JP6414720B2 - 液晶表示素子及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、液晶TV等の構成部材として有用な液晶表示素子及びその製造方法に関する。
液晶表示素子は、時計、電卓をはじめとして、各種測定機器、自動車用パネル、ワードプロセッサー、電子手帳、プリンター、コンピューター、テレビ、時計、広告表示板等に用いられるようになっている。液晶表示方式としては、その代表的なものとして、TN(ツイステッド・ネマチック)型、STN(スーパー・ツイステッド・ネマチック)型、TFT(薄膜トランジスタ)を用いた垂直配向型(バーチカル・アライメント;VA)やIPS(イン・プレーン・スイッチング)型等が挙げられる。これらの液晶表示素子に用いられる液晶組成物は、水分、空気、熱、光などの外的要因に対して安定であること、また、室温を中心としてできるだけ広い温度範囲で液晶相を示し、低粘性であり、かつ駆動電圧が低いことが求められる。さらに、液晶組成物は、個々の液晶表示素子に対して、誘電率異方性(Δε)や屈折率異方性(Δn)等を最適な値とするために、数種類から数十種類の化合物から構成されている。
VA型ディスプレイでは、Δεが負の液晶組成物が用いられており、液晶TV等に広く用いられている。一方、全ての駆動方式において、低電圧駆動、高速応答、広い動作温度範囲が求められている。すなわち、Δεの絶対値が大きく、粘度(η)が小さく、高いネマチック相−等方性液体相転移温度(TNI)が要求されている。また、Δnとセルギャップ(d)との積であるΔn×dの設定から、液晶組成物のΔnをセルギャップに合わせて適当な範囲に調節する必要がある。加えて、液晶表示素子をテレビ等へ応用する場合、高速応答性が重視されるため、回転粘度(γ)の小さい液晶組成物が要求される。
一方、VA型ディスプレイの視野角特性を改善するために、基板上に突起構造物を設けることにより、画素中の液晶分子の配向方向を複数に分割するMVA(マルチドメイン・バーチカル・アライメント)型の液晶表示素子が広く用いられるに至った。MVA型液晶表示素子は、視野角特性の点では優れるものの、基板上の突起構造物の近傍と離れた部位とでは、液晶分子の応答速度が異なり、突起構造物から離れた応答速度の遅い液晶分子の影響から、全体としての応答速度が不十分であるという問題があり、突起構造物に起因する透過率の低下の問題があった。この問題を解決するために、通常のMVA型液晶表示素子とは異なり、セル中に非透過性の突起構造物を設けることなく、分割した画素内で均一なプレチルト角を付与する方法として、PSA液晶表示素子(polymer sustained alignment:ポリマー維持配向、PS液晶表示素子(polymer stabilised:ポリマー安定化)を含む。)が開発されている。PSA液晶表示素子は、少量の重合性化合物を液晶組成物に添加し、その液晶組成物を液晶セルに導入後、電極間に電圧を印加しながら、活性エネルギー線の照射により、液晶組成物中の重合性化合物を重合させることで製造されるものである。そのため、分割画素中において適切なプレチルト角を付与することができ、結果として、透過率向上によるコントラストの向上及び均一なプレチルト角の付与による高速応答性を達成できるというものである(例えば、特許文献1参照)。
PSA液晶表示素子は、2枚の基板上に垂直配向膜を形成させているが、このような垂直配向膜の形成工程を省くことで、製造プロセスを簡便化し、歩留まりを向上させ、結果として低コスト化が可能となる液晶表示素子も提案されている。(例えば、特許文献2参照)。
この方式の液晶表示素子は、PSA液晶表示素子と同様に、透過率向上させることができることからコントラストが向上し、また高速応答性も期待できることが記載されている。しかしながら、作製した素子が製造プロセスに起因する表示ムラを発生することがあり、これを改善方法としては、特定の液晶材料を使用する方法が開示されている(特許文献3参照)。
このような垂直配向膜の形成工程を簡素化し低コスト化が可能となる液晶表示素子においては、液晶組成物中の重合性化合物を重合させ、その重合物が垂直配向膜を形成していない透明電極基板上に直接、配向制御層として形成するため、素子を製造する際に重合性化合物を短時間で重合することが生産性において極めて重要となると同時に、重合後の重合性化合物が液晶組成物中に微量でも残留している場合には液晶素子中の液晶分子の配向均一性や配向安定性の観点から悪影響が発生する問題があり、配向制御層自体が安定して長期間変化が起こらないことも求められていた。
特開2002−357830号公報 特開2004−302061号公報 WO2014/123056A1号公報
本願発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電極基板上に垂直配向膜を形成する工程を簡素化して、液晶組成物中の重合性化合物を重合させ、電極基板上に配向制御層を形成させて作製する液晶表示素子において、高コントラストで高速応答の表示性能を有し、更に重合性化合物の重合による電極基板への配向制御層の形成時間を大幅に短縮させ、重合性化合物の未重合物の残留抑制により配向制御層の経時変化を大幅に抑え、それにより液晶分子の配向安定性を高め、結果として、表示品位及びその信頼性が高められた液晶表示素子及びその製造方法を提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決するため、種々の液晶組成物と液晶組成物中の重合性化合物を検討した結果、液晶組成物中に重合性化合物を含有させ、液晶組成物を液晶セルに導入後、電極間に電圧を印加しながら、活性エネルギー線の照射により、液晶組成物中の前記重合性化合物を重合させる方式において、液晶セルを構成する基板上の一方又は両方の基板上に垂直配向膜を設けず、液晶化合物及び重合性化合物として特定の化合物を組み合わせることにより、前記課題を解決できることを見出し、本願発明を完成するに至った。
すなわち、本願発明は、共通電極を有する第一の基板と、複数の画素を有しかつ各前記画素毎に画素電極を有する第二の基板との間に、液晶組成物を含有する液晶層が挟持された液晶表示素子であって、前記第一の基板及び第二の基板の、一方又は両方の基板上に配向膜を有さず、2種以上の重合性化合物の重合物からなる配向制御層を有し、
前記液晶組成物が、一般式(III)
Figure 0006414720
(式中、R5α及びR6αはそれぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表し、l及びlはそれぞれ独立して、0又は1を表し、Gは単結合、−CHO−、−OCH−、−CFO−又は−OCF−を表し、L〜Lは、それぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表す。)で表される化合物、及び一般式(II)
Figure 0006414720
(式中、R3αは炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表し、R4αは炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数4〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数3〜8のアルケニルオキシ基を表し、存在するQは1,4−フェニレン基又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表し、Qはトランス−1,4−シクロヘキシレン基又はトランス−1,4−シクロヘキセニレン基を表し、Gは、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−又は−OCF−を表し、存在するGは、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−又は−OCF−を表し、lは0、1又は2を表すが、lが2の場合、2個のQ及びGは同一であっても異なっていてもよい。)で表される化合物を含有することを特徴とする液晶表示素子を提供する。
また、本願発明は、共通電極及びカラーフィルタ層を有する第一の基板と、複数の画素を有し、かつ各前記画素毎に画素電極を有する第二の基板との間に、液晶組成物を含有する液晶層が挟持され、前記画素中にプレチルトの方向が異なる2以上の領域を有する液晶表示素子の製造方法であって、
前記第一の基板と前記第二の基板の、一方又は両方の基板上に配向膜を設けず、一般式(III)
Figure 0006414720
(式中、R5α及びR6αはそれぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表し、l及びlはそれぞれ独立して、0又は1を表し、Gは単結合、−CHO−、−OCH−、−CFO−又は−OCF−を表し、L〜Lは、それぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表す。)で表される化合物及び一般式(II)
Figure 0006414720
(式中、R3αは炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表し、R4αは炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数4〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数3〜8のアルケニルオキシ基を表し、存在するQは1,4−フェニレン基又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表し、Qはトランス−1,4−シクロヘキシレン基又はトランス−1,4−シクロヘキセニレン基を表し、Gは、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−又は−OCF−を表し、存在するGは、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−又は−OCF−を表し、lは0、1又は2を表すが、lが2の場合、2個のQ及びGは同一であっても異なっていてもよい。)で表される化合物、を含有し、2種以上の重合性化合物を含有する重合性化合物含有液晶組成物を挟持し、
前記画素電極と前記共通電極との間に、前記重合性化合物含有液晶組成物中の液晶分子にプレチルト角を付与するための電圧を印可加した状態で活性エネルギー線を照射することにより、前記2種以上の重合性化合物を重合させると共に、前記重合性化合物含有液晶組成物を前記液晶組成物として、前記第一の基板及び第二の基板と前記液晶層との間に、配向制御層を形成することを特徴とする液晶表示素子の製造方法を提供する。
本願発明によれば、生産工程が簡略化され、重合工程にかかる時間が短縮されるなど生産性に優れ、配向制御層を形成するために使用する重合性化合物の残留が大幅に抑制されることで焼き付きや製造時の滴下痕など表示不良の発生や、経時的な変化が大幅に抑制された、優れたコントラスト及び速い応答速度を有する液晶表示素子及びその製造方法が提供される。
本願発明の液晶表示素子の一実施形態を示す概略斜視図である。 本願発明の液晶表示素子に用いられるスリット電極(櫛形電極)の一例を示す概略平面図である。 本願発明の液晶表示素子におけるプレチルト角の定義を示す図である。
以下、本願発明の液晶表示素子及びその製造方法の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をよりよく理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
<液晶表示素子>
本願発明の液晶表示素子は、一対の基板の間に、液晶組成物を含有する液晶層が挟持された液晶表示素子であって、液晶層に電圧を印加し、液晶層中の液晶分子をフレデリクス転移させることにより、光学的なスイッチとして働かせる原理に基づくものであり、この点では周知慣用技術を用いることができる。
2枚の基板が液晶分子をフレデリクス転移させるための電極を有する、通常の垂直配向液晶表示素子では、一般的に、これら基板間に垂直に電荷を印加する方式が採用される。この場合、一方の電極は共通電極となり、もう一方の電極は画素電極となる。以下、この方式の最も典型的な実施形態を示す。
図1は、本発明の液晶表示素子の一実施形態を示す概略斜視図である。
本実施形態の液晶表示素子10は、第一の基板11と、第二の基板12と、第一の基板11と第二の基板12との間に挟持され、液晶組成物を含有する液晶層13と、第一の基板11における液晶層13と対向する面上に設けられた共通電極14と、第二の基板12における液晶層13と対向する面上に設けられた画素電極15と、第一の基板11と共通電極14との間に設けられたカラーフィルタ18と、から概略構成されている。
第一の基板11及び第二の基板12としては、例えば、ガラス基板又はプラスチック基板が用いられる。
前記プラスチック基板としては、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、環状オレフィン樹脂等の樹脂からなる基板が用いられる。
共通電極14及び画素電極15は、通常、インジウム添加酸化スズ(ITO)等の透明性を有する材料から構成される。
画素電極15は、第二の基板12にマトリクス状に配設されている。画素電極15は、TFTスイッチング素子(図示略)に代表されるアクティブ素子のドレイン電極により制御され、そのTFTスイッチング素子は、アドレス信号線であるゲート線及びデータ線であるソース線をマトリクス状に有している。
画素電極15は、その画素中に液晶分子のプレチルトの方向が異なる2以上の領域を有する。このように、液晶分子のプレチルトの方向を規定して、画素内の液晶分子の倒れる方向をいくつかの領域に分割する画素分割を行うことで、視野角特性が向上する。
画素分割を行う場合、例えば、各画素内において、ストライプ状やV字状等のパターンを有するスリット(電極の形成されない部分)を有する画素電極を設ければよい。
図2は、画素内を4つの領域に分割する場合のスリット電極(櫛形電極)の典型的な形態を示す概略平面図である。このスリット電極は、画素の中央から4方向に櫛歯状にスリットを有することにより、電圧無印加時に基板に対して略垂直配向している各画素内の液晶分子は、電圧の印加に伴って4つの異なった方向に液晶分子のダイレクターを向けて、水平配向に近づいていく。その結果、画素内の液晶分子の配向方向を複数に分割できるので、極めて広い視野角特性を有する。
液晶表示素子10としては、画素電極15がスリットを有する(スリット電極である)ものが好ましい。
画素分割を行う方法としては、前記スリット電極を設ける方法の他に、画素内に線状突起等の構造物を設ける方法、画素電極や共通電極以外の電極を設ける方法等が適用され(図示略)、前記構造物を設ける方法が好ましい。前記構造物は、第一の基板11及び第二の基板12の少なくとも一方が有していればよく、両方が有していてもよい。
ただし、透過率、製造の容易さの点からは、スリット電極を用いる構成が好ましい。スリット電極は、電圧無印加時には液晶分子に対して駆動力を有しないことから、液晶分子にプレチルト角を付与することはできない。しかし、本願発明においては、後述する配向制御層を設けることにより、プレチルト角を付与することができるとともに、画素分割したスリット電極と組み合わせることにより、画素分割による広視野角を達成できる。
