JPWO2018088386A1 - 液晶表示素子 - Google Patents
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Abstract
「要約」「課題」発光用ナノ結晶を発光部として持つ液晶表示素子において該発光用ナノ結晶の劣化や部分的な高エネルギー光線の照射スポットによる液晶層の劣化を抑制または防止する。「解決手段」第一の基板および第二の基板が対向して設けられる一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層と、画素電極と、共通電極と、カラーフィルタと、発光素子と、該発光素子からの光を赤色、緑色、青色の光に変換する発光用ナノ結晶を含有する光変換部とを備え、前記液晶層が、ポリマーネットワーク（Ａ）と、下記一般式（ｉ）：「化１」（式中、Ｒｉ１及びＲｉ２は、炭素原子数１〜８のアルキル基等Ａｉ１は１，４−フェニレン基等、ｎｉ１は０又は１を表す。）で表される化合物を１０〜５０重量％含有する液晶組成物（Ｂ）を含有する、図３に代表される液晶表示素子。「選択図」 図３
Description
本願発明は、液晶表示素子に関する。
表示品質が優れていることから、アクティブマトリクス形液晶表示装置が携帯端末、液晶テレビ、プロジェクタ、コンピューター等の市場に出されている。アクティブマトリクス表示方式は、画素毎にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）あるいはＭＩＭ（メタル・インシュレータ・メタル）等が使われており、高電圧保持率を有する液晶組成物との組合せにおいて、ＴＮ型（ツイストネマチック）を初めとする一般的液晶表示素子として広く用いられている。また、更に広い視角特性を得るためにＶＡ（バーチカルアライメント：垂直配向）、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：インプレーンスイッチング）、ＩＰＳの改良型であるＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：フリンジフィールドスイッチング）等が用いられており、この様な表示素子に対応するために、現在も新しい液晶化合物あるいは液晶組成物の提案がなされている。
一方液晶表示素子は自己発光型では無いため、発光するための光源が必須となり、ディスプレイとして求められる色再現領域に発光スペクトルを有する白色光源が使用される。光源としては、冷陰極管や白色ＬＥＤ（発光ダイオード）等が用いられるが発光効率の観点から、現在では白色ＬＥＤを用いることが主流となっている。ＬＥＤは現在一つの素子で３８０ｎｍから７５０ｎｍにおよぶ可視光全領域のカバーすることはできず、白色光を得るためにはいくつかの形式が知られている。
１）青色ＬＥＤと黄色蛍光体の組合せ
２）３原色の各ＬＥＤ（赤色・緑色・青色）の組合せ
３）近紫外線または紫色ＬＥＤと赤色・緑色・青色の蛍光体との組合せ
これら３方式中、液晶表示素子の光源として最適な白色光を得る観点では３）が最も優れ、２）、１）の順となり、発光効率の観点では、１）が最も優れている。
１）青色ＬＥＤと黄色蛍光体の組合せ
２）３原色の各ＬＥＤ（赤色・緑色・青色）の組合せ
３）近紫外線または紫色ＬＥＤと赤色・緑色・青色の蛍光体との組合せ
これら３方式中、液晶表示素子の光源として最適な白色光を得る観点では３）が最も優れ、２）、１）の順となり、発光効率の観点では、１）が最も優れている。
液晶表示素子においては、消費電力の低減が重要であり、先進各国が検討中の省電力プログラムに対応するためには、光源の発光効率が重視されている。そのため、現在では１）の青色ＬＥＤと黄色蛍光体の組合せにより白色光を得ている。
この方式は、発光効率的には優れるものの、赤色光の不足など白色光源としての特性的には劣り、色再現性に問題を有していた。特に液晶表示素子はカラー表示を実現するために液晶素子と合わせてカラーフィルタを用いることから、光源部を改良しても色再現性を向上させることは難しく、そのため色再現性を向上させるにはカラーフィルタ中の高顔料濃度化を図るか、或いは、着色膜厚を大きくすることにより色純度を高める必要があった。然しながら、この場合、透過率が低下し、光量を増加させなければならず消費電力が増加することとなる問題があった。
そこで、液晶表示素子の色再現性と発光効率を同時に解決するための技術として、発光用ナノ結晶の一例である量子ドット技術（特許文献１参照）が注目されている。当該量子ドットは、粒子径数ｎｍから数十ｎｍの半導体微結晶からなり電子正孔対の閉じ込め効果によりエネルギーレベルが離散的に存在し、粒子径が小さくなるにつれてエネルギーバンドギャップが大きくなる性質を有している。この性質を応用し、粒子径をコントロールしバンドギャップを均一化することにより、発光スペクトルの半値幅が小さい光源を得ることができる。半値幅の小さい三原色の光源を得ることにより広色域ディスプレイが実現できることから、量子ドットをバックライトの構成部材として用いることにより、色再現性を向上させた液晶表示素子を構成できることが開示されている（特許文献２及び非特許文献１参照）。更に、光源として近紫外線または青色等の短波長可視光線を用いて、三色の量子ドットを従来のカラーフィルタの替わりに用いる提案がなされている（特許文献３参照）。これらの表示素子は、原理的には高い発光効率と色再現性を両立できるものである。
ＳＩＤ ２０１２ ＤＩＧＥＳＴ，ｐ８９５−８９６
しかしながら、上記の通り、発光用ナノ結晶の一例である量子ドットを発光素子に介在して用いることで液晶表示素子の白色光源を得る場合、図１９に記載するように、発光用ナノ結晶の一例である量子ドットを発光素子に介在して用いた光源からの光は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の三原色のそれぞれの半値幅が小さく、当該量子ドットに対応する特定の波長を備えている。そのため、一般的な白色ＬＥＤ（例えば、上記の１）〜３））とは発光スペクトルが大幅に異なる。これにより光シャッターとして使用される液晶材料には、発光用ナノ結晶を発光させる光や発光用ナノ結晶からの光が照射されることになり、液晶材料自体が分解しやすくなる等の問題が生じる。例えば、特許文献４には、一般的な白色光源と三原色を含むカラーフィルタを用いた液晶表示素子に使用される液晶組成物の最適化を行った技術は開示されているものの、量子ドット等の発光用ナノ結晶を光源として用いた場合に液晶材料の信頼性を維持することについては開示されていない。
特に、量子ドット等の発光用ナノ結晶を介在して白色光源を得た場合、発光用ナノ結晶の経時的劣化や外部環境による発光用ナノ結晶の劣化が生じると、光源に用いる短波長の可視光線や紫外光等を含む高エネルギー光線が、発光用ナノ結晶に吸収されにくくなり、直接液晶層に長時間高エネルギー光線が照射されることになる。これにより、液晶層を構成する液晶材料が分解し易くなる等の問題が生じる。また、発光用ナノ結晶の局所的不存在などにより特定の領域（スポット）に高エネルギー光線が暴露される問題、または、発光用ナノ結晶を含むフィルムにより液晶パネルの面を覆う形態の場合、液晶パネルの外延部周辺からの高エネルギー光線が漏れるため、高エネルギー光線が漏れた部分から液晶の劣化が生じるという問題がある。特にスポットや画面の端では部分的に劣化部分が生じやすく、部分的な劣化は全体的な劣化とは異なり、注目されやすい。従って、本発明が解決しようとする課題は、発光用ナノ結晶を発光部として持つ液晶表示素子において該発光用ナノ結晶の劣化や部分的な高エネルギー光線の照射スポットによる液晶層の劣化を抑制または防止するものである。
本願発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ポリマーネットワーク中に特定の液晶化合物を含有する液晶組成物を含む液晶層と、発光用ナノ結晶を介した光源とを備えた素子を用いることにより前記課題を解決できることを見出し本願発明の完成に至った。
すなわち、本発明は、第一の基板および第二の基板が対向して設けられる一対の基板と、
前記第一の基板と第二の基板と間に挟持された液晶層と、
前記第一の基板または第二の基板の少なくとも一方に設けられた画素電極と、
前記第一の基板または第二の基板の少なくとも一方に設けられた共通電極と、
ブラックマトリックスおよび赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の三原色画素部から構成されるカラーフィルタと、
紫外または可視光を発光する発光素子と、
前記発光素子からの入射光を赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の内少なくとも一色の光に変換して発光する発光用ナノ結晶を含有する光変換部と、を備え、
