JPWO2014148197A1

JPWO2014148197A1 - 重合性化合物含有液晶組成物及びこれを使用した液晶表示素子

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Publication number: JPWO2014148197A1
Application number: JP2015506665A
Authority: JP
Inventors: 須藤　豪; 豪須藤; 川上　正太郎; 正太郎川上; 恵美鵜沢; 偉呉
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Current assignee: DIC Corp
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2017-02-16
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Abstract

本発明が解決しようとする課題は、粘度（η）が十分に小さく、回転粘性（γ１）が十分に小さく、重合性化合物の反応速度が十分に速く、ＵＶ照射後の重合性化合物の残留がないか、十分に抑制された重合性化合物含有液晶組成物を提供し、更にこれを用いた応答速度が十分に速く、３Ｄ表示も可能で、均一かつ安定な配向制御がより少ないエネルギーコストで得られるＰＳＡ型等の液晶表示素子を提供することにある。第一成分として、一般式（Ｍ）で表される重合性化合物を１種又は２種以上含有し、第二成分として、ナフタレン骨格を有する一般式（Ｎａ）、一般式（Ｎｂ）又は一般式（Ｎｃ）で表される化合物を１種又は２種以上含有することを特徴とする重合性化合物含有液晶組成物、これを用いた液晶表示素子及び一般式（Ｎａ）、一般式（Ｎｂ）又は一般式（Ｎｃ）で表される化合物を提供する。

Description

本発明は重合性化合物含有液晶組成物及びこれを使用した液晶表示素子に関する。

ＰＳＡ（ＰｏｌｙｍｅｒＳｕｓｔａｉｎｅｄＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶表示素子は、液晶分子のプレチルト角を制御するためにセル内にポリマー構造物を形成したものであり、高速応答や高コントラスト等の特徴から次世代の液晶表示素子として実用化されている。

ＰＳＡ型液晶表示素子は、液晶化合物及び重合性化合物からなる重合性化合物含有液晶組成物を用いた液晶表示素子であり、電圧印加により液晶分子を配向させた状態で重合性化合物を重合させ、液晶分子の配向を固定することにより製造される。ＰＳＡ型液晶表示素子の重合性化合物を重合させる工程において、重合性化合物の重合反応速度は生産性にとって非常に重要である。ＰＳＡ型液晶表示素子の応答速度やコントラスト等に影響を与えるプレチルト角の調整や、表示ムラ及び焼き付きといった信頼性に影響を及ぼす重合性化合物の残留量の調整も非常に重要である。重合性化合物の重合反応速度はＵＶ照射ランプの波長や照射強度に依存するため、ＵＶ照射ランプの仕様に適合させた重合性化合物を含有する重合性化合物含有液晶組成物の開発が求められているが、十分な対応は困難であった。

液晶組成物からのアプローチとして、ターフェニル環を有する液晶化合物を含有することで重合反応速度を短縮する技術が紹介されているが（特許文献１）、ターフェニル環を有する液晶化合物を用いると、ＶＨＲの低下による表示ムラや焼き付きといった信頼性に影響を及ぼすことがあった。

以上のように、ＵＶ照射ランプの仕様に適合させた重合反応速度の調整、また、液晶表示素子の高速応答や高コントラスト、表示ムラや焼き付き等を充足した重合性化合物含有液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子が求められていた。

ＵＳ８０９２８７１

本発明が解決しようとする課題は、粘度（η）が十分に小さく、回転粘性（γ１）が十分に小さく、重合性化合物の反応速度が十分に速く、ＵＶ照射後の重合性化合物の残留がないか、十分に抑制された重合性化合物含有液晶組成物を提供し、更にこれを用いた応答速度が十分に速く、３Ｄ表示も可能で、均一かつ安定な配向制御がより少ないエネルギーコストで得られるＰＳＡ型等の液晶表示素子を提供することにある。

本発明者は、種々の重合性化合物及び液晶化合物を検討した結果、特定の構造を有する重合性化合物及び液晶化合物で構成される重合性化合物含有液晶組成物が前述の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、第一成分として、一般式（Ｍ）

で表される重合性化合物を１種又は２種以上含有し、第二成分として、ナフタレン骨格を有する一般式（Ｎａ）、一般式（Ｎｂ）又は一般式（Ｎｃ）

で表される化合物を１種又は２種以上含有することを特徴とする重合性化合物含有液晶組成物、これを用いた液晶表示素子及び一般式（Ｎａ）、一般式（Ｎｂ）又は一般式（Ｎｃ）で表される化合物を提供する。

本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、粘度（η）が十分に低いため、これを用いた液晶表示素子は応答速度が十分に速く、３Ｄ表示も可能であり、なおかつ、重合性化合物の残留がないか、十分に抑制されるため、表示ムラや焼き付きが発生しないか、極めて抑制される。また、重合性化合物の重合反応速度が十分に速いため、製造のためのエネルギーコストを削減し、生産効率を向上でき、均一かつ安定な配向制御が得られるため、非常に有用である。

本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、第一成分として、一般式（Ｍ）

で表される重合性化合物を一種又は二種以上含有する。

一般式（Ｍ）において、Ｘ^２０１及びＸ^２０２は、それぞれ独立的に、水素原子、メチル基又は−ＣＦ_３基を表す。Ｘ^２０１及びＸ^２０２は、いずれも水素原子であるジアクリレート誘導体、いずれもメチル基であるジメタクリレート誘導体が好ましく、一方が水素原子でありもう一方がメチル基である化合物も好ましい。用途により好ましい化合物を用いることができるが、ＰＳＡ表示素子においては、一般式（Ｍ）で表される重合性化合物はメタクリレート誘導体を少なくとも１個有することが好ましく、２個有することも好ましい。

Ｓｐ^２０１及びＳｐ^２０２は、それぞれ独立的に、単結合、炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｓ−（式中、ｓは２から７の整数を表し、酸素原子は環に結合するものとする。）を表す。Ｓｐ^２０１及びＳｐ^２０２は、ＰＳＡモードの液晶表示素子においては少なくとも一方が単結合であることが好ましく、いずれも単結合である化合物又は一方が単結合でもう一方が炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｓ−であることが好ましく、この場合、炭素原子数１〜４のアルキレン基が好ましく、ｓは１〜４が好ましい。