本願発明において、プレチルト角を有するとは、電圧無印加状態において、基板面(第一の基板11及び第二の基板12における液晶層13と隣接する面)に対して垂直な方向と、液晶分子のダイレクターの方向とが、僅かに異なっている状態をいう。
本願発明の液晶表示素子は、垂直配向(VA)型液晶表示素子なので、電圧無印加時に液晶分子のダイレクターは基板面に対して略垂直配向しているものである。通常、VA型液晶表示素子において液晶分子を垂直配向させるためには、第一の基板と液晶層との間、第二の基板と液晶層との間に、それぞれポリイミド、ポリアミド、ポリシロキサン等の垂直配向膜が配置されるが、本発明の液晶表示素子は、少なくともひとつの基板はこのような垂直配向膜を有しない。しかしながら、もし、一方の基板に垂直配向膜を有する場合は、例えば、ポリイミド、ポリアミド、BCB(ペンゾシクロブテンポリマー)、ポリビニルアルコールなどの透明性有機材料を用いることができる。本願発明の液晶表示素子においては、上述のPSA方式の液晶表示素子と同様に、電極間に電圧を印加し、液晶分子を僅かにチルトさせた状態で、紫外線等の活性エネルギー線を照射して、液晶組成物中の重合性化合物を重合させることにより、適切なプレチルト角を付与するものである。ただし、本願発明の液晶表示素子においては、重合性化合物として、具体的には後述の重合性化合物を重合させて配向制御層を形成する。
なお、本発明において、「液晶分子が略垂直配向している」とは、垂直配向している液晶分子のダイレクターが垂直方向からやや倒れてプレチルト角が付与されている状態を意味する。液晶分子が完全に垂直配向している場合、基板面に対して完全に平行な方向と、液晶分子のダイレクターの方向と、のなす角度は90°であり、液晶分子が完全にホモジニアス配向(基板面に対して水平に配向)している場合、前記角度は0°であり、液晶分子が略垂直配向している場合、前記角度は好ましくは89〜85°、より好ましくは89〜87°である。
本願発明の液晶表示素子の配向制御層を形成するため、前記の重合性化合物として、少なくとも、2種以上の重合性化合物を使用する。
2種以上の重合性化合物の内の第一の重合性化合物が環構造を有する2官能の重合性化合物であり、第二の重合性化合物が直鎖あるいは分岐鎖構造の脂肪族系重合性化合物、環構造を有する単官能の重合性化合物、環構造を有する3官能以上の重合性化合物、又は縮合環系重合性化合物のいずれかである。
重合性化合物は、光や熱により重合を開始する化合物であるが、(メタ)アクリレート化合物であることが好ましい。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」と表す場合は、アクリレート及びメタクリレートの両方を意味するものとし、同様に、「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基(HC=CH−CO−)及びメタクリロイル基(HC=C(CH)−CO−)の両方を意味するものであり、上記の式(R−1)及び式(R−2)を同じ構造を意味する。
また、特に断りのない限り、「−COO−」は「−C(=O)−O−」を、「−OCO−」は「−O−C(=O)−」を、それぞれ意味するものとする。
化合物の式の説明の中に記載の「アルキレン基」とは、特に断りのない限り、脂肪族直鎖状又は分岐鎖状炭化水素の末端の炭素原子から水素原子各1個を除いてなる二価の基を意味するものとし、その中の水素原子からハロゲン原子若しくはアルキル基への置換、又はメチレン基から酸素原子、−CO−、−COO−もしくは−OCO−への置換がある場合には、その旨を特に断るものとする。また、「アルキレン鎖長」とは、例えば、直鎖状のアルキレン基の場合、その一般式「−(CH−(式中、nは1以上の整数を表す)」におけるnを意味するものとする。
第一の重合性化合物である環構造を有する2官能の重合性化合物として、一般式(X1a)
Figure 0006414720
(式中、R及びRはそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、
及びCはそれぞれ独立して1,4−フェニレン基、1,4−シクロへキシレン基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ピリダジン−3,6−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、シクロヘキセン−1,4−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、フェナントレン−2,7−ジイル基、アントラセン−2,6−ジイル基、2,6−ナフチレン基又はインダン−2,5−ジイル基(これらの基のうち、1,4−フェニレン基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、2,6−ナフチレン基及びインダン−2,5−ジイル基は、1個又は2個以上の水素原子がそれぞれ独立してフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基で置換されていてもよい。)を表し、
及びZはそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数1〜15のアルキレン基(該アルキレン基中の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−CO−、−COO−又は−OCO−で置換されていてもよく、該アルキレン基中の1個又は2個以上の水素原子は、それぞれ独立してフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていてもよい。)を表し、
は、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−CHCHO−、−OCHCH−、−CHCHCHO−、−OCHCHCH−、−CHCHOCO−、−COOCHCH−、−CHCHCOO−、−OCOCHCH−、−CH=CH−、−C≡C−、−CFO−、−OCF−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−COO−又は−OCO−を表し、
は、0、1又は2を表すが、nが2の場合、複数個あるC及びZは同一であっても異なっていてもよい。)で表される化合物が挙げられる。
一般式(X1a)で表される化合物において、C及びCはそれぞれ独立して1,4−フェニレン基、1,4−シクロへキシレン基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ピリダジン−3,6−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、シクロヘキセン−1,4−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、フェナントレン−2,7−ジイル基、アントラセン−2,6−ジイル基、2,6−ナフチレン基又はインダン−2,5−ジイル基(これらの基のうち、1,4−フェニレン基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、2,6−ナフチレン基及びインダン−2,5−ジイル基は、1個又は2個以上の水素原子がそれぞれ独立してフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基で置換されていてもよい。)を表すが、1,4−フェニレン基、2−フルオロ−1,4−フェニレン基、3−フルオロ−1,4−フェニレン基、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、2−メチル−1,4−フェニレン基、3−メチル−1,4−フェニレン基、1,4−シクロへキシレン基、2,6−ナフチレン基であることが好ましい。Zは、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−CHCHO−、−OCHCH−、−CHCHCHO−、−OCHCHCH−、−CHCHOCO−、−COOCHCH−、−CHCHCOO−、−OCOCHCH−、−CH=CH−、−C≡C−、−CFO−、−OCF−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−COO−又は−OCO−を表すが、単結合、−CHCH−、−COOCHCH−、−CHCHCOO−、−OCOCHCH−、−C≡C−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−COO−又は−OCO−であることが好ましい。nは、0、1又は2を表すが、0又は1であることが好ましい。
一般式(X1a)で表される化合物として、具体的には、式(X1a−101)〜(X1a−140)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0006414720
Figure 0006414720
Figure 0006414720
第二の重合性化合物である直鎖あるいは分岐鎖構造の脂肪族系重合性化合物として、具体的に、一般式(X2a)
Figure 0006414720
(式中、Aは水素原子又はメチル基を表し、
は単結合又は炭素原子数1〜15のアルキレン基(該アルキレン基中の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−CO−、−COO−又は−OCO−で置換されていてもよく、該アルキレン基中の1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていてもよい。)を表し、
及びAはそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数1〜18のアルキル基(該アルキル基中の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−CO−、−COO−又は−OCO−で置換されていてもよく、該アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数1〜17のアルキル基で置換されていてもよい。)を表し、
及びAはそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数1〜10のアルキル基(該アルキル基中の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−CO−、−COO−又は−OCO−で置換されていてもよく、該アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数1〜9のアルキル基で置換されていてもよい。)を表し、
kは1〜40を表し、
、B及びBは、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数1〜10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基(該アルキル基中の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−CO−、−COO−又は−OCO−で置換されていてもよく、該アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数3〜6のトリアルコキシシリル基で置換されていてもよい。)、又は下記一般式(I−b)
Figure 0006414720
(式中、Aは水素原子又はメチル基を表し、
は単結合又は炭素原子数1〜15のアルキレン基(該アルキレン基中の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−CO−、−COO−又は−OCO−で置換されていてもよく、該アルキレン基中の1個又は2個以上の水素原子は、それぞれ独立してフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていてもよい。)で表される基を表す。ただし、存在するB、B及びBのうち、前記一般式(I−b)で表される基となるものの個数は0又は1個である。)で表される化合物が挙げられる。
一般式(X2a)中、A及びAにおける炭素原子数1〜18のアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよいが、直鎖状又は分岐鎖状であることが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、1−メチルブチル基、n−ヘキシル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、2,2−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、n−ヘプチル基、2−メチルヘキシル基、3−メチルヘキシル基、2,2−ジメチルペンチル基、2,3−ジメチルペンチル基、2,4−ジメチルペンチル基、3,3−ジメチルペンチル基、3−エチルペンチル基、2,2,3−トリメチルブチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基が挙げられる。
一般式(X2a)中、A及びAにおける前記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子及び臭素原子が挙げられ、フッ素原子であることが好ましい。
及びAにおける前記アルキル基の水素原子が置換される、炭素原子数1〜17のアルキル基としては、炭素原子数が異なる点以外は、A及びAにおける前記アルキル基と同じものが挙げられる。
また、A及びAにおける前記アルキル基の水素原子が置換される前記ハロゲン原子としては、A及びAにおける前記ハロゲン原子と同じものが挙げられる。
一般式(X2a)中、Aにおける炭素原子数1〜15のアルキレン基としては、A及びAにおける炭素原子数1〜15の前記アルキル基から1個の水素原子を除いてなる二価の基が挙げられる。
一般式(X2a)中、A及びAにおける炭素原子数1〜10のアルキル基としては、炭素原子数が異なる点以外は、A及びAにおける前記アルキル基と同じものが挙げられる。
また、A及びAにおける前記アルキル基の水素原子が置換される、炭素原子数1〜9のアルキル基としては、炭素原子数が異なる点以外は、A及びAにおける前記アルキル基と同じものが挙げられる。
また、A及びAにおける前記アルキル基の水素原子が置換される前記ハロゲン原子としては、A及びAにおける前記ハロゲン原子と同じものが挙げられる。
一般式(X2a)中、B、B及びBにおける炭素原子数1〜10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基としては、A及びAにおける炭素原子数1〜10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基と同じものが挙げられる。
また、B、B及びBにおける前記アルキル基の水素原子が置換される、炭素原子数3〜6のトリアルコキシシリル基としては、アルコキシ基としてメトキシ基及びエトキシ基のいずれかが合計で3個、同一のケイ素原子に結合したものが挙げられ、同一のケイ素原子に結合している3個の前記アルコキシ基は、すべて同じでもよいし、2個のみが同じであってもよく、具体的には、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、エトキシジメトキシシリル基、ジエトキシメトキシシリル基等が挙げられる。