前記液晶層が、ポリマーネットワーク（Ａ）と、
下記一般式（ｉ）：
前記第一の基板と第二の基板と間に挟持された液晶層と、
前記第一の基板または第二の基板の少なくとも一方に設けられた画素電極と、
前記第一の基板または第二の基板の少なくとも一方に設けられた共通電極と、
ブラックマトリックスおよび赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の三原色画素部から構成されるカラーフィルタと、
紫外または可視光を発光する発光素子と、
前記発光素子からの入射光を赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の内少なくとも一色の光に変換して発光する発光用ナノ結晶を含有する光変換部と、を備え、
前記液晶層が、ポリマーネットワーク（Ａ）と、
下記一般式（ｉ）：
（式中、Ｒｉ１及びＲｉ２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ａｉ１は１，４−フェニレン基又はトランス−１，４−シクロヘキシレン基を表し、ｎｉ１は０又は１を表す。）で表される化合物を１０〜５０重量％含有する液晶組成物（Ｂ）を含有することを特徴とする液晶表示素子に関する。
本発明によれば、発光用ナノ結晶を発光部として持つ液晶表示素子において該発光用ナノ結晶の劣化や部分的な高エネルギー光線の照射スポットによる液晶層の劣化を抑制または防止できる。
本発明は、前記した通り、第一の基板および第二の基板が対向して設けられる一対の基板と、前記第一の基板と第二の基板と間に挟持された液晶層と、前記第一の基板または第二の基板の少なくとも一方に設けられた画素電極と、前記第一の基板または第二の基板の少なくとも一方に設けられた共通電極と、ブラックマトリックスおよび赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の三原色画素部から構成されるカラーフィルタと、紫外または可視光を発光する発光素子と、前記発光素子からの入射光を赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の内少なくとも一色の光に変換して発光する発光用ナノ結晶を含有する光変換部と、を備え、
前記液晶層が、ポリマーネットワーク（Ａ）と、一般式（ｉ）：
前記液晶層が、ポリマーネットワーク（Ａ）と、一般式（ｉ）：
（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ａは１，４−フェニレン基又はトランス−１，４−シクロヘキシレン基を表し、ｎは０又は１を表す。）で表される化合物を１０〜５０重量％含有する液晶組成物（Ｂ）を含有することを特徴とする液晶表示素子である。
本発明では、発光用ナノ結晶を有する光変換部を備えることで色再現領域が従来の液晶表示素子より拡大され、かつ発光用ナノ結晶の劣化や部分的な高エネルギー光線の照射スポットによる表示不良を低減した液晶表示素子を提供する。
本発明に係る好適な液晶表示素子の基本構造について図を用いて以下に説明した後、液晶表示素子の各構成要素について説明する。
図１は、本実施形態で用いられる液晶表示素子の一例の全体を示す斜視図であり、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。
本発明に係る液晶表示素子１０００は、バックライトユニット１００と、液晶パネル１０とを備えている。当該バックライトユニット１００は、発光素子Ｌを有する光源部１０１と、導光板（図示せず）を有する導光部１０２と、を有している。また、発光素子Ｌからの入射光を変換して発光する光変換部１０３は、光源部１０１または導光部１０２の一部として備えている。そのため、図１では便宜上、光変換部１０３を光源部１０１の一部に備えている場合として、光源部１０１（１０３）と示し、光変換部１０３を導光部１０２の一部に備えている場合として、導光部１０２（１０３）と示している（図２も同様）。
また、図１、２では、発光素子Ｌを有する光源部１０１からの光および液晶パネル１０からの光を矢印で表している。
図１に示すように、バックライト１００の一形態は、複数の発光素子Ｌを含む光源部１０１が導光部１０２の一側面に配置されており、図１では、複数の発光素子Ｌが、液晶パネル１０の一側面側に一列に並べられている。複数の発光素子Ｌを含む光源部１０１を、液晶パネル１０の一側面側（導光部１０２の一側面）だけでなく、必要により、液晶パネル１０の他方の側面側（対向する両側面）に設けてもよく、また、導光部１０２の周囲を囲むように、複数の発光素子Ｌを含む光源部１０１が、該導光部１０２の３つ側面又は該導光部１０２の全周囲を囲むように、４つの側面に設けられていてもよい。なお、導光部１０２は必要に応じて導光板の代わりに光拡散板（図示せず）を備えてもよい。
液晶パネル１０は、一対の偏光板１，８の間に第一の基板２および第二の基板７が挟持され、さらに、対向に配置された第一の（透明絶縁）基板（透明基板とも称する）２と、第二の（透明絶縁）基板７との間に挟持された液晶組成物（または液晶層５）を有し、前記第一の（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、配向層４が設けられている。さらに、図１及び図２では、前記第二の基板７と配向層４との間にカラーフィルタ６が設けられている。
なお、図１では、電極層３として画素電極（図示せず）と共通電極（図示せず）とが第一の基板２側に設けられているが、別の実施形態では、画素電極を第一の基板２に設け、共通電極を第二の基板７に設けてもよい。
また、配向層４により電圧無印加時に該液晶組成物中の液晶分子が記基板２，７に対して所定方向に配向することができる。
図１及び図２では、一対の偏光板１、８により前記第一の基板２および前記第二の基板７を挟持した形態を記載しているが、偏光板１，８を設ける位置はこの図に限定されない。さらに、図１及び図２では、前記第二の基板７と配向層４との間にカラーフィルタ６が設けられているが、本発明に係る液晶表示素子の他の実施形態としては、いわゆるカラーフィルタオンアレイ（ＣＯＡ）であってもよく、電極層３と液晶層５の間にカラーフィルタ６を設けても、または当該電極層３と第一の基板２との間にカラーフィルタを設けてもよい。また、必要により、オーバコート層（図示せず）でカラーフィルタ層６を覆うことにより、カラーフィルタ層に含まれる物質が液晶層へ流出を防止してもよい。
また、本明細書では説明のため便宜上、バックライトユニット側の基板上に形成されている層（図１では電極層３、配向層４）およびバックライトユニット側の基板（第一の基板２）を第一の表示基板ＳＵＢ１と称し、前記バックライトユニット側の基板と対向する基板上に形成されている層（図１では、配向層４、カラーフィルター６）および前記バックライトユニット側の基板と対向する基板（第二の基板７）を第二の表示基板ＳＵＢ２と称しており、実施形態によって、バックライトユニット側の基板上に形成されている層や前記バックライトユニット側の基板と対向する基板上に形成されている層を構成するものが異なる場合がある。例えば、図２で示す本発明に係る液晶表示素子の形態では、第二の表示基板ＳＵＢ２における第二の基板側に設けられた層には、第二の電極層３’（例えば、共通電極）が設けられている。
また、本発明では、第一の基板２または第二の基板７上の少なくとも一方に配向層４が形成されていればよいが、図１〜２に示すように、液晶層５と第一の基板２との間および液晶層５と前記第二の基板７との間にそれぞれの第一の基板および第二の基板上に配向層４が液晶層５と当接するように形成されていることが好ましい。
すなわち、本発明に係る液晶パネル１０００は、第一の偏光板１と、第一の基板２と、電極層３と、配向層４と、液晶組成物を含む液晶層５と、配向層４と、カラーフィルタ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を含むことが好ましい。
図１において、発光素子Ｌからの入射光を変換して発光する光変換部１０３が、光源部１０１内に設けられている場合、光源部１０１から発光される光は、光変換部１０３により変換された光を含むものであり、当該光源部１０１から発光される光が導光部１０２（例えば、導光板）を介して液晶パネル１０の面内を透過する。
他方、前記光変換部１０３が、導光部１０２内に設けられている場合は、発光素子Ｌから発光された光が光変換部１０３により変換された後、導光部１０２内の導光板を変換された光が通過して液晶パネル１０の面内を透過しようとする、または発光素子Ｌから発光された光が導光部１０２内の導光板を通過した後、光変換部１０３により変換された光が液晶パネル１０の面内を透過するものである。
