JP6798097B2 - Liquid crystal display element - Google Patents

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Description

本発明は液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display element.

カラーフィルターを不要とするフィールドシーケンシャルフルカラー表示方式は、「赤→緑→青」と順次点灯するバックライトを用いることに特徴がある。通常のCRTや液晶ディスプレイでは、フレーム時間が16.7msであるが、フィールドシーケンシャルフルカラー表示方式では、フレーム時間が5.6msと、高速応答性が要求される。
高速応答性を示す指標として、τdとτrの和が挙げられる。τdは液晶の立ち下がり応答時間であり、τrは液晶の立ち上がり応答時間である。フィールドシーケンシャルフルカラー表示方式における高速応答性を満たすためには、τdとτrの和が1.5ms未満であることが望まれている。
The field sequential full-color display method that does not require a color filter is characterized by using a backlight that lights in the order of "red → green → blue". A normal CRT or liquid crystal display has a frame time of 16.7 ms, but a field sequential full-color display method requires a high-speed response of 5.6 ms.
As an index showing high-speed response, the sum of τd and τr can be mentioned. τd is the falling response time of the liquid crystal, and τr is the rising response time of the liquid crystal. In order to satisfy the high-speed response in the field sequential full-color display method, it is desired that the sum of τd and τr is less than 1.5 ms.

現在、市場ではネマチック液晶と呼ばれる液晶材料は、テレビ、モニター、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末などのフラットパネルディスプレイにおいて一般的に利用されている。しかし、ネマチック液晶は、応答速度が約十数ミリ秒から数ミリ秒と遅いため、改善が望まれている。応答速度は液晶の回転粘性γ1、及び弾性定数に大きく影響されるため、新規化合物の開発や組成の最適化により改良が検討されているが、改善の進展が遅くなっている。これに対しスメクチック液晶を用いた強誘電性液晶(FLC)は、数百マイクロ秒の高速応答が可能である。しかし、明と暗の二状態のみであるためフルカラー表示に必要な中間階調表示には容易ではく、面積階調等の手法を用いている。 Currently, liquid crystal materials called nematic liquid crystals in the market are generally used in flat panel displays such as televisions, monitors, mobile phones, smartphones, and tablet terminals. However, since the response speed of the nematic liquid crystal is as slow as about ten and several milliseconds to several milliseconds, improvement is desired. Since the response speed is greatly affected by the rotational viscosity γ1 of the liquid crystal and the elastic constant, improvement is being studied by developing a new compound and optimizing the composition, but the progress of the improvement is slow. On the other hand, a ferroelectric liquid crystal (FLC) using a smectic liquid crystal is capable of a high-speed response of several hundred microseconds. However, since there are only two states, light and dark, it is not easy to display the intermediate gradation required for full-color display, and a method such as area gradation is used.

FLCの内、FLCとモノマーの混合物からなるPolymer Stabilized V shaped−FLC(PSV−FLC)素子は、強誘電性液晶内に微細なポリマーネットワークを形成したものであり、FLCの特長である高速応答性のほかに中間階調表示が可能であり、また耐衝撃性も従来のFLCに比較して向上している(例えば、特許文献1参照。)。 Among the FLCs, the Polymer Stabilized V-Shaped-FLC (PSV-FLC) element, which is composed of a mixture of FLC and a monomer, forms a fine polymer network in a ferroelectric liquid crystal display, and is a feature of FLCs in high-speed response. In addition to this, it is possible to display intermediate gradations, and the impact resistance is also improved as compared with the conventional FLC (see, for example, Patent Document 1).

また、ネマチック液晶と高分子との複合材料においては、70質量%以上の重合性化合物をネマチック液晶媒体に添加すると数十マイクロ秒の高速応答が得られているが、駆動電圧が約80Vを超え実用に向かず、且つ実効の複屈折率が使用している液晶複屈折率よりも1桁以上低くなってしまうため、素子の透過率を低下させてしまっている。一方、0.3質量%以上1質量%未満の1種類以上の重合性化合物を液晶媒体に添加して、電圧を印加するか印加せずに、UV光重合により、ガラス基板界面上に重合若しくは架橋して得られる微細な突起構造物を形成させてプレチルトを主に誘起させるPS(polymer−stabilised:高分子安定化)又はPSA(polymer−sustained alignment:高分子維持配向)ディスプレイが提案されている(例えば、特許文献2〜6参照。)。しかしながら、これらの素子においても高速応答性の観点においては改良の余地があった。特に、液晶表示装置の立上がり速度の高速応答化に関しては、液晶組成物の低粘性化、高誘電率化、低弾性定数化や、プレティルト角の付与、あるいはオーバードライブ法などの駆動方法の改善等色々な手法が実用化されているが、立下がり速度に関しては、液晶組成物の低粘性化以外に有効な手法が見出されていないのが現状であり、改善が望まれていた。 Further, in the composite material of the nematic liquid crystal and the polymer, when 70% by mass or more of the polymerizable compound is added to the nematic liquid crystal medium, a high-speed response of several tens of microseconds is obtained, but the driving voltage exceeds about 80V. Since it is not suitable for practical use and the effective birefringence is one digit or more lower than the liquid crystal birefringence used, the transmittance of the element is lowered. On the other hand, one or more kinds of polymerizable compounds of 0.3% by mass or more and less than 1% by mass are added to the liquid crystal medium, and polymerized or polymerized on the glass substrate interface by UV photopolymerization with or without applying a voltage. PS (polymer-stabilized) or PSA (polymer-sustained oriented) displays have been proposed in which fine protrusion structures obtained by cross-linking are formed to mainly induce pretilt. (See, for example, Patent Documents 2 to 6). However, there is room for improvement in these devices from the viewpoint of high-speed response. In particular, regarding the high-speed response of the rising speed of the liquid crystal display device, the liquid crystal composition has a low viscosity, a high dielectric constant, a low elastic constant, a pretilt angle, or an improvement in a driving method such as an overdrive method. Although various methods have been put into practical use, the current situation is that no effective method other than lowering the viscosity of the liquid crystal composition has been found for the falling speed, and improvement has been desired.

特開2002−31821号公報JP-A-2002-31821 特表2013−536271号公報Special Table 2013-536271 特表2013−538249号公報Special Table 2013-538249 特表2012−527495号公報Special Table 2012-527495 特表2012−513482号公報Special Table 2012-513482 特開2012−219270号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-219270

本発明が解決しようとする課題は、重合性化合物の溶解性を高め、駆動電圧の上昇を抑制し、複屈折率の低減を抑制し透過率を改善させつつ、液晶の立下り時間を改善することで、高透過率且つ高速応答性に優れた液晶表示素子を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to improve the solubility of the polymerizable compound, suppress the increase in the driving voltage, suppress the reduction in the birefringence, improve the transmittance, and improve the fall time of the liquid crystal. This is to provide a liquid crystal display element having high transmittance and excellent high-speed response.

本発明者は、液晶組成物、及び重合性化合物を含有する重合性液晶組成物において、屈折異方性を持ち配向機能を有するポリマーネットワークを液晶セル全体に形成させて高速応答を図ることを目的として重合性化合物の至適含有率に着目し、本発明を完成するに至った。 An object of the present invention is to form a polymer network having refractive anisotropy and an orientation function in the entire liquid crystal cell in a liquid crystal composition and a polymerizable liquid crystal composition containing a polymerizable compound to achieve a high-speed response. As a result, we focused on the optimum content of the polymerizable compound and completed the present invention.

[1]少なくとも一方に電極を有する2枚の透明基板間に挟持した液晶組成物中に重合体又は共重合体を含有し、重合体又は共重合体の含有量が液晶組成物及び重合体又は共重合体の合計の質量の1質量%以上40質量%未満であり、該重合体又は共重合体が下記一般式(X1b)で表される重合性化合物の1種又は2種以上を重合させて得た重合体又は共重合体を含有するものである液晶表示素子。 [1] A polymer or a polymer is contained in a liquid crystal composition sandwiched between two transparent substrates having an electrode on at least one of them, and the content of the polymer or the copolymer is the liquid crystal composition and the polymer or the polymer. It is 1% by mass or more and less than 40% by mass of the total mass of the copolymer, and the polymer or the copolymer polymerizes one or more of the polymerizable compounds represented by the following general formula (X1b). A liquid crystal display element containing the obtained polymer or copolymer.

Figure 0006798097
(式中、A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 0006798097
(In the formula, A 8 represents a hydrogen atom or a methyl group, and the 6-membered rings T 1 , T 2 and T 3 are independent of each other.

Figure 0006798097
のいずれか(ただしmは、1から4の整数を表す。)を表し、
qは0又は1を表し、
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−、−OCF−、−CFO−、−(CH−、−CHCHO−、−OCHCH−、−CH=CHCHCH−、−CHCHCH=CH−、−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−又は−CHCH−OCO−を表すが、Y及びYの少なくとも一つは−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−又は−CHCH−OCO−を表し、qが0を表す場合、Yは−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−又は−CHCH−OCO−を表し、
及びYはそれぞれ独立して単結合、炭素原子数1〜12のアルキレン基(該アルキレン基中の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−CO−、−COO−又は−OCO−で置換されていてもよく、該アルキレン基中の1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていてもよい。)を表し、
は水素原子、シアノ基、ハロゲン原子又は炭素原子数1〜14のアルキル基を表し、該アルキル基は末端の−CHがアクリロイル基又はメタクリロイル基に置換されても良い。)
[2]液晶組成物中に重合体又は共重合体としてポリマーネットワークを有し、透明基板上に液晶組成物を配向させるための配向層を有する前記[1]に記載の液晶表示素子。
[3]ポリマーネットワークが一軸性の屈折率異方性を有し、ポリマーネットワークの光軸方向又は配向容易軸方向と低分子液晶の配向容易軸方向が同一方向である前記[2]に記載の液晶表示素子。
[4]透明基板に対して低分子液晶の液晶分子が0〜90°のプレチルト角を成すように形成された前記[1]〜[3]のいずれか1つに記載の液晶表示素子。
[5]セル断面方向に対して少なくともセル厚の0.5%以上の厚さのポリマーネットワーク層が形成されている前記[2]〜[4]のいずれか1つに記載の液晶表示素子。
[6]前記重合体又は共重合体が、少なくとも一方に電極を有する2枚の透明基板間に挟持した液晶組成物中の重合性化合物を、液晶層の温度範囲を−50℃から30℃としながらエネルギー線を照射することにより重合することで得られた重合体又は共重合体である前記[1]〜[5]のいずれか1つに記載の液晶表示素子。
[7]前記重合体又は共重合体が、少なくとも一方に電極を有する2枚の透明基板間に挟持した液晶組成物中の重合性化合物を、エネルギー線照射前のプレチルト角が0.1〜30度になるような電圧を印加しながらエネルギー線を照射することにより重合することで得られた重合体又は共重合体である前記[1]〜[6]のいずれか1つに記載の液晶表示素子。
[8]前記重合体又は共重合体が、下記一般式(I)で表される重合性化合物の1種又は2種以上を重合させて得た重合体又は共重合体を含有するものである前記[1]〜[7]のいずれか1つに記載の液晶表示素子。
Figure 0006798097
(However, m represents an integer from 1 to 4).
q represents 0 or 1 and represents
Y 1 and Y 2 are independently single-coupled, -CH 2 CH 2- , -CH 2 O-, -OCH 2- , -COO-, -OCO-, -C≡C-, -CH = CH- , -CF = CF -, - OCF 2 -, - CF 2 O -, - (CH 2) 4 -, - CH 2 CH 2 O -, - OCH 2 CH 2 -, - CH = CHCH 2 CH 2 -, -CH 2 CH 2 CH = CH - , - COO-CH 2 CH 2 -, - OCO-CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 -COO- or represents a -CH 2 CH 2 -OCO-, Y 1 and at least one Y 2 is -COO-CH 2 CH 2 -, - OCO-CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 -COO- or -CH 2 CH 2 -OCO- represent, q is 0 when referring to, Y 1 is -COO-CH 2 CH 2 -, - OCO-CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 -COO- or -CH 2 CH 2 -OCO- represent,
Y 3 and Y 4 are independently single-bonded, and alkylene groups having 1 to 12 carbon atoms (one or two or more methylene groups in the alkylene group do not directly bond oxygen atoms to each other. They may be independently substituted with an oxygen atom, -CO-, -COO- or -OCO-, and one or more hydrogen atoms in the alkylene group are independently a fluorine atom and a methyl group, respectively. Alternatively, it may be substituted with an ethyl group.)
B 8 represents a hydrogen atom, a cyano group, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, and the terminal −CH 3 of the alkyl group may be replaced with an acryloyl group or a methacryloyl group. )
[2] The liquid crystal display element according to the above [1], which has a polymer network as a polymer or a copolymer in the liquid crystal composition, and has an alignment layer for orienting the liquid crystal composition on a transparent substrate.
[3] The above-mentioned [2], wherein the polymer network has uniaxial refractive index anisotropy, and the optical axis direction or the easy orientation axial direction of the polymer network and the easy axis direction of the low molecular weight liquid crystal are in the same direction. Liquid crystal display element.
[4] The liquid crystal display element according to any one of the above [1] to [3], wherein liquid crystal molecules of a low molecular weight liquid crystal are formed so as to form a pretilt angle of 0 to 90 ° with respect to a transparent substrate.
[5] The liquid crystal display device according to any one of [2] to [4] above, wherein a polymer network layer having a thickness of at least 0.5% or more of the cell thickness is formed in the cross-sectional direction of the cell.
[6] The temperature range of the liquid crystal layer of the polymerizable compound in the liquid crystal composition in which the polymer or copolymer is sandwiched between two transparent substrates having electrodes on at least one of them is set to −50 ° C. to 30 ° C. The liquid crystal display element according to any one of the above [1] to [5], which is a polymer or copolymer obtained by polymerizing by irradiating with energy rays.
[7] The polymer or copolymer sandwiches a polymerizable compound in a liquid crystal composition sandwiched between two transparent substrates having electrodes on at least one of them, and has a pretilt angle of 0.1 to 30 before irradiation with energy rays. The liquid crystal display according to any one of the above [1] to [6], which is a polymer or copolymer obtained by polymerizing by irradiating an energy ray while applying a voltage such as a degree. element.
[8] The polymer or copolymer contains a polymer or copolymer obtained by polymerizing one or more of the polymerizable compounds represented by the following general formula (I). The liquid crystal display element according to any one of the above [1] to [7].

Figure 0006798097
(式中、W及びWはそれぞれ独立的に単結合、−O−、−COO−又は−OCO−を表し、Y及びYはそれぞれ独立的に−COO−又は−OCO−を表し、p及びqはそれぞれ独立的に2〜13の整数を表すが、式中に存在する1,4−フェニレン基は炭素原子数1〜7のアルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基、シアノ基又はハロゲン原子で一つ以上置換されていても良い。)
[9]前記重合体又は共重合体が、下記一般式(II)で表される重合性化合物の1種又は2種以上を重合させて得た重合体又は共重合体を含有するものである前記[1]〜[8]のいずれか1つに記載の液晶表示素子。
Figure 0006798097
(In the equation, W 1 and W 2 independently represent single bonds, -O-, -COO- or -OCO-, and Y 1 and Y 2 independently represent -COO- or -OCO-, respectively. , P and q each independently represent an integer of 2 to 13, but the 1,4-phenylene group present in the formula is an alkyl group, an alkoxy group, an alkanoyl group, a cyano group or a halogen having 1 to 7 carbon atoms. It may be substituted with one or more atoms.)
[9] The polymer or copolymer contains a polymer or copolymer obtained by polymerizing one or more of the polymerizable compounds represented by the following general formula (II). The liquid crystal display element according to any one of the above [1] to [8].

Figure 0006798097
(式中、W及びWはそれぞれ独立的に単結合、−O−、−COO−又は−OCO−を表し、Yは−COO−又は−OCO−を表し、r及びsはそれぞれ独立的に2〜13の整数を表すが、式中に存在する1,4−フェニレン基は炭素原子数1〜7のアルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基、シアノ基又はハロゲン原子で一つ以上置換されていても良い。)
[10]前記重合体又は共重合体が、下記一般式(V)及び一般式(VI)で表される化合物から選ばれる1種又は2種以上の重合性化合物を重合させて得た重合体又は共重合体を含有する前記[1]〜[9]のいずれか1つに記載の液晶表示素子。
Figure 0006798097
(In the equation, W 3 and W 4 independently represent single bonds, -O-, -COO- or -OCO-, Y 3 represents -COO- or -OCO-, and r and s are independent, respectively. The 1,4-phenylene group existing in the formula is substituted with one or more alkyl groups, alkoxy groups, alkanoyl groups, cyano groups or halogen atoms having 1 to 7 carbon atoms. You may be.)
[10] The polymer or copolymer is a polymer obtained by polymerizing one or more polymerizable compounds selected from the compounds represented by the following general formulas (V) and general formulas (VI). The liquid crystal display element according to any one of the above [1] to [9], which contains a copolymer.

Figure 0006798097
(式中、X及びXはそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Sp及びSpはそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数1〜12のアルキレン基又は−O−(CH−(式中、sは1〜11の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。)を表し、Uは炭素原子数2〜20の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数5〜30の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数5〜20のアルキル基(基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。)又は環状置換基により置換されていてもよく、kは1〜5の整数を表す。式中の全ての1,4−フェニレン基は、任意の水素原子が−CH、−OCH、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。但し、一般式(X1b)で表される重合性化合物を除く。)
Figure 0006798097
(In the formula, X 1 and X 2 independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and Sp 1 and Sp 2 independently represent a single bond, an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms or −O−. (CH 2 ) represents s − (in the formula, s represents an integer of 1 to 11 and an oxygen atom is bonded to an aromatic ring), and U represents a linear or branched number of carbon atoms 2 to 20. It represents a valent alkylene group or a polyvalent cyclic substituent having 5 to 30 carbon atoms, and the alkylene group in the polyvalent alkylene group may be substituted with an oxygen atom within a range in which oxygen atoms are not adjacent to each other, and the number of carbon atoms is 5. It may be substituted with an alkyl group of ~ 20 (the alkylene group in the group may be substituted with an oxygen atom to the extent that the oxygen atom is not adjacent) or a cyclic substituent, and k is an integer of 1 to 5. For all 1,4-phenylene groups in the formula, any hydrogen atom may be substituted with -CH 3 , -OCH 3 , fluorine atom, or cyano group, provided that the general formula (X1b) is used. Excluding the polymerizable compounds represented.)

Figure 0006798097
(式中、Xは、水素原子又はメチル基を表し、Spは、単結合、炭素原子数1〜12のアルキレン基又は−O−(CH−(式中、tは2〜11の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。)を表し、Vは炭素原子数2〜20の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数5〜30の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数5〜20のアルキル基(基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。)又は環状置換基により置換されていてもよく、Wは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数1〜15のアルキルを表す。式中の全ての1,4−フェニレン基は、任意の水素原子が−CH、−OCH、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。但し、一般式(X1b)で表される重合性化合物を除く。)
[11]前記液晶組成物が、下記一般式(LC)で表される液晶化合物を含有する前記[1]〜[10]のいずれか1つに記載の液晶表示素子。
Figure 0006798097
(In the formula, X 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, Sp 3 is a single bond, an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms or −O− (CH 2 ) t − (in the formula, t is 2 to 2). It represents an integer of 11, and the oxygen atom is bound to the aromatic ring.), Where V is a linear or branched polyvalent alkylene group having 2 to 20 carbon atoms or a polyvalent ring having 5 to 30 carbon atoms. Although it represents a substituent, the alkylene group in the polyvalent alkylene group may be substituted with an oxygen atom within a range in which oxygen atoms are not adjacent to each other, and an alkyl group having 5 to 20 carbon atoms (the alkylene group in the group is an oxygen atom). May be substituted with an oxygen atom to the extent that they are not adjacent to each other) or with a cyclic substituent, and W represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl having 1 to 15 carbon atoms. All 1,4-phenylene groups may have any hydrogen atom substituted with -CH 3 , -OCH 3 , a fluorine atom, or a cyano group, provided that they are polymerizable represented by the general formula (X1b). Excluding compounds.)
[11] The liquid crystal display device according to any one of the above [1] to [10], wherein the liquid crystal composition contains a liquid crystal compound represented by the following general formula (LC).

Figure 0006798097
(一般式(LC)中、RLCは、炭素原子数1〜15のアルキル基を表す。該アルキル基中の1つ又は2つ以上のCH基は、酸素原子が直接隣接しないように、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−、−COO−又は−C≡C−で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよい。ALC1及びALC2は、それぞれ独立して、下記の基(a)、基(b)及び基(c)からなる群より選ばれる基を表す。
(a)トランス−1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個のCH基又は隣接していない2個以上のCH基は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。)、
(b)1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個のCH基又は隣接していない2個以上のCH基は窒素原子で置換されていてもよい。)、
(c)1,4−ビシクロ(2.2.2)オクチレン基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、又はクロマン−2,6−ジイル基。
前記の基(a)、基(b)又は基(c)に含まれる1つ又は2つ以上の水素原子はそれぞれ、フッ素原子、塩素原子、−CF又は−OCFで置換されていてもよい。
LCは単結合、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−OCF−、−CFO−、−COO−又は−OCO−を表す。
LCは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数1〜15のアルキル基を表す。該アルキル基中の1つ又は2つ以上のCH基は、酸素原子が直接隣接しないように、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−、−COO−、−C≡C−、−CFO−、−OCF−で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。
aは1〜4の整数を表す。aが2、3又は4を表し、一般式(LC)中にALC1が複数存在する場合、複数存在するALC1は、同一であっても異なっていてもよく、ZLCが複数存在する場合、複数存在するZLCは、同一であっても異なっていてもよい。)
[12]1質量%以上10質量%未満の重合性化合物を含有する重合性液晶組成物を用い屈折率異方性又は配向容易軸方向を有するポリマーネットワークを形成した前記[6]〜[11]のいずれか1つに記載の液晶表示素子。
[13]10質量%以上40質量%未満の重合性化合物を含有する重合性液晶組成物を用い屈折率異方性又は配向容易軸方向を有するポリマーネットワークを形成した前記[6]〜[11]のいずれか1つに記載の液晶表示素子。
[14]セル構造がVAモード、IPSモード、FFSモード、VA−TNモード、TNモード、ECBモードである前記[1]〜[13]のいずれか1つに記載の液晶表示素子。
[15]前記[1]〜[14]に記載の重合性液晶組成物。
Figure 0006798097
(In the general formula (LC), R LC is one or two or more CH 2 groups in. The alkyl group represents an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, as the oxygen atoms are not directly adjacent, It may be substituted with −O−, −CH = CH−, −CO−, −OCO−, −COO− or −C≡C−, and one or more hydrogen atoms in the alkyl group are optionally It may be substituted with a halogen atom. A LC1 and A LC2 each independently represent a group selected from the group consisting of the following groups (a), groups (b) and groups (c).
(A) Trans-1,4-cyclohexylene group (one CH 2 group existing in this group or two or more CH two groups not adjacent to each other may be substituted with an oxygen atom or a sulfur atom. .),
(B) 1,4-phenylene group (one CH group existing in this group or two or more CH groups not adjacent to each other may be substituted with a nitrogen atom),
(C) 1,4-bicyclo (2.2.2) octylene group, naphthalene-2,6-diyl group, decahydronaphthalene-2,6-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2 , 6-Diyl group, or Chroman-2,6-Diyl group.
Even if one or more hydrogen atoms contained in the group (a), group (b) or group (c) are substituted with a fluorine atom, a chlorine atom, -CF 3 or -OCF 3 , respectively. Good.
Z LC is a single bond, -CH = CH -, - CF = CF -, - C≡C -, - CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - OCH 2 -, - CH 2 O-, Represents −OCF 2- , −CF 2 O−, −COO− or −OCO−.
Y LC represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, and an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms. One or more CH 2 groups in the alkyl group are -O-, -CH = CH-, -CO-, -OCO-, -COO-, -C so that oxygen atoms are not directly adjacent to each other. ≡C -, - CF 2 O - , - OCF 2 - may be substituted with, one or more hydrogen atoms in the alkyl group may be optionally substituted by a halogen atom.
a represents an integer of 1 to 4. When a represents 2, 3 or 4, and there are a plurality of A LC1s in the general formula (LC), the plurality of A LC1s may be the same or different, and when a plurality of Z LCs are present. , A plurality of Z LCs may be the same or different. )
[12] The above-mentioned [6] to [11], wherein a polymer network having refractive index anisotropy or easy orientation is formed by using a polymerizable liquid crystal composition containing 1% by mass or more and less than 10% by mass of a polymerizable compound. The liquid crystal display element according to any one of.
[13] The above-mentioned [6] to [11], wherein a polymer network having refractive index anisotropy or easy orientation is formed by using a polymerizable liquid crystal composition containing a polymerizable compound of 10% by mass or more and less than 40% by mass. The liquid crystal display element according to any one of.
[14] The liquid crystal display element according to any one of the above [1] to [13], wherein the cell structure is VA mode, IPS mode, FFS mode, VA-TN mode, TN mode, and ECB mode.
[15] The polymerizable liquid crystal composition according to the above [1] to [14].

本発明によれば、駆動電圧の上昇を抑制し、複屈折率の低減を抑制し透過率を改善させつつ、液晶の立下り時間を改善することで、高透過率且つ高速応答性に優れた液晶表示素子を提供することができる。 According to the present invention, the rise of the driving voltage is suppressed, the reduction of the birefringence is suppressed to improve the transmittance, and the fall time of the liquid crystal is improved, thereby excellent in high transmittance and high-speed response. A liquid crystal display element can be provided.

本発明の液晶表示素子の模式図である。It is a schematic diagram of the liquid crystal display element of this invention. 図1の部分拡大図である。It is a partially enlarged view of FIG. 本発明の液晶表示素子の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal display element of this invention. 図1の部分拡大図である。It is a partially enlarged view of FIG. 本発明の液晶表示素子の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal display element of this invention. 本発明の液晶表示素子の模式図である。It is a schematic diagram of the liquid crystal display element of this invention. 図6の部分拡大図である。It is a partially enlarged view of FIG. 本発明の液晶表示素子の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal display element of this invention. 本発明におけるVA型液晶表示装置の液晶分子配列及びポリマーネットワーク構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the liquid crystal molecular arrangement and the polymer network structure of the VA type liquid crystal display device in this invention. 本発明における斜め電界方式液晶表示装置の電極構造及び液晶分子配列を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the electrode structure and the liquid crystal molecular arrangement of the oblique electric field type liquid crystal display device in this invention. 本発明における8分割斜め電界方式液晶表示装置の電極構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the electrode structure of the 8-division diagonal electric field type liquid crystal display device in this invention. 本発明におけるVA−TN液晶セルの液晶分子の分子配列の模式図である。It is a schematic diagram of the molecular arrangement of the liquid crystal molecule of the VA-TN liquid crystal cell in this invention. 実施例におけるフィッシュボーン型VA液晶セルの電極構造の模式図である。It is a schematic diagram of the electrode structure of the fishbone type VA liquid crystal cell in an Example. 実施例における斜め電界テストセル電極構造の平面図と液晶分子運動の模式図である。It is a top view of the oblique electric field test cell electrode structure and the schematic diagram of the liquid crystal molecular motion in an Example. 本発明に用いた配向分割されたIPSモード用テストセルの電極構造の平面図と液晶分子の挙動を示す模式図である。It is a top view of the electrode structure of the test cell for IPS mode which was divided into orientations used in this invention, and is a schematic diagram which shows the behavior of a liquid crystal molecule. 本発明に用いた配向分割されたFFSモードテストセルの電極構造の平面図である。It is a top view of the electrode structure of the orientation-divided FFS mode test cell used in this invention.

<液晶組成物>
[液晶化合物]
本発明に用いられる液晶組成物としては、一般式(LC)で表される液晶化合物を含有することが好ましい。
<Liquid crystal composition>
[Liquid crystal compound]
The liquid crystal composition used in the present invention preferably contains a liquid crystal compound represented by the general formula (LC).

Figure 0006798097
Figure 0006798097

一般式(LC)中、RLCは、炭素原子数1〜15のアルキル基を表す。該アルキル基中の1つ又は2つ以上のCH基は、酸素原子が直接隣接しないように、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−、−COO−又は−C≡C−で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよい。RLCのアルキル基は、それぞれ分岐鎖状の基であってもよく、直鎖状の基であってもよいが、直鎖状の基であることが好ましい。 In the general formula (LC), R LC represents an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms. One or more CH 2 groups in the alkyl group are -O-, -CH = CH-, -CO-, -OCO-, -COO- or -C so that oxygen atoms are not directly adjacent to each other. It may be substituted with ≡ C−, and one or more hydrogen atoms in the alkyl group may be optionally substituted with a halogen atom. Alkyl group R LC may be respectively branched chain groups, may be straight chain groups, but is preferably a linear group.

一般式(LC)中、ALC1及びALC2は、それぞれ独立して、下記の基(a)、基(b)及び基(c)からなる群より選ばれる基を表す。
(a)トランス−1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個のCH基又は隣接していない2個以上のCH基は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。)、
(b)1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個のCH基又は隣接していない2個以上のCH基は窒素原子で置換されていてもよい。)、
(c)1,4−ビシクロ(2.2.2)オクチレン基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、又はクロマン−2,6−ジイル基。
In the general formula (LC), A LC1 and A LC2 each independently represent a group selected from the group consisting of the following groups (a), groups (b) and groups (c).
(A) Trans-1,4-cyclohexylene group (one CH 2 group existing in this group or two or more CH two groups not adjacent to each other may be substituted with an oxygen atom or a sulfur atom. .),
(B) 1,4-phenylene group (one CH group existing in this group or two or more CH groups not adjacent to each other may be substituted with a nitrogen atom),
(C) 1,4-bicyclo (2.2.2) octylene group, naphthalene-2,6-diyl group, decahydronaphthalene-2,6-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2 , 6-Diyl group, or Chroman-2,6-Diyl group.

前記の基(a)、基(b)又は基(c)に含まれる1つ又は2つ以上の水素原子はそれぞれ、フッ素原子、塩素原子、−CF又は−OCFで置換されていてもよい。
一般式(LC)中、ZLCは単結合、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−OCF−、−CFO−、−COO−又は−OCO−を表す。
一般式(LC)中、YLCは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数1〜15のアルキル基を表す。該アルキル基中の1つ又は2つ以上のCH基は、酸素原子が直接隣接しないように、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−、−COO−、−C≡C−、−CFO−、−OCF−で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。
Even if one or more hydrogen atoms contained in the group (a), group (b) or group (c) are substituted with a fluorine atom, a chlorine atom, -CF 3 or -OCF 3 , respectively. Good.
In the general formula (LC), Z LC is a single bond, -CH = CH -, - CF = CF -, - C≡C -, - CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - OCH 2 - , -CH 2 O -, - OCF 2 -, - CF 2 O -, - COO- or an -OCO-.
In the general formula (LC), YLC represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, and an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms. One or more CH 2 groups in the alkyl group are -O-, -CH = CH-, -CO-, -OCO-, -COO-, -C so that oxygen atoms are not directly adjacent to each other. ≡C -, - CF 2 O - , - OCF 2 - may be substituted with, one or more hydrogen atoms in the alkyl group may be optionally substituted by a halogen atom.

一般式(LC)中、aは1〜4の整数を表す。aが2、3又は4を表し、一般式(LC)中にALC1が複数存在する場合、複数存在するALC1は、同一であっても異なっていてもよく、ZLCが複数存在する場合、複数存在するZLCは、同一であっても異なっていてもよい。
前記一般式(LC)で表される化合物は、下記一般式(LC1)及び一般式(LC2)で表される化合物群から選ばれる1種又は2種以上の化合物であることが好ましい。
In the general formula (LC), a represents an integer of 1 to 4. When a represents 2, 3 or 4, and there are a plurality of A LC1s in the general formula (LC), the plurality of A LC1s may be the same or different, and when a plurality of Z LCs are present. , A plurality of Z LCs may be the same or different.
The compound represented by the general formula (LC) is preferably one or more compounds selected from the compound group represented by the following general formula (LC1) and general formula (LC2).

Figure 0006798097
Figure 0006798097

一般式(LC1)又は(LC2)中、RLC11及びRLC21は、それぞれ独立して炭素原子数1〜15のアルキル基を表し、該アルキル基中の1つ又は2つ以上のCH基は、酸素原子が直接隣接しないように、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−、−COO−又は−C≡C−で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。一般式(LC1)又は(LC2)で表わされる化合物としては、RLC11及びRLC21は、それぞれ独立して炭素原子数1〜7のアルキル基、炭素原子数1〜7のアルコキシ基、炭素原子数2〜7のアルケニル基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルケニル基がより好ましく、直鎖状であることが更に好ましく、アルケニル基としては下記構造を表すことが最も好ましい。 In the general formula (LC1) or (LC2), R LC11 and R LC21 each independently represent an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, and one or two or more CH 2 groups in the alkyl group , Can be substituted with -O-, -CH = CH-, -CO-, -OCO-, -COO- or -C≡C- so that the oxygen atoms are not directly adjacent, one of the alkyl groups. Alternatively, the two or more hydrogen atoms may be optionally substituted with halogen atoms. As the compounds represented by the general formula (LC1) or (LC2), R LC11 and R LC21 independently have an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, and the number of carbon atoms, respectively. 2 to 7 alkenyl groups are preferable, alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 5 carbon atoms, and alkenyl groups having 2 to 5 carbon atoms are more preferable, and linearity is further preferable. Most preferably, the alkoxy group has the following structure.

Figure 0006798097
(式中、環構造へは右端で結合するものとする。)
Figure 0006798097
(In the formula, it shall be connected to the ring structure at the right end.)

一般式(LC1)又は(LC2)中、ALC11及びALC21はそれぞれ独立して下記の何れかの構造を表す。該構造中、シクロヘキシレン基中の1つ又は2つ以上のCH基は酸素原子で置換されていてもよく、1,4−フェニレン基中の1つ又は2つ以上のCH基は窒素原子で置換されていてもよく、また、該構造中の1つ又は2つ以上の水素原子はフッ素原子、塩素原子、−CF又は−OCFで置換されていてもよい。 In the general formula (LC1) or (LC2), A LC11 and A LC21 each independently represent any of the following structures. In the structure, one or more CH two groups in the cyclohexylene group may be substituted with an oxygen atom, and one or more CH groups in the 1,4-phenylene group may be a nitrogen atom. It may be substituted with, and one or more hydrogen atoms in the structure may be substituted with a fluorine atom, a chlorine atom, -CF 3 or -OCF 3 .

Figure 0006798097
Figure 0006798097

一般式(LC1)又は(LC2)で表わされる化合物としては、ALC11及びALC21はそれぞれ独立して下記の何れかの構造が好ましい。 As the compound represented by the general formula (LC1) or (LC2), A LC11 and A LC21 each independently preferably have any of the following structures.

Figure 0006798097
Figure 0006798097

一般式(LC1)又は(LC2)中、XLC11、XLC12、XLC21〜XLC23は、それぞれ独立して水素原子、塩素原子、フッ素原子、−CF又は−OCFを表し、YLC11及びYLC21はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子、フッ素原子、シアノ基、−CF、−OCHF、−OCHF又は−OCFを表す。一般式(LC1)又は(LC2)で表わされる化合物としては、YLC11及びYLC21は、それぞれ独立してフッ素原子、シアノ基、−CF又は−OCFが好ましく、フッ素原子又は−OCFがより好ましく、フッ素原子が特に好ましい。 In the general formula (LC1) or (LC2), X LC11, X LC12, X LC21 ~X LC23 are each independently a hydrogen atom, a chlorine atom, a fluorine atom, a -CF 3 or -OCF 3, Y LC11 and Y LC21 independently represents a hydrogen atom, a chlorine atom, a fluorine atom, a cyano group, -CF 3 , -OCH 2 F, -OCHF 2 or -OCF 3 . As the compound represented by the general formula (LC1) or (LC2), Y LC11 and Y LC21 are each independently preferably a fluorine atom, a cyano group, -CF 3 or -OCF 3 , and the fluorine atom or -OCF 3 is preferable. More preferably, a fluorine atom is particularly preferable.

一般式(LC1)又は(LC2)中、ZLC11及びZLC21は、それぞれ独立して単結合、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−OCF−、−CFO−、−COO−又は−OCO−を表す。一般式(LC1)又は(LC2)で表わされる化合物としては、ZLC11及びZLC21は、それぞれ独立して単結合、−CHCH−、−COO−、−OCO−、−OCH−、−CHO−、−OCF−又は−CFO−が好ましく、単結合、−CHCH−、−OCH−、−OCF−又は−CFO−がより好ましく、単結合、−OCH−又は−CFO−が更に好ましい。 In the general formula (LC1) or (LC2), Z LC11 and Z LC21 are independently single-bonded, −CH = CH−, −CF = CF− , −C≡C− , −CH 2 CH 2− , respectively. - (CH 2) 4 -, - OCH 2 -, - CH 2 O -, - OCF 2 -, - CF 2 O -, - COO- or an -OCO-. Examples of the compound represented by the general formula (LC1) or (LC2), Z LC11 and Z LC21 are each independently a single bond, -CH 2 CH 2 -, - COO -, - OCO -, - OCH 2 -, -CH 2 O-, -OCF 2- or -CF 2 O- are preferred, single bond, -CH 2 CH 2- , -OCH 2- , -OCF 2- or -CF 2 O- are more preferred, single bond , -OCH 2- or -CF 2 O- is even more preferred.

一般式(LC1)又は(LC2)中、mLC11及びmLC21は、それぞれ独立して1〜4の整数を表す。一般式(LC1)又は(LC2)で表わされる化合物としては、mLC11及びmLC21は、それぞれ独立して1、2又は3が好ましく、低温での保存安定性、応答速度を重視する場合には1又は2がより好ましく、ネマチック相上限温度の上限値を改善する場合には2又は3がより好ましい。一般式(LC1)又は(LC2)中に、ALC11、ALC21、ZLC11及びZLC21が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていてもよい。 In the general formula (LC1) or (LC2), m LC11 and m LC21 each independently represent an integer of 1 to 4. As the compound represented by the general formula (LC1) or (LC2), m LC11 and m LC21 are preferably 1, 2 or 3 independently of each other, and when storage stability at low temperature and response speed are important. 1 or 2 is more preferable, and 2 or 3 is more preferable when improving the upper limit of the nematic phase upper limit temperature. When a plurality of A LC11 , A LC21 , Z LC11 and Z LC21 are present in the general formula (LC1) or (LC2), they may be the same or different.

一般式(LC1)で表わされる化合物としては、下記一般式(LC1−a)から一般式(LC1−c)で表される化合物からなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (LC1) is one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (LC1-a) to general formula (LC1-c). Is preferable.

Figure 0006798097
Figure 0006798097

一般式(LC1−a)〜(LC1−c)中、RLC11、YLC11、XLC11及びXLC12はそれぞれ独立して前記一般式(LC1)におけるRLC11、YLC11、XLC11及びXLC12と同じ意味を表す。一般式(LC1−a)から一般式(LC1−c)で表される化合物としては、RLC11はそれぞれ独立して炭素原子数1〜7のアルキル基、炭素原子数1〜7のアルコキシ基、炭素原子数2〜7のアルケニル基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルケニル基がより好ましい。また、XLC11及びXLC12はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましく、YLC11はそれぞれ独立してフッ素原子、−CF又は−OCFが好ましい。 In the general formula (LC1-a) ~ (LC1 -c), and R LC11, Y LC11, X LC11 and X LC12 R LC11 is in formula each independently (LC1), Y LC11, X LC11 and X LC12 Represents the same meaning. As the compounds represented by the general formulas (LC1-a) to the general formula (LC1-c), R LC11 independently contains an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms. An alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms is preferable, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms are more preferable. Further, preferably a hydrogen atom or a fluorine atom X LC11 and X LC12 each independently, Y LC11 each independently a fluorine atom, -CF 3 or -OCF 3 are preferred.

一般式(LC1−a)〜(LC1−c)中、ALC1a1、ALC1a2及びALC1b1は、トランス−1,4−シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表す。また、一般式(LC1−a)〜(LC1−c)中、XLC1b1、XLC1b2、XLC1c1〜XLC1c4はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子、フッ素原子、−CF又は−OCFを表す。一般式(LC1−a)から一般式(LC1−c)で表される化合物としては、XLC1b1、XLC1b2、XLC1c1〜XLC1c4はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましい。 In the general formulas (LC1-a) to (LC1-c), A LC1a1 , A LC1a2 and A LC1b1 are trans-1,4-cyclohexylene group, tetrahydropyran-2,5-diyl group, 1,3-dioxane. Represents a −2,5-diyl group. Further, in the general formulas (LC1-a) to (LC1-c), X LC1b1 , X LC1b2 , and X LC1c1 to X LC1c4 independently generate hydrogen atom, chlorine atom, fluorine atom, -CF 3 or -OCF 3 . Represent. As the compounds represented by the general formulas (LC1-a) to the general formula (LC1-c), X LC1b1 , X LC1b2 , and X LC1c1 to X LC1c4 are preferably independent hydrogen atoms or fluorine atoms, respectively.

また、一般式(LC1)は、下記一般式(LC1−d)から一般式(LC1−p)で表される化合物からなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物であることも好ましい。 Further, the general formula (LC1) is preferably one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (LC1-d) to the general formula (LC1-p).

Figure 0006798097
Figure 0006798097

Figure 0006798097
Figure 0006798097

Figure 0006798097
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Figure 0006798097
Figure 0006798097

一般式(LC1−d)〜(LC1−p)中、RLC11、YLC11、XLC11及びXLC12はそれぞれ独立して前記一般式(LC1)におけるRLC11、YLC11、XLC11及びXLC12と同じ意味を表す。一般式(LC1−d)〜(LC1−p)で表わされる化合物としては、RLC11はそれぞれ独立して炭素原子数1〜7のアルキル基、炭素原子数1〜7のアルコキシ基、炭素原子数2〜7のアルケニル基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルケニル基がより好ましい。また、XLC11及びXLC12はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましい。YLC11はそれぞれ独立してフッ素原子、−CF又は−OCFが好ましい。 In the general formula (LC1-d) ~ (LC1 -p), and R LC11, Y LC11, X LC11 and X LC12 R LC11 is in formula each independently (LC1), Y LC11, X LC11 and X LC12 Represents the same meaning. As the compounds represented by the general formulas (LC1-d) to (LC1-p), R LC11 independently has an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, and a carbon atom number. 2 to 7 alkenyl groups are preferable, and alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 5 carbon atoms, and alkenyl groups having 2 to 5 carbon atoms are more preferable. Further, X LC11 and X LC12 is preferably a hydrogen atom or a fluorine atom independently. Y LC11 is preferably a fluorine atom, −CF 3 or −OCF 3 independently of each other.

一般式(LC1−d)〜(LC1−p)中、ALC1d1、ALC1f1、ALC1g1、ALC1j1、ALC1k1、ALC1k2、ALC1m1〜ALC1m3はそれぞれ独立して、1,4−フェニレン基、トランス−1,4−シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル基、又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表す。 In the general formulas (LC1-d) to (LC1-p), A LC1d1 , A LC1f1 , A LC1g1 , A LC1j1 , A LC1k1 , A LC1k2 , and A LC1m1 to A LC1m3 are independently 1,4-phenylene groups. , Trans-1,4-cyclohexylene group, tetrahydropyran-2,5-diyl group, or 1,3-dioxane-2,5-diyl group.

一般式(LC1−d)〜(LC1−p)中、XLC1d1、XLC1d2、XLC1f1、XLC1f2、XLC1g1、XLC1g2、XLC1h1、XLC1h2、XLC1i1、XLC1i2、XLC1j1〜XLC1j4、XLC1k1、XLC1k2、XLC1m1及びXLC1m2はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子、フッ素原子、−CF又は−OCFを表す。一般式(LC1−d)〜(LC1−m)で表わされる化合物としては、XLC1d1〜XLC1m2はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましい。 In the general formula (LC1-d) ~ (LC1 -p), X LC1d1, X LC1d2, X LC1f1, X LC1f2, X LC1g1, X LC1g2, X LC1h1, X LC1h2, X LC1i1, X LC1i2, X LC1j1 ~X LC1j4 , X LC1k1 , X LC1k2 , X LC1m1 and X LC1m2 independently represent hydrogen atom, chlorine atom, fluorine atom, -CF 3 or -OCF 3 . As the compounds represented by the general formulas (LC1-d) to (LC1-m), X LC1d1 to X LC1m2 are preferably independent hydrogen atoms or fluorine atoms, respectively.

一般式(LC1−d)〜(LC1−p)中、ZLC1d1、ZLC1e1、ZLC1j1、ZLC1k1、ZLC1m1はそれぞれ独立して単結合、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−OCF−、−CFO−、−COO−又は−OCO−を表す。一般式(LC1−d)〜(LC1−p)で表わされる化合物としては、ZLC1d1〜ZLC1m1はそれぞれ独立して単結合、−CHCH−、−(CH−、−CFO−又は−OCH−が好ましい。 In the general formulas (LC1-d) to (LC1-p), Z LC1d1 , Z LC1e1 , Z LC1j1 , Z LC1k1 , and Z LC1m1 are independently single-bonded, -CH = CH-, -CF = CF-,-. C≡C -, - CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - OCH 2 -, - CH 2 O -, - OCF 2 -, - CF 2 O -, - COO- or -OCO- the Represent. The general formula (LC1-d) ~ compound represented by (LC1-p), Z LC1d1 ~Z LC1m1 each independently represent a single bond, -CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - CF 2 O- or -OCH 2- is preferable.

一般式(LC1−d)〜(LC1−p)で表わされる化合物としては、下記一般式(LC1−1)から一般式(LC1−45)で表される化合物からなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物であることが好ましい。一般式(LC1−1)から一般式(LC1−45)中、RLC11はそれぞれ独立して炭素原子数1〜7のアルキル基を表す。 The compound represented by the general formulas (LC1-d) to (LC1-p) is one selected from the group consisting of the compounds represented by the following general formulas (LC1-1) to the general formula (LC1-45). It is preferably two or more compounds. From the general formula (LC1-1) to the general formula (LC1-45), R LC11 independently represents an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms.

Figure 0006798097
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一般式(LC2)は、下記一般式(LC2−a)から一般式(LC2−g)で表される化合物からなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物であることが好ましい。 The general formula (LC2) is preferably one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (LC2-a) to the general formula (LC2-g).

Figure 0006798097
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一般式(LC2−a)〜(LC2−g)中、RLC21、YLC21、XLC21〜XLC23はそれぞれ独立して前記一般式(LC2)におけるRLC21、YLC21、XLC21〜XLC23と同じ意味を表す。一般式(LC2−a)〜(LC2−g)で表わされる化合物としては、RLC21はそれぞれ独立して炭素原子数1〜7のアルキル基、炭素原子数1〜7のアルコキシ基、炭素原子数2〜7のアルケニル基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルケニル基がより好ましい。また、XLC21〜XLC23はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましく、YLC21はそれぞれ独立してフッ素原子、−CF又は−OCFが好ましい。 In the general formulas (LC2-a) to (LC2-g), R LC21 , Y LC21 , and X LC21 to X LC23 are independently referred to as R LC21 , Y LC21 , and X LC21 to X LC23 in the general formula (LC2). Represents the same meaning. As the compounds represented by the general formulas (LC2-a) to (LC2-g), R LC21 independently has an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, and a carbon atom number. 2 to 7 alkenyl groups are preferable, and alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 5 carbon atoms, and alkenyl groups having 2 to 5 carbon atoms are more preferable. Further, X LC21 to X LC23 are preferably independently hydrogen atoms or fluorine atoms, and Y LC21 is independently preferably fluorine atoms, −CF 3 or −OCF 3 .

