苯偶酰二甲基缩酮。
另外，考虑到自由基的寿命、反应性，也优选使用多种聚合引发剂。
进而，作为不使用上述聚合引发剂而利用光弗里斯重排进行的自由基聚合，也可含有具有吸收紫外线的共轭系结构的聚合性液晶化合物而进行聚合。例如使用通式(X1c-1)～(X1c-4)所表示的具有共轭系结构的聚合性液晶化合物代替聚合引发剂，并不会降低液晶元件的电压保持率，因此优选。另外，为了促进聚合，也优选将它们与聚合引发剂并用。
[化135]
[聚合性液晶组合物]
本发明所使用的聚合性液晶组合物优选含有上述所例示的液晶组合物与上述所例示的1质量％以上且小于10质量％的聚合性化合物，聚合性化合物的含量的下限值优选为2质量％以上，上限值优选小于9质量％，更优选小于7质量％，更优选小于5质量％，更优选小于4质量％。另外，本发明所使用的聚合性液晶组合物也优选含有上述所例示的液晶组合物与上述所例示的10质量％以上且小于40质量％的聚合性化合物，该情况下的聚合性化合物的含量的下限值优选为9质量％以上，更优选为10质量％以上，上限值优选小于30％质量，更优选小于25％质量，更优选小于20％质量，更优选小于15％质量。进而，本发明所使用的聚合性液晶组合物优选含有上述所例示的液晶组合物与上述所例示的5质量％以上且小于15质量％的聚合性化合物，更优选含有7质量％以上且小于12％的聚合性化合物。本发明所使用的聚合性液晶组合物优选通过含有1质量％以上且小于40质量％的聚合性化合物而形成具有单轴性光学各向异性或单轴性折射率各向异性或易取向轴方向的聚合物网络，更优选以该聚合物网络的光学轴或易取向轴与低分子液晶的易取向轴大体一致的方式形成。
再者，该聚合物网络中也包含通过多个聚合物网络集合而形成了高分子薄膜的聚合物粘合剂。聚合物粘合剂的特征在于：具有表现单轴取向性的折射率各向异性，该薄膜中分散有低分子液晶，该薄膜的单轴性光学轴与低分子液晶的光学轴向大致同一方向对齐。因此，由此不同于作为光散射型液晶的高分子分散型液晶或聚合物网络型液晶，其特征在于：在不发生光散射而使用偏光的液晶元件中获得高对比度的显示，且缩短下降时间而提高液晶元件的响应性。进而，本发明所使用的聚合性液晶组合物在液晶元件整体形成聚合物网络层，不同于在液晶元件基板上形成聚合物薄膜层而诱导预倾的PSA(PolymerSustained Alignment)型液晶组合物。
无论在何种浓度下，均优选含有至少两种以上Tg不同的聚合性化合物并视需要调整Tg。Tg较高的作为聚合物前体的聚合性化合物优选为具有交联密度变高的分子结构的聚合性化合物且官能团数为2以上。另外，Tg较低的聚合物前体优选官能团数为1，或者官能团数为2以上且官能团间具有作为间隔体的亚烷基等而延长了分子长度的结构。在为了应对聚合物网络的热稳定性或耐冲击性提高而调整聚合物网络的Tg的情况下，优选适当调整多官能单体与单官能单体的比率。另外，Tg也与聚合物网络的主链及侧链中的分子级别的热运动性相关联，也会影响电光学特性。例如若提高交联密度，则主链的分子运动性下降，与低分子液晶的锚定力提高，驱动电压变高，并且下降时间变短。另一方面，若减小交联密度以使Tg下降，则因聚合物主链的热运动性提升而表现出与低分子液晶的锚定力减小、驱动电压下降、下降时间变长的倾向。聚合物网络界面处的锚定力除上述Tg以外也受到聚合物侧链的分子运动性的影响，聚合物界面的锚定力会因使用具有多价支链亚烷基及多价烷基的聚合性化合物而减小。另外，具有多价支链亚烷基及多价烷基的聚合性化合物对于诱导预倾角有效，且在降低极角方向的锚定力的方向起作用。
在聚合性液晶组合物显示出液晶相的状态下，使聚合性液晶组合物中的聚合性化合物进行聚合，由此聚合性化合物的分子量增加而使液晶组合物与聚合性化合物发生相分离。分离为二相的形态根据所含有的液晶化合物的种类、聚合性化合物的种类而大不相同。可通过双节分解(binodal decomposition)而形成相分离结构，也可通过旋节分解(spinodal decomposition)而形成相分离结构，该双节分解是在液晶相中以无数个岛状的核的形式产生聚合性化合物相并成长，该旋节分解是由液晶相与聚合性化合物相的浓度波动而引起相分离。为了形成由双节分解引起的聚合物网络，优选至少将低分子液晶的含量设为85质量％以上，通过使用聚合性化合物的反应速度较快的化合物，能够产生无数个尺寸小于可见光波长的聚合性化合物的核而形成纳米级的相分离结构，因此优选。其结果为，在聚合性化合物相中的聚合进行时，依存于相分离结构而形成空隙间隔小于可见光波长的聚合物网络，另一方面，聚合物网络的空隙由低分子液晶相的相分离所引起，若该空隙的尺寸小于可见光波长，则无光散射性而为高对比度，且源自聚合物网络的锚定力的影响增强，下降时间缩短，而获得高速响应的液晶显示元件，因此特别优选。双节分解时的聚合性化合物相的核生成会受到因化合物种类或组合不同所引起的相溶性变化、或者反应速度、温度等参数的影响，优选视需要适当进行调整。关于反应速度，在紫外线聚合的情况下取决于聚合性化合物的官能团或光引发剂的种类及含量、紫外线曝光强度，只要适当调整紫外线曝光条件以促进反应性即可，优选至少20mW/cm2以上的紫外线曝光强度。
在低分子液晶为85质量％以上时优选利用由旋节分解所引起的相分离结构而形成聚合物网络，在旋节分解时由于可获得由具有周期性的两相浓度波动所引起的相分离微细结构，因此易于形成小于可见光波长且均匀的空隙间隔，因而优选。优选以聚合物网络的形态形成。在聚合性化合物的比例小于15质量％时优选形成由双节分解所引起的相分离结构，在15质量％以上时优选形成由旋节分解所引起的相分离结构。若聚合性化合物含量增加，则存在低分子液晶相与聚合性化合物相在温度的影响下发生两相分离的相转变温度。若在高于两相分离转变温度的温度则呈现各向同性相，若低于该温度则发生分离而无法获得均匀的相分离结构，从而欠佳。在因温度发生两相分离的情况下，优选在高于两相分离温度的温度下形成相分离结构。无论在上述何种情况下均一面保持与低分子液晶的取向状态同样的取向状态一面形成聚合物网络。所形成的聚合物网络以效仿低分子液晶的取向的方式显示出光学各向异性。
作为聚合物网络中的液晶层的形态，可列举：在聚合物的三维网络结构中液晶组合物形成连续层的结构、液晶组合物的微滴分散于聚合物中的结构、或两者混合存在的结构、进而以两基板面为起点而存在聚合物网络层且在与对面基板的中心附近仅存在液晶层的结构。无论为何种结构均优选通过聚合物网络的作用而诱导相对于液晶元件基板界面呈0～90°的预倾角。所形成的聚合物网络优选具有使共存的低分子液晶沿液晶单元的取向膜所呈现的取向方向取向的功能，进而还优选具有使低分子液晶相对于聚合物界面方向发生预倾的功能。若导入会使低分子液晶相对于聚合物界面发生预倾的聚合性化合物，则对降低液晶元件的驱动电压有用，从而优选。另外，关于可具有折射率各向异性、使液晶沿取向方向取向的功能，优选使用具有介晶基的聚合性化合物。
对于VA模式等的垂直取向单元，可使用不具有介晶基而具有多价烷基或多价支链亚烷基的诱导垂直取向的聚合性化合物，也优选与具有介晶基的聚合性化合物并用。在使用上述聚合性液晶组合物通过相分离聚合而在垂直取向单元内形成聚合物网络的情况下，优选沿与低分子液晶垂直于液晶单元基板的方向大致相同的方向形成有纤维状或柱状聚合物网络。另外，在使用对位于单元基板表面的垂直取向膜实施摩擦处理等以诱导液晶倾斜取向从而诱导了预倾角的垂直取向膜的情况下，优选使纤维状或柱状聚合物网络呈与预倾而取向的低分子液晶沿相同方向倾斜的状态形成。
进而，关于一面施加电压一面诱导预倾角的方法，若一面在较聚合性液晶组合物的阀值电压低0.9V左右的电压～高2V左右的电压的范围内施加电压一面进行聚合，则纤维状或柱状聚合物网络呈以诱导所需预倾角、优选为0.1～30°的预倾角的方式倾斜的状态形成，因而更优选。利用任何方法所形成的纤维状或柱状聚合物网络均具有将两片单元基板间连结的特征。由此，预倾角的热稳定性提高而提升液晶显示元件的可靠性。
另外，作为通过使纤维状或柱状聚合物网络倾斜取向而形成从而诱导低分子液晶的预倾角的方法，可列举将位于官能团与介晶基之间的亚烷基的碳原子数为6以上且预倾角的诱导角度较小的二官能丙烯酸酯和位于官能团与介晶基之间的亚烷基的碳原子数为5以上且预倾角的诱导角度较大的二官能丙烯酸酯组合使用的方法。可通过调整这些化合物的配合比而诱导所需的预倾角。
进而，可列举在至少0.01％以上且1％以下的范围内添加具有可逆性光取向功能的聚合性化合物而形成纤维状或柱状聚合物网络的方法。在该情况下，在反式异构体中成为与低分子液晶同样的棒状形态而影响低分子液晶的取向状态。关于本发明的聚合性液晶组合物所含有的该反式异构体，在将紫外线自单元上表面以平行光形式进行曝光时，该棒状的分子长轴方向一致变成平行于紫外线行进方向，低分子液晶也同时以与该反式异构体的分子长轴方向一致的方式取向。在对单元倾斜地曝光紫外线时，该反式异构体的分子长轴朝向倾斜方向而使液晶沿紫外线的倾斜方向取向。即，诱导预倾角而显示出光取向功能。若在该阶段使聚合性化合物交联，则所诱导的预倾角因由聚合相分离所形成的纤维状或柱状聚合物网络而得到固定。
因此，关于VA模式中重要的预倾角的诱导，可视需要采用如下方法来制作本发明的液晶元件：一面施加电压一面进行聚合相分离的方法、添加多种所诱导的预倾角不同的聚合性化合物而进行聚合相分离的方法、利用具有可逆性光取向功能的聚合性化合物所显示出的光取向功能而使低分子液晶及聚合性液晶化合物沿紫外线行进方向取向从而进行聚合相分离的方法。
具有光取向功能的聚合性化合物优选为吸收紫外线而成为反式异构体的光异构化合物，进而，优选具有光取向功能的聚合性化合物的反应速度慢于具有光取向功能的聚合性化合物以外的聚合性化合物的反应速度。在进行UV曝光时，若具有光取向功能的聚合性化合物立即变为反式异构体而沿光行进方向取向，则周围的包含聚合性化合物的液晶化合物也沿相同方向取向。此时，聚合相分离进行，低分子液晶长轴方向与聚合物网络的易取向轴方向朝向与具有光取向功能的聚合性化合物的易取向轴相同的方向对齐而沿UV光行进方向诱导预倾角。
进而，在IPS或FFS模式等的平行取向单元中，使用聚合性液晶组合物通过相分离聚合而形成纤维状或柱状聚合物网络，且低分子液晶沿与位于液晶单元基板面的取向膜的取向方向平行的方式发生取向，优选所形成的纤维状或柱状聚合物网络的折射率各向异性或易取向轴方向与低分子液晶的取向方向为大致相同的方向。进而，更优选除分散有低分子液晶的空隙以外在大体整个单元中存在纤维状或柱状聚合物网络。
为了相对于聚合物界面方向诱导该预倾角，优选使用不具有介晶基而具有多价烷基或多价亚烷基的聚合性化合物与具有介晶基的聚合性化合物。
进而，电光学特性会受到聚合物网络界面的表面积及聚合物网络的空隙间隔的影响，重要的是不会发生光散射，优选使平均空隙间隔小于可见光波长。例如有为了扩大该界面的表面积且缩小该空隙间隔而增加单体组合物含量的方法。由此，聚合相分离结构发生变化，该空隙间隔变得微细，从而形成聚合物网络以使该界面的表面积增大，驱动电压降低，下降时间变短。聚合相分离结构也受到聚合温度的影响。
在本发明中，优选通过在加快相分离速度的情况下进行聚合而获得具有微细空隙的相分离结构。相分离速度受到低分子液晶与聚合性化合物的相溶性、聚合速度的较大影响。由于在较大程度上依存于化合物的分子结构、含量，因此优选适当调整组成而使用。在该相溶性高的情况下，优选使用该聚合速度快的聚合性化合物，在紫外线聚合的情况下，优选提高紫外线强度。另外，也优选增加聚合性液晶组合物中的聚合性化合物的含量。
在相溶性较低的情况下，相分离速度充分变快，因此对制作本发明的液晶元件而言是优选的。作为降低相溶性的方法，可列举在低温进行聚合的方法。若处于低温，则液晶的取向秩序度提升，液晶与单体的相溶性下降，因此可加快聚合相分离速度。进而，作为其他方法，也可列举使聚合性液晶组合物成为呈过冷却状态的温度而进行聚合的方法。在该情况下，只要稍低于聚合性液晶组合物的熔点即可，因此即便仅降低数度温度，也可加快相分离，从而优选。由此，形成与将数十％含量的单体组合物添加于液晶中的情况相当的聚合相分离结构，即，形成作为发挥使下降时间变短的作用的结构的、聚合物网络界面的表面积大且该空隙间隔微细的聚合物网络结构。因此，本发明的聚合性液晶组合物优选考虑取向功能、交联密度、锚定力、空隙间隔而适当调整聚合性液晶组成以使下降时间变短。
使用本发明的聚合性液晶组合物的液晶元件中，为了获得高对比度的显示，必须不发生光散射，重要的是考虑上述方法以获得目标电压-透射率特性及切换特性的方式控制相分离结构而形成适宜的聚合物网络层结构。若具体地说明聚合物网络层结构则如下所述。
＜聚合物网络层连续结构＞
其为在液晶相中在液晶显示元件整个面形成有聚合物网络层而液晶相连续的结构，优选聚合物网络的易取向轴或单轴的光学轴与低分子液晶的易取向轴为大致同一方向，优选以诱导低分子液晶的预倾角的方式形成聚合物网络，通过将聚合物网络的平均空隙间隔以小于可见光波长的大小设为至少小于450nm，不会发生光散射，因此优选。进而，为了利用聚合物网络与低分子液晶的相互作用效果(锚定力)而使响应的下降时间短于低分子液晶单体的响应时间，优选设为50nm～450nm的范围。为了使液晶的单元厚度对下降时间的影响变小而即便单元厚度较厚也表现出一般薄厚时的下降时间，优选至少使平均空隙间隔处于下限为200nm附近且上限为450nm附近的范围。若减小平均空隙间隔则存在驱动电压增大的课题，为了将驱动电压的增加抑制为25V以下而缩短下降响应时间，只要使平均空隙间隔落入250nm附近～450nm的范围即可，下降响应时间可改善至约5msec～约1msec的范围，因而优选。
另外，为了将驱动电压的增加抑制为5V左右以内，优选使平均空隙间隔处于300nm附近～450nm的范围。进而，也可控制聚合物网络的平均空隙间隔而使下降响应时间成为1msec以下的高速响应。存在驱动电压增加至30V以上的情况，但只要使平均空隙间隔处于50nm附近～250nm附近之间即可，为了使下降响应时间成为0.5msec以下，优选使平均空隙间隔处于50nm附近～200nm附近。聚合物网络的平均直径与平均空隙间隔相反，优选处于20nm～700nm的范围。若聚合性化合物的含量增加，则平均直径存在增大的倾向。若提高反应性而加快聚合相分离速度则聚合物网络的密度增大而聚合物网络的平均直径减小，因此只要视需要调整相分离条件即可。在聚合性化合物含量为10％以下的情况下，优选平均直径处于20nm～160nm，在平均空隙间隔处于200nm～450nm范围时，优选平均直径为40nm～160nm的范围。若聚合性化合物含量大于10％，则优选为50nm～700nm的范围，更优选为50nm～400nm的范围。
＜聚合物网络层不连续结构＞