この際、前記導光板の形状が、発光素子Ｌから発光された光が入射する側面から対向面に向かって厚さが次第に減少する側面を備えた平板体（側面がテーパー状の形態や楔状四角形板）であると、線光を面光に変換することができるため液晶パネル１０内に光を入射しやすくなる。その他、公知の手段で発光素子Ｌから発光された線光を面光に変換してもよい。
また、前記導光部１０２は、液晶パネル１０と導光版との間に光拡散板を備えることが導光板からでた光を均一に散乱させることができる点から好ましい。
図２は、複数の発光素子Ｌが導光部１０２に対して平面状に配置された形態の液晶表示素子の一例の全体を示す斜視図であり、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２で示す実施形態は、液晶パネル１０に対して背面直下に光源部１０１を設けた直下型バックライト構造を採用している。この構造では、液晶パネル１０の背面のほぼ全体に対してほぼ均等に発光素子Ｌが配列されている。
図２においても、前記導光部１０２は、液晶パネル１０と導光版との間に光拡散板を備えることが好ましい（後述に実施形態として記載する）。
図２における液晶パネル１０は、第一の電極層３を備えた第一の基板２と、第二の電極層３’（例えば、共通電極）を具備した第二の基板７と、前記第一の基板２と第二の基板７との間に挟持された液晶組成物（または液晶層５）を有し、前記第一の基板２と前記液晶層５との間に前記液晶層５と当接するように設けられた配向層４と、前記第二の基板７と前記液晶層５との間に前記液晶層５と当接するように設けられた配向層４と、を備えている。また、前記第二の基板７と第二の電極層３’との間にカラーフィルタ６が設けられており、前記第一の基板２および前記第二の基板８は、一対の偏光板１、８により挟持されている。
すなわち、本発明に係る液晶表示素子１０００は、第一の偏光板１と、第一の基板２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）３と、配向層４と、液晶組成物を含む液晶層５と、配向層４と、第二の電極層３’と、カラーフィルタ６と、第一の基板７と、第一の偏光板８と、が順次積層された構成である。
ここで、本発明で用いる光変換部、及びそれを含むバックライトユニットの構造について図３〜図１０を用いて説明する。
図３は、複数の発光素Ｌが、液晶パネル１０の一側面側に一列に並べられ、かつ、光変換部１０３を導光部１０２の一部に備えたバックライトユニットを持つ液晶表示素子において、図１のＩ−Ｉ線方向に液晶表示素子を切断した断面図であり、本実施形態で用いられる液晶表示素子の構成を示すための一例の図である。
図３におけるバックライトユニット１００は、液晶パネル１０の外部の一側面側に取り付けられた発光素子Ｌを備えた光源部１０１と、前記光源部１０１と接続した導光部１０２によって構成されており、該導光部１０２は、光変換部１０３および導光板１０４とを備えている。
ここで、光変換部１０３は、発光素子Ｌからの入射光を赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の内少なくとも一色の光に変換して発光する発光用ナノ結晶ＮＣを含有する。そのため、本発明に係る液晶表示素子は、発光素子Ｌを備えた光源部１０１と、前記光源部１０１に接続された光変換部１０３および導光板１０４と、前記導光板１０４の一方の面上に、第一の偏光板１、第一の表示基板ＳＵＢ１、液晶層５、第二の表示基板ＳＵＢ２及び第二の偏光板８が順に積層された構造である。このように、本実施形態では、導光部１０２内の一部に前記光変換部１０３を有するものとなる。
図４は、本発明に係る光変換部１０３の一例である。図４で示すように、本発明で用いる光変換部１０３は、透明な長尺状の中空体の充填容器１１１（図４では管状の充填容器１１１）の内部（前記中空体の中空部）に発光用ナノ結晶ＮＣが収容（または充填）されている。必要により、発光用ナノ結晶ＮＣの他に蛍光物質や紫外線硬化性の樹脂を収容（または充填）してもよい。また、図４では、充填容器１１１の長軸方向に対して垂直に切断した面の形状は、“０”型形状であるが断面の形状は、特に限定されることは無い。
光変換部１０３の具体的な製造方法については後述で詳説するが、ガラス、石英またはアクリルなどの透明な管状の充填容器１１１の一方の端の開口部を封止し、発光用ナノ結晶ＮＣ、例えば量子ドットと、紫外線硬化性の樹脂とを混練した混合物を、管体１１１の内部に注入し、紫外線を照射して樹脂を硬化させ、必要により前記管体の他方の開口部を封止することで、充填容器１１１内に発光用ナノ結晶ＮＣを封止した光変換部１０３を形成することができる。
図５は、光変換部を持つバックライトユニットの一例であり、より詳細には、光源部１０１と、図４で示すような透明な長尺状の中空体の内部に発光用ナノ結晶ＮＣを収容した部材（光変換部１０３）と、導光板１０４とを必須の構成要素とするバックライトを示す図である。ここで、図５の実施態様では、光変換部１０３と導光板１０４とにより導光部１０２を形成している。
光源部１０１の発光素子Ｌは点光源であり、具体的には、光源部１０１は、発光ダイオード１０５（ＬＥＤ）を含む発光素子Ｌにより構成されている。例えば、発光ダイオード１０５が光源基板１１０に実装され、導光板１０４の光入射面（図５では、例えば左端の側面）に対向配置されている。また、図５で示すように、発光素子Ｌを含む光源部１０１と導光板１０４との間には、内部に発光用ナノ結晶ＮＣが収容されている管体（光変換部１０３）が配置されている。
光源部１０１において、光源基板１１０は長尺状の直方体の形状を有し、光源基板１１０の長手方向に発光素子Ｌが一列に並べられている（図１、図５参照）。また、当該光源部１０１と接続された光変換部１０３は、光源基板１１０と同様に長尺状の中空体であり、当該透明な長尺状の中空体の内部に発光用ナノ結晶ＮＣが収容された構成である。さらに、導光板１０４は、当該光変換部１０３と接続されているため、光源部１０１からの光は、光変換部１０３で赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の内少なくとも一色の光に変換され、導光板１０４へ導かれ液晶パネル１０内へ入射する。なお、ここで前記導光板１０４と第一の偏光板１との間には光拡散板を設けてもよい。これにより導光板１０４を通過する光を散乱させて面光として、液晶パネル１０、例えば第一の偏光板１に光を供給する（図３、図５参照）。従って、この場合、導光部１０２は、光変換部１０３、導光板１０４、及び光拡散版により構成されることとなる。
本発明に係る発光素子Ｌ（または発光ダイオード１０５）は、波長領域については光変換部に含まれる発光用ナノ結晶に吸収される波長領域であれば特に制限されることはないが、青色領域に主発光ピークを有することが好ましい。例えば、４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域に主発光ピークを有する発光ダイオードを好適に使用できる。当該青色領域に主発光ピークを有する発光ダイオードは、例えば、サファイア基板の上に形成されるＡｌＮからなるシード層と、シード層上に形成される下地層と、ＧａＮを主体とする積層半導体層とを少なくとも備えたものなどが例示として挙げられる。また、積層半導体層は、基板（例えば、図５などの光源基板１１０側から下地層、ｎ型半導体層、発光層およびｐ型半導体層の順に積層されて構成されたものが挙げられる。
紫外線の光源としては、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、無電極ランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、ＬＥＤ等が挙げられるが、本発明に係る発光素子Ｌは、上記の４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域に主発光ピークを有するＬＥＤ以外として、紫外光を発生するＬＥＤが好ましい。
なお、本発明において、４２０〜４８０ｎｍの波長帯域に発光中心波長を有する光を青色光と称し、５００〜５６０ｎｍの波長帯域に発光中心波長を有する光を緑色光と称し、６０５〜６６５ｎｍの波長帯域に発光中心波長を有する光を赤色光と称する。また、本明細書の紫外光とは、３００ｎｍ以上４２０ｎｍ未満の波長帯域に発光中心波長を有する光をいう。さらに本明細書において、「半値幅」とは、ピーク高さ１／２でのピークの幅のことを言う。
前記光変換部１０３は、発光素子Ｌからの光を波長変換するものであり、発光素子Ｌからの光の波長変換する発光用ナノ結晶ＮＣを含む。発光用ナノ結晶は、離散的エネルギー準位を有し、ナノ結晶の一次粒子の粒子径を変えることによって発光波長を自由に選択可能である。そのため、従来の白色ＬＥＤおよび蛍光物質を組み合わせた発光装置より、色再現領域が拡大される。