一般式(LC2−a)〜(LC2−g)中、XLC2d1〜XLC2d4、XLC2e1〜XLC2e4、XLC2f1〜XLC2f4及びXLC2g1〜XLC2g4はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子、フッ素原子、−CF又は−OCFを表す。一般式(LC2−a)〜(LC2−g)で表わされる化合物としては、XLC2d1〜XLC2g4はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましい。 In the general formulas (LC2-a) to (LC2-g), X LC2d1 to X LC2d4 , X LC2e1 to X LC2e4 , X LC2f1 to X LC2f4 and X LC2g1 to X LC2g4 are independently hydrogen atoms, chlorine atoms, and fluorine, respectively. Represents an atom, -CF 3 or -OCF 3 . As the compounds represented by the general formulas (LC2-a) to (LC2-g), X LC2d1 to X LC2g4 are preferably independently hydrogen atoms or fluorine atoms, respectively.

一般式(LC2−a)〜(LC2−g)中、ZLC2a1、ZLC2b1、ZLC2c1、ZLC2d1、ZLC2e1、ZLC2f1及びZLC2g1はそれぞれ独立して単結合、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−OCF−、−CFO−、−COO−又は−OCO−を表す。一般式(LC2−a)〜(LC2−g)で表わされる化合物としては、ZLC2a1〜ZLC2g4はそれぞれ独立して−CFO−又は−OCH−が好ましい。 In the general formulas (LC2-a) to (LC2-g), Z LC2a1 , Z LC2b1 , Z LC2c1 , Z LC2d1 , Z LC2e1 , Z LC2f1 and Z LC2g1 are independently single-bonded, -CH = CH-,-. CF = CF -, - C≡C - , - CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - OCH 2 -, - CH 2 O -, - OCF 2 -, - CF 2 O -, - COO Represents − or −OCO−. As the compounds represented by the general formulas (LC2-a) to (LC2-g), Z LC2a1 to Z LC2g4 are preferably −CF 2 O− or −OCH 2 − independently of each other.

前記一般式(LC)で表される化合物は、下記一般式(LC3)〜一般式(LC5)で表される化合物群から選ばれる1種又は2種以上の化合物であることも好ましい。 The compound represented by the general formula (LC) is preferably one or more compounds selected from the compound group represented by the following general formulas (LC3) to (LC5).

Figure 0006798097
Figure 0006798097

(式中、RLC31、RLC32、RLC41、RLC42、RLC51及びRLC52はそれぞれ独立して炭素原子数1〜15のアルキル基を表し、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の−CH−は、酸素原子が直接隣接しないように、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−、−COO−又は−C≡C−で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよく、ALC31、ALC32、ALC41、ALC42、ALC51及びALC52はそれぞれ独立して下記の何れかの構造 (Wherein represents R LC31, R LC32, R LC41 , R LC42, alkyl groups R LC51 and R LC52 is 1-15 carbon atoms independently, one in the alkyl group or two or more -CH 2 -, as the oxygen atoms are not directly adjacent, -O -, - CH = CH -, - CO -, - OCO -, - COO- or -C≡C- may be substituted with said alkyl one or more hydrogen atoms in the group may be optionally substituted by a halogen atom, a LC31, a LC32, a LC41, a LC42, a LC51 and a LC52 each independently any of the following Structure

Figure 0006798097
Figure 0006798097

(該構造中シクロヘキシレン基中の1つ又は2つ以上の−CH−は酸素原子で置換されていてもよく、1,4−フェニレン基中の1つ又は2つ以上の−CH−は窒素原子で置換されていてもよく、また、該構造中の1つ又は2つ以上の水素原子はフッ素原子、塩素原子、−CF又は−OCFで置換されていてもよい。)のいずれかを表し、ZLC31、ZLC32、ZLC41、ZLC42、ZLC51及びZLC51はそれぞれ独立して単結合、−CH=CH−、−C≡C−、−CHCH−、−(CH−、−COO−、−OCH−、−CHO−、−OCF−又は−CFO−を表し、Zは−CH−又は酸素原子を表し、XLC41は水素原子又はフッ素原子を表し、mLC31、mLC32、mLC41、mLC42、mLC51及びmLC52はそれぞれ独立して0〜3を表し、mLC31+mLC32、mLC41+mLC42及びmLC51+mLC52は1、2又は3であり、ALC31〜ALC52、ZLC31〜ZLC52が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。)で表される化合物からなる群より選ばれる化合物を一種又は二種以上含むことが好ましい。
LC31〜RLC52は、それぞれ独立して、炭素原子数1〜7のアルキル基、炭素原子数1〜7のアルコキシ基、炭素原子数2〜7のアルケニル基が好ましく、アルケニル基としては下記構造を表すことが最も好ましく、
(In the structure, one or more -CH 2- in the cyclohexylene group may be substituted with an oxygen atom, and one or more -CH- in the 1,4-phenylene group may be substituted. It may be substituted with a nitrogen atom, and one or more hydrogen atoms in the structure may be substituted with a fluorine atom, a chlorine atom, -CF 3 or -OCF 3 ). It indicates whether, Z LC31, Z LC32, Z LC41, Z LC42, Z LC51 and Z LC51 each independently represent a single bond, -CH = CH -, - C≡C -, - CH 2 CH 2 -, - ( CH 2) 4 -, - COO -, - OCH 2 -, - CH 2 O -, - OCF 2 - or -CF 2 O-a represents, Z 5 is -CH 2 - represents an or an oxygen atom, X LC41 is represents a hydrogen atom or a fluorine atom, m LC31, m LC32, m LC41, m LC42, m LC51 and m LC52 represent 0-3 independently, m LC31 + m LC32, m LC41 + m LC42 and m LC51 + m LC52 Is 1, 2 or 3, and when there are a plurality of A LC31 to A LC52 and Z LC31 to Z LC52 , they may be the same or different. It is preferable to contain one or more compounds selected from the group consisting of the compounds represented by).
Each of R LC31 to R LC52 is preferably an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, and an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, and the alkenyl group has the following structure. Is most preferable to represent

Figure 0006798097
(式中、環構造へは右端で結合するものとする。)
LC31〜ALC52はそれぞれ独立して下記の構造が好ましく、
Figure 0006798097
(In the formula, it shall be connected to the ring structure at the right end.)
The following structures are preferable for A LC31 to A LC52 independently of each other.

Figure 0006798097
Figure 0006798097

LC31〜ZLC51はそれぞれ独立して単結合、−CHO−、−COO−、−OCO−、−CHCH−、−CFO−、−OCF−又は−OCH−が好ましい。
一般式(LC3)、一般式(LC4)、及び一般式(LC5)で表される化合物として、一般式(LC3−1)、一般式(LC4−1)、及び一般式(LC5−1)
Z LC31 to Z LC51 are independently single-bonded, with -CH 2 O-, -COO-, -OCO- , -CH 2 CH 2- , -CF 2 O-, -OCF 2- or -OCH 2-. preferable.
As compounds represented by the general formula (LC3), the general formula (LC4), and the general formula (LC5), the general formula (LC3-1), the general formula (LC4-1), and the general formula (LC5-1)

Figure 0006798097
Figure 0006798097

(式中、R31〜R33は炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表し、R41〜R43は炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表し、Z31〜Z33は単結合、−CH=CH−、−C≡C−、−CHCH−、−(CH−、−COO−、−OCO−、−OCH−、−CHO−、−OCF−又は−CFO−を表し、X41は水素原子又はフッ素原子を表し、Z34は−CH−又は酸素原子を表す。)で表される化合物群から選ばれる化合物を少なくとも1種含有することが好ましい。
一般式(LC3−1)〜一般式(LC5−1)において、R31〜R33は炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基を表すことが好ましく、炭素原子数2〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜4のアルケニル基を表すことがより好ましく、炭素原子数3〜5のアルキル基又は炭素原子数2のアルケニル基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数3のアルキル基を表すことが特に好ましい。
(In the formula, R 31 to R 33 are an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms. R 41 to R 43 represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms. represents, Z 31 to Z 33 represents a single bond, -CH = CH -, - C≡C -, - CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - COO -, - OCO -, - OCH 2 - , -CH 2 O-, -OCF 2- or -CF 2 O-, X 41 represents a hydrogen atom or a fluorine atom, Z 34 represents a -CH 2- or an oxygen atom) It is preferable to contain at least one compound selected from the group.
In the general formulas (LC3-1) to (LC5-1), R 31 to R 33 have an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, and 1 to 8 carbon atoms. It represents an alkoxy group or an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms, and preferably represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and an alkyl having 2 to 5 carbon atoms. It is more preferable to represent a group or an alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms, further preferably to represent an alkyl group having 3 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 carbon atoms, and an alkyl group having 3 carbon atoms. It is particularly preferable to represent.

41〜R43は炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数1〜5のアルキル基あるいは炭素原子数1〜5のアルコキシ基、又は炭素原子数4〜8のアルケニル基あるいは炭素原子数3〜8のアルケニルオキシ基を表すことが好ましく、炭素原子数1〜3のアルキル基又は炭素原子数1〜3のアルコキシ基を表すことがより好ましく、炭素原子数3のアルキル基又は炭素原子数2のアルコキシ基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数2のアルコキシ基を表すことが特に好ましい。
31〜Z33は単結合、−CH=CH−、−C≡C−、−CHCH−、−(CH−、−COO−、−OCO−、−OCH−、−CHO−、−OCF−又は−CFO−を表すが、単結合、−CHCH−、−COO−、−OCH−、−CHO−、−OCF−又は−CFO−を表すことが好ましく、単結合又は−CHO−を表すことがより好ましい。
液晶組成物において、一般式(LC3−1)、一般式(LC4−1)、及び一般式(LC5−1)で表される化合物群から選ばれる化合物を5質量%〜50質量%含有することが好ましく、5質量%〜40質量%含有することが好ましく、5質量%〜30質量%含有することがより好ましく、8質量%〜27質量%含有することがより好ましく、10質量%〜25質量%含有することがさらに好ましい。
R 41 to R 43 represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms. It preferably represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 4 to 8 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 3 to 8 carbon atoms, preferably having 3 to 8 carbon atoms. It is more preferable to represent an alkyl group of 1 to 3 or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, further preferably to represent an alkyl group having 3 carbon atoms or an alkoxy group having 2 carbon atoms, and having 2 carbon atoms. It is particularly preferable to represent an alkoxy group.
Z 31 to Z 33 represents a single bond, -CH = CH -, - C≡C -, - CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - COO -, - OCO -, - OCH 2 -, - Represents CH 2 O-, -OCF 2- or -CF 2 O-, but single bond, -CH 2 CH 2- , -COO-, -OCH 2- , -CH 2 O-, -OCF 2- or- It preferably represents CF 2 O−, more preferably a single bond or −CH 2 O−.
The liquid crystal composition contains 5% by mass to 50% by mass of a compound selected from the compound group represented by the general formula (LC3-1), the general formula (LC4-1), and the general formula (LC5-1). Is preferable, 5% by mass to 40% by mass is preferable, 5% by mass to 30% by mass is more preferable, 8% by mass to 27% by mass is more preferable, and 10% by mass to 25% by mass is contained. It is more preferable to contain%.

一般式(LC3−1)で表される化合物は具体的には次に記載する一般式(LC3−11)〜一般式(LC3−15)で表される化合物が好ましい。 Specifically, the compound represented by the general formula (LC3-1) is preferably a compound represented by the following general formulas (LC3-11) to (LC3-15).

Figure 0006798097
Figure 0006798097

(式中、R31は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基を表し、R41aは炭素原子数1〜5のアルキル基を表す。)
一般式(LC4−1)で表される化合物は具体的には次に記載する一般式(LC4−11)〜一般式(LC4−14)で表される化合物が好ましい。
(In the formula, R 31 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and R 41a represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.)
Specifically, the compound represented by the general formula (LC4-1) is preferably a compound represented by the following general formulas (LC4-11) to (LC4-14).

Figure 0006798097
Figure 0006798097

(式中、R32は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基を表し、R42aは炭素原子数1〜5のアルキル基を表し、X41は水素原子又はフッ素原子を表す。)
一般式(LC5−1)で表される化合物は具体的には次に記載する一般式(LC5−11)〜一般式(LC5−14)で表される化合物が好ましい。
(In the formula, R 32 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, R 42a represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and X 41 represents a hydrogen atom or a hydrogen atom or Represents a fluorine atom.)
Specifically, the compound represented by the general formula (LC5-1) is preferably a compound represented by the following general formulas (LC5-11) to (LC5-14).

Figure 0006798097
Figure 0006798097

(式中、R33は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基を表し、R43aは炭素原子数1〜5のアルキル基を表し、Z34は−CH−又は酸素原子を表す。)
一般式(LC3−11)、一般式(LC3−13)、一般式(LC4−11)、一般式(LC4−13)、一般式(LC5−11)、及び一般式(LC5−13)において、R31〜R33は、一般式(LC3−1)〜一般式(LC5−1)における同様の実施態様が好ましい。R41a〜R41cは炭素原子数1〜3のアルキル基が好ましく、炭素原子数1又は2のアルキル基がより好ましく、炭素原子数2のアルキル基が特に好ましい。
一般式(LC3−12)、一般式(LC3−14)、一般式(LC4−12)、一般式(LC4−14)、一般式(LC5−12)、及び一般式(LC5−14)において、R31〜R33は、一般式(LC3−1)〜一般式(LC5−1)における同様の実施態様が好ましい。R41a〜R41cは炭素原子数1〜3のアルキル基が好ましく、炭素原子数1又は3のアルキル基がより好ましく、炭素原子数3のアルキル基が特に好ましい。
一般式(LC3−11)〜一般式(LC5−14)の中でも、誘電率異方性の絶対値を増大するためには、一般式(LC3−11)、一般式(LC4−11)、一般式(LC5−11)、一般式(LC3−13)、一般式(LC4−13)及び一般式(LC5−13)が好ましく、一般式(LC3−11)、一般式(LC4−11)、一般式(LC5−11)がより好ましい。
本発明の液晶表示素子における液晶層は、一般式(LC3−11)〜一般式(LC5−14)で表される化合物を1種又は2種以上含有することが好ましく、1種又は2種含有することがより好ましく、一般式(LC3−1)で表される化合物を1種又は2種含有することが特に好ましい。
(In the formula, R 33 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, R 43a represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and Z 34 represents -CH 2. -Or represents an oxygen atom.)
In the general formula (LC3-11), the general formula (LC3-13), the general formula (LC4-11), the general formula (LC4-13), the general formula (LC5-11), and the general formula (LC5-13), For R 31 to R 33 , the same embodiment in the general formula (LC3-1) to the general formula (LC5-1) is preferable. R 41a to R 41c are preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms, and particularly preferably an alkyl group having 2 carbon atoms.
In the general formula (LC3-12), the general formula (LC3-14), the general formula (LC4-12), the general formula (LC4-14), the general formula (LC5-12), and the general formula (LC5-14), For R 31 to R 33 , the same embodiment in the general formula (LC3-1) to the general formula (LC5-1) is preferable. R 41a to R 41c are preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 or 3 carbon atoms, and particularly preferably an alkyl group having 3 carbon atoms.
Among the general formulas (LC3-11) to the general formula (LC5-14), in order to increase the absolute value of the dielectric anisotropy, the general formula (LC3-11), the general formula (LC4-11), and the general formula (LC4-11) are used. Formula (LC5-11), general formula (LC3-13), general formula (LC4-13) and general formula (LC5-13) are preferable, and general formula (LC3-11), general formula (LC4-11), general formula The formula (LC5-11) is more preferable.
The liquid crystal layer in the liquid crystal display element of the present invention preferably contains one or more compounds represented by the general formulas (LC3-11) to (LC5-14), and contains one or two kinds. It is more preferable to contain one or two compounds represented by the general formula (LC3-1).

また、一般式(LC3)、一般式(LC4)、及び一般式(LC5)で表される化合物として、一般式(LC3−2)、一般式(LC4−2)、及び一般式(LC5−2) Further, as the compounds represented by the general formula (LC3), the general formula (LC4), and the general formula (LC5), the general formula (LC3-2), the general formula (LC4-2), and the general formula (LC5-2) )

Figure 0006798097
Figure 0006798097

(式中、R51〜R53は炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表し、R61〜R63は炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表し、B〜Bはフッ素置換されていてもよい、1,4−フェニレン基又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表し、Z41〜Z43は単結合、−CH=CH−、−C≡C−、−CHCH−、−(CH−、−COO−、−OCO−、−OCH−、−CHO−、−OCF−又は−CFO−を表し、X42は水素原子又はフッ素原子を表し、Z44は−CH−又は酸素原子を表す。)
で表される化合物群から選ばれる化合物を少なくとも1種含有することが好ましい。
一般式(LC3−2)、一般式(LC4−2)、及び一般式(LC5−2)において、R51〜R53は炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基を表すことが好ましく、炭素原子数2〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜4のアルケニル基を表すことがより好ましく、炭素原子数3〜5のアルキル基又は炭素原子数2のアルケニル基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数3のアルキル基を表すことが特に好ましい。
(In the formula, R 51 to R 53 are an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms. R 61 to R 63 represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms. B 1 to B 3 represent a fluorine-substituted 1,4-phenylene group or a trans-1,4-cyclohexylene group, Z 41 to Z 43 are single bonds, -CH = CH-, -C≡C -, - CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - COO -, - OCO -, - OCH 2 -, - CH 2 O -, - OCF 2 - or -CF 2 O- X 42 represents a hydrogen atom or a fluorine atom, and Z 44 represents a −CH 2 − or an oxygen atom.)
It is preferable to contain at least one compound selected from the compound group represented by.
In the general formula (LC3-2), the general formula (LC4-2), and the general formula (LC5-2), R 51 to R 53 are an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms and an alkenyl having 2 to 8 carbon atoms. It represents a group, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms or an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms, and preferably represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms. , It is more preferable to represent an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms, and further preferably to represent an alkyl group having 3 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 carbon atoms. , It is particularly preferable to represent an alkyl group having 3 carbon atoms.

61〜R63は炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数1〜5のアルキル基あるいは炭素原子数1〜5のアルコキシ基、又は炭素原子数4〜8のアルケニル基あるいは炭素原子数3〜8のアルケニルオキシ基を表すことが好ましく、炭素原子数1〜3のアルキル基又は炭素原子数1〜3のアルコキシ基を表すことがより好ましく、炭素原子数3のアルキル基又は炭素原子数2のアルコキシ基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数2のアルコキシ基を表すことが特に好ましい。
31〜B33はフッ素置換されていてもよい、1,4−フェニレン基又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表すが、無置換の1,4−フェニレン基又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基が好ましく、トランス−1,4−シクロヘキシレン基がより好ましい。
41〜Z43は単結合、−CH=CH−、−C≡C−、−CHCH−、−(CH−、−COO−、−OCO−、−OCH−、−CHO−、−OCF−又は−CFO−を表すが、単結合、−CHCH−、−COO−、−OCH−、−CHO−、−OCF−又は−CFO−を表すことが好ましく、単結合又は−CHO−を表すことがより好ましい。
一般式(LC3−2)、一般式(LC3−3)、一般式(LC4−2)、及び一般式(LC5−2)で表される化合物は、液晶組成物において10〜60質量%含有することが好ましいが、20〜50質量%含有することがより好ましく、25〜45質量%含有することがより好ましく、28〜42質量%含有することがより好ましく、30〜40質量%含有することがさらに好ましい。
R 61 to R 63 represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms. It preferably represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 4 to 8 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 3 to 8 carbon atoms, preferably having 3 to 8 carbon atoms. It is more preferable to represent an alkyl group of 1 to 3 or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, further preferably to represent an alkyl group having 3 carbon atoms or an alkoxy group having 2 carbon atoms, and having 2 carbon atoms. It is particularly preferable to represent an alkoxy group.
B 31 to B 33 represent a 1,4-phenylene group or a trans-1,4-cyclohexylene group which may be fluorine-substituted, but an unsubstituted 1,4-phenylene group or a trans-1,4- Cyclohexylene groups are preferred, and trans-1,4-cyclohexylene groups are more preferred.
Z 41 to Z 43 represents a single bond, -CH = CH -, - C≡C -, - CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - COO -, - OCO -, - OCH 2 -, - Represents CH 2 O-, -OCF 2- or -CF 2 O-, but single bond, -CH 2 CH 2- , -COO-, -OCH 2- , -CH 2 O-, -OCF 2- or- It preferably represents CF 2 O−, more preferably a single bond or −CH 2 O−.
The compounds represented by the general formula (LC3-2), the general formula (LC3-3), the general formula (LC4-2), and the general formula (LC5-2) are contained in the liquid crystal composition in an amount of 10 to 60% by mass. It is preferable, but it is more preferably 20 to 50% by mass, more preferably 25 to 45% by mass, more preferably 28 to 42% by mass, and preferably 30 to 40% by mass. More preferred.

一般式(LC3−2)で表される化合物は具体的には次に記載する一般式(LC3−21)〜一般式(LC3−29)で表される化合物が好ましい。
また、一般式(LC3−3)で表される化合物として、次に記載する一般式(LC3−31)〜一般式(LC3−33)で表される化合物も好ましい。
Specifically, the compound represented by the general formula (LC3-2) is preferably a compound represented by the following general formulas (LC3-21) to (LC3-29).
Further, as the compound represented by the general formula (LC3-3), the compounds represented by the following general formulas (LC3-31) to (LC3-33) are also preferable.

Figure 0006798097
Figure 0006798097

(式中、R51は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基を表し、R61aは炭素原子数1〜5のアルキル基を表すが、一般式(LC3−2)におけるR51及びR61と同様の実施態様が好ましい。) (In the formula, R 51 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and R 61a represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, but the general formula (LC3-). The same embodiment as R 51 and R 61 in 2) is preferable.)

一般式(LC4−2)で表される化合物は具体的には次に記載する一般式(LC4−21)〜一般式(LC4−26)で表される化合物が好ましい。 Specifically, the compound represented by the general formula (LC4-2) is preferably a compound represented by the following general formulas (LC4-21) to (LC4-26).

Figure 0006798097
Figure 0006798097

(式中、R52は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基を表し、R62aは炭素原子数1〜5のアルキル基を表し、X42は水素原子又はフッ素原子を表すが、一般式(LC4−2)におけるR52及びR62と同様の実施態様が好ましい。)
一般式(LC5−2)で表される化合物は具体的には次に記載する一般式(LC5−21)〜一般式(LC5−26)で表される化合物が好ましい。
(In the formula, R 52 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, R 62a represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and X 42 represents a hydrogen atom or a hydrogen atom or Although it represents a fluorine atom, the same embodiment as R 52 and R 62 in the general formula (LC4-2) is preferable.)
Specifically, the compound represented by the general formula (LC5-2) is preferably a compound represented by the following general formulas (LC5-21) to (LC5-26).

Figure 0006798097
Figure 0006798097

(式中、R53は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基を表し、R63aは炭素原子数1〜5のアルキル基を表し、Wは−CH−又は酸素原子を表すが、一般式(LC5−2)におけるR53及びR63と同様の実施態様が好ましい。) (In the formula, R 53 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, R 63a represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and W 2 represents −CH 2. -Or represents an oxygen atom, but the same embodiment as R 53 and R 63 in the general formula (LC5-2) is preferable.)

一般式(LC3−21)、一般式(LC3−22)、一般式(LC3−25)、一般式(LC4−21)、一般式(LC4−22)、一般式(LC4−25)、一般式(LC5−21)、一般式(LC5−22)、及び一般式(LC5−25)において、R51〜R53は、一般式(LC3−2)、一般式(LC4−2)及び一般式(LC5−2)における同様の実施態様が好ましい。R61a〜R63aは炭素原子数1〜3のアルキル基が好ましく、炭素原子数1又は2のアルキル基がより好ましく、炭素原子数2のアルキル基が特に好ましい。
一般式(LC3−23)、一般式(LC3−24)及び一般式(LC3−26)、一般式(LC4−23)、一般式(LC4−24)及び一般式(LC4−26)、一般式(LC5−23)、一般式(LC5−24)及び一般式(LC5−26)においてR51〜R53は、一般式(LC3−2)、一般式(LC4−2)及び一般式(LC5−2)における同様の実施態様が好ましい。R61a〜R63aは炭素原子数1〜3のアルキル基が好ましく、炭素原子数1又は3のアルキル基がより好ましく、炭素原子数3のアルキル基が特に好ましい。
一般式(LC3−21)〜一般式(LC5−26)の中でも、誘電率異方性の絶対値を増大するためには、一般式(LC3−21)、一般式(Lc3−22)及び一般式(LC3−25)、一般式(LC4−21)、一般式(LC4−22)及び一般式(LC4−25)、一般式(LC5−21)、一般式(LC5−22)及び一般式(LC5−25)が好ましい。
一般式(LC3−2)、一般式(Lc4−2)及び一般式(LC5−2)で表される化合物は1種又は2種以上含有することができるが、B〜Bが1,4−フェニレン基を表す化合物、及びB〜Bがトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表す化合物をそれぞれ少なくとも1種以上含有することが好ましい。
General formula (LC3-21), general formula (LC3-22), general formula (LC3-25), general formula (LC4-21), general formula (LC4-22), general formula (LC4-25), general formula In (LC5-21), general formula (LC5-22), and general formula (LC5-25), R 51 to R 53 are general formula (LC3-2), general formula (LC4-2), and general formula (LC5-2). A similar embodiment in LC5-2) is preferred. R 61a to R 63a are preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms, and particularly preferably an alkyl group having 2 carbon atoms.
General formula (LC3-23), general formula (LC3-24) and general formula (LC3-26), general formula (LC4-23), general formula (LC4-24) and general formula (LC4-26), general formula In (LC5-23), general formula (LC5-24) and general formula (LC5-26), R 51 to R 53 are general formula (LC3-2), general formula (LC4-2) and general formula (LC5-26). The same embodiment in 2) is preferred. R 61a to R 63a are preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 or 3 carbon atoms, and particularly preferably an alkyl group having 3 carbon atoms.
Among the general formulas (LC3-21) to the general formula (LC5-26), in order to increase the absolute value of the dielectric anisotropy, the general formula (LC3-21), the general formula (Lc3-22) and the general formula (Lc3-22) are used. Formula (LC3-25), general formula (LC4-21), general formula (LC4-22) and general formula (LC4-25), general formula (LC5-21), general formula (LC5-22) and general formula (LC5-22) LC5-25) is preferred.
The compounds represented by the general formula (LC3-2), the general formula (Lc4-2) and the general formula (LC5-2) can contain one kind or two or more kinds, but B 1 to B 3 are 1, It is preferable to contain at least one compound representing a 4-phenylene group and a compound in which B 1 to B 3 represent a trans-1,4-cyclohexylene group, respectively.

また、一般式(LC3)で表される化合物として、他には、下記一般式(LC3−a)及び一般式(LC3−b) In addition, other compounds represented by the general formula (LC3) include the following general formula (LC3-a) and general formula (LC3-b).

Figure 0006798097
Figure 0006798097

(式中、RLC31、RLC32、ALC31及びZLC31はそれぞれ独立して前記一般式(LC3)におけるRLC31、RLC32、ALC31及びZLC31と同じ意味を表し、XLC3b1〜XLC3b6は水素原子又はフッ素原子を表すが、XLC3b1及びXLC3b2又はXLC3b3及びXLC3b4のうちの少なくとも一方の組み合わせは共にフッ素原子を表し、mLC3a1は1、2又は3であり、mLC3b1は0又は1を表し、ALC31及びZLC31が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。)で表される化合物群から選ばれる1種又は2種以上の化合物であることが好ましい。
LC31及びRLC32はそれぞれ独立して炭素原子数1〜7のアルキル基、炭素原子数1〜7のアルコキシ基、炭素原子数2〜7のアルケニル基又は炭素原子数2〜7のアルケニルオキシ基を表すことが好ましい。
LC31は、1,4−フェニレン基、トランス−1,4−シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表すことが好ましく、1,4−フェニレン基、トランス−1,4−シクロヘキシレン基を表すことがより好ましい。
LC31は単結合、−CHO−、−COO−、−OCO−、−CHCH−を表すことが好ましく、単結合を表すことがより好ましい。
(In the formula, R LC31 , R LC32 , A LC31 and Z LC31 independently represent the same meanings as R LC31 , R LC32 , A LC31 and Z LC31 in the general formula (LC3), respectively, and X LC3b1 to X LC3b6 are Representing a hydrogen atom or a fluorine atom, but at least one combination of X LC3b1 and X LC3b2 or X LC3b3 and X LC3b4 both represents a fluorine atom, m LC3a1 is 1, 2 or 3, m LC3b1 is 0 or 1 and when there are a plurality of A LC31 and Z LC31 , they may be the same or different.) One or more compounds selected from the compound group represented by). Is preferable.
R LC31 and R LC32 independently have an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 7 carbon atoms. It is preferable to represent.
A LC31 preferably represents a 1,4-phenylene group, a trans-1,4-cyclohexylene group, a tetrahydropyran-2,5-diyl group, and a 1,3-dioxane-2,5-diyl group. , 4-Phenylene group, trans-1,4-cyclohexylene group is more preferable.
Z LC31 is a single bond, -CH 2 O -, - COO -, - OCO -, - CH 2 CH 2 - is preferred to represent, and more preferably a single bond.

一般式(LC3−a)としては、下記一般式(LC3−a1)を表すことが好ましい。 As the general formula (LC3-a), it is preferable to represent the following general formula (LC3-a1).

Figure 0006798097
Figure 0006798097

(式中、RLC31及びRLC32はそれぞれ独立して前記一般式(LC3)におけるRLC31及びRLC32と同じ意味を表す。)
LC31及びRLC32はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜7のアルキル基、炭素原子数1〜7のアルコキシ基、炭素原子数2〜7のアルケニル基が好ましく、RLC31が炭素原子数1〜7のアルキル基を表し、RLC32が炭素原子数1〜7のアルコキシ基を表すことがより好ましい。
一般式(LC3−b)としては、下記一般式(LC3−b1)〜一般式(LC3−b12)を表すことが好ましく、一般式(LC3−b1)、一般式(LC3−b6)、一般式(LC3−b8)、一般式(LC3−b11)を表すことがより好ましく、一般式(LC3−b1)及び一般式(LC3−b6)を表すことがさらに好ましく、一般式(LC3−b1)を表すことが最も好ましい。
(In the formula, R LC31 and R LC32 independently represent the same meanings as R LC31 and R LC32 in the general formula (LC3).)
R LC31 and R LC32 are each independently preferably an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, and an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, and R LC31 has 1 carbon atom number. More preferably, it represents an alkyl group of ~ 7, and RLC32 represents an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms.
The general formula (LC3-b) preferably represents the following general formulas (LC3-b1) to general formulas (LC3-b12), and the general formulas (LC3-b1), general formulas (LC3-b6), and general formulas. (LC3-b8), the general formula (LC3-b11) is more preferably represented, the general formula (LC3-b1) and the general formula (LC3-b6) are further preferably represented, and the general formula (LC3-b1) is expressed. Most preferably.

Figure 0006798097
Figure 0006798097

(式中、RLC31及びRLC32はそれぞれ独立して前記一般式(LC3)におけるRLC31及びRLC32と同じ意味を表す。)
LC31及びRLC32はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜7のアルキル基、炭素原子数1〜7のアルコキシ基、炭素原子数2〜7のアルケニル基が好ましく、RLC31が炭素原子数2又は3のアルキル基を表し、RLC32が炭素原子数2のアルキル基を表すことがより好ましい。
また、一般式(LC4)で表される化合物は、下記一般式(LC4−a)から一般式(LC4−c)で表される化合物が好ましく、一般式(LC5)で表される化合物は、下記一般式(LC5−a)から一般式(LC5−c)で表される化合物が好ましい。
(In the formula, R LC31 and R LC32 independently represent the same meanings as R LC31 and R LC32 in the general formula (LC3).)
R LC31 and R LC32 are each independently preferably an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, and an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, and R LC31 has 2 carbon atoms. Alternatively, it represents an alkyl group of 3, and it is more preferable that RLC32 represents an alkyl group having 2 carbon atoms.
The compound represented by the general formula (LC4) is preferably a compound represented by the following general formula (LC4-a) to the general formula (LC4-c), and the compound represented by the general formula (LC5) is Compounds represented by the following general formulas (LC5-a) to general formulas (LC5-c) are preferable.

Figure 0006798097
Figure 0006798097

(式中、RLC41、RLC42及びXLC41はそれぞれ独立して前記一般式(LC4)におけるRLC41、RLC42及びXLC41と同じ意味を表し、RLC51及びRLC52はそれぞれ独立して前記一般式(LC5)におけるRLC51及びRLC52と同じ意味を表し、ZLC4a1、ZLC4b1、ZLC4c1、ZLC5a1、ZLC5b1及びZLC5c1はそれぞれ独立して単結合、−CH=CH−、−C≡C−、−CHCH−、−(CH−、−COO−、−OCH−、−CHO−、−OCF−又は−CFO−を表す。)
LC41、RLC42、RLC51及びRLC52はそれぞれ独立して炭素原子数1〜7のアルキル基、炭素原子数1〜7のアルコキシ基、炭素原子数2〜7のアルケニル基又は炭素原子数2〜7のアルケニルオキシ基を表すことが好ましい。
LC4a1〜ZLC5c1はそれぞれ独立して単結合、−CHO−、−COO−、−OCO−、−CHCH−を表すことが好ましく、単結合を表すことがより好ましい。
(Wherein, R LC41, R LC42 and X LC41 each independently represent the same meaning as R LC41, R LC42 and X LC41 in the general formula (LC4), R LC51 and R LC52 is the general independently represents the same meaning as R LC51 and R LC52 in formula (LC5), Z LC4a1, Z LC4b1, Z LC4c1, Z LC5a1, Z LC5b1 and Z LC5c1 each independently represent a single bond, -CH = CH -, - C≡ C -, - CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - COO -, - OCH 2 -, - CH 2 O -, - OCF 2 - or an -CF 2 O-).
R LC41, R LC42, R LC51 and R LC52 each independently represents an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, the number alkenyl group or a carbon atom of 2 to 7 carbon atoms 2 It preferably represents an alkenyloxy group of ~ 7.
Z LC4a1 to Z LC5c1 each independently represent a single bond, -CH 2 O-, -COO-, -OCO- , and -CH 2 CH 2-, and more preferably a single bond.

前記一般式(LC)で表される化合物は、下記一般式(LC6)で表される化合物(ただし、一般式(LC1)〜一般式(LC5)で表される化合物を除く。)から選ばれる1種又は2種以上の化合物であることも好ましい。 The compound represented by the general formula (LC) is selected from the compounds represented by the following general formula (LC6) (excluding the compounds represented by the general formulas (LC1) to (LC5)). It is also preferable that it is one kind or two or more kinds of compounds.

Figure 0006798097
Figure 0006798097

一般式(LC6)中、RLC61及びRLC62は、それぞれ独立して炭素原子数1〜15のアルキル基を表す。該アルキル基中の1つ又は2つ以上のCH基は、酸素原子が直接隣接しないように、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−、−COO−又は−C≡C−で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン置換されていてもよい。一般式(LC6)で表わされる化合物としては、RLC61及びRLC62は、それぞれ独立して、炭素原子数1〜7のアルキル基、炭素原子数1〜7のアルコキシ基、炭素原子数2〜7のアルケニル基が好ましく、アルケニル基としては下記のいずれかの構造を表すことが最も好ましい。 In the general formula (LC6), R LC61 and R LC62 each independently represent an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms. One or more CH 2 groups in the alkyl group are -O-, -CH = CH-, -CO-, -OCO-, -COO- or -C so that oxygen atoms are not directly adjacent to each other. It may be substituted with ≡ C−, and one or more hydrogen atoms in the alkyl group may be optionally halogen substituted. As the compound represented by the general formula (LC6), R LC61 and R LC62 independently have an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, and 2 to 7 carbon atoms. The alkenyl group of the above is preferable, and the alkoxy group most preferably represents any of the following structures.

Figure 0006798097
(式中、環構造へは右端で結合するものとする。)
Figure 0006798097
(In the formula, it shall be connected to the ring structure at the right end.)

一般式(LC6)中、ALC61〜ALC63はそれぞれ独立して下記の何れかの構造を表す。該構造中、シクロヘキシレン基中の1つ又は2つ以上のCHCH基は−CH=CH−、−CFO−、−OCF−で置換されていてもよく、1,4−フェニレン基中1つ又は2つ以上のCH基は窒素原子で置換されていてもよい。 In the general formula (LC6), A LC61 to A LC63 independently represent any of the following structures. In the structure, one or more CH 2 CH 2 groups in the cyclohexylene group may be substituted with -CH = CH-, -CF 2 O-, -OCF 2- , 1,4- One or more CH groups in the phenylene group may be substituted with a nitrogen atom.

Figure 0006798097
Figure 0006798097

一般式(LC6)で表わされる化合物としては、ALC61〜ALC63は、それぞれ独立して下記のいずれかの構造が好ましい。

Figure 0006798097
As the compound represented by the general formula (LC6), A LC61 to A LC63 each independently preferably have any of the following structures.
Figure 0006798097

一般式(LC6)中、ZLC61及びZLC62はそれぞれ独立して単結合、−CH=CH−、−C≡C−、−CHCH−、−(CH−、−COO−、−OCH−、−CHO−、−OCF−又は−CFO−を表し、mLC61は0〜3を表す。一般式(LC6)で表わされる化合物としては、ZLC61及びZLC62はそれぞれ独立して単結合、−CHCH−、−COO−、−OCH−、−CHO−、−OCF−又は−CFO−が好ましい。 Formula (LC6) in, Z LC61 and Z LC62 each independently represent a single bond, -CH = CH -, - C≡C -, - CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - COO- , -OCH 2 -, - CH 2 O -, - OCF 2 - or -CF 2 O-a represents, MLC61 represents 0-3. Examples of the compound represented by the general formula (LC6), Z LC61 and Z LC62 each independently represent a single bond, -CH 2 CH 2 -, - COO -, - OCH 2 -, - CH 2 O -, - OCF 2 -Or -CF 2 O- is preferable.

一般式(LC6)で表わされる化合物としては、下記一般式(LC6−a)から一般式(LC6−v)で表される化合物からなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物であることが好ましい。一般式(LC6−a1)〜一般式(LC6−p1)の式中、RLC61及びRLC62はそれぞれ独立して炭素原子数1〜7のアルキル基、炭素原子数1〜7のアルコキシ基、炭素原子数2〜7のアルケニル基又は炭素原子数2〜7のアルケニルオキシ基を表す。 The compound represented by the general formula (LC6) shall be one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (LC6-a) to general formula (LC6-v). Is preferable. In the formulas of the general formula (LC6-a1) to the general formula (LC6-p1), R LC61 and R LC62 independently have an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, and carbon. It represents an alkenyl group having 2 to 7 atoms or an alkenyloxy group having 2 to 7 carbon atoms.

Figure 0006798097
Figure 0006798097

Figure 0006798097
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Figure 0006798097
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Figure 0006798097
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[重合性化合物]
本発明に係る重合体又は共重合体は、以下の一般式(X1b)で表される重合性化合物の1種又は2種以上を重合させて得た重合体又は共重合体を含有する。
[Polymerizable compound]
The polymer or copolymer according to the present invention contains a polymer or copolymer obtained by polymerizing one or more of the polymerizable compounds represented by the following general formula (X1b).

Figure 0006798097
(式中、A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 0006798097
(In the formula, A 8 represents a hydrogen atom or a methyl group, and the 6-membered rings T 1 , T 2 and T 3 are independent of each other.

Figure 0006798097
Figure 0006798097

のいずれか(ただしmは1から4の整数を表す。)を表し、
qは0又は1を表し、
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−、−OCF−、−CFO−、−(CH−、−CHCHO−、−OCHCH−、−CH=CHCHCH−、−CHCHCH=CH−、−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−又は−CHCH−OCO−を表すが、Y及びYの少なくとも一つは−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−又は−CHCH−OCO−を表し、qが0を表す場合、Yは−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−又は−CHCH−OCO−を表し、
及びYはそれぞれ独立して単結合、炭素原子数1〜12のアルキレン基(該アルキレン基中の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−CO−、−COO−又は−OCO−で置換されていてもよく、該アルキレン基中の1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていてもよい。)を表し、
は水素原子、シアノ基、ハロゲン原子又は炭素原子数1〜14のアルキル基を表し、該アルキル基は末端の−CHがアクリロイル基又はメタクリロイル基に置換されても良い。)
重合性化合物は、重合性の官能基を分子中に少なくとも2つ以上有するものを使用することが好ましい。なかでも一般式(I)
(However, m represents an integer from 1 to 4).
q represents 0 or 1 and represents
Y 1 and Y 2 are independently single-coupled, -CH 2 CH 2- , -CH 2 O-, -OCH 2- , -COO-, -OCO-, -C≡C-, -CH = CH- , -CF = CF -, - OCF 2 -, - CF 2 O -, - (CH 2) 4 -, - CH 2 CH 2 O -, - OCH 2 CH 2 -, - CH = CHCH 2 CH 2 -, -CH 2 CH 2 CH = CH - , - COO-CH 2 CH 2 -, - OCO-CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 -COO- or represents a -CH 2 CH 2 -OCO-, Y 1 and at least one Y 2 is -COO-CH 2 CH 2 -, - OCO-CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 -COO- or -CH 2 CH 2 -OCO- represent, q is 0 when referring to, Y 1 is -COO-CH 2 CH 2 -, - OCO-CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 -COO- or -CH 2 CH 2 -OCO- represent,
Y 3 and Y 4 are independently single-bonded, and alkylene groups having 1 to 12 carbon atoms (one or two or more methylene groups in the alkylene group do not directly bond oxygen atoms to each other. They may be independently substituted with an oxygen atom, -CO-, -COO- or -OCO-, and one or more hydrogen atoms in the alkylene group are independently a fluorine atom and a methyl group, respectively. Alternatively, it may be substituted with an ethyl group.)
B 8 represents a hydrogen atom, a cyano group, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, and the terminal −CH 3 of the alkyl group may be replaced with an acryloyl group or a methacryloyl group. )
It is preferable to use a polymerizable compound having at least two or more polymerizable functional groups in the molecule. Among them, general formula (I)

Figure 0006798097
(式中、W及びWはそれぞれ独立的に単結合、−O−、−COO−又は−OCO−を表し、Y及びYはそれぞれ独立的に−COO−又は−OCO−を表し、p及びqはそれぞれ独立的に2〜13の整数を表すが、式中に存在する1,4−フェニレン基は炭素原子数1〜7のアルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基、シアノ基又はハロゲン原子で一つ以上置換されていても良い。)で表される化合物が好ましい。
一般式(I)において、W及びWは−O−を表し、Yは−COO−を表し、Yは−OCO−を表し、p及びqはそれぞれ独立的に3〜12の整数である化合物がより好ましく、p=q=6又はp=q=3である化合物が好ましい。
一般式(I)で表される化合物はさらに具体的には、一般式(I−1)〜一般式(I―8)で表される化合物を挙げることができる。
Figure 0006798097
(In the equation, W 1 and W 2 independently represent single bonds, -O-, -COO- or -OCO-, and Y 1 and Y 2 independently represent -COO- or -OCO-, respectively. , P and q each independently represent an integer of 2 to 13, but the 1,4-phenylene group present in the formula is an alkyl group, an alkoxy group, an alkanoyl group, a cyano group or a halogen having 1 to 7 carbon atoms. A compound represented by (1 or more atoms may be substituted) is preferable.
In general formula (I), W 1 and W 2 represent −O−, Y 1 represents −COO−, Y 2 represents −OCO−, and p and q are independently integers of 3 to 12, respectively. The compound is more preferable, and the compound having p = q = 6 or p = q = 3 is preferable.
More specifically, the compound represented by the general formula (I) can be mentioned as a compound represented by the general formulas (I-1) to (I-8).

Figure 0006798097
Figure 0006798097

(式中、p及びqは一般式(I)における意味と同じ。)
一般式(I−1)〜一般式(I―8)において、p及びqはそれぞれ独立的に3〜13の整数であることが好ましい。
一般式(I)で表される化合物は、安定に液晶相を発現させる目的と結晶相の析出を避ける目的から、2種以上含有させることが好ましく、一般式(I−1)〜一般式(I―8)において、p=q=6又はp=q=3の化合物を2種以上含有することが特に好ましい。
また、一般式(II)
(In the formula, p and q have the same meaning in the general formula (I).)
In the general formulas (I-1) to (I-8), p and q are preferably integers of 3 to 13 independently.
The compound represented by the general formula (I) is preferably contained in two or more kinds for the purpose of stably expressing the liquid crystal phase and for the purpose of avoiding the precipitation of the crystal phase, and the general formulas (I-1) to (I-1) to (general formulas) In I-8), it is particularly preferable to contain two or more compounds having p = q = 6 or p = q = 3.
In addition, general formula (II)

Figure 0006798097
(式中、W及びWはそれぞれ独立的に単結合、−O−、−COO−又は−OCO−を表し、Yは−COO−又は−OCO−を表し、r及びsはそれぞれ独立的に2〜13の整数を表すが、式中に存在する1,4−フェニレン基は炭素原子数1〜7のアルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基、シアノ基又はハロゲン原子で一つ以上置換されていても良い。)で表される化合物を含有させることも好ましい。一般式(II)のような2官能液晶性アクリレートを用いると、室温でスメクチックA相を呈する組成物を容易に得ることができる。一般式(II)で表される化合物は、さらに具体的には、一般式(II−1)〜一般式(II―10)で表される化合物を挙げることができる。
Figure 0006798097
(In the equation, W 3 and W 4 independently represent single bonds, -O-, -COO- or -OCO-, Y 3 represents -COO- or -OCO-, and r and s are independent, respectively. The 1,4-phenylene group existing in the formula is substituted with one or more alkyl groups, alkoxy groups, alkanoyl groups, cyano groups or halogen atoms having 1 to 7 carbon atoms. It is also preferable to contain the compound represented by). By using a bifunctional liquid crystal acrylate as in the general formula (II), a composition exhibiting a smectic A phase at room temperature can be easily obtained. Specific examples of the compound represented by the general formula (II) include compounds represented by the general formulas (II-1) to (II-10).

Figure 0006798097

(式中、r及びsは一般式(II)における意味と同じ。)
また、以下に示す化合物も好ましい。
Figure 0006798097

(In the formula, r and s have the same meaning in the general formula (II).)
The compounds shown below are also preferable.

Figure 0006798097
Figure 0006798097

Figure 0006798097
Figure 0006798097

Figure 0006798097
Figure 0006798097

Figure 0006798097
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Figure 0006798097
Figure 0006798097

Figure 0006798097
Figure 0006798097

Figure 0006798097
(式中、R34は、水素原子又はメチル基を表し、e及びfは一般式(X1b)におけるY及びYと同じ意味を表す。)
Figure 0006798097
(In the formula, R 34 represents a hydrogen atom or a methyl group, and e and f have the same meanings as Y 3 and Y 4 in the general formula (X1b).)