相对于在液晶显示元件整个面上形成有聚合物网络层而液晶相连续的结构，若聚合性化合物含量变低而使聚合物网络层被覆单元整体所需的量不足，则聚合物网络层不连续地形成。若聚酰亚胺取向膜等基板表面的极性较高，则聚合性化合物易聚集于液晶单元基板界面附近，聚合物网络自基板表面生长而以附着于基板界面的方式形成聚合物网络层，自单元基板表面起依序层叠聚合物网络层、液晶层、聚合物网络层、对向基板而形成。若呈现聚合物网络层/液晶层/聚合物网络层的层叠结构且形成有在单元截面方向上至少为单元厚度的0.5％以上、优选为1％以上、更优选为5％以上的厚度的聚合物网络层，则利用聚合物网络与低分子液晶的锚定力作用而表现出下降时间变短的效果，显示出优选的倾向。其中，在因单元厚度的影响变大，若增加单元厚度则下降时间变长的情况下，只要视需要增大聚合物网络层厚度即可。关于聚合物网络层中的聚合物网络的结构，只要其易取向轴或单轴的光学轴与低分子液晶向大致相同的方向对齐即可，只要以诱导预倾角的方式形成低分子液晶即可。平均空隙间隔优选为90nm至450nm的范围。
例如在将聚合性化合物含量设为1质量％～6质量％的情况下，优选使用锚定力较高的具有介晶基的二官能单体，优选使用具有官能团间距离较短的结构且聚合速度较快的二官能单体，优选在0℃以下的低温形成聚合相分离结构。在将聚合性化合物含量设为6质量％至小于10质量％的情况下，优选该二官能单体与锚定力较弱的单官能单体的组合，优选视需要在25℃～-20℃的范围内形成聚合相分离结构。进而，在该熔点为室温以上时，若设为较该熔点低5℃左右则获得与低温聚合同样的效果，因此优选。在将聚合性化合物含量设为10质量％至40质量％的情况下，由于聚合物粘合剂或聚合物网络会对低分子液晶的取向、驱动电压产生较大影响而增大驱动电压，因此优选使用具有低分子液晶取向功能且锚定力相对较弱的具有介晶基的聚合性化合物。例如关于锚定力较弱的具有介晶基的聚合性化合物，有效的是增加位于官能团与介晶基之间的亚烷基的碳数，碳数优选为5～10。另外，若聚合性化合物超过30质量％，则也有时成为在聚合物粘合剂中分散有液晶滴的状态，在该情况下也优选为具有折射率各向异性的聚合物粘合剂，且基板面的取向膜所显示的取向方向与聚合物粘合剂的光轴方向一致。
聚合性液晶组合物中的聚合性化合物的浓度越高，则液晶组合物与聚合物界面的锚定力越大，τd越高速化。另一方面，若液晶组合物与聚合物界面的锚定力变大，则τr低速化。为了使τd与τr之和小于1.5ms，聚合性液晶组合物中的聚合性化合物的浓度为1质量％以上且小于40质量％，优选2质量％以上且15质量％以下，更优选为3质量％以上且8质量％以下。
在用于TFT驱动液晶显示元件的情况下，必须提高有关抑制闪烁(flicker)、烧屏引起残像等方面的可靠性，电压保持率成为重要特性。认为导致电压保持率降低的原因在于聚合性液晶组合物内所含有的离子性杂质。尤其是可动离子会对电压保持率造成较强的影响。因此，优选以可获得至少1014Ω·cm以上的电阻率的方式实施精制处理等而去除可动离子。另外，在通过自由基聚合而形成聚合物网络时存在因光聚合引发剂等所产生的离子性杂质导致电压保持率降低的情况，优选选定有机酸或低分子的副产物生成量较少的聚合引发剂。
[液晶显示元件]
本发明的液晶显示元件在液晶组合物中含有聚合物或共聚物，聚合物或共聚物的含量为液晶组合物与聚合物或共聚物的合计质量的1质量％以上且小于40质量％，除此以外，具有与先前技术的液晶显示元件相同的结构。即，本发明的液晶显示元件具有在至少一者具有电极的两片透明基板间夹持有液晶层的结构。并且，本发明的液晶显示元件优选在至少一片透明基板上具有用于使液晶组合物取向的取向层。对设置于基板上的该取向层与设置于基板上的电极施加电压而控制液晶分子的取向。优选聚合物网络或聚合物粘合剂具有单轴性折射率各向异性或易取向轴方向，且聚合物网络或聚合物粘合剂的光轴方向或易取向轴方向与低分子液晶的易取向轴方向为同一方向。
就该方面而言不同于不具有单轴性折射率各向异性或易取向轴方向的光散射型聚合物网络液晶或高分子分散型液晶。进而，优选取向层的易取向轴方向与聚合物网络或聚合物粘合剂的易取向轴方向相同。通过具备偏光板、相位差膜等而利用该取向状态进行显示。作为液晶显示元件，可应用于TN、STN、ECB、VA、VA-TN、IPS、FFS、π盒、OCB、胆甾醇液晶等的动作模式。其中，特别优选为VA、IPS、FFS、VA-TN、TN、ECB。再者，本发明的液晶显示元件就液晶组合物中含有聚合物或共聚物的方面而言不同于取向膜上具有聚合物或共聚物的PSA(Polymer Sustained Alignment)型液晶显示元件。
本发明的液晶显示元件的基板间距离(d)优选为2～5μm的范围，更优选为3.5μm以下。一般而言，以液晶组合物的双折射率与单元厚度之积为0.275左右的方式调整双折射率，但由于本发明的聚合性液晶组合物会在聚合相分离后形成聚合物网络，因此电场施加时的液晶显示元件的双折射率会因聚合物网络的锚定力作用与聚合物网络的光学性质而变低，因此关于液晶组合物及聚合组合物或聚合性液晶组合物所含的液晶组合物的双折射率(Δn)与基板间距离(d)之积，若驱动电压因形成聚合物网络而有5V左右以内的增加则特别优选为0.3～0.4μm的范围，若有3V左右以内的增加则进一步优选为0.30～0.35μm的范围，若驱动电压有1V以内的增加则特别优选为0.29～0.33μm的范围。通过使液晶显示元件的基板间距离(d)、及液晶组合物的双折射(Δn)与基板间距离(d)之积分别在上述范围内，透射率较高而可匹敌仅低分子液晶的情形，可获得高速响应且颜色再现性满意的显示。优选以使单元厚度(d)与双折射率(Δn)之积成为0.275的1～1.9倍的方式设定聚合性液晶组合物所使用的液晶组合物的双折射率。
本发明的液晶显示元件的驱动电压并非仅取决于液晶组合物的介电各向异性或弹性常数，在较大程度上受到在液晶组合物与聚合物界面之间发挥作用的锚定力的影响。
例如作为关于高分子分散型液晶显示元件的驱动电压的记述，日本特开平6-222320号公报中揭示了下式的关系。
[数1]
(Vth表示阈值电压，1Kii及2Kii表示弹性常数，i表示1、2或3，Δε表示介电常数各向异性，＜r＞表示透明性高分子物质界面的平均空隙间隔，A表示透明性高分子物质对液晶组合物的锚定力，d表示具有透明性电极的基板间的距离)
据此，光散射型液晶显示元件的驱动电压取决于透明性高分子物质界面的平均空隙间隔、基板间的距离、液晶组合物的弹性常数或介电常数各向异性、以及液晶组合物与透明性高分子物质间的锚定能。
其中，可通过本发明的液晶显示元件进行控制的参数为液晶物性与聚合物间的锚定力。由于锚定力于较大程度上取决于该聚合物的分子结构及低分子液晶的分子结构，因此如果选定锚定力较强的聚合性化合物则可将响应时间缩短至1.5ms以下，但同时驱动电压会增加至30V以上，因此优选以驱动电压成为30V以下且响应速度成为1.5ms以下的方式适当选定液晶化合物及聚合性化合物并调整组成。
优选适当配合锚定力较强的聚合物前体与锚定力较弱的聚合物前体并以驱动电压与响应速度达到平衡的方式调整组成。另一方面，作为降低驱动电压所要求的液晶组合物的物性，特别优选若为P型液晶则使介电各向异性为6以上，若为N型液晶则使介电各向异性为-3以下。另外，优选使双折射率为0.09以上。进而，若使液晶组合物的双折射率与纤维状或柱状聚合物网络的折射率尽可能地接近而消除光散射则更优选。其中，聚合物前体浓度会影响液晶元件的延迟，因此优选以可获得所需延迟的方式适当增减液晶组合物的双折射率而使用。
本发明的液晶显示元件优选为一面使上述液晶组合物成为-50℃～30℃一面照射能量射线而使聚合性化合物聚合而在液晶组合物中形成具有折射率各向异性或易取向轴方向的聚合物网络所获得的元件。聚合温度的上限为30℃，优选20℃～-10℃。如以下实施例所述，本发明人发现，取决于聚合性化合物组成，通过低温聚合及常温聚合而进一步实现τd的高速化。认为其理由在于：1)在液晶分子的取向度因低温而上升的状态下进行聚合；2)通过进行低温聚合而聚合的聚合物与液晶组合物的相溶性下降，由此相分离变得容易，聚合相分离速度加快，聚合物网络的空隙间隔变得微细；3)即便使用锚定力相对较弱的聚合性化合物，也因空隙间隔较微细而形成使锚定力的影响力变强的折射率各向异性聚合物网络；等等。
进而，本发明的液晶显示元件优选呈具有单轴性折射率各向异性或易取向轴方向的聚合物网络或聚合物粘合剂的光轴方向或易取向轴方向相对于透明基板形成预倾角的状态形成；并且优选为通过调整电场强度而控制低分子液晶取向以使之相对于基板面倾斜并通过一面对上述液晶层施加电压一面照射能量射线，从而使聚合性化合物高分子化而获得在液晶组合物中具有折射率各向异性或易取向轴方向的聚合物而成的构成。在垂直取向的VA模式中，通过在以预倾角相对于基板法线方向成为20度以内的方式施加电压的状态下进行聚合，不仅具有与目前VA模式单元所用的隆起(protrusion)等或PSA液晶的微细聚合物突起相当的效果，并且显示出PSA所无法实现的高速响应，因此特别优选。另外，可通过在从多个方向施加电场方向的状态下进行高分子化而形成多畴(multidomain)，可提高视野角，因而更优选。
进而，为了诱导低分子液晶相对于基板界面垂直取向膜界面形成预倾角而对该取向膜实施光取向处理或摩擦取向处理等，由此规定低分子液晶取向的倾斜方向，抑制在切换时产生取向缺陷，从而优选，也优选以向多个方向倾斜的方式实施该取向处理。关于上述液晶层，对含有聚合性化合物的液晶组合物适当在-50℃～30℃的温度范围内施加交流电场并且照射紫外线或电子射线，由此使具有折射率各向异性的聚合物网络以其光轴方向相对于基板面形成预倾角的方式形成于液晶中。若在利用低分子液晶的介电各向异性通过施加电场而诱导出该预倾角的取向状态下进行聚合相分离，则可获得聚合后的聚合物网络的光轴相对于基板面倾斜的液晶元件，更优选为使上述聚合性化合物进行了高分子化的构成。
本发明的液晶显示元件所使用的两片基板可采用玻璃或塑料之类的具有柔软性的透明材料。具有透明电极层的透明基板例如可通过在玻璃板等透明基板上溅射铟锡氧化物(ITO)而获得。
滤色器例如可通过颜料分散法、印刷法、电沉积法或染色法等制作。若以通过颜料分散法的滤色器制作方法为一例进行说明，则将滤色器用固化性着色组合物涂布于该透明基板上，实施图案化处理，继而通过加热或光照射进行固化。针对红、绿、蓝三种颜色分别进行该工序，由此可制成滤色器用像素部。另外也可在该基板上设置设有TFT、薄膜二极管等有源元件的像素电极。
使上述基板以透明电极层成为内侧的方式相对向。此时可通过间隔体而调整基板的间隔。此时优选以使所获得的调光层的厚度成为1～100μm的方式进行调整。更优选为1.5～10μm，在使用偏光板的情况下，优选以对比度成为最大的方式调整液晶的折射率各向异性Δn与单元厚度d之积并根据显示模式而设为550nm的1/2或1/4。另外，在存在两片偏光板的情况下，也可调整各偏光板的偏光轴而将视野角或对比度调整为良好。进而，也可使用用于扩大视野角的相位差膜。作为间隔体，例如可列举玻璃粒子、塑料粒子、氧化铝粒子、由光致抗蚀剂材料等构成的柱状间隔体等。其后，将环氧系热固化性组合物等密封剂以设有液晶注入口的形式丝网印刷于该基板，使该基板彼此贴合，加热而使密封剂热固化。
使聚合性液晶组合物夹持于两片基板间的方法可采用通常的真空注入法或ODF法等。关于ODF法的液晶显示元件制造工序，使用分配器将环氧系光热并用固化性等的密封剂以闭环堤坝状绘于背板或前板的任一基板上，对其中于脱气下滴下预定量的聚合性液晶组合物后，将前板与背板接合，由此可制造液晶显示元件。本发明所使用的聚合性液晶组合物由于ODF工序中的液晶-单体复合材料的滴下可稳定地进行，因此可适宜地使用。
作为使聚合性化合物聚合的方法，由于期望适度的聚合速度以获得液晶的良好取向性能，因此优选为通过单一或并用或依序照射作为活性能量射线的紫外线或电子射线而进行聚合的方法。在使用紫外线的情况下，可使用偏光光源，也可使用非偏光光源。另外，在聚合性液晶组合物被夹持于两片基板间的状态下进行聚合的情况下，必须至少照射面侧的基板对活性能量射线具有适度透明性。另外，优选对含有聚合性化合物的液晶组合物在聚合性液晶组合物为-50℃～20℃的温度范围内施加交流电场，并且照射紫外线或电子射线。所施加的交流电场优选为频率10Hz～10kHz的交流，更优选为频率100Hz～5kHz，电压取决于液晶显示元件所需的预倾角而选择。即，可通过所施加的电压而控制液晶显示元件的预倾角。在横向电场型MVA模式的液晶显示元件中，就取向稳定性及对比度的观点而言，优选将预倾角控制于80度～89.9度。
照射时的温度优选为聚合性液晶组合物为-50℃～30℃的温度范围。作为产生紫外线的灯，可采用金属卤化物灯、高压水银灯、超高压水银灯等。另外，作为所照射的紫外线的波长，优选照射并非液晶组合物吸收波长域的波长区域的紫外线，优选视需要将小于365nm的紫外线截止后使用。所照射的紫外线的强度优选为0.1mW/cm2～100W/cm2，更优选为2mW/cm2～50W/cm2。所照射的紫外线的能量可适当调整，优选10mJ/cm2～500J/cm2，更优选为100mJ/cm2～200J/cm2。照射紫外线时可改变强度。照射紫外线的时间根据所照射的紫外线强度而适当选择，优选10秒～3600秒，更优选为10秒～600秒。
(横向电场型)
首先，一面参照附图一面说明本发明的一个实施方式的液晶显示元件。图1是表示本发明的液晶显示元件的一例的概略截面图。本发明的一个实施方式的液晶显示元件10具备：第一基板2，其于表面形成有取向层4；第二基板7，其与上述第一基板隔开地设置且于表面形成有光取向层；及液晶层5，其填充于上述第一基板2与第二基板7间且与上述一对取向层抵接；并且在上述取向层4(4a、4b)与上述第一基板2之间具有包含作为有源元件的薄膜晶体管、共享电极22及像素电极的电极层3。
图1是示意性地表示液晶显示元件的构成的图。图1中为方便说明将各构成要素隔开记载。本发明的一个实施方式的液晶显示元件10的构成如图1所记载，具有夹持于对向配置的第一透明绝缘基板2与第二透明绝缘基板7之间的聚合性液晶组合物(或液晶层5)的横向电场方式(图中一例为作为IPS的一形态的FFS模式)的液晶显示元件。第一透明绝缘基板2在液晶层5侧的面形成有电极层3。另外，在液晶层5与第一透明绝缘基板2间及液晶层5与第二透明绝缘基板7之间分别具有与构成液晶层5的聚合性液晶组合物直接抵接而诱导水平取向的一对取向膜4(4a、4b)，该聚合性液晶组合物中的液晶分子在无电压施加时以与上述基板2、7大致平行的方式取向。如图1及图3所示，上述第二基板7与上述第一基板2也可被一对偏光板1、8夹持。进而在图1中，在上述第二基板7与取向膜4之间设置有滤色器6。再者，作为本发明的液晶显示元件的形态，也可为所谓的整合式滤色器(COA)，可在包含薄膜晶体管的电极层与液晶层之间设置滤色器，或也可在该包含薄膜晶体管的电极层与第二基板之间设置滤色器。