図４〜図６に示した光変換部１０３は、透明な中空状の管体と、当該中空状管体の中空部に発光ダイオード１０５が発する光を吸収してより長波長の光を発する一種類以上、好ましくは２種以上の発光用ナノ結晶ＮＣと、当該発光用ナノ結晶ＮＣを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂とを含むことが好ましい。この場合において、発光用ナノ結晶ＮＣは、発光ダイオード１０５が発する光を吸収してより長波長の光を発する一種類以上、好ましくは２種以上の発光用ナノ結晶ＮＣと、発光用ナノ結晶ＮＣを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂とから構成されている。この場合において、発光用ナノ結晶ＮＣは、発光ダイオード１０５が発する光（好ましくは青色光乃至紫外光）を吸収して青色光を発する青色発光用ナノ結晶ＮＣ、発光ダイオード１０５が発する光（好ましくは青色光乃至紫外光）を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶ＮＣおよび発光ダイオード１０５が発する光（好ましくは青色光乃至紫外光）を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶ＮＣからなる群から選択される少なくとも１種の発光用ナノ結晶ＮＣを含んでいることが好ましく、青色発光用ナノ結晶ＮＣ、緑色発光用ナノ結晶ＮＣおよび赤色発光用ナノ結晶ＮＣからなる群から選択される２種の発光用ナノ結晶ＮＣを含んでいることがより好ましい。特に、緑色発光用ナノ結晶ＮＣと、赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶ＮＣを含んでいることが特に好ましい
これにより、光変換部を介して得られた赤色光および緑色光のスペクトルは、半値幅が狭く、急峻なピークを有している。そのため、赤色光および緑色光の色純度が高くなり、発光ダイオード１０５が発する光（好ましくは青色光乃至紫外光）と、緑色発光用ナノ結晶ＮＣが発する緑色光と、同じく赤色発光用ナノ結晶ＮＣが発する赤色光とによって、青、緑、赤の３原色が揃い、これらの合成光の色域が広くなるため、従来の白色ＬＥＤおよび蛍光物質を組み合わせた発光装置より、色再現領域が拡大される。
また、必要により、本発明に係る光変換部１０３は、発光用ナノ結晶ＮＣおよび当該発光用ナノ結晶ＮＣを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂以外に、例えば蛍光物質を含んでも良い。具体的には、光源１０１は、４５０ｎｍにピークを持つ青色光を含む光が好ましく、青色光源がより好ましい。光変換部１０３は、光源部１０１からの青色光を赤色光または緑色光に波長変換する蛍光物質を必要により含むことが好ましい。これにより、バックライトユニットは、光変換部１０３により波長変換された赤色光および緑色光を合成することによりさまざまな色調の光を生成することが可能となる。
図６は、図５のバックライトユニットの具体例であり、本発明に係る好適なバックライトの一形態を示す図である。
発光ダイオード１０５が、例えば、凹部容器１１３（図６には図示せず）内に封止されると共に光源基板１１０に実装され、導光板１０４の光入射面（図６では、例えば左端の側面）に対向配置されている。また、図６で示すように、発光素子Ｌと導光板１０４との間に、固定部材１１２ａ，１１２ｂを介することにより内部に発光用ナノ結晶ＮＣが収容されている管体１１１（光変換部１０３）が光源部１０１と接続される。
これにより、本発明に係る液晶表示素子は、発光用ナノ結晶ＮＣを含有する光変換部１０３が発光素子Ｌからの光を液晶パネルに供給するまでの光路において設けられているため、前記光変換部１０３により発光素子Ｌからの入射光を赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の内少なくとも一色の光に変換した光を放出することができる。
図７（ａ）は、図１のＩ−Ｉ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り、複数の発光素子Ｌが、液晶パネル１０の一側面側に一列に並べられた構造を持つ実施形態を示すものである。
ここで、発光素子Ｌは、発光ダイオード１０５を光変換部１０３が覆うように一体的に構成されており、バックライトユニット１００は、該発光素子Ｌを含む光源部１０１と、導光板１０４と、必要により光拡散板（図示せず）を含む導光部（図示せず）とから構成される。また、本実施形態では、光拡散板（図示せず）を必要により導光板１０４と液晶パネル１０（例えば偏光板１）との間に該導光板１０４と当接するように設けてもよい。
また、発光素子Ｌ中に存在する光変換部１０３は、発光用ナノ結晶ＮＣ（例えば量子ドット）および樹脂（図示せず）を必須の構成要素とするものである。
そのため、図７（ａ）の実施態様に係る液晶表示素子は、発光ダイオード１０５および光変換部１０３を備えた発光素子Ｌを有する光源部１０１と、導光板１０４と、前記導光板１０４の一方の面上に、第一の偏光板１、第一の表示基板ＳＵＢ１、液晶層５、第二の表示基板ＳＵＢ２及び第二の偏光板８が順に積層された構造となる。また、当該液晶表示素子において、光変換部１０３を備えた発光素子Ｌを有する光源部１０１と、導光板１０４を含む導光部とは接続されており、前記光源部１０１は、液晶パネル１０の外部の一側面に取り付けられている。
また、図７（ａ）における発光素子Ｌは、発光ダイオード１０５（ＬＥＤ）により構成されており、点光源となる。発光素子Ｌの一例として図７（ｂ）の拡大部分を用いて説明すると、上部側に凹部が形成された発光体を収納する凹部容器１１３（透明充填容器）と、当該容器と一体化した光源基板１１０（リードフレームを含むアノード用リード部（図示せず）およびカソード用リード部（図示せず））と、前記凹部の底面に取り付けられた発光ＬＥＤ（発光ダイオード）１０５と、凹部を覆うように設けられた発光用ナノ結晶ＮＣを含む樹脂層とを備えている。
図７（ｂ）における発光ダイオード１０５は、凹部の底面に露出するカソード用リード部上に接着、固定されている。また、当該発光ダイオード１０５は、ｎ型電極およびｐ型電極を有しており、ボンディングワイヤを介して、ｐ型電極がアノード用リード部に接続され、ｎ型電極がカソード用リード部に接続されている。なお、本実施形態で用いた光源部１０１では、発光ダイオード１０５が、底面のほぼ中央部に取り付けられているが、特に制限されることは無い。また、光源基板１１０（アノード用リード部およびカソード用リード部、換言するとリードフレーム）は、金属板であり、表面に銀メッキ層が形成された銅合金等の金属導体であるため、透明充填容器の凹部の底面は、金属導体であるアノード用リード部の一部（導体部）およびカソード用リード部の一部（導体部）の銀メッキ層が露出している。
図７（ｂ）における発光ダイオード１０５は、波長領域について特に制限されることはないが、青色領域に主発光ピークを有することが好ましい。例えば、４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域に主発光ピークを有する発光ダイオード１０５を好適に使用できる。該発光ダイオード１０５としては、例えば、サファイア基板の上に形成されるＡｌＮからなるシード層と、シード層上に形成される下地層と、ＧａＮを主体とする積層半導体層とを少なくとも備えたものなどが例示として挙げられる。また、積層半導体層は、基板（例えば、図５などの光源基板１１０側から下地層、ｎ型半導体層、発光層およびｐ型半導体層の順に積層されて構成されたものが挙げられる。
図７（ａ）及び図７（ｂ）における光変換部１０３は、発光ダイオード１０５が発する光を吸収してより長波長の光を発する一種類以上、好ましくは２種以上の発光用ナノ結晶ＮＣと、発光用ナノ結晶ＮＣを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂とから構成されている。この場合において、発光用ナノ結晶ＮＣは、発光ダイオード１０５が発する光（好ましくは青色光乃至紫外光）を吸収して青色光を発する青色発光用ナノ結晶ＮＣ、発光ダイオード１０５が発する光（好ましくは青色光乃至紫外光）を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶ＮＣおよび発光ダイオード１０５が発する光（好ましくは青色光乃至紫外光）を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶ＮＣからなる群から選択される少なくとも１種の発光用ナノ結晶ＮＣを含んでいることが好ましく、青色発光用ナノ結晶ＮＣ、緑色発光用ナノ結晶ＮＣおよび赤色発光用ナノ結晶ＮＣからなる群から選択される２種の発光用ナノ結晶ＮＣを含んでいることがより好ましい。特に、緑色発光用ナノ結晶ＮＣと、赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶ＮＣを含んでいることが特に好ましい。なお、赤色発光用ナノ結晶ＮＣは、緑色発光用ナノ結晶ＮＣが発する光でも励起されるので、発光ダイオード１０５の発光波長、緑および赤の発光用ナノ結晶ＮＣの比率、及び光変換部１０３における発光用ナノ結晶ＮＣの含有量を適宜調節することが好ましい。