本発明に係る重合体又は共重合体は、前記一般式(X1b)で表される重合性化合物以外の他の重合性化合物の重合体又は共重合体を含有してもよい。このような重合性化合物としては、一つの反応性基を有する単官能性の重合性化合物、及び二官能又は三官能等の二つ以上の反応性基を有する多官能性の重合性化合物が挙げられる。反応性基を有する重合性化合物はメソゲン性部位を含んでいても、含んでいなくてもよい。
反応性基を有する重合性化合物において、反応性基は光による重合性を有する置換基が好ましい。特に、垂直配向膜が熱重合により生成するときに、垂直配向膜材料の熱重合の際に、反応性基を有する重合性化合物の反応を抑制できるので、反応性基は光による重合性を有する置換基が特に好ましい。
なかでも以下の一般式(P)で表される化合物が好ましい(但し、一般式(X1b)で表される化合物を除く。)。
The polymer or copolymer according to the present invention may contain a polymer or copolymer of a polymerizable compound other than the polymerizable compound represented by the general formula (X1b). Examples of such a polymerizable compound include a monofunctional polymerizable compound having one reactive group and a polyfunctional polymerizable compound having two or more reactive groups such as bifunctional or trifunctional. Be done. The polymerizable compound having a reactive group may or may not contain a mesogenic moiety.
In the polymerizable compound having a reactive group, the reactive group is preferably a substituent having a polymerizable property with light. In particular, when the vertically oriented film is produced by thermal polymerization, the reaction of the polymerizable compound having a reactive group can be suppressed during the thermal polymerization of the vertically aligned film material, so that the reactive group has polymerizability by light. Substituents are particularly preferred.
Of these, the compound represented by the following general formula (P) is preferable (however, the compound represented by the general formula (X1b) is excluded).

Figure 0006798097
(上記一般式(P)中、Zp1は、フッ素原子、シアノ基、水素原子、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜15のアルキル基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜15のアルコキシ基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜15のアルケニル基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数1〜15のアルケニルオキシ基又は−Spp2−Rp2を表し、
p1及びRp2はそれぞれ独立して以下の式(R−I)から式(R−IX):
Figure 0006798097
(In the above general formula (P), Z p1 is an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms in which a fluorine atom, a cyano group, a hydrogen atom, or a hydrogen atom may be replaced with a halogen atom, and a hydrogen atom is a halogen atom. An alkoxy group having 1 to 15 carbon atoms which may be substituted, an alkenyl group having 1 to 15 carbon atoms whose hydrogen atom may be substituted by a halogen atom, and a hydrogen atom may be substituted by a halogen atom. Represents an alkenyloxy group having 1 to 15 carbon atoms or -Sp p2 -R p2 .
R p1 and R p2 are independently derived from the following equations (RI) to (R-IX):

Figure 0006798097
のいずれかを表し、前記式(R−I)〜(R−IX)中、R〜Rはお互いに独立して、水素原子、炭素原子数1〜5個のアルキル基または炭素原子数1〜5個のハロゲン化アルキル基であり、Wは単結合、−O−またはメチレン基であり、Tは単結合または−COO−であり、p、tおよびqはそれぞれ独立して、0、1または2を表し、
Spp1及びSpp2はスペーサー基を表し、Spp1及びSpp2はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数1〜12のアルキレン基又は−O−(CH−(式中、sは1〜11の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。)を表し
p1及びLp2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−、−(CH−C(=O)−O−、−(CH)z−O−(C=O)−、−O−(C=O)−(CH)z−、−(C=O)−O−(CH)z−、−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、前記式中、zは1〜4の整数を表す。)を表し、
p2は、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、アントラセン−2,6−ジイル基、フェナントレン−2,7−ジイル基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、インダン−2,5−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表すが、Mp2は無置換であるか又は炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルキル基、炭素原子数1〜12のアルコキシ基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又は−Rp1で置換されていても良く、
p1は以下の式(i−11)〜(ix−11):
Figure 0006798097
Represents either, in the formula (R-I) ~ (R -IX), R 2 ~R 6 are independently of each other, hydrogen atom, the number 1-5 alkyl group or a number of carbon atoms of carbon atoms 1 to 5 alkyl halide groups, W is a single bond, -O- or methylene group, T is a single bond or -COO-, p, t and q are independently 0, respectively. Represents 1 or 2
Sp p1 and Sp p2 represent spacer groups, and Sp p1 and Sp p2 are independently single bonds, alkylene groups having 1 to 12 carbon atoms, or —O— (CH 2 ) s − (in the formula, s is). It represents an integer of 1 to 11 and the oxygen atom is bound to the aromatic ring.) L p1 and L p2 are independently single-bonded, -O-, -S-, -CH 2- , respectively. -OCH 2 -, - CH 2 O -, - CO -, - C 2 H 4 -, - COO -, - OCO -, - OCOOCH 2 -, - CH 2 OCOO -, - OCH 2 CH 2 O -, - CO-NR a- , -NR a- CO-, -SCH 2- , -CH 2 S-, -CH = CR a- COO-, -CH = CR a- OCO-, -COO-CR a = CH- , -OCO-CR a = CH - , - COO-CR a = CH-COO -, - COO-CR a = CH-OCO -, - OCO-CR a = CH-COO -, - OCO-CR a = CH -OCO-,-(CH 2 ) z- C (= O) -O-,-(CH 2 ) z-O- (C = O)-, -O- (C = O)-(CH 2 ) z -,-(C = O) -O- (CH 2 ) z-, -CH = CH-, -CF = CF-, -CF = CH-, -CH = CF-, -CF 2- , -CF 2 O-, -OCF 2- , -CF 2 CH 2- , -CH 2 CF 2- , -CF 2 CF 2- or -C ≡ C- (In the formula, Ra is an independent hydrogen atom or carbon atom, respectively. Represents an alkyl group of numbers 1 to 4, and in the above formula, z represents an integer of 1 to 4).
M p2 is 1,4-phenylene group, 1,4-cyclohexylene group, anthracene-2,6-diyl group, phenanthrene-2,7-diyl group, pyridine-2,5-diyl group, pyrimidin-2, 5-diyl group, naphthalene-2,6-diyl group, indan-2,5-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group or 1,3-dioxane-2,5 -Representing a diyl group, M p2 is unsubstituted or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkyl halide group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, and a carbon atom. It may be substituted with a halogenated alkoxy group of numbers 1 to 12, a halogen atom, a cyano group, a nitro group or -R p1 .
M p1 is the following equations (i-11) to (ix-11):

Figure 0006798097
(式中、★でSpp1と結合し、★★でLp1若しくはLp2と結合する。)のいずれかを表し、
p3は以下の式(i−13)〜(ix−13):
Figure 0006798097
(In the formula, ★ binds to Sp p1 and ★★ binds to L p1 or L p2 .)
M p3 is expressed by the following equations (i-13) to (ix-13):

Figure 0006798097
(式中、★でZp1と結合し、★★でLp2と結合する。)のいずれかを表し、
p2〜mp4はそれぞれ独立して、0、1、2又は3を表し、mp1及びmp5はそれぞれ独立して1、2又は3を表すが、Zp1が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Rp1が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Rp2が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Spp1が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Spp2が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Lp1が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Mp2が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよい。)
Figure 0006798097
(In the formula, ★ is combined with Z p1 and ★★ is combined with L p2 .)
m p2 to m p4 independently represent 0, 1, 2 or 3, and m p1 and m p5 independently represent 1, 2 or 3, respectively, but when there are a plurality of Z p1 , they. May be the same or different, if there are a plurality of R p1 , they may be the same or different, and if there are a plurality of R p2 , they may be the same. They may be different, they may be the same or different when there are a plurality of Sp p1, and they may be the same or different when there are a plurality of Sp p2 . When there are a plurality of L p1 , they may be the same or different, and when there are a plurality of M p2 , they may be the same or different. )

また、当該重合性化合物は1種又は2種以上含有することが好ましい。
一般式(P)において、Zp1は−Spp2−Rp2であることが好ましく、R11及びR12はそれぞれ独立して式(R−1)から式(R−3)のいずれかであることが好ましい。
また、前記一般式(P)において、mp1+mp5が2以上であることが好ましい。
また、前記一般式(P)において、Lp1は、単結合、−OCH−、−CHO−、−CO−、−C−、−COO−、−OCO−、−COOC−、−OCOC−、−COCO−、−CCOO−、−CH=CH−、−CF−、−CFO−、−(CH−C(=O)−O−、−(CH)z−O−(C=O)−、−O−(C=O)−(CH)z−、−CH=CH−COO−、−COO−CH=CH−、−OCOCH=CH−、−(C=O)−O−(CH)z−、−OCF−又は−C≡C−であり、Lp2は、−OCHCHO−、−COOC−、−OCOC−、−(CH−C(=O)−O−、−(CH)z−O−(C=O)−、−O−(C=O)−(CH)z−、−(C=O)−O−(CH)z−、−CH=CH−COO−、−COO−CH=CH−、−OCOCH=CH−、−COCO−又は−CCOO−であり、前記式中のzは、1〜4の整数であることが好ましい。
また、前記一般式(P)のLp1およびLp2の少なくともいずれかが、−(CH−C(=O)−O−、−(CH)z−O−(C=O)−および−O−(C=O)−(CH)z−、−(C=O)−O−(CH)z−からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
また、前記一般式(P)において、Rp1及びRp2はそれぞれ独立して以下の式(R−1)から式(R−15):
Moreover, it is preferable that the polymerizable compound is contained in one kind or two or more kinds.
In the general formula (P), Z p1 is preferably −Sp p2- R p2 , and R 11 and R 12 are independently one of the formulas (R-1) to (R-3). Is preferable.
Further, in the general formula (P), it is preferable that m p1 + m p5 is 2 or more.
Further, in the general formula (P), L p1 represents a single bond, -OCH 2 -, - CH 2 O -, - CO -, - C 2 H 4 -, - COO -, - OCO -, - COOC 2 H 4 -, - OCOC 2 H 4 -, - C 2 H 4 OCO -, - C 2 H 4 COO -, - CH = CH -, - CF 2 -, - CF 2 O -, - (CH 2) z -C (= O) -O-,-(CH 2 ) z-O- (C = O)-, -O- (C = O)-(CH 2 ) z-, -CH = CH-COO-, -COO-CH = CH-, -OCOCH = CH-,-(C = O) -O- (CH 2 ) z-, -OCF 2- or -C≡C-, where L p2 is -OCH 2 CH 2 O -, - COOC 2 H 4 -, - OCOC 2 H 4 -, - (CH 2) z -C (= O) -O -, - (CH 2) z-O- (C = O) - , -O- (C = O)-(CH 2 ) z-,-(C = O) -O- (CH 2 ) z-, -CH = CH-COO-, -COO-CH = CH-,- OCOCH = CH-, -C 2 H 4 OCO- or -C 2 H 4 COO-, and z in the above formula is preferably an integer of 1 to 4.
Further, at least one of L p1 and L p2 of the general formula (P) is − (CH 2 ) z −C (= O) −O−, − (CH 2 ) z−O− (C = O). It is preferably at least one selected from the group consisting of − and −O− (C = O) − (CH 2 ) z−, − (C = O) −O− (CH 2 ) z−.
Further, in the general formula (P), R p1 and R p2 are independently derived from the following formulas (R-1) to formulas (R-15):

Figure 0006798097
のいずれかがより好ましい。
Figure 0006798097
Is more preferable.

また、前記一般式(P)のmp3は0、1、2又は3を表し、mp2が1の場合Lp1は単結合であり、mp2が2又は3の場合複数存在するLp1の少なくとも1つは単結合であることが好ましい。
また、前記一般式(P)のmp3は0、1、2又は3を表し、mp3が1の場合Mp2は1,4−フェニレン基であり、mp3が2又は3の場合複数存在するMp2のうち少なくともLp1を介してMp1と隣接するMp2は1,4−フェニレン基であることが好ましい。
更に、前記一般式(P)のmp3は0、1、2又は3を表し、Mp2の少なくとも1つが、1つ又は2つ以上のフッ素で置換されている1,4−フェニレン基であることが好ましい。
更に、前記一般式(P)のmp4は0、1、2又は3を表し、Mp3の少なくとも1つが、1つ又は2つ以上のフッ素で置換されている1,4−フェニレン基であることが好ましい。
また、前記一般式(P)におけるスペーサー基(Spp1、Spp2、Spp4)としては、単結合、−OCH−、−(CHO−、−CO−、−C−、−COO−、−OCO−、−COOC−、−OCOC−、−(CH−、−COCO−、−CCOO−、−CH=CH−、−CF−、−CFO−、−(CH−C(=O)−O−、−(CH−O−(C=O)−、−O−(C=O)−(CH−、−(C=O)−O−(CH−、−O−(CH−O−、−OCF−、−CH=CH−COO−、−COO−CH=CH−、−OCOCH=CH−又は−C≡C−であることが好ましく、当該Zは1以上10以下の整数であることが好ましい。
Further, m p3 of the general formula (P) represents 0, 1, 2 or 3, and when m p2 is 1, L p1 is a single bond, and when m p2 is 2 or 3, there are a plurality of L p1 . At least one is preferably a single bond.
Further, m p3 of the general formula (P) represents 0, 1, 2 or 3, and when m p3 is 1, M p2 is a 1,4-phenylene group, and when m p3 is 2 or 3, there are a plurality of them. M p2 adjacent to M p1 through at least L p1 of M p2 which is preferably a 1,4-phenylene group.
Further, the m p3 of the general formula (P) represents 0, 1, 2 or 3, at least one of M p2, is one or more fluorine are substituted 1,4-phenylene group Is preferable.
Further, m p4 of the general formula (P) represents 0, 1, 2 or 3, and at least one of M p3 is a 1,4-phenylene group substituted with one or more fluorines. Is preferable.
Further, as the spacer group (Sp p1 , Sp p2 , Sp p4 ) in the general formula (P), a single bond, -OCH 2 -,-(CH 2 ) z O-, -CO-, -C 2 H 4 -, - COO -, - OCO -, - COOC 2 H 4 -, - OCOC 2 H 4 -, - (CH 2) z -, - C 2 H 4 OCO -, - C 2 H 4 COO -, - CH = CH-, -CF 2- , -CF 2 O-,-(CH 2 ) z- C (= O) -O-,-(CH 2 ) z- O- (C = O)-, -O- (C = O) - (CH 2) z -, - (C = O) -O- (CH 2) z -, - O- (CH 2) z -O -, - OCF 2 -, - CH = CH -COO-, -COO-CH = CH-, -OCOCH = CH- or -C≡C- are preferable, and Z is preferably an integer of 1 or more and 10 or less.

一般式(P)の重合性化合物は、一般式(P−a)、一般式(P−b)、一般式(P−c)および一般式(P−d)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物であることが好ましい(但し、一般式(X1b)で表される化合物を除く。)。 The polymerizable compound of the general formula (P) is a group consisting of compounds represented by the general formula (P-a), the general formula (P-b), the general formula (P-c) and the general formula (P-d). It is preferable that the compound is at least one selected from the above (however, the compound represented by the general formula (X1b) is excluded).

Figure 0006798097
上記一般式(P−a)〜一般式(P−d)中、Rp1及びRp2はそれぞれ独立して以下の式(R−I)から式(R−IX):
Figure 0006798097
In the general formulas (P-a) to (P-d), R p1 and R p2 are independently derived from the following formulas (RI) to formula (R-IX):

Figure 0006798097
のいずれかを表し、前記式(R−I)〜(R−IX)中、R〜Rはお互いに独立して、水素原子、炭素原子数1〜5個のアルキル基または炭素原子数1〜5個のハロゲン化アルキル基であり、Wは単結合、−O−またはメチレン基であり、Tは単結合または−COO−であり、p、tおよびqはそれぞれ独立して、0、1または2を表し、
環Aおよび環Bはそれぞれ独立して、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、アントラセン−2,6−ジイル基、フェナントレン−2,7−ジイル基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、インダン−2,5−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表すが、無置換であるか又は炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルキル基、炭素原子数1〜12のアルコキシ基、炭素原子数1〜12のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又は−Rp1で置換されていていることが好ましく、
環Cは以下の式(c−i)〜(c−ix):
Figure 0006798097
Represents either, in the formula (R-I) ~ (R -IX), R 2 ~R 6 are independently of each other, hydrogen atom, the number 1-5 alkyl group or a number of carbon atoms of carbon atoms 1 to 5 alkyl halide groups, W is a single bond, -O- or methylene group, T is a single bond or -COO-, p, t and q are independently 0, respectively. Represents 1 or 2
Rings A and B are independently 1,4-phenylene group, 1,4-cyclohexylene group, anthracene-2,6-diyl group, phenanthrene-2,7-diyl group, pyridine-2,5- Diyl group, pyrimidin-2,5-diyl group, naphthalene-2,6-diyl group, indan-2,5-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group or 1, Represents a 3-dioxane-2,5-diyl group, which is unsubstituted or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkyl halide group having 1 to 12 carbon atoms, and an alkoxy having 1 to 12 carbon atoms. It is preferably substituted with a group, a halogenated alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, a halogen atom, a cyano group, a nitro group or −R p1 .
Ring C has the following equations (ci) to (c-ix):

Figure 0006798097
(式中、★でSpp1と結合し、★★でLp5若しくはLp6と結合する。)のいずれかを表し、
Spp1及びSpp4はスペーサー基を表し、Xp1〜Xp4は、それぞれ独立して、水素原子またはハロゲン原子を表すことが好ましく、
p4、Lp5およびLp6はそれぞれ独立して、単結合、−OCH−、−CHO−、−CO−、−C−、−COO−、−OCO−、−COOC−、−OCOC−、−COCO−、−CCOO−、−CH=CH−、−CF−、−CFO−、−(CH−C(=O)−O−、−(CH−O−(C=O)−、−O−(C=O)−(CH−、−(C=O)−O−(CH−、−O−(CH−O−、−OCF−、−CH=CHCOO−、−COOCH=CH−、−OCOCH=CH−又は−C≡C−であることが好ましく、前記式中のzは、1〜4の整数であることが好ましい。
Figure 0006798097
(In the formula, ★ binds to Sp p1 and ★★ binds to L p5 or L p6 .)
It is preferable that Sp p1 and Sp p4 represent a spacer group, and X p1 to X p4 each independently represent a hydrogen atom or a halogen atom.
L p4, L p5 and L p6 each independently represent a single bond, -OCH 2 -, - CH 2 O -, - CO -, - C 2 H 4 -, - COO -, - OCO -, - COOC 2 H 4 -, - OCOC 2 H 4 -, - C 2 H 4 OCO -, - C 2 H 4 COO -, - CH = CH -, - CF 2 -, - CF 2 O -, - (CH 2) z -C (= O) -O-,-(CH 2 ) z- O- (C = O)-, -O- (C = O)-(CH 2 ) z -,-(C = O) -O -(CH 2 ) z- , -O- (CH 2 ) z- O-, -OCF 2- , -CH = CHCOO-, -COOCH = CH-, -OCOCH = CH- or -C≡C-. It is preferable that z in the above formula is an integer of 1 to 4.

p3は、−CH=CHCOO−、−COOCH=CH−または−OCOCH=CH−であることが好ましい。
上記一般式(P−a)で表される化合物において、mp6およびmp7は、それぞれ独立して、0、1、2または3を表すことが好ましい。また、mp6+mp7=2〜5であることがより好ましい。
上記一般式(P−d)で表される化合物において、mp12及びmp15はそれぞれ独立して1、2又は3を表し、mp13は、0、1、2又は3を表すことが好ましく、mp14は、0又は1を表すことが好ましい。また、mp12+mp15=2〜5であることがより好ましい。Rp1が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Rp1が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Rp2が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Spp1が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Spp4が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、Lp4およびLp5が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよく、環A〜環Cが複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよい。
L p3 is preferably -CH = CHCOO-, -COOCH = CH- or -OCOCH = CH-.
In the compound represented by the general formula (P-a), it is preferable that m p6 and m p7 independently represent 0, 1, 2 or 3, respectively. Further, it is more preferable that m p6 + m p7 = 2 to 5.
In the compound represented by the above general formula (Pd), m p12 and m p15 preferably independently represent 1, 2 or 3, respectively, and m p13 preferably represents 0, 1, 2 or 3. m p14 preferably represents 0 or 1. Further, it is more preferable that m p12 + m p15 = 2 to 5. When there are a plurality of R p1 , they may be the same or different, and when there are a plurality of R p1 , they may be the same or different, and there are a plurality of R p2. In some cases, they may be the same or different, if there are multiple Sp p1 , they may be the same or different, and if there are multiple Sp p4 , they may be the same. They may be the same or different when there are a plurality of L p4 and L p5, and they may be the same when there are a plurality of rings A to C. It may be different.

以下に一般式(P−a)〜一般式(P−d)で表される化合物の好ましい構造を例示する。
一般式(P−a)で表される化合物の好ましい例として、下記式(P−a−1)〜式(P−a−31)で表される重合性化合物が挙げられる。
The preferable structures of the compounds represented by the general formulas (Pa) to (Pd) are illustrated below.
Preferred examples of the compound represented by the general formula (P-a) include polymerizable compounds represented by the following formulas (P-a-1) to (P-a-31).

Figure 0006798097
Figure 0006798097

Figure 0006798097
Figure 0006798097

Figure 0006798097
Figure 0006798097

Figure 0006798097
一般式(P−b)で表される化合物の好ましい例として、下記式(P−b−1)〜式(P−b−34)で表される重合性化合物が挙げられる。
Figure 0006798097
Preferred examples of the compound represented by the general formula (P-b) include polymerizable compounds represented by the following formulas (P-b-1) to (P-b-34).

Figure 0006798097
Figure 0006798097

Figure 0006798097
Figure 0006798097

Figure 0006798097
一般式(P−c)で表される化合物の好ましい例として、下記式(P−c−1)〜式(P−c−52)で表される重合性化合物が挙げられる。
Figure 0006798097
Preferred examples of the compound represented by the general formula (P-c) include polymerizable compounds represented by the following formulas (P-c-1) to (P-c-52).

Figure 0006798097
Figure 0006798097

Figure 0006798097
Figure 0006798097

Figure 0006798097
一般式(P−d)で表される化合物は、以下の一般式(P−d’)で表される化合物が好ましい。
Figure 0006798097
The compound represented by the general formula (Pd) is preferably a compound represented by the following general formula (Pd').

Figure 0006798097
(上記一般式(P−d’)で表される化合物において、mp10は、2または3を表すことがより好ましい。その他の記号は上記一般式(p−d)と同一なので省略する。)
一般式(P−d)で表される化合物の好ましい例として、下記式(P−d−1)〜式(P−d−31)で表される重合性化合物が挙げられる。
Figure 0006798097
(In the compound represented by the above general formula (Pd'), mp10 more preferably represents 2 or 3. Other symbols are the same as the above general formula (pd) and are omitted.)
Preferred examples of the compound represented by the general formula (Pd) include polymerizable compounds represented by the following formulas (Pd-1) to (Pd-31).

Figure 0006798097
Figure 0006798097

Figure 0006798097
Figure 0006798097

Figure 0006798097
Figure 0006798097

Figure 0006798097
Figure 0006798097

Figure 0006798097
Figure 0006798097

Figure 0006798097
Figure 0006798097

Figure 0006798097
Figure 0006798097

一般式(P)における「炭素原子数1〜15個のアルキル基」は、直鎖状又は分岐状のアルキル基が好ましく、直鎖状のアルキル基がより好ましい。また、上記一般式(1)中、RおよびRはそれぞれ独立して、炭素原子数1〜15個のアルキル基であり、RおよびRはそれぞれ独立して、炭素原子数1〜8個のアルキル基が好ましく、炭素原子数1〜6個のアルキル基がより好ましい。
一般式(P)における「炭素原子数1〜15個のアルキル基」の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基、3−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、ペンタデシル基などが挙げられる。なお、本明細書中において、アルキル基の例は共通であり、各々のアルキル基の炭素原子数の数によって適宜上記例示から選択される。
一般式(P)における「炭素原子数1〜15個のアルコキシ基」の例は、該置換基中の少なくとも1個の酸素原子が環構造と直接結合する位置に存在することが好ましく、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基(n−プロポキシ基、i−プロポキシ基)、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基がより好ましい。なお、本明細書中において、アルコキシ基の例は共通であり、各々のアルコキシ基の炭素原子数の数によって適宜上記例示から選択される。
一般式(P)における「炭素原子数2〜15個のアルケニル基」の例は、ビニル基、アリル基、1−プロペニル基、イソプロペニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1,3−ブタジエニル基、2−ペンテニル基、3−ペンテニル基、2−ヘキセニル基等が挙げられる。また、より好ましいアルケニル基としては次に記載する式(i)(ビニル基)、式(ii)(1−プロペニル基)、式(iii)(3−ブテニル基)および式(iv)(3−ペンテニル基):
The "alkyl group having 1 to 15 carbon atoms" in the general formula (P) is preferably a linear or branched alkyl group, and more preferably a linear alkyl group. Further, in the above general formula (1), R 1 and R 2 are independently alkyl groups having 1 to 15 carbon atoms, and R 1 and R 2 are independent of each other and have 1 to 1 carbon atoms. Eight alkyl groups are preferable, and alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms are more preferable.
Examples of the "alkyl group having 1 to 15 carbon atoms" in the general formula (P) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isopropyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, and a 3-pentyl group. , Isopentyl group, neopentyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, dodecyl group, pentadecyl group and the like. In the present specification, examples of alkyl groups are common, and are appropriately selected from the above examples depending on the number of carbon atoms of each alkyl group.
The example of "alkoxy group having 1 to 15 carbon atoms" in the general formula (P) preferably exists at a position where at least one oxygen atom in the substituent is directly bonded to the ring structure, and is preferably a methoxy group. , Ethoxy group, propoxy group (n-propoxy group, i-propoxy group), butoxy group, pentyloxy group, octyloxy group and decyloxy group are more preferable. In the present specification, examples of alkoxy groups are common, and are appropriately selected from the above examples according to the number of carbon atoms of each alkoxy group.
Examples of the "alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms" in the general formula (P) are vinyl group, allyl group, 1-propenyl group, isopropenyl group, 2-butenyl group, 3-butenyl group, 1,3. -Butadienyl group, 2-pentenyl group, 3-pentenyl group, 2-hexenyl group and the like can be mentioned. More preferable alkenyl groups include the following formulas (i) (vinyl group), formula (ii) (1-propenyl group), formula (iii) (3-butenyl group) and formula (iv) (3-). Pentenyl group):

Figure 0006798097
(上記式(i)〜(iv)中、*は環構造への結合部位を示す。)
で表されるが、本願発明の液晶組成物が重合性モノマーを含有する場合は、式(ii)および式(iv)で表される構造が好ましく、式(ii)で表される構造がより好ましい。なお、本明細書中において、アルケニル基の例は共通であり、各々のアルケニル基の炭素原子数の数によって適宜上記例示から選択される。
また、低分子液晶との溶解性を高めて結晶化を抑制するのに好ましい単官能性の反応基を有する重合性化合物としては、下記一般式(VI)で表される重合性化合物が挙げられる(但し、一般式(X1b)で表される化合物を除く。)。
Figure 0006798097
(In the above formulas (i) to (iv), * indicates a binding site to the ring structure.)
However, when the liquid crystal composition of the present invention contains a polymerizable monomer, the structures represented by the formulas (ii) and (iv) are preferable, and the structure represented by the formula (ii) is more preferable. preferable. In the present specification, examples of alkenyl groups are common, and are appropriately selected from the above examples according to the number of carbon atoms of each alkenyl group.
Further, examples of the polymerizable compound having a monofunctional reactive group preferable for increasing the solubility with a low molecular weight liquid crystal and suppressing crystallization include a polymerizable compound represented by the following general formula (VI). (However, the compound represented by the general formula (X1b) is excluded.).

Figure 0006798097
Figure 0006798097

(式中、Xは、水素原子又はメチル基を表し、Spは、単結合、炭素原子数1〜12のアルキレン基又は−O−(CH−(式中、tは2〜11の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。)を表し、Vは炭素原子数2〜20の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数5〜30の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数5〜20のアルキル基(基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。)又は環状置換基により置換されていてもよく、Wは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数1〜15のアルキル基を表す。式中の全ての1,4−フェニレン基は、任意の水素原子が−CH、−OCH、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。) (In the formula, X 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, Sp 3 is a single bond, an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms or −O− (CH 2 ) t − (in the formula, t is 2 to 2). It represents an integer of 11, and the oxygen atom is bound to the aromatic ring.), Where V is a linear or branched polyvalent alkylene group having 2 to 20 carbon atoms or a polyvalent ring having 5 to 30 carbon atoms. Although it represents a substituent, the alkylene group in the polyvalent alkylene group may be substituted with an oxygen atom within a range in which oxygen atoms are not adjacent to each other, and an alkyl group having 5 to 20 carbon atoms (the alkylene group in the group is an oxygen atom). May be substituted with an oxygen atom in a non-adjacent range) or with a cyclic substituent, and W represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms. In all 1,4-phenylene groups of, any hydrogen atom may be substituted with -CH 3 , -OCH 3 , fluorine atom, or cyano group.)

上記一般式(VI)において、Xは、水素原子又はメチル基を表すが、反応速度を重視する場合には水素原子が好ましく、反応残留量を低減することを重視する場合にはメチル基が好ましい。
上記一般式(VI)において、Spは、単結合、炭素原子数1〜12のアルキレン基又は−O−(CH−(式中、tは2〜11の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。)を表すが、炭素鎖の長さがTgに影響を及ぼすので、重合性化合物含有量が10重量%未満の場合に、あまり長くないことが好ましく、単結合又は炭素原子数1〜5のアルキレン基が好ましく、重合性化合物含有量が6重量%未満の場合は、単結合又は炭素原子数1〜3のアルキレン基がより好ましい。重合性化合物含有量が10重量%以上の場合は、炭素数5〜10のアルキレン基が好ましい。また、Spが−O−(CH−を表す場合も、tは1〜5が好ましく、1〜3がより好ましい。更に、炭素原子数がプレチルト角に影響を及ぼすので必要に応じて所望のプレチルト角が得られるようにSpの炭素原子数が異なる重合性化合物を複数混合して用いることが好ましい。
上記一般式(VI)において、Vは炭素原子数2〜20の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数5〜30の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数5〜20のアルキル基(基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。)又は環状置換基により置換されていてもよく、2つ以上の環状置換基により置換されていることが好ましい。
In the above general formula (VI), X 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, but a hydrogen atom is preferable when the reaction rate is important, and a methyl group is used when reducing the reaction residual amount is important. preferable.
In the above general formula (VI), Sp 3 represents a single bond, an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms or −O− (CH 2 ) t − (in the formula, t represents an integer of 2 to 11 and an oxygen atom. Indicates that the bond is attached to an aromatic ring.) However, since the length of the carbon chain affects Tg, when the content of the polymerizable compound is less than 10% by weight, it is preferably not so long, and it is simply simple. An alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a single bond or an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms is more preferable when the content of the polymerizable compound is less than 6% by weight. When the content of the polymerizable compound is 10% by weight or more, an alkylene group having 5 to 10 carbon atoms is preferable. Also, when Sp 3 represents −O− (CH 2 ) t −, t is preferably 1 to 5, more preferably 1-3. Furthermore, it is preferable to use a mixture of a plurality of number of carbon atoms of Sp 3 are different polymerizable compounds such that the desired pre-tilt angle as needed so affects the pretilt angle can be obtained carbon atoms.
In the above general formula (VI), V represents a linear or branched polyvalent alkylene group having 2 to 20 carbon atoms or a polyvalent cyclic substituent having 5 to 30 carbon atoms, and is an alkylene group in the polyvalent alkylene group. May be substituted with an oxygen atom in a range in which the oxygen atom is not adjacent, or an alkyl group having 5 to 20 carbon atoms (the alkylene group in the group may be substituted in the range in which the oxygen atom is not adjacent). ) Or may be substituted with a cyclic substituent, preferably substituted with two or more cyclic substituents.

一般式(VI)で表される重合性化合物は更に具体的には、一般式(X1a) More specifically, the polymerizable compound represented by the general formula (VI) has the general formula (X1a).

Figure 0006798097
Figure 0006798097

(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1〜8のアルキレン基(該アルキレン基中の1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−CO−、−COO−又は−OCO−で置換されていてもよく、該アルキレン基中の1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていてもよい。)を表し、
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1〜17のアルキル基で置換されていてもよい。)を表わし、
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、
pは0〜10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。)を表わす化合物が挙げられる。
(In the formula, A 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
A 2 is a single bond or an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms (one or two or more methylene groups in the alkylene group are independently oxygen atoms, assuming that oxygen atoms are not directly bonded to each other. It may be substituted with −CO−, −COO− or −OCO−, and one or more hydrogen atoms in the alkylene group are independently substituted with a fluorine atom, a methyl group or an ethyl group, respectively. May be),
A 3 and A 6 are independently hydrogen atoms, halogen atoms, or alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms (one or two or more methylene groups in the alkyl groups do not directly bond oxygen atoms to each other. As such, they may be independently substituted with an oxygen atom, -CO-, -COO- or -OCO-, and one or more hydrogen atoms in the alkyl group are independently halogens. It may be substituted with an atom or an alkyl group having 1 to 17 carbon atoms.)
A 4 and A 7 are independently hydrogen atoms, halogen atoms, or alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms (one or two or more methylene groups in the alkyl groups do not directly bond oxygen atoms to each other. As such, they may be independently substituted with an oxygen atom, -CO-, -COO- or -OCO-, and one or more hydrogen atoms in the alkyl group are independently halogens. It may be substituted with an atom or an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms.)
p represents 0 to 10 and represents
B 1 , B 2 and B 3 are independently hydrogen atoms and linear or branched alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms (one or two or more methylene groups in the alkyl groups are , The oxygen atoms may be independently substituted with oxygen atoms, -CO-, -COO- or -OCO-, assuming that they do not bond directly to each other, and one or more of the alkyl groups. The hydrogen atom may be independently substituted with a halogen atom or a trialkylsilyl group having 3 to 6 carbon atoms.)).

上記一般式(X1a)は、一般式(II−b)で表される化合物が好ましい。 The general formula (X1a) is preferably a compound represented by the general formula (II-b).

Figure 0006798097
一般式(II−b)で表される化合物は、具体的には下記式(II−q)〜(II−z)、(II−aa)〜(II−al)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 0006798097
The compound represented by the general formula (II-b) is specifically a compound represented by the following formulas (II-q) to (II-z) and (II-aa) to (II-al). Is preferable.

Figure 0006798097
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Figure 0006798097
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上記一般式(VI)、一般式(XaI)及び一般式(II−b)で表される化合物は、1種のみでもよいし、2種以上でもよい。 The compound represented by the general formula (VI), the general formula (XaI) and the general formula (II-b) may be only one kind or two or more kinds.

更に、一般式(VI)で表される重合性化合物は具体的には、一般式(X1c) Further, the polymerizable compound represented by the general formula (VI) is specifically represented by the general formula (X1c).

Figure 0006798097
Figure 0006798097

(式中、R70は水素原子又はメチル基を表し、R71は縮合環を有する炭化水素基を表す。)で表わす化合物も挙げられる。
例示化合物としては、以下に示されるが、これらに限定される訳ではない。
(In the formula, R 70 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 71 represents a hydrocarbon group having a condensed ring).
Exemplified compounds are shown below, but are not limited thereto.

Figure 0006798097
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また、低分子液晶との溶解性を高めて結晶化を抑制するのに好ましい多官能性の反応基を有する重合性化合物としては、下記一般式(V)で表される重合性化合物が好ましい(但し、一般式(X1b)で表される化合物を除く。)。
Figure 0006798097
Further, as the polymerizable compound having a polyfunctional reactive group which is preferable for enhancing the solubility with the low molecular weight liquid crystal and suppressing the crystallization, the polymerizable compound represented by the following general formula (V) is preferable ( However, the compound represented by the general formula (X1b) is excluded).

Figure 0006798097
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(式中、X及びXはそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Sp及びSpはそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数1〜12のアルキレン基又は−O−(CH−(式中、sは1〜11の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。)を表し、Uは炭素原子数2〜20の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数5〜30の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数5〜20のアルキル基(基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。)又は環状置換基により置換されていてもよく、kは1〜5の整数を表す。式中の全ての1,4−フェニレン基は、任意の水素原子が−CH、−OCH、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。) (In the formula, X 1 and X 2 independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and Sp 1 and Sp 2 independently represent a single bond, an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms or −O−. (CH 2 ) represents s − (in the formula, s represents an integer of 1 to 11 and the oxygen atom is bonded to the aromatic ring), and U represents a linear or branched number of carbon atoms 2 to 20. It represents a valent alkylene group or a polyvalent cyclic substituent having 5 to 30 carbon atoms, and the alkylene group in the polyvalent alkylene group may be substituted with an oxygen atom within a range in which oxygen atoms are not adjacent to each other, and the number of carbon atoms is 5. It may be substituted with an alkyl group of ~ 20 (the alkylene group in the group may be substituted with an oxygen atom to the extent that the oxygen atom is not adjacent to each other) or a cyclic substituent, and k is an integer of 1 to 5. In the formula, all 1,4-phenylene groups may have any hydrogen atom substituted with -CH 3 , -OCH 3 , a fluorine atom, or a cyano group.)

上記一般式(V)において、X及びXはそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表すが、反応速度を重視する場合には水素原子が好ましく、反応残留量を低減することを重視する場合にはメチル基が好ましい。
上記一般式(V)において、Sp及びSpはそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数1〜12のアルキレン基又は−O−(CH−(式中、sは2〜11の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。)を表すが、本発明の液晶表示素子に於けるプレチルト角は該炭素原子数、液晶との含有量、及び用いる配向膜の種類や配向処理条件に影響される。従って必ずしも限定されるものではないが、例えばプレチルト角を5度程度にする場合は、炭素鎖があまり長くないことが好ましく、単結合又は炭素原子数1〜5のアルキレン基がより好ましく、単結合又は炭素原子数1〜3のアルキレン基がより好ましい。更に、プレチルト角が2度程度以内にするには、炭素原子数を6〜12の重合性化合物を用いることが好ましく、炭素原子数が8〜10がより好ましい。また、Sp及びSpが−O−(CH−を表す場合も、プレチルト角に影響を及ぼすので適宜必要に応じてSp及びSpの長さを調整して用いることが好ましく、プレチルト角を増加させる目的ではsは1〜5が好ましく、1〜3がより好ましい。プレチルト角を小さくする目的では、sは6〜10が好ましい。また、Sp及びSpの少なくとも一方が、単結合であることで分子の非対称性が発現するためプレチルトを誘起するので好ましい。
In the above general formula (V), X 1 and X 2 independently represent a hydrogen atom or a methyl group, but when the reaction rate is important, the hydrogen atom is preferable, and it is important to reduce the reaction residual amount. In this case, a methyl group is preferable.
In the above general formula (V), Sp 1 and Sp 2 are independently single bonds, an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms or −O− (CH 2 ) s − (in the formula, s is 2 to 11). The oxygen atom is bound to the aromatic ring.), But the pretilt angle in the liquid crystal display element of the present invention is the number of carbon atoms, the content with the liquid crystal, and the alignment film used. It is affected by the type and orientation treatment conditions. Therefore, although not necessarily limited, for example, when the pretilt angle is set to about 5 degrees, the carbon chain is preferably not very long, and a single bond or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is more preferable, and a single bond is used. Alternatively, an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms is more preferable. Further, in order to keep the pretilt angle within about 2 degrees, it is preferable to use a polymerizable compound having 6 to 12 carbon atoms, and more preferably 8 to 10 carbon atoms. Further, when Sp 1 and Sp 2 represent −O− (CH 2 ) s −, it also affects the pretilt angle, so it is preferable to adjust the lengths of Sp 1 and Sp 2 as necessary. For the purpose of increasing the pretilt angle, s is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3. For the purpose of reducing the pretilt angle, s is preferably 6 to 10. Further, it is preferable that at least one of Sp 1 and Sp 2 is a single bond because molecular asymmetry is exhibited and pretilt is induced.

また、上記一般式(V)においてSp及びSpが同一である化合物も好ましく、Sp及びSpが同一である化合物を2種以上用いることが好ましい。この場合、互いにSp及びSpが異なった2種以上を用いることがより好ましい。
上記一般式(V)において、Uは炭素原子数2〜20の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数5〜30の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数5〜20のアルキル基(基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。)、環状置換基により置換されていてもよく、2つ以上の環状置換基により置換されていることが好ましい。
上記一般式(V)において、Uは具体的には、以下の式(Va−1)から式(Va−23)を表すことが好ましい。アンカーリング力を高くするためには直線性が高いビフェニール等が好ましく、式(Va−1)から式(Va−6)を表すことが好ましい。又、式(Va−6)から式(Va−11)を表す構造は、液晶との溶解性が高い点で好ましく、式(Va−1)から式(Va−6)と組み合わせて用いることが好ましい。
The compound Sp 1 and Sp 2 are identical in the general formula (V) are also preferred, it is preferable to use a compound Sp 1 and Sp 2 are identical two or more. In this case, it is more preferable to use two or more kinds having different Sp 1 and Sp 2 from each other.
In the above general formula (V), U represents a linear or branched polyvalent alkylene group having 2 to 20 carbon atoms or a polyvalent cyclic substituent having 5 to 30 carbon atoms, and is an alkylene group in the polyvalent alkylene group. May be substituted with an oxygen atom in a range in which the oxygen atom is not adjacent, or an alkyl group having 5 to 20 carbon atoms (the alkylene group in the group may be substituted in the range in which the oxygen atom is not adjacent). ), May be substituted with a cyclic substituent, preferably substituted with two or more cyclic substituents.
In the above general formula (V), it is preferable that U specifically represents the formulas (Va-23) from the following formulas (Va-1). In order to increase the anchoring force, biphenyl or the like having high linearity is preferable, and it is preferable to express the formulas (Va-1) to (Va-6). Further, the structures representing the formulas (Va-6) to (Va-11) are preferable in that they have high solubility in liquid crystals, and are used in combination with the formulas (Va-1) to (Va-6). preferable.

Figure 0006798097
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(式中、両端はSp又はSpに結合するものとする。Zp1及びZp2はそれぞれ独立して、−OCH−、−CHO−、−COO−、−OCO−、−CFO−、−OCF−、−CHCH−、−CFCF−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−、−CHCH−OCO−、−COO−CH−、−OCO−CH−、−CH−COO−、−CH−OCO−、−CY=CY−、−C≡C−又は単結合を表す。式中の全ての1,4−フェニレン基は、任意の水素原子が、−CH、−OCH、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。又、シクロへキシレン基中の1つ又は2つ以上のCHCH基は−CH=CH−、−CFO−、−OCF−で置換されていてもよい。)
Uが環構造を有する場合、前記Sp及びSpは少なくとも一方が−O−(CH−(式中、sは1〜7の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。)を表すことが好ましく、両方共に−O−(CH−であることも好ましい。
上記一般式(V)において、kは1〜5の整数を表すが、kが1の二官能化合物、又はkが2の三官能化合物であることが好ましく、二官能化合物であることがより好ましい。
(In the equation, both ends shall be bound to Sp 1 or Sp 2. Z p1 and Z p2 are independently -OCH 2- , -CH 2 O-, -COO-, -OCO-, -CF. 2 O-, -OCF 2- , -CH 2 CH 2- , -CF 2 CF 2- , -CH = CH-COO-, -CH = CH-OCO-, -COO-CH = CH-, -OCO- CH = CH-, -COO-CH 2 CH 2- , -OCO-CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2- COO-, -CH 2 CH 2- OCO-, -COO-CH 2- , -OCO -CH 2 -, - CH 2 -COO -, - CH 2 -OCO -, - CY 1 = CY 2 -, -. C≡C- or all of the 1,4-phenylene group represents in formula single bond , Any hydrogen atom may be substituted with -CH 3 , -OCH 3 , fluorine atom, or cyano group, and one or more CH 2 CH 2 groups in the cyclohexylene group. It may be replaced by −CH = CH−, −CF 2 O−, −OCF 2- ).
When U has a ring structure, at least one of Sp 1 and Sp 2 represents -O- (CH 2 ) s- (in the formula, s represents an integer of 1 to 7, and an oxygen atom is bonded to an aromatic ring. It is preferable that both of them are −O− (CH 2 ) s− .
In the above general formula (V), k represents an integer of 1 to 5, but it is preferably a bifunctional compound in which k is 1, or a trifunctional compound in which k is 2, and more preferably a bifunctional compound. ..

上記一般式(V)で表される化合物は、具体的には、以下の一般式(Vb)で表される化合物が好ましい(但し、一般式(X1b)で表される化合物を除く。)。 Specifically, the compound represented by the general formula (V) is preferably a compound represented by the following general formula (Vb) (however, the compound represented by the general formula (X1b) is excluded).

Figure 0006798097
(式中、X及びXはそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Sp及びSpはそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数1〜12のアルキレン基又は−O−(CH−(式中、sは1〜11の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。)を表し、Zは−OCH−、−CHO−、−COO−、−OCO−、−CFO−、−OCF−、−CHCH−、−CFCF−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−、−CHCH−OCO−、−COO−CH−、−OCO−CH−、−CH−COO−、−CH−OCO−、−CY=CY−(Y及びYはそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表す。)、−C≡C−又は単結合を表し、Cは1,4−フェニレン基、トランス−1,4−シクロヘキシレン基又は単結合を表し、式中の全ての1,4−フェニレン基は、任意の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい。)
Figure 0006798097
(In the formula, X 1 and X 2 independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and Sp 1 and Sp 2 independently represent a single bond, an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms or −O−. (CH 2 ) represents s − (in the equation, s represents an integer of 1 to 11 and an oxygen atom is bound to an aromatic ring), and Z 1 represents −OCH 2 −, −CH 2 O−, -COO-, -OCO-, -CF 2 O-, -OCF 2- , -CH 2 CH 2- , -CF 2 CF 2- , -CH = CH-COO-, -CH = CH-OCO-,- COO-CH = CH -, - OCO-CH = CH -, - COO-CH 2 CH 2 -, - OCO-CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 -COO -, - CH 2 CH 2 -OCO- , -COO-CH 2- , -OCO-CH 2- , -CH 2- COO-, -CH 2- OCO-, -CY 1 = CY 2- (Y 1 and Y 2 are independent hydrogen atoms or Represents a fluorine atom.), -C≡C- or a single bond, C represents a 1,4-phenylene group, a trans-1,4-cyclohexylene group or a single bond, and all 1,4 in the formula. -The phenylene group may have any hydrogen atom substituted with a fluorine atom.)

上記一般式(Vb)において、X及びXは、はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表すが、いずれも水素原子を表すジアクリレート誘導体、又はいずれもメチル基を有するジメタクリレート誘導体が好ましく、一方が水素原子を表し、もう一方がメチル基を表す化合物も好ましい。これらの化合物の重合速度は、ジアクリレート誘導体が最も早く、ジメタクリレート誘導体が遅く、非対称化合物がその中間であり、その用途により好ましい態様を用いることができる。 In the above general formula (Vb), X 1 and X 2 independently represent a hydrogen atom or a methyl group, but both are diacrylate derivatives representing a hydrogen atom or dimethacrylate derivatives having a methyl group. Is preferable, and a compound in which one represents a hydrogen atom and the other represents a methyl group is also preferable. As for the polymerization rate of these compounds, the diacrylate derivative is the fastest, the dimethacrylate derivative is the slowest, and the asymmetric compound is in the middle, and a preferred embodiment can be used depending on the application.