即，本发明的一个实施方式的液晶显示元件10是依序层叠第一偏光板1、第一基板2、包含薄膜晶体管的电极层3、取向膜4、包含聚合性液晶组合物的液晶层5、取向膜4、滤色器6、第二基板7及第二偏光板8而成的构成。
第一基板2与第二基板7可使用玻璃或塑料之类的具有柔软性的透明材料，其中一者也可为硅等不透明材料。两片基板2、7由配置于周边区域的环氧系热固化性组合物等密封材及封闭材进行贴合，其间也可配置例如玻璃粒子、塑料粒子、氧化铝粒子等粒状间隔物或通过光刻法形成的由树脂构成的间隔柱以保持基板间距离。
图2是将图1中形成于基板2上的电极层3的由II线所围成的区域放大所得的平面图。图3是沿图2中III-III线方向切割图1所示的液晶显示元件所得的截面图。如图2所示，形成于第一基板2表面的包含薄膜晶体管的电极层3中，用于供给扫描信号的多根栅极配线24与用于供给显示信号的多根数据配线25相互交叉地呈矩阵状配置。再者，图2中仅显示一对栅极配线24及一对数据配线25。
以由多根栅极配线24与多根数据配线25所围成的区域形成液晶显示装置的单元像素，该单元像素内形成有像素电极21及共享电极22。在栅极配线24与数据配线25相互交叉的交叉部附近设置有包含源电极27、漏电极26与栅电极28的薄膜晶体管。该薄膜晶体管作为对像素电极21供给显示信号的开关元件而与像素电极21连结。另外，与栅极配线24平行地设置共享线(未作图示)。该共享线与共享电极22连结以向共享电极22供给共享信号。
薄膜晶体管结构的一优选方式例如如图3所示具有：栅电极11，其形成于基板2表面；栅极绝缘层12，其是以被覆该栅电极11且被覆上述基板2大致整个面的方式设置；半导体层13，其形成于上述栅极绝缘层12的表面而与上述栅电极11相对向；保护层14，其是以被覆上述半导体层13的一部分表面的方式设置；漏电极16，其是以被覆上述保护层14及上述半导体层13的一侧端部且与形成于上述基板2表面的上述栅极绝缘层12接触的方式设置；源电极17，其是以被覆上述保护层14及上述半导体层13的另一侧端部且与形成于上述基板2表面的上述栅极绝缘层12接触的方式设置；以及绝缘保护层18，其是以被覆上述漏电极16及上述源电极17的方式设置。也可出于消除与栅电极的段差等理由而在栅电极11的表面形成阳极氧化被膜(未作图示)。
上述半导体层13可使用非晶硅、多晶硅等，若使用ZnO、IGZO(In-Ga-Zn-O)、ITO等的透明半导体膜，则可抑制由光吸收引起的光载波的危害，就增大元件开口率的观点而言也优选。
进而，也可为了减小肖特基能障的宽度、高度而在半导体层13与漏电极16或源电极17之间设置欧姆接触层15。欧姆接触层可使用n型非晶硅或n型多晶硅等高浓度地添加有磷等杂质的材料。
栅极配线26、数据配线25、共享线29优选为金属膜，更优选为Al、Cu、Au、Ag、Cr、Ta、Ti、Mo、W、Ni或其合金，特别优选使用Al或其合金的配线的情形。另外，绝缘保护层18是具有绝缘功能的层，由氮化硅、二氧化硅、氮氧化硅膜等形成。
在图2及图3所示的实施方式中，共享电极22是形成于栅极绝缘层12大致整个面上的平板状电极，另一方面，像素电极21是形成于被覆共享电极22的绝缘保护层18上的梳形电极。即，共享电极22被配置于较像素电极21更靠第一基板2的位置，这些电极隔着绝缘保护层18相互重合地配置。像素电极21与共享电极22由例如ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、IZTO(Indium Zinc Tin Oxide)等透明导电性材料形成。由于像素电极21与共享电极22由透明导电性材料形成，因此单位像素面积上开口的面积变大，开口率及透射率增大。
另外，关于像素电极21与共享电极22，为了在这些电极间形成边缘电场，将像素电极21与共享电极22之间的电极间距离(也称为最小间隔距离)：R形成为小于第一基板2与第二基板7的距离：G。此处，电极间距离：R表示各电极间的基板上的水平方向的距离。图3中，平板状的共享电极22与梳形的像素电极21重合，因此表示电极间距离：R＝0的例子，由于最小间隔距离：R小于第一基板2与第二基板7的距离(即单元间隙)：G，因此形成边缘电场E。因此，FFS型液晶显示元件可利用沿与像素电极21的形成梳形的线垂直的方向所形成的水平方向电场、及抛物线状电场。像素电极21梳状部分的电极宽度：l及像素电极21梳状部分的间隙的宽度：m优选形成为利用所产生的电场可使液晶层5内的液晶分子全部被驱动的程度的宽度。另外，像素电极与共享电极的最小间隔距离R可作为栅极绝缘层12的(平均)膜厚进行调整。另外，本发明的液晶显示元件也可不同于图3而以像素电极21与共享电极22之间的电极间距离(也称为最小间隔距离)：R大于第一基板2与第二基板7的距离：G的方式形成(IPS方式)。在该情况下，可列举例如梳状的像素电极与梳状的共享电极在大致同一面内交替设置的构成等。
本发明的液晶显示元件的一个优选形态优选为利用边缘电场的FFS方式的液晶显示元件，若共享电极22与像素电极21的邻接的最短间隔距离d短于取向膜4彼此(基板间距离)的最短间隔距离D，则可在共享电极与像素电极之间形成边缘电场，能够高效利用液晶分子的水平方向及垂直方向的取向。在本发明的FFS方式液晶显示元件的情况下，若对以长轴方向与取向层的取向方向平行的方式配置的液晶分子施加电压，则在像素电极21与共享电极22之间，抛物线形电场的等电位线一直形成至像素电极21与共享电极22的上部，液晶层5内的液晶分子的长轴沿所形成的电场进行排列。因此，即便介电各向异性较低，液晶分子也可驱动。
就防止漏光的观点而言，本发明的滤色器6优选在与薄膜晶体管及存储电容器23对应的部分形成黑矩阵(未作图示)。另外，滤色器6通常由R(红)G(绿)B(蓝)3种滤光片像素构成影像或图像的一个点，例如这3种滤光片沿栅极配线的延伸方向排列。该滤色器6可通过例如颜料分散法、印刷法、电沉积法或染色法等制作。以通过颜料分散法的滤色器制作方法为一例进行说明，将滤色器用固化性着色组合物涂布于该透明基板上，实施图案化处理，继而通过加热或光照射而进行固化。针对红、绿、蓝三种颜色分别进行该工序，由此可制作滤色器用像素部。另外也可为在该基板上设置设有TFT、薄膜二极管等有源元件的像素电极的所谓整合式滤色器。
电极层3及滤色器6上设置有与构成液晶层5的聚合性液晶组合物直接抵接而诱导水平取向的一对取向膜4。
另外，偏光板1及偏光板8可调整各偏光板的偏光轴而将视野角、对比度调整为良好，优选具有相互垂直的透射轴而使这些透射轴在常黑(normally black)模式下动作。优选尤其是偏光板1与偏光板8中的任一者以具有与液晶分子的取向方向平行的透射轴的方式配置。另外，优选以对比度成为最大的方式调整液晶的折射率各向异性Δn与单元厚度d之积。进而，也可使用用于扩大视野角的相位差膜。
另外，作为其他液晶显示元件的实施方式，在IPS方式的情况下为邻近的共享电极与像素电极间的最短间隔距离d大于液晶取向膜间的最短间隔距离G的条件，例如可列举在共享电极与像素电极形成于同一基板上且该共享电极与该像素电极交替配置的情况下邻近的共享电极与像素电极间的最短间隔距离d大于液晶取向膜间的最短间隔距离G的结构等。
本发明的液晶显示元件的制造方法中，优选在具有电极层的基板及/或基板表面形成被膜后，以该被膜成为内侧的方式使一对基板间隔着对向后，在基板间填充液晶组合物。此时，优选通过间隔体调整基板间隔。
上述基板间的距离(为所获得的液晶层的平均厚度，也称为被膜间的间隔距离)优选调整为1～100μm。上述被膜间的平均间隔距离更优选为1.5～10μm。
本发明中，作为用于调整基板间距离的间隔体，例如可列举玻璃粒子、塑料粒子、氧化铝粒子、由光致抗蚀剂材料等构成的柱状间隔体等。
使用图1～图3所说明的FFS型液晶显示元件为一例，只要未脱离本发明的技术思想则可以其他的各种形态实施。
使用图4及图5，以下说明本发明的液晶显示元件的另一个实施方式。
例如图4是将图1中形成于基板2上的电极层3的由II线所围成的区域放大所得的平面图的另一个实施方式。如图4所示，像素电极21也可设为具有狭缝的构成。另外，也可以相对于栅极配线24或数据配线25具有倾斜角的方式形成狭缝的图案。
该图4所示的像素电极21是对近似长方形平板体的电极切出近似矩形框状的切口部而成的形状。另外，在该像素电极21的背面隔着绝缘保护层18(未作图示)而在一面形成有梳齿状的共享电极22。并且，在邻接的共享电极与像素电极的最短间隔距离R小于取向层彼此的最短间隔距离G的情况下成为FFS方式，在R大于G的情况下成为IPS方式。另外，优选上述像素电极的表面被保护绝缘膜及取向膜层所被覆。再者，也可与上述同样地在由上述多根栅极配线24与多根数据配线25所围成的区域中设置将通过数据配线25所供给的显示信号加以保存的存储电容器23。再者，切口部的形状并无特别限制，不仅可为图4所示的近似矩形，也可使用椭圆、圆形、长方形、菱形、三角形或平行四边形等公知形状的切口部。另外，在邻接的共享电极与像素电极的最短间隔距离R大于取向层彼此的最短间隔距离G的情况下成为IPS方式的显示元件。
图5是有别于图3的实施方式，为沿图2中的III-III线方向切割图1所示的液晶显示元件所得的截面图的另一例。表面形成有取向层4及包含薄膜晶体管20的电极层3的第一基板2、与表面形成有取向层4的第二基板8以取向层彼此相对的方式隔开预定间隔D，在该空间内填充有包含液晶组合物的液晶层5。在第一基板2表面的一部分依序层叠有栅极绝缘层12、共享电极22、绝缘保护层18、像素电极21及取向层4。另外，也如图4所示，像素电极21是在平板体的中央部及两端部切出三角形的切口部、进而在其余区域切出长方形的切口部而成的形状，且共享电极22是与上述像素电极21的近似椭圆形的切口部大致平行且较上述像素电极更靠第一基板侧地配置梳齿状的共享电极而成的结构。
在图5所示的例子中，使用梳形或具有狭缝的共享电极22，像素电极21与共享电极22的电极间距离R＝α(其中，图5中为方便起见将电极间距离的水平成分记为R)。进而，图3表示在栅极绝缘层12上形成有共享电极22的例子，也可如图5所示在第一基板2上形成共享电极22，隔着栅极绝缘层12设置像素电极21。像素电极21的电极宽度：l、共享电极22的电极宽度：n及电极间距离：R优选适当调整为利用所产生的电场可使液晶层5内的液晶分子全部被驱动的程度的宽度。在邻接的共享电极与像素电极的最短间隔距离R小于取向层彼此的最短间隔距离G的情况下成为FFS方式，在R大于G的情况下成为IPS方式。进而，图5中像素电极21与共享电极22在厚度方向上的位置不同，也可将两电极在厚度方向上的位置设为相同或将共享电极设置于液晶层5侧。
(垂直电场型)
本发明的另一优选实施方式是使用液晶组合物的垂直电场型液晶显示元件。图6是示意性地表示垂直电场型液晶显示元件的构成的图。另外，图6中为方便说明将各构成要素隔开记载。图7是将该图6中形成于基板上的包含薄膜晶体管的电极层300(或也称为薄膜晶体管层300)的由VII线所围成的区域放大所得的平面图。图8是沿图7中的VIII-VIII线方向切割图6所示的液晶显示元件所得的截面图。以下参照图6～9说明本发明的垂直电场型液晶显示元件。
本发明的液晶显示元件1000的构成是如图6所记载那样具有第二基板800、第一基板200及夹持于上述第一基板200与第二基板800之间的聚合性液晶组合物(或液晶层500)且该聚合性液晶组合物中的液晶分子在无电压施加时的取向与上述基板200、800大致垂直的液晶显示元件，上述第二基板800具备由透明导电性材料构成的透明电极(层)600(或也称为共享电极600)，上述第一基板200包含薄膜晶体管层300，该薄膜晶体管层300形成有由透明导电性材料所构成的像素电极及对各像素所具备的上述像素电极进行控制的薄膜晶体管。另外，如图6及图8所示，上述第二基板800与上述第一基板200也可被一对偏光板100、900夹持。进而，图6中在上述第一基板200与共享电极600之间设置有滤色器700。另外，进而在透明电极(层)600、1400表面以与本发明的液晶层500邻接且与构成该液晶层500的聚合性液晶组合物直接接触的方式形成有一对取向膜400。
即，本发明的液晶显示元件1000为依序层叠有第一偏光板100、第一基板200、包含薄膜晶体管的电极层(或也称为薄膜晶体管层)300、光取向膜400、包含液晶组合物的层500、取向膜400、共享电极600、滤色器700、第二基板800及第二偏光板900的构成。再者，取向膜400优选为光取向膜。
图17是表示本发明中的VA模式液晶显示装置的一方式的截面示意图，显示了对取向膜实施取向处理(掩模摩擦或光取向)所制造的液晶单元的、形成于液晶层内的聚合物网络结构及液晶分子排列结构。在液晶单元的透明电极的内侧(液晶层侧)形成有自玻璃基板法线方向稍有倾斜(0.1～5.0°)的垂直取向膜，垂直取向膜及液晶分子在上下基板间具有大致90°的扭转结构。
聚合性单体受到垂直取向膜的取向限制力而沿垂直方向排列，聚合性单体在UV光照射下进行聚合并固定化而形成聚合物网络。推测如此所形成的聚合物网络大体具有如下4种结构：(V1)横跨上下基板而形成聚合物网络、(V2)自上(下)基板朝着液晶方向直至中央部之间形成聚合物网络、(V3)仅在取向膜的表面附近形成聚合物网络(主要为单官能单体的情形)、(V4)液晶层内聚合物网络彼此键结(不浮动(Floating))。
认为如此形成的具有各向异性的聚合物网络与液晶层大致完全分离，液晶分子在这些高分子网络之间取向排列。明显不同于液晶分子与高分子网络混合存在且在无电压施加时发生光散射的所谓聚合物网络型液晶的分子排列结构，另外，具有与PSA等所采用的偏靠于取向膜附近的取向维持层的结构全然不同的结构。
作为例示，揭示了使用取向膜的方法获得的聚合物网络与液晶分子排列结构，但即便在具有肋或狭缝等结构物的所谓MVA方式中，基板界面附近的聚合物网络或液晶分子的预倾根据经由结构物或狭缝所施加的斜向电场强度等而稍有不同，推测本质上具有上图那样的结构。
具有这种聚合物网络与液晶分子的液晶分子排列的VA液晶显示装置通过无电压施加时对液晶分子的锚定力和液晶取向膜与聚合物网络所具有的锚定力的协同作用而发挥更强作用，结果可加快电压OFF时的响应速度。
(横向/斜向电场型)
作为不对取向膜进行掩模摩擦或掩模曝光等繁杂的工序而可通过仅致力于电极结构的简便方法对液晶显示区域进行取向分割的新显示技术，提出了使斜向电场与横向电场作用于液晶层的方法。
图18是概略表示使用上述技术的TFT液晶显示元件的一像素PX的最小单元构成体的平面图。以下简单说明横向/斜向电场模式液晶显示装置的结构及动作。