環Ｍ^２０１、環Ｍ^２０２及び環Ｍ^２０３は、それぞれ独立的に、トランス−１，４−シクロヘキシレン基（基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ_２−は−Ｏ−又は−Ｓ−によって置換されていても良い。）、１，４−フェニレン基（基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝によって置換されていても良い。）、１，４−シクロヘキセニレン基、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン基、ピペリジン−１，４−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又は１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基を表し、基中の水素原子は、それぞれ独立的に、フッ素原子、−ＣＦ_３基、炭素原子数１から１０のアルキル基、炭素原子数１から１０のアルコキシル基又は式（Ｒ−１）から式（Ｒ−１５）のいずれかによって置換されていても良い。

Ｚ^２０１及びＺ^２０２は、それぞれ独立的に、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＯＣＯ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ_２−、−ＯＣＯ−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２−ＯＣＯ−、−ＣＹ^１＝ＣＹ^２−（式中、Ｙ^１及びＹ^２は、それぞれ独立的に、フッ素原子又は水素原子を表す。）、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表すが、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＯＣＯ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合が好ましく、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＯＣＯ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＯＣＯ−又は単結合が更に好ましい。

ｎ^２０１は、０、１又は２を表すが、０又は１が好ましい。但し、環Ｍ^２０２及びＺ^２０２がそれぞれ複数存在する場合、それぞれ異なっていても良く、同じでも良い。

本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式（Ｍ）で表される重合性化合物を少なくとも１種含有するが、１種〜５種含有することが好ましく、１種〜３種含有することが更に好ましい。一般式（Ｍ）で表される重合性化合物の含有量が少ない場合、液晶組成物に対する配向規制力が弱くなる。逆に、一般式（Ｍ）で表される重合性化合物の含有量が多すぎる場合、重合時の必要エネルギーが上昇し、重合せず残存してしまう重合性化合物の量が増加し、表示不良の原因となるため、その含有量は０．０１〜２．００質量％であることが好ましく、０．０５〜１．００質量％であることが更に好ましく、０．１０〜０．５０質量％であることが特に好ましい。

更に具体的には、一般式（Ｍ）においてｎ^２０１が０の場合、Ｓｐ^２０１及びＳｐ^２０２の間の環構造は、式（ＸＸａ−１）から式（ＸＸａ−５）であることが好ましく、式（ＸＸａ−１）から式（ＸＸａ−３）であることが更に好ましく、式（ＸＸａ−１）又は式（ＸＸａ−２）であることが特に好ましい。但し、式の両端はＳｐ^２０１又はＳｐ^２０２に結合するものとする。

これらの骨格を含む一般式（Ｍ）で表される重合性化合物は重合後の配向規制力がＰＳＡモードの液晶表示素子に最適であり、良好な配向状態が得られることから、表示ムラが抑制されるか、又は、全く発生しない効果がある。

以上のことから、重合性モノマーとして、式（ＸＸ−１）から一般式（ＸＸ−１０）で表される化合物が好ましく、式（ＸＸ−１）から式（ＸＸ−４）が更に好ましい。

式中、Ｓｐ^ｘｘは炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｓ−（式中、ｓは２から７の整数を表し、酸素原子は環に結合するものとする。）を表す。

式中のフェニル基中の水素原子は、更に、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＦ_３、−ＣＨ_３、式（Ｒ−１）から式（Ｒ−１５）のいずれかによって置換されていても良い。

一般式（Ｍ）においてｎ^２０１が１の場合、例えば、式（Ｍ３１）から式（Ｍ４８）のような重合性化合物が好ましい。

式中のフェニル基及びナフタレン基中の水素原子は、更に、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＦ_３、−ＣＨ_３、式（Ｒ−１）から式（Ｒ−１５）のいずれかによって置換されていても良い。

一般式（Ｍ）においてｎ^２０１が１、なおかつ、式（Ｒ−１）又は式（Ｒ−２）を複数個有する場合、例えば、式（Ｍ３０１）から式（Ｍ３１６）のような重合性化合物が好ましい。

式中のフェニル基及びナフタレン基中の水素原子は、更に、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＦ_３、−ＣＨ_３によって置換されていても良い。

本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、第二成分として、ナフタレン骨格を有する一般式（Ｎａ）、一般式（Ｎｂ）又は一般式（Ｎｃ）

で表される液晶化合物群から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有する。

一般式（Ｎａ）、一般式（Ｎｂ）又は一般式（Ｎｃ）において、Ｒ^２１又はＲ^２２は、炭素原子数１から１０のアルキル基、炭素原子数１から１０のアルコキシル基、炭素原子数２から１０のアルケニル基又は炭素原子数２から１０のアルケニルオキシ基を表し、これらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子によって置換されていても良いが、Ｒ^２１は直鎖状の炭素数１から５のアルキル基又は炭素数２から５のアルケニル基であることが更に好ましく、炭素数１から５のアルキル基であることが特に好ましく、Ｒ^２２は直鎖状の炭素数１から５のアルキル基、炭素数１から５のアルコキシル基又は炭素数２から５のアルケニル基であることが更に好ましく、炭素数１から５のアルコキル基であることが特に好ましい。

Ｙ^２１からＹ^２３は、それぞれ独立的に、水素原子、メチル基、−ＣＦ_３基、フッ素原子又は塩素原子を表すが、水素原子又はフッ素原子であることが更に好ましい。

環Ａ及び環Ｂは、それぞれ独立的に、トランス−１，４−シクロヘキシレン基（基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ_２−は−Ｏ−又は−Ｓ−によって置換されていても良い。）、１，４−フェニレン基（基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝によって置換されていても良い。）、２−フルオロ−１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキセニレン基、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン基、ピペリジン−１，４−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又は１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基を表すが、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、２−フルオロ−１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基又は２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン基であることが更に好ましく、トランス−１，４−シクロへキシレン基又は１，４−フェニレン基であることが特に好ましい。