上記一般式(Vb)において、Sp及びSpはそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数1〜12のアルキレン基又は−O−(CH)s−を表すが、少なくとも一方が−O−(CH)s−であることが好ましく、両方が−O−(CH)s−を表す態様がより好ましい。この場合、sは1〜6が好ましい。
上記一般式(Vb)において、Zは、−OCH−、−CHO−、−COO−、−OCO−、−CFO−、−OCF−、−CHCH−、−CFCF−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−、−CHCH−OCO−、−COO−CH−、−OCO−CH−、−CH−COO−、−CH−OCO−、−CY=CY−(Y及びYはそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表す。)、−C≡C−又は単結合を表すが、−OCH−、−CHO−、−COO−、−OCO−、−CFO−、−OCF−、−CHCH−、−CFCF−又は単結合が好ましく、−COO−、−OCO−又は単結合がより好ましく、単結合が特に好ましい。上記一般式(Vb)において、Cは任意の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい1,4−フェニレン基、トランス−1,4−シクロヘキシレン基又は単結合を表すが、1,4−フェニレン基又は単結合が好ましい。Cが単結合以外の環構造を表す場合、Zは単結合以外の連結基も好ましく、Cが単結合の場合、Zは単結合が好ましい。
以上より、上記一般式(Vb)において、Cが単結合を表し、環構造が二つの環で形成される場合が好ましく、環構造を有する重合性化合物としては、具体的には以下の一般式(V−1)から(V−6)で表される化合物が好ましく、一般式(V−1)から(V−4)で表される化合物が特に好ましく、一般式(V−2)で表される化合物が最も好ましい。
In the above general formula (Vb), Sp 1 and Sp 2 each independently represent a single bond, an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, or -O- (CH 2 ) s-, but at least one of them is -O. It is preferably − (CH 2 ) s−, and more preferably both represent −O− (CH 2 ) s−. In this case, s is preferably 1 to 6.
In the above general formula (Vb), Z 1 is -OCH 2- , -CH 2 O-, -COO-, -OCO-, -CF 2 O-, -OCF 2- , -CH 2 CH 2 -,- CF 2 CF 2- , -CH = CH-COO-, -CH = CH-OCO-, -COO-CH = CH-, -OCO-CH = CH-, -COO-CH 2 CH 2- , -OCO- CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 -COO -, - CH 2 CH 2 -OCO -, - COO-CH 2 -, - OCO-CH 2 -, - CH 2 -COO -, - CH 2 -OCO -, -CY 1 = CY 2- (Y 1 and Y 2 each independently represent a hydrogen atom or a fluorine atom), -C≡C- or a single bond, but -OCH 2- , -CH 2 O-, -COO-, -OCO-, -CF 2 O-, -OCF 2- , -CH 2 CH 2- , -CF 2 CF 2- or single bond is preferred, -COO-, -OCO- or single Bonding is more preferred, and single binding is particularly preferred. In the above general formula (Vb), C represents a 1,4-phenylene group, a trans-1,4-cyclohexylene group or a single bond in which any hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom, but 1,4 -Phenylene group or single bond is preferred. When C represents a ring structure other than a single bond, Z 1 is preferably a linking group other than a single bond, and when C is a single bond, Z 1 is preferably a single bond.
From the above, in the above general formula (Vb), it is preferable that C represents a single bond and the ring structure is formed by two rings, and the polymerizable compound having a ring structure is specifically described in the following general formula. Compounds represented by (V-1) to (V-6) are preferable, compounds represented by general formulas (V-1) to (V-4) are particularly preferable, and compounds represented by general formulas (V-2) are represented. The compound to be used is most preferable.

Figure 0006798097
Figure 0006798097

また、上記一般式(Vb)において、以下の一般式(V1−1)から(V1−5)で表される化合物が液晶組成物との溶解性を高める上で好ましく、一般式(V1−1)で表される化合物が特に好ましい。
また、上記一般式(Vb)が三つの環構造で形成される場合も好ましく用いられ、一般式(V1−6)から(V1−13)で表される化合物が液晶組成物との溶解性を高める上で好ましい。更に、液晶とのアンカーリング力が強い一般式(V−1)から(V−6)で表される化合物は、アンカーリング力が弱く液晶組成物との相溶性が良好な一般式(V1−1)から(V1−5)で表される化合物と混合して用いることも好ましい。
Further, in the above general formula (Vb), the compounds represented by the following general formulas (V1-1) to (V1-5) are preferable in increasing the solubility in the liquid crystal composition, and the general formula (V1-1) is preferable. ) Is particularly preferable.
Further, it is also preferably used when the above general formula (Vb) is formed by three ring structures, and the compounds represented by the general formulas (V1-6) to (V1-13) have solubility in the liquid crystal composition. It is preferable to enhance it. Further, the compounds represented by the general formulas (V-1) to (V-6) having a strong anchoring force with the liquid crystal have a weak anchoring force and good compatibility with the liquid crystal composition (V1- It is also preferable to use it in combination with the compounds represented by 1) to (V1-5).

Figure 0006798097
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(式中、q1及びq2は、それぞれ独立して1〜12の整数を示し、Rは水素原子又はメチル基を表す。)
上記一般式(V)で表される化合物としては、具体的には、以下の一般式(Vc)で表される化合物が、反応速度を高める点で好ましく、又、プレチルト角を熱的に安定化させるので好ましい。更に、必要に応じてSp、Sp及びSpの炭素原子数を調整して所望のプレチルト角を得ることもできる。プレチルトと該炭素原子数の関係は、官能基が2個の場合と同様の傾向を示す。
(Wherein, q1 and q2 is independently an integer of 1 to 12, R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group.)
As the compound represented by the general formula (V), specifically, the compound represented by the following general formula (Vc) is preferable in terms of increasing the reaction rate, and the pretilt angle is thermally stable. It is preferable because it makes the compound. Further, if necessary, the number of carbon atoms of Sp 1 , Sp 2 and Sp 3 can be adjusted to obtain a desired pretilt angle. The relationship between the pretilt and the number of carbon atoms shows the same tendency as in the case of two functional groups.

Figure 0006798097
(式中、X、X及びXはそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Sp、Sp及びSpはそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数1〜12のアルキレン基又は−O−(CH−(式中、sは2〜7の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。)を表し、Z11は、−OCH−、−CHO−、−COO−、−OCO−、−CFO−、−OCF−、−CHCH−、−CFCF−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−、−CHCH−OCO−、−COO−CH−、−OCO−CH−、−CH−COO−、−CH−OCO−、−CY=CY−、−C≡C−又は単結合を表し、Jは1,4−フェニレン基、トランス−1,4−シクロヘキシレン基又は単結合を表し、式中の全ての1,4−フェニレン基は、任意の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい。)
Figure 0006798097
(In the formula, X 1 , X 2 and X 3 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and Sp 1 , Sp 2 and Sp 3 are independent of each other and have a single bond and 1 to 12 carbon atoms. Represents an alkylene group or −O− (CH 2 ) s − (in the formula, s represents an integer of 2 to 7, and an oxygen atom is bound to an aromatic ring), and Z 11 represents −OCH 2 −. , -CH 2 O -, - COO -, - OCO -, - CF 2 O -, - OCF 2 -, - CH 2 CH 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CH = CH-COO -, - CH = CH-OCO-, -COO-CH = CH-, -OCO-CH = CH-, -COO-CH 2 CH 2- , -OCO-CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2- COO-,- CH 2 CH 2- OCO-, -COO-CH 2- , -OCO-CH 2- , -CH 2- COO-, -CH 2- OCO-, -CY 1 = CY 2- , -C ≡ C- or Represents a single bond, J represents a 1,4-phenylene group, a trans-1,4-cyclohexylene group or a single bond, and all 1,4-phenylene groups in the formula have any hydrogen atom due to a fluorine atom. It may be replaced.)

重合性化合物として、光配向機能を有する化合物を用いることも好ましい。中でも、光異性化を示す化合物を用いることが好ましい。
光配向機能を有する重合性化合物としては、具体的には、一般式(Vb)において、
及びXがそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Sp及びSpがそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数1〜8のアルキレン基又は−O−(CH−(式中、sは1〜7の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。)を表し、Zが−N=N−を表し、Cが1,4−フェニレン基、トランス−1,4−シクロヘキシレン基(任意の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい。)又は単結合を表す化合物が好ましい。
中でも、以下の一般式(Vn)で表される化合物が好ましい。
It is also preferable to use a compound having a photoalignment function as the polymerizable compound. Above all, it is preferable to use a compound showing photoisomerization.
Specific examples of the polymerizable compound having a photoalignment function include the general formula (Vb).
X 1 and X 2 independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and Sp 1 and Sp 2 independently represent a single bond, an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, or -O- (CH 2 ). It represents s − (in the equation, s represents an integer of 1 to 7, and the oxygen atom is bound to an aromatic ring), Z 1 represents −N = N−, and C represents 1,4-phenylene. A group, a trans-1,4-cyclohexylene group (any hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom), or a compound representing a single bond is preferable.
Of these, compounds represented by the following general formula (Vn) are preferable.

Figure 0006798097
(式中、Rn1及びRn2はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、式中、pn及びqnは、それぞれ独立して1〜12の整数を示す。)
Figure 0006798097
(In the formula, Rn1 and Rn2 independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and in the formula, pn and qn each independently represent an integer of 1 to 12.)

[重合開始剤]
本発明に用いる重合性化合物の重合方法としては、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合等を用いることが可能であるが、ラジカル重合により重合することが好ましく、光フリース転位によるラジカル重合、光重合開始剤によるラジカル重合がより好ましい。
[Polymer initiator]
As a polymerization method of the polymerizable compound used in the present invention, radical polymerization, anionic polymerization, cationic polymerization and the like can be used, but it is preferable to polymerize by radical polymerization, and radical polymerization by photofreeze rearrangement and photopolymerization initiation Radical polymerization with agents is more preferred.

ラジカル重合開始剤としては、熱重合開始剤、光重合開始剤を用いることができるが、光重合開始剤が好ましい。具体的には以下の化合物が好ましい。
ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、2−メチル−2−モルホリノ(4−チオメチルフェニル)プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン、4′−フェノキシアセトフェノン、4′−エトキシアセトフェノン等のアセトフェノン系;
As the radical polymerization initiator, a thermal polymerization initiator and a photopolymerization initiator can be used, but a photopolymerization initiator is preferable. Specifically, the following compounds are preferable.
Diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzyldimethylketal, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 4-( 2-Hydroxyethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 1-hydroxycyclohexyl-phenylketon, 2-methyl-2-morpholino (4-thiomethylphenyl) propan-1-one, 2-benzyl- 2-Dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone, 4'-phenoxyacetophenone, 4'-ethoxyacetophenone and other acetophenone-based;

ベンゾイン、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル等のベンゾイン系;
2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィンオキサイド系;
ベンジル、メチルフェニルグリオキシエステル系;
ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、4,4′−ジクロロベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4′−メチル−ジフェニルサルファイド、アクリル化ベンゾフェノン、3,3′,4,4′−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3′−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、2,5−ジメチルベンゾフェノン、3,4−ジメチルベンゾフェノン等のベンゾフェノン系;
2−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン等のチオキサントン系;
ミヒラーケトン、4,4′−ジエチルアミノベンゾフェノン等のアミノベンゾフェノン系;
10−ブチル−2−クロロアクリドン、2−エチルアンスラキノン、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン等が好ましい。この中でも、ベンジルジメチルケタールが最も好ましい。
又、ラジカルの寿命や反応性を考慮して複数の重合開始剤を用いることも好ましい。
Benzoin systems such as benzoin, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether;
Acylphosphine oxide system such as 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide;
Benzyl, methylphenylgrioxy ester type;
Benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, 4,4'-dichlorobenzophenone, hydroxybenzophenone, 4-benzoyl-4'-methyl-diphenylsulfide, acrylicized benzophenone, 3,3', 4,4' -Benzophenone series such as tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,3'-dimethyl-4-methoxybenzophenone, 2,5-dimethylbenzophenone, 3,4-dimethylbenzophenone;
Thioxanthone systems such as 2-isopropylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, and 2,4-dichlorothioxanthone;
Aminobenzophenone systems such as Michler ketone, 4,4'-diethylaminobenzophenone;
10-Butyl-2-chloroacridone, 2-ethylanthraquinone, 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone and the like are preferred. Of these, benzyl dimethyl ketal is most preferred.
It is also preferable to use a plurality of polymerization initiators in consideration of radical lifetime and reactivity.

更に、上述の重合開始剤を使用せずに、光フリース転位によるラジカル重合として紫外線を吸収する共役系の構造を有する重合性液晶化合物を含有させて重合させることもできる。例えば、一般式(X1c−1)から(X1c−4)で表される共役系構造を有する重合性液晶化合物を重合開始剤の代わりに用いることで液晶素子の電圧保持率を低下させないので好ましい。又、重合促進を目的にこれらと重合開始剤と併用することも好ましい。 Further, without using the above-mentioned polymerization initiator, it is also possible to carry out polymerization by containing a polymerizable liquid crystal compound having a conjugated structure that absorbs ultraviolet rays as radical polymerization by photo Fries rearrangement. For example, it is preferable to use a polymerizable liquid crystal compound having a conjugated structure represented by the general formulas (X1c-1) to (X1c-4) instead of the polymerization initiator because the voltage retention rate of the liquid crystal element is not lowered. It is also preferable to use these in combination with a polymerization initiator for the purpose of promoting polymerization.

Figure 0006798097
Figure 0006798097

[重合性液晶組成物]
本発明に用いられる重合性液晶組成物は、上記に例示される液晶組成物と、上記に例示される1質量%以上10質量%未満の重合性化合物を含有することが好ましいが、重合性化合物の含有量の下限値は2質量%以上が好ましく、上限値は9質量%未満が好ましく、7質量%未満がより好ましく、5質量%未満がより好ましく、4質量%未満がより好ましい。また、本発明に用いられる重合性液晶組成物は、上記に例示される液晶組成物と、上記に例示される10質量%以上40質量%未満の重合性化合物を含有することも好ましいが、この場合の重合性化合物の含有量の下限値は9質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、上限値は30%質量未満が好ましく、25%質量未満がより好ましく、20%質量未満がより好ましく、15%質量未満がより好ましい。更に、本発明に用いられる重合性液晶組成物は、上記に例示される液晶組成物と、上記に例示される5質量%以上15質量%未満の重合性化合物を含有することが好ましく、7質量%以上12%未満の重合性化合物を含有することがより好ましい。本発明に用いられる重合性液晶組成物は、1質量%以上40質量%未満の重合性化合物を含有することで、一軸性の光学異方性、又は一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸方向を有するポリマーネットワークを形成するものであることが好ましく、該ポリマーネットワークの光学軸又は配向容易軸と低分子液晶の配向容易軸が略一致するように形成されていることがより好ましい。
[Polymerizable liquid crystal composition]
The polymerizable liquid crystal composition used in the present invention preferably contains the above-exemplified liquid crystal composition and the above-exemplified polymerizable compound of 1% by mass or more and less than 10% by mass, but the polymerizable compound. The lower limit of the content of is preferably 2% by mass or more, the upper limit is preferably less than 9% by mass, more preferably less than 7% by mass, more preferably less than 5% by mass, and more preferably less than 4% by mass. Further, the polymerizable liquid crystal composition used in the present invention preferably contains the above-exemplified liquid crystal composition and the above-exemplified polymerizable compound of 10% by mass or more and less than 40% by mass. The lower limit of the content of the polymerizable compound in the case is preferably 9% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and the upper limit is preferably less than 30% by mass, more preferably less than 25% by mass, and less than 20% by mass. More preferably, less than 15% mass is more preferable. Further, the polymerizable liquid crystal composition used in the present invention preferably contains the above-exemplified liquid crystal composition and the above-exemplified polymerizable compound of 5% by mass or more and less than 15% by mass, preferably 7% by mass. More preferably, it contains a polymerizable compound of% or more and less than 12%. The polymerizable liquid crystal composition used in the present invention contains 1% by mass or more and less than 40% by mass of a polymerizable compound, so that it is uniaxially optically anisotropy or uniaxially refractive index anisotropy or easily oriented. It is preferable that a polymer network having an axial direction is formed, and it is more preferable that the optical axis or the easy axis of orientation of the polymer network and the easy axis of orientation of the low molecular weight liquid crystal are formed so as to substantially coincide with each other.

尚、該ポリマーネットワークには、複数のポリマーネットワークが集合することにより高分子薄膜を形成したポリマーバインダも含まれる。ポリマーバインダは、一軸配向性を示す屈折率異方性を有しており、該薄膜に低分子液晶が分散され、該薄膜の一軸性の光学軸と低分子液晶の光学軸が略同一方向へ揃っていることが特徴である。従って、これにより、光散乱型液晶である高分子分散型液晶又はポリマーネットワーク型液晶とは異なり光散乱が起こらず偏光を用いた液晶素子に於いて高コントラストな表示が得られる点と、立下り時間を短くして液晶素子の応答性を向上させることが特徴である。更に、本発明に用いられる重合性液晶組成物は、ポリマーネットワーク層を液晶素子全体に形成させるものであり、液晶素子基板上にポリマーの薄膜層を形成させてプレチルトを誘起させるPSA(Polymer Sustained Alignment)型液晶組成物とは異なる。 The polymer network also includes a polymer binder in which a polymer thin film is formed by aggregating a plurality of polymer networks. The polymer binder has a refractive index anisotropy indicating uniaxial orientation, and the low molecular weight liquid crystal is dispersed in the thin film, and the uniaxial optical axis of the thin film and the optical axis of the low molecular weight liquid crystal are in substantially the same direction. The feature is that they are complete. Therefore, unlike the polymer-dispersed liquid crystal or the polymer network-type liquid crystal, which is a light-scattering liquid crystal, light scattering does not occur and a high-contrast display can be obtained in a liquid crystal element using polarized light. It is characterized by shortening the time and improving the responsiveness of the liquid crystal element. Further, in the polymerizable liquid crystal composition used in the present invention, a polymer network layer is formed on the entire liquid crystal element, and a thin film layer of a polymer is formed on the liquid crystal element substrate to induce pretilt, PSA (Polymer Sustained Alginment). ) Type liquid crystal composition is different.

何れの濃度に於いてもTgの異なる重合性化合物を少なくとも二種類以上含有させて必要に応じてTgを調整することが好ましい。Tgが高いポリマーの前駆体である重合性化合物は、架橋密度が高くなる分子構造を有する重合性化合物であって、官能基数が2以上であることが好ましい。又、Tgが低いポリマーの前駆体は、官能基数が1であるか、又は2以上であって、官能基間にスペーサとしてアルキレン基等を有し分子長を長くした構造であることが好ましい。ポリマーネットワークの熱的安定性や耐衝撃性向上に対応することを目的にポリマーネットワークのTgを調整する場合、多官能モノマーと単官能モノマーの比率を適宜調整することが好ましい。又、Tgはポリマーネットワークの主鎖、及び側鎖に於ける分子レベルの熱的な運動性とも関連しており、電気光学特性にも影響を及ぼしている。例えば、架橋密度を高くすると主鎖の分子運動性が下がり低分子液晶とのアンカーリング力が高まり駆動電圧が高くなると共に立下り時間が短くなる。一方、Tgが下がるように架橋密度を下げるとポリマー主鎖の熱運動性が上がることにより、低分子液晶とのアンカーリング力が下がり駆動電圧が下がり立下り時間が長くなる傾向を示す。ポリマーネットワーク界面に於けるアンカーリング力は、上述のTgの他にポリマー側鎖の分子運動性にも影響され、多価分岐アルキレン基、及び多価アルキル基を有する重合性化合物を用いることでポリマー界面のアンカーリング力が下げられる。又、多価分岐アルキレン基、及び多価アルキル基を有する重合性化合物は、プレチルト角を誘起させるのに有効で極角方向のアンカーリング力を下げる方向に作用する。 It is preferable to contain at least two kinds of polymerizable compounds having different Tg at any concentration and adjust Tg as necessary. The polymerizable compound which is a precursor of the polymer having a high Tg is a polymerizable compound having a molecular structure having a high crosslink density, and preferably has 2 or more functional groups. Further, it is preferable that the precursor of the polymer having a low Tg has a structure in which the number of functional groups is 1 or 2 or more, an alkylene group or the like is provided as a spacer between the functional groups, and the molecular length is lengthened. When adjusting the Tg of the polymer network for the purpose of improving the thermal stability and impact resistance of the polymer network, it is preferable to appropriately adjust the ratio of the polyfunctional monomer to the monofunctional monomer. Tg is also associated with molecular-level thermal motility in the main and side chains of the polymer network, affecting electro-optic properties. For example, when the crosslink density is increased, the molecular motility of the main chain decreases, the anchoring force with the low-molecular-weight liquid crystal increases, the driving voltage increases, and the fall-down time becomes shorter. On the other hand, when the crosslink density is lowered so that the Tg is lowered, the thermal motility of the polymer main chain is increased, so that the anchoring force with the low molecular weight liquid crystal is lowered, the driving voltage is lowered, and the falling time tends to be long. The anchoring force at the polymer network interface is affected by the molecular motility of the polymer side chain in addition to the above-mentioned Tg, and by using a polymerizable compound having a polyvalent branched alkylene group and a polyvalent alkyl group, the polymer is used. The anchoring force at the interface is reduced. Further, the polymerizable compound having a multivalent branched alkylene group and a multivalent alkyl group is effective in inducing a pretilt angle and acts in a direction of lowering the anchoring force in the polar angle direction.

重合性液晶組成物が液晶相を示した状態で、重合性液晶組成物中の重合性化合物を重合させることにより、重合性化合物の分子量が増加して液晶組成物と重合性化合物を相分離させる。二相に分離する形態は、含有する液晶化合物の種類や重合性化合物の種類に大きく依存して異なる。液晶相中に重合性化合物相が無数に島状の核として発生して成長するバイノーダル分解で相分離構造を形成しても良く、液晶相と重合性化合物相との濃度の揺らぎから相分離するスピノーダル分解により相分離構造を形成しても良い。バイノーダル分解によるポリマーネットワークを形成させるには、少なくとも低分子液晶の含有量を85質量%以上にするのが好ましく、重合性化合物の反応速度が速い化合物を用いることにより可視光の波長より小さい大きさの重合性化合物の核を無数に発生させてナノオーダーの相分離構造が形成されるので好ましい。結果として重合性化合物相に於ける重合が進むと相分離構造に依存して可視光の波長より短い空隙間隔のポリマーネットワークが形成され、一方、ポリマーネットワークの空隙は低分子液晶相の相分離によるもので、この空隙の大きさが可視光の波長より小さいと、光散乱性が無く高コントラストで、且つポリマーネットワークからのアンカーリング力の影響が強まり立下り時間が短くなり高速応答の液晶表示素子が得られるようになり特に好ましい。 By polymerizing the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition while the polymerizable liquid crystal composition shows a liquid crystal phase, the molecular weight of the polymerizable compound is increased and the liquid crystal composition and the polymerizable compound are phase-separated. .. The form of separation into two phases differs greatly depending on the type of liquid crystal compound contained and the type of polymerizable compound. A phase-separated structure may be formed by binodal decomposition in which innumerable polymerizable compound phases are generated and grown as island-like nuclei in the liquid crystal phase, and the phase is separated from the fluctuation of the concentration between the liquid crystal phase and the polymerizable compound phase. A phase-separated structure may be formed by spinodal decomposition. In order to form a polymer network by binodal decomposition, it is preferable that the content of the low molecular weight liquid crystal is at least 85% by mass or more, and by using a compound having a high reaction rate of the polymerizable compound, the size is smaller than the wavelength of visible light. It is preferable because a nano-order phase-separated structure is formed by generating innumerable nuclei of the polymerizable compound of. As a result, as the polymerization in the polymerizable compound phase proceeds, a polymer network having void intervals shorter than the wavelength of visible light is formed depending on the phase separation structure, while the voids in the polymer network are due to the phase separation of the low molecular weight liquid crystal phase. If the size of this void is smaller than the wavelength of visible light, there is no light scattering and high contrast, and the influence of the anchoring force from the polymer network becomes stronger, the fall time becomes shorter, and the liquid crystal display element with high-speed response. Is particularly preferable.

バイノーダル分解に於ける重合性化合物相の核生成は、化合物の種類や組合せによる相溶性の変化や、反応速度、温度等のパラメーターに影響され適宜必要に応じて調整することが好ましい。反応速度は、紫外線重合の場合は、重合性化合物の官能基や光開始剤の種類及び含有量、紫外線露光強度によるもので反応性を促進するように紫外線露光条件を適宜調整すれば良く、少なくとも20mW/cm以上の紫外線露光強度が好ましい。低分子液晶が85質量%以上では、スピノーダル分解による相分離構造でポリマーネットワークを形成させることが好ましい、スピノーダル分解では周期性のある二相の濃度の揺らぎによる相分離微細構造が得られるので可視光波長より小さい均一な空隙間隔を容易に形成するので好ましい。ポリマーネットワークで形成させることが好ましい。重合性化合物の割合が15質量%未満ではバイノーダル分解による相分離構造を形成させることが好ましく、15質量%以上ではスピノーダル分解による相分離構造を形成させることが好ましい。重合性化合物含有量が増加すると、温度の影響で低分子液晶相と重合性化合物相との二相分離する相転移温度が存在する。二相分離転移温度より高い温度では等方相を示すが、低いと分離が起こり均一な相分離構造が得られず好ましくない。温度により二相分離する場合は、二相分離温度より高い温度に於いて相分離構造を形成させることが好ましい。上述した何れの場合も、低分子液晶の配向状態と同様の配向状態を保持しながらポリマーネットワークが形成される。形成されたポリマーネットワークは、低分子液晶の配向に倣うように光学異方性を示す。ポリマーネットワーク中の液晶層の形態としては、ポリマーの3次元ネットワーク構造中に液晶組成物が連続層をなす構造、液晶組成物のドロップレットがポリマー中に分散している構造、又は両者が混在する構造、更に、両基板面を起点にポリマーネットワーク層が存在し、対面基板との中心付近では液晶層のみである構造が挙げられる。何れもの構造もポリマーネットワークの作用により0〜90°のプレチルト角が液晶素子基板界面に対して誘起されていることが好ましい。形成するポリマーネットワークは、共存する低分子液晶を液晶セルの配向膜が示す配向方向へ配向させる機能を有することが好ましく、更に、ポリマー界面方向に対して低分子液晶をプレチルトさせる機能を有していることも好ましい。ポリマー界面に対して低分子液晶をプレチルトさせる重合性化合物を導入すると液晶素子の駆動電圧を低くさせるのに有用で好ましい。又、屈折率異方性を有しても良く、配向方向へ液晶を配向させる機能は、メソゲン基を有する重合性化合物を用いることが好ましい。 The nucleation of the polymerizable compound phase in the binodal decomposition is affected by changes in compatibility depending on the type and combination of compounds, and parameters such as reaction rate and temperature, and is preferably adjusted as necessary. In the case of ultraviolet polymerization, the reaction rate depends on the functional group of the polymerizable compound, the type and content of the photoinitiator, and the ultraviolet exposure intensity, and the ultraviolet exposure conditions may be appropriately adjusted so as to promote the reactivity, at least. Ultraviolet exposure intensity of 20 mW / cm 2 or more is preferable. When the low molecular weight liquid crystal content is 85% by mass or more, it is preferable to form a polymer network with a phase-separated structure by spinodal decomposition. In spinodal decomposition, a phase-separated microstructure due to periodic fluctuation of two-phase concentration can be obtained, so that visible light can be obtained. It is preferable because it easily forms uniform gaps smaller than the wavelength. It is preferably formed with a polymer network. When the proportion of the polymerizable compound is less than 15% by mass, it is preferable to form a phase-separated structure by spinodal decomposition, and when it is 15% by mass or more, it is preferable to form a phase-separated structure by spinodal decomposition. When the content of the polymerizable compound increases, there is a phase transition temperature at which the low molecular weight liquid crystal phase and the polymerizable compound phase are separated into two phases due to the influence of temperature. An isotropic phase is exhibited at a temperature higher than the two-phase separation transition temperature, but separation occurs at a temperature higher than the two-phase separation transition temperature, and a uniform phase separation structure cannot be obtained, which is not preferable. When two-phase separation is performed by temperature, it is preferable to form a phase-separated structure at a temperature higher than the two-phase separation temperature. In any of the above cases, the polymer network is formed while maintaining the same orientation state as that of the low molecular weight liquid crystal. The polymer network formed exhibits optical anisotropy to follow the orientation of the low molecular weight liquid crystal. The form of the liquid crystal layer in the polymer network includes a structure in which the liquid crystal composition forms a continuous layer in the three-dimensional network structure of the polymer, a structure in which the droplets of the liquid crystal composition are dispersed in the polymer, or a mixture of both. Further, there is a structure in which a polymer network layer exists starting from both substrate surfaces and only a liquid crystal layer is present near the center of the facing substrate. In any structure, it is preferable that a pretilt angle of 0 to 90 ° is induced with respect to the interface of the liquid crystal element substrate by the action of the polymer network. The polymer network to be formed preferably has a function of orienting the coexisting low-molecular-weight liquid crystal in the orientation direction indicated by the alignment film of the liquid crystal cell, and further has a function of pre-tilting the low-molecular-weight liquid crystal with respect to the polymer interface direction. It is also preferable to have. Introducing a polymerizable compound that pretilts the low molecular weight liquid crystal with respect to the polymer interface is useful and preferable for lowering the driving voltage of the liquid crystal element. Further, it may have refractive index anisotropy, and it is preferable to use a polymerizable compound having a mesogen group for the function of orienting the liquid crystal in the orientation direction.

VAモード等の垂直配向セルに対しては垂直配向を誘起するメソゲン基を有しない多価アルキル基、又は多価分岐アルキレン基を有する重合性化合物を用いても良く、メソゲン基を有する重合性化合物との併用でも好ましい。上述の重合性液晶組成物を用いて相分離重合により垂直配向セル内にポリマーネットワークが形成された場合は、繊維状、又は柱状のポリマーネットワークが液晶セル基板に対して低分子液晶の垂直方向と略同一の方向に形成されていることが好ましい。又、セル基板表面にある垂直配向膜に液晶が傾斜配向を誘起するようにラビング処理等を施してプレチルト角を誘起するようにした垂直配向膜が用いられた場合は、プレチルトして配向している低分子液晶と同方向に繊維状、又は柱状のポリマーネットワークが傾斜して形成されていることが好ましい。
更に、電圧を印加しながらプレチルト角を誘起する方法では、重合性液晶組成物の閾値電圧よりも0.9V程度低い電圧から2V程度高い電圧の範囲で電圧を印加しながら重合させると繊維状、又は柱状のポリマーネットワークが所望のプレチルト角、好ましくは0.1〜30°のプレチルト角を誘起するように傾斜して形成されるのでより好ましくなる。何れの方法で形成された繊維状、又は柱状のポリマーネットワークは、二枚のセル基板間を連結していることが特徴である。これにより、プレチルト角の熱的安定性が向上して液晶表示素子の信頼性を高められる。
他に、繊維状、又は柱状のポリマーネットワークを傾斜配向させて形成することにより低分子液晶のプレチルト角を誘起させる方法として、官能基とメソゲン基の間にあるアルキレン基の炭素原子数が6以上のプレチルト角の誘起角度が小さい二官能アクリレートと官能基と、メソゲン基の間にあるアルキレン基の炭素原子数が5以上のプレチルト角の誘起角度が大きい二官能アクリレートを組合せ用いる方法が挙げられる。これらの化合物の配合比を調整することにより所望のプレチルト角を誘起させることができる。
For a vertically oriented cell such as VA mode, a polyvalent alkyl group having no mesogen group that induces vertical orientation or a polymerizable compound having a polyvalent branched alkylene group may be used, and a polymerizable compound having a mesogen group may be used. It is also preferable to use in combination with. When a polymer network is formed in a vertically oriented cell by phase separation polymerization using the above-mentioned polymerizable liquid crystal composition, the fibrous or columnar polymer network is in the direction perpendicular to the liquid crystal cell substrate. It is preferable that they are formed in substantially the same direction. Further, when a vertical alignment film on the surface of the cell substrate is subjected to a rubbing treatment or the like so as to induce tilt orientation of the liquid crystal to induce a pretilt angle, the vertical alignment film is pretilted and oriented. It is preferable that the fibrous or columnar polymer network is inclined in the same direction as the low molecular weight liquid crystal.
Further, in the method of inducing the pretilt angle while applying a voltage, when the polymerization is carried out while applying a voltage in the range of a voltage about 0.9V lower than the threshold voltage of the polymerizable liquid crystal composition to about 2V higher, the polymer is fibrous. Alternatively, it is more preferable because the columnar polymer network is formed at an angle so as to induce a desired pretilt angle, preferably 0.1 to 30 °. The fibrous or columnar polymer network formed by either method is characterized in that the two cell substrates are connected to each other. As a result, the thermal stability of the pre-tilt angle is improved, and the reliability of the liquid crystal display element can be improved.
In addition, as a method of inducing a pretilt angle of a low molecular weight liquid crystal by forming a fibrous or columnar polymer network in a slanted orientation, the number of carbon atoms of the alkylene group between the functional group and the mesogen group is 6 or more. A method of using a bifunctional acrylate having a small induction angle of the pretilt angle and a functional group and a bifunctional acrylate having a large pretilt angle of 5 or more carbon atoms of the alkylene group between the mesogen groups and having a large induction angle can be mentioned. A desired pretilt angle can be induced by adjusting the compounding ratio of these compounds.

更に、可逆性の光配向機能を有する重合性化合物を少なくとも0.01%以上1%以下の範囲で添加して繊維状、又は柱状のポリマーネットワークを形成させる方法が挙げられる。この場合、トランス体に於いて低分子液晶と同様の棒状の形態になり低分子液晶の配向状態へ影響を及ぼす。本発明の重合性液晶組成物に含有されている該トランス体は、紫外線をセル上面から平行光として露光すると紫外線の進む方向と該棒状の分子長軸方向が平行になるように揃い、低分子液晶も同時に該トランス体の分子長軸方向へ揃うように配向する。セルに対して傾斜して紫外線を露光すると、該トランス体の分子長軸が傾斜方向に向き液晶を紫外線の傾斜方向へ配向させるようになる。即ち、プレチルト角を誘起するようになり光配向機能を示す。この段階で重合性化合物を架橋させると誘起したプレチルト角が重合相分離で形成された繊維状、又は柱状のポリマーネットワークにより固定化される。従って、VAモードで重要なプレチルト角の誘起は、電圧印加しながら重合相分離させる方法、誘起するプレチルト角が異なる重合性化合物を複数添加して重合相分離させる方法、可逆性の光配向機能を有する重合性化合物が示す光配向機能を用いて紫外線が進む方向へ低分子液晶及び重合性液晶化合物を配向させ重合相分離する方法を必要に応じて用い本発明の液晶素子を作製することができる。
光配向機能を有する重合性化合物は、紫外線を吸収してトランス体になる光異性化合物であることが好ましく、更に、光配向機能を有する重合性化合物の反応速度が光配向機能を有する重合性化合物以外の重合性化合物の反応速度より遅いことが好ましい。UV露光されると、直ちに光配向機能を有する重合性化合物はトランス体になり光の進む方向に配向すると、周囲の重合性を含む液晶化合物も同様の方向へ配向する。この時、重合相分離が進行して低分子液晶長軸方向とポリマーネットワークの配向容易軸方向が光配向機能を有する重合性化合物の配向容易軸と同一方向へ揃いUV光が進む方向へプレチルト角が誘起される。
Further, a method of adding a polymerizable compound having a reversible photoalignment function in a range of at least 0.01% or more and 1% or less to form a fibrous or columnar polymer network can be mentioned. In this case, the trans body has a rod-like shape similar to that of the low-molecular-weight liquid crystal, and affects the orientation state of the low-molecular-weight liquid crystal. When the trans body contained in the polymerizable liquid crystal composition of the present invention is exposed to ultraviolet rays as parallel light from the upper surface of the cell, the direction in which the ultraviolet rays travel and the direction of the rod-shaped molecular long axis are aligned so as to be parallel, and the molecules are low molecules. At the same time, the liquid crystal is also oriented so as to be aligned in the molecular major axis direction of the transformer body. When the cell is tilted and exposed to ultraviolet rays, the molecular major axis of the transformer body is oriented in the tilting direction and the liquid crystal is oriented in the tilting direction of the ultraviolet rays. That is, it induces a pre-tilt angle and exhibits a photo-alignment function. The pretilt angle induced by cross-linking the polymerizable compound at this stage is immobilized by the fibrous or columnar polymer network formed by the polymerization phase separation. Therefore, the induction of the pretilt angle, which is important in the VA mode, includes a method of separating the polymerization phase while applying a voltage, a method of adding a plurality of polymerizable compounds having different induced pretilt angles to separate the polymerization phase, and a reversible photoalignment function. The liquid crystal element of the present invention can be produced by using a method of aligning a low molecular weight liquid crystal and a polymerizable liquid crystal compound in the direction in which ultraviolet rays travel by using the photoalignment function exhibited by the polymerizable compound and separating the polymerization phase, if necessary. ..
The polymerizable compound having a photoalignment function is preferably a photoisomeric compound that absorbs ultraviolet rays to form a trans form, and further, the reaction rate of the polymerizable compound having a photoalignment function is a polymerizable compound having a photoalignment function. It is preferable that the reaction rate is slower than that of the polymerizable compounds other than the above. Upon UV exposure, the polymerizable compound having a photoalignment function immediately becomes a transformer, and when it is oriented in the direction in which light travels, the surrounding polymerizable liquid crystal compound is also oriented in the same direction. At this time, the polymerization phase separation progresses, and the long axis direction of the low molecular weight liquid crystal and the easy axis direction of the polymer network are aligned in the same direction as the easy alignment axis of the polymerizable compound having a photoalignment function, and the pretilt angle is in the direction in which the UV light advances. Is induced.

更に、IPSやFFSモード等の平行配向セルに於いては、重合性液晶組成物を用いて相分離重合により繊維状、又は柱状のポリマーネットワークが液晶セル基板面に有る配向膜の配向方向に対して低分子液晶は平行配向するが、形成された繊維状、又は柱状のポリマーネットワークの屈折率異方性又は配向容易軸方向と低分子液晶の配向方向と略同一の方向に形成されていることが好ましい。更に、繊維状、又は柱状のポリマーネットワークは、低分子液晶が分散している空隙を除いて略セル全体に存在していることがより好ましい。ポリマー界面方向に対して該プレチルト角を誘起させることを目的に、メソゲン基を有しない多価アルキル基、又は多価アルキレン基を有する重合性化合物とメソゲン基を有する重合性化合物を用いることが好ましい。 Furthermore, in parallel oriented cells such as IPS and FFS modes, fibrous or columnar polymer networks are present on the liquid crystal cell substrate surface in the orientation direction of the alignment film by phase-separation polymerization using a polymerizable liquid crystal composition. The low-molecular-weight liquid crystal is oriented in parallel, but the fibrous or columnar polymer network formed has anisotropy of refractive index or easy orientation. The axial direction and the orientation direction of the low-molecular-weight liquid crystal are substantially the same. Is preferable. Further, it is more preferable that the fibrous or columnar polymer network is present in substantially the entire cell except for the voids in which the low molecular weight liquid crystal is dispersed. For the purpose of inducing the pretilt angle with respect to the polymer interface direction, it is preferable to use a polyvalent alkyl group having no mesogen group, or a polymerizable compound having a polyvalent alkylene group and a polymerizable compound having a mesogen group. ..

更に、電気光学特性は、ポリマーネットワーク界面の表面積、及びポリマーネットワークの空隙間隔に影響されるが、光散乱を起こさないことが重要で、平均空隙間隔を可視光の波長より小さくすることが好ましい。例えば、該界面の表面積を広げて該空隙間隔を小さくさせるにはモノマー組成物含有量を増加させる方法がある。これにより、重合相分離構造が変化して該空隙間隔が微細になることにより該界面の表面積が増加するようにポリマーネットワークが形成され駆動電圧、及び立ち下がり時間が短くなる。重合相分離構造は、重合温度にも影響される。
本発明に於いては、相分離速度を速くして重合させることで微細な空隙を有する相分離構造が得られるようにすることが好ましい。相分離速度は、低分子液晶と重合性化合物との相溶性や重合速度に大きく影響される。化合物の分子構造や含有量に大きく依存するので適宜組成を調整して使用することが好ましい。該相溶性が高い場合は、該重合速度の高い重合性化合物を用いることが好ましく、紫外線重合の場合は、紫外線強度を高めることが好ましい。又、重合性液晶組成物中の重合性化合物の含有量を増やすことも好ましい。相溶性が低い場合は、相分離速度は十分に速くなるので本発明の液晶素子を作製するのに好ましい。相溶性を低くする方法として、低温で重合させる方法が挙げられる。低温にすると液晶の配向秩序度が上がり、液晶とモノマーの相溶性が下がるため、重合相分離速度を速くすることができる。更に別の方法として、重合性液晶組成物を過冷却状態を示す温度にして重合させる方法も挙げられる。この場合、重合性液晶組成物の融点よりも僅かに低くすれば良いので、数度温度を低くするだけで相分離を速くさせることも可能になり好ましい。これらにより、モノマー組成物含有量数十%を液晶へ添加した場合に相当する重合相分離構造、即ち、立ち下がり時間が短くなるように作用する構造であるポリマーネットワーク界面の表面積が多く該空隙間隔が微細なポリマーネットワーク構造が形成される。従って、本発明の重合性液晶組成物は、立ち下がり時間が短くなるように配向機能、架橋密度、アンカーリング力、空隙間隔、を考慮して重合性液晶組成を適宜調整することが好ましい。
Further, the electro-optical characteristics are affected by the surface area of the polymer network interface and the void spacing of the polymer network, but it is important that light scattering does not occur, and it is preferable that the average void spacing is smaller than the wavelength of visible light. For example, in order to increase the surface area of the interface and reduce the gap between the voids, there is a method of increasing the content of the monomer composition. As a result, the polymer network is formed so that the surface area of the interface is increased by changing the polymerized phase separation structure and making the gaps between the voids finer, and the drive voltage and the fall time are shortened. The polymerization phase separation structure is also affected by the polymerization temperature.
In the present invention, it is preferable to increase the phase separation rate and carry out polymerization so that a phase separation structure having fine voids can be obtained. The phase separation rate is greatly affected by the compatibility between the low molecular weight liquid crystal and the polymerizable compound and the polymerization rate. Since it largely depends on the molecular structure and content of the compound, it is preferable to adjust the composition appropriately before use. When the compatibility is high, it is preferable to use a polymerizable compound having a high polymerization rate, and in the case of ultraviolet polymerization, it is preferable to increase the ultraviolet intensity. It is also preferable to increase the content of the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition. When the compatibility is low, the phase separation rate is sufficiently high, which is preferable for producing the liquid crystal device of the present invention. As a method of lowering the compatibility, a method of polymerizing at a low temperature can be mentioned. When the temperature is lowered, the orientation order of the liquid crystal is increased and the compatibility between the liquid crystal and the monomer is decreased, so that the polymerization phase separation rate can be increased. As yet another method, there is also a method of polymerizing the polymerizable liquid crystal composition at a temperature indicating a supercooled state. In this case, since the temperature may be slightly lower than the melting point of the polymerizable liquid crystal composition, it is possible to accelerate the phase separation only by lowering the temperature by several degrees, which is preferable. As a result, the surface area of the polymer network interface, which is a polymer phase separation structure corresponding to the case where a monomer composition content of several tens of percent is added to the liquid crystal, that is, a structure that acts to shorten the fall-down time, is large and the void spacing is large. A fine polymer network structure is formed. Therefore, in the polymerizable liquid crystal composition of the present invention, it is preferable to appropriately adjust the polymerizable liquid crystal composition in consideration of the orientation function, the cross-linking density, the anchoring force, and the void spacing so that the falling time is shortened.

本発明の重合性液晶組成物を用いた液晶素子において、高いコントラストの表示を得るには光散乱が起こらないようにする必要があるが、上述した方法を考慮して目的の電圧−透過率特性、及びスイッチング特性を得られるように相分離構造を制御して適切なポリマーネットワーク層構造を形成させることが重要である。ポリマーネットワーク層構造を具体的に説明すると次のようになる。 In the liquid crystal element using the polymerizable liquid crystal composition of the present invention, it is necessary to prevent light scattering in order to obtain a high-contrast display, but the target voltage-transmittance characteristic is taken into consideration in consideration of the above method. It is important to control the phase separation structure to form an appropriate polymer network layer structure so that switching characteristics can be obtained. The polymer network layer structure will be specifically described as follows.

<ポリマーネットワーク層連続構造>
液晶相中に液晶表示素子全面にポリマーネットワーク層が形成され液晶相が連続している構造であって、ポリマーネットワークの配向容易軸や一軸の光学軸が低分子液晶の配向容易軸と略同一方向であることが好ましく、低分子液晶のプレチルト角を誘起するようにポリマーネットワークを形成させることが好ましく、ポリマーネットワークの平均空隙間隔を可視光の波長より小さい大きさで少なくとも450nmより小さくすることにより光散乱は起こらなくなるので好ましい。更に、応答の立下り時間をポリマーネットワークと低分子液晶との相互作用効果(アンカーリング力)により低分子液晶単体の応答時間より短くするには、50nm〜450nmの範囲にする事が好ましい。立下り時間が液晶のセル厚の影響が少なくなりセル厚が厚くても薄厚並の立下り時間を示すようにするには、少なくとも平均空隙間隔が下限は200nm付近で且つ上限は450nm付近の範囲に入るようにすることが好ましい。平均空隙間隔を減少させると駆動電圧の増加が課題になるが、駆動電圧の増加を25V以下に抑制して立ち下がり応答時間を短くするには250nm近傍から450nmの範囲に入るようにすれば良く、立下り応答時間が約5msecから約1msecの範囲に改善ができるので好ましい。又、駆動電圧が5V程度以内の増加に抑制するには、平均空隙間隔が300nm付近から450nmの範囲にすることが好ましい。更に、ポリマーネットワークの平均空隙間隔を制御して立下り応答時間を1msec以下の高速応答にすることも可能である。駆動電圧が30V以上に増加する場合があるが、平均空隙間隔を50nm付近から250nm付近の間にすれば良く、0.5msec以下にするには50nm近傍から200nm付近にすることが好ましい。ポリマーネットワークの平均直径は、平均空隙間隔と相反し、20nmから700nmの範囲にあることが好ましい。重合性化合物の含有量が増えると平均直径は増加する傾向にある。反応性を高くして重合相分離速度を高めるとポリマーネットワークの密度が増加してポリマーネットワークの平均直径が減少するので必要に応じて相分離条件を調整すれば良い。重合性化合物含有量が10%以下の場合は、平均直径が20nmから160nmにあることが好ましく、平均空隙間隔が200nmから450nm範囲に於いては、平均直径が40nmから160nmの範囲であることが好ましい。重合性化合物含有量が10%より大きくなると50nmから700nmの範囲が好ましく、50nmから400nmの範囲がより好ましい。
<Polymer network layer continuous structure>
A polymer network layer is formed on the entire surface of the liquid crystal display element in the liquid crystal phase, and the liquid crystal phase is continuous. The easy axis of the polymer network and the uniaxial optical axis are in substantially the same direction as the easy axis of the low molecular weight liquid crystal. It is preferable that the polymer network is formed so as to induce the pretilt angle of the low molecular weight liquid crystal, and the average void spacing of the polymer network is smaller than the wavelength of visible light and is smaller than at least 450 nm. It is preferable because scattering does not occur. Further, in order to make the response fall time shorter than the response time of the low molecular weight liquid crystal alone due to the interaction effect (anchoring force) between the polymer network and the low molecular weight liquid crystal, it is preferably in the range of 50 nm to 450 nm. In order to reduce the influence of the fall time of the liquid crystal cell thickness and to show a fall time comparable to that of a thin cell even if the cell thickness is thick, at least the average gap interval is in the range of about 200 nm at the lower limit and 450 nm at the upper limit. It is preferable to enter. Increasing the drive voltage becomes an issue when the average gap interval is reduced, but in order to suppress the increase in the drive voltage to 25 V or less and shorten the fall response time, it is sufficient to set the drive voltage in the range of 250 nm to 450 nm. The fall response time can be improved in the range of about 5 msec to about 1 msec, which is preferable. Further, in order to suppress the increase of the drive voltage within about 5 V, it is preferable that the average gap interval is in the range of about 300 nm to 450 nm. Further, it is also possible to control the average void spacing of the polymer network so that the falling response time is 1 msec or less. The drive voltage may increase to 30 V or more, but the average gap interval may be between about 50 nm and 250 nm, and preferably about 50 nm to 200 nm for 0.5 msec or less. The average diameter of the polymer network is preferably in the range of 20 nm to 700 nm, contrary to the average void spacing. The average diameter tends to increase as the content of the polymerizable compound increases. When the reactivity is increased and the polymerization phase separation rate is increased, the density of the polymer network increases and the average diameter of the polymer network decreases. Therefore, the phase separation conditions may be adjusted as necessary. When the content of the polymerizable compound is 10% or less, the average diameter is preferably 20 nm to 160 nm, and when the average void spacing is in the range of 200 nm to 450 nm, the average diameter is in the range of 40 nm to 160 nm. preferable. When the content of the polymerizable compound is larger than 10%, the range of 50 nm to 700 nm is preferable, and the range of 50 nm to 400 nm is more preferable.