また、B、B及びBにおける前記アルキル基の水素原子が置換される前記ハロゲン原子としては、A及びAにおける前記ハロゲン原子と同じものが挙げられる。
一般式(X2a)において、B、B及びBは合計で2k+1個存在するが、そのうち、一般式(I−b)で表される基となるものの個数は0又は1個であり、一般式(I−b)で表される基であるのは、B、B及びBのいずれであってもよいが、Bであることが好ましい。
一般式(X2a)で表される化合物のうち、B、B又はBが前記一般式(I−b)で表される基であるものとして具体的に、一般式(X2a−1)
Figure 0006414720
(式中、A11及びA19はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、
12及びA18は、それぞれ独立して単結合又は炭素原子数1〜15のアルキレン基(該アルキレン基中の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−CO−、−COO−又は−OCO−で置換されていてもよく、該アルキレン基中の1個又は2個以上の水素原子は、それぞれ独立してフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていてもよい。)を表し、
13及びA16は、それぞれ独立して炭素原子数1〜18の直鎖状のアルキル基(該直鎖状のアルキル基中の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−CO−、−COO−又は−OCO−で置換されていてもよい。)を表し、
14及びA17は、それぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1〜10のアルキル基(該アルキル基中の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−CO−、−COO−又は−OCO−で置換されていてもよく、該アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数1〜9のアルキル基で置換されていてもよい。)を表し、
15は炭素原子数9〜16のアルキレン基(該アルキレン基中の少なくとも1〜5個のメチレン基において、該メチレン基中の1個の水素原子は、それぞれ独立して炭素原子数1〜10の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基で置換されていてもよく、該アルキレン基中の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−CO−、−COO−又は−OCO−で置換されていてもよい。)を表す。)で表される化合物、
一般式(X2a−2)
Figure 0006414720
(式中、A25及びA26はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、aは6〜22の整数を表す。)で表される化合物、
一般式(X2a−3)
Figure 0006414720
(式中、A31及びA32はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、b、c及びdはそれぞれ独立して1〜10の整数を表し、eは0〜6の整数を表す。)で表される化合物、
及び一般式(X2a−4)
Figure 0006414720
(式中、A41及びA42はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、m、n、p及びqはそれぞれ独立して1〜10の整数を表す。)で表される化合物が挙げられる。
一般式(X2a−1)で表される化合物は、「Tetrahedron Letters,Vol.30,pp4985」、「Tetrahedron Letters,Vol.23,No6,pp681−684」及び「Journal of Polymer Science:PartA:Polymer Chemistry,Vol.34,pp217−225」等に記載の公知の方法で製造できる。
このようにして得られた一般式(X2a−1)の化合物のうち、特に一般式(X2a−1−1)
Figure 0006414720
(式中、A11及びA19はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、
12’及びA18’はそれぞれメチレン基を表し、
13’及びA16’はそれぞれ独立して炭素原子数2から18の直鎖アルキル基(該直鎖アルキル基中に存在する1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−CO−、−COO−又は−OCO−で置換されていてもよい。)を表し、
14’及びA17’はそれぞれ独立して炭素原子数1から10のアルキル基を表し、
15は炭素原子数9から16のアルキレン基(該アルキレン基中の少なくとも1〜5個のメチレン基において、該メチレン基中の1個の水素原子はそれぞれ独立して炭素原子数1から10の直鎖又は分岐のアルキル基で置換されていてもよく、該アルキレン基中の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−CO−、−COO−又は−OCO−で置換されていてもよい。)を表す。)で表される化合物が好ましい。
一般式(X2a−1−1)で表される化合物は、A15中の−COO−及び−OCO−の総数が2個以下で、かつ、A18及びA21中の−COO−及び−OCO−の数がそれぞれ1個以下であるものが特に好ましく、具体的には、式(X2a−101)〜(X2a−109)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0006414720
Figure 0006414720
第二の重合性化合物である環構造を有する単官能の重合性化合物として、具体的に、一般式(X2b)
Figure 0006414720
(式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、
6員環T、T及びTはそれぞれ独立して
Figure 0006414720
のいずれか(ただしmは1から4の整数を表す。)を表し、
は0又は1を表し、
及びYはそれぞれ独立して単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−COO−、−OCO−、−C≡C−、−CH=CH−、−CF=CF−、−(CH−、−CHCHCHO−、−OCHCHCH−、−CH=CHCHCH−又は−CHCHCH=CH−を表し、
は単結合、−O−、−COO−又は−OCO−を表し、
は炭素原子数1〜18の炭化水素基を表す。)で表される化合物が挙げられる。
一般式(X2b)で表される化合物において、6員環T、T及びTはそれぞれ独立して
Figure 0006414720
のいずれか(ただしmは1から4の整数を表す。)を表すが、1,4−フェニレン環、2−フルオロ−1,4−フェニレン環、3−フルオロ−1,4−フェニレン環、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン環、2−メチル−1,4−フェニレン環、3−メチル−1,4−フェニレン環、1,4−シクロヘキシレン環であることが好ましい。nは0又は1を表すが、0であることが好ましい。Y及びYはそれぞれ独立して単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−COO−、−OCO−、−C≡C−、−CH=CH−、−CF=CF−、−(CH−、−CHCHCHO−、−OCHCHCH−、−CH=CHCHCH−又は−CHCHCH=CH−を表すが、単結合、−CHCH−、−COO−、−OCO−、−C≡C−であることが好ましい。Yは単結合、−COO−又は−OCO−を表すが、単結合であることが好ましい。Rは炭素原子数1〜18の炭化水素基を表すが、炭素原子数1〜5の炭化水素基であることが好ましい。
第二の重合性化合物である環構造を有する3官能以上の重合性化合物として、具体的に、一般式(X2c)
Figure 0006414720
(式中、Zは、水素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のハロゲン化アルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基、炭素原子数1〜8のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基又はRを表し、S及びSはそれぞれ独立して、炭素原子数1〜12個のアルキレン基又は単結合を表し、該アルキレン基中の1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−は、−O−、−COO−、−OCO−又は−OCOO−に置き換えられても良く、
及びRはそれぞれ独立して、水素原子又は式(R−1)から式(R−15)
Figure 0006414720
のいずれかを表し、
はおよびLはそれぞれ独立して、単結合、−O−、−S−、−CH−、−OCH−、−CHO−、−CO−、−C−、−COO−、−OCO−、−OCOOCH−、−CHOCOO−、−OCHCHO−、−CO−NR−、−NR−CO−、−SCH−、−CHS−、−CH=CR−COO−、−CH=CR−OCO−、−COO−CR=CH−、−OCO−CR=CH−、−COO−CR=CH−COO−、−COO−CR=CH−OCO−、−OCO−CR=CH−COO−、−OCO−CR=CH−OCO−、−COOC−、−OCOC−、−COCO−、−(CH−C(=O)−O−、−(CH−O−(C=O)−、−O−(C=O)−(CH−、−(C=O)−O−(CH−、−CHOCO−、−COOCH−、−OCOCH−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CF−、−CFO−、−OCF−、−CFCH−、−CHCF−、−CFCF−又は−C≡C−(式中、Rはそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1〜4のアルキル基を表し、jは1〜4の整数を表す。)を表し、
およびMはお互い独立して、芳香環、脂肪族環を表わし、
は、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、ナフタレン−1,4−ジイル基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表し、
、M及びMはそれぞれ独立して、無置換であっても、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のハロゲン化アルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基、ハロゲン、シアノ基、又はニトロ基で置換されていても良く、
lおよびnはそれぞれ独立して、0、1、2又は3の整数を表し、かつ、l+nが3以上の整数を表すが、lが0を表す場合、Zは式(R−1)〜式(R−15)のいずれか一つの基を表し、nが0を表す場合、Rは式(R−1)〜式(R−15)のいずれか一つの基を表し、
mは、0から4の整数を表し、R、R、Z、S及びSが複数存在する場合は、同一であっても異なっていても良く、L及びMが複数存在する場合は、同一であっても異なっていても良いが、Lの少なくとも一つは単結合を表す。)で表される化合物が挙げられる。
一般式(X2c)で表される化合物において、Zは、水素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のハロゲン化アルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基、炭素原子数1〜8のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基又はRを表すが、水素原子、炭素原子数1〜3のアルキル基、炭素原子数1〜3のハロゲン化アルキル基、炭素原子数1〜3のアルコキシ基、炭素原子数1〜3のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン、シアノ基又はRであることが好ましく、S及びSはそれぞれ独立して、炭素原子数1〜12個のアルキレン基又は単結合を表し、該アルキレン基中の1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−は、−O−、−COO−、−OCO−又は−OCOO−に置き換えられても良いが、炭素原子数1〜3個のアルキレン基、アルキレン基中の1個又は隣接していない2個以上の−CH−が、−O−に置き換えられた炭素原子数3〜10個のアルキレン基又は単結合であることが好ましく、単結合であることがより好ましく、R及びRはそれぞれ独立して、水素原子又は式(R−1)から式(R−15)のいずれかを表すが、式(R−1)又は式(R−2)であることが好ましく、LはおよびLはそれぞれ独立して、単結合、−O−、−S−、−CH−、−OCH−、−CHO−、−CO−、−C−、−COO−、−OCO−、−OCOOCH−、−CHOCOO−、−OCHCHO−、−CO−NR−、−NR−CO−、−SCH−、−CHS−、−CH=CR−COO−、−CH=CR−OCO−、−COO−CR=CH−、−OCO−CR=CH−、−COO−CR=CH−COO−、−COO−CR=CH−OCO−、−OCO−CR=CH−COO−、−OCO−CR=CH−OCO−、−COOC−、−OCOC−、−COCO−、−(CH−C(=O)−O−、−(CH−O−(C=O)−、−O−(C=O)−(CH−、−(C=O)−O−(CH−、−CHOCO−、−COOCH−、−OCOCH−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CF−、−CFO−、−OCF−、−CFCH−、−CHCF−、−CFCF−又は−C≡C−(式中、Rはそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1〜4のアルキル基を表し、jは1〜4の整数を表す。)を表すが、単結合、−O−、−CH−、−OCH−、−CHO−、−C−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH=CH−COO−、−COO−CH=CH−OCO−、−OCO−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−OCO−、−COOC−、−OCOC−、−COCO−又は−C≡C−であることが好ましく、MおよびMはお互い独立して、芳香環、脂肪族環を表すが、芳香環が好ましく、Mは、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、ナフタレン−1,4−ジイル基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表すが、1,4−フェニレン基、ナフタレン−2,6−ジイル基、ナフタレン−1,4−ジイル基であることが好ましく、M、M及びMはそれぞれ独立して、無置換又は炭素原子数1〜2のアルキル基又はハロゲンで置換されていても好ましく、lおよびnはそれぞれ独立して、0、1、2又は3の整数を表し、かつ、l+nが1以上の整数を表すが、lが0を表す場合、Zは式(R−1)〜式(R−15)のいずれか一つの基を表すが、式(R−1)又は式(R−2)であることが好ましく、nが0を表す場合、Rは式(R−1)〜式(R−15)のいずれか一つの基を表すが、式(R−1)又は式(R−2)であることが好ましく、lおよびnは0ではないことが好ましい。