発光ダイオード１０５が発する青色光と、緑色発光用ナノ結晶ＮＣが発する緑色光と、同じく赤色発光用ナノ結晶ＮＣが発する赤色光とによって、青、緑、赤の３原色が揃う。このため、光変換部１０３の光射出面からは、白色光が出射される。液晶表示素子のバックライトとしてこの白色光を使った色再現範囲は、発光ダイオード１０５の主発光ピークの波長および半値幅と、発光用ナノ結晶ＮＣの発光ピークの波長および半値幅とに依存する。
図８は、複数の発光素子Ｌが液晶パネル１０の一側面側に一列に並べられ、かつ、シート状の光変換部１０３を導光部１０２の一部に備えたバックライトユニットを持つ液晶表示素子において、図１のＩ−Ｉ線方向に液晶表示素子を切断した断面図である。
図８の本実施形態における液晶表示素子は、導光板１０４および当該導光板１０４の一方の面上に形成された発光用ナノ結晶ＮＣを含む光変換部１０３を備えた導光部１０２と、第一の偏光板１と、第一の表示基板ＳＵＢ１と、液晶層５と、第二の表示基板ＳＵＢ２と、第二の偏光板８とが順に積層され、前記導光板１０４の一側面側に光源部１０１が取り付けられた構造である。そのため、本実施形態では、光変換部１０３は導光部１０２に含まれる。また、必要により、光拡散板を光導光板１０４と液晶パネル１０（例えば偏光板１）との間に導光板１０４と当接するように設けてもよい。
さらに、発光素子Ｌを有する光源部１０１は、導光板１０４と接続されている。
図８の実施形態では、発光用ナノ結晶ＮＣを含む光変換部１０３は、シート状であり、この構造では、液晶パネル１０の背面のほぼ全体に対して当接するように光変換部１０３が配置されている。また、当該発光用ナノ結晶ＮＣを含む光変換部１０３は、コロイド状の発光用ナノ結晶をフィルム中に分散させ、それを保護フィルムで挟み込んだ構造となっている。また、光変換部１０３としては、発光ダイオード１０５が発する光（好ましくは青色光乃至紫外光）を吸収してより長波長の光を発する一種類以上、好ましくは２種以上の発光用ナノ結晶ＮＣと、発光用ナノ結晶ＮＣを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂とから構成されている。この場合において、本発明に係る発光ダイオード１０５は、他の実施形態と同様に、波長領域について特に制限されることはないが、青色領域に主発光ピークを有することが好ましい。例えば、４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域に主発光ピークを有する発光ダイオード１０５を好適に使用できる。
図８における光変換部１０３は、発光ダイオード１０５が発する光を吸収してより長波長の光を発する一種類以上、好ましくは２種以上の発光用ナノ結晶ＮＣと、発光用ナノ結晶ＮＣを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂とから構成されている。この場合において、発光用ナノ結晶ＮＣは、発光ダイオード１０５が発する光（好ましくは青色光乃至紫外光）を吸収して青色光を発する青色発光用ナノ結晶ＮＣ、発光ダイオード１０５が発する光（好ましくは青色光乃至紫外光）を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶ＮＣおよび発光ダイオード１０５が発する光（好ましくは青色光乃至紫外光）を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶ＮＣからなる群から選択される少なくとも１種の発光用ナノ結晶ＮＣを含んでいることが好ましく、青色発光用ナノ結晶ＮＣ、緑色発光用ナノ結晶ＮＣおよび赤色発光用ナノ結晶ＮＣからなる群から選択される２種の発光用ナノ結晶ＮＣを含んでいることがより好ましい。特に、緑色発光用ナノ結晶ＮＣと、赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶ＮＣを含んでいることが特に好ましい。
図８に示すように、発光素子Ｌから導光板１０４を通過した面状の青色光が、発光用ナノ結晶ＮＣを含む光変換部１０３において、緑色発光用ナノ結晶ＮＣで緑色の光に変換され、赤色発光用ナノ結晶ＮＣで赤色の光に変換され、青色の光はそのまま透過されることが好ましい。そのため、本発明に係る液晶表示素子は、赤色、緑色および青色の鋭いピークを持った面状光源になることにより色再現領域が拡大して、画像に鮮やかな色彩を与えることができる。
次に、図９は、複数の発光素子Ｌが液晶パネルに対して背面直下に平面状に配置された平板状のバックライトユニット１００を持ち、かつ、シート状の光変換部１０３を導光部１０２の一部に備えたバックライトユニットを持つ液晶表示素子において、図２のＩ−Ｉ線方向に液晶表示素子を切断した断面図の一例である。
図９の実施態様におけるバックライトユニット１００は、複数の発光素子Ｌが光拡散板１０６に対して平面状に配置された光源部１０１と、当該光拡散板１０６と、当該光拡散板１０６と当接するように設けられた発光用ナノ結晶ＮＣを含む光変換部１０３とから構成されている。ここで、本実施形態では、光拡散板１０６と光変換部１０３とから導光部１０２を形成している。そのため、本実施態様における液晶表示素子は、光源部１０１、光拡散板１０６、光変換部１０３、第一の偏光板１、第一の表示基板ＳＵＢ１、液晶層５、第二の表示基板ＳＵＢ２及び第二の偏光板８が順に積層された構造となる。なお、光拡散板１０６は、発光素子Ｌからでた光を均一に散乱させる役割を備えている。
図９で示すように、発光用ナノ結晶ＮＣを含む光変換部１０３は、シート状であり、この構造は、図８と同様に液晶パネル１０の背面のほぼ全体に対して当接するように光変換部１０３が配置されている。
本実施形態における光変換部１０３としては、発光ダイオード１０５が発する光（好ましくは青色光乃至紫外光）を吸収してより長波長の光を発する一種類以上、好ましくは２種以上の発光用ナノ結晶ＮＣと、発光用ナノ結晶ＮＣを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂とから構成されている。この場合において、本発明に係る発光ダイオード１０５は、他の実施形態と同様に、波長領域について特に制限されることはないが、青色領域に主発光ピークを有することが好ましい。例えば、４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域に主発光ピークを有する発光ダイオード１０５を好適に使用できる。
ここで光変換部１０３は、発光ダイオード１０５が発する光を吸収してより長波長の光を発する一種類以上、好ましくは２種以上の発光用ナノ結晶ＮＣと、発光用ナノ結晶ＮＣを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂とから構成されている。この場合において、発光用ナノ結晶ＮＣは、発光ダイオード１０５が発する光（好ましくは青色光乃至紫外光）を吸収して青色光を発する青色発光用ナノ結晶ＮＣ、発光ダイオード１０５が発する光（好ましくは青色光乃至紫外光）を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶ＮＣおよび発光ダイオード１０５が発する光（好ましくは青色光乃至紫外光）を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶ＮＣからなる群から選択される少なくとも１種の発光用ナノ結晶ＮＣを含んでいることが好ましく、青色発光用ナノ結晶ＮＣ、緑色発光用ナノ結晶ＮＣおよび赤色発光用ナノ結晶ＮＣからなる群から選択される２種の発光用ナノ結晶ＮＣを含んでいることがより好ましい。特に、緑色発光用ナノ結晶ＮＣと、赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶ＮＣを含んでいることが特に好ましい。
図９に示すように、複数の発光素子Ｌから光拡散板１０６で拡散された面状の青色光が、発光用ナノ結晶ＮＣを含むシート状の光変換部１０３において、緑色発光用ナノ結晶ＮＣで緑色の光に変換され、赤色発光用ナノ結晶ＮＣで赤色の光に変換され、青色の光はそのまま透過される。そのため、本発明に係る液晶表示素子は、赤色、緑色および青色の鋭いピークを持った面状光源になることにより色再現領域が拡大して、画像に鮮やかな色彩を与えることができる。