<ポリマーネットワーク層不連続構造>
液晶表示素子全面にポリマーネットワーク層が形成され液晶相が連続している構造に対して、重合性化合物含有量が低くなりセル全体にポリマーネットワーク層が被うのに必要な量が不足するとポリマーネットワーク層が不連続に形成される。ポリイミド配向膜等の基板表面の極性が高いと重合性化合物が液晶セル基板界面付近に集まり易く、基板表面からポリマーネットワークが成長して基板界面に付着するようにポリマーネットワーク層が形成され、セル基板表面からポリマーネットワーク層、液晶層、ポリマーネットワーク層、対向基板の順で積層されるように形成される。ポリマーネットワーク層/液晶層/ポリマーネットワーク層の積層構造を示し、且つセル断面方向に対して少なくともセル厚の0.5%以上、好ましくは1%以上、より好ましくは5%以上の厚さのポリマーネットワーク層が形成されているとポリマーネットワークと低分子液晶とのアンカーリング力の作用により立下り時間が短くなる効果が発現して好ましい傾向を示す。但し、セル厚の影響が大きくなるのでセル厚を増すと立ち下がり時間が長くなる場合は、ポリマーネットワーク層の厚さを必要の応じて増加させれば良い。ポリマーネットワーク層に於けるポリマーネットワークの構造は、低分子液晶と配向容易軸や一軸の光学軸が略同一の方向へ揃っていれば良く、低分子液晶がプレチルト角を誘起するように形成されていれば良い。平均空隙間隔は90nmから450nmの範囲が好ましい。
<Polymer network layer discontinuous structure>
When the polymer network layer is formed on the entire surface of the liquid crystal display element and the liquid crystal phases are continuous, the polymer network is low and the amount required for the polymer network layer to cover the entire cell is insufficient. Layers are formed discontinuously. When the polarity of the substrate surface such as the polyimide alignment film is high, the polymerizable compound tends to gather near the liquid crystal cell substrate interface, and the polymer network layer is formed so that the polymer network grows from the substrate surface and adheres to the substrate interface, and the cell substrate is formed. The polymer network layer, the liquid crystal layer, the polymer network layer, and the opposing substrate are laminated in this order from the surface. A polymer showing a laminated structure of a polymer network layer / liquid crystal layer / polymer network layer and having a thickness of at least 0.5% or more, preferably 1% or more, more preferably 5% or more of the cell thickness with respect to the cell cross-sectional direction. When the network layer is formed, the effect of shortening the fall time is exhibited by the action of the anchoring force between the polymer network and the low-molecular-weight liquid crystal, which tends to be preferable. However, since the influence of the cell thickness becomes large, if the fall time becomes longer when the cell thickness is increased, the thickness of the polymer network layer may be increased as necessary. The structure of the polymer network in the polymer network layer is such that the low-molecular-weight liquid crystal and the easy-to-orient axis and the uniaxial optical axis are aligned in substantially the same direction, and the low-molecular-weight liquid crystal is formed so as to induce a pretilt angle. Just do it. The average gap spacing is preferably in the range of 90 nm to 450 nm.

例えば、重合性化合物含有量が1質量%から6質量%にする場合は、アンカーリング力の高いメソゲン基を有する二官能モノマーを用いることが好ましく、官能基間の距離が短い構造で重合速度が速い二官能モノマーを用いることが好ましく、0℃以下の低温で重合相分離構造を形成させることが好ましい。重合性化合物含有量を6質量%から10質量%未満にする場合は、該二官能モノマーとアンカーリング力が低い単官能モノマーとの組み合わせが好ましく、必要に応じて25℃から−20℃の範囲で重合相分離構造を形成させることが好ましい。更に、該融点が室温以上であれば該融点より5℃程度低くすると低温重合と同様な効果が得られるので好ましい。重合性化合物含有量を10質量%から40質量%にする場合は、ポリマーバインダ、又はポリマーネットワークの影響が低分子液晶の配向や駆動電圧に大きく影響を及ぼし駆動電圧を増大させるので、低分子液晶の配向機能を有し、且つアンカーリング力が比較的弱いメソゲン基を有する重合性化合物を用いることが好ましい。例えば、アンカーリング力が弱くメソゲン基を有する重合性化合物は、官能基とメソゲン基の間にあるアルキレン基の炭素数を増やすことが有効で炭素数が5〜10が好ましい。又、重合性化合物が30質量%を超えるとポリマーバインダ中に液晶滴が分散した状態になることもあり、この場合でも屈折率異方性を有しているポリマーバインダであって基板面の配向膜が示す配向方向とポリマーバインダの光軸方向が揃うことが好ましい。 For example, when the content of the polymerizable compound is changed from 1% by mass to 6% by mass, it is preferable to use a bifunctional monomer having a mesogen group having a high anchoring force, and the structure has a short distance between the functional groups and the polymerization rate is high. It is preferable to use a fast bifunctional monomer, and it is preferable to form a polymerized phase separated structure at a low temperature of 0 ° C. or lower. When the content of the polymerizable compound is 6% by mass to less than 10% by mass, a combination of the bifunctional monomer and a monofunctional monomer having a low anchoring force is preferable, and the range is 25 ° C. to -20 ° C. as necessary. It is preferable to form a polymerized phase separated structure with. Further, when the melting point is room temperature or higher, lowering the melting point by about 5 ° C. is preferable because the same effect as low temperature polymerization can be obtained. When the content of the polymerizable compound is changed from 10% by mass to 40% by mass, the influence of the polymer binder or the polymer network greatly affects the orientation and driving voltage of the low molecular weight liquid crystal and increases the driving voltage. It is preferable to use a polymerizable compound having a mesogen group having a relatively weak anchoring force. For example, in a polymerizable compound having a weak anchoring force and having a mesogen group, it is effective to increase the carbon number of the alkylene group between the functional group and the mesogen group, and the carbon number is preferably 5 to 10. Further, if the amount of the polymerizable compound exceeds 30% by mass, liquid crystal droplets may be dispersed in the polymer binder, and even in this case, the polymer binder has refractive index anisotropy and the orientation of the substrate surface. It is preferable that the orientation direction indicated by the film and the optical axis direction of the polymer binder are aligned.

重合性液晶組成物中の重合性化合物の濃度が高いほど、液晶組成物とポリマー界面とのアンカーリング力は大きくなり、τdは高速化する。一方、液晶組成物とポリマー界面とのアンカーリング力は大きくなると、τrは低速化する。τdとτrの和を1.5ms未満とするためには、重合性液晶組成物中の重合性化合物の濃度は、1質量%以上40質量%未満であり、2質量%以上15質量%以下が好ましく、3質量%以上8質量%以下がより好ましい。
TFT駆動液晶表示素子に用いる場合は、フリッカーの抑制、焼付けによる残像等の信頼性を向上させる必要があり電圧保持率が重要な特性になる。電圧保持率を低下させる原因は、重合性液晶組成物内に含有しているイオン性不純物にあると考えられる。特に、可動イオンが電圧保持率に強く影響を及ぼす。そのため、少なくとも比抵抗を1014Ω・cm以上が得られるように精製処理等を施し可動イオンを取り除くことが好ましい。又、ラジカル重合でポリマーネットワークを形成させると光重合開始剤等から発生するイオン性不純物により電圧保持率が低下する場合があるが、有機酸や低分子の副生成物発生量が少ない重合開始剤を選定することが好ましい。
The higher the concentration of the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition, the greater the anchoring force between the liquid crystal composition and the polymer interface, and the higher the speed of τd. On the other hand, as the anchoring force between the liquid crystal composition and the polymer interface increases, τr slows down. In order to make the sum of τd and τr less than 1.5 ms, the concentration of the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition is 1% by mass or more and less than 40% by mass, and 2% by mass or more and 15% by mass or less. Preferably, it is 3% by mass or more and 8% by mass or less.
When used in a TFT-driven liquid crystal display element, it is necessary to suppress flicker and improve reliability such as afterimages due to printing, and the voltage retention rate becomes an important characteristic. It is considered that the cause of lowering the voltage retention rate is the ionic impurities contained in the polymerizable liquid crystal composition. In particular, movable ions strongly affect the voltage retention rate. Therefore, it is preferable to remove movable ions by performing a purification treatment or the like so that at least a specific resistance of 10 14 Ω · cm or more can be obtained. Further, when a polymer network is formed by radical polymerization, the voltage retention rate may decrease due to ionic impurities generated from a photopolymerization initiator or the like, but a polymerization initiator with a small amount of organic acid or low molecular weight by-products generated. It is preferable to select.

[液晶表示素子]
本発明の液晶表示素子は、液晶組成物中に重合体又は共重合体を含有し、重合体又は共重合体の含有量が液晶組成物及び重合体又は共重合体の合計の質量の1質量%以上40質量%未満である以外は、従来技術による液晶表示素子と同じ構造を有する。即ち、本発明に係る液晶表示素子は、少なくとも一方に電極を有する2枚の透明基板間に液晶層が狭持された構造を有している。そして、本発明の液晶表示素子は、少なくとも一方の透明基板上に液晶組成物を配向させるための配向層を有することが好ましい。基板に設けられたこの配向層と基板に設けられた電極に電圧を印加して、液晶分子の配向が制御される。ポリマーネットワーク又はポリマーバインダが一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸方向を有し、ポリマーネットワーク又はポリマーバインダの光軸方向又は配向容易軸方向と低分子液晶の配向容易軸方向が同一方向であることが好ましい。この点で、一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸方向を有さない光散乱型のポリマーネットワーク液晶や高分子分散型液晶とは異なる。更に、配向層の配向容易軸方向とポリマーネットワーク又はポリマーバインダの配向容易軸方向が同一であることが好ましい。偏光板、位相差フィルムなどを具備させることにより、この配向状態を利用して表示させる。液晶表示素子としては、TN、STN、ECB、VA、VA−TN、IPS、FFS、πセル、OCB、コレステリック液晶などの動作モードに適用できる。中でも、VA、IPS、FFS、VA−TN、TN、ECBが特に好ましい。尚、本発明の液晶表示素子は、液晶組成物中に重合体又は共重合体を含有する点で、配向膜上に重合体又は共重合体を有するPSA(Polymer Sustained Alignment)型液晶表示素子とは異なる。
[Liquid crystal display element]
The liquid crystal display element of the present invention contains a polymer or a copolymer in the liquid crystal composition, and the content of the polymer or the copolymer is 1 mass of the total mass of the liquid crystal composition and the polymer or the copolymer. It has the same structure as the liquid crystal display element according to the prior art, except that it is% or more and less than 40% by mass. That is, the liquid crystal display element according to the present invention has a structure in which a liquid crystal layer is sandwiched between two transparent substrates having electrodes on at least one of them. The liquid crystal display element of the present invention preferably has an alignment layer for orienting the liquid crystal composition on at least one transparent substrate. A voltage is applied to the alignment layer provided on the substrate and the electrodes provided on the substrate to control the orientation of the liquid crystal molecules. The polymer network or polymer binder has uniaxial refractive index anisotropy or easy orientation axial direction, and the optical axis direction or easy orientation axis direction of the polymer network or polymer binder and the easy orientation axial direction of the low molecular weight liquid crystal are in the same direction. It is preferable to have. In this respect, it is different from the light scattering type polymer network liquid crystal and the polymer dispersion type liquid crystal having no uniaxial refractive index anisotropy or easy orientation axial direction. Further, it is preferable that the easy axial direction of the alignment layer and the easy axial direction of the polymer network or the polymer binder are the same. By providing a polarizing plate, a retardation film, etc., this orientation state is used for display. The liquid crystal display element can be applied to operation modes such as TN, STN, ECB, VA, VA-TN, IPS, FFS, π cell, OCB, and cholesteric liquid crystal. Of these, VA, IPS, FFS, VA-TN, TN, and ECB are particularly preferable. The liquid crystal display element of the present invention is a PSA (Polymer Sustained Alignment) type liquid crystal display element having a polymer or copolymer on an alignment film in that a polymer or copolymer is contained in the liquid crystal composition. Is different.

本発明の液晶表示素子の基板間の距離(d)は、2〜5μmの範囲が好ましく、3.5μm以下が更に好ましい。一般に、液晶組成物の複屈折率とセル厚の積が0.275近傍になるように複屈折率を調整するが、本発明の重合性液晶組成物では重合相分離後にポリマーネットワークが形成されるため、ポリマーネットワークのアンカーリング力作用とポリマーネットワークの光学的な性質により電界印加時の液晶表示素子の複屈折率が低くなるので液晶組成物、及び重合組成物、又は重合性液晶組成物に含まれる液晶組成物の複屈折率(Δn)と基板間の距離(d)の積は、駆動電圧がポリマーネットワーク形成により5V程度以内の増加では0.3〜0.4μmの範囲が特に好ましく、3V程度以内の増加では0.30〜0.35μmの範囲が更に好ましく、駆動電圧が1V以内の増加では0.29〜0.33μmの範囲が特に好ましい。液晶表示素子の基板間の距離(d)及び液晶組成物の複屈折(Δn)と基板間の距離(d)の積をそれぞれ上記範囲内とすることにより、透過率は、低分子液晶のみに匹敵して高く、高速応答で色再現性が好ましい表示を得ることができる。重合性液晶組成物に用いる液晶組成物の複屈折率を、セル厚(d)と複屈折率(Δn)の積が0.275に対して1から1.9倍になるようにすることが好ましい。 The distance (d) between the substrates of the liquid crystal display element of the present invention is preferably in the range of 2 to 5 μm, more preferably 3.5 μm or less. Generally, the birefringence is adjusted so that the product of the birefringence of the liquid crystal composition and the cell thickness is close to 0.275, but in the polymerizable liquid crystal composition of the present invention, a polymer network is formed after the polymerization phase is separated. Therefore, the birefringence of the liquid crystal display element when an electric field is applied is lowered due to the anchoring force action of the polymer network and the optical properties of the polymer network, so that the birefringence is contained in the liquid crystal composition, the polymer composition, or the polymerizable liquid crystal composition. The product of the birefringence (Δn) of the liquid crystal composition and the distance (d) between the substrates is particularly preferably in the range of 0.3 to 0.4 μm when the driving voltage is increased within about 5 V due to the formation of the polymer network. The range of 0.30 to 0.35 μm is more preferable for the increase within a degree, and the range of 0.29 to 0.33 μm is particularly preferable for the increase of the drive voltage within 1 V. By setting the product of the distance (d) between the substrates of the liquid crystal display element and the birefringence (Δn) of the liquid crystal composition and the distance (d) between the substrates within the above ranges, the transmittance is limited to the low molecular weight liquid crystal only. It is possible to obtain a display that is comparablely high, has a high-speed response, and has favorable color reproducibility. The birefringence of the liquid crystal composition used in the polymerizable liquid crystal composition can be set to 1 to 1.9 times the product of the cell thickness (d) and the birefringence (Δn) with respect to 0.275. preferable.

本発明の液晶表示素子の駆動電圧は、液晶組成物の誘電異方性や弾性定数だけで決まるものではなく、液晶組成物とポリマー界面との間で作用するアンカーリング力に大きく影響される。
例えば高分子分散型液晶表示素子の駆動電圧に関する記述として、特開平6−222320号公報において次式の関係が示されている。
The driving voltage of the liquid crystal display element of the present invention is not only determined by the dielectric anisotropy and elastic constant of the liquid crystal composition, but is greatly influenced by the anchoring force acting between the liquid crystal composition and the polymer interface.
For example, as a description regarding the driving voltage of the polymer-dispersed liquid crystal display element, the relationship of the following equation is shown in JP-A-6-222320.

Figure 0006798097
Figure 0006798097

(Vthはしきい値電圧を表わし、1Kii及び2Kiiは弾性定数を表わし、iは1、2又は3を表わし、Δεは誘電率異方性を表わし、<r>は透明性高分子物質界面の平均空隙間隔を表わし、Aは液晶組成物に対する透明性高分子物質のアンカーリング力を表わし、dは透明性電極を有する基板間の距離を表わす。) (Vth represents the threshold voltage, 1Kii and 2Kii represent the elastic constants, i represents 1, 2 or 3, Δε represents the dielectric anisotropy, and <r> represents the transparent polymer material interface. The average void spacing is represented, A represents the anchoring force of the transparent polymer substance with respect to the liquid crystal composition, and d represents the distance between the substrates having the transparent electrodes.)

これによると、光散乱型液晶表示素子の駆動電圧は、透明性高分子物質界面の平均空隙間隔、基板間の距離、液晶組成物の弾性定数・誘電率異方性、及び液晶組成物と透明性高分子物質間のアンカーリングエネルギーによって決定される。
このうち本発明の液晶表示素子で制御できるパラメータは、液晶物性とポリマー間のアンカーリング力である。アンカーリング力は、該ポリマーの分子構造、及び低分子液晶の分子構造に大きく依存するため、アンカーリング力が強い重合性化合物を選定すれば応答時間を1.5ms以下に速くすることが可能であるが同時に、駆動電圧が30V以上に増加するので、駆動電圧が30V以下で応答速度が1.5ms以下になるように適宜液晶化合物、及び重合性化合物の選定を行い組成を調整することが好ましい。アンカーリング力の強いポリマー前駆体とアンカーリング力の弱いポリマー前駆体を適宜配合して駆動電圧と応答速度のバランスが取れるように組成を調整することが好ましい。一方、駆動電圧を低くするのに求められる液晶組成物の物性としては、P型液晶では誘電異方性が6以上で、N型液晶では誘電異方性が−3以下にすることが特に好ましい。又、複屈折率を0.09以上にすることが好ましい。更に、液晶組成物の複屈折率と繊維状、又は柱状ポリマーネットワークの屈折率を可能な限り近づけ光散乱を無くすとより好ましくなる。但し、ポリマー前駆体の濃度に液晶素子のリターデーションが影響されるので、適宜、必要なリターデーションが得られるように液晶組成物の複屈折率を増減させて使用することが好ましい。
According to this, the driving voltage of the light scattering type liquid crystal display element is the average void spacing of the transparent polymer substance interface, the distance between the substrates, the elastic constant / dielectric anisotropy of the liquid crystal composition, and the liquid crystal composition and the transparent. Determined by the anchoring energy between the sex polymer materials.
Of these, the parameters that can be controlled by the liquid crystal display element of the present invention are the physical properties of the liquid crystal and the anchoring force between the polymers. Since the anchoring force largely depends on the molecular structure of the polymer and the molecular structure of the low-molecular-weight liquid crystal, the response time can be shortened to 1.5 ms or less by selecting a polymerizable compound having a strong anchoring force. At the same time, since the drive voltage increases to 30 V or more, it is preferable to appropriately select a liquid crystal compound and a polymerizable compound so that the drive voltage is 30 V or less and the response speed is 1.5 ms or less to adjust the composition. .. It is preferable to appropriately blend a polymer precursor having a strong anchoring force and a polymer precursor having a weak anchoring force to adjust the composition so that the drive voltage and the response speed are balanced. On the other hand, as the physical properties of the liquid crystal composition required for lowering the drive voltage, it is particularly preferable that the P-type liquid crystal has a dielectric anisotropy of 6 or more and the N-type liquid crystal has a dielectric anisotropy of -3 or less. .. Moreover, it is preferable that the birefringence is 0.09 or more. Further, it is more preferable that the birefringence of the liquid crystal composition and the refractive index of the fibrous or columnar polymer network are as close as possible to eliminate light scattering. However, since the retardation of the liquid crystal element is affected by the concentration of the polymer precursor, it is preferable to increase or decrease the birefringence of the liquid crystal composition so that the required retardation can be obtained as appropriate.

本発明の液晶表示素子は、上述した液晶組成物を−50℃から30℃としながらエネルギー線を照射して、重合性化合物を重合して液晶組成物中に屈折率異方性又は配向容易軸方向を有するポリマーネットワーク形成して得られたものであることが好ましい。重合温度の上限は、30℃であり、20℃〜−10℃好ましい。実施例において後述するように、本発明者は、重合性化合物組成に依存して低温重合、及び常温重合により、τdが更に高速化することを見出した。この理由は、1)低温により液晶分子の配向度が上昇した状態で重合すること、2)低温重合により重合したポリマーと液晶組成物との相溶性が下がることで相分離が容易になり、重合相分離速度が速まりポリマーネットワークの空隙間隔が微細になること、3)比較的アンカーリング力が低い重合性化合物を用いても空隙間隔が微細なため、アンカーリング力の影響力が強くなるような屈折率異方性ポリマーネットワークの形成等によるものと考えられる。 The liquid crystal display element of the present invention irradiates the above-mentioned liquid crystal composition with energy rays at −50 ° C. to 30 ° C. to polymerize a polymerizable compound, and the refractive index anisotropy or easy orientation axis in the liquid crystal composition. It is preferably obtained by forming a polymer network having a direction. The upper limit of the polymerization temperature is 30 ° C, preferably 20 ° C to −10 ° C. As will be described later in Examples, the present inventor has found that τd is further accelerated by low-temperature polymerization and normal-temperature polymerization depending on the composition of the polymerizable compound. The reason for this is that 1) the polymerization is carried out in a state where the degree of orientation of the liquid crystal molecules is increased due to the low temperature, and 2) the compatibility between the polymer polymerized by the low temperature polymerization and the liquid crystal composition is lowered, so that phase separation becomes easy and the polymerization is carried out. The phase separation rate is increased and the void spacing of the polymer network becomes fine. 3) Even if a polymerizable compound having a relatively low anchoring force is used, the void spacing is fine, so that the influence of the anchoring force becomes stronger. It is considered that this is due to the formation of a uniform refractive index anisotropic polymer network.

更に、本発明の液晶表示素子は、一軸性の屈折率異方性又は配向容易軸方向を持つポリマーネットワーク又はポリマーバインダの光軸方向又は配向容易軸方向が透明基板に対してプレチルト角を成すように形成されたものであることが好ましく、電界の強さを調整して低分子液晶の配向制御行い、基板面に対して傾斜させることにより、上述した液晶層に電圧を印加しながらエネルギー線を照射することで、重合性化合物を高分子化せしめ、液晶組成物中の屈折率異方性又は配向容易軸方向を有する重合体を得てなる構成であることが好ましい。垂直配向のVAモードに於いては、基板法線方向に対してプレチルト角が20度以内になるように電圧を印加して重合させることにより、現行のVAモードセルの用いられているポルトリュージョン等やPSA液晶の微細なポリマー突起に相当する効果があるだけではなく、PSAでは実現できない高速応答を示すので特に好ましい。又、電界方向を複数の方向から印加して高分子化させることによりマルチドメインを形成させることができ、視野角向上が可能でより好ましくなる。更に、基板界面垂直配向膜界面に於いて低分子液晶がプレチルト角を誘起するように光配向処理やラビング配向処理等を該配向膜に施すことで低分子液晶配向の傾く方向が規定されスイッチング時の配向欠陥発生が抑制され好ましく、複数の方向へ傾くように該配向処理を施すとことも好ましい。前記液晶層は、重合性化合物を含有した液晶組成物に対し、適宜−50℃から30℃の温度範囲で交流電界を印加するとともに、紫外線もしくは電子線を照射することで、屈折率異方性を有するポリマーネットワークの光軸方向が基板面に対してプレチルト角を成すように液晶中に形成される。このプレチルト角は低分子液晶の誘電異方性により電界を印加することにより誘起された配向状態で重合相分離させると、重合後のポリマーネットワークの光軸を基板面に対して傾斜させた液晶素子を得ることができ、前記重合性化合物を高分子化せしめた構成であることがより好ましい。 Further, in the liquid crystal display element of the present invention, the optical axis direction or the easy orientation axial direction of the polymer network or polymer binder having uniaxial refractive anisotropy or easy orientation axial direction forms a pretilt angle with respect to the transparent substrate. The energy rays are generated while applying a voltage to the liquid crystal layer described above by adjusting the strength of the electric field to control the orientation of the low-molecular-weight liquid crystal and inclining it with respect to the substrate surface. It is preferable that the polymer is polymerized by irradiation to obtain a polymer having anisotropy of refractive index or easy axial direction in the liquid crystal composition. In the vertically oriented VA mode, a voltage is applied to polymerize the pretilt angle so that the pretilt angle is within 20 degrees with respect to the normal direction of the substrate, thereby polymerizing. It is particularly preferable because it not only has an effect corresponding to fine polymer protrusions of PSA liquid crystal, but also exhibits a high-speed response that cannot be realized by PSA. Further, by applying the electric field direction from a plurality of directions to polymerize the polymer, a multi-domain can be formed, and the viewing angle can be improved, which is more preferable. Further, by performing photo-alignment treatment, rubbing alignment treatment, etc. on the alignment film so that the low-molecular-weight liquid crystal induces a pre-tilt angle at the substrate interface vertical alignment film interface, the inclination direction of the low-molecular-weight liquid crystal alignment is defined and during switching. It is preferable that the occurrence of orientation defects is suppressed, and it is also preferable to perform the orientation treatment so as to tilt in a plurality of directions. The liquid crystal layer has refractive index anisotropy by appropriately applying an AC electric field in the temperature range of -50 ° C to 30 ° C and irradiating the liquid crystal composition containing the polymerizable compound with ultraviolet rays or electron beams. Is formed in the liquid crystal so that the optical axis direction of the polymer network having the above forms a pretilt angle with respect to the substrate surface. This pretilt angle is a liquid crystal element in which the optical axis of the polymer network after polymerization is tilted with respect to the substrate surface when the polymerization phase is separated in the orientation state induced by applying an electric field due to the dielectric anisotropy of the low molecular weight liquid crystal. It is more preferable that the polymerizable compound is polymerized.

本発明の液晶表示素子に使用される2枚の基板はガラス又はプラスチックの如き柔軟性をもつ透明な材料を用いることができる。透明電極層を有する透明基板は、例えば、ガラス板等の透明基板上にインジウムスズオキシド(ITO)をスパッタリングすることにより得ることができる。 For the two substrates used in the liquid crystal display element of the present invention, a transparent material having flexibility such as glass or plastic can be used. A transparent substrate having a transparent electrode layer can be obtained, for example, by sputtering indium tin oxide (ITO) on a transparent substrate such as a glass plate.

カラーフィルターは、例えば、顔料分散法、印刷法、電着法又は、染色法等によって作成することができる。顔料分散法によるカラーフィルターの作成方法を一例に説明すると、カラーフィルター用の硬化性着色組成物を、該透明基板上に塗布し、パターニング処理を施し、そして加熱又は光照射により硬化させる。この工程を、赤、緑、青の3色についてそれぞれ行うことで、カラーフィルター用の画素部を作成することができる。その他、該基板上に、TFT、薄膜ダイオード等の能動素子を設けた画素電極を設置してもよい。 The color filter can be produced by, for example, a pigment dispersion method, a printing method, an electrodeposition method, a dyeing method, or the like. To explain a method for producing a color filter by a pigment dispersion method as an example, a curable coloring composition for a color filter is applied onto the transparent substrate, subjected to a patterning treatment, and cured by heating or light irradiation. By performing this step for each of the three colors of red, green, and blue, a pixel portion for a color filter can be created. In addition, a pixel electrode provided with an active element such as a TFT or a thin film diode may be installed on the substrate.

前記基板を、透明電極層が内側となるように対向させる。その際、スペーサーを介して、基板の間隔を調整してもよい。このときは、得られる調光層の厚さが1〜100μmとなるように調整するのが好ましい。1.5から10μmが更に好ましく、偏光板を使用する場合は、コントラストが最大になるように液晶の屈折率異方性Δnとセル厚dとの積を調整して表示モードにより550nmの1/2、又は1/4になるようにすることが好ましい。又、二枚の偏光板がある場合は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラトが良好になるように調整することもできる。更に、視野角を広げるための位相差フィルムも使用することもできる。スペーサーとしては、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトレジスト材料などからなる柱状スペーサー等が挙げられる。その後、エポキシ系熱硬化性組成物等のシール剤を、液晶注入口を設けた形で該基板にスクリーン印刷し、該基板同士を貼り合わせ、加熱しシール剤を熱硬化させる。 The substrates are opposed to each other so that the transparent electrode layer is on the inside. At that time, the spacing between the substrates may be adjusted via a spacer. At this time, it is preferable to adjust the thickness of the obtained dimming layer to be 1 to 100 μm. 1.5 to 10 μm is more preferable, and when a polarizing plate is used, the product of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal and the cell thickness d is adjusted so as to maximize the contrast, and 1 / of 550 nm depending on the display mode. It is preferable to set it to 2 or 1/4. Further, when there are two polarizing plates, the polarization axis of each polarizing plate can be adjusted so that the viewing angle and contrast can be improved. Further, a retardation film for widening the viewing angle can also be used. Examples of the spacer include a columnar spacer made of glass particles, plastic particles, alumina particles, a photoresist material, and the like. Then, a sealant such as an epoxy-based thermosetting composition is screen-printed on the substrate in the form of providing a liquid crystal injection port, the substrates are bonded to each other, and the sealant is thermoset by heating.

2枚の基板間に重合性液晶組成物を狭持させる方法は、通常の真空注入法又はODF法などを用いることができる。ODF法の液晶表示素子製造工程においては、バックプレーンまたはフロントプレーンのどちらか一方の基板にエポキシ系光熱併用硬化性などのシール剤を、ディスペンサーを用いて閉ループ土手状に描画し、その中に脱気下で所定量の重合性液晶組成物を滴下後、フロントプレーンとバックプレーンを接合することによって液晶表示素子を製造することができる。本発明に用いられる重合性液晶組成物は、ODF工程における液晶・モノマー複合材料の滴下が安定的に行えるため、好適に使用することができる。 As a method for sandwiching the polymerizable liquid crystal composition between the two substrates, a normal vacuum injection method, an ODF method, or the like can be used. In the ODF method liquid crystal display element manufacturing process, a sealant such as epoxy-based photothermal curable is drawn on either the backplane or frontplane substrate in the form of a closed-loop bank using a dispenser, and the sealant is removed from the substrate. A liquid crystal display element can be manufactured by dropping a predetermined amount of the polymerizable liquid crystal composition under the air and then joining the front plane and the back plane. The polymerizable liquid crystal composition used in the present invention can be preferably used because the liquid crystal / monomer composite material can be stably dropped in the ODF step.

重合性化合物を重合させる方法としては、液晶の良好な配向性能を得るためには、適度な重合速度が望ましいので、活性エネルギー線である紫外線又は電子線を単一又は併用又は順番に照射することによって重合させる方法が好ましい。紫外線を使用する場合、偏光光源を用いても良いし、非偏光光源を用いても良い。また、重合性液晶組成物を2枚の基板間に挟持させて状態で重合を行う場合には、少なくとも照射面側の基板は活性エネルギー線に対して適当な透明性が与えられていなければならない。また、重合性化合物を含有した液晶組成物に対し、
重合性液晶組成物を−50℃から20℃の温度範囲で交流電界を印加するとともに、紫外線もしくは電子線を照射することが好ましい。印加する交流電界は、周波数10Hzから10kHzの交流が好ましく、周波数100Hzから5kHzがより好ましく、電圧は液晶表示素子の所望のプレチルト角に依存して選ばれる。つまり、印加する電圧により液晶表示素子のプレチルト角を制御することができる。横電界型MVAモードの液晶表示素子においては、配向安定性及びコントラストの観点からプレチルト角を80度から89.9度に制御することが好ましい。
As a method for polymerizing a polymerizable compound, an appropriate polymerization rate is desirable in order to obtain good orientation performance of the liquid crystal. Therefore, irradiation with ultraviolet rays or electron beams, which are active energy rays, in single or in combination or in sequence. The method of polymerizing by is preferable. When ultraviolet rays are used, a polarized light source may be used, or a non-polarized light source may be used. Further, when the polymerizable liquid crystal composition is sandwiched between two substrates for polymerization, at least the substrate on the irradiation surface side must be provided with appropriate transparency for active energy rays. .. Further, for a liquid crystal composition containing a polymerizable compound,
It is preferable to apply an AC electric field to the polymerizable liquid crystal composition in a temperature range of −50 ° C. to 20 ° C. and to irradiate the polymerizable liquid crystal composition with ultraviolet rays or electron beams. The AC electric field to be applied is preferably an AC having a frequency of 10 Hz to 10 kHz, more preferably a frequency of 100 Hz to 5 kHz, and the voltage is selected depending on a desired pretilt angle of the liquid crystal display element. That is, the pretilt angle of the liquid crystal display element can be controlled by the applied voltage. In the horizontal electric field type MVA mode liquid crystal display element, it is preferable to control the pretilt angle from 80 degrees to 89.9 degrees from the viewpoint of orientation stability and contrast.

照射時の温度は、重合性液晶組成物が−50℃から30℃の温度範囲であることが好ましい。紫外線を発生させるランプとしては、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を用いることができる。また、照射する紫外線の波長としては、液晶組成物の吸収波長域でない波長領域の紫外線を照射することが好ましく、必要に応じて、365nm未満の紫外線をカットして使用することが好ましい。照射する紫外線の強度は、0.1mW/cm〜100W/cmが好ましく、2mW/cm〜50W/cmがより好ましい。照射する紫外線のエネルギー量は、適宜調整することができるが、10mJ/cmから500J/cmが好ましく、100mJ/cmから200J/cmがより好ましい。紫外線を照射する際に、強度を変化させても良い。紫外線を照射する時間は照射する紫外線強度により適宜選択されるが、10秒から3600秒が好ましく、10秒から600秒がより好ましい。 The temperature at the time of irradiation is preferably in the temperature range of −50 ° C. to 30 ° C. for the polymerizable liquid crystal composition. As the lamp that generates ultraviolet rays, a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, or the like can be used. Further, as the wavelength of the ultraviolet rays to be irradiated, it is preferable to irradiate the ultraviolet rays in a wavelength region other than the absorption wavelength region of the liquid crystal composition, and it is preferable to cut off the ultraviolet rays of less than 365 nm before use. Intensity of ultraviolet irradiation is preferably from 0.1mW / cm 2 ~100W / cm 2 , 2mW / cm 2 ~50W / cm 2 is more preferable. The amount of energy of the ultraviolet rays to be irradiated can be appropriately adjusted, but is preferably 10 mJ / cm 2 to 500 J / cm 2, and more preferably 100 mJ / cm 2 to 200 J / cm 2 . The intensity may be changed when irradiating with ultraviolet rays. The time for irradiating the ultraviolet rays is appropriately selected depending on the intensity of the ultraviolet rays to be irradiated, but is preferably 10 seconds to 3600 seconds, more preferably 10 seconds to 600 seconds.

(横電界型)
まず、本発明の一実施形態の液晶表示素子について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の液晶表示素子の一例を示す概略断面図である。本発明の一実施形態の液晶表示素子10は、配向層4が表面に形成された第一の基板2と、前記第一の基板から離間して設けられ、かつ光配向層が表面に形成された第二の基板7と、前記第一の基板2および第二の基板7間に充填され、かつ前記一対の配向層と当接する液晶層5と、を備え、前記配向層4(4a,4b)と前記第一の基板2との間にアクティブ素子として薄膜トランジスタ、共通電極22および画素電極を備えた電極層3を有している。
(Horizontal electric field type)
First, the liquid crystal display element according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the liquid crystal display element of the present invention. The liquid crystal display element 10 of the embodiment of the present invention is provided so as to be separated from the first substrate 2 on which the alignment layer 4 is formed on the surface and the first substrate, and the photoalignment layer is formed on the surface. The second substrate 7 and the liquid crystal layer 5 filled between the first substrate 2 and the second substrate 7 and in contact with the pair of alignment layers are provided, and the alignment layers 4 (4a, 4b) are provided. ) And the first substrate 2 have an electrode layer 3 provided with a thin film transistor, a common electrode 22, and a pixel electrode as active elements.

図1は、液晶表示素子の構成を模式的に示す図である。図1では、説明のために便宜上各構成要素を離間して記載している。本発明の一実施形態の液晶表示素子10の構成は、図1に記載するように、対向に配置された第一の透明絶縁基板2と、第二の透明絶縁基板7との間に挟持された重合性液晶組成物(または液晶層5)を有する横電界方式(図では一例としてIPSの一形態としてのFFSモード)の液晶表示素子である。第一の透明絶縁基板2は、液晶層5側の面に電極層3が形成されている。また、液晶層5と、第一の透明絶縁基板2及び第二の透明絶縁基板7のそれぞれの間に、液晶層5を構成する重合性液晶組成物と直接当接してホモジニアス配向を誘起する一対の配向膜4(4a,4b)を有し、該重合性液晶組成物中の液晶分子は、電圧無印加時に前記基板2,7に対して略平行になるように配向されている。図1および図3に示すように、前記第二の基板7および前記第一の基板2は、一対の偏光板1,8により挟持されてもよい。さらに、図1では、前記第二の基板7と配向膜4との間にカラーフィルター6が設けられている。なお、本発明に係る液晶表示素子の形態としては、いわゆるカラーフィルターオンアレイ(COA)であってもよく、薄膜トランジスタを含む電極層と液晶層との間にカラーフィルターを設けても、または当該薄膜トランジスタを含む電極層と第二の基板との間にカラーフィルターを設けてもよい。
すなわち、本発明の一実施形態の液晶表示素子10は、第一の偏光板1と、第一の基板2と、薄膜トランジスタを含む電極層3と、配向膜4と、重合性液晶組成物を含む液晶層5と、配向膜4と、カラーフィルター6と、第二の基板7と、第二の偏光板8と、が順次積層された構成である。
第一の基板2と第二の基板7はガラス又はプラスチックの如き柔軟性をもつ透明な材料を用いることができ、一方はシリコン等の不透明な材料でも良い。2枚の基板2、7は、周辺領域に配置されたエポキシ系熱硬化性組成物等のシール材及び封止材によって貼り合わされていて、その間には基板間距離を保持するために、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子等の粒状スペーサーまたはフォトリソグラフィ法により形成された樹脂からなるスペーサー柱が配置されていてもよい。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a liquid crystal display element. In FIG. 1, each component is described separately for convenience of explanation. As shown in FIG. 1, the configuration of the liquid crystal display element 10 according to the embodiment of the present invention is sandwiched between the first transparent insulating substrate 2 arranged to face each other and the second transparent insulating substrate 7. It is a liquid crystal display element of a transverse electric field system (FFS mode as one form of IPS as an example in the figure) having a polymerizable liquid crystal composition (or liquid crystal layer 5). In the first transparent insulating substrate 2, the electrode layer 3 is formed on the surface on the liquid crystal layer 5 side. Further, a pair of the liquid crystal layer 5 and each of the first transparent insulating substrate 2 and the second transparent insulating substrate 7 are in direct contact with the polymerizable liquid crystal composition constituting the liquid crystal layer 5 to induce homogenic orientation. The liquid crystal molecules in the polymerizable liquid crystal composition have the alignment films 4 (4a, 4b) of the above, and are oriented so as to be substantially parallel to the substrates 2 and 7 when no voltage is applied. As shown in FIGS. 1 and 3, the second substrate 7 and the first substrate 2 may be sandwiched by a pair of polarizing plates 1 and 8. Further, in FIG. 1, a color filter 6 is provided between the second substrate 7 and the alignment film 4. The liquid crystal display element according to the present invention may be a so-called color filter-on-array (COA), a color filter may be provided between the electrode layer including the thin film transistor and the liquid crystal layer, or the thin film transistor may be provided. A color filter may be provided between the electrode layer containing the above and the second substrate.
That is, the liquid crystal display element 10 of the embodiment of the present invention includes the first polarizing plate 1, the first substrate 2, the electrode layer 3 including the thin film transistor, the alignment film 4, and the polymerizable liquid crystal composition. The liquid crystal layer 5, the alignment film 4, the color filter 6, the second substrate 7, and the second polarizing plate 8 are sequentially laminated.
For the first substrate 2 and the second substrate 7, a transparent material having flexibility such as glass or plastic can be used, and one of them may be an opaque material such as silicon. The two substrates 2 and 7 are bonded by a sealing material and a sealing material such as an epoxy-based thermosetting composition arranged in a peripheral region, and in order to maintain a distance between the substrates, for example, Granular spacers such as glass particles, plastic particles, and alumina particles, or spacer columns made of resin formed by a photolithography method may be arranged.

図2は、図1における基板2上に形成された電極層3のII線で囲まれた領域を拡大した平面図である。図3は、図2におけるIII−III線方向に図1に示す液晶表示素子を切断した断面図である。図2に示すように、第一の基板2の表面に形成されている薄膜トランジスタを含む電極層3は、走査信号を供給するための複数のゲート配線24と表示信号を供給するための複数のデータ配線25とが、互いに交差してマトリクス状に配置されている。なお、図2には、一対のゲート配線24及び一対のデータ配線25のみが示されている。
複数のゲート配線24と複数のデータ配線25とにより囲まれた領域により、液晶表示装置の単位画素が形成され、該単位画素内には、画素電極21及び共通電極22が形成されている。ゲート配線24とデータ配線25が互いに交差している交差部近傍には、ソース電極27、ドレイン電極26およびゲート電極28を含む薄膜トランジスタが設けられている。この薄膜トランジスタは、画素電極21に表示信号を供給するスイッチ素子として、画素電極21と連結している。また、ゲート配線24と並行して、共通ライン(図示せず)が設けられる。この共通ラインは、共通電極22に共通信号を供給するために、共通電極22と連結している。
FIG. 2 is an enlarged plan view of the region of the electrode layer 3 formed on the substrate 2 in FIG. 1 surrounded by the line II. FIG. 3 is a cross-sectional view of the liquid crystal display element shown in FIG. 1 cut in the direction of line III-III in FIG. As shown in FIG. 2, the electrode layer 3 including the thin film transistor formed on the surface of the first substrate 2 has a plurality of gate wirings 24 for supplying scanning signals and a plurality of data for supplying display signals. The wiring 25 and the wiring 25 are arranged so as to intersect each other in a matrix. Note that FIG. 2 shows only a pair of gate wirings 24 and a pair of data wirings 25.
A unit pixel of a liquid crystal display device is formed by a region surrounded by a plurality of gate wirings 24 and a plurality of data wirings 25, and a pixel electrode 21 and a common electrode 22 are formed in the unit pixel. A thin film transistor including a source electrode 27, a drain electrode 26, and a gate electrode 28 is provided in the vicinity of the intersection where the gate wiring 24 and the data wiring 25 intersect with each other. This thin film transistor is connected to the pixel electrode 21 as a switch element that supplies a display signal to the pixel electrode 21. Further, a common line (not shown) is provided in parallel with the gate wiring 24. This common line is connected to the common electrode 22 in order to supply a common signal to the common electrode 22.

薄膜トランジスタの構造の好適な一態様は、例えば、図3で示すように、基板2表面に形成されたゲート電極11と、当該ゲート電極11を覆い、且つ前記基板2の略全面を覆うように設けられたゲート絶縁層12と、前記ゲート電極11と対向するよう前記ゲート絶縁層12の表面に形成された半導体層13と、前記半導体層13の表面の一部を覆うように設けられた保護層14と、前記保護層14および前記半導体層13の一方の側端部を覆い、かつ前記基板2表面に形成された前記ゲート絶縁層12と接触するように設けられたドレイン電極16と、前記保護層14および前記半導体層13の他方の側端部を覆い、かつ前記基板2表面に形成された前記ゲート絶縁層12と接触するように設けられたソース電極17と、前記ドレイン電極16および前記ソース電極17を覆うように設けられた絶縁保護層18と、を有している。ゲート電極11の表面にゲート電極との段差を無くす等の理由により陽極酸化被膜(図示せず)を形成してもよい。 A preferred embodiment of the structure of the thin film is provided so as to cover the gate electrode 11 formed on the surface of the substrate 2 and the gate electrode 11 and substantially the entire surface of the substrate 2, for example, as shown in FIG. The gate insulating layer 12 formed, the semiconductor layer 13 formed on the surface of the gate insulating layer 12 so as to face the gate electrode 11, and the protective layer provided so as to cover a part of the surface of the semiconductor layer 13. A drain electrode 16 provided to cover one side end of the protective layer 14 and the semiconductor layer 13 and to be in contact with the gate insulating layer 12 formed on the surface of the substrate 2, and the protection. A source electrode 17 provided so as to cover the other side end of the layer 14 and the semiconductor layer 13 and in contact with the gate insulating layer 12 formed on the surface of the substrate 2, the drain electrode 16 and the source. It has an insulating protective layer 18 provided so as to cover the electrode 17. An anodized film (not shown) may be formed on the surface of the gate electrode 11 for reasons such as eliminating a step with the gate electrode.

前記半導体層13には、アモルファスシリコン、多結晶ポリシリコンなどを用いることができるが、ZnO、IGZO(In−Ga−Zn−O)、ITO等の透明半導体膜を用いると、光吸収に起因する光キャリアの弊害を抑制でき、素子の開口率を増大する観点からも好ましい。
さらに、ショットキー障壁の幅や高さを低減する目的で半導体層13とドレイン電極16またはソース電極17との間にオーミック接触層15を設けても良い。オーミック接触層には、n型アモルファスシリコンやn型多結晶ポリシリコン等のリン等の不純物を高濃度に添加した材料を用いることができる。
Amorphous silicon, polycrystalline polysilicon, and the like can be used for the semiconductor layer 13, but if a transparent semiconductor film such as ZnO, IGZO (In-Ga-Zn-O), or ITO is used, it is caused by light absorption. It is also preferable from the viewpoint of suppressing the harmful effects of optical carriers and increasing the opening ratio of the device.
Further, an ohmic contact layer 15 may be provided between the semiconductor layer 13 and the drain electrode 16 or the source electrode 17 for the purpose of reducing the width and height of the Schottky barrier. For the ohmic contact layer, a material to which impurities such as phosphorus such as n-type amorphous silicon and n-type polycrystalline polysilicon are added at a high concentration can be used.

ゲート配線26やデータ配線25、共通ライン29は金属膜であることが好ましく、Al、Cu、Au、Ag、Cr、Ta、Ti、Mo、W、Ni又はその合金がより好ましく、Al又はその合金の配線を用いる場合が特に好ましい。また、絶縁保護層18は、絶縁機能を有する層であり、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、ケイ素酸窒化膜等で形成される。 The gate wiring 26, the data wiring 25, and the common line 29 are preferably a metal film, more preferably Al, Cu, Au, Ag, Cr, Ta, Ti, Mo, W, Ni or an alloy thereof, and Al or an alloy thereof. It is particularly preferable to use the wiring of. The insulating protective layer 18 is a layer having an insulating function, and is formed of silicon nitride, silicon dioxide, a silicon oxynitride film, or the like.