一般式(X2c)で表される化合物として、具体的には、式(X2c−101)〜(X2c−150)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0006414720
Figure 0006414720
Figure 0006414720
Figure 0006414720
Figure 0006414720
Figure 0006414720
Figure 0006414720
等で表される化合物が挙げられる。
配向制御層の形成に用いる2種以上重合性化合物は、多官能の重合性化合物を1種以上と、単官能の重合性化合物を1種以上であることが好ましいが、液晶表示素子としての諸特性及び液晶表示素子の焼き付き特性を悪化させることなく、液晶表示素子製造時の滴下痕が発生し難いという効果により優れる点から、合計で3〜6種であることが更に好ましい。
第二の重合性化合物である縮合環系の重合性化合物として、具体的に、一般式(X2d)
Figure 0006414720
(式中、R70は水素原子又はメチル基を表し、
71は縮合環を有する炭化水素基を表す。)で表される化合物が挙げられる。
一般式(X2d)で表される化合物において、R71の炭化水素基は、縮合環を有するものであればよく、縮合環のみからなるものでもよいし、縮合環とそれ以外の炭化水素基を有するものでもよい。
前記縮合環は、脂肪族環及び芳香族環のいずれでもよい。そして、前記脂肪族環は、飽和脂肪族環及び不飽和脂肪族環のいずれでもよく、飽和脂肪族環及び不飽和脂肪族環をともに有するものであってもよい。また、縮合環を構成する環の数は2個以上であればよいが、2〜7個であることが好ましい。
縮合環以外の炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよく、鎖状(直鎖状及び/又は分岐鎖状)構造及び環状構造をともに有するものであってもよい。そして、鎖状構造及び環状構造の炭化水素基は、飽和炭化水素基及び不飽和炭化水素基のいずれでもよく、環状構造の炭化水素基は、脂肪族環炭化水素基及び芳香族炭化水素基のいずれでもよい。
71で好ましいものとしては、ステロイドから1個の水素原子を除いてなる一価の基が挙げられ、コレステロールから水酸基を除いてなる一価の基が好ましい。
配向制御層の形成に用いる第一の重合性化合物を1種以上と、第二の重合性化合物のそれぞれの比率は、重合性化合物を何種用いるかによって、適宜調節すればよいが、液晶組成物に対して第一の重合性化合物の比率は0.001〜5質量%であることが好ましく、1.0〜4.0質量%であることがより好ましい。第二の重合性化合物の比率は0.001〜5質量%であることが好ましく、1.0〜4.0質量%であることがより好ましい。
本願発明に用いる液晶組成物は、一般式(III)
Figure 0006414720
(式中、R5α及びR6αはそれぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表し、l及びlはそれぞれ独立して、0又は1を表し、Gは単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−又は−OCF−を表し、L〜Lは、それぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表す。)で表される化合物、及び一般式(II)
Figure 0006414720
(式中、R3αは炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表し、R4αは炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数4〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数3〜8のアルケニルオキシ基を表し、存在するQは1,4−フェニレン基又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表し、Qはトランス−1,4−シクロヘキシレン基又はトランス−1,4−シクロヘキセニレン基を表し、Gは、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−又は−OCF−を表し、存在するGは、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−又は−OCF−を表し、lは0、1又は2を表すが、lが2の場合、2個のQ及びGは同一であっても異なっていてもよい。)で表される化合物を含有する。
本願発明の液晶表示素子に使用される液晶組成物において、一般式(II)及び(III)で表される化合物を含有することにより、配向制御層を形成する際の重合性化合物の重合性を大幅に促進させ、それにより配向制御層を形成する時間が短くすることができ、また、重合性化合物の未重合の残存物が極めて少ないか、全く無くなる。加えて、狭セル用パネルに適した高屈折率異方性化が容易に達成され、粘度や回転粘性を低下させることができる。
一般式(II)及び(III)中、R3α、R5α、R6αはそれぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基であることが好ましい。R4αは炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数4〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数3〜8のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基又は炭素原子数3〜5のアルケニルオキシ基であることが好ましい。Qはトランス−1,4−シクロヘキシレン基又はトランス−1,4−シクロヘキセニレン基を表すが、トランス−1,4−シクロヘキシレン基であることが好ましい。Gは、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−又は−OCF−を表すが、−CHCH−又は−CHO−であることが好ましい。存在するGは、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−又は−OCF−を表すが、−CHCH−、単結合であることが好ましく、単結合であることが更に好ましい。lは0、1又は2を表すが、0又は1であることが好ましい。L〜Lは、それぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表すが、L、L、L、Lは水素原子であることが好ましい。
一般式(III)で表される化合物で好ましいものとしては、例えば、一般式(III−1)
Figure 0006414720
(式中、R5α及びR6αは、前記と同じである。)で表される化合物、一般式(III−2)
Figure 0006414720
(式中、R5α及びR6αは、前記と同じである。)で表される化合物、一般式(III−3)
Figure 0006414720
(式中、R5α及びR6αは、前記と同じである。)で表される化合物、一般式(III−4)
Figure 0006414720
(式中、R5α及びR6αは、前記と同じである。)で表される化合物が挙げられる。
一般式(II)で表される化合物で好ましいものとしては、例えば、一般式(II−1)〜一般式(II−4)
Figure 0006414720
(式中、R3α及びR4αは、前記と同じである。)で表される化合物が挙げられる。
前記液晶組成物中に一般式(III)で表される化合物の含有量の合計は、5〜60質量%であることが好ましく、10〜60質量%であることがより好ましく、15〜60質量%であることが更に好ましい。
前記液晶組成物中に一般式(II)で表される化合物の含有量の合計は、15〜60質量%であることが好ましく、20〜55質量%であることがより好ましく、25〜50質量%であることが更に好ましい。
前記液晶組成物は、前記一般式(III)及び(II)で表される化合物以外に、一般式(I)
Figure 0006414720
(式中、R1α及びR2αはそれぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表し、Qは1,4−フェニレン基又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表し、lは1又は2を表すが、lが2の場合、2個のQは同一であっても異なっていてもよい。)で表される化合物を含有することが好ましい。
一般式(I)中、R1α及びR2αにおける炭素原子数1〜8のアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよいが、直鎖状又は分岐鎖状であることが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、1−メチルブチル基、n−ヘキシル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、2,2−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、n−ヘプチル基、2−メチルヘキシル基、3−メチルヘキシル基、2,2−ジメチルペンチル基、2,3−ジメチルペンチル基、2,4−ジメチルペンチル基、3,3−ジメチルペンチル基、3−エチルペンチル基、2,2,3−トリメチルブチル基、n−オクチル基、イソオクチル基が挙げられる。
1α及びR2αにおける前記アルキル基は、炭素原子数1〜6であることが好ましい。
一般式(I)中、R1α及びR2αにおける炭素原子数2〜8のアルケニル基としては、エテニル基(ビニル基)、2−プロペニル基(アリル基)等、R1α及びR2αにおける炭素原子数2〜8の前記アルキル基において、炭素原子間の1個の単結合(C−C)が二重結合(C=C)に置換されてなる一価の基が挙げられる。
1α及びR2αにおける前記アルケニル基は、炭素原子数2〜6であることが好ましく、以下の構造のものがより好ましい。
Figure 0006414720
(式中、アルケニル基は、その右端の炭素原子が環構造へ結合するものとする。)
一般式(I)中、R1α及びR2αにおける炭素原子数1〜8のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基等、R1α及びR2αにおける炭素原子数1〜8の前記アルキル基が酸素原子に結合してなる一価の基が挙げられる。
1α及びR2αにおける前記アルコキシ基は、炭素原子数1〜6であることが好ましく、炭素原子数1〜5であることがより好ましく、炭素原子数1〜3であることが特に好ましい。
一般式(I)中、R1α及びR2αにおける炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基としては、エテニルオキシ基、2−プロペニルオキシ基等、R1α及びR2αにおける炭素原子数2〜8の前記アルケニル基が酸素原子に結合してなる一価の基が挙げられる。
1α及びR2αにおける前記アルケニルオキシ基は、炭素原子数2〜6であることが好ましい。
一般式(I)で表される化合物で好ましいものとしては、R1α及びR2αの組み合わせが、前記アルキル基同士であるもの、前記アルキル基及びアルコキシ基であるもの、前記アルキル基及びアルケニル基であるものが挙げられる。
また、一般式(I)で表される化合物で好ましいものとしては、例えば、下記一般式(I−1)〜(I−4)で表されるものが挙げられる。
Figure 0006414720
(式中、R1α及びR2αは、前記と同じである。)
前記液晶組成物中の一般式(I)で表される化合物の含有量の合計は、30〜60質量%であることが好ましく、35〜55質量%であることがより好ましい。
また、一般式(V)
Figure 0006414720
(式中、R7α及びR8αはそれぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表し、Qは1,4−フェニレン基又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表し、lは0又は1を表す。)で表される化合物を含有してもよい。
一般式(V)中、R7α及びR8αにおける炭素原子数1〜8のアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよいが、直鎖状又は分岐鎖状であることが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、1−メチルブチル基、n−ヘキシル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、2,2−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、n−ヘプチル基、2−メチルヘキシル基、3−メチルヘキシル基、2,2−ジメチルペンチル基、2,3−ジメチルペンチル基、2,4−ジメチルペンチル基、3,3−ジメチルペンチル基、3−エチルペンチル基、2,2,3−トリメチルブチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基が挙げられる。
7α及びR8αにおける前記アルキル基は、炭素原子数1〜10であることが好ましく、炭素原子数1〜6であることがより好ましい。
一般式(V)中、R7α及びR8αにおける炭素原子数2〜8のアルケニル基としては、R7α及びR8αにおける炭素原子数2〜8の前記アルキル基において、炭素原子間の1個の単結合(C−C)が二重結合(C=C)に置換されてなる一価の基が挙げられる。
7α及びR8αにおける前記アルケニル基は、炭素原子数2〜6であることが好ましい。
一般式(V)中、R7α及びR8αにおける炭素原子数1〜8のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基等、R7α及びR8αにおける炭素原子数1〜8の前記アルキル基が酸素原子に結合してなる一価の基が挙げられる。
7α及びR8αにおける前記アルコキシ基は、炭素原子数1〜7であることが好ましく、炭素原子数1〜5であることがより好ましい。
一般式(V)中、R7α及びR8αにおける炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基としては、エテニルオキシ基、2−プロペニルオキシ基等、R7α及びR8αにおける炭素原子数2〜8の前記アルケニル基が酸素原子に結合してなる一価の基が挙げられる。
一般式(V)で表される化合物で好ましいものとしては、例えば、一般式(V−1)〜(V−3)で表されるものが挙げられる。
Figure 0006414720
前記液晶組成物中の一般式(V)で表される化合物の含有量は、10〜50質量%であることが好ましく、15〜40質量%であることがより好ましい。
前記液晶組成物中の一般式(I)、一般式(II)、一般式(III)及び一般式(V)で表される化合物の含有量の合計は、90〜98質量%であることが好ましく、95〜98質量%であることがより好ましい。