像素电极PE具有主像素电极PA及副像素电极PB。这些主像素电极PA及副像素电极PB相互电连接，这些主像素电极PA及副像素电极PB均被设置于阵列基板AR。主像素电极PA沿第2方向Y延伸，副像素电极PB沿与第2方向Y不同的第1方向X延伸。在所图示的例子中，像素电极PE形成为近似十字状。副像素电极PB结合于主像素电极PA的大致中央部，自主像素电极PA向其两侧、即像素PX的左侧及右侧延伸。这些主像素电极PA及副像素电极PB相互大致垂直。像素电极PE与像素电极PB中省略了图示的开关元件电连接。
共享电极CE具有主共享电极CA及副共享电极CB，这些主共享电极CA及副共享电极CB相互电连接。共享电极CE与像素电极PE电绝缘。共享电极CE中，主共享电极CA及副共享电极CB的至少一部分被设置于对向基板CT。主共享电极CA沿第2方向Y延伸。该主共享电极CA被配置于夹持主像素电极PA的两侧。此时，在X-Y平面内，主共享电极CA均不与主像素电极PA重合，主共享电极CA各自与主像素电极PA之间形成有大致相等的间隔。即，主像素电极PA位于邻接的主共享电极CA的大致中间。副共享电极CB沿第1方向X延伸。副共享电极CB被配置于夹持副像素电极PB的两侧。此时，在X-Y平面内，副共享电极CB均不与副像素电极PB重合，副共享电极CB各自与副像素电极PB之间形成有大致相等的间隔。即，副像素电极PB位于邻接的副共享电极CB的大致中间。
在所图示的例子中，主共享电极CA沿第2方向Y呈直线延伸而形成为带状。副共享电极CB沿第1方向X呈直线延伸而形成为带状。再者，主共享电极CA沿第1方向X隔开间隔地两两平行排列，以下为了区别它们而将图中左侧的主共享电极称为CAL，将图中右侧的主共享电极称为CAR。另外，副共享电极CB沿第2方向Y隔开间隔地两两平行排列，以下为了区别它们而将图中上侧的主共享电极称为CBU，将图中下侧的主共享电极称为CBB。主共享电极CAL及主共享电极CAR与副共享电极CBU及副共享电极CBB为同电位。在所图示的例子中，主共享电极CAL及主共享电极CAR与副共享电极CBU及副共享电极CBB分别连结。
主共享电极CAL及主共享电极CAR分别被配置于该像素PX与左右邻接的像素间。即，主共享电极CAL跨过所图示的该像素PX与其左侧的像素(未作图标)的边界而配置，主共享电极CAR跨过所图示的该像素PX与其右侧的像素(未作图标)的边界而配置。副共享电极CBU及主共享电极CBB分别配置于该像素PX与上下邻接的像素间。即，副共享电极CBU跨过所图示的该像素PX与其上侧的像素(未作图标)的边界而配置，副共享电极CBB跨过所图示的该像素PX与其下侧的像素(未作图标)的边界而配置。
在所图示的例子中，一像素PX中，由像素电极PE与共享电极CE划分成的4个区域主要作为有助于显示的开口部或透射部而形成。在该例子中，液晶分子LM的初期取向方向为与第2方向Y大致平行的方向。第1取向膜AL1配置于阵列基板AR的与对向基板CT相对向的面，遍及大致整个有源区域ACT而延伸。该第1取向膜AL1覆盖像素电极PE，也配置于第2层间绝缘膜13之上。这种第1取向膜AL1由显示出水平取向性的材料形成。再者，阵列基板AR有时也进而具备作为共享电极的一部分的第1主共享电极及第1副共享电极。
图19是分割成8个部分的斜向电场模式液晶单元的电极结构的示意图。如此，可通过将一个像素分割成8个部分而实现进一步的广视野角化。
其次，对上述构成的液晶显示面板的动作进行说明。在未对液晶层施加电压的状态、即在像素电极PE与共享电极CE之间未形成电场的无电场时(OFF时)，如图18中虚线所示，液晶层LQ的液晶分子LM以其长轴朝向第1取向膜AL1的第1取向处理方向PD1及第2取向膜AL2的第2取向处理方向PD2的方式取向。这种OFF时相当于初期取向状态，OFF时的液晶分子LM的取向方向相当于初期取向方向。严格而言，液晶分子LM并不限于与X-Y平面平行地取向，多数情况下发生预倾。因此，液晶分子LM在严格意义上的初期取向方向是将OFF时的液晶分子LM的取向方向正投影至X-Y平面上所得的方向。
第1取向处理方向PD1及第2取向处理方向PD2均为与第2方向Y大致平行的方向。在OFF时，液晶分子LM如图18中虚线所示以其长轴朝向与第2方向Y大致平行的方向的方式进行初期取向。即，液晶分子LM的初期取向方向与第2方向Y平行(或相对于第2方向Y呈0°)。
如图示的例子那样，在第1取向处理方向PD1与第2取向处理方向PD2平行且朝向相同的情况下，液晶层LQ的截面中，液晶分子LM在液晶层LQ的中间部附近大致水平(预倾角约为零)取向，以此为边界，在第1取向膜AL1的附近及第2取向膜AL2的附近以具有对称的预倾角的方式取向(扩散取向(splay alignment))。如此在液晶分子LM扩散取向的状态下，即便在自基板法线方向倾斜的方向上也利用第1取向膜AL1附近的液晶分子LM与第2取向膜AL2附近的液晶分子LM进行光学补偿。因此，在第1取向处理方向PD1与第2取向处理方向PD2相互平行且朝向相同的情况下，黑显示时漏光较少，可实现高对比度，可提高显示质量。再者，在第1取向处理方向PD1与第2取向处理方向PD2相互平行且朝向相反的情况下，液晶层LQ的截面中，液晶分子LM在第1取向膜AL1的附近、第2取向膜AL2的附近及液晶层LQ的中间部以具有大致均匀的预倾角的方式取向(水平取向)。来自背光装置4的背光装置光的一部分透过第1偏光板PL1入射至液晶显示面板LPN。入射至液晶显示面板LPN的光为与第1偏光板PL1的第1偏光轴AX1正交的直线偏光。这种直线偏光的偏光状态在通过OFF时的液晶显示面板LPN时几乎无变化。因此，透过液晶显示面板LPN的直线偏光被与第1偏光板PL1呈正交偏光位置关系的第2偏光板PL2吸收(黑显示)。
另一方面，在对液晶层LQ施加电压的状态、即像素电极PE与共享电极CE之间形成有电位差的状态下(ON时)，在像素电极PE与共享电极CE之间形成与基板大致平行的横向电场(或斜向电场)。液晶分子LM受到电场的影响而其长轴如图中实线所示在与X-Y平面大致平行的平面内旋转。
在图18所示的例子中，像素电极PE与主共享电极CAL之间的区域中，下半侧区域内的液晶分子LM相对于第2方向Y沿顺时针方向旋转而朝向图中的左下方取向，另外，上半侧区域内的液晶分子LM相对于第2方向Y沿逆时针方向旋转而朝向图中的左上方取向。像素电极PE与主共享电极CAR之间的区域中，下半侧区域内的液晶分子LM相对于第2方向Y沿逆时针方向旋转而朝向图中的右下方取向，上半侧区域内的液晶分子LM相对于第2方向Y沿顺时针方向旋转而朝向图中的右上方取向。如此，各像素PX中，在像素电极PE与共享电极CE之间形成有电场的状态下，液晶分子LM的取向方向以与像素电极PE重合的位置为边界而分成多个方向，在各取向方向上形成畴(domain)。即，一像素PX中形成多个畴。
在这种ON时，与第1偏光板PL1的第1偏光轴AX1正交的直线偏光入射至液晶显示面板LPN，其偏光状态在通过液晶层LQ时根据液晶分子LM的取向状态而发生变化。在这种ON时，通过液晶层LQ的至少一部分光透过第2偏光板PL2(白显示)。根据这样的结构，可在一像素内形成4个畴，因此可在4个方向上对视野角进行光学补偿而能够实现广视野角化。因此，可实现无灰度颠倒且高透射率的显示，可提供显示质量良好的液晶显示装置。另外，通过将一像素内由像素电极PE与共享电极CE所划分成的4个区域各开口部的面积设定为大致相同，可使各区域的透射率大致相等，透过各开口部的光相互进行光学补偿而能够在整个广视野角范围内实现均匀的显示。
实施例
以下列举实施例更详细地说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。另外，以下的实施例及比较例的组合物中的“％”意指“质量％”。
[实施例1]
制备下述(LCP-1)所表示的组合物(Δn：0.103，粘性η：20mPa·s，Vth：1.72Vrms)作为P型液晶组合物。使用下述式(V1-1-1)所表示的化合物作为聚合性化合物。
制备P型液晶组合物(LCP-1)100～97％、聚合性化合物(V1-1-1)1.96～2.94％、聚合光引发剂Irgacure651相对于聚合性化合物(V1-1-1)为2％的聚合性液晶组合物(LCM-1)。将固态的聚合性化合物(V1-1-1)加热至60℃而使之溶解于液晶(LCP-1)中之后，利用偏光显微镜确认到在室温下聚合性化合物(V1-1-1)均匀溶解而呈现向列液晶相。
为了获得液晶的单轴取向(水平取向)，使用单元间隙3μm的涂布有聚酰亚胺取向膜且带ITO的平行摩擦取向的单元。将聚合性液晶组合物(LCM-1)通过真空注入法注入至玻璃单元内。
注入后取出玻璃单元，将注入口利用封口剂3026E(Three Bond公司制造)进行密封。在25℃照射通过紫外线截止滤光片L-37(HOYACANDEOOPTRONICS公司制造)后的照射强度为15mW/cm2的紫外线300秒。由此使聚合性液晶组合物中的聚合性化合物进行聚合而获得ECB模式的液晶显示元件。在正交的两片偏光板间以摩擦处理方向与偏光轴方向成为一致的方式放置所制作的单元时成为暗视野，从而确认获得了单轴取向。
施加60Hz的矩形波而测定电压-透射率特性，结果显示出图9所示的电压-透射率特性。如图9所示，随着聚合性液晶组合物中聚合性化合物浓度上升，驱动电压增加，由此确认了利用聚合所获得的液晶性高分子的锚定力所带来的取向稳定化作用。
[化136]
<LCP-1>
[化137]
继而，检测ECB模式中的响应时间。将结果示于图10。如图10所示，确认到：随着聚合性液晶组合物中的聚合性化合物浓度上升，τd实现了自5ms至2ms的高速化。另一方面确认到，随着聚合性液晶组合物中的聚合性化合物浓度上升，尽管观察到同一驱动电压下的τr稍有变慢的倾向，但τr+τd整体的响应变快。
若比较τd与τr，则确认到τd受到锚定力的支配，相对于此，τr受到电场与锚定力之差的支配。
将制作单元时所使用的聚合性液晶组合物在20℃放置1周，确认无因聚合性化合物引起的结晶化。
[实施例2]
制备含有P型液晶组合物(LCP-1；Δn：0.103、粘性η：20mPa·s)95％、聚合性化合物(V1-1-1)5％及相对于聚合性化合物(V1-1-1)为2％的聚合光引发剂Irgacure651的聚合性液晶组合物(LCM-1)。
为了获得液晶的单轴取向(水平取向)，使用单元间隙3.5μm的涂布有聚酰亚胺取向膜且带ITO的平行摩擦取向的单元。将聚合性液晶组合物(LCM-1)加热至60℃而使之溶解于LCP-1中，通过真空注入法注入至玻璃单元内。
注入后取出玻璃单元，将注入口利用封口剂3026E(Three Bond公司制造)进行密封。在25℃或-10℃照射通过紫外线截止滤光片L-37(HOYA CANDEO OPTRONICS公司制造)后的照射强度为15mW/cm2的紫外线300秒。由此使聚合性液晶组合物中的聚合性化合物聚合而获得ECB模式的液晶显示元件。
对于在25℃或-10℃聚合所获得的液晶显示元件施加60Hz的矩形波而测定电压-透射率特性，结果显示图11所示的电压-透射率特性。如图11所示，确认到低温聚合致使驱动电压增加。
继而，检测ECB模式中的响应时间。将结果示于图12。如图12所示，确认τd因低温聚合而实现了高速化。另一方面，同一驱动电压下的τr因聚合温度引起的差异较小。确认到，在-10℃聚合所获得的液晶显示元件的响应速度与在25℃聚合的情形相比高出一个数量级。
[实施例3]
制备下述(LCN-1)所表示的组合物(Δn：0.102，粘性η：16.8，Δε：-3.8)作为N型液晶组合物。使用式(V1-1-2)所表示的化合物作为聚合性化合物。
制备含有N型液晶组合物(LCN-1；Δn：0.102，粘性η：16.8，Δε：-3.8)96％、聚合性化合物(V1-1-2)4％及相对于聚合性化合物(V1-1-2)为2％的聚合光引发剂Irgacure651的聚合性液晶组合物(LCM-2)。
为了获得液晶的垂直取向(homeotropic alignment)，使用单元间隙3μm、涂布聚酰亚胺取向膜后以相对于基板面法线方向形成1°～2°预倾角的方式实施摩擦取向处理且带ITO的平行摩擦取向的单元。将固态的聚合性化合物(V1-1-2)加热至60℃而使之溶解于液晶(LCN-1)中后，利用偏光显微镜确认到在室温下聚合性化合物(V1-1-2)均匀溶解而呈现向列液晶相。将聚合性液晶组合物(LCM-2)加热至60℃，通过真空注入法注入至玻璃单元内。
注入后取出玻璃单元，将注入口利用封口剂3026E(Three Bond公司制造)进行密封。在25℃或-10℃照射通过紫外线截止滤光片L-37(HOYA CANDEOOPTRONICS公司制造)后的照射强度为15mW/cm2的紫外线300秒。由此使聚合性液晶组合物的聚合性化合物进行聚合而获得VA模式的液晶显示元件。在正交的两片偏光板之间放置所制作的单元时变黑，即便使单元向方位角方向旋转，暗视野也无变化，从而确认聚合物网络的光轴方向与液晶易取向轴方向为同一方向。
施加60Hz的矩形波而测定电压-透射率特性及响应时间。将结果示于图13。如图13所示，确认τd因低温聚合而实现了高速化。
直至真空注入为止的工序与上述同样，制作液晶单元，一面施加100Hz、2.5V的矩形波一面以上述方法照射UV。根据延迟测定，确认液晶以相对于基板面法线方向形成3°预倾角的状态取向。关于响应时间也同样地确认到τd为0.9msec而实现了高速化。
将制作单元时所使用的聚合性液晶组合物在20℃放置1周，确认无因聚合性化合物引起的结晶化。
[化138]
＜LCN-1＞
[化139]
[实施例4]
将聚合温度设为-10℃、0℃、10℃、25℃进行聚合，除此以外，以与实施例3同样的方法获得VA模式的液晶显示元件。
施加60Hz的矩形波而测定电压-透射率特性，结果显示图14所示的驱动电压V90(v)。如图14所示，确认驱动电压随着聚合温度的下降而增加。
将制作单元时所使用的聚合性液晶组合物在20℃放置1周，确认无因聚合性化合物引起的结晶化。
继而检测VA模式中的响应时间。将结果示于图15。如图15所示，确认τd因低温聚合而实现了高速化。另外，以频率60Hz的间隔，使栅极处于ON状态，对单元施加1V电压16.6毫秒，栅极OFF后，测定单元所保持的电压而求出电压保持率。25℃的电压保持率为99.5％，70℃的电压保持率为93％。
[实施例5～16、比较例1～12]
表示按功能区分的聚合性化合物的浓度、温度及组合变化的情况。确认显示出下降时间1msec以下的高速响应在于温度、及浓度、组合的差异。施加60Hz的矩形波而测定电压-透射率特性及响应速度。