図2及び図3に示す実施の形態では、共通電極22はゲート絶縁層12上のほぼ全面に形成された平板状の電極であり、一方、画素電極21は共通電極22を覆う絶縁保護層18上に形成された櫛形の電極である。すなわち、共通電極22は画素電極21よりも第一の基板2に近い位置に配置され、これらの電極は絶縁保護層18を介して互いに重なりあって配置される。画素電極21と共通電極22は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、IZTO(Indium Zinc Tin Oxide)等の透明導電性材料により形成される。画素電極21と共通電極22が透明導電性材料により形成されるため、単位画素面積で開口される面積が大きくなり、開口率及び透過率が増加する。 In the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the common electrode 22 is a flat plate-shaped electrode formed on substantially the entire surface of the gate insulating layer 12, while the pixel electrode 21 is an insulating protective layer 18 covering the common electrode 22. It is a comb-shaped electrode formed on the top. That is, the common electrode 22 is arranged at a position closer to the first substrate 2 than the pixel electrode 21, and these electrodes are arranged so as to overlap each other via the insulating protective layer 18. The pixel electrode 21 and the common electrode 22 are formed of, for example, a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), and IZTO (Indium Zinc Tin Oxide). Since the pixel electrode 21 and the common electrode 22 are formed of a transparent conductive material, the area opened in a unit pixel area becomes large, and the opening ratio and the transmittance increase.

また、画素電極21と共通電極22とは、これらの電極間にフリンジ電界を形成するために、画素電極21と共通電極22との間の電極間距離(最小離間距離とも称する):Rが、第一の基板2と第二の基板7との距離:Gより小さくなるように形成される。ここで、電極間距離:Rは各電極間の基板に水平方向の距離を表す。図3では、平板状の共通電極22と櫛形の画素電極21とが重なり合っているため、電極間距離:R=0となる例が示されており、最小離間距離:Rが第一の基板2と第二の基板7との距離(すなわち、セルギャップ):Gよりも小さくなるため、フリンジの電界Eが形成される。したがって、FFS型の液晶表示素子は、画素電極21の櫛形を形成するラインに対して垂直な方向に形成される水平方向の電界と、放物線状の電界を利用することができる。画素電極21の櫛状部分の電極幅:l、及び、画素電極21の櫛状部分の間隙の幅:mは、発生する電界により液晶層5内の液晶分子が全て駆動され得る程度の幅に形成することが好ましい。また、画素電極と共通電極との最小離間距離Rは、ゲート絶縁層12の(平均)膜厚として調整することができる。また、本発明に係る液晶表示素子は、図3とは異なり、画素電極21と共通電極22との間の電極間距離(最小離間距離とも称する):Rが、第一の基板2と第二の基板7との距離:Gより大きくなるように形成されてもよい(IPS方式)。この場合、例えば、櫛状の画素電極および櫛状の共通電極が略同一面内に交互になるよう設けられる構成など挙げられる。 Further, in order to form a fringe electric field between the pixel electrode 21 and the common electrode 22, the distance between the electrodes 21 and the common electrode 22 (also referred to as the minimum separation distance): R is determined. Distance between the first substrate 2 and the second substrate 7: Formed so as to be smaller than G. Here, the distance between the electrodes: R represents the distance in the horizontal direction on the substrate between the electrodes. In FIG. 3, since the flat plate-shaped common electrode 22 and the comb-shaped pixel electrode 21 overlap each other, an example is shown in which the distance between the electrodes: R = 0, and the minimum separation distance: R is the first substrate 2. Distance between and the second substrate 7 (that is, cell gap): Since it is smaller than G, a fringe electric field E is formed. Therefore, the FFS type liquid crystal display element can utilize a horizontal electric field formed in a direction perpendicular to the comb-shaped line of the pixel electrode 21 and a parabolic electric field. The electrode width of the comb-shaped portion of the pixel electrode 21: l and the width of the gap of the comb-shaped portion of the pixel electrode 21: m are such that all the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 5 can be driven by the generated electric field. It is preferable to form. Further, the minimum separation distance R between the pixel electrode and the common electrode can be adjusted as the (average) film thickness of the gate insulating layer 12. Further, in the liquid crystal display element according to the present invention, unlike FIG. 3, the distance between the electrodes (also referred to as the minimum separation distance) between the pixel electrode 21 and the common electrode 22: R is the first substrate 2 and the second. Distance from the substrate 7: It may be formed so as to be larger than G (IPS method). In this case, for example, a configuration in which comb-shaped pixel electrodes and comb-shaped common electrodes are provided alternately in substantially the same plane can be mentioned.

本発明に係る液晶表示素子の好ましい一形態は、フリンジ電界を利用するFFS方式の液晶表示素子であることが好ましく、共通電極22と画素電極21との隣接する最短離間距離dが、配向膜4同士(基板間距離)の最短離間距離Dより短いと、共通電極と画素電極との間にフリンジ電界が形成され、液晶分子の水平方向および垂直方向の配向を効率的に利用することができる。本発明のFFS方式液晶表示素子の場合、長軸方向が、配向層の配向方向と平行になるように配置している液晶分子に電圧を印加すると、画素電極21と共通電極22との間に放物線形の電界の等電位線が画素電極21と共通電極22の上部にまで形成され、液晶層5内の液晶分子の長軸が形成された電界に沿って配列する。したがって、低い誘電異方性でも液晶分子が駆動することができる。 A preferred form of the liquid crystal display element according to the present invention is preferably an FFS type liquid crystal display element that utilizes a fringe electric field, and the shortest distance d adjacent to the common electrode 22 and the pixel electrode 21 is the alignment film 4. If it is shorter than the shortest separation distance D between the two (distance between substrates), a fringe electric field is formed between the common electrode and the pixel electrode, and the horizontal and vertical orientations of the liquid crystal molecules can be efficiently used. In the case of the FFS type liquid crystal display element of the present invention, when a voltage is applied to the liquid crystal molecules arranged so that the major axis direction is parallel to the orientation direction of the alignment layer, the voltage is applied between the pixel electrode 21 and the common electrode 22. Isopotential lines of a parabolic electric field are formed up to the upper part of the pixel electrode 21 and the common electrode 22, and are arranged along the electric field on which the long axis of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 5 is formed. Therefore, the liquid crystal molecules can be driven even with low dielectric anisotropy.

本発明に係るカラーフィルター6は、光の漏れを防止する観点で、薄膜トランジスタおよびストレイジキャパシタ23に対応する部分にブラックマトリックス(図示せず)を形成することが好ましい。また、カラーフィルター6は、通常R(赤)G(緑)B(青)の3つフィルター画素から映像や画像の1ドットからなり、例えば、これら3つのフィルターはゲート配線の延びる方向に並んでいる。当該カラーフィルター6は、例えば、顔料分散法、印刷法、電着法又は、染色法等によって作製することができる。顔料分散法によるカラーフィルターの作製方法を一例に説明すると、カラーフィルター用の硬化性着色組成物を、該透明基板上に塗布し、パターニング処理を施し、そして加熱又は光照射により硬化させる。この工程を、赤、緑、青の3色についてそれぞれ行うことで、カラーフィルター用の画素部を作製することができる。その他、該基板上に、TFT、薄膜ダイオード等の能動素子を設けた画素電極を設置したいわゆるカラーフィルターオンアレイでもよい。
電極層3及びカラーフィルター6上には、液晶層5を構成する重合性液晶組成物と直接当接してホモジニアス配向を誘起する一対の配向膜4が設けられている。
また、偏光板1及び偏光板8は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラストが良好になるように調整することができ、それらの透過軸がノーマリブラックモードで作動するように、互いに直行する透過軸を有することが好ましい。特に、偏光板1及び偏光板8のうちいずれかは、液晶分子の配向方向と平行な透過軸を有するように配置することが好ましい。また、コントラストが最大になるように液晶の屈折率異方性Δnとセル厚dとの積を調整することが好ましい。更に、視野角を広げるための位相差フィルムも使用することもできる。
また、他の液晶表示素子の実施形態として、IPS方式の場合は、近接する共通電極と画素電極との最短離間距離dが液晶配向膜間の最短離間距離Gより長い条件であり、例えば、共通電極と画素電極とが同一基板上に形成され、かつ当該共通電極と当該画素電極とが交互に配置されている場合であって、近接する共通電極と画素電極との最短離間距離dが液晶配向膜間の最短離間距離Gより長い構造などが挙げられる。
The color filter 6 according to the present invention preferably has a black matrix (not shown) formed in a portion corresponding to the thin film transistor and the storage capacitor 23 from the viewpoint of preventing light leakage. Further, the color filter 6 is usually composed of three filter pixels of R (red) G (green) B (blue) and one dot of an image or an image. For example, these three filters are arranged in the extending direction of the gate wiring. There is. The color filter 6 can be produced by, for example, a pigment dispersion method, a printing method, an electrodeposition method, a dyeing method, or the like. Explaining a method for producing a color filter by a pigment dispersion method as an example, a curable coloring composition for a color filter is applied onto the transparent substrate, subjected to a patterning treatment, and cured by heating or light irradiation. By performing this step for each of the three colors of red, green, and blue, a pixel portion for a color filter can be produced. In addition, a so-called color filter-on array in which pixel electrodes provided with active elements such as TFTs and thin film diodes are provided on the substrate may be used.
On the electrode layer 3 and the color filter 6, a pair of alignment films 4 that directly contact with the polymerizable liquid crystal composition constituting the liquid crystal layer 5 to induce homogenous orientation are provided.
Further, the polarizing plate 1 and the polarizing plate 8 can be adjusted so that the viewing angle and the contrast are good by adjusting the polarization axes of the polarizing plates so that the transmission axes thereof operate in the normal black mode. It is preferable to have transmission axes that are orthogonal to each other. In particular, it is preferable that either the polarizing plate 1 or the polarizing plate 8 is arranged so as to have a transmission axis parallel to the orientation direction of the liquid crystal molecules. Further, it is preferable to adjust the product of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal and the cell thickness d so that the contrast is maximized. Further, a retardation film for widening the viewing angle can also be used.
Further, as another embodiment of the liquid crystal display element, in the case of the IPS system, the shortest separation distance d between the adjacent common electrode and the pixel electrode is longer than the shortest separation distance G between the liquid crystal alignment films. When the electrodes and the pixel electrodes are formed on the same substrate and the common electrodes and the pixel electrodes are alternately arranged, the shortest separation distance d between the adjacent common electrodes and the pixel electrodes is the liquid crystal orientation. Examples thereof include a structure longer than the shortest separation distance G between the films.

本発明に係る液晶表示素子の製造方法において、電極層を有する基板および/または基板表面に被膜を形成した後、当該被膜が内側となるように一対の基板を離間して対向させた後、液晶組成物を基板間に充填することが好ましい。その際、スペーサーを介して、基板の間隔を調整することが好ましい。
前記基板間の距離(得られる液晶層の平均厚さであり、被膜間の離間距離とも称する。)は、1〜100μmとなるように調整するのが好ましい。前記被膜間の平均離間距離は、1.5〜10μmが更に好ましい。
本発明において、基板間の距離を調整するために使用するスペーサーとしては、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトレジスト材料などからなる柱状スペーサー等が挙げられる。
図1〜図3を用いて説明したFFS型の液晶表示素子は一例であって、本発明の技術的思想から逸脱しない限りにおいて、他の様々な形態で実施することが可能である。
In the method for manufacturing a liquid crystal display element according to the present invention, after forming a coating on a substrate having an electrode layer and / or the surface of the substrate, the pair of substrates are separated from each other so that the coating is on the inside, and then the liquid crystal is displayed. It is preferable to fill the composition between the substrates. At that time, it is preferable to adjust the distance between the substrates via a spacer.
The distance between the substrates (which is the average thickness of the obtained liquid crystal layer and is also referred to as the separation distance between the coating films) is preferably adjusted to 1 to 100 μm. The average separation distance between the coatings is more preferably 1.5 to 10 μm.
In the present invention, examples of the spacer used for adjusting the distance between the substrates include a columnar spacer made of glass particles, plastic particles, alumina particles, a photoresist material, and the like.
The FFS type liquid crystal display element described with reference to FIGS. 1 to 3 is an example, and can be implemented in various other forms as long as it does not deviate from the technical idea of the present invention.

本発明に係る液晶表示素子の他の実施形態を図4および図5を用いて以下説明する。例えば、図4は、図1における基板2上に形成された電極層3のII線で囲まれた領域を拡大した平面図の他の実施形態である。図4に示すように、画素電極21がスリットを有する構成としてもよい。また、スリットのパターンを、ゲート配線24又はデータ配線25に対して傾斜角を持つようにして形成してもよい。
当該図4に示す画素電極21は、略長方形の平板体の電極を略矩形枠状の切欠き部でくり抜かれた形状である。また、当該画素電極21の背面には絶縁保護層18(図示せず)を介して櫛歯状の共通電極22が一面に形成されている。そして、隣接する共通電極と画素電極との最短離間距離Rは配向層同士の最短離間距離Gより短い場合はFFS方式になり、長い場合はIPS方式になる。また、前記画素電極の表面には保護絶縁膜及び配向膜層によって被覆されていることが好ましい。なお、上記と同様に、前記複数のゲート配線24と複数のデータ配線25とに囲まれた領域にはデータ配線25を介して供給される表示信号を保存するストレイジキャパシタ23を設けてもよい。なお、切欠き部の形状は特に制限されるものではなく、図4で示す略矩形だけでなく、楕円、円形、長方形状、菱形、三角形、または平行四辺形など公知の形状の切欠き部を使用できる。また、隣接する共通電極と画素電極との最短離間距離Rが配向層同士の最短離間距離Gより長い場合はIPS方式の表示素子になる。
Other embodiments of the liquid crystal display element according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 4 and 5. For example, FIG. 4 is another embodiment of the plan view in which the region surrounded by the line II of the electrode layer 3 formed on the substrate 2 in FIG. 1 is enlarged. As shown in FIG. 4, the pixel electrode 21 may have a slit. Further, the slit pattern may be formed so as to have an inclination angle with respect to the gate wiring 24 or the data wiring 25.
The pixel electrode 21 shown in FIG. 4 has a shape in which an electrode of a substantially rectangular flat plate body is hollowed out by a notch portion having a substantially rectangular frame shape. Further, on the back surface of the pixel electrode 21, a comb-shaped common electrode 22 is formed on one surface via an insulating protective layer 18 (not shown). When the shortest separation distance R between the adjacent common electrode and the pixel electrode is shorter than the shortest separation distance G between the oriented layers, the FFS method is used, and when it is long, the IPS method is used. Further, it is preferable that the surface of the pixel electrode is covered with a protective insulating film and an alignment film layer. Similar to the above, the storage capacitor 23 for storing the display signal supplied via the data wiring 25 may be provided in the area surrounded by the plurality of gate wirings 24 and the plurality of data wirings 25. The shape of the notch is not particularly limited, and not only the substantially rectangular shape shown in FIG. 4, but also a notch having a known shape such as an ellipse, a circle, a rectangle, a rhombus, a triangle, or a parallelogram can be used. Can be used. Further, when the shortest separation distance R between the adjacent common electrode and the pixel electrode is longer than the shortest separation distance G between the oriented layers, the display element of the IPS system is used.

図5は、図3とは別の実施形態であり、図2におけるIII−III線方向に図1に示す液晶表示素子を切断した断面図の他の例である。配向層4および薄膜トランジスタ20を含む電極層3が表面に形成された第一の基板2と、配向層4が表面に形成された第二の基板8とが所定の間隔Dで配向層同士向かい合うよう離間しており、この空間に液晶組成物を含む液晶層5が充填されている。第一の基板2の表面の一部にゲート絶縁層12、共通電極22、絶縁保護層18、画素電極21および配向層4の順で積層されている。また、図4にも示すように、画素電極21は、平板体の中央部および両端部が三角形状の切欠き部でくり抜かれ、さらに残る領域を長方形状の切欠き部でくり抜かれた形状であり、かつ共通電極22は前記画素電極21の略楕円形状の切欠き部と略平行に櫛歯状の共通電極が前記画素電極より第一の基板側に配置されてなる構造である。
図5に示す例では、櫛形あるいはスリットを有する共通電極22を用いており、画素電極21と共通電極22との電極間距離はR=αとなる(なお、図5では便宜上電極間距離の水平成分をRとして記載している)。さらに、図3では共通電極22がゲート絶縁層12上に形成されている例が示されていたが、図5に示されるように、共通電極22を第一の基板2上に形成して、ゲート絶縁層12を介して画素電極21を設けるようにしてもよい。画素電極21の電極幅:l、共通電極22の電極幅:n、及び、電極間距離:Rは、発生する電界により液晶層5内の液晶分子が全て駆動され得る程度の幅に適宜調整することが好ましい。隣接する共通電極と画素電極との最短離間距離Rは配向層同士の最短離間距離Gより短い場合はFFS方式になり、長い場合はIPS方式になる。さらに、図5では画素電極21と共通電極22の厚み方向の位置が異なるが、両電極の厚み方向における位置を同一にしてもまたは共通電極が液晶層5側に設けてもよい。
FIG. 5 is an embodiment different from that of FIG. 3, and is another example of a cross-sectional view in which the liquid crystal display element shown in FIG. 1 is cut in the direction of lines III-III in FIG. The first substrate 2 on which the electrode layer 3 including the alignment layer 4 and the thin film transistor 20 is formed on the surface and the second substrate 8 on which the alignment layer 4 is formed on the surface face each other at a predetermined interval D. The spaces are separated, and the liquid crystal layer 5 containing the liquid crystal composition is filled in this space. The gate insulating layer 12, the common electrode 22, the insulating protective layer 18, the pixel electrode 21, and the alignment layer 4 are laminated in this order on a part of the surface of the first substrate 2. Further, as shown in FIG. 4, the pixel electrode 21 has a shape in which the central portion and both ends of the flat plate body are hollowed out by a triangular notch, and the remaining region is hollowed out by a rectangular notch. The common electrode 22 has a structure in which a comb-shaped common electrode is arranged on the first substrate side of the pixel electrode 21 substantially in parallel with the substantially elliptical notch portion of the pixel electrode 21.
In the example shown in FIG. 5, a common electrode 22 having a comb shape or a slit is used, and the distance between the pixel electrodes 21 and the common electrode 22 is R = α (note that in FIG. 5, the distance between the electrodes is horizontal for convenience). Ingredients are listed as R). Further, in FIG. 3, an example in which the common electrode 22 is formed on the gate insulating layer 12 is shown, but as shown in FIG. 5, the common electrode 22 is formed on the first substrate 2. The pixel electrode 21 may be provided via the gate insulating layer 12. The electrode width of the pixel electrode 21: l, the electrode width of the common electrode 22: n, and the distance between the electrodes: R are appropriately adjusted to a width such that all the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 5 can be driven by the generated electric field. Is preferable. When the shortest separation distance R between the adjacent common electrode and the pixel electrode is shorter than the shortest separation distance G between the oriented layers, the FFS method is used, and when it is long, the IPS method is used. Further, although the positions of the pixel electrode 21 and the common electrode 22 in the thickness direction are different in FIG. 5, the positions of both electrodes in the thickness direction may be the same, or the common electrode may be provided on the liquid crystal layer 5 side.

(垂直電界型)
本発明の好ましい他の実施形態は、液晶組成物を用いた垂直電界型の液晶表示素子である。図6は、垂直電界型の液晶表示素子の構成を模式的に示す図である。また、図7では、説明のために便宜上各構成要素を離間して記載している。図7は、当該図6における基板上に形成された薄膜トランジスタを含む電極層300(または薄膜トランジスタ層300とも称する。)のVII線で囲まれた領域を拡大した平面図である。図8は、図7におけるVIII−VIII線方向に図6に示す液晶表示素子を切断した断面図である。以下、図6〜9を参照して、本発明に係る垂直電界型の液晶表示素子を説明する。
本発明に係る液晶表示素子1000の構成は、図6に記載するように透明導電性材料からなる透明電極(層)600(または共通電極600とも称する。)を具備した第二の基板800と、透明導電性材料からなる画素電極および各画素に具備した前記画素電極を制御する薄膜トランジスタを形成した薄膜トランジスタ層300を含む第一の基板200と、前記第一の基板200と第二の基板800との間に挟持された重合性液晶組成物(または液晶層500)を有し、該重合性液晶組成物に係る中の液晶分子の電圧無印加時の配向が前記基板200,800に対して略垂直である液晶表示素子である。また図6および図8に示すように、前記第二の基板800および前記第一の基板200は、一対の偏光板100,900により挟持されてもよい。さらに、図6では、前記第一の基板200と共通電極600との間にカラーフィルター700が設けられている。またさらに、本発明に係る液晶層500と隣接し、かつ当該液晶層500を構成する重合性液晶組成物と直接接するよう一対の配向膜400が透明電極(層)600,1400表面に形成されている。
すなわち、本発明に係る液晶表示素子1000は、第一の偏光板100と、第一の基板200と、薄膜トランジスタを含む電極層(又は薄膜トランジスタ層とも称する)300と、光配向膜400と、液晶組成物を含む層500と、配向膜400と、共通電極600と、カラーフィルター700と、第二の基板800と、第二の偏光板900と、が順次積層された構成である。尚、配向膜400は光配向膜であることが好ましい。
(Vertical electric field type)
Another preferred embodiment of the present invention is a vertical electric field type liquid crystal display device using a liquid crystal composition. FIG. 6 is a diagram schematically showing the configuration of a vertical electric field type liquid crystal display element. Further, in FIG. 7, for convenience of explanation, each component is described separately. FIG. 7 is an enlarged plan view of the region surrounded by the VII line of the electrode layer 300 (also referred to as the thin film transistor layer 300) including the thin film transistor formed on the substrate in FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of the liquid crystal display element shown in FIG. 6 cut in the direction of line VIII-VIII in FIG. Hereinafter, the vertical electric field type liquid crystal display element according to the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 9.
The configuration of the liquid crystal display element 1000 according to the present invention includes a second substrate 800 provided with a transparent electrode (layer) 600 (also referred to as a common electrode 600) made of a transparent conductive material as shown in FIG. A first substrate 200 including a pixel electrode made of a transparent conductive material and a thin film transistor layer 300 formed by forming a thin film transistor provided on each pixel to control the pixel electrode, and the first substrate 200 and the second substrate 800. It has a polymerizable liquid crystal composition (or liquid crystal layer 500) sandwiched between them, and the orientation of the liquid crystal molecules in the polymerizable liquid crystal composition when no voltage is applied is substantially perpendicular to the substrates 200 and 800. It is a liquid crystal display element. Further, as shown in FIGS. 6 and 8, the second substrate 800 and the first substrate 200 may be sandwiched by a pair of polarizing plates 100 and 900. Further, in FIG. 6, a color filter 700 is provided between the first substrate 200 and the common electrode 600. Furthermore, a pair of alignment films 400 are formed on the surfaces of the transparent electrodes (layers) 600 and 1400 so as to be adjacent to the liquid crystal layer 500 according to the present invention and to be in direct contact with the polymerizable liquid crystal composition constituting the liquid crystal layer 500. There is.
That is, the liquid crystal display element 1000 according to the present invention includes a first polarizing plate 100, a first substrate 200, an electrode layer (also referred to as a thin film transistor layer) 300 including a thin film transistor, a photoalignment film 400, and a liquid crystal composition. The layer 500 containing the material, the alignment film 400, the common electrode 600, the color filter 700, the second substrate 800, and the second polarizing plate 900 are sequentially laminated. The alignment film 400 is preferably a photoalignment film.

図9は、本発明におけるVAモード液晶表示装置の一態様を表す断面模式図であり、配向膜を配向処理(マスクラビングあるいは光配向)を用いて製造された液晶セルの、液晶層内に形成されたポリマーネットワーク構造及び液晶分子配列構造を示している。液晶セルの透明電極の内側(液晶層側)には、ガラス基板の法線方向から僅かに傾いた(0.1〜5.0 °)垂直配向膜が形成されており、垂直配向膜及び液晶分子は、上下基板間で略90°の捩じれ構造を有している。
垂直配向膜の配向規制力を受け重合性モノマーが垂直方向に配列し、UV光照射によって重合性モノマーを重合・固定化させてポリマーネットワークを形成する。このようにして形成されたポリマーネットワークは、(V1)上下基板にまたがってポリマーネットワークを形成、(V2)上(下)基板から液晶方向に向かってポリマーネットワークを形成するも途中までのもの、(V3)配向膜の表面近傍のみポリマーネットワークを形成。(主に単官能モノマーの場合)、(V4)液晶層内でポリマーネットワーク同士が結合(Floatingはしていない)の、およそ4種類の構造を有するものと推定される。
この様にして形成された異方性を有するポリマーポリマネットワークは、液晶層とはほぼ完全に分離しており、これら高分子ネットワークの間に液晶分子は配向配列しているものと考えられる。液晶分子と高分子ネットワークが混在し、電圧無印加時に光散乱を起こす所謂ポリマーネットワーク型液晶の分子配列構造とは明らかに異なり、またPSA等で用いられる配向膜近傍に偏在する配向維持層のそれとも全く異なる構造を有するものである。
例示として、配向膜を用いた方法によるポリマーネットワークと液晶分子配列構造を示したが、リブやスリット等の構造物を有する所謂MVA方式においても、基板界面近傍のポリマーネットワークや液晶分子のプレティルトが、構造物やスリットを介して印加される斜め電界強度などによってやや異なるだけであり、本質的には、上図のような構造を有するものと推定される。
この様なポリマーネットワークと液晶分子による液晶分子配列を有するVA型液晶表示装置では、電圧無印加時の液晶分子に対するアンカーリング力が、液晶配向膜とポリマーネットワークの持つアンカーリング力の相乗作用により、より強く作用する事となって、結果的に電圧OFF時の応答速度を速くすることが可能となる。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing one aspect of the VA mode liquid crystal display device in the present invention, in which an alignment film is formed in a liquid crystal layer of a liquid crystal cell manufactured by using an alignment treatment (mask rubbing or photoalignment). The polymer network structure and the liquid crystal molecular arrangement structure are shown. A vertical alignment film slightly inclined (0.1 to 5.0 °) from the normal direction of the glass substrate is formed inside the transparent electrode of the liquid crystal cell (on the liquid crystal layer side), and the vertical alignment film and the liquid crystal are formed. The molecule has a twisted structure of approximately 90 ° between the upper and lower substrates.
The polymerizable monomers are arranged in the vertical direction under the orientation restricting force of the vertically aligned film, and the polymerizable monomers are polymerized and immobilized by UV light irradiation to form a polymer network. The polymer network formed in this way forms a polymer network over (V1) upper and lower substrates, and (V2) forms a polymer network from the upper (lower) substrate toward the liquid crystal direction, but is halfway through. V3) A polymer network is formed only near the surface of the alignment film. (Mainly in the case of a monofunctional monomer), (V4) It is presumed that the polymer networks have about four types of structures bonded to each other (not floating) in the liquid crystal layer.
It is considered that the anisotropic polymer polymer network formed in this manner is almost completely separated from the liquid crystal layer, and the liquid crystal molecules are oriented and arranged between these polymer networks. It is clearly different from the so-called polymer network type liquid crystal molecular arrangement structure in which liquid crystal molecules and polymer networks coexist and cause light scattering when no voltage is applied, and it is also an orientation maintenance layer that is unevenly distributed near the alignment film used in PSA and the like. It has a completely different structure.
As an example, the polymer network and the liquid crystal molecular arrangement structure by the method using the alignment film are shown, but even in the so-called MVA method having structures such as ribs and slits, the polymer network near the substrate interface and the pretilt of the liquid crystal molecules are formed. It differs only slightly depending on the diagonal electric field strength applied through the structure and the slit, and it is presumed that the structure essentially has the structure shown in the above figure.
In a VA type liquid crystal display device having such a polymer network and a liquid crystal molecule arrangement by liquid crystal molecules, the anchoring force for the liquid crystal molecules when no voltage is applied is due to the synergistic action of the anchoring force of the liquid crystal alignment film and the polymer network. It acts more strongly, and as a result, it becomes possible to increase the response speed when the voltage is off.

(横・斜め電界型)
配向膜に対してマスクラビングやマスク露光等の煩雑な工程を行なわず、電極構造を工夫するだけの簡便な手法で液晶表示領域を配向分割できる新たな表示技術として、斜め電界と横電界を液晶層に作用させる方法が提案されている。
図10は、上記技術を用いたTFT液晶表示素子の一画素PXにおける最小の単位構成体を概略的に示す平面図である。以下に、横・斜め電界モード液晶表示装置の構造及び動作について、簡単に説明する。
画素電極PEは、主画素電極PA及び副画素電極PBを有している。これらの主画素電極PA及び副画素電極PBは、互いに電気的に接続されており、これらの主画素電極PA及び副画素電極PBがともにアレイ基板ARに備えられている。主画素電極PAは、第2方向Yに沿って延出しており、副画素電極PBは、第2方向Yとは異なる第1方向Xに沿って延出している。図示した例では、画素電極PEは、略十字状に形成されている。副画素電極PBは、主画素電極PAの略中央部に結合し、主画素電極PAからその両側、即ち画素PXの左側及び右側に向かって延出している。これらの主画素電極PA及び副画素電極PBは、互いに略直交している。画素電極PEは、画素電極PBにおいて図示を省略したスイッチング素子と電気的に接続されている。
(Horizontal / diagonal electric field type)
As a new display technology that can divide the liquid crystal display area by a simple method such as devising the electrode structure without performing complicated processes such as mask rubbing and mask exposure on the alignment film, the oblique electric field and the transverse electric field are liquid crystal. A method of acting on the layer has been proposed.
FIG. 10 is a plan view schematically showing the smallest unit structure in a single pixel PX of a TFT liquid crystal display element using the above technique. The structure and operation of the horizontal / diagonal electric field mode liquid crystal display device will be briefly described below.
The pixel electrode PE has a main pixel electrode PA and a sub pixel electrode PB. These main pixel electrode PA and sub-pixel electrode PB are electrically connected to each other, and both the main pixel electrode PA and the sub-pixel electrode PB are provided in the array substrate AR. The main pixel electrode PA extends along the second direction Y, and the sub-pixel electrode PB extends along the first direction X, which is different from the second direction Y. In the illustrated example, the pixel electrode PE is formed in a substantially cross shape. The sub-pixel electrode PB is coupled to a substantially central portion of the main pixel electrode PA and extends from the main pixel electrode PA on both sides thereof, that is, toward the left side and the right side of the pixel PX. These main pixel electrode PA and sub pixel electrode PB are substantially orthogonal to each other. The pixel electrode PE is electrically connected to a switching element (not shown) in the pixel electrode PB.

共通電極CEは、主共通電極CA及び副共通電極CBを有しており、これらの主共通電極CA及び副共通電極CBは、互いに電気的に接続されている。共通電極CEは、画素電極PEとは電気的に絶縁されている。共通電極CEにおいて、主共通電極CA及び副共通電極CBの少なくとも一部は、対向基板CTに備えられている。主共通電極CAは、第2方向Yに沿って延出している。この主共通電極CAは、主画素電極PAを挟んだ両側に配置されている。このとき、X−Y平面内において、主共通電極CAのいずれも主画素電極PAとは重ならず、主共通電極CAのそれぞれと主画素電極PAとの間には略等しい間隔が形成されている。つまり、主画素電極PAは、隣接する主共通電極CAの略中間に位置している。副共通電極CBは、第1方向Xに沿って延出している。副共通電極CBは、副画素電極PBを挟んだ両側に配置されている。このとき、X−Y平面内において、副共通電極CBのいずれも副画素電極PBとは重ならず、副共通電極CBのそれぞれと副画素電極PBとの間には略等しい間隔が形成されている。つまり、副画素電極PBは、隣接する副共通電極CBの略中間に位置している。
図示した例では、主共通電極CAは、第2方向Yに沿って直線的に延出した帯状に形成されている。副共通電極CBは、第1方向Xに沿って直線的に延出した帯状に形成されている。なお、主共通電極CAは第1方向Xに沿って間隔をおいて2本平行に並んでおり、以下では、これらを区別するために、図中の左側の主共通電極をCALと称し、図中の右側の主共通電極をCARと称する。また、副共通電極CBは第2方向Yに沿って間隔をおいて2本平行に並んでおり、以下では、これらを区別するために、図中の上側の主共通電極をCBUと称し、図中の下側の主共通電極をCBBと称する。主共通電極CAL及び主共通電極CARは、副共通電極CBU及び副共通電極CBBと同電位である。図示した例では、主共通電極CAL及び主共通電極CARは、副共通電極CBU及び副共通電極CBBとそれぞれ繋がっている。
主共通電極CAL及び主共通電極CARは、それぞれ当該画素PXと左右に隣接する画素間に配置されている。すなわち、主共通電極CALは図示した当該画素PXとその左側の画素(図示せず)との境界に跨って配置され、主共通電極CARは図示した当該画素PXとその右側の画素(図示せず)との境界に跨って配置されている。副共通電極CBU及び主共通電極CBBは、それぞれ当該画素PXと上下に隣接する画素間に配置されている。すなわち、副共通電極CBUは図示した当該画素PXとその上側の画素(図示せず)との境界に跨って配置され、副共通電極CBBは図示した当該画素PXとその下側の画素(図示せず)との境界に跨って配置されている。
The common electrode CE has a main common electrode CA and a sub-common electrode CB, and these main common electrode CA and the sub-common electrode CB are electrically connected to each other. The common electrode CE is electrically insulated from the pixel electrode PE. In the common electrode CE, at least a part of the main common electrode CA and the sub common electrode CB is provided on the counter substrate CT. The main common electrode CA extends along the second direction Y. The main common electrode CA is arranged on both sides of the main pixel electrode PA. At this time, in the XY plane, none of the main common electrode CAs overlap with the main pixel electrode PA, and substantially equal intervals are formed between each of the main common electrode CAs and the main pixel electrode PA. There is. That is, the main pixel electrode PA is located substantially in the middle of the adjacent main common electrode CA. The sub-common electrode CB extends along the first direction X. The sub-common electrode CB is arranged on both sides of the sub-pixel electrode PB. At this time, in the XY plane, none of the sub-common electrode CB overlaps with the sub-pixel electrode PB, and substantially equal intervals are formed between each of the sub-common electrode CB and the sub-pixel electrode PB. There is. That is, the sub-pixel electrode PB is located substantially in the middle of the adjacent sub-common electrode CB.
In the illustrated example, the main common electrode CA is formed in a band shape extending linearly along the second direction Y. The sub-common electrode CB is formed in a band shape extending linearly along the first direction X. Two main common electrodes CA are arranged in parallel at intervals along the first direction X. In the following, in order to distinguish them, the main common electrode CA on the left side in the figure is referred to as CAL, and the figure shows. The main common electrode on the right side of the inside is called CAR. Further, two sub-common electrodes CB are arranged in parallel at intervals along the second direction Y. In the following, in order to distinguish them, the upper main common electrode in the figure is referred to as CBU, and the figure shows. The lower main common electrode inside is called CBB. The main common electrode CAL and the main common electrode CAR have the same potential as the sub common electrode CBU and the sub common electrode CBB. In the illustrated example, the main common electrode CAL and the main common electrode CAR are connected to the sub common electrode CBU and the sub common electrode CBB, respectively.
The main common electrode CAL and the main common electrode CAR are arranged between the pixel PX and the pixels adjacent to the left and right, respectively. That is, the main common electrode CAL is arranged across the boundary between the illustrated pixel PX and the pixel on the left side thereof (not shown), and the main common electrode CAR is arranged on the pixel PX shown on the right side (not shown). ) Is placed across the boundary. The sub-common electrode CBU and the main common electrode CBB are arranged between the pixel PX and vertically adjacent pixels, respectively. That is, the sub-common electrode CBU is arranged across the boundary between the illustrated pixel PX and the pixel above it (not shown), and the sub-common electrode CBB is the illustrated pixel PX and the pixel below it (not shown). It is arranged across the boundary with the pixel.

図示した例では、一画素PXにおいて、画素電極PEと共通電極CEとで区画された4つの領域が主として表示に寄与する開口部あるいは透過部として形成される。この例では、液晶分子LMの初期配向方向は、第2方向Yと略平行な方向である。第1配向膜AL1は、アレイ基板ARの対向基板CTと対向する面に配置され、アクティブエリアACTの略全体に亘って延在している。この第1配向膜AL1は、画素電極PEを覆っており、第2層間絶縁膜13の上にも配置されている。このような第1配向膜AL1は、水平配向性を示す材料によって形成されている。なお、アレイ基板ARは、さらに、共通電極の一部として第1主共通電極及び第1副共通電極を備えている場合もある。
図11は、8分割斜め電界モード液晶セルの電極構造の模式図である。この様に1画素を8つに分割することで更なる広視野角化を実現できる。
次に、上記構成の液晶表示パネルの動作について説明する。液晶層に電圧が印加されていない状態、つまり画素電極PEと共通電極CEとの間に電界が形成されていない無電界時(OFF時)には、図10において破線で示したように液晶層LQの液晶分子LMは、その長軸が第1配向膜AL1の第1配向処理方向PD1及び第2配向膜AL2の第2配向処理方向PD2を向くように配向している。このようなOFF時が初期配向状態に相当し、OFF時の液晶分子LMの配向方向が初期配向方向に相当する。厳密には、液晶分子LMは、X−Y平面に平行に配向しているとは限らず、プレティルトしている場合が多い。このため、液晶分子LMの厳密な初期配向方向とは、OFF時の液晶分子LMの配向方向をX−Y平面に正射影した方向である。
In the illustrated example, in one pixel PX, four regions partitioned by the pixel electrode PE and the common electrode CE are formed as openings or transmission portions that mainly contribute to display. In this example, the initial orientation direction of the liquid crystal molecule LM is a direction substantially parallel to the second direction Y. The first alignment film AL1 is arranged on the surface of the array substrate AR facing the opposite substrate CT, and extends over substantially the entire active area ACT. The first alignment film AL1 covers the pixel electrode PE and is also arranged on the second interlayer insulating film 13. Such a first alignment film AL1 is formed of a material exhibiting horizontal orientation. In addition, the array substrate AR may further include a first main common electrode and a first sub-common electrode as a part of the common electrode.
FIG. 11 is a schematic view of the electrode structure of the 8-divided diagonal electric field mode liquid crystal cell. By dividing one pixel into eight in this way, a wider viewing angle can be realized.
Next, the operation of the liquid crystal display panel having the above configuration will be described. When no voltage is applied to the liquid crystal layer, that is, when there is no electric field formed between the pixel electrode PE and the common electrode CE (when the electric field is off), the liquid crystal layer is shown by a broken line in FIG. The liquid crystal molecule LM of LQ is oriented so that its major axis faces the first alignment treatment direction PD1 of the first alignment film AL1 and the second orientation treatment direction PD2 of the second alignment film AL2. Such an OFF time corresponds to the initial orientation state, and the orientation direction of the liquid crystal molecule LM at the OFF time corresponds to the initial orientation direction. Strictly speaking, the liquid crystal molecule LM is not always oriented parallel to the XY plane, and is often pretilted. Therefore, the strict initial orientation direction of the liquid crystal molecule LM is a direction in which the orientation direction of the liquid crystal molecule LM at the time of OFF is projected onto the XY plane.

第1配向処理方向PD1及び第2配向処理方向PD2は、ともに第2方向Yと略平行な方向である。OFF時においては、液晶分子LMは、図10に破線で示したように、その長軸が第2方向Yと略平行な方向を向くように初期配向する。つまり、液晶分子LMの初期配向方向は、第2方向Yと平行(あるいは、第2方向Yに対して0°)である。
図示した例のように、第1配向処理方向PD1及び第2配向処理方向PD2が平行且つ同じ向きである場合、液晶層LQの断面において液晶分子LMは、液晶層LQの中間部付近で略水平(プレティルト角が略ゼロ)に配向し、ここを境界として第1配向膜AL1の近傍及び第2配向膜AL2の近傍において対称となるようなプレティルト角を持って配向する(スプレイ配向)。このように液晶分子LMがスプレイ配向している状態では、基板の法線方向から傾いた方向においても第1配向膜AL1の近傍の液晶分子LMと第2配向膜AL2の近傍の液晶分子LMとにより光学的に補償される。したがって、第1配向処理方向PD1及び第2配向処理方向PD2が互いに平行、且つ、同じ向きである場合には、黒表示の場合に光漏れが少なく、高コントラスト比を実現することができ、表示品位を向上することが可能となる。なお、第1配向処理方向PD1及び第2配向処理方向PD2が互いに平行且つ逆向きである場合、液晶層LQの断面において、液晶分子LMは、第1配向膜AL1の近傍、第2配向膜AL2の近傍、及び、液晶層LQの中間部において略均一なプレチルト角を持って配向する(ホモジニアス配向)。バックライト4からのバックライト光の一部は、第1偏光板PL1を透過し、液晶表示パネルLPNに入射する。液晶表示パネルLPNに入射した光は、第1偏光板PL1の第1偏光軸AX1と直交する直線偏光である。このような直線偏光の偏光状態は、OFF時の液晶表示パネルLPNを通過した際にほとんど変化しない。このため、液晶表示パネルLPNを透過した直線偏光は、第1偏光板PL1に対してクロスニコルの位置関係にある第2偏光板PL2によって吸収される(黒表示)。
The first orientation treatment direction PD1 and the second orientation treatment direction PD2 are both directions substantially parallel to the second direction Y. When OFF, the liquid crystal molecule LM is initially oriented so that its long axis faces a direction substantially parallel to the second direction Y, as shown by the broken line in FIG. That is, the initial orientation direction of the liquid crystal molecule LM is parallel to the second direction Y (or 0 ° with respect to the second direction Y).
As shown in the illustrated example, when the first orientation treatment direction PD1 and the second orientation treatment direction PD2 are parallel and have the same orientation, the liquid crystal molecules LM are substantially horizontal in the vicinity of the intermediate portion of the liquid crystal layer LQ in the cross section of the liquid crystal layer LQ. It is oriented in (pretilt angle is substantially zero), and is oriented with a pretilt angle that is symmetrical in the vicinity of the first alignment film AL1 and the vicinity of the second alignment film AL2 with this as a boundary (spray orientation). In the state where the liquid crystal molecules LM are spray-oriented in this way, the liquid crystal molecules LM in the vicinity of the first alignment film AL1 and the liquid crystal molecules LM in the vicinity of the second alignment film AL2 are present even in the direction inclined from the normal direction of the substrate. Is optically compensated by. Therefore, when the first orientation processing direction PD1 and the second orientation processing direction PD2 are parallel to each other and have the same orientation, there is little light leakage in the case of black display, and a high contrast ratio can be realized. It is possible to improve the quality. When the first alignment treatment direction PD1 and the second orientation treatment direction PD2 are parallel and opposite to each other, the liquid crystal molecule LM is located in the vicinity of the first alignment film AL1 and the second alignment film AL2 in the cross section of the liquid crystal layer LQ. Orientation with a substantially uniform pretilt angle in the vicinity of and in the middle portion of the liquid crystal layer LQ (homogeneous orientation). A part of the backlight light from the backlight 4 passes through the first polarizing plate PL1 and is incident on the liquid crystal display panel LPN. The light incident on the liquid crystal display panel LPN is linearly polarized light orthogonal to the first polarization axis AX1 of the first polarizing plate PL1. The polarization state of such linearly polarized light hardly changes when passing through the liquid crystal display panel LPN at the time of OFF. Therefore, the linearly polarized light transmitted through the liquid crystal display panel LPN is absorbed by the second polarizing plate PL2, which has a cross-nicol positional relationship with respect to the first polarizing plate PL1 (black display).

一方、液晶層LQに電圧が印加された状態、つまり、画素電極PEと共通電極CEとの間に電位差が形成された状態(ON時)では、画素電極PEと共通電極CEとの間に基板と略平行な横電界(あるいは斜め電界)が形成される。液晶分子LMは、電界の影響を受け、その長軸が図中の実線で示したようにX−Y平面と略平行な平面内で回転する。
図10に示した例では、画素電極PEと主共通電極CALとの間の領域のうち、下側半分の領域内の液晶分子LMは、第2方向Yに対して時計回りに回転し図中の左下を向くように配向し、また、上側半分の領域内の液晶分子LMは、第2方向Yに対して反時計回りに回転し図中の左上を向くように配向する。画素電極PEと主共通電極CARとの間の領域のうち、下側半分の領域内の液晶分子LMは、第2方向Yに対して反時計回りに回転し図中の右下を向くように配向し、上側半分の領域内の液晶分子LMは、第2方向Yに対して時計回りに回転し図中の右上を向くように配向する。このように、各画素PXにおいて、画素電極PEと共通電極CEとの間に電界が形成された状態では、液晶分子LMの配向方向は、画素電極PEと重なる位置を境界として複数の方向に分かれ、それぞれの配向方向でドメインを形成する。つまり、一画素PXには複数ドメインが形成される。
このようなON時には、第1偏光板PL1の第1偏光軸AX1と直交する直線偏光は、液晶表示パネルLPNに入射し、その偏光状態は、液晶層LQを通過する際に液晶分子LMの配向状態に応じて変化する。このようなON時においては、液晶層LQを通過した少なくとも一部の光は、第2偏光板PL2を透過する(白表示)。このような構造によれば、一画素内に4つのドメインを形成することが可能となるため、4方向での視野角を光学的に補償することができ、広視野角化が可能となる。したがって、階調反転がなく、高い透過率の表示を実現することができ、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することが可能となる。また、一画素内において、画素電極PEと共通電極CEとで区画される4つの領域それぞれについて開口部の面積を略同一に設定することにより、各領域の透過率が略同等となり、それぞれの開口部を透過した光が互いに光学的に補償し合い、広い視野角範囲に亘って均一な表示を実現することが可能となる。
On the other hand, in a state where a voltage is applied to the liquid crystal layer LQ, that is, in a state where a potential difference is formed between the pixel electrode PE and the common electrode CE (when ON), a substrate is formed between the pixel electrode PE and the common electrode CE. A lateral electric field (or diagonal electric field) substantially parallel to the above is formed. The liquid crystal molecule LM is affected by the electric field, and its long axis rotates in a plane substantially parallel to the XY plane as shown by the solid line in the figure.
In the example shown in FIG. 10, the liquid crystal molecule LM in the lower half region of the region between the pixel electrode PE and the main common electrode CAL rotates clockwise with respect to the second direction Y and is shown in the figure. The liquid crystal molecule LM in the region of the upper half is rotated counterclockwise with respect to the second direction Y and is oriented so as to face the upper left in the figure. Of the region between the pixel electrode PE and the main common electrode CAR, the liquid crystal molecule LM in the lower half region rotates counterclockwise with respect to the second direction Y and faces the lower right in the figure. Oriented, the liquid crystal molecule LM in the upper half region rotates clockwise with respect to the second direction Y and is oriented so as to face the upper right in the figure. In this way, in the state where an electric field is formed between the pixel electrode PE and the common electrode CE in each pixel PX, the orientation direction of the liquid crystal molecule LM is divided into a plurality of directions with the position overlapping with the pixel electrode PE as a boundary. , Form a domain in each orientation direction. That is, a plurality of domains are formed in one pixel PX.
At the time of such ON, the linearly polarized light orthogonal to the first polarization axis AX1 of the first polarizing plate PL1 is incident on the liquid crystal display panel LPN, and the polarization state is the orientation of the liquid crystal molecule LM when passing through the liquid crystal layer LQ. It changes according to the state. At such an ON state, at least a part of the light that has passed through the liquid crystal layer LQ passes through the second polarizing plate PL2 (displayed in white). According to such a structure, four domains can be formed in one pixel, so that the viewing angles in four directions can be optically compensated, and a wide viewing angle can be achieved. Therefore, it is possible to realize a display with high transmittance without gradation inversion, and it is possible to provide a liquid crystal display device having good display quality. Further, by setting the area of the opening to be substantially the same for each of the four regions partitioned by the pixel electrode PE and the common electrode CE in one pixel, the transmittance of each region becomes substantially the same, and each opening The light transmitted through the portions optically compensates for each other, and it becomes possible to realize a uniform display over a wide viewing angle range.