Ｚ^２１及びＺ^２２は、それぞれ独立的に、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表す。

ｍは０、１又は２を表すが、０又は１であることが好ましい。但し、環Ａ及びＺ^２１がそれぞれ複数存在する場合、それぞれ異なっていても良く、同じでも良い。

ｎは０、１又は２を表すが、０又は１であることが好ましい。但し、環Ｂ及びＺ^２２がそれぞれ複数存在する場合、それぞれ異なっていても良く、同じでも良い。

ｍ＋ｎが１以上であることが好ましいが、１又は２であることが更に好ましく、２であることが特に好ましい。

一般式（Ｎａ）、一般式（Ｎｂ）又は一般式（Ｎｃ）で表される化合物群から選ばれる化合物を１種又は２種以上を含有するが、１種から５種含有することが好ましく、１種から３種含有することが更に好ましく、１種含有することが特に好ましい。また、その含有量は０．５質量％から５０質量％であるが、０．５質量％から１０質量％であることが好ましく、０．５質量％から５質量％の範囲であることが更に好ましく、０．５質量％から４質量％であることが特に好ましく、０．５質量％から３質量％であっても良く、０．５質量％から２質量％であっても良い。

更に詳述すると、一般式（Ｎａ）、一般式（Ｎｂ）又は一般式（Ｎｃ）で表される化合物群から選ばれる化合物は、一般式（Ｎ−００１）から一般式（Ｎ−１０９）で表される化合物であることが好ましい。

式中、Ｒ^２３及びＲ^３１はそれぞれ独立的にＲ^２１と同じ意味を表し、Ｒ^２４及びＲ^３２はそれぞれ独立的にＲ^２２と同じ意味を表し、Ｚ^２３は単結合、−ＣＨ_２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ_２−、−ＣＦ_２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−又は−ＣＦ_２ＣＦ_２−を表し、環Ｃはトランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、２−フルオロ−１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキセニレン基、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン基、ピペリジン−１，４−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又は１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基を表す。なお、式中のフェニル基及びナフタレン基中の水素原子は、更に、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＦ_３、−ＣＨ_３のいずれかによって置換されていても良い。
一般式（Ｎ−００１）から一般式（Ｎ−０１９）で表される化合物の中では、一般式（Ｎ−００１）から一般式（Ｎ−００９）で表される化合物であることが好ましく、一般式（Ｎ−００１）から一般式（Ｎ−００３）で表される化合物であることが更に好ましく、一般式（Ｎ−００１）で表される化合物が特に好ましい。

本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、更に、一般式（ＩＩ）で表される化合物を１種又は２種以上含有するが、１種から１０種含有することが好ましく、１種から５種含有することが更に好ましく、その含有量は１０質量％から９０質量％であることが、１０質量％から７０質量％であることが更に好ましく、２０質量％から５０質量％であることが特に好ましい。

式中、Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ独立的に、炭素原子数１から１０のアルキル基、炭素原子数１から１０のアルコキシル基、炭素原子数２から１０のアルケニル基又は炭素原子数２から１０のアルケニルオキシ基を表し、Ｒ^１及びＲ^２中に存在する１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ_２−はそれぞれ独立的に−Ｏ−又は−Ｓ−によって置換されていても良く、また、Ｒ^１及びＲ^２中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子又は塩素原子によって置換されていても良いが、直鎖状の炭素原子数１から５のアルキル基、炭素原子数１から５のアルコキシル基、炭素原子数２から５のアルケニル基又は炭素原子数２から５のアルケニルオキシ基であることが更に好ましく、Ｒ^１は炭素原子数１から５のアルキル基又は炭素原子数２から５のアルケニル基、Ｒ^２は炭素原子数１から５のアルコキシル基であることが特に好ましい。

環Ａ及び環Ｂは、先述と同じ意味を表す。

ｐは、０、１又は２を表すが、０又は１であることが更に好ましい。

Ｚは、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−又は単結合を表すが、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−又は単結合であることが更に好ましく、−ＣＨ_２Ｏ−又は単結合であることが特に好ましい。

一般式（ＩＩ）で表される化合物は、一般式（ＩＩ−Ａ１）から一般式（ＩＩ−Ａ５）及び一般式（ＩＩ−Ｂ１）から一般式（ＩＩ−Ｂ５）であることが好ましく、一般式（ＩＩ−Ａ１）から一般式（ＩＩ−Ａ５）の化合物であることが更に好ましく、一般式（ＩＩ−Ａ１）又は一般式（ＩＩ−Ａ３）の化合物であることが特に好ましい。

式中、Ｒ^３及びＲ^４は、それぞれ独立的に、炭素原子数１から５のアルキル基又は炭素原子数２から５のアルケニル基を表し、Ｒ^３及びＲ^４中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子で置換されていても良い。

本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、誘電率異方性（Δε）がほぼ０の化合物として、一般式（ＩＩＩ−Ａ）から一般式（ＩＩＩ−Ｊ）で表される化合物群から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有するが、１種から１０種が好ましく、１種から５種が更に好ましく、その含有量は１０から９０質量％であるが、２０質量％から７０質量％であることが更に好ましく、３０質量％から６０質量％であることが特に好ましい。

式中、Ｒ^５は、炭素原子数１から５のアルキル基又は炭素原子数２から５のアルケニル基、Ｒ^６は、炭素原子数１から５のアルキル基、炭素原子数１から５のアルコキシル基、炭素原子数２から５のアルケニル基又は炭素原子数２から５のアルケニルオキシ基を表す。

誘電率異方性（Δε）がほぼ０の化合物として、一般式（ＩＩＩ−Ａ）、（ＩＩＩ−Ｄ）、（ＩＩＩ−Ｆ）、（ＩＩＩ−Ｇ）及び（ＩＩＩ−Ｈ）から選ばれる化合物であることが更に好ましく、一般式（ＩＩＩ−Ａ）であることが特に好ましい。また、一般式（ＩＩＩ−Ａ）で表される化合物においては、Ｒ^５は炭素原子数２から５のアルケニル基、Ｒ^６は炭素原子数１から５のアルキル基又は炭素原子数２から５のアルケニル基であることが好ましい。
本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式（Ｍ）及び一般式（Ｎａ）の化合物を同時に含有することが好ましく、式（ＸＸ−１）及び一般式（Ｎａ）の化合物を同時に含有することが好ましく、式（ＸＸ−２）及び一般式（Ｎａ）の化合物を同時に含有することが好ましく、式（ＸＸ−３）及び一般式（Ｎａ）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（ＸＸ−４）及び一般式（Ｎａ）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｍ）及び一般式（Ｎｂ）の化合物を同時に含有することが好ましく、式（ＸＸ−１）及び一般式（Ｎｂ）の化合物を同時に含有することが好ましく、式（ＸＸ−２）及び一般式（Ｎｂ）の化合物を同時に含有することが好ましく、式（ＸＸ−３）及び一般式（Ｎｂ）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（ＸＸ−４）及び一般式（Ｎｂ）の化合物を同時に含有することが好ましい。