図１０（ａ）は、図２のＩ−Ｉ線方向に図２に示す液晶表示素子を切断した断面図であり、複数の発光素子Ｌが液晶パネルに対して背面直下に平面状に配置された平板状のバックライトユニット１００を持ち、かつ、光源部１０１の一部に光変換部１０３を備えたバックライトユニットを持つ液晶表示素子の実施形態を示すものである。
図１０（ａ）の実施形態では、発光素子Ｌは、図１０（ｂ）に示すように発光ダイオード１０５を光変換部１０３が覆うように一体的に構成されており、該発光素子Ｌが、光拡散板１０６に対して平面状に配置された光源部１０１を有するものである。
そのため、本実施態様における液晶表示素子は、光変換部１０３を備えた発光素子Ｌを複数有し、かつ当該複数の発光素子Ｌが平面状に配列された光源部１０１と、光拡散板１０６と、第一の偏光板１と、第一の表示基板ＳＵＢ１と、液晶層５と、第二の表示基板ＳＵＢ２と、第二の偏光板８と、が順に積層された構造を有するものとなる。
本実施態様における発光ダイオード１０５は、波長領域について特に制限されることはないが、青色領域に主発光ピークを有することが好ましい。例えば、４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域に主発光ピークを有する発光ダイオード１０５を好適に使用できる。
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）における光変換部１０３は、発光ダイオード１０５が発する光を吸収してより長波長の光を発する一種類以上、好ましくは２種以上の発光用ナノ結晶ＮＣと、発光用ナノ結晶ＮＣを均一に分散させた状態で含有する透明樹脂とから構成されている。この場合において、発光用ナノ結晶ＮＣは、発光ダイオード１０５が発する光（好ましくは青色光乃至紫外光）を吸収して青色光を発する青色発光用ナノ結晶ＮＣ、発光ダイオード１０５が発する光（好ましくは青色光乃至紫外光）を吸収して緑色光を発する緑色発光用ナノ結晶ＮＣおよび発光ダイオード１０５が発する光（好ましくは青色光乃至紫外光）を吸収して赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶ＮＣからなる群から選択される少なくとも１種の発光用ナノ結晶ＮＣを含んでいることが好ましく、青色発光用ナノ結晶ＮＣ、緑色発光用ナノ結晶ＮＣおよび赤色発光用ナノ結晶ＮＣからなる群から選択される２種の発光用ナノ結晶ＮＣを含んでいることがより好ましい。特に、緑色発光用ナノ結晶ＮＣと、赤色光を発する赤色発光用ナノ結晶ＮＣを含んでいることが特に好ましい。なお、赤色発光用ナノ結晶ＮＣは、緑色発光用ナノ結晶ＮＣが発する光でも励起されるので、発光ダイオード１０５の発光波長、緑および赤の発光用ナノ結晶ＮＣの比率、及び光変換部１０３における発光用ナノ結晶ＮＣの含有量を適宜調節することが好ましい。
発光ダイオード１０５が発する青色光と、緑色発光用ナノ結晶ＮＣが発する緑色光と、同じく赤色発光用ナノ結晶ＮＣが発する赤色光とによって、青、緑、赤の３原色が揃う。このため、光変換部１０３の光射出面からは、白色光が出射される。液晶表示素子のバックライトとしてこの白色光を使った色再現範囲は、発光ダイオード１０５の主発光ピークの波長および半値幅と、発光用ナノ結晶ＮＣの発光ピークの波長および半値幅とに依存する。
上述した通り、バックライトユニット側の基板上に形成されている層（図１では電極層３、配向層４）およびバックライトユニット側の基板（第一の基板２）を第一の表示基板ＳＵＢ１と称し、前記バックライトユニット側の基板と対向する基板上に形成されている層（図１では、配向層４、カラーフィルター６）および前記バックライトユニット側の基板と対向する基板（第二の基板７）を第二の表示基板ＳＵＢ２と称しており、実施形態によって、バックライトユニット側の基板上に形成されている層や前記バックライトユニット側の基板と対向する基板上に形成されている層を構成するものが異なる場合がある。
次に、本発明に係る液晶表示素子の構成要素である光変換部、及び液晶層について説明する。
本発明の液晶表示素子の各実施態様において光変換部１０３は、前記した通り、発光用ナノ結晶を含有する。本明細書における用語「ナノ結晶」は、好ましくは、１００ｎｍ以下の少なくとも１つの長さを有する粒子を指す。ナノ結晶の形状は、任意の幾何学的形状を有してもよく、対称または不対称であってよい。当該ナノ結晶の形状の具体例としては、細長、ロッド状の形状、円形（球状）、楕円形、角錐の形状、ディスク状、枝状、網状または任意の不規則な形状等を含む。一部の実施形態では、ナノ結晶は、量子ドットまたは量子ロッドであることが好ましい。
当該発光用ナノ結晶は、少なくとも１種の第一の半導体材料を含むコアと、前記コアを被覆し、かつ前記コアと同一または異なる第二の半導体材料を含むシェルとを有することが好ましい。
そのため、本発明に係る発光用ナノ結晶は、少なくとも第一半導体材料を含むコアと、第二半導体材料を含むシェルからなり、前記第一半導体材料と、前記第二半導体材料とは同じでも異なっていても良い。また、コアおよび／またはシェル共に第一半導体および／または第二半導体以外の第三の半導体材料を含んでも良い。なお、ここでいうコアを被覆とは、コアの少なくとも一部を被覆していればよい。
さらに、当該発光用ナノ結晶は、少なくとも１種の第一の半導体材料を含むコアと、前記コアを被覆し、かつ前記コアと同一または異なる第二の半導体材料を含む第一のシェルと、必要により、前記第一のシェルを被覆し、かつ前記第一のシェルと同一または異なる第三の半導体材料を含む第二のシェルと、を有することが好ましい。
したがって、本発明に係る発光用ナノ結晶は、第一の半導体材料を含むコアおよび前記コアを被覆し、かつ前記コアと同一の第二の半導体材料を含むシェルを有する形態、すなわち１種類又は２種以上の半導体材料から構成される態様（＝コアのみの構造（コア構造とも称する））と、第一の半導体材料を含むコアおよび前記コアを被覆し、かつ前記コアと異なる第二の半導体材料を含むシェルを有する形態等の、すなわちコア／シェル構造と、第一の半導体材料を含むコアおよび前記コアを被覆し、かつ前記コアと異なる第二の半導体材料を含む第一のシェルと、前記第一のシェルを被覆し、かつ前記第一のシェルと異なる第三の半導体材料を含む第二のシェルを有する形態の、すなわちコア／シェル／シェル構造との３つの構造のうち少なくとも一つを有することが好ましい。
また、本発明に係る発光用ナノ結晶は、上記の通り、コア構造、コア／シェル構造、コア／シェル／シェル構造の３つの形態を含むことが好ましく、この場合、コアは２種以上の半導体材料を含む混晶であってもよい（例えば、ＣｄＳｅ＋ＣｄＳ、ＣＩＳ＋ＺｎＳ等）。またさらに、シェルも同様に２種以上の半導体材料を含む混晶であってもよい。
本発明に係る光変換部において、発光用ナノ結晶は、当該発光用ナノ結晶に対して親和性のある分子が発光用ナノ結晶と接触していてもよい。
上記親和性のある分子とは、発光用ナノ結晶に対して親和性のある官能基を有する低分子および高分子であり、親和性のある官能基としては特に限定されるものでは無いが、窒素、酸素、硫黄およびリンからなる群から選択される１種の元素を含む基である事が好ましい。例えば、有機系硫黄基、有機系リン酸基ピロリドン基、ピリジン基、アミノ基、アミド基、イソシアネート基、カルボニル基、および水酸基等を挙げる事が出来る。
本発明に係る半導体材料は、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ族半導体及びＩ−ＩＩ−ＩＶ−ＶＩ族半導体からなる群から選択される１種又は２種以上であることが好ましい。本発明に係る第一の半導体材料、第一の半導体材料および第三の半導体材料の好ましい例は、上記の半導体材料と同様である。