以下に実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、以下の実施例及び比較例の組成物における「%」は『質量%』を意味する。 The present invention will be described in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited to these Examples. In addition, "%" in the compositions of the following Examples and Comparative Examples means "mass%".

[実施例1]
P型液晶組成物として下記(LCP−1)で示される組成物(Δn0.103、粘性η20mPa・s、Vth 1.72Vrms)を調製した。重合性化合物として下記式(V1−1−1)で示される化合物を用いた。
P型液晶組成物(LCP−1)97%、重合性化合物(V1−1−1)2.94%、重合光開始剤Irgacure651が0.06%になるよう重合性液晶組成物(LCM−1)を調製した。固形の重合性化合物(V1−1−1)を60℃に加熱して液晶(LCP−1)に溶解させた後、室温で重合性化合物(V1−1−1)が均一に溶解してネマチック液晶相を示していることを偏光顕微鏡で確認した。
液晶の一軸配向(ホモジニアス配向)が得られるように、セルギャップ3μmのポリイミド配向膜を塗布したITO付きパラレルラビング配向のセルを用いた。重合性液晶組成物(LCM−1)を真空注入法によりガラスセル内に注入した。
[Example 1]
As a P-type liquid crystal composition, a composition (Δn0.103, viscosity η20 mPa · s, Vth 1.72 Vrms) shown in the following (LCP-1) was prepared. As the polymerizable compound, a compound represented by the following formula (V1-1-1) was used.
The polymerizable liquid crystal composition (LCM-1) contains 97% of the P-type liquid crystal composition (LCP-1), 2.94% of the polymerizable compound (V1-1-1), and 0.06% of the polymerization photoinitiator Irgacure651. ) Was prepared. After heating the solid polymerizable compound (V1-1-1) to 60 ° C. and dissolving it in the liquid crystal (LCP-1), the polymerizable compound (V1-1-1) is uniformly dissolved at room temperature and nematic. It was confirmed by a polarizing microscope that it showed a liquid crystal phase.
A parallel rubbing oriented cell with ITO coated with a polyimide alignment film having a cell gap of 3 μm was used so that a uniaxial orientation (homogeneous orientation) of the liquid crystal could be obtained. The polymerizable liquid crystal composition (LCM-1) was injected into the glass cell by a vacuum injection method.

注入後ガラスセルを取り出し、注入口を封口剤3026E(スリーボンド社製)で封止した。紫外線カットフィルターL−37(ホーヤ カンデオ オプトロニクス社製)を介した照射強度が15mW/cmの紫外線を、25℃で300秒間照射した。これにより重合性液晶組成物中の重合性化合物を重合させて、ECBモードの液晶表示素子を得た。直交する二枚の偏光板の間に作製したセルをラビング処理方向と偏光軸方向が一致するように置くと暗視野になり一軸配向が得られていることを確認した。
60Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定したところ、駆動電圧V90は、14.6Vrmsであった。
After the injection, the glass cell was taken out, and the injection port was sealed with a sealing agent 3026E (manufactured by ThreeBond Co., Ltd.). Ultraviolet rays having an irradiation intensity of 15 mW / cm 2 through an ultraviolet cut filter L-37 (manufactured by Hoya Candeo Optronics) were irradiated at 25 ° C. for 300 seconds. As a result, the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition was polymerized to obtain an ECB mode liquid crystal display device. It was confirmed that when the cells produced between the two orthogonal polarizing plates were placed so that the rubbing processing direction and the polarization axis direction coincided with each other, a dark field was obtained and uniaxial orientation was obtained.
When the voltage-transmittance characteristic was measured by applying a rectangular wave of 60 Hz, the drive voltage V90 was 14.6 Vrms.

Figure 0006798097
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次いで、ECBモードにおける応答時間を調べた。結果、τdがLCP−1では5msであったのが2.7msへと、τdの高速化が確認された。一方、重合性液晶組成物中の重合性化合物の濃度が上昇するにつれ、同一駆動電圧におけるτrが若干遅くなる傾向は見られたがτr+τdの全体の応答は速くなることを確認した。
セル作製に用いた重合性液晶組成物を20℃で1週間放置して重合性化合物による結晶化が無いことを確認した。
Next, the response time in ECB mode was examined. As a result, it was confirmed that the speed of τd was increased from 5 ms in LCP-1 to 2.7 ms. On the other hand, as the concentration of the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition increased, τr at the same drive voltage tended to be slightly slower, but it was confirmed that the overall response of τr + τd became faster.
The polymerizable liquid crystal composition used for cell preparation was left at 20 ° C. for 1 week, and it was confirmed that there was no crystallization by the polymerizable compound.

[実施例2]
P型液晶組成物(LCP−1;Δn0.103、粘性η20mPa・s)95%、重合性化合物(V1−1−1)5%及び重合光開始剤Irgacure651を重合性化合物(V1−1−1)に対して2%含有する重合性液晶組成物(LCM−2)を調製した。
液晶の一軸配向(ホモジニアス配向)が得られるように、セルギャップ3.5μmのポリイミド配向膜を塗布したITO付きパラレルラビング配向のセルを用いた。重合性液晶組成物(LCM−1)を60℃に加熱してLCP−1に溶解させて、真空注入法によりガラスセル内に注入した。
注入後ガラスセルを取り出し、注入口を封口剤3026E(スリーボンド社製)で封止した。紫外線カットフィルターL−37(ホーヤ カンデオ オプトロニクス社製)を介した照射強度が15mW/cmの紫外線を、25℃又は−10℃で300秒間照射した。これにより重合性液晶組成物中の重合性化合物を重合させて、ECBモードの液晶表示素子を得た。
25℃又は−10℃で重合させて得られた液晶表示素子に、60Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定したところ25℃での重合では、駆動電圧V90が17.0Vrms、−10℃での重合では、駆動電圧V90が27Vrmsになり低温重合により駆動電圧が増加することが確認された。
[Example 2]
A polymerizable compound (V1-1-1) containing 95% of the P-type liquid crystal composition (LCP-1; Δn0.103, viscosity η20 mPa · s), 5% of the polymerizable compound (V1-1-1) and the polymerization photoinitiator Irgacure651. ), A polymerizable liquid crystal composition (LCM-2) containing 2% was prepared.
A parallel rubbing oriented cell with ITO coated with a polyimide alignment film having a cell gap of 3.5 μm was used so that a uniaxial orientation (homogeneous orientation) of the liquid crystal could be obtained. The polymerizable liquid crystal composition (LCM-1) was heated to 60 ° C., dissolved in LCP-1, and injected into a glass cell by a vacuum injection method.
After the injection, the glass cell was taken out, and the injection port was sealed with a sealing agent 3026E (manufactured by ThreeBond Co., Ltd.). Ultraviolet rays having an irradiation intensity of 15 mW / cm 2 through an ultraviolet cut filter L-37 (manufactured by Hoya Candeo Optronics) were irradiated at 25 ° C. or −10 ° C. for 300 seconds. As a result, the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition was polymerized to obtain an ECB mode liquid crystal display device.
When a voltage-transmittance characteristic was measured by applying a 60 Hz square wave to a liquid crystal display element obtained by polymerizing at 25 ° C. or -10 ° C., the drive voltage V90 was 17.0 Vrms in the polymerization at 25 ° C. It was confirmed that the drive voltage V90 became 27 Vrms in the polymerization at −10 ° C. and the drive voltage increased due to the low temperature polymerization.

次いで、ECBモードにおける応答時間を調べた。25℃での重合では、τdが1.4ms、−10℃での重合では、τdが0.7msになり低温重合によりτdの高速化が確認された。一方、同一駆動電圧におけるτrにおいては、25℃での重合では、τrが1.1ms、−10℃での重合では、τdが0.9msになり、−10℃で重合させて得られた液晶表示素子の応答速度は、25℃で重合させた場合と比較して高速化していることが確認された。 Next, the response time in ECB mode was examined. In the polymerization at 25 ° C., τd was 1.4 ms, and in the polymerization at −10 ° C., τd was 0.7 ms, and it was confirmed that the speed of τd was increased by low temperature polymerization. On the other hand, at τr at the same drive voltage, τr becomes 1.1 ms in the polymerization at 25 ° C., and τd becomes 0.9 ms in the polymerization at −10 ° C., and the liquid crystal obtained by polymerizing at −10 ° C. It was confirmed that the response speed of the display element was higher than that in the case of polymerization at 25 ° C.

[実施例3]
N型液晶組成物として下記(LCN−1)で示される組成物(Δn0.102、粘性η16.8、Δε−3.8)を調製した。重合性化合物として式(V1−1−1)で示される化合物を用いた。
N型液晶組成物として(LCN−1;Δn0.102、粘性η16.8、Δε−3.8)98%、重合性化合物(V1−1−1)1.96%、及び重合光開始剤Irgacure651を重合性化合物(V1−1−1)に対して0.04%含有する重合性液晶組成物(LCM−3)を調製した。
液晶の垂直配向(ホメオトロピック配向)が得られるように、セルギャップ3μmのポリイミド配向膜を塗布した後、基板面法線方向に対してプレチルト角が1°〜2°になるようにラビング配向処理を施しITO付きパラレルラビング配向のセルを用いた。固形の重合性化合物(V1−1−1)を60℃に加熱して液晶(LCN−1)に溶解させた後、室温で重合性化合物(V1−1−1)が均一に溶解してネマチック液晶相を示していることを偏光顕微鏡で確認した。重合性液晶組成物(LCM−3)を60℃に加熱して、真空注入法によりガラスセル内に注入した。
注入後ガラスセルを取り出し、注入口を封口剤3026E(スリーボンド社製)で封止した。紫外線カットフィルターL−37(ホーヤ カンデオ オプトロニクス社製)を介した照射強度が15mW/cmの紫外線を、25℃で300秒間照射した。これにより重合性液晶組成物の重合性化合物を重合させて、VAモードの液晶表示素子を得た。直交する二枚の偏光板の間に作製したセルを置くと黒くなりセルを方位角方向へ回転しても暗視野が変化せず、ポリマーネットワークの光軸方向と液晶配向容易軸方向が同一方向であることを確認した。
[Example 3]
As an N-type liquid crystal composition, a composition (Δn0.102, viscosity η16.8, Δε-3.8) shown by the following (LCN-1) was prepared. A compound represented by the formula (V1-1-1) was used as the polymerizable compound.
98% as N-type liquid crystal composition (LCN-1; Δn0.102, viscosity η16.8, Δε-3.8), 1.96% polymerizable compound (V1-1-1), and polymerization photoinitiator Irgacure651. Was prepared in a polymerizable liquid crystal composition (LCM-3) containing 0.04% of the polymerizable compound (V1-1-1).
After applying a polyimide alignment film with a cell gap of 3 μm so that vertical orientation (homeotropic orientation) of the liquid crystal can be obtained, rubbing orientation treatment is performed so that the pretilt angle is 1 ° to 2 ° with respect to the substrate surface normal direction. A cell having a parallel rubbing orientation with ITO was used. After heating the solid polymerizable compound (V1-1-1) to 60 ° C. and dissolving it in the liquid crystal (LCN-1), the polymerizable compound (V1-1-1) is uniformly dissolved at room temperature and nematic. It was confirmed by a polarizing microscope that it showed a liquid crystal phase. The polymerizable liquid crystal composition (LCM-3) was heated to 60 ° C. and injected into a glass cell by a vacuum injection method.
After the injection, the glass cell was taken out, and the injection port was sealed with a sealing agent 3026E (manufactured by ThreeBond Co., Ltd.). Ultraviolet rays having an irradiation intensity of 15 mW / cm 2 through an ultraviolet cut filter L-37 (manufactured by Hoya Candeo Optronics) were irradiated at 25 ° C. for 300 seconds. As a result, the polymerizable compound of the polymerizable liquid crystal composition was polymerized to obtain a VA mode liquid crystal display device. When the prepared cell is placed between two orthogonal polarizing plates, it turns black and the dark field does not change even if the cell is rotated in the azimuth direction, and the optical axis direction of the polymer network and the liquid crystal orientation easy axis direction are the same direction. It was confirmed.

60Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性及び応答時間を測定した。結果、駆動電圧V90が11.3Vrmsでτdが2.3ms、τrが1.2msで、N型液晶組成物LCN−1のみを用いたセル応答時間(τd:5.3ms、τr:7.1ms、駆動電圧V90:7.9Vrms)に比べて高速化が確認された。又、周波数60Hz間隔でゲートをON状態にしてセルに電圧1Vを16.6ミリ秒間印加して、ゲートOFF後に、セルが保持された電圧を測定して電圧保持率を求めた。25℃の電圧保持率は、99.7%、70℃の電圧保持率は95.4%であった。
セル作製に用いた重合性液晶組成物を20℃で1週間放置して重合性化合物による結晶化が無いことを確認した。
A 60 Hz square wave was applied and the voltage-transmittance characteristics and response time were measured. As a result, the drive voltage V90 was 11.3 Vrms, τd was 2.3 ms, τr was 1.2 ms, and the cell response time using only the N-type liquid crystal composition LCN-1 (τd: 5.3 ms, τr: 7.1 ms). , Drive voltage V90: 7.9 Vrms), it was confirmed that the speed was increased. Further, the gate was turned on at intervals of 60 Hz, a voltage of 1 V was applied to the cell for 16.6 milliseconds, and after the gate was turned off, the voltage held by the cell was measured to obtain the voltage holding rate. The voltage holding rate at 25 ° C. was 99.7%, and the voltage holding rate at 70 ° C. was 95.4%.
The polymerizable liquid crystal composition used for cell preparation was left at 20 ° C. for 1 week, and it was confirmed that there was no crystallization by the polymerizable compound.

Figure 0006798097
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[実施例4〜11、比較例1〜3]
N型液晶組成物として(LCN−1)、及び(LCN−2)を用い、重合性化合物として(V1−1−1)〜(V1−1−5)で示される化合物を用い、下記表1に示すように添加し、重合光開始剤Irgacure651を各重合性化合物に対して2%になるように添加して、重合性液晶組成物を調整した。実施例3と同様の方法でVAモードの液晶セルを作製した。
これにより重合性液晶組成物の重合性化合物を重合させてセル内全体に相分離構造を形成させて、VAモードの液晶表示素子を得た。
セル作製に用いた重合性液晶組成物を20℃で1週間放置して重合性化合物による結晶化が無いことを確認した。
[Examples 4 to 11, Comparative Examples 1 to 3]
(LCN-1) and (LCN-2) were used as the N-type liquid crystal composition, and the compounds represented by (V1-1-1) to (V1-1-5) were used as the polymerizable compounds in Table 1 below. The polymerizable liquid crystal composition was prepared by adding the polymerization photoinitiator Irgacure 651 so as to be 2% with respect to each polymerizable compound. A VA mode liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 3.
As a result, the polymerizable compound of the polymerizable liquid crystal composition was polymerized to form a phase-separated structure in the entire cell, and a VA mode liquid crystal display element was obtained.
The polymerizable liquid crystal composition used for cell preparation was left at 20 ° C. for 1 week, and it was confirmed that there was no crystallization by the polymerizable compound.

作製したセルのVAモードに60Hzの矩形波を印加して、電圧−透過率特性及び応答時間を測定した。各特性を表1に示す。表1の比較例1は、液晶組成物(LCN−1)100%の場合の駆動電圧V90、立下り時間、立上り時間を示す。比較例2は、液晶組成物(LCN−2)100%の場合の駆動電圧V90、立下り時間、立上り時間を示す。比較例3は、(V1−1−2)を0.5%の少量添加した場合を示す。この場合、立上がり時間は比較例1及び比較例2の液晶組成物100%の場合に比べ長くなり応答時間の改善が見られないが、実施例4の重合性化合物(V1−1−2)を1%にすると立下り時間及び立上り時間ともに短くなり応答性が向上する。更に、(V1−1−1)又は(V1−1−2)の添加量を増やすと、立下り時間、及び立上り時間が短くなり応答性が大幅に向上する。又、(V1−1−3)、(V1−1−4)、(V1−1−5)との組合せに於いても立下り時間、及び立上り時間が短くなり応答性が大幅に向上することを確認した。
A 60 Hz square wave was applied to the VA mode of the prepared cell, and the voltage-transmittance characteristics and response time were measured. Each characteristic is shown in Table 1. Comparative Example 1 in Table 1 shows a drive voltage V90, a fall time, and a rise time when the liquid crystal composition (LCN-1) is 100%. Comparative Example 2 shows a drive voltage V90, a fall time, and a rise time when the liquid crystal composition (LCN-2) is 100%. Comparative Example 3 shows the case where (V1-1-2) was added in a small amount of 0.5%. In this case, the rise time is longer than that of the liquid crystal compositions of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 and the response time is not improved, but the polymerizable compound (V1-1-2) of Example 4 is used. When it is set to 1%, both the fall time and the rise time are shortened and the responsiveness is improved. Further, when the addition amount of (V1-1-1) or (V1-1-2) is increased, the falling time and the rising time are shortened, and the responsiveness is greatly improved. Further, even in the combination with (V1-1-3), (V1-1-4), and (V1-1-5), the falling time and the rising time are shortened, and the responsiveness is greatly improved. It was confirmed.

Figure 0006798097
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偏光顕微鏡を用いて直交する二枚の偏光板の間に、作製したセルを置くと暗視野になりセルを方位角方向へ回転しても暗視野の黒レベルが変化していないことから、液晶分子、及びポリマーネットワークを構成しているメソゲン基がホメオトロピック配向であり、ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸方向がセル面に直行するように形成されていることを確認した。ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸を一致させるように形成されたポリマーネットワークのアンカーリング力は、立ち下がり時間が短くなるように作用することが確認された。更に、ポリマーネットワークのアンカーリング力の効果により駆動電圧の増加が伴うが、同時に電界効果で立ち上がり時間も短くなり応答性が向上した。立ち下がり時間は、液晶の回転粘性、及び弾性定数に大きく影響されているが、光学異方性を持つポリマーネットワークを液晶中に形成させるとポリマーネットワークからのアンカーリング力で立下り時間が向上し、応答性が良好なディスプレイの表示材料に有用になる。 When the prepared cell is placed between two polarizing plates that are orthogonal to each other using a polarizing microscope, a dark field is created, and even if the cell is rotated in the azimuth direction, the black level in the dark field does not change. It was confirmed that the mesogen groups constituting the polymer network were homeotropically oriented, and the optical axis direction of the polymer network and the easy axial direction of the liquid crystal orientation were formed so as to be orthogonal to the cell surface. It was confirmed that the anchoring force of the polymer network formed so as to coincide with the optical axis direction of the polymer network and the easy axis of liquid crystal orientation acts to shorten the fall time. Further, the drive voltage is increased due to the effect of the anchoring force of the polymer network, but at the same time, the rise time is shortened due to the electric field effect, and the responsiveness is improved. The fall time is greatly affected by the rotational viscosity and elastic constant of the liquid crystal, but when a polymer network with optical anisotropy is formed in the liquid crystal, the fall time is improved by the anchoring force from the polymer network. It is useful as a display material for displays with good responsiveness.

[実施例12]
ITO電極が形成された一対のガラス基板の液晶と接する側に、シプレイ(株)製のレジストLC−200により高さ1.5μm、幅10μmの土手(突起)を間隙37.5μmとなるよう交互に設け、セルギャップ3.5μmのMVAモード液晶パネルを作成した。液晶の垂直配向(ホメオトロピック配向)が得られるように、ポリイミド配向膜を塗布後、焼成して垂直配向膜を形成した。駆動モードは上下ガラス基板の外側に配置されている偏光子がクロスニコルであるノーマリーブラックモードである。
N型液晶組成物として上記(LCN−1)を用い、重合性化合物として式(V1−1−1)で示される化合物をそれぞれ1%刻みで1〜5%添加し、重合性液晶組成物を調整した。重合性液晶組成物を60℃に加熱して、真空注入法によりガラスセル内に注入後、液晶セルを取り出し、注入口を封口剤3026E(スリーボンド社製)で封止した。次に、液晶層に閾値電圧以下(1V)の64Hzの交流矩形波電圧を印加した状態で、紫外線カットフィルターL−37(ホーヤ カンデオ オプトロニクス社製)を介して照射紫外(UV)強度が20mW/cmの紫外線を60秒間、25℃で60秒間照射し、光重合性モノマーを重合させて、ポリマーネットワーク型のMVA構造を有する液晶パネルを作製した。作製したパネルに60Hzの矩形波を印加して、電圧−透過率特性、及び応答時間を測定した。
[Example 12]
On the side of the pair of glass substrates on which the ITO electrodes are formed, the resist LC-200 manufactured by Shipley Co., Ltd. alternately has banks (projections) having a height of 1.5 μm and a width of 10 μm so as to have a gap of 37.5 μm. An MVA mode liquid crystal panel having a cell gap of 3.5 μm was produced. A polyimide alignment film was applied and then fired to form a vertical alignment film so that the vertical alignment (homeotropic orientation) of the liquid crystal could be obtained. The drive mode is a normally black mode in which the polarizer arranged on the outside of the upper and lower glass substrates is a cross Nicol.
The above (LCN-1) was used as the N-type liquid crystal composition, and 1 to 5% of each compound represented by the formula (V1-1-1) was added as a polymerizable compound in 1% increments to obtain a polymerizable liquid crystal composition. It was adjusted. The polymerizable liquid crystal composition was heated to 60 ° C. and injected into a glass cell by a vacuum injection method, the liquid crystal cell was taken out, and the injection port was sealed with a sealing agent 3026E (manufactured by ThreeBond Co., Ltd.). Next, with an AC square wave voltage of 64 Hz below the threshold voltage (1 V) applied to the liquid crystal layer, the ultraviolet (UV) intensity is 20 mW / emitted through an ultraviolet cut filter L-37 (manufactured by Hoya Candeo Optronics). A liquid crystal panel having a polymer network type MVA structure was produced by irradiating with ultraviolet rays of cm 2 for 60 seconds at 25 ° C. for 60 seconds to polymerize a photopolymerizable monomer. A 60 Hz square wave was applied to the prepared panel, and the voltage-transmittance characteristics and response time were measured.

立ち下がり時間τd、立ち上がり時間τrは、V90を与える60Hzの矩形波電圧を印加して測定した。式(V1−1−1)で表される化合物を1%〜3%迄の間で少量添加すると立下り時間が短くなり応答性が向上した。ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸を一致させるように形成されたポリマーネットワークのアンカーリング力の効果で立ち下がり時間が短くなることが確認された。更に、駆動電圧の増加に伴い立ち上がり時間も短くなり応答性が向上した。立下がり時間は、液晶の回転粘性、及び弾性定数に大きく影響されているが、光学異方性を持つポリマーネットワークを液晶中に形成させるとポリマーネットワークからのアンカーリング力で立下り時間が向上し、応答性が良好なディスプレイの表示材料に有用になる。 The fall time τd and the rise time τr were measured by applying a rectangular wave voltage of 60 Hz that gives V90. When a small amount of the compound represented by the formula (V1-1-1) was added between 1% and 3%, the fall time was shortened and the responsiveness was improved. It was confirmed that the fall time was shortened by the effect of the anchoring force of the polymer network formed so as to coincide with the optical axis direction of the polymer network and the easy axis of liquid crystal orientation. Further, as the drive voltage increases, the rise time becomes shorter and the responsiveness is improved. The fall time is greatly affected by the rotational viscosity and elastic constant of the liquid crystal, but when a polymer network with optical anisotropy is formed in the liquid crystal, the fall time is improved by the anchoring force from the polymer network. It is useful as a display material for displays with good responsiveness.

この様にして作成したポリマーネットワーク型のMVA構造を有する液晶パネルを、二枚の偏光子が直交する偏光顕微鏡間に置くと黒表示が観測され、セルを方位角方向へ回転しても黒が変化せず、ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸方向が同一方向であることを確認した。
この液晶パネルに、閾値電圧以上の電圧を印加しながら上記と同様にクロスニコル間で偏光顕微鏡によって観察すると、配向分割されていると思われる配向の境界領域にディスクリネーションラインが4本出現している事が観察された。ディスクリネーションラインは、液晶分子配列の乱れによって生じることから、この事により1画素が4分割されている事を確認することができた。
光軸方向と液晶配向容易軸方向がセル面に直行するように形成されていることを確認した。ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸を一致させるように形成されたポリマーネットワークのアンカーリング力の効果で立下がり時間が短くなることが確認された。更に、駆動電圧の増加に伴い立上がり時間も短くなり応答性が向上した。一方の基板に、リブ構造を儲け、対向基板側にITOのスリット構造を設けたセルにおいても同様の評価を行ったが、表示特性に大きな差は観測されなかった。
When a liquid crystal panel having a polymer network type MVA structure created in this way is placed between a polarizing microscope in which two polarizers are orthogonal to each other, a black display is observed, and even if the cell is rotated in the azimuth direction, black appears. It was confirmed that there was no change and that the optical axis direction of the polymer network and the easy axis direction of liquid crystal orientation were the same direction.
When observing the liquid crystal panel with a polarizing microscope between the cross Nicols while applying a voltage equal to or higher than the threshold voltage, four dispersion lines appear in the boundary region of the orientation that seems to be divided into orientations. It was observed that it was. Since the dispersion line is generated by the disorder of the liquid crystal molecular arrangement, it can be confirmed that one pixel is divided into four by this.
It was confirmed that the optical axis direction and the liquid crystal orientation were formed so as to be orthogonal to the cell surface. It was confirmed that the fall time was shortened by the effect of the anchoring force of the polymer network formed so as to match the optical axis direction of the polymer network with the easy axis of liquid crystal orientation. Further, as the drive voltage increases, the rise time becomes shorter and the responsiveness is improved. The same evaluation was performed on a cell having a rib structure on one of the substrates and an ITO slit structure on the opposite substrate side, but no significant difference in display characteristics was observed.

[実施例13]
4−カルコン基を有する光配向膜塗布溶液を第1基板及び第2基板に対して、スピンキャスト法により塗布した後、180℃で60分間焼成して配向膜を形成した。続いて、図12示す配向方位に沿って、配向膜に対し入射角40度で波長365nmのP偏光を3mW/cmの強度で400秒照射することで、光照射による配向処理を実施した。
プレティルト角を測定したところ、第1配向膜近傍及び第2配向膜近傍における液晶分子のプレチルト角は88.5°であった。配向膜の構成分子は、高分子鎖の側鎖に4−カルコン光官能基(感光性基)を有するが、この光配向処理により、光官能基が二量化反応により二量体を形成し、架橋構造が形成された。なお、本実施例においては、第1基板の各画素内を2つの配向処理領域に分け、互いに反対方向から光照射を行った。また、第2基板の各画素内も同様に、2つの配向処理領域に分け、互いに反対方向から光照射を行った。そして、シール形成、スペーサ散布等を行った後、基板貼り合わせ工程において、第1基板と第2基板とを配向処理方向が直交するように貼り合わせた。これにより、各画素内に液晶分子のツイスト方向の異なる4つのドメイン領域を形成させた。
[Example 13]
A photoalignment film coating solution having a 4-chalcone group was applied to the first substrate and the second substrate by a spin casting method, and then fired at 180 ° C. for 60 minutes to form an alignment film. Subsequently, the alignment treatment by light irradiation was carried out by irradiating the alignment film with P-polarized light having an incident angle of 40 degrees and a wavelength of 365 nm for 400 seconds at an intensity of 3 mW / cm 2 along the orientation orientation shown in FIG.
When the pretilt angle was measured, the pretilt angle of the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film and the vicinity of the second alignment film was 88.5 °. The constituent molecules of the alignment film have a 4-calcon photofunctional group (photosensitive group) in the side chain of the polymer chain, and by this photoalignment treatment, the photofunctional group forms a dimer by a dimerization reaction. A crosslinked structure was formed. In this embodiment, each pixel of the first substrate was divided into two orientation processing regions, and light irradiation was performed from opposite directions. Further, each pixel of the second substrate was similarly divided into two orientation processing regions, and light irradiation was performed from opposite directions. Then, after forming a seal, spraying a spacer, and the like, in the substrate bonding step, the first substrate and the second substrate were bonded so that the orientation processing directions were orthogonal to each other. As a result, four domain regions having different twist directions of the liquid crystal molecules were formed in each pixel.

N型液晶組成物(LCN−1)に、上記式(V1−1−1)で表される化合物を1%、2%、3%、10%、及び20%添加し、重合性液晶組成物を調整した。次いで、重合性液晶組成物を液晶パネルに注入・封止後、UV光照射を行い、光配向処理によるVATN型のポリマーネットワーク液晶表示パネルを作製した。セルギャップは3.5μmであった。得られた液晶パネルの電圧−透過率特性及び応答速度を測定した。いずれも立下り時間が高速化してた。重合性モノマーの添加量が1%から2%未満の領域では、モノマーの添加量が増加するに従って立下がり時間が高速化する反面、立上がり時間がV90電圧(飽和電圧)の上昇の影響を受け、やや遅くなってしまう傾向にあったが、2%以上の添加量になると、液晶分子配列構造がきちんと揃う為、立上がり応答速度も高速化した。更に添加量を増して10%になると、ポリマーネットワークの配向規制力の影響が顕著に現れ、立下がり時間は0.6msと、重合性モノマー無添加時の4.2msの約1/7のとなり、極めて高速な立下がり応答時間が得られた。立上がり時間に関しても、駆動電圧が高くなっている影響も有るが、0.9msと、重合性モノマー無添加時よりも4倍以上の高速化が達成できており、立上がり時間と立下がり時間の合計(τr+τd)も1.5msと、重合性モノマー無添加時の12.4msと高速応答化している事が確認できた。 A polymerizable liquid crystal composition obtained by adding 1%, 2%, 3%, 10%, and 20% of a compound represented by the above formula (V1-1-1) to an N-type liquid crystal composition (LCN-1). Was adjusted. Next, after injecting and sealing the polymerizable liquid crystal composition into the liquid crystal panel, UV light irradiation was performed to prepare a VATN type polymer network liquid crystal display panel by photoalignment treatment. The cell gap was 3.5 μm. The voltage-transmittance characteristics and response speed of the obtained liquid crystal panel were measured. In both cases, the fall time was faster. In the region where the amount of the polymerizable monomer added is 1% to less than 2%, the fall time increases as the amount of the monomer added increases, but the rise time is affected by the rise of the V90 voltage (saturation voltage). It tended to be a little slower, but when the addition amount was 2% or more, the liquid crystal molecular arrangement structure was properly aligned, and the rise response speed was also increased. When the addition amount is further increased to 10%, the influence of the orientation regulating force of the polymer network becomes remarkable, and the fall time is 0.6 ms, which is about 1/7 of 4.2 ms when the polymerizable monomer is not added. , An extremely fast fall response time was obtained. The rise time is also affected by the higher drive voltage, but 0.9 ms, which is more than four times faster than when no polymerizable monomer is added, is the total of the rise time and fall time. It was confirmed that (τr + τd) also had a high-speed response of 1.5 ms, which was 12.4 ms when no polymerizable monomer was added.

直交する二枚の偏光板の間に作製したセルを置くと黒表示が観測され、セルを方位角方向へ回転しても黒が変化せず、ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸方向が同一方向であることを確認した。この液晶パネルに、閾値電圧以上の電圧を印加しながら上記と同様にクロスニコル間に1枚、λ/4波長版を挿入して回転させると、濃・淡・濃・淡と1回転中に濃淡の状態が順に4回出現する事を観測し、1画素が綺麗に4分割されている事を確認した。 When the prepared cell is placed between two orthogonal polarizing plates, a black display is observed, the black does not change even if the cell is rotated in the azimuth direction, and the optical axis direction of the polymer network and the easy axis direction of liquid crystal orientation are the same. I confirmed that. While applying a voltage equal to or higher than the threshold voltage to this liquid crystal panel, insert one λ / 4 wavelength plate between the cross Nicols and rotate it in the same way as above, during one rotation of dark, light, dark, and light. It was observed that the shaded state appeared four times in order, and it was confirmed that one pixel was neatly divided into four.

[実施例14]
上下基板のITO透明電極に互い違いにスリット構造を有するPVA電極構造を有するVA型液晶セルを作製した。スリットの間隔と電極幅は、それぞれ5μmの電極構造とした。これらの基板上に、印刷法を用いて垂直配向膜( ポリイミド材料)を形成し、180℃で60分の熱処理を行った。この2枚のガラス基板を径3.5μmのスペーサを介して貼り合わせ、空セルを作製した。N型液晶組成物として上記式(LCN−1)を用い、重合性化合物として式(V1−1−1)で表される化合物を2%及び10%を添加してそれぞれ重合性液晶組成物を調整し、同様にしてポリマーネットワーク構造を有するPVA液晶パネルを作製した。得られた液晶パネルの電圧−透過率特性及び応答時間を測定した。いずれも立下り時間が高速化した。また、重合性モノマーを10%添加した場合は、駆動電圧の上昇が見られたが、立下がり速度のみならず、立上がり速度も高速化し、τr+τd=1.3msという極めて高速な応答速度が確認された。直交する二枚の偏光板の間に作製したパネルを置くと黒表示が観測され、パネルを方位角方向へ回転しても黒が変化せず、ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸方向が同一方向であることを確認した。この液晶パネルに、閾値電圧以上の電圧を印加しながら上記と同様にクロスニコル間で偏光顕微鏡によって観察をすると、配向分割されていると思われる配向の境界領域にディスクリネーションラインが4本出現している事が観察された。ディスクリネーションラインは、液晶分子配列の乱れ(境界)によって生じることから、この事により1画素が4分割されている事を確認することができた。
[Example 14]
A VA type liquid crystal cell having a PVA electrode structure having slit structures alternately in the ITO transparent electrodes of the upper and lower substrates was produced. The distance between the slits and the electrode width were 5 μm each. A vertically oriented film (polyimide material) was formed on these substrates by a printing method, and heat treatment was performed at 180 ° C. for 60 minutes. These two glass substrates were bonded together via a spacer having a diameter of 3.5 μm to prepare an empty cell. The above formula (LCN-1) was used as the N-type liquid crystal composition, and 2% and 10% of the compound represented by the formula (V1-1-1) were added as the polymerizable compound to prepare a polymerizable liquid crystal composition, respectively. The PVA liquid crystal panel having a polymer network structure was prepared in the same manner. The voltage-transmittance characteristics and response time of the obtained liquid crystal panel were measured. In both cases, the fall time has been increased. Further, when 10% of the polymerizable monomer was added, an increase in the driving voltage was observed, but not only the falling speed but also the rising speed was increased, and an extremely high response speed of τr + τd = 1.3ms was confirmed. It was. When the prepared panel is placed between two orthogonal polarizing plates, a black display is observed, black does not change even if the panel is rotated in the azimuth direction, and the optical axis direction of the polymer network and the easy axis direction of liquid crystal orientation are the same. I confirmed that. When observing with a polarizing microscope between cross Nicols in the same manner as above while applying a voltage equal to or higher than the threshold voltage to this liquid crystal panel, four dispersion lines appear in the boundary region of the orientation that seems to be divided into orientations. It was observed that it was doing. Since the dispersion line is generated by the disorder (boundary) of the liquid crystal molecular arrangement, it can be confirmed that one pixel is divided into four by this.

[実施例15]
図13に記載のフィッシュボーン型電極構造を有するテストセルを作製した。図13において、所定のセルギャップで対向して貼り合わされた2枚のガラス基板間に液晶層が封止されている。対向する2枚の基板の対向面にはそれぞれITOからなる透明電極が形成されている。0.7mmの厚さのガラス基板を用い、対向基板には、共通電極を形成した。透明電極には電極材料(ITO)の一部を抜いたスリット部512cが設けられている。長方形のセルの各対向辺の中点を結ぶ十字状で幅5μmのスリット部512cが配向規制用構造物として機能し、スリット部512cから斜め45°方向に延びて幅5μmのスリット部512cがピッチ8μmで複数形成されており、これらが傾斜時の方位角方向の乱れを抑える補助的な配向制御因子として機能する。表示用画素電極の幅は3μmである。画素幹部電極512aと画素枝部電極512bは45度の角度を有しながら、画素中央を対称中心として90度づつ異なる4方向に枝部電極が延在された構造を有している。これらの基板上に、印刷法を用いて垂直配向膜( ポリイミド材料) を形成し、180℃で60分の熱処理を行った。この2枚のガラス基板を径3.5μmのスペーサを介して貼り合わせ、液晶が未注入の状態の空セルを作製した。
[Example 15]
A test cell having the fishbone type electrode structure shown in FIG. 13 was prepared. In FIG. 13, a liquid crystal layer is sealed between two glass substrates that are bonded to each other with a predetermined cell gap. A transparent electrode made of ITO is formed on the facing surfaces of the two opposing substrates. A glass substrate having a thickness of 0.7 mm was used, and a common electrode was formed on the opposing substrate. The transparent electrode is provided with a slit portion 512c from which a part of the electrode material (ITO) is removed. A cross-shaped slit portion 512c having a width of 5 μm connecting the midpoints of the opposing sides of the rectangular cell functions as an orientation control structure, and a slit portion 512c extending diagonally 45 ° from the slit portion 512c and having a width of 5 μm pitches. A plurality of 8 μm are formed, and these function as auxiliary orientation control factors that suppress turbulence in the azimuth direction at the time of inclination. The width of the display pixel electrode is 3 μm. The pixel stem electrode 512a and the pixel branch electrode 512b have a structure in which branch electrodes are extended in four directions different by 90 degrees with the center of the pixel as the center of symmetry, while having an angle of 45 degrees. A vertical alignment film (polyimide material) was formed on these substrates by a printing method, and heat treatment was performed at 180 ° C. for 60 minutes. These two glass substrates were bonded together via a spacer having a diameter of 3.5 μm to prepare an empty cell in which no liquid crystal was injected.

N型液晶組成物として上記式(LCN−1)を用い、式(V1−1−2)で示される化合物を20%添加して重合性液晶組成物を調整し、ポリマーネットワーク構造を有するフィッシュボーン型VA液晶パネルを作製した。また、重合性モノマーを添加していない式(LCN−1)を注入したフィッシュボーン型VA液晶パネルの電圧−透過率特性及び応答速度を測定した。立下り時間、立上がり時間ともに短く、τr+τd=1.1msと極めて高速な応答性を有する液晶表示装置を得ることができた。直交する二枚の偏光板の間に作製したセルを置くと黒表示が観測され、セルを方位角方向へ回転しても黒が変化せず、ポリマーネットワーク光軸方向と液晶配向容易軸方向が同一方向であることを確認した。
この液晶パネルに、閾値電圧以上の電圧を印加しながら上記と同様にクロスニコル間で偏光顕微鏡によって観察をすると、配向分割されていると思われる配向の境界領域にディスクリネーションラインが4本出現している事が観察された。ディスクリネーションラインは、液晶分子配列の乱れによって生じることから、1画素に4つのドメインに配向分割されている事を確認することができた。
The above formula (LCN-1) is used as the N-type liquid crystal composition, and 20% of the compound represented by the formula (V1-1-2) is added to prepare a polymerizable liquid crystal composition to prepare a fishbone having a polymer network structure. A mold VA liquid crystal panel was produced. In addition, the voltage-transmittance characteristics and response speed of the fishbone type VA liquid crystal panel injected with the formula (LCN-1) to which no polymerizable monomer was added were measured. It was possible to obtain a liquid crystal display device having an extremely high responsiveness of τr + τd = 1.1 ms, with both a short fall time and a short rise time. When the prepared cell is placed between two orthogonal polarizing plates, a black display is observed, the black does not change even if the cell is rotated in the azimuth direction, and the optical axis direction of the polymer network and the easy axis direction of liquid crystal orientation are the same. I confirmed that.
When observing with a polarizing microscope between cross Nicols in the same manner as above while applying a voltage equal to or higher than the threshold voltage to this liquid crystal panel, four dispersion lines appear in the boundary region of the orientation that seems to be divided into orientations. It was observed that it was doing. Since the dispersion line is generated by the disorder of the liquid crystal molecular arrangement, it can be confirmed that the dispersion line is oriented and divided into four domains in one pixel.

[実施例16]
図14に示す横・斜め電界モード動作が可能なテスト用の液晶セルを作製して、各種電気光学特製を評価した。
厚さ0.7mmのITO透明電極層がスパッタ法によって形成された透明ガラス基板を用い、フォトエッチング法によって電極幅が10μmの窓枠状の透明電極基板を作製した。下側第1ガラス基板と上側第2ガラス基板の窓枠状のITO電極の形成されたガラス基板に、ポリイミド配向膜を塗布・焼成した後、ラビング配向処理を行った。
第1ガラス基板のラビング方向は図の下から上に向かって行い、対向配置される第2ガラス基板側も同方向(図の下から上)にラビングを行いパラレル配向とした。この様な配向処理法により、液晶分子はスプレー配向状態を取る。次いで、下側第1ガラス基板の黒格子部のITO透明電極と、上側第2ガラス基板側の斜線格子部のITO透明電極が、丁度半ピッチずれて25μmピッチとなる様に対向配置させ、3.5μmの球状スペーサを介して熱硬化性接着剤を用いて張り合わせた。
この様な電極の組み合わせによって、黒格子の電極は斜線部の電極の中央部を十文字に4分割するような主素電極、副画素電極、斜線部はそれぞれ主画素電極、副画素電極に対応する主共通電極、副共通電極として機能することになり、15μm×15μmの表示領域を有する4つの表示領域に分割されることとなる。
[Example 16]
A test liquid crystal cell capable of operating in the lateral / oblique electric field mode shown in FIG. 14 was produced, and various electro-optic special products were evaluated.
A window frame-shaped transparent electrode substrate having an electrode width of 10 μm was produced by a photoetching method using a transparent glass substrate having an ITO transparent electrode layer having a thickness of 0.7 mm formed by a sputtering method. A polyimide alignment film was applied and fired on the glass substrate on which the window frame-shaped ITO electrode of the lower first glass substrate and the upper second glass substrate was formed, and then the rubbing alignment treatment was performed.
The rubbing direction of the first glass substrate was from the bottom to the top in the figure, and the second glass substrate side arranged to face each other was also rubbed in the same direction (from the bottom to the top in the figure) to achieve parallel orientation. By such an orientation treatment method, the liquid crystal molecules take a spray-oriented state. Next, the ITO transparent electrode of the black lattice portion of the lower first glass substrate and the ITO transparent electrode of the diagonal line lattice portion of the upper second glass substrate side are arranged to face each other so as to have a pitch of 25 μm with a deviation of exactly half a pitch. They were laminated with a thermosetting adhesive via a .5 μm spherical spacer.
By such a combination of electrodes, the black lattice electrode corresponds to the main electrode, the sub-pixel electrode, and the shaded portion corresponding to the main pixel electrode and the sub-pixel electrode, respectively, so that the central portion of the shaded electrode is divided into four characters. It functions as a main common electrode and a sub common electrode, and is divided into four display regions having a display region of 15 μm × 15 μm.

上記式(LCP−1)で示されるP型液晶組成物(Δn=0.103、粘性η=20mPa・s、Δε=7.5)98重量%に、式(V1−1−1)で表される化合物を2.0重量%添加し、更に、重合光開始剤Irgacure651を式(V1−1−1)で表される化合物に対して2.0重量%添加し、60℃に加熱して液晶組成物に溶解させ、重合性液晶組成物を調整した。得られた重合性液晶組成物を真空注入法によって液晶セル内に注入した。液晶を注入した後、液晶セルを取り出し、注入口を封口剤3026E(スリーボンド社製)で封止した。紫外線カットフィルターL−37(ホーヤ カンデオ オプトロニクス社製)を介した照射強度が15mW/cmの紫外線を、25℃で300秒間照射し、重合性液晶組成物中の重合性化合物を重合させて、斜め電界モードの液晶表示素子を得た。また、式(V1−1−1)で表される化合物の添加量を3.0重量%にした以外は同様にして斜め電界モードの液晶表示素子を得た。得られた液晶セルを、電圧無印加の状態でクロスニコル状態の偏光顕微鏡のステージ上にラビング処理方向と偏光軸方向が一致する方向に置くと、暗視野(ノーマリーブラック)になり、一軸配向性が得られていることを確認した。光重合性モノマーの添加量が増えると閾値電圧、飽和電圧とも上昇するが、特に飽和電圧の上昇幅が大きくなり、電圧−透過率特性の立ち上がりは緩やかになった。光重合性モノマーを3%加えた液晶セルの飽和電圧は無添加時の3.29Vから5.47Vへと、2V以上高電圧側にシフトしてしまうことが確認された。 The P-type liquid crystal composition (Δn = 0.103, viscosity η = 20 mPa · s, Δε = 7.5) represented by the above formula (LCP-1) is expressed by the formula (V1-1-1) in 98% by weight. 2.0% by weight of the compound to be added is further added, and 2.0% by weight of the polymerization photoinitiator Irgacure651 is added to the compound represented by the formula (V1-1-1), and the mixture is heated to 60 ° C. The polymerizable liquid crystal composition was prepared by dissolving it in the liquid crystal composition. The obtained polymerizable liquid crystal composition was injected into the liquid crystal cell by a vacuum injection method. After injecting the liquid crystal, the liquid crystal cell was taken out, and the injection port was sealed with a sealing agent 3026E (manufactured by ThreeBond Co., Ltd.). Ultraviolet rays having an irradiation intensity of 15 mW / cm 2 through an ultraviolet cut filter L-37 (manufactured by Hoya Candeo Optronics) are irradiated at 25 ° C. for 300 seconds to polymerize the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition. A liquid crystal display element in an oblique electric field mode was obtained. Further, a liquid crystal display element in an oblique electric field mode was obtained in the same manner except that the amount of the compound represented by the formula (V1-1-1) was set to 3.0% by weight. When the obtained liquid crystal cell is placed on the stage of a polarizing microscope in a cross Nicol state in a state where no voltage is applied in a direction in which the rubbing processing direction and the polarization axis direction coincide with each other, a dark field (normally black) is obtained and uniaxial orientation is obtained. It was confirmed that the sex was obtained. As the amount of the photopolymerizable monomer added increases, both the threshold voltage and the saturation voltage increase, but the increase in the saturation voltage becomes particularly large, and the rise of the voltage-transmittance characteristic becomes gentle. It was confirmed that the saturation voltage of the liquid crystal cell to which 3% of the photopolymerizable monomer was added shifted from 3.29V when no addition was added to 5.47V to the high voltage side by 2V or more.