本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎａ）及び一般式（ＩＩ−Ａ１）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎａ）及び一般式（ＩＩ−Ａ３）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎａ）及び一般式（ＩＩ−Ｂ１）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎａ）及び一般式（ＩＩ−Ｂ２）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎａ）及び一般式（ＩＩ−Ｂ３）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎａ）及び一般式（ＩＩ−Ｂ４）の化合物を同時に含有することが好ましい。

本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎａ）、一般式（ＩＩ−Ａ１）及び一般式（ＩＩＩ−Ａ）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎａ）、一般式（ＩＩ−Ａ３）及び一般式（ＩＩＩ−Ａ）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎａ）、一般式（ＩＩ−Ｂ１）及び一般式（ＩＩＩ−Ａ）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎａ）、一般式（ＩＩ−Ｂ２）及び一般式（ＩＩＩ−Ａ）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎａ）、一般式（ＩＩ−Ｂ３）及び一般式（ＩＩＩ−Ａ）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎａ）、一般式（ＩＩ−Ｂ４）、及び一般式（ＩＩＩ−Ａ）の化合物を同時に含有することが好ましいが、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎａ）、一般式（ＩＩ−Ａ１）、一般式（ＩＩ−Ａ３）及び一般式（ＩＩＩ−Ａ）の化合物を同時に含有することが特に好ましい。

本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎｂ）及び一般式（ＩＩ−Ａ１）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎｂ）及び一般式（ＩＩ−Ａ３）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎｂ）及び一般式（ＩＩ−Ｂ１）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎｂ）及び一般式（ＩＩ−Ｂ２）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎｂ）及び一般式（ＩＩ−Ｂ３）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎｂ）及び一般式（ＩＩ−Ｂ４）の化合物を同時に含有することが好ましい。

本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎｂ）、一般式（ＩＩ−Ａ１）及び一般式（ＩＩＩ−Ａ）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎｂ）、一般式（ＩＩ−Ａ３）及び一般式（ＩＩＩ−Ａ）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎｂ）、一般式（ＩＩ−Ｂ１）及び一般式（ＩＩＩ−Ａ）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎｂ）、一般式（ＩＩ−Ｂ２）及び一般式（ＩＩＩ−Ａ）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎｂ）、一般式（ＩＩ−Ｂ３）及び一般式（ＩＩＩ−Ａ）の化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎｂ）、一般式（ＩＩ−Ｂ４）、及び一般式（ＩＩＩ−Ａ）の化合物を同時に含有することが好ましいが、一般式（Ｍ）、一般式（Ｎｂ）、一般式（ＩＩ−Ａ１）、一般式（ＩＩ−Ａ３）及び一般式（ＩＩＩ−Ａ）の化合物を同時に含有することが特に好ましい。

本発明の重合性化合物含有液晶組成物に含まれる液晶化合物において、焼き付きや表示ムラ等の表示不良を抑制するため、又は、全く発生させないためには、アルケニル基を有する化合物を含まないことが好ましく、全ての液晶化合物の側鎖がアルキル基又はアルコキシル基であることが好ましく、また、液晶化合物の中のシクロヘキサン環又はベンゼン環はフッ素原子で置換されていても良いが、塩素原子で置換されていることは好ましくない。

一般式（Ｍ）、一般式（Ｎａ）、一般式（ＩＩ）及び一般式（ＩＩＩ−Ａ）を含む液晶組成物を使用した液晶表示素子は、高速応答であり、焼き付きや表示ムラ等の表示不良が極めて抑制されるか、又は、全く発生しない。なお、一般式（Ｎａ）の代わりに一般式（Ｎｂ）で表される化合物を含有しても良く、また、一般式（Ｎａ）の代わりに一般式（Ｎｃ）で表される化合物を含有しても良いが、一般式（Ｎａ）が最も好ましい。

本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、２５℃における誘電率異方性（Δε）が−２．０から−８．０であるが、−２．０から−６．０が好ましく、−２．０から−５．０がより好ましく、−２．５から−４．０が特に好ましい。

本発明の液晶組成物は、２０℃における屈折率異方性（Δｎ）が０．０８から０．１４であるが、０．０９から０．１３がより好ましく、０．０９から０．１２が特に好ましい。更に詳述すると、薄いセルギャップに対応する場合は０．１０から０．１３であることが好ましく、厚いセルギャップに対応する場合は０．０８から０．１０であることが好ましい。

本発明の液晶組成物は、２０℃における粘度（η）が１０から３０ｍＰａ・ｓであるが、１０から２５ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、１０から２２ｍＰａ・ｓであることが特に好ましい。

本発明の液晶組成物は、２０℃における回転粘性（γ_１）が６０から１３０ｍＰａ・ｓであるが、６０から１１０ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、６０から１００ｍＰａ・ｓであることが特に好ましい。

本発明の液晶組成物は、ネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔ_ｎｉ）が６０℃から１２０℃であるが、７０℃から１００℃がより好ましく、７０℃から８５℃が特に好ましい。

本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、重合開始剤が存在しない場合でも重合は進行するが、重合を促進するために重合開始剤を含有しても良い。重合開始剤としては、ベンゾインエーテル類、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、ベンジルケタール類、アシルフォスフィンオキサイド類等が挙げられる。

本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、更に、一般式（Ｑ）で表される化合物を含有しても良い。

式中、Ｒ^Ｑは、炭素原子数１から２２の直鎖アルキル基又は分岐鎖アルキル基を表し、基中の１つ又は非隣接の２つ以上のＣＨ_２基は、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−によって置換されていても良い。

Ｍ^Ｑは、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基又は単結合を表す。

一般式（Ｑ）で表される化合物は、具体的には、下記の一般式（Ｑ−ａ）から一般式（Ｑ−ｄ）で表される化合物が好ましい。

式中、Ｒ^Ｑ１は、炭素原子数１から１０の直鎖アルキル基又は分岐鎖アルキル基が好ましい。

Ｒ^Ｑ２は、炭素原子数１から２０の直鎖アルキル基又は分岐鎖アルキル基が好ましい。

Ｒ^Ｑ３は、炭素原子数１から８の直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、直鎖アルコキシ基又は分岐鎖アルコキシ基が好ましい。