将制作单元时所使用的聚合性液晶组合物在20℃放置1周，确认无因聚合性化合物引起的结晶化。
[表1]
[表2]
[实施例17～22、比较例13～14]
使用上述(LCN-1)作为N型液晶组合物，如下述表3那样添加(V1-1-3)所表示的化合物作为聚合性化合物，以相对于聚合性化合物(V1-1-3)成为2％的方式添加聚合光引发剂Irgacure651，制备聚合性液晶组合物。以与实施例3同样的方法制作VA模式的液晶单元。
由此使聚合性液晶组合物的聚合性化合物聚合而在整个单元内形成相分离结构，获得VA模式的液晶显示元件。使用偏光显微镜，在正交的两片偏光板之间放置所制作的单元时成为暗视野，即便使单元向方位角方向旋转，暗视野的黑色水平也无变化，为垂直取向，从而确认以聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴方向垂直于单元面的方式形成。
将制作单元时所使用的聚合性液晶组合物在20℃放置1周，确认无因聚合性化合物引起的结晶化。
对所制作的VA模式单元施加60Hz的矩形波，测定电压-透射率特性及响应时间。将结果示于表3。表3的比较例13表示在液晶组合物(LCN-1)100％的情况下的驱动电压V90、下降时间、上升时间。比较例14的添加有0.5％聚合性化合物(V1-1-3)的情况下，下降时间较比较例13变长而未见响应时间的改善，但对比较例13在1％～3％的范围内少量添加聚合性化合物(V1-1-3)时，下降时间、上升时间变短，响应性提高。确认利用以使聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴成为一致的方式所形成的聚合物网络的锚定力效果而使下降时间变短。
进而，随着驱动电压的增加，上升时间也变短，响应性提高。下降时间在较大程度上受到液晶的旋转粘性及弹性常数的影响，但若在液晶中形成具有光学各向异性的聚合物网络，则利用来自聚合物网络的锚定力而使下降时间提高，可用于响应性良好的显示器的显示材料。在聚合性化合物浓度小于1％时，聚合物网络形成于基板界面附近，几乎未对下降时间做贡献，但若聚合性化合物浓度为1％以上，则具有光学各向异性的聚合物网络形成于两片基板间，对下降时间的影响呈现出影响力与聚合性化合物浓度成比例地变大。
[化140]
[表3]
[实施例23～25]
实施例23～24中，使用上述(LCN-1)作为N型液晶组合物，添加1.5％或10％下述式(V1-1-4)所表示的化合物作为聚合性化合物，以相对于聚合性化合物(V1-1-4)成为2％的方式添加聚合光引发剂Irgacure651，制备聚合性液晶组合物。另外，实施例25中，对上述(LCN-1)添加作为聚合性化合物的下述式(V1-1-5)所表示的化合物20％，以相对于聚合性化合物(V1-1-5)成为2％的方式添加聚合光引发剂Irgacure651，制备聚合性液晶组合物。通过与实施例3同样的方法制作VA模式的液晶单元。
[化141]
[化142]
[表4]
与实施例17～25的结果同样地，在正交的两片偏光板之间放置所制作的单元时成为暗视野，即便使单元向方位角方向旋转，暗视野的黑色水平也无变化，呈垂直取向，从而确认以聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴方向垂直于单元面的方式形成。
对所制作的VA模式单元施加60Hz的矩形波，测定电压-透射率特性及响应时间。将结果示于上表。确认利用以使聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴一致的方式所形成的聚合物网络的锚定力效果而使下降时间变短。进而，随着驱动电压的增加，上升时间也变短，响应性提高。
将制作单元时所使用的聚合性液晶组合物在20℃放置1周，确认无因聚合性化合物引起的结晶化。
[实施例26]
使用上述(LCN-1)作为N型液晶组合物，对(LCN-1)添加作为聚合性化合物的下述式(V1-1-6)所表示的化合物8％与上述式(V1-1-1)所表示的化合物2％，以相对于聚合性化合物总量成为2％的方式添加聚合光引发剂Irgacure651，制备聚合性液晶组合物。通过与实施例3同样的方法制作VA模式的液晶单元。
对所制作的VA模式单元施加60Hz的矩形波，测定响应时间。V90为26.4V，下降时间为0.9msec，上升时间为0.9msec。使用偏光显微镜，在正交的两片偏光板间放置所制作的单元时成为暗视野，即便使单元向方位角方向旋转，暗视野的黑色水平也无变化，为垂直取向，从而确认以聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴方向垂直于单元面的方式形成。
确认利用以使聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴一致的方式所形成的聚合物网络的锚定力效果而使下降时间变短。进而，随着驱动电压的增加，上升时间也变短，响应性提高。
将制作单元时所使用的聚合性液晶组合物在20℃放置1周，确认无因聚合性化合物引起的结晶化。
[化143]
[实施例27]
使用上述(LCN-1)作为N型液晶组合物，对(LCN-1)添加作为聚合性化合物的下述式(V1-1-7)所表示的化合物4％与上述式(V1-1-1)所表示的化合物6％，以相对于聚合性化合物总量成为2％的方式添加聚合光引发剂Irgacure651，制备聚合性液晶组合物。通过与实施例3同样的方法制作VA模式的液晶单元。
[化144]
对所制作的VA模式单元施加60Hz的矩形波，测定电压-透射率特性及响应时间。V90为36.6V，下降时间为0.8msec，上升时间为0.2msec。使用偏光显微镜，在正交的两片偏光板间放置所制作的单元时成为暗视野，即便使单元向方位角方向旋转，暗视野的黑色水平也无变化，为垂直取向，从而确认以聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴方向垂直于单元面的方式形成。确认利用以使聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴一致的方式所形成的聚合物网络的锚定力效果而使下降时间变短。进而，随着驱动电压的增加，上升时间也变短，响应性提高。
将制作单元时所使用的聚合性液晶组合物在20℃放置1周，确认无因聚合性化合物引起的结晶化。
[实施例28]
使用上述(LCN-1)作为N型液晶组合物，对(LCN-1)添加作为取向功能二官能单体的上述式(V1-1-4)所表示的化合物5％与上述式(V1-1-3)所表示的化合物5％作为聚合性化合物，以相对于聚合性化合物总量成为2％的方式添加聚合光引发剂Irgacure651，制备聚合性液晶组合物。通过与实施例3同样的方法制作VA模式的液晶单元。
对所制作的VA模式单元施加60Hz的矩形波，测定电压-透射率特性及响应时间。V90为23.6V，下降时间为0.8msec，上升时间为0.9msec。在正交的两片偏光板间放置所制作的单元时成为暗视野，即便使单元向方位角方向旋转，暗视野的黑色水平也无变化，为垂直取向，从而确认以聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴方向垂直于单元面的方式形成。
进而，一面施加电压15V一面进行UV曝光，除此以外，以与实施例3同样的方法制作液晶单元。如果在未施加电压的状态下使用偏光显微镜观察液晶取向状态，则在使单元向方位角方向旋转时出现明视野，在旋转至偏光方向与摩擦方向重合时出现暗视野，从而判明为水平取向。确认以聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴方向平行于单元面的方式形成。若在明视野状态下加热至液晶成为各向同性相的温度85℃，则液晶部分成为暗状态，观察到显示出光学各向异性的聚合物网络的形态。
图16表示使用偏光显微镜观察对垂直取向单元施加电压而使液晶成为水平取向状态并进行UV曝光(3mW/cm2，60秒)的情况下的取向聚合相分离结构所得的照片与照片的说明图。由于聚合物网络显示出光学各向异性，因此在与各向同性相液晶部分之间获得明暗对比度，观察到聚合相分离结构。在使聚合物网络的光学轴朝向偏光方向重合时成为暗视野，从而判明聚合物网络显示出光学各向异性。图16的偏光显微镜照片中显示出水平取向，但对无电压施加下经UV曝光的单元通过同样方法观察聚合相分离结构，即，对垂直取向单元也通过同样方法进行观察时，与聚合物网络无折射率差而成为暗视野，从而表示在与平行的两片单元基板面垂直的方向上形成有聚合物网络。
[实施例29～32]
使用上述(LCN-1)作为N型液晶组合物，使用作为取向功能二官能单体的上述式(V1-1-1)与下述式(V1-1-9)所表示的化合物作为聚合性化合物，以相对于聚合性化合物总量成为2％的方式添加聚合光引发剂Irgacure651，制备聚合性液晶组合物。以预倾角成为7°的方式进行摩擦处理，除此以外，利用与实施例3同样的方法制作VA模式的液晶单元。在正交的两片偏光板间放置所制作的单元时成为暗视野，即便使单元向方位角方向旋转，暗视野的黑色水平也无变化，为垂直取向，从而确认以聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴方向垂直于单元面的方式形成。
对所制作的VA模式单元施加60Hz的矩形波，测定电压-透射率特性及响应时间。将结果示于下表。确认利用以使聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴一致的方式所形成的聚合物网络的锚定力效果而使下降时间变短。
利用旋转检偏镜法进行延迟的角度依存性测定，由此确认在改变聚合性化合物(V1-1-1)与(V1-1-9)的配合比率时预倾角发生变化。进而，通过调整聚合性化合物(V1-1-1)与(V1-1-9)的配合比率而获得下降时间较液晶单体时变短且驱动电压V90的增加得以抑制的液晶显示元件。将制作单元时所使用的聚合性液晶组合物在20℃放置1周，确认无因聚合性化合物引起的结晶化。
[化145]
[表5]
[实施例33～35]
使用上述(LCN-1)作为N型液晶组合物，使用作为光取向功能二官能单体的、作为聚合性化合物的下述式(Vn-1-1)所表示的化合物与作为取向功能二官能单体的下述式(V1-1-10)所表示的聚合性化合物或上述式(V1-1-9)所表示的聚合性化合物，以相对于聚合性化合物总量成为2％的方式添加聚合光引发剂Irgacure651，制备聚合性液晶组合物。除UV曝光条件与对N型组合物(LCN-1)以预倾角成为8°的方式实施摩擦处理以外，利用与实施例3同样的方法制作VA模式的液晶单元。关于UV曝光条件，在实施例33中沿单元法线方向照射UV光，在实施例34～35中相对于单元法线方向而向摩擦方向倾斜30°地照射平行UV光。
对所制作的VA模式单元施加60Hz的矩形波，测定电压-透射率特性及响应时间。将结果示于下表。确认利用以使聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴一致的方式形成的聚合物网络的锚定力效果而使下降时间变短。
沿单元法线方向进行了UV曝光的实施例33中，预倾角与液晶单体的情形(比较例19)相同。以30°倾斜地进行了UV曝光的实施例34中，预倾角变化为10°。确认向UV曝光方向诱导预倾角的(Vn-1-1)的光取向功能发挥了作用。实施例35表示将聚合性化合物的含量增加至10％的情形，在该情况下，向UV曝光方向所诱导的预倾角增大，T100(最大透射率)较比较例20的不含具有光取向功能的二官能单体的情形有大幅提高。利用具有光取向功能的二官能单体的作用，可增强聚合物网络的取向性且可提高T100。
将制作单元时所使用的聚合性液晶组合物在20℃放置1周，确认无因聚合性化合物引起的结晶化。
[化146]
[化147]
[表6]
[实施例36～45、比较例20～21]
在形成有ITO电极的一对玻璃基板的与液晶接触的一侧由Shipley株式会社制造的抗蚀剂LC-200以间隔37.5μm的方式交替设置高度1.5μm、宽度10μm的堤(突起)，制作单元间隙3.5μm的MVA模式液晶面板。为了获得液晶的垂直取向(homeotropic alignment)，在涂布聚酰亚胺取向膜后进行烧成而形成垂直取向膜。驱动模式是配置于上下玻璃基板外侧的偏光子呈正交偏光的常黑模式。
使用上述(LCN-1)作为N型液晶组合物，添加式(V1-1-1)、式(1-1-2)、式(1-1-3)所表示的化合物作为聚合性化合物，制备聚合性液晶组合物。将聚合性液晶组合物加热至60℃，通过真空注入法注入至玻璃单元内后，取出液晶单元，利用封口剂3026E(Three Bond公司制造)对注入口进行密封。继而，在对液晶层施加阀值电压以下(1V)的64Hz的交流矩形波电压的状态下，在25℃照射通过紫外线截止滤光片L-37(HOYA CANDEO OPTRONICS公司制造)后的照射紫外(UV)强度为20mW/cm2的紫外线60秒，使光聚合性单体聚合而制作聚合物网络型的具有MVA结构的如下表所示的实施例36～实施例45的液晶面板。对所制作的面板施加60Hz的矩形波，测定电压-透射率特性及响应时间。关于下降时间τd、上升时间τr，施加可提供V90的60Hz矩形波电压进行测定。
另外，将不含二官能单体的仅上述(LCN-1)的液晶面板作为比较例20，以与上述同样的方式测定电压-透射率特性及响应时间。进而，将上述(LCN-1)中仅含二官能单体(V1-1-1)0.5％的液晶组合物通过真空注入法注入至液晶单元内，一面施加100Hz、2.5V的矩形波电压一面照射20mW/cm2的紫外线60秒，制作比较例21的液晶面板，与实施例36同样地测定电压-透射率特性及响应时间。
[表7]
将结果示于上表。上述表的比较例20表示液晶(LCN-1)100％的情况下的驱动电压V90、下降时间、上升时间。比较例21的添加有式(V1-1-1)所表示的化合物0.5％的情况下，下降时间较比较例20变长而未见响应时间的改善，但对比较例20在1％～3％范围内少量添加式(V1-1-1)所表示的化合物时，下降时间变短而响应性提高。确认利用以使聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴一致的方式所形成的聚合物网络的锚定力效果而使下降时间变短。进而，随着驱动电压的增加，上升时间也变短，响应性提高。下降时间在较大程度上受到液晶的旋转粘性及弹性常数的影响，若在液晶中形成具有光学各向异性的聚合物网络，则利用来自聚合物网络的锚定力，下降时间变短，可用于响应性良好的显示器的显示材料。