しかしながら、実際には、例えば液晶TVの場合の最大駆動電圧は15V近辺であり、液晶表示素子の飽和電圧がこれ以下であれば特に問題となる事は無い。重合性モノマーの添加量の増加とともに、Tr,Tdとも高速応答となった。このことから、動きの激しいアニメ等の動画やアクションムービー、スポーツ番組に適した高速応答表示が得られたと考えられる。液晶表示素子の飽和電圧が15V以下であれば、重合性官能基の添加量が少々多くとも、高速動画表示という点で、大きなメリットを享受できることになる。立上がりの応答速度はτrは、光重合性モノマーの添加量が増加すると僅かに遅くなる傾向が見られるが、表示特性上何ら問題のないレベルであると考えられる。一方、立下がり速度τdは、光重合性モノマーの添加量が多くなるに従って高速応答化しており、無添加時は5〜6msであったものが、2重量%添加で3〜4msへ、3重量%添加したものでは、2〜3msへと、およそ1/2の時間に短縮されており、光照射によって初期配向膜と略同方向に形成されたポリマーネットワークのアンカリング力の作用によって高速応答化されていることが確認された。 However, in reality, for example, in the case of a liquid crystal TV, the maximum drive voltage is around 15 V, and if the saturation voltage of the liquid crystal display element is less than this, there is no particular problem. As the amount of the polymerizable monomer added increased, both Tr and Td responded at high speed. From this, it is considered that a high-speed response display suitable for moving images such as animations, action movies, and sports programs was obtained. When the saturation voltage of the liquid crystal display element is 15 V or less, even if the amount of the polymerizable functional group added is a little large, a great advantage can be enjoyed in terms of high-speed moving image display. The rising response rate of τr tends to be slightly slower as the amount of the photopolymerizable monomer added increases, but it is considered that there is no problem in terms of display characteristics. On the other hand, the falling speed τd became faster as the amount of the photopolymerizable monomer added increased, and the response was 5 to 6 ms when no photopolymerizable monomer was added, but increased to 3 to 4 ms by adding 2% by weight to 3 weight. With the addition of%, the time was shortened to about 1/2 to 2 to 3 ms, and the response was accelerated by the action of the anchoring force of the polymer network formed in the same direction as the initial alignment film by light irradiation. It was confirmed that it was done.

得られた液晶セルを電圧無印加の状態で、クロスニコル状態の偏処理方向と偏光軸方向が一致する方向に置いてノーマリーブラックとなるのを確認した後、飽和電圧を印加して液晶セルを観測した。偏光顕微鏡にX−Yステージを設置して、4つに配向分割されたそれぞれの表示領域を観察したが、光学的には等価であり全く区別がつかなかった。閾値と飽和電圧の中間的な電圧を印加しても、全く光学的には等価な状態であった。次いで4つの表示領域中の1つの領域を選択し、上記の中間的な電圧を印加しながら偏光顕微鏡のステージを回転させて最も暗くなる位置を探して、その角度を固定した。その様な状態で、X−YステージをX方向、Y方向に移動させながら、他の3つの異なる領域を観察した。初めに設定した領域と180度異なる領域は、ほぼ同じような暗さの状態であることが観測され、初めに設定した領域と90度異なる領域では、グレー状態になっていることが観測された。これにより、少なくとも固定した領域と90度、あるいは270度異なる領域とでは、液晶分子の配列方向が異なっていることが確認でき、配向分割がきちんと行われていることを確認する事ができた。又、本実施例で用いた液晶セルはパラレル配向処理を施したものであり、液晶分子はスプレー配向状態となっている。その為、電圧印加によって液晶層中央の分子は液晶基板に略平行配向し、斜め電界によって回転を受けながら中央部を境に上下方向に広がった液晶分子配列をとる為、丁度ダブルSTNパネルの様に完全に位相差が補償され、視野角依存性が解消されることが確認できた。 After confirming that the obtained liquid crystal cell becomes normally black by placing it in a direction in which the partial processing direction in the cross Nicol state and the polarization axis direction coincide with each other in a state where no voltage is applied, a saturation voltage is applied to the liquid crystal cell. Was observed. An XY stage was installed in a polarizing microscope, and each display region divided into four orientations was observed, but they were optically equivalent and could not be distinguished at all. Even when a voltage intermediate between the threshold and the saturation voltage was applied, the state was completely optically equivalent. Next, one region out of the four display regions was selected, and the stage of the polarizing microscope was rotated while applying the above-mentioned intermediate voltage to search for the darkest position and fix the angle. In such a state, the other three different regions were observed while moving the XY stage in the X and Y directions. It was observed that the area 180 degrees different from the initially set area had almost the same darkness, and the area 90 degrees different from the initially set area was gray. .. As a result, it was confirmed that the arrangement direction of the liquid crystal molecules was different between the fixed region and the region different by 90 degrees or 270 degrees, and it was confirmed that the orientation division was properly performed. Further, the liquid crystal cells used in this example have undergone parallel alignment treatment, and the liquid crystal molecules are in a spray-oriented state. Therefore, the molecules in the center of the liquid crystal layer are oriented substantially parallel to the liquid crystal substrate by applying a voltage, and the liquid crystal molecules are arranged vertically with the central part as a boundary while being rotated by an oblique electric field, so that it is just like a double STN panel. It was confirmed that the phase difference was completely compensated and the viewing angle dependence was eliminated.

本実施例においては、誘電異方性が正の液晶組成物を用いて、図14に示す液晶セルでその動作及び電気光学特性を評価・確認したが、実際のTFT液晶表示パネルの場合は、TFT基板側に1層の絶縁膜を介して画素電極と、共通電極の一部又は全部が形成され、対向基板側に、共通電極の一部又は全部が形成される様になり、斜め電界効果と横電界効果が同時に液晶分子に作用するために、負の誘電異方性を有する液晶組成物を用いても本実施例と同様の効果が得られる事になる。その場合の配向処理方向としては、アンチパラレル配向、パラレル配向の何れでも良い。
又、本実施例においては、配向処理方法としてラビング法を用いているが、TFT基板側の電極構造や配線構造は極めて複雑で段差が多いことから、ラビング法によって配向膜全面を均一に一様な表面配向性を得ることが難しく、ラビングによって発生するゴミ・ケバ、及びラビング時の帯電によるTFTの破壊などが発生する等から、光配向処理法が特に好ましい。光配向処理法としては、254nm近傍のUV光による光分解型のポリイミドを用いたり、313nm近傍の光による桂皮酸やクマリン等の光官能基を有する光2量化を起こすポリマーによる光配向処理、又は365nm近傍の光による光異性化を起こすアゾ系の光配向ポリマーを用いることなどが好ましい。
以上述べてきた様に、どの様な構造を有する横電界方式(IPSモード、FFSモード)の液晶表示装置においても、ニ官能モノマーを、正又は負の誘電異方性を有する液晶組成物に添加してUV光を照射することによりナノ相分離反応を誘引させて、液晶配向膜による初期配向による平行配向方向と略同方向にポリマーネットワークが形成され、そのポリマーネットワークのアンカリング力と初期垂直配向のアンカリング力の相乗作用により、横電界方式液晶表示装置の応答速度、特に液晶の立下り時の応答速度が高速応答化されることを確認する事ができた。
In this embodiment, a liquid crystal composition having a positive dielectric anisotropy was used, and its operation and electro-optical characteristics were evaluated and confirmed in the liquid crystal cell shown in FIG. 14, but in the case of an actual TFT liquid crystal display panel, A part or all of the pixel electrode and the common electrode are formed on the TFT substrate side via a one-layer insulating film, and a part or all of the common electrode is formed on the opposite substrate side. Since the lateral electric field effect acts on the liquid crystal molecules at the same time, the same effect as in this example can be obtained even if a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy is used. In that case, the orientation processing direction may be either anti-parallel orientation or parallel orientation.
Further, in this embodiment, the rubbing method is used as the alignment treatment method, but since the electrode structure and the wiring structure on the TFT substrate side are extremely complicated and have many steps, the entire surface of the alignment film is uniformly uniform by the rubbing method. The photo-alignment treatment method is particularly preferable because it is difficult to obtain a good surface orientation, dust and fluff generated by rubbing, and destruction of the TFT due to charging during rubbing occur. As the photoalignment treatment method, a photodegradable polyimide using UV light near 254 nm is used, or a photoalignment treatment using a polymer that causes photodimerization having a photofunctional group such as cinnamic acid or coumarin by light near 313 nm, or It is preferable to use an azo-based photoalignment polymer that causes photoisomerization by light in the vicinity of 365 nm.
As described above, the bifunctional monomer is added to the liquid crystal composition having positive or negative dielectric anisotropy in the liquid crystal display device of the transverse electric field method (IPS mode, FFS mode) having any structure. Then, by irradiating with UV light, a nanophase separation reaction is induced, and a polymer network is formed in a direction substantially the same as the parallel orientation direction due to the initial orientation by the liquid crystal alignment film, and the anchoring force and the initial vertical orientation of the polymer network are formed. It was confirmed that the response speed of the transverse electric field type liquid crystal display device, particularly the response speed at the time of falling of the liquid crystal, is increased by the synergistic action of the anchoring force of.

[実施例17]
図15は、本発明の効果を確認する為に用いたIPSモード評価用テストセルの電極構造を示す平面図及び液晶の分子配列を示す模式平面図である。厚さ0.7mmのガラス基板上にITOを成膜した後、エッチングによって中央部で左右反対方向に対称にくの字型をした幅10μmの短冊状の電極を、10μmの間隔をあけて基板の上下方向から形成した。共通電極と画素電極は同一基板平面上に形成されており、共通電極部分は白抜き、画素電極部分は斜線で示す。共通電極と画素電極は、それぞれ互い違いになるように配置された櫛歯電極構造をとっており、櫛歯電極は紙面の上下方向に対して、それぞれ左右方向に15度の傾きを有しており、第1象限から第4象限の4つの領域に配向分割された櫛歯電極構造を有しており、これを第1基板とした(L/s=10μmm/10μm)。
上記第1基板と、3.5μmの球状スペーサーを介して対向配置されるガラス厚0.7mmの透明電極の無い第2基板上(図示されない)に、ポリイミド配向膜を塗布・焼成した後、ラビング配向処理を行った。第1基板のラビング方向は図の下から上に向かって行い、対向配置される第2基板側は、逆方向(図の上から下)にラビングを行いアンチパラレル配向とした。2つの櫛歯電極群とラビング配向方向となす角度は15°とした。偏光子と検光子は、クロスニコル状態でテストセルの外側に配置されており、偏光子の透過軸若しくは偏光軸は液晶分子の初期配向方向と平行又は直角に配置されている。この結果、このテストセルでは、電圧無印加時はノーマリブラックの状態を得た。
[Example 17]
FIG. 15 is a plan view showing the electrode structure of the IPS mode evaluation test cell used for confirming the effect of the present invention and a schematic plan view showing the molecular arrangement of the liquid crystal. After forming an ITO film on a glass substrate with a thickness of 0.7 mm, strip-shaped electrodes with a width of 10 μm, which are symmetrically doglegged in the opposite directions at the center by etching, are placed at intervals of 10 μm. It was formed from the vertical direction of. The common electrode and the pixel electrode are formed on the same substrate plane, the common electrode portion is outlined, and the pixel electrode portion is shown by diagonal lines. The common electrode and the pixel electrode have a comb tooth electrode structure arranged so as to be staggered, and the comb tooth electrode has an inclination of 15 degrees in the left-right direction with respect to the vertical direction of the paper surface. , It has a comb tooth electrode structure oriented and divided into four regions from the first quadrant to the fourth quadrant, and this was used as the first substrate (L / s = 10 μmm / 10 μm).
A polyimide alignment film is applied and fired on a second substrate (not shown) having a glass thickness of 0.7 mm and no transparent electrode, which is arranged opposite to the first substrate via a 3.5 μm spherical spacer, and then rubbing. Orientation treatment was performed. The rubbing direction of the first substrate was from the bottom to the top in the figure, and the second substrate side arranged to face each other was rubbed in the opposite direction (from the top to the bottom in the figure) to achieve antiparallel orientation. The angle between the two comb tooth electrode groups and the rubbing orientation direction was 15 °. The polarizer and the analyzer are arranged outside the test cell in a cross Nicol state, and the transmission axis or the polarization axis of the polarizer is arranged parallel to or perpendicular to the initial orientation direction of the liquid crystal molecules. As a result, in this test cell, a normally black state was obtained when no voltage was applied.

図15に示すような電極構造を有する第1基板及び電極のない第2基板に、ポリイミド溶液を塗布・焼成後にラビング処理を行い、3.5μmの球状シリカスペーサを用いて対向配置させて張り合わせ、アンチパラレル配向によるIPSモード用のテストセルを作成した。尚、ラビング方向は、紙面の左右方向(水平方向)とした。上記式(LCN−1)で示される液晶組成物98.0重量%に式(V1−1−1)で表される化合物2.0重量%を混合したものを60℃に加熱して液晶組物に溶解させた後、真空注入法によって液晶セル内に注入した。尚、重合光開始剤Irgacure651が重合性化合物(V1−1−1)に対して2.0重量%含有されている。
液晶を注入した後、注入口を封口剤3026E(スリーボンド社製)で封止した。紫外線カットフィルターL−37(ホーヤ カンデオ オプトロニクス社製)を介した照射強度が15mW/cmの紫外線を、25℃で300秒間照射し、重合性液晶組成物中の重合性化合物を重合させて、FFSモードの液晶表示素子を得た。電圧無印加の状態でクロスニコル状態の偏光顕微鏡のステージ上にラビング処理方向と偏光軸方向が一致する方向に置くと、暗視野(ノーマリーブラック)になり、一軸配向性が得られていることを確認した。
τrに関しては、式(LCN−1)で示される液晶組成物が100重量%では29.5msであったものが、式(V1−1−1)で表される化合物2.0重量%を添加して重合させると15.6msの応答時間となり、応答速度が改善された。τdに関しても同様に、高速応答化されており、式(LCN−1)で示される液晶組成物が100重量%では17.1msであったものが、式(V1−1−1)で表される化合物2.0重量%を添加して重合させると12.3msとなり高速応答化されている事が確認できた。そのほかの駆動電圧領域、即ち中間調表示時においても、τr、τdは高速応答性を示すことが確認できた。
A polyimide solution is applied to and fired on a first substrate having an electrode structure as shown in FIG. 15 and a second substrate having no electrode, and then rubbing treatment is performed, and they are placed facing each other using a 3.5 μm spherical silica spacer and bonded together. A test cell for IPS mode with anti-parallel orientation was created. The rubbing direction was the left-right direction (horizontal direction) of the paper surface. A mixture of 98.0% by weight of the liquid crystal composition represented by the above formula (LCN-1) and 2.0% by weight of the compound represented by the formula (V1-1-1) is heated to 60 ° C. to form a liquid crystal assembly. After being dissolved in a substance, it was injected into a liquid crystal cell by a vacuum injection method. The polymerization photoinitiator Irgacure651 is contained in an amount of 2.0% by weight based on the polymerizable compound (V1-1-1).
After injecting the liquid crystal, the injection port was sealed with a sealing agent 3026E (manufactured by ThreeBond Co., Ltd.). Ultraviolet rays having an irradiation intensity of 15 mW / cm 2 through an ultraviolet cut filter L-37 (manufactured by Hoya Candeo Optronics) are irradiated at 25 ° C. for 300 seconds to polymerize the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition. A liquid crystal display element in FFS mode was obtained. When placed on the stage of a cross-nicolar polarizing microscope with no voltage applied in a direction in which the rubbing processing direction and the polarization axis direction match, a dark field (normally black) is obtained and uniaxial orientation is obtained. It was confirmed.
Regarding τr, the liquid crystal composition represented by the formula (LCN-1) was 29.5 ms at 100% by weight, but 2.0% by weight of the compound represented by the formula (V1-1-1) was added. When polymerized, the response time was 15.6 ms, and the response speed was improved. Similarly, τd has a high-speed response, and the liquid crystal composition represented by the formula (LCN-1), which was 17.1 ms at 100% by weight, is represented by the formula (V1-1-1). It was confirmed that when 2.0% by weight of the compound was added and polymerized, the response was 12.3 ms and the response was high. It was confirmed that τr and τd show high-speed response even in the other drive voltage region, that is, in the halftone display.

液晶セルを電圧無印加の状態で、クロスニコル状態の偏光板の間に配向処理方向と偏光軸方向が一致する方向に置いてノーマリーブラックとなるのを確認した後、飽和電圧を印加して液晶セルを観測した。偏光顕微鏡にX−Yステージを設置して、4つに配向分割されたそれぞれの表示領域を観察したが、光学的には等価であり全く区別がつかなかった。閾値と飽和電圧の中間的な電圧を印加しても、全く光学的には等価な状態であった。次いで4つの表示領域中の1つの領域を選択し、上記の中間的な電圧を印加しながら偏光顕微鏡のステージを回転させて最も暗くなる位置を探して、その角度を固定した。その様な状態で、X−YステージをX方向、Y方向に移動させながら、他の3つの異なる領域を観察した。はじめに設定した領域と180度異なる領域は、ほぼ同じような暗さの状態にあることが観測され、それとは90度異なる領域では、グレー状態になっていることが観測された。これにより、少なくとも最初に固定した領域と90度、あるいは270度異なる領域とでは、液晶分子の配列方向が異なっていることが確認でき、配向分割がきちんと行われていることを確認する事ができた。 After confirming that the liquid crystal cell is normally black by placing it between the cross-nicol polarizing plates in the direction in which the orientation processing direction and the polarization axis direction coincide with each other in a state where no voltage is applied, a saturation voltage is applied to the liquid crystal cell. Was observed. An XY stage was installed in a polarizing microscope, and each display region divided into four orientations was observed, but they were optically equivalent and could not be distinguished at all. Even when a voltage intermediate between the threshold and the saturation voltage was applied, the state was completely optically equivalent. Next, one region out of the four display regions was selected, and the stage of the polarizing microscope was rotated while applying the above-mentioned intermediate voltage to search for the darkest position and fix the angle. In such a state, the other three different regions were observed while moving the XY stage in the X and Y directions. It was observed that the region 180 degrees different from the initially set region was in a state of almost the same darkness, and the region 90 degrees different from that was in a gray state. As a result, it can be confirmed that the arrangement direction of the liquid crystal molecules is different between the region fixed at least initially and the region different by 90 degrees or 270 degrees, and it can be confirmed that the orientation division is properly performed. It was.

[実施例18]
図16に示すような電極構造を有する第1基板及び電極のない第2基板に、ポリイミド溶液を塗布・焼成後にラビング処理を行い、3.5μmの球状シリカスペーサを用いて対向配置させて張り合わせ、アンチパラレル配向によるFFSモード用のテストセルを作成した(L/s=10μm/30μm)。図16は、くの字型の画素電極を有するFFSモード用テストセルの電極構造を示す平面図である。0.7mmのガラス基板上にITOの平面電極を配置し、その上にSiN等の透明絶縁層を設け、その上にITO透明電極層をスパッタ成膜し、エッチングによって画素電極を形成した。画素電極は、20μm間隔で10μmの幅を有した短冊型の形状をして形成し、絶縁膜の下層部に形成された平面電極を共通電極とし、これを第1基板とした。上記第1基板と、3.5μmの球状スペーサーを介して対向配置されるガラス厚0.7mmの第2基板上(図示されない)に、ポリイミド配向膜を塗布・焼成した後、ラビング配向処理を行った。第1基板のラビング方向は図の下から上に向かって行い、対向配置される第2基板側は、逆方向(図の上から下)にラビングを行いアンチパラレル配向とした。2つの櫛歯電極群とラビング配向方向となす角度は15°とした。
この場合も図15を用いて説明した場合と全く同様に、液晶表示領域は第1象限から第4象限までの4つの領域に配向分割され、それぞれ異なった回転方向を有する液晶分子配列をとることがわかる。更には、IPSモード時ではIPSの画素電極と共通電極上の液晶分子には電圧が印加されず、開口率が低くなっていたが、FFSモードでは共通電極部領域の液晶分子にも電圧が印加されて液晶分子が回転運動を起こすために、液晶パネルの開口率は、30%程度向上することになる。
[Example 18]
A polyimide solution is applied to and fired on a first substrate having an electrode structure as shown in FIG. 16 and a second substrate having no electrode, and then rubbing treatment is performed, and they are placed facing each other using a 3.5 μm spherical silica spacer and bonded together. A test cell for FFS mode by antiparallel orientation was prepared (L / s = 10 μm / 30 μm). FIG. 16 is a plan view showing an electrode structure of an FFS mode test cell having a dogleg-shaped pixel electrode. A flat electrode of ITO was arranged on a 0.7 mm glass substrate, a transparent insulating layer such as SiN was provided on the flat electrode, and an ITO transparent electrode layer was sputter-deposited on the transparent insulating layer, and a pixel electrode was formed by etching. The pixel electrodes were formed in the shape of a strip having a width of 10 μm at intervals of 20 μm, and a flat electrode formed in the lower layer of the insulating film was used as a common electrode, and this was used as a first substrate. A polyimide alignment film is applied and fired on the first substrate and the second substrate (not shown) having a glass thickness of 0.7 mm, which is arranged opposite to the first substrate via a 3.5 μm spherical spacer, and then a rubbing alignment treatment is performed. It was. The rubbing direction of the first substrate was from the bottom to the top in the figure, and the second substrate side arranged to face each other was rubbed in the opposite direction (from the top to the bottom in the figure) to achieve antiparallel orientation. The angle between the two comb tooth electrode groups and the rubbing orientation direction was 15 °.
In this case as well, exactly as in the case described with reference to FIG. 15, the liquid crystal display region is oriented and divided into four regions from the first quadrant to the fourth quadrant, and each has a liquid crystal molecular arrangement having a different rotation direction. I understand. Furthermore, in the IPS mode, no voltage was applied to the liquid crystal molecules on the IPS pixel electrode and the common electrode, and the aperture ratio was low, but in the FFS mode, the voltage was also applied to the liquid crystal molecules in the common electrode region. As a result, the liquid crystal molecules cause a rotational movement, so that the aperture ratio of the liquid crystal panel is improved by about 30%.

上記式(LCP−1)で示されるP型液晶組成物を98重量%に式(V1−1−1)で表される化合物2.0重量%を混合し、60℃に加熱して液晶組物に溶解させた後、真空注入法によって液晶セル内に注入した。尚、重合光開始剤Irgacure651が式(V1−1−1)で表される化合物に対して2.0%含有されている。液晶を注入した後、注入口を封口剤3026E(スリーボンド社製)で封止した。紫外線カットフィルターL−37(ホーヤ カンデオ オプトロニクス社製)を介した照射強度が15mW/cmの紫外線を、25℃で300秒間照射し、重合性液晶組成物中の重合性化合物を重合させて、FFSモードの液晶表示素子を作製した。クロスニコル状態の偏光板の間に作製した液晶セルをラビング処理方向と偏光軸方向が一致する方向に置くと暗視野(ノーマリーブラック)になり、一軸配向性が得られていることを確認した。得られた液晶セルを用いて、それぞれ電圧-応答特性を測定した。(LCP−1)で示されるP型液晶組成物100重量%の閾値電圧は2.5V、飽和電圧は4.5Vであった。飽和電圧を印加した場合の光透過率は70%であった。一方、式(V1−1−1)で表される化合物2.0重量%を重合させると閾値電圧は、ほぼ同様の2.5Vであったが飽和電圧は7.1Vと、約3V飽和電圧が上昇した。光重合によるポリマーネットワーク構造形成の有無に係らず、閾値電圧はほぼ同じ値を示した。この一因として、閾値近傍の電圧駆動領域における低分子液晶の回転角度がそれほど大きくないため、ポリマーネットワーク構造による回転運動に対する障害やアンカリング力による影響を受けにくいということが考えられる。又、使用したP型液晶組成物の誘電異方性が7.5と大きく、表示モードもFFSであることから、共通電極と画素電極の間隔がIPSモードよりも狭まっており横電界が効率的に印加されていることが考えられる。但し、一般的には光重合性モノマーの添加量の増加に伴い、閾値電圧も高くなる傾向にあることが確認されている。 The P-type liquid crystal composition represented by the above formula (LCP-1) is mixed with 98% by weight of the compound represented by the formula (V1-1-1) in an amount of 2.0% by weight, and heated to 60 ° C. to form a liquid crystal assembly. After being dissolved in a substance, it was injected into a liquid crystal cell by a vacuum injection method. The polymerization photoinitiator Irgacure 651 is contained in an amount of 2.0% with respect to the compound represented by the formula (V1-1-1). After injecting the liquid crystal, the injection port was sealed with a sealing agent 3026E (manufactured by ThreeBond Co., Ltd.). Ultraviolet rays having an irradiation intensity of 15 mW / cm 2 through an ultraviolet cut filter L-37 (manufactured by Hoya Candeo Optronics) are irradiated at 25 ° C. for 300 seconds to polymerize the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition. A liquid crystal display element in FFS mode was manufactured. It was confirmed that when the liquid crystal cells produced between the cross-nicoled polarizing plates were placed in a direction in which the rubbing processing direction and the polarization axis direction coincided with each other, a dark field (normally black) was obtained and uniaxial orientation was obtained. The voltage-response characteristics were measured using the obtained liquid crystal cells. The threshold voltage of 100% by weight of the P-type liquid crystal composition represented by (LCP-1) was 2.5 V, and the saturation voltage was 4.5 V. The light transmittance when a saturation voltage was applied was 70%. On the other hand, when 2.0% by weight of the compound represented by the formula (V1-1-1) was polymerized, the threshold voltage was 2.5V, which was almost the same, but the saturation voltage was 7.1V, which was about 3V saturation voltage. Has risen. The threshold voltage showed almost the same value regardless of the presence or absence of polymer network structure formation by photopolymerization. One reason for this is that the rotation angle of the low-molecular-weight liquid crystal in the voltage drive region near the threshold value is not so large, so that it is not easily affected by obstacles to rotational movement due to the polymer network structure and anchoring force. Moreover, since the dielectric anisotropy of the P-type liquid crystal composition used is as large as 7.5 and the display mode is also FFS, the distance between the common electrode and the pixel electrode is narrower than that in the IPS mode, and the lateral electric field is efficient. It is considered that it is applied to. However, it has been generally confirmed that the threshold voltage tends to increase as the amount of the photopolymerizable monomer added increases.

一方、高電圧印加時においては、液晶分子の回転角度が大きくなり、ポリマーネットワーク構造やアンカリング力によって回転運動が妨げられる結果飽和電圧は上昇し、その上昇幅は閾値電圧のそれに比べて大きくなってしまうために、電圧-透過率特性がポリマーネットワークを形成しないものより緩慢な傾きを持つようになる。
次に、得られた液晶セルを用いて、それぞれ立上がり応答時間τr、立下がり時間τdの電圧依存性を測定した。τr(0%)、τd(0%)は、光重合性モノマー(V1−1−1)を含まない液晶組成物を用いたセルの応答時間、τr(2%)、τd(2%)は、光重合性モノマー(V1−1−1)を2重量%含有する液晶組成物を重合させた液晶セルの応答時間とすると、(LCP−1)で示されるP型液晶組成物100重量%の液晶セルに4.5Vの飽和電圧を与えたときのτr(0%)は1.0ms、τd(0%)は11.4msであったものが、モノマー(V1−1−1)を2重量%含有する液晶組成物を使用した液晶セルでは飽和電圧7.1Vを印加したときのτr(2%)、τd(2%)は、それぞれ0.8ms、4.7msであった。τrに関しては、ポリマーネットワークの形成の有無に係らずほぼ同じ応答時間であったが、τdはポリマーネットワーク形成によって半分以下の時間に大幅に改善されることが確認できた。
しかし、飽和電圧付近での立ち上がりの応答時間は、ポリマーネットワーク構造体が形成されても大きな差異は無い事が分かった。
On the other hand, when a high voltage is applied, the rotation angle of the liquid crystal molecules becomes large, and as a result of the rotational movement being hindered by the polymer network structure and anchoring force, the saturation voltage rises, and the rise width becomes larger than that of the threshold voltage. As a result, the voltage-transmission property will have a slower slope than those that do not form a polymer network.
Next, using the obtained liquid crystal cell, the voltage dependence of the rise response time τr and the fall time τd was measured, respectively. τr (0%) and τd (0%) are the response times of cells using a liquid crystal composition containing no photopolymerizable monomer (V1-1-1), and τr (2%) and τd (2%) are The response time of the liquid crystal cell obtained by polymerizing the liquid crystal composition containing 2% by weight of the photopolymerizable monomer (V1-1-1) is 100% by weight of the P-type liquid crystal composition represented by (LCP-1). When a saturation voltage of 4.5 V was applied to the liquid crystal cell, τr (0%) was 1.0 ms and τd (0%) was 11.4 ms, but 2 weights of monomer (V1-1-1) were added. In the liquid crystal cell using the liquid crystal composition containing%, τr (2%) and τd (2%) when a saturation voltage of 7.1 V was applied were 0.8 ms and 4.7 ms, respectively. Regarding τr, the response time was almost the same regardless of the presence or absence of polymer network formation, but it was confirmed that τd was significantly improved to less than half the time by polymer network formation.
However, it was found that the rising response time near the saturation voltage did not differ significantly even when the polymer network structure was formed.

本実験により、電圧無印加の状態で、クロスニコル状態の偏光板の間に配向処処理方向と偏光軸方向が一致する方向に置いてノーマリーブラックとなるのを確認した後、飽和電圧を印加して液晶セルを観測した。偏光顕微鏡にX−Yステージを設置して、4つに配向分割されたそれぞれの表示領域を観察したが、光学的には等価であり全く区別がつかなかった。閾値と飽和電圧の中間的な電圧を印加しても、全く光学的には等価な状態であった。
次いで4つの表示領域中の1つの領域を選択し、上記の中間的な電圧を印加しながら偏光顕微鏡のステージを回転させて最も暗くなる位置を探して、その角度を固定した。その様な状態で、X−YステージをX方向、Y方向に移動させながら、他の3つの異なる領域を観察した。はじめに設定した領域と180度異なる領域は、ほぼ同じような暗さの状態であることが観測され、それとは90度異なる領域では、グレー状態になっていることが観測された。これにより、少なくとも最初に固定した領域と90度、或いは270度異なる領域とでは、液晶分子の配列方向が異なっていることが確認でき、配向分割がきちんと行われていることを確認する事ができた。これらの技術は、単に高速応答性を有するTV等の動画表示装置のほか、カラーフィルタ不要なフィールドシーケンシャル方式への採用も可能である。また、近年、急速に注目を集めている超大型高精細の4K×2K−TVや、4K×8K−TVなどへの応用展開が期待される。
In this experiment, after confirming that the orientation treatment direction and the polarization axis direction coincide with each other between the cross Nicol state polarizing plates in the state where no voltage is applied, a normal black is obtained, and then a saturation voltage is applied. The liquid crystal cell was observed. An XY stage was installed in a polarizing microscope, and each display region divided into four orientations was observed, but they were optically equivalent and could not be distinguished at all. Even when a voltage intermediate between the threshold and the saturation voltage was applied, the state was completely optically equivalent.
Next, one region out of the four display regions was selected, and the stage of the polarizing microscope was rotated while applying the above-mentioned intermediate voltage to search for the darkest position and fix the angle. In such a state, the other three different regions were observed while moving the XY stage in the X and Y directions. It was observed that the region 180 degrees different from the initially set region had almost the same darkness, and the region 90 degrees different from that had a gray state. As a result, it can be confirmed that the arrangement direction of the liquid crystal molecules is different between the region fixed at least initially and the region different by 90 degrees or 270 degrees, and it can be confirmed that the orientation division is properly performed. It was. These technologies can be adopted not only for moving image display devices such as TVs having high-speed response, but also for field sequential systems that do not require color filters. Further, in recent years, it is expected to be applied to ultra-large high-definition 4K × 2K-TV and 4K × 8K-TV, which are rapidly attracting attention.

1…偏光板、2…第一の透明絶縁基板、3…電極層、4…配向膜、4a…配向方向、5液晶層、5a…電圧無印加時の液晶分子、5b…電圧印加時の液晶分子、6…カラーフィルター、7…第二の透明絶縁基板、8…偏光板、9…連続又は不連続なポリマーネットワーク、10…液晶表示素子、11…ゲート電極、12…ゲート絶縁層、13…半導体層、14…保護層、15…オーミック接触層、16…ドレイン電極、17…ソース電極、18…絶縁保護層、21…画素電極、22…共通電極、23…ストレイジキャパシタ、24…ゲート配線、25…データ配線、26…ドレイン電極、27…ソース電極、28…ゲート電極、29…共通ライン、100…偏光板、110…ゲート電極、120…ゲート絶縁層、130…半導体層、140…保護層、160…ドレイン電極、190b…有機絶縁膜、200…第一の基板、210…画素電極、220…ストレイジキャパシタ、230…ドレイン電極、240…データ配線、250…ゲート配線、260…ソース電極、270…ゲート電極、300…薄膜トランジスタ層、400…配向膜、500…液晶層、510…液晶表示装置、512…画素電極、512a…画素幹部電極、512b…画素枝部電極、512c…画素スリット、516…走査配線、517…信号配線、600…共通電極、700…カラーフィルター、800…第二の基板、900…偏光板、1000…液晶表示素子、1400…透明電極(層)、PX…画素、PE…画素電極、PA…主画素電極、PB…副画素電極、CE…共通電極、CA…主共通電極、CAL…左側主共通電極、CAR…右側主共通電極、CB…副共通電極、CBU…上側副共通電極、CBB…下側副共通電極 1 ... Plate plate, 2 ... First transparent insulating substrate, 3 ... Electrode layer, 4 ... Alignment film, 4a ... Orientation direction, 5 liquid crystal layer, 5a ... Liquid crystal molecules when no voltage is applied, 5b ... Liquid crystal when voltage is applied Molecular, 6 ... color filter, 7 ... second transparent insulating substrate, 8 ... polarizing plate, 9 ... continuous or discontinuous polymer network, 10 ... liquid crystal display element, 11 ... gate electrode, 12 ... gate insulating layer, 13 ... Semiconductor layer, 14 ... protective layer, 15 ... ohmic contact layer, 16 ... drain electrode, 17 ... source electrode, 18 ... insulating protective layer, 21 ... pixel electrode, 22 ... common electrode, 23 ... storage capacitor, 24 ... gate wiring, 25 ... data wiring, 26 ... drain electrode, 27 ... source electrode, 28 ... gate electrode, 29 ... common line, 100 ... polarizing plate, 110 ... gate electrode, 120 ... gate insulating layer, 130 ... semiconductor layer, 140 ... protective layer , 160 ... drain electrode, 190b ... organic insulating film, 200 ... first substrate, 210 ... pixel electrode, 220 ... storage capacitor, 230 ... drain electrode, 240 ... data wiring, 250 ... gate wiring, 260 ... source electrode, 270 ... Gate electrode, 300 ... Thin film layer, 400 ... Alignment film, 500 ... Liquid crystal layer, 510 ... Liquid crystal display device, 512 ... Pixel electrode, 512a ... Pixel stem electrode, 512b ... Pixel branch electrode, 512c ... Pixel slit, 516 ... Scanning wiring, 517 ... Signal wiring, 600 ... Common electrode, 700 ... Color filter, 800 ... Second substrate, 900 ... Plate plate, 1000 ... Liquid crystal display element, 1400 ... Transparent electrode (layer), PX ... Pixel, PE ... Pixel electrode, PA ... Main pixel electrode, PB ... Sub-pixel electrode, CE ... Common electrode, CA ... Main common electrode, CAL ... Left main common electrode, CAR ... Right main common electrode, CB ... Sub-common electrode, CBU ... Upper sub Common electrode, CBB ... Lower sub common electrode

Claims (12)

少なくとも一方に電極を有する2枚の透明基板間に挟持したネマチック液晶組成物中に重合体又は共重合体を含有し、重合体又は共重合体の含有量が液晶組成物及び重合体又は共重合体の合計の質量の1質量%以上40質量%未満であり、該重合体又は共重合体が下記一般式(I)で表される重合性化合物の1種又は2種以上を重合させて得た重合体又は共重合体を含有するものであり、かつ、セル構造がVAモード、IPSモード、FFSモード、VA−TNモード、TNモード、ECBモードである液晶表示素子。
Figure 0006798097
(式中、W及びWはそれぞれ独立的に単結合、−O−、−COO−又は−OCO−を表し、Y及びYはそれぞれ独立的に−COO−又は−OCO−を表し、p及びqはそれぞれ独立的に2〜13の整数を表すが、式中に存在する1,4−フェニレン基は炭素原子数1〜7のアルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基、シアノ基又はハロゲン原子で一つ以上置換されていても良い。)
A polymer or a copolymer is contained in a nematic liquid crystal composition sandwiched between two transparent substrates having electrodes on at least one of them, and the content of the polymer or the copolymer is the liquid crystal composition and the polymer or the copolymer. Obtained by polymerizing one or more of the polymerizable compounds represented by the following general formula (I) in which the polymer or copolymer is 1% by mass or more and less than 40% by mass of the total mass of the coalescence. A liquid crystal display element containing a polymer or copolymer and having a cell structure of VA mode, IPS mode, FFS mode, VA-TN mode, TN mode, and ECB mode.
Figure 0006798097
(In the equation, W 1 and W 2 independently represent single bonds, -O-, -COO- or -OCO-, and Y 1 and Y 2 independently represent -COO- or -OCO-, respectively. , P and q each independently represent an integer of 2 to 13, but the 1,4-phenylene group present in the formula is an alkyl group, an alkoxy group, an alkanoyl group, a cyano group or a halogen having 1 to 7 carbon atoms. It may be substituted with one or more atoms.)
液晶組成物中に重合体又は共重合体としてポリマーネットワークを有し、透明基板上に液晶組成物を配向させるための配向層を有する請求項1記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to claim 1, which has a polymer network as a polymer or a copolymer in the liquid crystal composition, and has an alignment layer for orienting the liquid crystal composition on a transparent substrate. ポリマーネットワークが一軸性の屈折率異方性を有し、ポリマーネットワークの光軸方向又は配向容易軸方向と低分子液晶の配向容易軸方向が同一方向である請求項2に記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to claim 2, wherein the polymer network has uniaxial refractive index anisotropy, and the optical axis direction or orientation easy axis direction of the polymer network and the orientation easy axis direction of the low molecular weight liquid crystal are the same direction. 透明基板に対して低分子液晶の液晶分子が0〜90°のプレチルト角を成すように形成された請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 3, wherein liquid crystal molecules of a low-molecular-weight liquid crystal form a pretilt angle of 0 to 90 ° with respect to a transparent substrate. セル断面方向に対して少なくともセル厚の0.5%以上の厚さのポリマーネットワーク層が形成されている請求項2〜4のいずれか1項に記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to any one of claims 2 to 4, wherein a polymer network layer having a thickness of at least 0.5% or more of the cell thickness is formed in the cell cross-sectional direction. 前記重合体又は共重合体が、少なくとも一方に電極を有する2枚の透明基板間に挟持した液晶組成物中の重合性化合物を、液晶層の温度範囲を−50℃から30℃としながらエネルギー線を照射することにより重合することで得られた重合体又は共重合体である請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶表示素子。 The polymer or copolymer sandwiches a polymerizable compound in a liquid crystal composition sandwiched between two transparent substrates having an electrode on at least one of them, and energy rays while setting the temperature range of the liquid crystal layer to -50 ° C to 30 ° C. The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 5, which is a polymer or copolymer obtained by polymerizing by irradiating with. 前記重合体又は共重合体が、少なくとも一方に電極を有する2枚の透明基板間に挟持した液晶組成物中の重合性化合物を、エネルギー線照射前の基板法線方向に対するプレチルト角が0.1〜30度になるような電圧を印加しながらエネルギー線を照射することにより重合することで得られた重合体又は共重合体である請求項1〜6のいずれか1項に記載の液晶表示素子。 The polymer or copolymer sandwiches a polymerizable compound in a liquid crystal composition sandwiched between two transparent substrates having electrodes on at least one of them, and has a pretilt angle of 0.1 with respect to the normal direction of the substrate before irradiation with energy rays. The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 6, which is a polymer or a copolymer obtained by polymerizing by irradiating an energy ray while applying a voltage of about 30 degrees. .. 前記重合体又は共重合体が、下記一般式(V)及び一般式(VI)で表される化合物から選ばれる1種又は2種以上の重合性化合物を重合させて得た重合体又は共重合体を含有する請求項1〜7のいずれか1項に記載の液晶表示素子。
Figure 0006798097
(式中、X及びXはそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Sp及びSpはそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数1〜12のアルキレン基又は−O−(CH−(式中、sは1〜11の整数を表し、酸素原子はUに結合するものとする。)を表し、Uは炭素原子数2〜20の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数5〜30の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数5〜20のアルキル基(基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。)又は環状置換基により置換されていてもよく、kは1〜5の整数を表す。式中の全ての1,4−フェニレン基は、任意の水素原子が−CH、−OCH、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。但し、一般式(I)で表される重合性化合物を除く。)
Figure 0006798097
(式中、Xは、水素原子又はメチル基を表し、Spは、単結合、炭素原子数1〜12のアルキレン基又は−O−(CH−(式中、tは2〜11の整数を表し、酸素原子はVに結合するものとする。)を表し、Vは炭素原子数2〜20の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数5〜30の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数5〜20のアルキル基(基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。)又は環状置換基により置換されていてもよく、Wは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数1〜15のアルキルを表す。式中の全ての1,4−フェニレン基は、任意の水素原子が−CH、−OCH、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。但し、一般式(X1b)で表される重合性化合物を除く。)
The polymer or copolymer is a polymer or copolymer obtained by polymerizing one or more polymerizable compounds selected from the compounds represented by the following general formulas (V) and general formulas (VI). The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 7, which contains a coalescence.
Figure 0006798097
(In the formula, X 1 and X 2 independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and Sp 1 and Sp 2 independently represent a single bond, an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms or −O−. (CH 2 ) represents s − (in the formula, s represents an integer of 1 to 11 and an oxygen atom is bonded to U), where U is a linear or branched multivalent group having 2 to 20 carbon atoms. It represents an alkylene group or a polyvalent cyclic substituent having 5 to 30 carbon atoms, but the alkylene group in the polyvalent alkylene group may be substituted with an oxygen atom within a range in which oxygen atoms are not adjacent to each other, and the number of carbon atoms is 5 to 5. It may be substituted with an alkyl group of 20 (the alkylene group in the group may be substituted with an oxygen atom to the extent that the oxygen atom is not adjacent) or a cyclic substituent, and k represents an integer of 1 to 5. In all 1,4-phenylene groups in the formula, any hydrogen atom may be substituted with -CH 3 , -OCH 3 , fluorine atom, or cyano group. However, it is represented by the general formula (I). Excludes polymerizable compounds that are used.)
Figure 0006798097
(In the formula, X 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, Sp 3 is a single bond, an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms or −O− (CH 2 ) t − (in the formula, t is 2 to 2). It represents an integer of 11, and the oxygen atom is bound to V.), where V is a linear or branched polyvalent alkylene group having 2 to 20 carbon atoms or a polyvalent cyclic substitution having 5 to 30 carbon atoms. Although it represents a group, the alkylene group in the polyvalent alkylene group may be substituted with an oxygen atom within a range in which oxygen atoms are not adjacent to each other, and an alkyl group having 5 to 20 carbon atoms (the alkylene group in the group has an oxygen atom). It may be substituted with an oxygen atom in a non-adjacent range) or with a cyclic substituent, and W represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl having 1 to 15 carbon atoms. All in the formula. In the 1,4-phenylene group of, any hydrogen atom may be substituted with -CH 3 , -OCH 3 , a fluorine atom, or a cyano group. However, a polymerizable compound represented by the general formula (X1b). except for.)
前記液晶組成物が、下記一般式(LC)で表される液晶化合物を含有する請求項1〜のいずれか1項に記載の液晶表示素子。
Figure 0006798097
(一般式(LC)中、RLCは、炭素原子数1〜15のアルキル基を表す。該アルキル基中の1つ又は2つ以上のCH基は、酸素原子が直接隣接しないように、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−、−COO−又は−C≡C−で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよい。ALC1及びALC2は、それぞれ独立して、下記の基(a)、基(b)及び基(c)からなる群より選ばれる基を表す。
(a)トランス−1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個のCH基又は隣接していない2個以上のCH基は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。)、
(b)1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個のCH基又は隣接していない2個以上のCH基は窒素原子で置換されていてもよい。)、
(c)1,4−ビシクロ(2.2.2)オクチレン基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、又はクロマン−2,6−ジイル基。
前記の基(a)、基(b)又は基(c)に含まれる1つ又は2つ以上の水素原子はそれぞれ、フッ素原子、塩素原子、−CF又は−OCFで置換されていてもよい。
LCは単結合、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CHCH−、−(CH−、−OCH−、−CHO−、−OCF−、−CFO−、−COO−又は−OCO−を表す。
LCは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数1〜15のアルキル基を表す。該アルキル基中の1つ又は2つ以上のCH基は、酸素原子が直接隣接しないように、−O−、−CH=CH−、−CO−、−OCO−、−COO−、−C≡C−、−CFO−、−OCF−で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。
aは1〜4の整数を表す。aが2、3又は4を表し、一般式(LC)中にALC1が複数存在する場合、複数存在するALC1は、同一であっても異なっていてもよく、ZLCが複数存在する場合、複数存在するZLCは、同一であっても異なっていてもよい。)
The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 8 , wherein the liquid crystal composition contains a liquid crystal compound represented by the following general formula (LC).
Figure 0006798097
(In the general formula (LC), R LC is one or two or more CH 2 groups in. The alkyl group represents an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, as the oxygen atoms are not directly adjacent, It may be substituted with −O−, −CH = CH−, −CO−, −OCO−, −COO− or −C≡C−, and one or more hydrogen atoms in the alkyl group are optionally It may be substituted with a halogen atom. A LC1 and A LC2 each independently represent a group selected from the group consisting of the following groups (a), groups (b) and groups (c).
(A) Trans-1,4-cyclohexylene group (one CH 2 group existing in this group or two or more CH two groups not adjacent to each other may be substituted with an oxygen atom or a sulfur atom. .),
(B) 1,4-phenylene group (one CH group existing in this group or two or more CH groups not adjacent to each other may be substituted with a nitrogen atom),
(C) 1,4-bicyclo (2.2.2) octylene group, naphthalene-2,6-diyl group, decahydronaphthalene-2,6-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2 , 6-Diyl group, or Chroman-2,6-Diyl group.
Even if one or more hydrogen atoms contained in the group (a), group (b) or group (c) are substituted with a fluorine atom, a chlorine atom, -CF 3 or -OCF 3 , respectively. Good.
Z LC is a single bond, -CH = CH -, - CF = CF -, - C≡C -, - CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - OCH 2 -, - CH 2 O-, Represents −OCF 2- , −CF 2 O−, −COO− or −OCO−.
Y LC represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, and an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms. One or more CH 2 groups in the alkyl group are -O-, -CH = CH-, -CO-, -OCO-, -COO-, -C so that oxygen atoms are not directly adjacent to each other. ≡C -, - CF 2 O - , - OCF 2 - may be substituted with, one or more hydrogen atoms in the alkyl group may be optionally substituted by a halogen atom.
a represents an integer of 1 to 4. When a represents 2, 3 or 4, and there are a plurality of A LC1s in the general formula (LC), the plurality of A LC1s may be the same or different, and when a plurality of Z LCs are present. , A plurality of Z LCs may be the same or different. )
1質量%以上10質量%未満の重合性化合物を含有する重合性液晶組成物を用い屈折率異方性又は配向容易軸方向を有するポリマーネットワークを形成した請求項6〜9のいずれか1項に記載の液晶表示素子。 The present invention according to any one of claims 6 to 9, wherein a polymer network having refractive index anisotropy or easy axial direction was formed by using a polymerizable liquid crystal composition containing 1% by mass or more and less than 10% by mass of a polymerizable compound. The liquid crystal display element described. 10質量%以上40質量%未満の重合性化合物を含有する重合性液晶組成物を用い屈折率異方性又は配向容易軸方向を有するポリマーネットワークを形成した請求項6〜9のいずれか1項に記載の液晶表示素子。 The present invention according to any one of claims 6 to 9, wherein a polymer network having refractive index anisotropy or easy axial direction was formed by using a polymerizable liquid crystal composition containing a polymerizable compound of 10% by mass or more and less than 40% by mass. The liquid crystal display element described. 請求項1〜11のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。 The polymerizable liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 11.
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