Ｌ^Ｑは炭素原子数１から８の直鎖アルキレン基又は分岐鎖アルキレン基が好ましい。

一般式（Ｑ−ａ）から一般式（Ｑ−ｄ）で表される化合物中、一般式（Ｑ−ｃ）及び一般式（Ｑ−ｄ）で表される化合物が更に好ましい。

本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式（Ｑ）で表される化合物を１種又は２種以上含有するが、１種から５種含有することが好ましく、１種から３種含有することが更に好ましく、１種含有することが特に好ましい。また、その含有量は０．００１質量％から１質量％であることが好ましく、０．００１質量％から０．１質量％が更に好ましく、０．００１質量％から０．０５質量％が特に好ましい。

また、保存安定性を向上させるために、安定剤を添加しても良い。使用できる安定剤としては、例えば、ヒドロキノン類、ヒドロキノンモノアルキルエーテル類、第三ブチルカテコール類、ピロガロール類、チオフェノール類、ニトロ化合物類、β−ナフチルアミン類、β−ナフトール類、ニトロソ化合物等が挙げられる。

本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、上述の化合物以外に、通常のネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶、酸化防止剤、紫外線吸収剤、重合性モノマーなどを含有しても良い。

本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、液晶表示素子に有用であり、特にアクティブマトリクス駆動用液晶表示素子に有用であり、ＰＳＡモード、ＰＳＶＡモード、ＶＡモード、ＩＰＳモード又はＥＣＢモード用液晶表示素子に用いることができる。

本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、これに含まれる重合性化合物が紫外線照射により重合することで液晶配向能が付与され、液晶組成物の複屈折を利用して光の透過光量を制御する液晶表示素子に使用される。液晶表示素子として、ＡＭ−ＬＣＤ（アクティブマトリックス液晶表示素子）、ＴＮ（ネマチック液晶表示素子）、ＳＴＮ−ＬＣＤ（超ねじれネマチック液晶表示素子）、ＯＣＢ−ＬＣＤ及びＩＰＳ−ＬＣＤ（インプレーンスイッチング液晶表示素子）に有用であるが、ＡＭ−ＬＣＤに特に有用であり、透過型あるいは反射型の液晶表示素子に用いることができる。

液晶表示素子に使用される液晶セルの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、一方はシリコン等の不透明な材料でも良い。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。

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、金属絶縁体金属比抵抗素子等の能動素子を設けた画素電極を設置してもよい。

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。

２枚の基板間に重合性化合物含有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。

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、紫外線又は電子線等の活性エネルギー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、重合性化合物含有液晶組成物を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、光照射時にマスクを用いて特定の部分のみを重合させた後、電場や磁場又は温度等の条件を変化させることにより、未重合部分の配向状態を変化させて、更に活性エネルギー線を照射して重合させるという手段を用いても良い。特に紫外線露光する際には、重合性化合物含有液晶組成物に交流電界を印加しながら紫外線露光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６０Ｈｚから１０ｋＨｚ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。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。

照射時の温度は、本発明の液晶組成物の液晶状態が保持される温度範囲内であることが好ましい。室温に近い温度、即ち、典型的には１５〜３５℃で重合させることが好ましい。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、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^２〜１００Ｗ／ｃｍ^２が好ましく、２ｍＷ／ｃｍ^２〜５０Ｗ／ｃｍ^２が更に好ましい。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^２から５００Ｊ／ｃｍ^２が好ましく、１００ｍＪ／ｃｍ^２から２００Ｊ／ｃｍ^２が更に好ましい。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秒が更に好ましい。

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。

実施例において化合物の記載について以下の略号を用いる。
（側鎖）
-n -C_nH_2n+1 炭素数ｎの直鎖状のアルキル基
n- C_nH_2n+1- 炭素数ｎの直鎖状のアルキル基
-On -OC_nH_2n+1 炭素数ｎの直鎖状のアルコキシル基 nO- C_nH_2n+1O- 炭素数ｎの直鎖状のアルコキシル基
-V -CH=CH₂
V- CH₂=CH-
-V1 -CH=CH-CH₃
1V- CH₃-CH=CH-
-2V -CH₂-CH₂-CH=CH₃
V2- CH₃=CH-CH₂-CH₂-
-2V1 -CH₂-CH₂-CH=CH-CH₃
1V2- CH₃-CH=CH-CH₂-CH₂
（連結基）
-CF2O- -CF₂-O-
-OCF2- -O-CF₂-
-1O- -CH₂-O-
-O1- -O-CH₂-
-COO- -COO-
（環構造）

実施例中、測定した特性は以下の通りである。

Ｔ_ｎｉ：ネマチック相−等方性液体相転移温度（℃）
Δｎ：２０℃における屈折率異方性
η ：２０℃における粘度（ｍＰａ・ｓ）
γ１：２０℃における回転粘性（ｍＰａ・ｓ）
Δε ：２５℃における誘電率異方性
重合性化合物の残存量＠１０［Ｊ］：ＵＶを１０Ｊ照射した後の重合性化合物の残存量［％］
重合性化合物の残存量＠２０［Ｊ］：ＵＶを２０Ｊ照射した後の重合性化合物の残存量［％］
重合性化合物の残存量＠５０［Ｊ］：ＵＶを５０Ｊ照射した後の重合性化合物の残存量［％］
重合性化合物の残存量＠６０［Ｊ］：ＵＶを６０Ｊ照射した後の重合性化合物の残存量［％］
プレチルト角：ＵＶを１０Ｊ照射した後のプレチルト角［°］
（比較例１、実施例１及び実施例２）
ＬＣ−Ａ（比較例１）、ＬＣ−１（実施例１）及びＬＣ−２（実施例２）の重合性化合物含有液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。重合性化合物含有液晶組成物の構成とその物性値の結果は表１のとおりであった。