本願発明に使用される液晶組成物は、25℃における誘電率異方性(Δε)が−2.0から−8.0であるが、−2.0から−6.0が好ましく、−2.0から−5.0がより好ましく、−2.5から−4.0が特に好ましい。
本願発明に使用される液晶組成物は、20℃における屈折率異方性(Δn)が0.08から0.14であるが、0.09から0.13がより好ましく、0.09から0.12が特に好ましい。更に詳述すると、薄いセルギャップに対応する場合は0.10から0.13であることが好ましく、厚いセルギャップに対応する場合は0.08から0.10であることが好ましい。
本願発明に使用される液晶組成物は、20℃における粘度(η)が10から30mPa・sであるが、10から25mPa・sであることがより好ましく、10から22mPa・sであることが特に好ましい。
本願発明に使用される液晶組成物は、20℃における回転粘度(γ)が60から130mPa・sであるが、60から110mPa・sであることがより好ましく、60から100mPa・sであることが特に好ましい。
本願発明に使用される液晶組成物は、20℃における回転粘度(γ)と弾性定数(K33)の比(γ/K33)が3.5から9.0mPa・s・pN−1であるが、3.5から8.0mPa・s・pN−1であることがより好ましく、3.5から7.0mPa・s・pN−1であることが特に好ましい。
本願発明に使用される液晶組成物は、ネマチック相−等方性液体相転移温度(Tni)が60℃から120℃であるが、70℃から100℃がより好ましく、70℃から85℃が特に好ましい。
本願発明の配向制御層を形成する重合性化合物は、重合開始剤が存在しない場合でも重合は進行するが、重合を促進するために重合開始剤を含有していてもよい。重合開始剤としては、ベンゾインエーテル類、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、ベンジルケタール類、アシルフォスフィンオキサイド類等が挙げられる。また、保存安定性を向上させるために、安定剤を添加しても良い。使用できる安定剤としては、例えば、ヒドロキノン類、ヒドロキノンモノアルキルエーテル類、第三ブチルカテコール類、ピロガロール類、チオフェノール類、ニトロ化合物類、β−ナフチルアミン類、β−ナフトール類、ニトロソ化合物等が挙げられる。
本願発明の液晶組成物は、更に、一般式(Q)で表される化合物を含有しても良い。
Figure 0006414720
式中、Rは、炭素原子数1から22の直鎖アルキル基又は分岐鎖アルキル基を表し、基中の1つ又は非隣接の2つ以上のCH基は、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−、−COO−、−C≡C−、−CFO−、−OCF−によって置換されていても良い。
は、トランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基又は単結合を表す。
一般式(Q)で表される化合物は、具体的には、下記の一般式(Q−a)から一般式(Q−e)で表される化合物が好ましい。
Figure 0006414720
Figure 0006414720
Figure 0006414720
Figure 0006414720
Figure 0006414720
式中、RQ1は、炭素原子数1から10の直鎖アルキル基又は分岐鎖アルキル基が好ましい。
Q2は、炭素原子数1から20の直鎖アルキル基又は分岐鎖アルキル基が好ましい。
Q3は、炭素原子数1から8の直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、直鎖アルコキシ基又は分岐鎖アルコキシ基が好ましい。
は炭素原子数1から8の直鎖アルキレン基又は分岐鎖アルキレン基が好ましい。
Q2は炭素原子数2から12の直鎖アルキレン基又は分岐鎖アルキレン基が好ましい。
一般式(Q−a)から一般式(Q−e)で表される化合物中、一般式(Q−c)、一般式(Q−d)及び一般式(Q−e)で表される化合物が更に好ましい。
本発明の液晶組成物は、一般式(Q)で表される化合物を含有する場合、1種又は2種以上含有するが、1種から5種含有することが好ましく、1種から3種含有することが更に好ましく、1種含有することが特に好ましい。また、その含有量は0.001質量%から1質量%であることが好ましく、0.001質量%から0.1質量%が更に好ましく、0.001質量%から0.05質量%が特に好ましい。
液晶表示素子10は、さらに、第一の基板11と液晶層13との間、及び第二の基板12と液晶層13との間、の少なくとも一方に、パッシベーション膜を有していてもよい(図示略)。このように、パッシベーション膜を有することで、近傍の第一の基板11又は第二の基板12の表面が保護される。
液晶表示素子10は、さらに、第一の基板11と液晶層13との間、及び第二の基板12と液晶層13との間、の少なくとも一方に、平坦化膜を有していてもよい(図示略)。こ膜の表面の平坦性が高い場合には、かかるパッシベーション膜を平坦化膜としても取り扱ってよい。
前記パッシベーション膜及び平坦化膜としては、いずれも公知のものが適宜使用できる。
本発明の液晶表示素子は、液晶分子として一般式(III)及び(II)で表される特定の化合物を併用した液晶組成物と、2種以上の重合性化合物から形成された配向制御層とを組み合わせて用いることにより、従来の液晶表示素子とは異なり、第一の基板と液晶層との間、及び第二の基板と液晶層との間に、それぞれ配向膜を有していなくても、電圧無印加時に液晶分子は基板面に対して略垂直配向する。そして、誘電率異方性、粘度、ネマチック相上限温度、回転粘度(γ)等の諸特性を悪化させることなく、焼き付きと製造時の滴下痕の発生とが抑制される。
<液晶表示素子の製造方法>
図1に示す液晶表示素子10は、例えば、以下の方法で製造できる。
まず、第一の基板11と第二の基板12とを重ね合わせ、これらの間に、後述する工程で液晶層13及び配向制御層を形成するための重合性化合物含有液晶組成物を挟持する。前記重合性化合物含有液晶組成物は、
前記一般式(III)で表される化合物、前記一般式(II)で表される化合物、及び2種以上の前記重合性化合物を必須成分として含有するものである。
より具体的には、第一の基板11及び第二の基板12のいずれか一方における、これらの対向面に対して、セルギャップを確保するためのスペーサ突起物、例えば、プラスチックビーズ等を散布すると共に、例えば、エポキシ接着剤等を用いてスクリーン印刷法により、シール部を印刷(形成)する。なお、第一の基板11の第二の基板12に対向する面とは、共通電極14及びカラーフィルタ18を有する面であり、第二の基板12の第一の基板11に対向する面とは、画素電極15を有する面である。
次いで、第一の基板11と第二の基板12とを対向させ、これらを、前記スペーサ突起物及びシール部を介して貼り合わせた後、形成されたスペースに前記液晶含有重合用組成物を注入する。そして、加熱等により、前記シール部を硬化させることにより、第一の基板11と第二の基板12との間に重合性化合物含有液晶組成物を挟持する。
次いで、共通電極14と画素電極15との間に、電圧印加手段を用いて、電圧を印加する。このときの電圧は、例えば、5〜30Vとする。これにより、第一の基板11の重合性化合物含有液晶組成物との隣接面(液晶含有重合用組成物と対向する面)、及び第二の基板12の重合性化合物含有液晶組成物との隣接面(液晶含有重合用組成物と対向する面)に対して、所定の角度をなす方向の電場が生じ、重合性化合物含有液晶組成物中の液晶分子(一般式(III)で表される化合物、一般式(II)で表される化合物)19が、第一の基板11と第二の基板12の法線方向から所定方向に傾いて配向し、図3に示すように、液晶分子19にプレチルト角θが付与される。プレチルト角θの大きさは、電圧の大きさを適宜調節することにより制御できる。
次いで、電圧を印加した状態のまま、紫外線等の活性エネルギー線を、例えば、第一の基板11の外側から重合性化合物含有液晶組成物に照射することにより、前記2種以上の重合性化合物を重合させる。なお、活性エネルギー線は、第二の基板12の外側から照射してもよいし、第一の基板11の外側及び第二の基板12の外側の双方から照射してもよい。
活性エネルギー線の照射により、重合性化合物含有液晶組成物中の2種以上の前記重合性化合物が反応して、重合性化合物含有液晶組成物は所望の組成を有する液晶組成物となって液晶層13を構成し、同時に第一の基板11と液晶層13との間、及び第二の基板12と液晶層13との間に、配向制御層が形成される。
形成された配向制御層は、非駆動状態において、液晶層13中の、第一の基板11の近傍及び第二の基板12の近傍に位置する液晶分子19にプレチルト角θを付与する。
活性エネルギー線の照射強度は、一定であってもよいし、一定でなくてもよく、照射強度を変化させる場合には、各々の照射強度での照射時間を任意に設定できるが、2段階以上の照射工程を採用する場合には、2段階目以降の照射工程の照射強度は、1段階目の照射工程の照射強度よりも弱いことが好ましく、2段階目以降の照射工程の総照射時間は1段階目の照射時間よりも長くかつ照射総エネルギー量が大きいことが好ましい。また、照射強度を不連続に変化させる場合には、全照射工程時間の前半部分の平均照射光強度が後半部分の平均照射強度よりも強いことが好ましく、照射開始直後の強度が最も強いことがより好ましく、照射時間の経過と共にある一定値まで常に照射強度が減少し続けることがさらに好ましい。この場合の活性エネルギー線の照射強度は、2〜100mW/cmであることが好ましいが、多段階照射の場合の1段階目、または不連続に照射強度変化させる場合の全照射工程中の最高照射強度は、10〜100mW/cmであること、かつ多段階照射の場合の2段階目以降、又は不連続に照射強度を変化させる場合の最低照射強度は、2〜50mW/cmであることがより好ましい。また、照射総エネルギー量は、10〜300Jであることが好ましく、50〜250Jであることがより好ましく、100〜250Jであることがさらに好ましい。
印加電圧は交流であってもよいし、直流であってもよい。
照射する前記活性エネルギー線は、複数のスペクトルを有するものが好ましく、複数のスペクトルを有する紫外線が好ましい。複数のスペクトルを有する活性エネルギー線の照射によって、2種以上の前記重合性化合物は、その種類ごとに適したスペクトル(波長)の活性エネルギー線によって重合することが可能となり、この場合、配向制御層がより効率的に形成される。
配向制御層は、前記重合性化合物の重合物により構成されるが、例えば、第一の基板11と液晶層13とを明確に区切ってこれらの間に形成されるとは限らず、第一の基板11の近傍においては、第一の基板11の液晶層13との隣接面(液晶層13と対向する面)から、液晶層13の内部に入り込むようにして形成されることもあると推測される。第二の基板12の近傍においても同様であり、配向制御層は、第二の基板12と液晶層13とを明確に区切ってこれらの間に形成されるとは限らず、第二の基板12の近傍においては、第二の基板12の液晶層13との隣接面(液晶層13と対向する面)から、液晶層13の内部に入り込むようにして形成されることもある。
また、活性エネルギー線の照射により、前記2種以上の重合性化合物は、互いに類似の構造を有するもの同士が優先的に重合して、液晶分子を基板の近傍領域に配列させると共に、プレチルトの方向を所定の方向に規定して、配向を制御する。
以下、実施例及び比較例により、本発明についてさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例において、「wt%」は質量%を意味する。
また、以下の実施例及び比較例において、TNI、Δn、Δε、γをそれぞれ下記の通り定義する。
NI:ネマチック相−等方性液体相転移温度(℃)
Δn:20℃における屈折率異方性
Δε:20℃における誘電率異方性
γ:20℃における回転粘度(mPa・s)
以下の実施例及び比較例で製造した液晶表示素子について、下記の方法により、残存モノマーを評価した。
(残存モノマーの評価)
残留モノマーは、高圧水銀ランプでUV光を1000秒間照射して作製した素子中のモノマー量をクロマトグラフにより定量し、UV光を照射する前の液晶組成物に含まれるモノマー量に対する割合(ppm)として算出した。
なお、高圧水銀ランプはウシオ電機製USH−500BY1を用いた。
(実施例1)
透明な共通電極からなる透明電極層及びカラーフィルタ層を有する第一の基板(共通電極基板)と、アクティブ素子により駆動される透明画素電極を有する第二の基板(画素電極基板)を作製した。画素電極としては、スリットを有することで、プレチルトの方向が異なる4つの領域に画素分割されたものを用いた。
一般式(III)及び(II)で表される化合物に該当する化合物を含み、それぞれ以下に示す比率で含有する、液晶組成物LC−1を調製した。
Figure 0006414720
次いで、液晶組成物LC−1(98.0質量%)に対して、一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.4質量%)と一般式(X2a)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.5質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物含有液晶組成物CLC−1を調製した。
次いで、シール部を介して配向膜を有しない第一の基板及び第二の基板を貼り合わせた後、重合性化合物含有液晶組成物CLC−1を注入し、シール部を硬化させて、重合性化合物含有液晶組成物CLC−1を挟持した。このとき、厚さ3.9μmのスペーサを用いて、液晶組成物からなる層の厚さを3.9μmとした。
次いで、電圧を印加した状態のまま、重合性化合物含有液晶組成物に紫外線を照射して、第一の重合性化合物及び第二の重合性化合物を重合させた。このとき、紫外線照射装置としてはウシオ電機社製「USH−250BY」を用い、100mWで1000秒間、紫外線を照射した。
以上により、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表1に示す。表1に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは0ppmであり、UV照射1000秒後で重合が完了していることから、十分に重合が速いことが確認された。
Figure 0006414720
(比較例1)
透明な共通電極からなる透明電極層及びカラーフィルタ層を有する第一の基板(共通電極基板)と、アクティブ素子により駆動される透明画素電極を有する第二の基板(画素電極基板)とを作製した。画素電極としては、スリットを有することで、プレチルトの方向が異なる4つの領域に画素分割されたものを用いた。
一般式(III)で表される化合物を含有しない、液晶組成物LC−2を調製した。
Figure 0006414720
次いで、液晶組成物LC−2(98.0質量%)に対して、実施例1と同様に一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.4質量%)と一般式(X2a)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.5質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物含有液晶組成物CLC−2を調製した。
次いで、シール部を介して配向膜を有しない第一の基板及び第二の基板を貼り合わせた後、重合性化合物含有液晶組成物CLC−2を注入し、シール部を硬化させて、重合性化合物含有液晶組成物CLC−2を挟持した。このとき、厚さ3.9μmのスペーサを用いて、液晶組成物からなる層の厚さを3.9μmとした。