本発明に係る半導体材料は、具体的には、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＣｄＨｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ、ＨｇＺｎＳＴｅ；ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＮＳｂ、ＧａＰＡｓ、ＧａＰＳｂ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＮＳｂ、ＡｌＰＡｓ、ＡｌＰＳｂ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＮＳｂ、ＩｎＰＡｓ、ＩｎＰＳｂ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＮＳｂ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＡｌＰＳｂ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＳｂ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＧａＩｎＰＳｂ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、ＩｎＡｌＮＳｂ、ＩｎＡｌＰＡｓ、ＩｎＡｌＰＳｂ；ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＳｎＳｅＳ、ＳｎＳｅＴｅ、ＳｎＳＴｅ、ＰｂＳｅＳ、ＰｂＳｅＴｅ、ＰｂＳＴｅ、ＳｎＰｂＳ、ＳｎＰｂＳｅ、ＳｎＰｂＴｅ、ＳｎＰｂＳＳｅ、ＳｎＰｂＳｅＴｅ、ＳｎＰｂＳＴｅ；Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、ＡｇＩｎＳｅ２、ＣｕＧａＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＧａＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２、ＡｇＩｎＳ２、ＡｇＧａＳｅ２、ＡｇＧａＳ２、Ｃ、ＳｉおよびＧｅからなる群から選択される少なくとも１つ以上選ばれ、これらの化合物半導体は単独で使用されても、または２つ以上が混合されていても良く、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｇＩｎＳ２、ＡｇＩｎＳｅ２、ＡｇＩｎＴｅ２、ＡｇＧａＳ２、ＡｇＧａＳｅ２、ＡｇＧａＴｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＴｅ２、ＣｕＧａＳ２、ＣｕＧａＳｅ２、ＣｕＧａＴｅ２、Ｓｉ、Ｃ、ＧｅおよびＣｕ２ＺｎＳｎＳ４からなる群から選択される少なくとも１つ以上選ばれることがより好ましく、これらの化合物半導体は単独で使用されても、または２つ以上が混合されていても良い。
本発明に係る発光用ナノ結晶は、赤色光を発光する赤色発光用ナノ結晶、緑色光を発光する緑色発光用ナノ結晶および青色光を発光する青色発光用ナノ結晶からなる群から選択される少なくとも１種のナノ結晶を含むことが好ましい。一般に、発光用ナノ結晶の発光色は、井戸型ポテンシャルモデルのシュレディンガー波動方程式の解によれば粒子径に依存するが、発光用ナノ結晶が有するエネルギーギャップにも依存するため、使用する発光用ナノ結晶とその粒子径を調整することにより、発光色を選択する。
本発明において赤色光を発光する赤色発光用ナノ結晶の蛍光スペクトルの波長ピークの上限は、６６５ｎｍ、６６３ｎｍ、６６０ｎｍ、６５８ｎｍ、６５５ｎｍ、６５３ｎｍ、６５１ｎｍ、６５０ｎｍ、６４７ｎｍ、６４５ｎｍ、６４３ｎｍ、６４０ｎｍ、６３７ｎｍ、６３５ｎｍ、６３２ｎｍまたは６３０ｎｍであることが好ましく、前記波長ピークの下限は、６２８ｎｍ、６２５ｎｍ、６２３ｎｍ、６２０ｎｍ、６１５ｎｍ、６１０ｎｍ、６０７ｎｍまたは６０５ｎｍであることが好ましい。
本発明において緑色光を発光する緑色発光用ナノ結晶の蛍光スペクトルの波長ピークの上限は、５６０ｎｍ、５５７ｎｍ、５５５ｎｍ、５５０ｎｍ、５４７ｎｍ、５４５ｎｍ、５４３ｎｍ、５４０ｎｍ、５３７ｎｍ、５３５ｎｍ、５３２ｎｍまたは５３０ｎｍであることが好ましく、前記波長ピークの下限は、５２８ｎｍ、５２５ｎｍ、５２３ｎｍ、５２０ｎｍ、５１５ｎｍ、５１０ｎｍ、５０７ｎｍ、５０５ｎｍ、５０３ｎｍまたは５００ｎｍであることが好ましい。
本発明において青色光を発光する青色発光用ナノ結晶の蛍光スペクトルの波長ピークの上限は、４８０ｎｍ、４７７ｎｍ、４７５ｎｍ、４７０ｎｍ、４６７ｎｍ、４６５ｎｍ、４６３ｎｍ、４６０ｎｍ、４５７ｎｍ、４５５ｎｍ、４５２ｎｍまたは４５０ｎｍであることが好ましく、前記波長ピークの下限は、４５０ｎｍ、４４５ｎｍ、４４０ｎｍ、４３５ｎｍ、４３０ｎｍ、４２８ｎｍ、４２５ｎｍ、４２２ｎｍまたは４２０ｎｍであることが好ましい。
本発明において赤色光を発光する赤色発光用ナノ結晶に使用される半導体材料は、発光のピーク波長が６３５ｎｍ±３０ｎｍの範囲に入っている事が望ましい。同じく、緑色光を発光する緑色発光用ナノ結晶に使用される半導体材料は、発光のピーク波長が５３０ｎｍ±３０ｎｍの範囲に入っている事が望ましく、青色光を発光する青色発光用ナノ結晶に使用される半導体材料は、発光のピーク波長が４５０ｎｍ±３０ｎｍの範囲に入っている事が望ましい。
本発明に係る発光用ナノ結晶の蛍光量子収率の下限値は、４０％以上、３０％以上、２０％以上、１０％以上の順で好ましい。
本発明に係る発光用ナノ結晶の蛍光スペクトルの半値幅の上限値は、６０ｎｍ以下、５５ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、４５ｎｍ以下の順で好ましい。
本発明に係る発光用ナノ結晶の粒子径（１次粒子）の上限値は、５０ｎｍ以下、４０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下の順で好ましい
本発明に係る赤色発光用ナノ結晶の発光のピーク波長の上限値は６６５ｎｍ、下限値は６０５ｎｍであり、このピーク波長に合う様に化合物およびその粒径を選択する。同じく、緑色発光用ナノ結晶の発光のピーク波長の上限値は５６０ｎｍ、下限値は５００ｎｍ、青色発光用ナノ結晶の発光のピーク波長の上限値は４８０ｎｍ、下限値は４２０ｎｍであり、それぞれこのピーク波長に合う様に化合物およびその粒径を選択する。
本発明に係る赤色発光用ナノ結晶の発光のピーク波長の上限値は６６５ｎｍ、下限値は６０５ｎｍであり、このピーク波長に合う様に化合物およびその粒径を選択する。同じく、緑色発光用ナノ結晶の発光のピーク波長の上限値は５６０ｎｍ、下限値は５００ｎｍ、青色発光用ナノ結晶の発光のピーク波長の上限値は４８０ｎｍ、下限値は４２０ｎｍであり、それぞれこのピーク波長に合う様に化合物およびその粒径を選択する。
本発明に係る光変換部は、発光用ナノ結晶を含み、当該発光用ナノ結晶は、赤色光を発光する赤色発光用ナノ結晶、緑色光を発光する緑色発光用ナノ結晶および青色光を発光する青色発光用ナノ結晶からなる群から選択される少なくとも１種のナノ結晶を含むことが好ましい。具体的には、赤色（例えば、ＣｄＳｅの発光用ナノ結晶、ＣｄＳｅのロッド状発光用ナノ結晶、コアシェル構造を備えたロッド状発光用ナノ結晶であり、当該シェル部分がＣｄＳであって内側のコア部がＣｄＳｅ、コアシェル構造を備えたロッド状発光用ナノ結晶であり、当該シェル部分がＣｄＳであって内側のコア部がＺｎＳｅ、コアシェル構造を備えた発光用ナノ結晶であり、当該シェル部分がＣｄＳであって内側のコア部がＣｄＳｅ、コアシェル構造を備えた発光用ナノ結晶であり、当該シェル部分がＣｄＳであって内側のコア部がＺｎＳｅ、ＣｄＳｅとＺｎＳとの混晶の発光用ナノ結晶、ＣｄＳｅとＺｎＳとの混晶のロッド状発光用ナノ結晶、ＩｎＰの発光用ナノ結晶、ＩｎＰの発光用ナノ結晶、ＩｎＰのロッド状発光用ナノ結晶、ＣｄＳｅとＣｄＳとの混晶の発光用ナノ結晶、ＣｄＳｅとＣｄＳとの混晶のロッド状発光用ナノ結晶、ＺｎＳｅとＣｄＳとの混晶の発光用ナノ結晶、ＺｎＳｅとＣｄＳとの混晶のロッド状発光用ナノ結晶など）、緑色（ＣｄＳｅの発光用ナノ結晶、ＣｄＳｅのロッド状の発光用ナノ結晶、ＣｄＳｅとＺｎＳとの混晶の発光用ナノ結晶、ＣｄＳｅとＺｎＳとの混晶のロッド状発光用ナノ結晶など）および青色（ＺｎＳｅの発光用ナノ結晶、ＺｎＳｅのロッド状発光用ナノ結晶、ＺｎＳの発光用ナノ結晶、ＺｎＳのロッド状発光用ナノ結晶、コアシェル構造を備えた発光用ナノ結晶であり、当該シェル部分がＺｎＳｅであって内側のコア部がＺｎＳ、コアシェル構造を備えたロッド状発光用ナノ結晶であり、当該シェル部分がＺｎＳｅであって内側のコア部がＺｎＳ、ＣｄＳの発光用ナノ結晶、ＣｄＳのロッド状発光用ナノ結晶）で発光する異なるナノ結晶を含む。他の色（例えば、黄色についても、必要に応じて光変換部に含有してもよい。
本明細書における本発明に係る発光用ナノ結晶の粒子径（１次粒子）はＴＥＭ観察によって測定できる。一般的に、ナノ結晶の平均粒子径の測定方法としては、光散乱法、溶媒を用いた沈降式粒度測定法、電子顕微鏡により粒子を直接観察して平均粒子径を実測する方法が挙げられる。発光用ナノ結晶は水分などにより劣化しやすいため、本発明では、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）または走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により任意の複数個の結晶を直接観察し、投影二次元映像よる長短径比からそれぞれの粒子径を算出し、その平均を求める方法が好適である。そのため、本発明では上記方法を適用して平均粒子径を算出している。発光用ナノ結晶の１次粒子とは、構成する数〜数十ｎｍの大きさの単結晶またはそれに近い結晶子のことであり、発光用ナノ結晶の一次粒子の大きさや形は、当該一次粒子の化学組成、構造、製造方法や製造条件などによって依存すると考えられる。