ＬＣ−１及びＬＣ−２をそれぞれセルギャップ３．５μｍでホメオトロピック配向を誘起するポリイミド配向膜を塗布したＩＴＯ付きセルに真空注入法で注入し、周波数１ｋＨｚで１．８Ｖの矩形波を印加しながら、３２０ｎｍ以下の紫外線をカットするフィルターを介して高圧水銀灯により、セル表面の照射強度が１００ｍＷ／ｃｍ^２となるように調整してＵＶ照射し、重合性化合物含有液晶組成物中の重合性化合物を重合させた垂直配向性液晶表示素子を得た。この液晶表示素子（ＰＳＶＡモード）は高いコントラストを示し、十分に高速応答であることが確認された。

ＵＶを１０［Ｊ］照射したとき、ＬＣ−Ａは重合性化合物の残存量が６５［％］であったのに対して、ＬＣ−１は５０［％］、ＬＣ−２は３８［％］であった。

ＵＶを５０［Ｊ］照射したとき、ＬＣ−Ａの重合性化合物の残存量が２３［％］であったのに対して、ＬＣ−１は５［％］、ＬＣ−２は２［％］であった。

本発明の重合性化合物含有液晶組成物であるＬＣ−１及びＬＣ−２中の重合性化合物の残存量は、比較例１であるＬＣ−Ａと比較して、十分に少なく、より少ないＵＶ照射によって十分に重合が進むことが確認された。

また、本発明の重合性化合物含有液晶組成物であるＬＣ−１及びＬＣ−２、比較例１であるＬＣ−Ａは、いずれもプレチルト角が８５［°］であり、十分に配向制御が可能であることが確認された。なお、プレチルト角の測定温度は２５℃であり、ＡＵＴＲＯＮＩＣ−ＭＥＬＣＨＥＲＳ社のＴＢＡ１０５を用いた。
（比較例２、実施例３及び実施例４）
ＬＣ−Ｂ（比較例２）、ＬＣ−３（実施例３）、ＬＣ−４（実施例４）及びＬＣ−５（実施例５）の重合性化合物含有液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。重合性化合物含有液晶組成物の構成とその物性値の結果は表２のとおりであった。

表２に示した重合性化合物含有液晶組成物をそれぞれセルギャップ３．５μｍでホメオトロピック配向を誘起するポリイミド配向膜を塗布したＩＴＯ付きセルに真空注入法で注入し、周波数１ｋＨｚで１．８Ｖの矩形波を印加しながら、３２０ｎｍ以下の紫外線をカットするフィルターを介して高圧水銀灯により、セル表面の照射強度が１００ｍＷ／ｃｍ^２となるように調整してＵＶ照射し、重合性化合物含有液晶組成物中の重合性化合物を重合させた垂直配向性液晶表示素子を得た。この液晶表示素子（ＰＳＶＡモード）は高いコントラストを示し、十分に高速応答であることが確認された。

ＵＶを２０［Ｊ］照射したとき、ＬＣ−Ｂは重合性化合物の残存量が５５［％］であったのに対して、ＬＣ−３は４７［％］、ＬＣ−４は３８［％］、ＬＣ−５は３９［％］であった。

ＵＶを６０［Ｊ］照射したとき、ＬＣ−Ｂの重合性化合物の残存量が１８［％］であったのに対して、ＬＣ−３は９［％］、ＬＣ−４は４［％］、ＬＣ−５は５［％］であった。

本発明の重合性化合物含有液晶組成物であるＬＣ−３、ＬＣ−４及びＬＣ−５中の重合性化合物の残存量は、比較例２であるＬＣ−Ｂと比較して、十分に少なく、より少ないＵＶ照射によって十分に重合が進むことが確認された。

また、本発明の重合性化合物含有液晶組成物であるＬＣ−３、ＬＣ−４及びＬＣ−５、比較例２であるＬＣ−Ｂは、いずれもプレチルト角が８５〜８６［°］であり、十分に配向制御が可能であることが確認された。なお、プレチルト角の測定温度は２５℃であり、ＡＵＴＲＯＮＩＣ−ＭＥＬＣＨＥＲＳ社のＴＢＡ１０５を用いた。
（比較例３、実施例６、実施例７、実施例８及び実施例９）
ＬＣ−Ｃ（比較例３）、ＬＣ−６（実施例６）、ＬＣ−７（実施例７）、ＬＣ−８（実施例８）及びＬＣ−９（実施例９）の重合性化合物含有液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。重合性化合物含有液晶組成物の構成とその物性値の結果は表３のとおりであった。

表３に示した重合性化合物含有液晶組成物をそれぞれセルギャップ３．５μｍでホメオトロピック配向を誘起するポリイミド配向膜を塗布したＩＴＯ付きセルに真空注入法で注入し、周波数１ｋＨｚで１．８Ｖの矩形波を印加しながら、３２０ｎｍ以下の紫外線をカットするフィルターを介して高圧水銀灯により、セル表面の照射強度が１００ｍＷ／ｃｍ^２となるように調整してＵＶ照射し、重合性化合物含有液晶組成物中の重合性化合物を重合させた垂直配向性液晶表示素子を得た。この液晶表示素子（ＰＳＶＡモード）は高いコントラストを示し、十分に高速応答であることが確認された。
ＵＶを２０［Ｊ］照射したとき、ＬＣ−Ｃは重合性化合物の残存量が５８［％］であったのに対して、ＬＣ−６は２３［％］、ＬＣ−７は１０［％］、ＬＣ−８は３０［％］、ＬＣ−９は２８［％］であった。
ＵＶを６０［Ｊ］照射したとき、ＬＣ−Ｃの重合性化合物の残存量が２０［％］であったのに対して、ＬＣ−６は０［％］、ＬＣ−７は０［％］、ＬＣ−８は２［％］、ＬＣ−９は２［％］であった。
本発明の重合性化合物含有液晶組成物であるＬＣ−６、ＬＣ−７、ＬＣ−８及びＬＣ−９中の重合性化合物の残存量は、比較例３であるＬＣ−Ｃと比較して、十分に少なく、より少ないＵＶ照射によって十分に重合が進むことが確認された。
また、本発明の重合性化合物含有液晶組成物であるＬＣ−６、ＬＣ−７、ＬＣ−８及びＬＣ−９、比較例３であるＬＣ−Ｃは、いずれもプレチルト角が８４〜８６［°］であり、十分に配向制御が可能であることが確認された。なお、プレチルト角の測定温度は２５℃であり、ＡＵＴＲＯＮＩＣ−ＭＥＬＣＨＥＲＳ社のＴＢＡ１０５を用いた。
（比較例４、実施例１０及び実施例１１）
ＬＣ−Ｄ（比較例４）、ＬＣ−１０（実施例１０）及びＬＣ−１１（実施例１１）の重合性化合物含有液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。重合性化合物含有液晶組成物の構成とその物性値の結果は表４のとおりであった。