次いで、電圧を印加した状態のまま、重合性化合物含有液晶組成物に紫外線を照射して、第一の重合性化合物及び第二の重合性化合物を重合させた。このとき、紫外線照射装置としてはウシオ電機社製「USH−250BY」を用い、100mWで1000秒間、紫外線を照射した。
以上により、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表2に示す。表2に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは1140ppmであり、UV照射1000秒後においても重合性化合物が残存し、実施例1と比較して重合の進行が遅いことが確認された。
Figure 0006414720
(実施例2)
実施例1で調製した液晶組成物LC−1(98.0質量%)に対して、一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.4質量%)と一般式(X2a)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.5質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物含有液晶組成物CLC−1aを調製し、実施例1と同じ方法で、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表3に示す。表3に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは0ppmであり、UV照射1000秒後で重合が完了していることから、十分に重合が速いことが確認された。
Figure 0006414720
(実施例3)
実施例1で調製した液晶組成物LC−1(98.5質量%)に対して、一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.4質量%)と一般式(X2b)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.0質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物含有液晶組成物CLC−1bを調製し、実施例1と同じ方法で、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表4に示す。表4に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは0ppmであり、UV照射1000秒後で重合が完了していることから、十分に重合が速いことが確認された。
Figure 0006414720
(実施例4)
実施例1で調製した液晶組成物LC−1(98.3質量%)に対して、一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.4質量%)と一般式(X2d)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.2質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物含有液晶組成物CLC−1cを調製し、実施例1と同じ方法で、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表5に示す。表5に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは0ppmであり、UV照射1000秒後で重合が完了していることから、十分に重合が速いことが確認された。
Figure 0006414720
(実施例5)
実施例1で調製した液晶組成物LC−1(98.0質量%)に対して、一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.4質量%)と一般式(X2a)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.5質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物含有液晶組成物CLC−1dを調製し、実施例1と同じ方法で、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表6に示す。表6に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは0ppmであり、UV照射1000秒後で重合が完了していることから、十分に重合が速いことが確認された。
Figure 0006414720
(実施例6)
実施例1で調製した液晶組成物LC−1(98.1質量%)に対して、一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.3質量%)と一般式(X2a)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.5質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物含有液晶組成物CLC−1eを調製し、実施例1と同じ方法で、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表7に示す。表7に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは0ppmであり、UV照射1000秒後で重合が完了していることから、十分に重合が速いことが確認された。
Figure 0006414720
(実施例7)
実施例1で調製した液晶組成物LC−1(98.0質量%)に対して、一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.4質量%)と一般式(X2a)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.5質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物含有液晶組成物CLC−1fを調製し、実施例1と同じ方法で、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表8に示す。表8に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは0ppmであり、UV照射1000秒後で重合が完了していることから、十分に重合が速いことが確認された。
Figure 0006414720
(実施例8)
実施例1で調製した液晶組成物LC−1(98.1質量%)に対して、一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.4質量%)と一般式(X2a)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.5質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物含有液晶組成物CLC−1gを調製し、実施例1と同じ方法で、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表9に示す。表9に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは0ppmであり、UV照射1000秒後で重合が完了していることから、十分に重合が速いことが確認された。
Figure 0006414720
(実施例9)
透明な共通電極からなる透明電極層及びカラーフィルタ層を有する第一の基板(共通電極基板)と、アクティブ素子により駆動される透明画素電極を有する第二の基板(画素電極基板)とを作製した。画素電極としては、スリットを有することで、プレチルトの方向が異なる4つの領域に画素分割されたものを用いた。
一般式(III)及び(II)で表される化合物に該当する化合物を含み、それぞれ以下に示す比率で含有する、液晶組成物LC−3を調製した。
Figure 0006414720
次いで、液晶組成物LC−3(98.0質量%)に対して、一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.4質量%)と一般式(X2a)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.5質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物含有液晶組成物CLC−3を調製した。
次いで、シール部を介して配向膜を有しない第一の基板及び第二の基板を貼り合わせた後、重合性化合物含有液晶組成物CLC−3を注入し、シール部を硬化させて、重合性化合物含有液晶組成物CLC−3を挟持した。このとき、厚さ3.9μmのスペーサを用いて、液晶組成物からなる層の厚さを3.9μmとした。
次いで、電圧を印加した状態のまま、重合性化合物含有液晶組成物に紫外線を照射して、第一の重合性化合物及び第二の重合性化合物を重合させた。このとき、紫外線照射装置としてはウシオ電機社製「USH−250BY」を用い、100mWで1000秒間、紫外線を照射した。
以上により、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表10に示す。表10に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは0ppmであり、UV照射1000秒後で重合が完了していることから、十分に重合が速いことが確認された。
Figure 0006414720
(比較例2)
透明な共通電極からなる透明電極層及びカラーフィルタ層を有する第一の基板(共通電極基板)と、アクティブ素子により駆動される透明画素電極を有する第二の基板(画素電極基板)とを作製した。画素電極としては、スリットを有することで、プレチルトの方向が異なる4つの領域に画素分割されたものを用いた。
一般式(III)で表される化合物を含有しない、液晶組成物LC−4を調製した。
Figure 0006414720
次いで、液晶組成物LC−4(98.0質量%)に対して、一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.4質量%)と一般式(X2a)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.5質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物含有液晶組成物CLC−4を調製した。
次いで、シール部を介して配向膜を有しない第一の基板及び第二の基板を貼り合わせた後、重合性化合物含有液晶組成物CLC−4を注入し、シール部を硬化させて、重合性化合物含有液晶組成物CLC−4を挟持した。このとき、厚さ3.9μmのスペーサを用いて、重合性化合物含有液晶組成物からなる層の厚さを3.9μmとした。
次いで、電圧を印加した状態のまま、重合性化合物含有液晶組成物に紫外線を照射して、第一の重合性化合物及び第二の重合性化合物を重合させた。このとき、紫外線照射装置としてはウシオ電機社製「USH−250BY」を用い、100mWで1000秒間、紫外線を照射した。
以上により、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表11に示す。表11に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは1900ppmであり、UV照射1000秒後においても重合性化合物が残存し、実施例9と比較して重合の進行が遅いことが確認された。
Figure 0006414720
(実施例10)
実施例9で調製した液晶組成物LC−3(98.5質量%)に対して、一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.4質量%)と一般式(X2b)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.0質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物液晶組成物CLC−3aを調製し、実施例9と同じ方法で、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表12に示す。表12に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは0ppmであり、UV照射1000秒後で重合が完了していることから、十分に重合が速いことが確認された。
Figure 0006414720
(実施例11)
実施例9で調製した液晶組成物LC−3(98.5質量%)に対して、一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.4質量%)と一般式(X2a)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.0質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物含有液晶組成物CLC−3bを調製し、実施例9と同じ方法で、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表13に示す。表13に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは0ppmであり、UV照射1000秒後で重合が完了していることから、十分に重合が速いことが確認された。
Figure 0006414720
(実施例12)
実施例9で調製した液晶組成物LC−3(98.3質量%)に対して、一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.4質量%)と一般式(X2d)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.2質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物含有液晶組成物CLC−3cを調製し、実施例9と同じ方法で、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表14に示す。表14に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは0ppmであり、UV照射1000秒後で重合が完了していることから、十分に重合が速いことが確認された。
Figure 0006414720
(実施例13)
実施例9で調製した液晶組成物LC−3(98.1質量%)に対して、一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.3質量%)と一般式(X2a)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.5質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物液晶組成物CLC−3dを調製し、実施例9と同じ方法で、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表15に示す。表15に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは0ppmであり、UV照射1000秒後で重合が完了していることから、十分に重合が速いことが確認された。