在聚合性化合物浓度小于1％时，聚合物网络形成于基板界面附近，几乎未对下降时间做贡献，但若聚合性化合物浓度为1％以上，则具有光学各向异性的聚合物网络形成于两片基板间，对下降时间的影响呈现出影响力与聚合性化合物浓度成比例地变大。在添加有式(V1-1-1)所表示的化合物2％的实施例39中，τd为2.4ms，τr为1.4ms，在添加3％的实施例42中，τr为1.5ms，τd为0.5ms，可知响应时间随着添加量的增加而变快。这些实施例的聚合温度为25℃，在-10℃聚合的实施例40与实施例39相比，τr及τd分别为1ms、0.4ms，实施例43中τr及τd分别为0.3ms、0.5ms，实现了非常快速的响应，从而可确认低温下的聚合反应对响应速度的提高大有帮助。另外，关于如实施例44所示使用了式(V1-1-2)所表示的化合物的聚合性液晶组合物，通过10％的单体添加量，τr成为0.7ms，τd成为0.3ms，也可确认即便在25℃聚合时也显示出与使用式(V1-1-1)的单体在-10℃进行聚合反应所获得者大致同等的特性。
实施例45中使添加有20％的式(V1-1-3)的单体的聚合性液晶组合物在室温下进行聚合，其也获得了与实施例44大致同等的特性。
将如此制成的聚合物网络型的具有MVA结构的液晶面板置于两片起偏镜正交的偏光显微镜间时观测到黑显示，即便使单元向方位角方向旋转，黑色也无变化，从而确认聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴方向为同一方向。
对该液晶面板一面施加阀值电压以上的电压一面与上述同样地在正交偏光间利用偏光显微镜进行观察时，观察到在被认为进行了取向分割的取向的边界区域出现了4根向错线(disclination line)。向错线由于液晶分子排列杂乱而产生，因此由此可确认一个像素被分割成了4个部分。
确认以光轴方向与液晶易取向轴方向垂直于单元面的方式形成。确认利用以使聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴一致的方式所形成的聚合物网络的锚定力效果而使下降时间变短。进而，随着驱动电压的增加，上升时间也变短，响应性提高。对于在一侧的基板设置肋(rib)结构并在相对向基板侧设置ITO的狭缝结构的单元，也进行同样的评价，关于显示特性观测到较大差异。
[实施例46～53、比较例22]
通过旋转涂铸法对第1基板及第2基板涂布具有4-查耳酮基的光取向膜涂布溶液后，在180℃烧成60分钟而形成取向膜。继而，沿图20所示的取向方位，对取向膜以40度的入射角在3mW/cm2的强度下照射波长365nm的P偏光400秒，从而通过进行光照射实施取向处理。
测定预倾角，结果第1取向膜附近及第2取向膜附近的液晶分子的预倾角为88.5°。取向膜的构成分子在高分子链的侧链具有4-查耳酮光官能团(感光性基团)，通过该光取向处理，光官能团利用二聚化反应而形成二聚物，形成交联结构。再者，在本实施例中，第1基板的各像素内分成两个取向处理区域，相互自相反方向进行光照射。另外，第2基板的各像素内也同样地分成两个取向处理区域，相互自相反方向进行光照射。并且，经过密封形成、间隔体散布等后，在基板贴合工序中，将第1基板与第2基板以取向处理方向正交的方式贴合。由此，在各像素内形成液晶分子的扭转方向不同的4个畴区域。
与实施例36～45同样地对N型液晶组合物(LCN-1)添加上述式(V1-1-1)、(1-1-2)、(1-1-3)所表示的化合物而制备下表所示的聚合性液晶组合物。继而，与实施例36～45同样地操作，将聚合性液晶组合物注入至液晶面板内并加以密封后，进行UV光照射，制作实施例46～53的通过光取向处理的VATN型聚合物网络液晶显示面板。单元间隙为3.5μm。另外，将仅封入有不含二官能单体的液晶组合物(LCN-1)的VATN型液晶面板作为比较例22。对所获得的液晶面板与实施例36～45同样地测定电压-透射率特性及响应速度。将它们的测定结果记载于下表。
[表8]
实施例46～53中下降时间均实现了高速化。在聚合性单体的添加量为1％～3％的区域内，下降时间随着单体添加量的增加而高速化，另一方面，上升时间受到V90电压(饱和电压)上升的影响而存在稍变慢的倾向，但在2％以上的添加量时，液晶分子排列结构整齐，因此上升响应速度也逐渐高速化。在进一步增大添加量而成为10％左右时，聚合物网络的取向限制力的影响显著显现，实施例52中下降速度为0.7ms，成为无聚合性单体添加时的4.2ms的约1/6，获得了极高速的下降响应时间。
关于上升时间，尽管也有驱动电压变高的影响，但0.7ms较无聚合性单体添加时也实现了4倍以上的高速化，上升时间与下降时间的合计(τr+τd)＝1.4ms，此为无聚合性单体添加时的7.2ms的5倍以上的速度，可确认实现了高速响应。
将所制作的单元置于正交的两片偏光板之间时观测到黑显示，即便使单元向方位角方向旋转，黑色也无变化，从而确认聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴方向为同一方向。对该液晶面板一面施加阀值电压以上的电压一面与上述同样地在正交偏光间插入1片λ/4波长板而进行旋转时，观测到在一次旋转中浓淡状态以浓-淡-浓-淡的顺序依序出现4次，从而确认一个像素被整齐分割成4个部分。
[实施例54～56、比较例23]
制作具备上下基板的ITO透明电极具有互不相同的狭缝结构的PVA电极结构的VA液晶单元。形成狭缝间隔与电极宽度分别为5μm的电极结构。使用印刷法在这些基板上形成垂直取向膜(聚酰亚胺材料)，在180℃进行60分钟的热处理。将该两片玻璃基板隔着直径3.5μm的间隔体进行贴合而制作空单元。使用上述式(LCN-1)作为N型液晶组合物，添加式(V1-1-1)、式(V1-1-2)所表示的化合物作为聚合性化合物而如下表那样制备聚合性液晶组合物，与实施例36～45同样地制作具有聚合物网络结构的实施例54～56的PVA液晶面板。另外，制作注入有未添加聚合性单体的式(LCN-1)的VATN型液晶面板，作为比较例23。与实施例36～45同样地测定所获得的液晶面板的电压-透射率特性及响应时间。将它们的测定结果记载于下表。
[表9]
可知实施例54～56中下降时间均实现了高速化。另外，在添加有10％聚合性单体的实施例55中，虽然观察到驱动电压的上升，但不仅下降速度，上升速度也高速化，确认到τr+τd＝1.0ms的极高速响应速度。将所制作的面板置于正交的两片偏光板间时观测到黑显示，即便将面板向方位角方向旋转，黑色也无变化，从而确认聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴方向为同一方向。
对该液晶面板一面施加阀值电压以上的电压一面与上述同样地在正交偏光间利用偏光显微镜进行观察时，观察到在被认为进行了取向分割的取向的边界区域出现了4根向错线。向错线由于液晶分子排列杂乱(边界)而产生，因此由此确认一个像素被分割成了4个部分。
[实施例57、比较例24]
制作具有图21所记载的鱼骨型电极结构的测试单元。
图21中，在以预定的单元间隙相对向的状态下贴合的两片玻璃基板间密封有液晶层。在对向的两片基板的对向面分别形成有由ITO所构成的透明电极。使用厚度0.7mm的玻璃基板，在对向基板上形成共享电极。对透明电极设置有将电极材料(ITO)的一部分挖去而成的狭缝部512c。连结长方形单元各对边中点的十字状且宽度5μm的狭缝部512c作为取向限制用结构物发挥功能，以间距8μm沿着自狭缝部512c倾斜45°方向延伸而形成有多个宽度5μm的狭缝部512c，它们作为抑制倾斜时方位角方向杂乱的辅助性取向控制因子发挥功能。显示用像素电极的宽度为3μm。像素干部电极512a与像素枝部电极512b具有两者间呈45度角度且枝部电极沿以像素中央为对称中心而每隔90度不同的4个方向延伸的结构。使用印刷法在这些基板上形成垂直取向膜(聚酰亚胺材料)，在180℃进行60分钟的热处理。将该两片玻璃基板隔着直径3.5μm的间隔体进行贴合，制作液晶未注入状态的空单元。
使用上述式(LCN-1)作为N型液晶组合物，添加式(V1-1-2)所表示的化合物20％而制备聚合性液晶组合物，与实施例36～45同样地制作具有聚合物网络结构的实施例57的鱼骨型VA液晶面板。另外，将注入有未添加聚合性单体的式(LCN-1)的鱼骨型VA液晶面板作为比较例4。测定所获得的液晶面板的电压-透射率特性及响应速度。将它们的测定结果记载于下表。
[表10]
实施例57中下降时间、上升时间均较短，可获得具有τr+τd＝1.3ms的极高速响应性的液晶显示装置。将所制作的单元置于正交的两片偏光板之间时观测到黑显示，即便使单元向方位角方向旋转，黑色也无变化，从而确认聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴方向为同一方向。
对该液晶面板一面施加阀值电压以上的电压一面与上述同样地在正交偏光间利用偏光显微镜进行观察时，观察到在被认为进行了取向分割的取向的边界区域出现了4根向错线。向错线由于液晶分子排列杂乱而产生，因此可确认一个像素被取向分割成了4个区域。
[实施例58～59、比较例25]
制作图22所示的可在横向/斜向电场模式下动作的测试用液晶单元，评价各种电光学特性。
使用通过溅射法形成了厚度0.7mm的ITO透明电极层的透明玻璃基板，利用光蚀刻法制作电极宽度10μm的窗框状透明电极基板。对下侧第1玻璃基板与上侧第2玻璃基板的窗框状的形成有ITO电极的玻璃基板涂布聚酰亚胺取向膜并进行烧成后，实施摩擦取向处理。
第1玻璃基板的摩擦沿图中自下朝上的方向进行，对向配置的第2玻璃基板侧也沿相同方向(图中自下朝上)进行摩擦，从而形成平行取向。通过上述取向处理法，液晶分子取得扩散取向状态。
继而，使下侧第1玻璃基板的黑格子部的ITO透明电极与上侧第2玻璃基板侧的斜线格子部的ITO透明电极以恰好错开半个间距而成为25μm间距的方式对向配置，隔着3.5μm的球状间隔体并使用热固化性粘接剂进行贴合。
利用上述电极的组合，黑格子的电极作为如将斜线部的电极的中央部十字分割成4个部分的主像素电极、副像素电极发挥功能，斜线部作为分别对应于主像素电极、副像素电极的主共享电极、副共享电极发挥功能，由此被分割成具有15μm×15μm显示区域的4个显示区域。
对上述式(LCP-1)所表示的P型液晶组合物(Δn＝0.103，粘性η＝20mPa·s，Δε＝7.5)98重量％添加式(V1-1-1)所表示的化合物2.0重量％，进而添加相对于式(V1-1-1)所表示的化合物为2.0重量％的聚合光引发剂Irgacure651，加热至60℃而使之溶解于液晶组合物中，制备聚合性液晶组合物。将所获得的聚合性液晶组合物通过真空注入法注入至液晶单元内。注入液晶后，取出液晶单元，将注入口利用封口剂3026E(Three Bond公司制造)进行密封。在25℃照射通过紫外线截止滤光片L-37(HOYA CANDEO OPTRONICS公司制造)后的照射强度为15mW/cm2的紫外线300秒，使聚合性液晶组合物中的聚合性化合物聚合而获得实施例58的斜向电场模式的液晶显示元件。另外，将式(V1-1-1)所表示的化合物的添加量设为3.0重量％，除此以外同样地获得实施例59的斜向电场模式的液晶显示元件。将注入有不含光聚合性单体的液晶组合物的液晶显示元件作为比较例25。
使用安装有光电倍增管(PMT)的偏光显微镜测定来自液晶单元的透射光强度的变化，评价响应特性及电压-透射率特性。关于透射率，将使两片起偏镜的偏光方向平行的平行偏光的情况下的透射率定义为100％，将使两片起偏镜的偏光方向正交的正交偏光时的透射率定义为0％。关于响应时间，在对液晶单元施加100Hz的突发(burst)波而将光开关响应波形的最大透射率设为100％的情况下，将自透射率10％至90％的变化定义为上升时间(τr)，将自透射率90％至10％的变化定义为下降时间(τd)而进行评价。
将实施例58、59及比较例25的液晶单元在无电压施加状态下沿摩擦处理方向与偏光轴方向一致的方向放置于正交偏光状态的偏光显微镜的载物台上时成为暗视野(常黑)，从而确认获得了单轴取向性。
图23表示测定实施例58、59及比较例25的电压-透射率特性所得的结果。将它们的阀值电压与饱和电压示于下表。
[表11]
| 实施例58 | 实施例59 | 比较例25 | |
| 阈值电压 | 1.29 | 1.67 | 1.91 |
| 饱和电压 | 3.29 | 4.37 | 5.47 |
若光聚合性单体的添加量增加，则阀值电压、饱和电压均上升，尤其饱和电压的上升幅度变大，电压-透射率特性的上升变缓慢。确认添加有光聚合性单体3％的液晶单元的饱和电压自无添加时的3.29V变为5.47V，向高电压侧变动了2V以上。然而，实际上例如液晶TV的情况下的最大驱动电压为15V左右，只要液晶显示元件的饱和电压在此以下则不会特别成为问题。由下表可知的是随着聚合性单体的添加量的增加，τr、τd均成为高速响应，可获得适于动作较激烈的动画片等活动图像或动作电影、运动节目的高速响应显示。如果液晶显示元件的饱和电压为15V以下，则即使聚合性官能团的添加量稍多也无妨，高速度就显示方面而言可享受较大优势。
其次，将响应速度的测定结果示于图24。关于上升的响应速度τr，若光聚合性单体的添加量增加则可观察到稍变慢的倾向，但认为是在显示特性上无任何问题的程度。另一方面，下降速度τd随着光聚合性单体的添加量变多而呈高速响应化，无添加时为5～6ms，在2重量％添加时变为3～4ms，在3重量％添加时变为2～3ms，缩短为大致1/2的时间，可确认通过光照射而沿与初期取向膜大致相同方向所形成的聚合物网络的锚定力的作用而实现了高速响应化。
确认将实施例58、59、比较例25中所使用的液晶单元在无电压施加状态下沿正交偏光状态的偏处理方向与偏光轴方向一致的方向放置而成为常黑后，施加饱和电压而观测液晶单元。对偏光显微镜设置X-Y载物台，分别观察被取向分割出的4个显示区域，在光学上等效而完全无区别。即便施加阀值与饱和电压的中间电压，也为光学上完全等效的状态。继而，选择4个显示区域中的一个区域，一面施加上述中间电压一面旋转偏光显微镜的载物台以寻找变得最暗的位置，将该角度固定。在这种状态下，一面使X-Y载物台沿X方向、Y方向移动，一面观察其他3个不同的区域。在与初始设定的区域相差180度的区域观测到为大致同等暗度的状态，在与初始设定的区域相差90度的区域观测到成为了灰色状态。由此可确认，在与所固定的区域至少相差90度或相差270度的区域内液晶分子的排列方向不同，可确认进行了整齐的取向分割。
另外，本实施例中所使用的液晶单元实施了平行取向处理，液晶分子呈现扩散取向状态。因此取得液晶层中央的分子因电压施加而大致平行于液晶基板取向并受到斜向电场影响而一面旋转一面以中央部为分界向上下方向扩展的液晶分子排列，因而可确认恰好如双STN面板那样使相位差完全得到补偿，消除了视野角依存性。