表４に示した重合性化合物含有液晶組成物をそれぞれセルギャップ３．５μｍでホメオトロピック配向を誘起するポリイミド配向膜を塗布したＩＴＯ付きセルに真空注入法で注入し、周波数１ｋＨｚで１．８Ｖの矩形波を印加しながら、３２０ｎｍ以下の紫外線をカットするフィルターを介して高圧水銀灯により、セル表面の照射強度が１００ｍＷ／ｃｍ^２となるように調整してＵＶ照射し、重合性化合物含有液晶組成物中の重合性化合物を重合させた垂直配向性液晶表示素子を得た。この液晶表示素子（ＰＳＶＡモード）は高いコントラストを示し、十分に高速応答であることが確認された。
ＵＶを２０［Ｊ］照射したとき、ＬＣ−Ｄは重合性化合物の残存量が６４［％］であったのに対して、ＬＣ−１０は２７［％］、ＬＣ−１１は２３［％］であった。
ＵＶを６０［Ｊ］照射したとき、ＬＣ−Ｄの重合性化合物の残存量が３１［％］であったのに対して、ＬＣ−１０は２［％］、ＬＣ−１１は１［％］であった。
本発明の重合性化合物含有液晶組成物であるＬＣ−１０及びＬＣ−１１中の重合性化合物の残存量は、比較例３であるＬＣ−Ｄと比較して、十分に少なく、より少ないＵＶ照射によって十分に重合が進むことが確認された。
また、本発明の重合性化合物含有液晶組成物であるＬＣ−１０及びＬＣ−１１は、いずれもプレチルト角が８３〜８５［°］であり、十分に配向制御が可能であることが確認された。なお、プレチルト角の測定温度は２５℃であり、ＡＵＴＲＯＮＩＣ−ＭＥＬＣＨＥＲＳ社のＴＢＡ１０５を用いた。

以上のことから、本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、粘度（η）が十分に低く、これを用いた液晶表示素子は応答速度が十分に速く、３Ｄ表示も可能であり、なおかつ、重合性化合物の残留がないか、十分に抑制されるため、表示ムラや焼き付きが発生しないか、極めて抑制される。重合性化合物の重合反応速度が十分に速いため、製造のためのエネルギーコストを削減し、生産効率を向上でき、均一かつ安定な配向制御が得られるため、非常に有用であることが確認された。

Claims

第一成分として、一般式（Ｍ）

（式中、Ｘ^２０１及びＸ^２０２は、それぞれ独立的に、水素原子、メチル基又は−ＣＦ_３基を表す。Ｓｐ^２０１及びＳｐ^２０２は、それぞれ独立的に、単結合、炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｓ−（式中、ｓは２から７の整数を表し、酸素原子は環に結合するものとする。）を表す。環Ｍ^２０１、環Ｍ^２０２及び環Ｍ^２０３は、それぞれ独立的に、トランス−１，４−シクロヘキシレン基（基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ_２−は−Ｏ−又は−Ｓ−によって置換されていても良い。）、１，４−フェニレン基（基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝によって置換されていても良い。）、１，４−シクロヘキセニレン基、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン基、ピペリジン−１，４−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又は１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基を表し、基中の水素原子は、それぞれ独立的に、フッ素原子、−ＣＦ_３基、炭素原子数１から１０のアルキル基、炭素原子数１から１０のアルコキシル基又は式（Ｒ−１）から式（Ｒ−１５）のいずれかによって置換されていても良い。

Ｚ^２０１及びＺ^２０２は、それぞれ独立的に、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＯＣＯ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ_２−、−ＯＣＯ−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２−ＯＣＯ−、−ＣＹ^１＝ＣＹ^２−（式中、Ｙ^１及びＹ^２は、それぞれ独立的に、フッ素原子又は水素原子を表す。）、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表す。ｎ^２０１は、０、１又は２を表す。但し、環Ｍ^２０２及びＺ^２０２がそれぞれ複数存在する場合、それぞれ異なっていても良く、同じでも良い。）で表される重合性化合物を一種又は二種以上含有し、第二成分として、一般式（Ｎａ）、一般式（Ｎｂ）又は一般式（Ｎｃ）

（式中、Ｒ^２１又はＲ^２２は、それぞれ独立的に、炭素原子数１から１０のアルキル基、炭素原子数１から１０のアルコキシル基、炭素原子数２から１０のアルケニル基又は炭素原子数２から１０のアルケニルオキシ基を表し、これらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子によって置換されていても良い。Ｙ^２１からＹ^２３は、それぞれ独立的に、水素原子、メチル基、−ＣＦ_３基、フッ素原子又は塩素原子を表す。環Ａ及び環Ｂは、それぞれ独立的に、トランス−１，４−シクロヘキシレン基（基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ_２−は−Ｏ−又は−Ｓ−によって置換されていても良い。）、１，４−フェニレン基（基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝によって置換されていても良い。）、２−フルオロ−１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキセニレン基、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン基、ピペリジン−１，４−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又は１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基を表す。Ｚ^２１及びＺ^２２は、それぞれ独立的に、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表す。ｍは０、１又は２を表す。但し、環Ａ及びＺ^２１がそれぞれ複数存在する場合、それぞれ異なっていても良く、同じでも良い。ｎは０、１又は２を表す。但し、環Ｂ及びＺ^２２がそれぞれ複数存在する場合、それぞれ異なっていても良く、同じでも良い。）で表される液晶化合物群から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有する重合性化合物含有液晶組成物。
一般式（Ｍ）が、式（ＸＸ−１）から一般式（ＸＸ−１０）

（式中、Ｓｐ^ｘｘは炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｓ−（式中、ｓは２から７の整数を表し、酸素原子は環に結合するものとする。）を表し、フェニル基中の水素原子は、更に、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＦ_３、−ＣＨ_３、式（Ｒ−１）から式（Ｒ−１５）のいずれかによって置換されていても良い。）で表される化合物である請求項１に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
一般式（Ｍ）が、式（Ｍ３１）から式（Ｍ４８）