Figure 0006414720
(実施例14)
実施例9で調製した液晶組成物LC−3(98.1質量%)に対して、一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.3質量%)と一般式(X2a)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.5質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物含有液晶組成物CLC−3eを調製し、実施例9と同じ方法で、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表16に示す。表16に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは0ppmであり、UV照射1000秒後で重合が完了していることから、十分に重合が速いことが確認された。
Figure 0006414720
(実施例15)
実施例9で調製した液晶組成物LC−3(98.0質量%)に対して、一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.4質量%)と一般式(X2a)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.5質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物含有液晶組成物CLC−3fを調製し、実施例9と同じ方法で、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表17に示す。表17に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは0ppmであり、UV照射1000秒後で重合が完了していることから、十分に重合が速いことが確認された。
Figure 0006414720
(実施例16)
実施例9で調製した液晶組成物LC−3(98.0質量%)に対して、一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.4質量%)と一般式(X1b)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.5質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物含有液晶組成物CLC−3gを調製し、実施例9と同じ方法で、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表18に示す。表18に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは0ppmであり、UV照射1000秒後で重合が完了していることから、十分に重合が速いことが確認された。
Figure 0006414720
(実施例17)
透明な共通電極からなる透明電極層及びカラーフィルタ層を有する第一の基板(共通電極基板)と、アクティブ素子により駆動される透明画素電極を有する第二の基板(画素電極基板)とを作製した。画素電極としては、スリットを有することで、プレチルトの方向が異なる4つの領域に画素分割されたものを用いた。
一般式(III)及び(II)で表される化合物に該当する化合物を含み、それぞれ以下に示す比率で含有する、液晶組成物LC−5を調製した。
Figure 0006414720
次いで、液晶組成物LC−5(98.0質量%)に対して、一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.4質量%)と一般式(X2a)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.5質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物含有液晶組成物CLC−5を調製した。
次いで、シール部を介して配向膜を有しない第一の基板及び第二の基板を貼り合わせた後、重合性化合物含有液晶組成物CLC−5を注入し、シール部を硬化させて、重合性化合物含有液晶組成物CLC−5を挟持した。このとき、厚さ3.9μmのスペーサを用いて、液晶組成物からなる層の厚さを3.9μmとした。
次いで、電圧を印加した状態のまま、液晶組成物に紫外線を照射して、第一の重合性化合物及び第二の重合性化合物を重合させた。このとき、紫外線照射装置としてはウシオ電機社製「USH−250BY」を用い、100mWで1000秒間、紫外線を照射した。
以上により、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表19に示す。表19に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは0ppmであり、UV照射1000秒後で重合が完了していることから、十分に重合が速いことが確認された。
Figure 0006414720
(実施例18)
透明な共通電極からなる透明電極層及びカラーフィルタ層を有する第一の基板(共通電極基板)と、アクティブ素子により駆動される透明画素電極を有する第二の基板(画素電極基板)とを作製した。画素電極としては、スリットを有することで、プレチルトの方向が異なる4つの領域に画素分割されたものを用いた。
一般式(III)及び(II)で表される化合物に該当する化合物を含み、それぞれ以下に示す比率で含有する、液晶組成物LC−6を調製した。
Figure 0006414720
次いで、液晶組成物LC−6(98.0質量%)に対して、一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.4質量%)と一般式(X2a)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.5質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物含有液晶組成物CLC−6を調製した。
次いで、シール部を介して配向膜を有しない第一の基板及び第二の基板を貼り合わせた後、配向膜を用いることなく、重合性化合物含有液晶組成物CLC−6を注入し、シール部を硬化させて、重合性化合物含有液晶組成物CLC−6を挟持した。このとき、厚さ3.9μmのスペーサを用いて、液晶組成物からなる層の厚さを3.9μmとした。
次いで、電圧を印加した状態のまま、重合性化合物含有液晶組成物に紫外線を照射して、第一の重合性化合物及び第二の重合性化合物を重合させた。このとき、紫外線照射装置としてはウシオ電機社製「USH−250BY」を用い、100mWで1000秒間、紫外線を照射した。
以上により、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表20に示す。表20に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは0ppmであり、UV照射1000秒後で重合が完了していることから、十分に重合が速いことが確認された。
Figure 0006414720
(実施例19)
透明な共通電極からなる透明電極層及びカラーフィルタ層を有する第一の基板(共通電極基板)と、アクティブ素子により駆動される透明画素電極を有する第二の基板(画素電極基板)とを作製した。画素電極としては、スリットを有することで、プレチルトの方向が異なる4つの領域に画素分割されたものを用いた。
一般式(III)及び(II)で表される化合物に該当する化合物を含み、それぞれ以下に示す比率で含有する、液晶組成物LC−7を調製した。
Figure 0006414720
次いで、液晶組成物LC−7(98.0質量%)に対して、、一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.4質量%)と一般式(X2a)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.5質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物含有液晶組成物CLC−7を調製した。
次いで、シール部を介して配向膜を有しない第一の基板及び第二の基板を貼り合わせた後、配向膜を用いることなく、重合性化合物含有液晶組成物CLC−7を注入し、シール部を硬化させて、重合性化合物含有液晶組成物CLC−7を挟持した。このとき、厚さ3.9μmのスペーサを用いて、液晶組成物からなる層の厚さを3.9μmとした。
次いで、電圧を印加した状態のまま、重合性化合物含有液晶組成物に紫外線を照射して、第一の重合性化合物及び第二の重合性化合物を重合させた。このとき、紫外線照射装置としてはウシオ電機社製「USH−250BY」を用い、100mWで1000秒間、紫外線を照射した。
以上により、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表21に示す。表21に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは0ppmであり、UV照射1000秒後で重合が完了していることから、十分に重合が速いことが確認された。
Figure 0006414720
(実施例20)
透明な共通電極からなる透明電極層及びカラーフィルタ層を有する第一の基板(共通電極基板)と、アクティブ素子により駆動される透明画素電極を有する第二の基板(画素電極基板)とを作製した。画素電極としては、スリットを有することで、プレチルトの方向が異なる4つの領域に画素分割されたものを用いた。
一般式(III)及び(II)で表される化合物に該当する化合物を含み、それぞれ以下に示す比率で含有する、液晶組成物LC−8を調製した。
Figure 0006414720
次いで、液晶組成物LC−8(98.0質量%)に対して、一般式(X1a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.4質量%)と一般式(X2a)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.5質量%)とを添加し、さらに光重合開始剤「Igacure651」(0.1質量%)を添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物含有液晶組成物CLC−8を調製した。
次いで、シール部を介して配向膜を有しない第一の基板及び第二の基板を貼り合わせた後、配向膜を用いることなく、重合性化合物含有液晶組成物CLC−8を注入し、シール部を硬化させて、重合性化合物含有液晶組成物CLC−8を挟持した。このとき、厚さ3.9μmのスペーサを用いて、液晶組成物からなる層の厚さを3.9μmとした。
次いで、電圧を印加した状態のまま、重合性化合物含有液晶組成物に紫外線を照射して、第一の重合性化合物及び第二の重合性化合物を重合させた。このとき、紫外線照射装置としてはウシオ電機社製「USH−250BY」を用い、100mWで1000秒間、紫外線を照射した。
以上により、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表22に示す。表22に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは0ppmであり、UV照射1000秒後で重合が完了していることから、十分に重合が速いことが確認された。
Figure 0006414720
(実施例21)
実施例1で調製した液晶組成物LC−1(98.1質量%)に対して、一般式(X2a)で表される第一の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(0.4質量%)と一般式(X2a)で表される第二の重合性化合物である、式
Figure 0006414720
で表される化合物(1.5質量%)とを添加して、均一に溶解させることにより、重合性化合物含有液晶組成物CLC−1hを調製した。
次いで、シール部を介して配向膜を有しない第一の基板及び第二の基板を貼り合わせた後、配向膜を用いることなく、重合性化合物含有液晶組成物CLC−1hを注入し、シール部を硬化させて、重合性化合物含有液晶組成物CLC−1hを挟持した。このとき、厚さ3.9μmのスペーサを用いて、液晶組成物からなる層の厚さを3.9μmとした。
次いで、電圧を印加した状態のまま、重合性化合物含有液晶組成物に紫外線を照射して、第一の重合性化合物及び第二の重合性化合物を重合させた。このとき、紫外線照射装置としてはウシオ電機社製「USH−250BY」を用い、100mWで1000秒間、紫外線を照射した。
以上により、液晶表示素子を得た。
この液晶表示素子についての物性値及び評価結果を表23に示す。表23に示すように、この液晶表示素子の残留モノマーは0ppmでり、UV照射1000秒後で重合が完了していることから、十分に重合が速いことが確認された。
Figure 0006414720
10・・・液晶表示素子、11・・・第一の基板、12・・・第二の基板、13・・・液晶層、14・・・共通電極、15・・・画素電極、18・・・カラーフィルタ、19・・・液晶分子

Claims (7)

  1. 共通電極を有する第一の基板と、複数の画素を有しかつ各前記画素毎に画素電極を有する第二の基板との間に、液晶組成物を含有する液晶層が挟持された液晶表示素子であって、
    前記第一の基板及び第二の基板の、一方又は両方の基板上に配向膜を有さず、2種以上の重合性化合物の重合物からなる配向制御層を有し、2種以上の重合性化合物として、第一の重合性化合物及び第二の重合性化合物を含有し、第一の重合性化合物及び第二の重合性化合物ともに環構造を有する化合物であり、
    前記第一の基板と前記液晶層との間、及び前記第二の基板と前記液晶層との間、の少なくとも一方に、パッシベーション膜及び/又は平坦化膜を有し、
    前記液晶組成物が、一般式(III)
    Figure 0006414720
    (式中、R5α及びR6αはそれぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表し、l及びlはそれぞれ独立して、0又は1を表し、Gは単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−又は−OCF−を表し、L〜Lは、それぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表す。)で表される化合物、及び一般式(II)
    Figure 0006414720