本实施例中，使用介电常数各向异性为正的液晶组合物，利用图22所示的液晶单元对其动作及电光学特性进行评价、确认，但在实际的TFT液晶显示面板的情况下，在TFT基板侧隔着1层绝缘膜形成像素电极与共享电极的一部分或全部，在对向基板侧形成共享电极的一部分或全部，斜向电场效应与横向电场效应同时作用于液晶分子，因此即便使用具有负介电各向异性的液晶组合物，也会获得与本实施例同样的效果。作为该情况下的取向处理方向，可为反平行取向、平行取向中的任一者。
另外，在本实施例中，使用摩擦法作为取向处理方法，但由于TFT基板侧的电极结构或配线结构极复杂且段差较多，因此利用摩擦法难以在取向膜整个面均匀获得同样的表面取向性，且由于因摩擦所产生的灰尘、毛刺及因摩擦时的带电导致TFT的破坏等产生等，因此特别优选为光取向处理法。作为光取向处理法，优选使用利用254nm附近的UV光的光分解型聚酰亚胺，或使用由桂皮酸或香豆素等利用313nm附近的光而发生具有光官能团的光二聚化的聚合物的光取向处理，或使用利用365nm附近的光而发生光异构化的偶氮系光取向聚合物等。
如上所述，可确认无论是具有何种结构的横向电场方式(IPS模式、FFS模式)的液晶显示装置，通过在具有正或负介电各向异性的液晶组合物中添加二官能单体并照射UV光而诱导纳米相分离反应，沿与利用液晶取向膜的初期取向的平行取向方向大致相同的方向形成聚合物网络，利用该聚合物网络的锚定力与初期垂直取向的锚定力的协同作用而使横向电场方式液晶显示装置的响应速度、尤其液晶的下降时的响应速度实现高速响应化。
[实施例60～61、比较例26]
图25是表示用于确认本发明效果的IPS模式评价用测试单元的电极结构的平面图及表示液晶分子排列的示意平面图。在厚度0.7mm的玻璃基板上将ITO成膜后，通过蚀刻，隔开10μm的间隔自基板的上下方向形成以中央部为中间轴而左右相反方向对称的“く”字型的宽度10μm的短条状电极。共享电极与像素电极形成于同一基板平面上，共享电极部分以留白表示，像素电极部分以斜线表示。共享电极与像素电极形成彼此交互配置的梳齿电极结构，梳齿电极相对于纸面的上下方向，分别向左右方向倾斜15度，在第1象限～第4象限的4个区域具有经取向分割的梳齿电极结构，将其作为第1基板。(L/s＝10μm/10μm)
在与上述第1基板隔着3.5μm的球状间隔体而对向配置的玻璃厚0.7mm且无透明电极的第2基板上(未作图示)，涂布聚酰亚胺取向膜并经过烧成后，进行摩擦取向处理。第1基板的摩擦沿图中自下朝上的方向进行，对向配置的第2基板侧沿相反方向(图中自上朝下)进行摩擦，从而形成反平行取向。将两个梳齿电极组与摩擦取向方向所成的角度设为15度。将起偏镜与检偏镜以正交偏光状态配置于测试单元的外侧，将起偏镜的透射轴或偏光轴配置成与液晶分子的初期取向方向平行或呈直角。其结果为，该测试单元在无电压施加时呈常黑状态。
根据上文，用于确认本发明效果的测试单元在无电压施加时4个显示区域均成为常黑显示，在阀值电压以上的电压施加时4个显示区域均成为经取向分割而成的视野角方向不同的白(灰)显示。在液晶分子呈如上所述的初期取向状态、起偏镜与检偏镜正交偏光且初期取向方向与起偏镜的透射轴或偏光轴平行或正交的情况下，无电压施加时自不必说，即便在电压施加时也在光学上等效，难以辨别其差别。然而，利用4个显示区域中的任一个梳齿电极组，对旋转的液晶显示区域保持正交偏光状态，使起偏镜的透射轴或偏光轴一致，由此该梳齿电极组所对应的液晶显示区域成为大致黑状态，相反方向的梳齿电极组所对应的液晶显示区域成为灰状态，如此可判别是否进行了整齐的取向分割。通过使用该测试单元，不仅可观测一般的显示元件的电光学效应，且也可观测利用取向分割所发挥的视野角改善效果。
涂黑显示的液晶分子表示初期取向方向或无电压施加时的液晶分子取向方向，它们受到取向控制而在第1象限至第4象限内完全相同地朝向初期取向方向对齐。若对这些4个梳齿电极组施加阀值电压以上的电压，则如以留白显示的液晶分子那样沿各方向进行旋转运动。
观察图25得知，液晶分子在第1象限区域向左旋转，在第2象限向右旋转，在第3象限向左旋转，在第4象限向右旋转，从而排列于预定位置。在起偏镜与检偏镜以正交偏光配置且起偏镜的透射轴或偏光轴与初期取向方向平行或正交的状态下，发生旋转的液晶分子的光学特性完全等效，观察图也可容易地理解，处于4个象限的液晶分子分别沿不同的方向排列，进行了完全的取向分割。
图26是表示具有“く”字型像素电极的FFS模式用测试单元的电极结构的平面图。在0.7mm的玻璃基板上配置ITO的平面电极，在其上设置SiN等透明绝缘层，在其上对ITO透明电极层溅射成膜，通过蚀刻而形成像素电极。像素电极以20μm间隔形成宽度10μm的短条型形状，将形成于绝缘膜下层部的平面电极作为共享电极，将此作为第1基板。在与上述第1基板隔着3.5μm的球状间隔体而对向配置的玻璃厚0.7mm的第2基板上(未作图示)，涂布聚酰亚胺取向膜并经过烧成后，进行摩擦取向处理。第1基板的摩擦沿图中自下朝上的方向进行，对向配置的第2基板侧沿相反方向(图中自上朝下)进行摩擦，从而形成反平行取向。将两个梳齿电极组与摩擦取向方向所成的角度设为15°。
可知，该情况也与使用图25进行说明的情形完全同样，液晶显示区域被取向分割成第1象限～第4象限的4个区域，获得具有各不相同的旋转方向的液晶分子排列。进而，IPS模式时，IPS的像素电极与共享电极上的液晶分子未被施加电压，开口率变低，FFS模式时，共享电极部区域的液晶分子也被施加电压而使液晶分子进行旋转运动，因此液晶面板的开口率提高30％左右。
图25、图26的说明中记载了摩擦法作为取向处理方法，但如上所述，由于利用横向电场方式的TFT基板侧的电极结构或配线结构极复杂且段差较多，因此利用摩擦法难以在取向膜整个面均匀获得同样的表面取向性，且由于因摩擦所产生的灰尘、毛刺及因摩擦时的带电导致TFT的破坏等产生等，因此特别优选为光取向处理法。另外，在光取向处理法的情况下，预倾角几乎为0°，就视野角依存性的观点而言也优于摩擦法(摩擦法时的预倾角为0.5～2°左右)。作为光取向处理法，优选使用利用254nm附近的UV光的光分解型聚酰亚胺，或使用桂皮酸或香豆素等利用313nm附近的光而发生具有光官能团的光二聚化的聚合物的光取向处理，或使用利用365nm附近的光而发生光异构化的偶氮系光取向聚合物等。根据光取向膜材料或光照射方向，所获得的光取向方向不同，在使用具有正介电各向异性的液晶组合物的情况下，必须与摩擦时同样地将初期取向方向设定为纸面的上下方向。在使用具有负介电各向异性的液晶组合物的情况下，在电极结构与图25、图26为相同方向的情况下，优选沿与上述相差90°的方向进行初期取向(沿纸面的左右方向进行水平取向)。
对具有如图25所示的电极结构的第1基板及无电极的第2基板涂布聚酰亚胺溶液并烧成后进行摩擦处理，使用3.5μm的球状二氧化硅间隔体，对向配置而贴合，制成反平行取向的IPS模式用测试单元。再者，摩擦方向设为纸面的左右方向(水平方向)。将对上述式(LCN-1)所表示的液晶组合物98.0重量％混合式(V1-1-1)所表示的化合物2.0重量％而成者、及对式(LCN-1)所表示的液晶组合物96.0重量％混合式(V1-1-1)所表示的化合物4.0重量％而成者分别加热至60℃而使其溶解至液晶组合物中后，通过真空注入法注入至液晶单元内。其中，含有相对于聚合性化合物(V1-1-1)为2.0重量％的聚合光引发剂Irgacure651。
注入液晶后，将注入口利用封口剂3026E(Three Bond公司制造)进行密封。在25℃照射通过紫外线截止滤光片L-37(HOYACANDEO OPTRONICS公司制造)后的照射强度为15mW/cm2的紫外线300秒而使聚合性液晶组合物中的聚合性化合物聚合，获得FFS模式的液晶显示元件。将混合式(V1-1-1)所表示的化合物2.0重量％所制作的液晶单元作为实施例60，将混合4.0重量％的液晶单元作为实施例61。对真空注入有不含光聚合性组合物的液晶组合物的液晶单元未进行光照射，将其作为比较例26。
将实施例60、61及比较例26的液晶单元在无电压施加状态下沿摩擦处理方向与偏光轴方向一致的方向放置于正交偏光状态的偏光显微镜的载物台上时成为暗视野(常黑)，从而确认获得了单轴取向性。
使用安装有光电倍增管(PMT)的偏光显微镜而测定来自所得的液晶单元的透射光强度的变化，评价响应特性及电压-透射率特性。关于透射率，将两片起偏镜的偏光方向成为平行的平行偏光的情况下的透射率定义为100％，将两片起偏镜的偏光方向成为正交的正交偏光时的透射率定义为0％。关于响应时间，在对液晶单元施加100Hz的突发波而将光开关响应波形的最大透射率设为100％的情况下，将自透射率10％至90％的变化定义为上升时间(τr)，将自透射率90％至10％的变化定义为下降时间(τd)而进行评价。将电压-透射率特性评价的结果示于图27，将响应特性评价的结果示于图28。由图28可容易地可知，随着聚合性单体的含有率的增加，驱动电压较比较例1向高电侧变动了50％～100％，但τr、τd均在高速响应化方面有大幅提升。
为了对响应时间的速度差异进行合理比较，对实施例60、61、比较例26的液晶单元分别施加各液晶单元的饱和电压，由此测定τr、τd。将其结果示于下表。
[表12]
关于τr，比较例26中为29.5ms，实施例60中为16.3ms而成为55％左右的响应时间，实施例61中为7.0ms而改善为1/3以下的响应速度。关于τd也同样地可确认实现了高速响应化，比较例26中为17.1ms，实施例60中为11.1ms而成为65％左右，实施例61中为4.6ms，高速响应化至比较例26的27％。在其他驱动电压区域、即中间灰度显示时，也可确认τr、τd较比较例26显示出高速响应性。
在具有较小的负介电各向异性的液晶组合物体系中，由光聚合性单体形成聚合物网络结构而导致阀值电压或饱和电压大幅上升，存在最合适的驱动电压变高的倾向，但通过施加变高的饱和电压而使液晶分子快速进行旋转运动，τr实现高速响应化。另一方面，τd通过如下力的作用而可高速动作，该力是瞬间解除高电压后利用取向膜的初期取向的锚定力与通过光聚合反应所形成的聚合物网络的锚定力使液晶分子强烈趋于恢复至初期取向方向的力。
确认将实施例60、61中所使用的液晶单元在无电压施加的状态下沿取向处理方向与偏光轴方向一致的方向放置于正交偏光状态的偏光板之间时成为常黑后，施加饱和电压而观测液晶单元。对偏光显微镜设置X-Y载物台，分别观察所取向分割出的4个显示区域，在光学上等效而完全无区别。即便施加阀值与饱和电压的中间电压，也为光学上完全等效的状态。
继而，选择4个显示区域中的一个区域，一面施加上述中间电压一面旋转偏光显微镜的载物台以寻找变得最暗的位置，将该角度固定。在这种状态下，一面使X-Y载物台沿X方向、Y方向移动，一面观察其他3个不同的区域。在与初始设定的区域相差180度的区域观测到大致同等暗度的状态，在与其相差90度的区域观测到灰色状态。由此可确认在与最初所固定的区域至少相差90度或相差270度的区域内液晶分子的排列方向不同，可确认进行了整齐的取向分割。
[实施例62、比较例27]
对具有如图26所示的电极结构的第1基板及无电极的第2基板涂布聚酰亚胺溶液并经过烧成后进行摩擦处理，使用3.5μm的球状二氧化硅间隔体，对向配置而贴合，制成反平行取向的FFS模式用测试单元。(L/s＝10μm/30μm)
将式(V1-1-1)所表示的化合物2.0重量％混合于上述式(LCP-1)所表示的P型液晶组合物98重量％，加热至60℃而使之溶解于液晶组合物中后，通过真空注入法注入至液晶单元内。再者，含有相对于式(V1-1-1)所表示的化合物为2.0％的聚合光引发剂Irgacure651。注入液晶后，将注入口利用封口剂3026E(Three Bond公司制造)进行密封。在25℃照射通过紫外线截止滤光片L-37(HOYACANDEO OPTRONICS公司制造)后的照射强度为15mW/cm2的紫外线300秒而使聚合性液晶组合物中的聚合性化合物聚合，制作FFS模式的液晶显示元件，将其作为实施例62。将注入有不含光聚合性单体的液晶组合物的液晶单元作为比较例27。
将所制作的液晶单元沿摩擦处理方向与偏光轴方向一致的方向放置于正交偏光状态的偏光板间时成为暗视野(常黑)，从而确认获得了单轴取向性。使用所获得的液晶单元，分别测定电压-响应特性。将其结果示于下表。
[表13]
比较例27的阀值电压为2.5V、饱和电压为4.5V。施加饱和电压的情况下的透光率为70％。另一方面，实施例62的阀值电压为2.5V而与比较例27大致相同，但饱和电压为6.5V，较比较例27的饱和电压约上升了2V。
本实施例中，无论有无利用光聚合而形成聚合物网络结构，比较例27与实施例62的阀值电压均显示大致相同的值。作为其中一原因，在本实施例的材料组成体系的情况下，可认为阀值附近的电压驱动区域中的低分子液晶的旋转角度并非那么大，因此旋转运动不易受到聚合物网络结构的阻碍或锚定力的影响。另外，认为所使用的P型液晶组合物的介电各向异性为7.5而较大，显示模式也为FFS，因此共享电极与像素电极的间隔较IPS模式变窄而可高效地施加横向电场。其中，一般而言随着光聚合性单体添加量的增加，确认到存在阀值电压也变高的倾向。
另一方面，在高电压施加时，液晶分子的旋转角度变大，聚合物网络结构或锚定力对旋转运动造成阻碍，结果饱和电压上升，其上升幅度大于阀值电压的上升幅度，因此与未形成聚合物网络者相比存在电压-透射率特性较缓慢的倾向。
其次，使用所获得的液晶单元，分别测定上升响应时间τr、下降时间τd的电压依存性。将测定结果示于图29。图29的τr(0％)、τd(0％)表示使用不含光聚合性单体(V1-1-1)的液晶组合物的液晶单元对施加电压的响应时间，τr(2％)、τd(2％)表示使用含有光聚合性单体(V1-1-1)2重量％的液晶组合物的液晶单元对施加电压的响应时间。
对比较例27的液晶单元施加4.5V饱和电压时的τr为1.0ms，τd为11.4ms，而本发明的实施例62中饱和电压变高至6.5V，施加饱和电压6.5V时的τr、τd分别为0.9ms、5.4ms。可确认：关于τr，无论聚合物网络形成与否均为大致相同的响应时间，关于τd，通过聚合物网络的形成而大幅改善为一半以下的时间。
利用光聚合反应而形成聚合物网络，因此使横向电场模式的电压施加时的液晶分子的旋转运动受到阻碍而饱和电压变高，但即便如此，在液晶组合物中占98％的低分子液晶组合物的物性值(液晶组合物的介电各向异性或弹性常数、粘性系数等)的变化较微小，可预测施加饱和电压附近的电压的情况下的液晶分子的上升响应时间和聚合物网络形成与否无关而显示大致相同的值。若在本实施例与比较例中也对电压-透射率特性的饱和电压附近的上升响应时间τr进行比较，则在单独为液晶组合物时为1.0ms(4.5V)，通过聚合物网络结构体的形成而成为0.8ms(6.5V)。可确认即便形成聚合物网络结构体，饱和电压附近的上升响应时间也无较大差异。