（式中のフェニレン基及びナフタレン基中の水素原子が、更に、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＦ_３、−ＣＨ_３、式（Ｒ−１）から式（Ｒ−１５）のいずれかに置換されていても良い。）で表される化合物である請求項１に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
一般式（Ｍ）が、式（Ｍ３０１）から式（Ｍ３１６）

（式中のフェニレン基及びナフタレン基中の水素原子が、更に、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＦ_３、−ＣＨ_３、式（Ｒ−１）から式（Ｒ−１５）のいずれかに置換されていても良い。）から選ばれる化合物である請求項１に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
一般式（Ｎａ）、一般式（Ｎｂ）又は一般式（Ｎｃ）で表される化合物群から選ばれる化合物が、一般式（Ｎ−００１）から一般式（Ｎ−１０９）

（式中、Ｒ^２３及びＲ^３１はそれぞれ独立的にＲ^２１と同じ意味を表し、Ｒ^２４及びＲ^３２はそれぞれ独立的にＲ^２２と同じ意味を表す。Ｚ^２３は単結合、−ＣＨ_２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ_２−、−ＣＦ_２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−又は−ＣＦ_２ＣＦ_２−を表す。環Ｃはトランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、２−フルオロ−１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキセニレン基、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン基、ピペリジン−１，４−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又は１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基を表す。なお、式中のフェニレン基及びナフタレン基中の水素原子は、更に、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＦ_３、−ＣＨ_３のいずれかによって置換されていても良い。）で表される化合物である請求項１から４のいずれか１項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
更なる成分として、一般式（ＩＩ）

（式中、Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ独立的に炭素原子数１から１０のアルキル基、炭素原子数１から１０のアルコキシル基、炭素原子数２から１０のアルケニル基又は炭素原子数２から１０のアルケニルオキシ基を表し、Ｒ^１及びＲ^２中に存在する１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−はそれぞれ独立的に−Ｏ−及び／又は−Ｓ−に置換されても良く、また、Ｒ^１及びＲ^２中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されても良い。環Ａ及び環Ｂは、先述と同じ意味を表す。ｐは、０、１又は２を表す。Ｚは、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−又は単結合を表す）で表される化合物を１種又は２種以上含有する請求項１から５のいずれか１項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
一般式（ＩＩ）が、一般式（ＩＩ−Ａ１）から一般式（ＩＩ−Ａ５）、一般式（ＩＩ−Ｂ１）から一般式（ＩＩ−Ｂ５）

（式中、Ｒ^３及びＲ^４は、それぞれ独立的に炭素原子数１から５のアルキル基又は炭素原子数２から５のアルケニル基を表し、Ｒ^３及びＲ^４中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子に置換されても良い。）である請求項６に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
更なる成分として、一般式（ＩＩＩ−Ａ）から一般式（ＩＩＩ−Ｊ）

（式中、Ｒ^５は、炭素原子数１から５のアルキル基又は炭素原子数２から５のアルケニル基、Ｒ^６は、炭素原子数１から５のアルキル基、炭素原子数１から５のアルコキシル基、炭素原子数２から５のアルケニル基又は炭素原子数２から５のアルケニルオキシ基を表す。）で表される化合物群から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有する請求項１から７のいずれか１項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
一般式（Ｍ）で表される化合物の含有量が０．０１質量％から２．００質量％である請求項１から８のいずれか１項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
一般式（Ｎａ）、一般式（Ｎｂ）又は一般式（Ｎｃ）で表される化合物の含有量が０．５質量％から５０質量％である請求項１〜９のいずれか１項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
一般式（ＩＩ）で表される化合物の含有量が１０質量％から９０質量％である請求項６に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
一般式（ＩＩＩ−Ａ）から一般式（ＩＩＩ−Ｊ）で表される化合物の含有量が１０質量％から９０質量％である請求項８に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
２５℃における誘電率異方性（Δε）が−２．０から−８．０の範囲であり、２０℃における屈折率異方性（Δｎ）が０．０８から０．１４の範囲であり、２０℃における粘度（η）が１０から３０ｍＰａ・ｓの範囲であり、２０℃における回転粘性（γ_１）が６０から１３０ｍＰａ・ｓの範囲であり、ネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔ_ｎｉ）が６０℃から１２０℃の範囲である請求項１から１２のいずれか１項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
一般式（Ｎａ）、一般式（Ｎｂ）又は一般式（Ｎｃ）

（式中、Ｒ^２１又はＲ^２２は、それぞれ独立的に、炭素原子数１から１０のアルキル基、炭素原子数１から１０のアルコキシル基、炭素原子数２から１０のアルケニル基又は炭素原子数２から１０のアルケニルオキシ基を表し、これらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子によって置換されていても良い。Ｙ^２１からＹ^２３は、それぞれ独立的に、水素原子、メチル基、−ＣＦ_３基、フッ素原子又は塩素原子を表す。環Ａ及び環Ｂは、それぞれ独立的に、トランス−１，４−シクロヘキシレン基（基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ_２−は−Ｏ−又は−Ｓ−によって置換されていても良い。）、１，４−フェニレン基（基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝によって置換されていても良い。）、２−フルオロ−１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキセニレン基、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン基、ピペリジン−１，４−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又は１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基を表す。Ｚ^２１及びＺ^２２は、それぞれ独立的に、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表す。ｍは０、１又は２を表す。但し、環Ａ及びＺ^２１がそれぞれ複数存在する場合、それぞれ異なっていても良く、同じでも良い。ｎは０、１又は２を表す。但し、環Ｂ及びＺ^２２がそれぞれ複数存在する場合、それぞれ異なっていても良く、同じでも良い。）で表される化合物。
請求項１から１３のいずれか１項に記載の重合性化合物含有液晶組成物を用いたことを特徴とする液晶表示素子。
アクティブマトリックス駆動である請求項１５に記載の液晶表示素子。
ＰＳＡモード、ＰＳＶＡモード、ＶＡモード、ＩＰＳモード又はＥＣＢモードである請求項１５又は１６に記載の液晶表示素子。
プレチルト角が８０から８９．９度である請求項１５から１７のいずれか１項に記載の液晶表示素子。