    (式中、R3αは炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表し、R4αは炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数4〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数3〜8のアルケニルオキシ基を表し、存在するQは1,4−フェニレン基又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表し、Qはトランス−1,4−シクロヘキシレン基又はトランス−1,4−シクロヘキセニレン基を表し、Gは、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−又は−OCF−を表し、存在するGは、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−又は−OCF−を表し、lは0、1又は2を表すが、lが2の場合、2個のQ及びGは同一であっても異なっていてもよい。)で表される化合物を含有し、
    前記第一の重合性化合物及び前記第二の重合性化合物がともに、重合性基として下記の構造から選ばれる構造を有することを特徴とする液晶表示素子。
    Figure 0006414720
  2. 前記の2種以上の重合性化合物が、
    一般式(X1a)
    Figure 0006414720
    (式中、R及びRはそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、
    及びCはそれぞれ独立して1,4−フェニレン基、1,4−シクロへキシレン基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ピリダジン−3,6−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、シクロヘキセン−1,4−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、フェナントレン−2,7−ジイル基、アントラセン−2,6−ジイル基、2,6−ナフチレン基又はインダン−2,5−ジイル基(これらの基のうち、1,4−フェニレン基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、2,6−ナフチレン基及びインダン−2,5−ジイル基は、1個又は2個以上の水素原子がそれぞれ独立してフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基で置換されていてもよい。)を表し、
    及びZはそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数1〜15のアルキレン基(該アルキレン基中の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−CO−、−COO−又は−OCO−で置換されていてもよく、該アルキレン基中の1個又は2個以上の水素原子は、それぞれ独立してフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていてもよい。)を表し、
    は、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−CHCHO−、−OCHCH−、−CHCHCHO−、−OCHCHCH−、−CHCHOCO−、−COOCHCH−、−CHCHCOO−、−OCOCHCH−、−CH=CH−、−C≡C−、−CFO−、−OCF−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−COO−又は−OCO−を表し、
    は、0、1又は2を表すが、nが2の場合、複数個あるC及びZは同一であっても異なっていてもよい。)で表される化合物が少なくとも1種であり、更に、
    一般式(X2a)
    Figure 0006414720
    (式中、Aは水素原子又はメチル基を表し、
    は単結合又は炭素原子数1〜15のアルキレン基(該アルキレン基中の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−CO−、−COO−又は−OCO−で置換されていてもよく、該アルキレン基中の1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていてもよい。)を表し、
    及びAはそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数1〜18のアルキル基(該アルキル基中の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−CO−、−COO−又は−OCO−で置換されていてもよく、該アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数1〜17のアルキル基で置換されていてもよい。)を表し、
    及びAはそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数1〜10のアルキル基(該アルキル基中の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−CO−、−COO−又は−OCO−で置換されていてもよく、該アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数1〜9のアルキル基で置換されていてもよい。)を表し、
    kは1〜40を表し、
    、B及びBは、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数1〜10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基(該アルキル基中の1個若しくは2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−CO−、−COO−又は−OCO−で置換されていてもよく、該アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数3〜6のトリアルコキシシリル基で置換されていてもよい。)、又は一般式(I−b)
    Figure 0006414720
    (式中、Aは水素原子又はメチル基を表し、
    は単結合又は炭素原子数1〜15のアルキレン基(該アルキレン基中の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−CO−、−COO−又は−OCO−で置換されていてもよく、該アルキレン基中の1個又は2個以上の水素原子は、それぞれ独立してフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていてもよい。)で表される基を表す。ただし、存在するB、B及びBのうち、前記一般式(I−b)で表される基となるものの個数は0又は1個である。)で表される化合物、
    一般式(X2b)
    Figure 0006414720
    (式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、
    6員環T、T及びTはそれぞれ独立して
    Figure 0006414720
    のいずれか(ただしmは1から4の整数を表す。)を表し、
    は0又は1を表し、
    及びYはそれぞれ独立して単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−COO−、−OCO−、−C≡C−、−CH=CH−、−CF=CF−、−(CH−、−CHCHCHO−、−OCHCHCH−、−CH=CHCHCH−又は−CHCHCH=CH−を表し、
    は単結合、−O−、−COO−又は−OCO−を表し、
    は炭素原子数1〜18の炭化水素基を表す。)で表される化合物、
    一般式(X2c)
    Figure 0006414720
    (式中、Zは、水素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のハロゲン化アルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基、炭素原子数1〜8のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基又はRを表し、S及びSはそれぞれ独立して、炭素原子数1〜12個のアルキレン基又は単結合を表し、該アルキレン基中の1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−は、−O−、−COO−、−OCO−又は−OCOO−に置き換えられても良く、
    及びRはそれぞれ独立して、水素原子又は式(R−1)から式(R−15)
    Figure 0006414720
    のいずれかを表し、
    はおよびLはそれぞれ独立して、単結合、−O−、−S−、−CH−、−OCH−、−CHO−、−CO−、−C−、−COO−、−OCO−、−OCOOCH−、−CHOCOO−、−OCHCHO−、−CO−NR−、−NR−CO−、−SCH−、−CHS−、−CH=CR−COO−、−CH=CR−OCO−、−COO−CR=CH−、−OCO−CR=CH−、−COO−CR=CH−COO−、−COO−CR=CH−OCO−、−OCO−CR=CH−COO−、−OCO−CR=CH−OCO−、−COOC−、−OCOC−、−COCO−、−(CH−C(=O)−O−、−(CH−O−(C=O)−、−O−(C=O)−(CH−、−(C=O)−O−(CH−、−CHOCO−、−COOCH−、−OCOCH−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−CF−、−CFO−、−OCF−、−CFCH−、−CHCF−、−CFCF−又は−C≡C−(式中、Rはそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1〜4のアルキル基を表し、jは1〜4の整数を表す。)を表し、
    およびMはお互い独立して、芳香環、脂肪族環を表わし、
    は、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、ナフタレン−1,4−ジイル基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表し、
    、M及びMはそれぞれ独立して、無置換であっても、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のハロゲン化アルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基、ハロゲン、シアノ基、又はニトロ基で置換されていても良く、
    lおよびnはそれぞれ独立して、0、1、2又は3の整数を表し、かつ、l+nが3以上の整数を表すが、lが0を表す場合、Zは式(R−1)〜式(R−15)のいずれか一つの基を表し、nが0を表す場合、Rは式(R−1)〜式(R−15)のいずれか一つの基を表し、
    mは、0から4の整数を表し、R、R、Z、S及びSが複数存在する場合は、同一であっても異なっていても良く、L及びMが複数存在する場合は、同一であっても異なっていても良いが、Lの少なくとも一つは単結合を表す。)で表される化合物及び一般式(X2d)
    Figure 0006414720
    (式中、R70は水素原子又はメチル基を表し、
    71は縮合環を有する炭化水素基を表す。)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1に記載の液晶表示素子。
  3. 前記画素電極がスリットを有する請求項1又は2に記載の液晶表示素子。
  4. 前記第一の基板及び第二の基板の少なくとも一方が、プレチルトの方向を規定する構造物を有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
  5. 共通電極及びカラーフィルタ層を有する第一の基板と、複数の画素を有し、かつ各前記画素毎に画素電極を有する第二の基板との間に、液晶組成物を含有する液晶層が挟持され、前記画素中にプレチルトの方向が異なる2以上の領域を有する液晶表示素子の製造方法であって、
    前記第一の基板と前記第二の基板の、一方又は両方の基板上に配向膜を設けず、前記第一の基板と前記液晶層との間、及び前記第二の基板と前記液晶層との間、の少なくとも一方に、パッシベーション膜及び/又は平坦化膜を有し、一般式(III)
    Figure 0006414720
    (式中、R5α及びR6αはそれぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表し、l及びlはそれぞれ独立して、0又は1を表し、Gは単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−又は−OCF−を表し、L〜Lは、それぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表す。)で表される化合物及び一般式(II)
    Figure 0006414720
    (式中、R3αは炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表し、R4αは炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数4〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数3〜8のアルケニルオキシ基を表し、存在するQは1,4−フェニレン基又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表し、Qはトランス−1,4−シクロヘキシレン基又はトランス−1,4−シクロヘキセニレン基を表し、Gは、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−又は−OCF−を表し、存在するGは、単結合、−CHCH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−又は−OCF−を表し、lは0、1又は2を表すが、lが2の場合、2個のQ及びGは同一であっても異なっていてもよい。)で表される化合物、を含有し、2種以上の重合性化合物を含有する重合性化合物含有液晶組成物を挟持し、2種以上の重合性化合物として、第一の重合性化合物及び第二の重合性化合物を含有し、第一の重合性化合物及び第二の重合性化合物ともに環構造と重合性基として下記の構造から選ばれる構造とを有する化合物であり、
    Figure 0006414720
    前記画素電極と前記共通電極との間に、前記重合性化合物含有液晶組成物中の液晶分子にプレチルト角を付与するための電圧を印加した状態で活性エネルギー線を照射することにより、前記2種以上の重合性化合物を重合させると共に、前記重合性化合物含有液晶組成物を前記液晶組成物として、前記第一の基板及び第二の基板と前記液晶層との間に、配向制御層を形成することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
  6. 前記活性エネルギー線が複数のスペクトルを有する紫外線である請求項に記載の液晶表示素子の製造方法。
  7. 前記画素電極がスリットを有するか、又は前記第一の基板及び第二の基板の少なくとも一方が、プレチルトの方向を規定する構造物を有する請求項又はに記載の液晶表示素子の製造方法。
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