若对阀值电压附近的上升响应时间τr进行比较，则单独为液晶组合物的情况下为90ms(2.5V)，而在形成有聚合物网络结构体的情况下为15ms(2.5V)，实现了高速响应化。认为其中一原因在于通过形成聚合物网络结构而将液晶界面附近的预倾角及预倾方位稳定固定化而成为一致，由此液晶的旋转运动一致且易于进行。关于下降的响应速度τd，在单独为液晶组合物的情况下为10.0ms(2.5V)，相对于此，在形成有聚合物网络结构体的情况下缩短至1/3以下的时间而成为3.5ms，推测聚合物网络结构体的锚定力的效果显著体现。
根据以上的实验事实，确认通过使液晶组合物中所含有的光聚合性单体沿与对液晶分子赋予初期取向状态的取向处理方向大致相同的方向进行聚合而形成聚合物网络结构，不仅通过饱和电压附近的电压施加而提供高亮度的高灰度区域，且中间灰度显示时τr、τd也均获得改善。尤其关于τd，缩短至未形成聚合物网络时的1/2以下的时间，认为通过光聚合所形成的聚合物网络与初期取向限制力的协同效果极有效果地发挥了作用。
确认将实施例62所使用的液晶单元在无电压施加状态下沿取向处理方向与偏光轴方向一致的方向放置于正交偏光状态的偏光板间而成为常黑后，施加饱和电压而观测液晶单元。对偏光显微镜设置X-Y载物台，分别观察所取向分割出的4个显示区域，在光学上等效而完全无区别。即便施加阀值与饱和电压的中间电压，也为光学上完全等效的状态。
继而，选择4个显示区域中的一个区域，一面施加上述中间电压一面旋转偏光显微镜的载物台以寻找变得最暗的位置，将该角度固定。在这种状态下，一面使X-Y载物台沿X方向、Y方向移动，一面观察其他3个不同的区域。在与初始设定的区域相差180度的区域观测到大致同等暗度的状态，在与其相差90度的区域观测到灰色状态。由此可确认在与最初所固定的区域至少相差90度或相差270度的区域内液晶分子的排列方向不同，可确认进行了整齐的取向分割。
如上所述，可确认无论具有何种结构的横向电场方式(IPS模式、FFS模式)或斜向电场模式、VA模式的液晶显示装置中，通过在具有正或负介电各向异性的液晶组合物中添加聚合性液晶化合物并照射UV光而诱导纳米相分离反应，沿与利用液晶取向膜的初期取向方向大致相同的方向形成聚合物网络，利用该聚合物网络的锚定力与初期取向的锚定力的协同作用，响应速度、尤其OFF时的响应速度可实现高速响应化。
进而也可确认，与室温下聚合相比，在低温(-10℃左右)下聚合而实现聚合物网络化者更有利于高速响应化。通过在运用上述高速响应化技术的同时并用横向电场方式的用于扩大液晶视野角的各种取向分割处理，从而成功实现了不仅正面视野角特性优异且斜方向γ视野角特也优异的具有超高速响应特性的横向电场方式液晶显示装置。
这些技术不仅可用于具有高速响应性的TV等活动图像显示装置，也可用于无需滤色器的场序方式。另外，期待在近年来急速受到关注的超大型高精细4K×2K-TV或4K×8K-TV等中的应用发展。
[实施例63～86、比较例28～29]
制备下述(LCN-2)所表示的组合物(Δn：0.12，粘性η：19mPa·s，Δε：-3.3)及(LCN-3)所表示的组合物(Δn：0.11，粘性η：17mPa·s，Δε：-3.2)作为N型液晶组合物。使用式(V1-1-4)、(V1-1-9)、(V1-1-11)、(V1-1-12)、(V1-1-13)、(V1-1-14)、(V1-1-15)及(V1-1-16)所表示的化合物作为聚合性化合物，相对于上述聚合性化合物成为2％的方式添加聚合光引发剂Irgacure651。
如下表所示制备实施例63～86、比较例28～29的聚合性液晶组合物。以与实施例3同样的方法制作VA模式的液晶显示元件。其中，实施例63～82及比较例28中的单元厚度为3.2μm，实施例83～86及比较例29中的单元厚度为3.6μm。使用偏光显微镜，在正交的两片偏光板间放置所制作的单元时成为暗视野，即便使单元向方位角方向旋转，暗视野的黑色水平也无变化，为垂直取向，从而确认以聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴方向为同一方向且垂直于单元面的方式形成。对该液晶显示元件施加60Hz的矩形波，检测VA模式中的电压-透射率特性及响应时间。将结果示于下表。
[化148]
＜LCN-2＞
[化149]
＜LCN-3＞
[化150]
[化151]
[化152]
[化153]
[化154]
[化155]
[表14]
[表15]
比较例28中使用了双折射率大于对单元厚度3.2μm而言最适合的双折射率0.086的液晶，因此透射率T100变低。实施例63～80中尽管单元厚度为3.2μm，但在聚合后因形成聚合物网络的影响而使元件所显示出的双折射率较实际液晶的值有所减小，因此通过使用双折射率0.12的液晶而接近元件所需的最适合的双折射率，透射率得以改善。另外，关于响应时间，确认利用以使聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴一致的方式所形成的聚合物网络的锚定力的效果而使下降时间变短。进而，随着驱动电压的增加，上升时间也变短，响应性提高。
[表16]
比较例29中使用了双折射率大于对单元厚度3.6μm而言最适合的双折射率0.077的液晶，因此透射率T100变低。实施例83～86中尽管单元厚度为3.6μm，但在聚合后因形成聚合物网络的影响而使元件所显示出的双折射率较实际液晶的值有所减小，通过使用双折射率0.11的液晶而接近元件所需的最适合的双折射率，透射率得以改善。另外，关于响应时间，确认利用以使聚合物网络光轴方向与液晶易取向轴一致的方式所形成的聚合物网络的锚定力效果而使下降时间变短。进而，随着驱动电压的增加，上升时间也变短，响应性提高。将制作单元时所使用的聚合性液晶组合物在20℃放置1周，确认无因聚合性化合物引起的结晶化。
符号说明
1：偏光板、2：第一透明绝缘基板、3：电极层、4：取向膜、4a：取向方向、5：液晶层、5a：无电压施加时的液晶分子、5b：电压施加时的液晶分子、6：滤色器、7：第二透明绝缘基板、8：偏光板、9：连续或不连续的聚合物网络、10：液晶显示元件、11：栅电极、12：栅极绝缘层、13：半导体层、14：保护层、15：欧姆接触层、16：漏电极、17：源电极、18：绝缘保护层、21：像素电极、22：共享电极、23：存储电容器、24：栅极配线、25：数据配线、26：漏电极、27：源电极、28：栅电极、29：共享线、100：偏光板、110：栅电极、120：栅极绝缘层、130：半导体层、140：保护层、160：漏电极、190b：有机绝缘膜、200：第一基板、210：像素电极、220：存储电容器、230：漏电极、240：数据配线、250：栅极配线、260：源电极、270：栅电极、300：薄膜晶体管层、400：取向膜、500：液晶层、510：液晶显示装置、512：像素电极、512a：像素干部电极、512b：像素枝部电极、512c：像素狭缝、516：扫描配线、517：信号配线、600：共享电极、700：滤色器、800：第二基板、900：偏光板、1000：液晶显示元件、1400：透明电极(层)、PX：像素、PE：像素电极、PA：主像素电极、PB：副像素电极、CE：共享电极、CA：主共享电极、CAL：左侧主共享电极、CAR：右侧主共享电极、CB：副共享电极、CBU：上侧副共享电极、CBB：下侧副共享电极。
Claims (8)
1.一种液晶显示元件，其在夹持于至少一者具有电极的两片透明基板间的液晶组合物中含有聚合物或共聚物，聚合物或共聚物的含量为液晶组合物与聚合物或共聚物的合计质量的1质量％以上且小于40质量％，该聚合物或共聚物形成聚合物网络，所述聚合物网络具有单轴性折射率各向异性，该聚合物网络的光轴方向或易取向轴方向与低分子液晶的易取向轴方向为同一方向，低分子液晶的预倾角相对于基板法线方向为0.1～30度，
所述液晶组合物含有下述通式(LC)所表示的液晶化合物，
通式(LC)中，RLC表示碳原子数1～15的烷基；该烷基中的一个或两个以上的CH2基可以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-取代，该烷基中的一个或两个以上的氢原子也可任意地被取代为卤原子；ALC1及ALC2各自独立地表示选自由下述基团(a)、基团(b)及基团(c)组成的组中的基团：
(a)反式-1,4-亚环己基，该基团中所存在的一个CH2基或不邻接的两个以上的CH2基也可被氧原子或硫原子取代，
(b)1,4-亚苯基，该基团中所存在的一个CH基或不邻接的两个以上的CH基也可被氮原子取代，
(c)1,4-双环(2.2.2)亚辛基、萘-2,6-二基、十氢化萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基或氧杂萘满-2,6-二基；
上述基团(a)、基团(b)或基团(c)所含的一个或两个以上的氢原子也可分别被氟原子、氯原子、-CF3或-OCF3取代；
ZLC表示单键、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-或-OCO-；
YLC表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基及碳原子数1～15的烷基；该烷基中的一个或两个以上的CH2基可以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-取代，该烷基中的一个或两个以上的氢原子也可任意地被卤原子取代；
a表示1～4的整数；在a表示2、3或4而通式(LC)中存在多个ALC1的情况下，所存在的多个ALC1可相同也可不同，存在多个ZLC的情况下，所存在的多个ZLC可相同也可不同，
所述聚合物或共聚物通过聚合选自下述通式(V)、通式(VI)、通式(X1b)和通式(Vb)所表示的化合物中的一种或两种以上而获得，
式中，X1及X2各自独立地表示氢原子或甲基；Sp1及Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1～12的亚烷基或-O-(CH2)s-，式-O-(CH2)s-中，s表示1～11的整数，氧原子键结于芳香环；U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可在氧原子不邻接的范围内被氧原子取代，也可被碳原子数5～20的烷基或环状取代基取代，该碳原子数5～20的烷基中的亚烷基也可在氧原子不邻接的范围内被氧原子取代；k表示1～5的整数；式中的全部1,4-亚苯基的任意氢原子也可被取代为-CH3、-OCH3、氟原子或氰基，
式中，X3表示氢原子或甲基；Sp3表示单键、碳原子数1～12的亚烷基或-O-(CH2)t-，式-O-(CH2)t-中，t表示2～11的整数，氧原子键结于芳香环；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可在氧原子不邻接的范围内被氧原子取代，也可被碳原子数5～20的烷基或环状取代基取代，该碳原子数5～20的烷基中的亚烷基也可在氧原子不邻接的范围内被氧原子取代；W表示氢原子、卤原子或碳原子数1～15的烷基；式中的全部1,4-亚苯基的任意氢原子也可被取代为-CH3、-OCH3、氟原子或氰基，
式中，A8表示氢原子或甲基，六元环T1、T2及T3各自独立地表示以下基团中的任一者，其中，m表示1～4的整数，
q表示0或1，
Y1及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-、-CH＝CHCH2CH2-或-CH2CH2CH＝CH-，
Y3及Y4各自独立地表示单键、碳原子数1～12的亚烷基，该亚烷基中的一个或两个以上的亚甲基也可以氧原子不相互直接键结的方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的氢原子也可各自独立地被氟原子、甲基或乙基取代，
B8表示氢原子、氰基、卤原子或碳原子数1～8的烷基、或者末端具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基的亚烷基，
式中，X1及X2各自独立地表示氢原子或甲基；Sp1及Sp2各自独立地表示单键、碳原子数1～12的亚烷基或-O-(CH2)s-，式-O-(CH2)s-中，s表示1～11的整数，氧原子键结于芳香环；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，其中Y1及Y2各自独立地表示氢原子或氟原子；Z2表示-COO-、-OCO-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-亚苯基的任意氢原子也可被氟原子取代，
其中，通式(Vb)中不包括通式(X1b)。
2.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其形成有在单元截面方向上至少为单元厚度的0.5％以上的厚度的聚合物网络层。
3.根据权利要求1所述的液晶显示元件，通过使用一种或两种以上的Sp1及Sp2相同的通式(V)所表示的化合物作为聚合性化合物而获得。
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，使用含有1质量％以上且小于10质量％的聚合性化合物的聚合性液晶组合物而形成有具有折射率各向异性或易取向轴方向的聚合物网络。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶显示元件，其中，使用含有10质量％以上且小于40质量％的聚合性化合物的聚合性液晶组合物而形成有具有折射率各向异性或易取向轴方向的聚合物网络。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶显示元件，通过使用一种或两种以上的具有光取向功能的化合物作为聚合性化合物而获得。
7.根据权利要求6所述的液晶显示元件，其中，具有光取向功能的化合物的至少一种为显示出光异构化的化合物。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶显示元件，其中，单元结构为VA模式、VA-TN模式或ECB模式。
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