本発明に係る光変換部は、上記で示した発光用ナノ結晶と、必要により樹脂とを混合してもよい。
本発明に係る光変換部が、図３の実施形態で示すような、光源部と接続され、第一の基板又は第二の基板の側面部に設置された場合、より詳細には、本発明に係る光変換部が、光源部と接続され、中空管体と当該中空管体の内部収容された発光用ナノ結晶を有する場合、必要により発光用ナノ結晶は透明樹脂と混合してもよい。この場合の透明樹脂は公知のものを使用することができ、例えばアクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリチオエーテル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、直鎖構造および環状構造ノポリオレフィン樹脂等が挙げられる。また、上記透明樹脂は、可視光領域（３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）において全光線透過率が８０％以上の透明樹脂が好ましい。
さらに、本発明に係る光変換部において、必要により、上記透明樹脂、上記発光用ナノ結晶の他に、蛍光体、重合開始剤、触媒、アルミナ、シリカ、酸化チタンビーズ、ゼオライトまたはジルコニアなどの散乱剤といった、公知の添加剤を含んでもよい。
本発明に係る光変換部が、光源部と接続され、中空管体と当該中空管体の内部収容された発光用ナノ結晶を有する場合における透明樹脂に対する発光用ナノ結晶の含有量の上限は、透明樹脂１００質量部に対して、２０質量部であることが好ましく、１７質量部であることが好ましく、１５質量部であることが好ましく、１３質量部であることが好ましく、１２質量部であることが好ましく、１０質量部であることが好ましく、８質量部であることが好ましく、６質量部であることが好ましく、５質量部であることが好ましく、４．５質量部であることが好ましく、４質量部であることが好ましく、３．５質量部であることが好ましく、３質量部であることが好ましい。前記発光用ナノ結晶の含有量の下限は、透明樹脂１００質量部に対して、０．０５質量部であることが好ましく、０．０７質量部であることが好ましく、０．１質量部であることが好ましく、０．１５質量部であることが好ましく、０．２質量部であることが好ましく、０．３質量部、０．５質量部であることが好ましく、０．７質量部であることが好ましく、１質量部であることが好ましく、１．２質量部であることが好ましく、１．５質量部であることが好ましく、１．７質量部であることが好ましく、２質量部であることが好ましく、２．５質量部であることが好ましく、２．７質量部であることが好ましく、３質量部であることが好ましい。なお、光変換部に複数種の発光用ナノ結晶が含まれる場合において、上記含有量は合計量を表す。
本発明に係る光変換部が、図７および図１０の実施形態で示すような、発光素子と一体の場合、より詳細には、本発明に係る光変換部が、発光素子および発光用ナノ結晶を含有する光変換部を備える場合、必要により発光用ナノ結晶は透明樹脂と混合して使用してもよい。この場合の透明樹脂は公知のものを使用することができ、上記実施形態１の透明樹脂と同様の樹脂を使用することができるのでここでは省略する。また、本発明に係る光変換部において、必要により添加される添加剤も同様であるためここでは省略する。
上記発光素子および発光用ナノ結晶を含有する光変換部を備える場合の透明樹脂に対する発光用ナノ結晶の含有量の上限は、透明樹脂１００質量部に対して、２５質量部であることが好ましく、２３質量部であることが好ましく、２０質量部であることが好ましく、１７質量部であることが好ましく、１５質量部であることが好ましく、１３質量部であることが好ましく、１２質量部であることが好ましく、１０質量部であることが好ましく、８質量部であることが好ましく、６質量部であることが好ましく、５質量部であることが好ましく、４．５質量部であることが好ましく、４質量部であることが好ましく、３．５質量部であることが好ましく、３質量部であることが好ましい。前記発光用ナノ結晶の含有量の下限は、透明樹脂１００質量部に対して、０．０５質量部であることが好ましく、０．０７質量部であることが好ましく、０．１質量部であることが好ましく、０．１５質量部であることが好ましく、０．２質量部であることが好ましく、０．３質量部であることが好ましく、０．５質量部であることが好ましく、０．７質量部であることが好ましく、１質量部であることが好ましく、１．２質量部であることが好ましく、１．５質量部であることが好ましく、１．７質量部であることが好ましく、２質量部であることが好ましく、２．５質量部であることが好ましく、２．７質量部であることが好ましく、３質量部であることが好ましく、３．５質量部であることが好ましく、４質量部であることが好ましい。光変換部に複数種の発光用ナノ結晶が含まれる場合において、上記含有量は合計量を表す。
本発明に係る光変換部が、図８および図９の実施形態で示すような、光源部と接続され、第一の基板又は第二の基板に対して全面に設置された場合、より詳細には、本発明に係る光変換部が、シート状であり、前記第一の基板又は第二の基板の何れかで光源部側の基板に対して全面に配置した場合、必要により発光用ナノ結晶は透明樹脂と混合して使用してもよい。この場合の透明樹脂は公知のものを使用することができ、上記実施形態１の透明樹脂と同様の樹脂を使用することができるのでここでは省略する。また、本発明に係る光変換部において、必要により添加される添加剤も同様であるためここでは省略する。
本発明に係る光変換部が、光源部と接続され、第一の基板又は第二の基板に対して全面に設置された場合における透明樹脂に対する発光用ナノ結晶の含有量の上限は、透明樹脂１００質量部に対して、１９質量部であることが好ましく、１７質量部であることが好ましく、１５質量部であることが好ましく、１３質量部であることが好ましく、１２質量部であることが好ましく、１０質量部であることが好ましく、８質量部であることが好ましく、６質量部であることが好ましく、５質量部であることが好ましく、４．５質量部であることが好ましく、４質量部であることが好ましく、３．５質量部であることが好ましく、３質量部であることが好ましい。前記発光用ナノ結晶の含有量の下限は、透明樹脂１００質量部に対して、０．０５質量部であることが好ましく、０．０７質量部であることが好ましく、０．１質量部であることが好ましく、０．１５質量部、０．２質量部であることが好ましく、０．３質量部であることが好ましく、０．５質量部であることが好ましく、０．７質量部であることが好ましく、１質量部であることが好ましく、１．２質量部であることが好ましく、１．５質量部であることが好ましく、１．７質量部であることが好ましく、２質量部であることが好ましく、２．５質量部、２．７質量部であることが好ましく、３質量部であることが好ましく、３．５質量部であることが好ましい。光変換部に複数種の発光用ナノ結晶が含まれる場合において、上記含有量は合計量を表す。
さらに、本発明に係る光変換部において、必要により、上記透明樹脂、上記発光用ナノ結晶の他に、蛍光体、重合開始剤、触媒、アルミナ、シリカ、酸化チタンビーズ、ゼオライトまたはジルコニアなどの散乱剤といった、公知の添加剤を含んでもよい。
次に、液晶表示素子における液晶層、例えば、前記各実施態様における液晶層５は、前記した通り、ポリマーネットワーク（Ａ）と、下記一般式（ｉ）：
（式中、Ｒｉ１及びＲｉ２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ａｉ１は１，４−フェニレン基又はトランス−１，４−シクロヘキシレン基を表し、ｎｉ１は０又は１を表す。）で表される化合物を１０〜５０重量％含有する液晶組成物（Ｂ）を含有することを特徴としている。
斯かる液晶層を構成するポリマーネットワークは、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、前記液晶組成物（Ｂ）を構成する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。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。該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表示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、という特徴を有するものとなる。更に、本発明の液晶表示素子を構成する液晶層では、ポリマーネットワーク層が液晶表示素子全体に形成されている為、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）型液晶組成物と区別することができる。
斯かる液晶層は、例えば、重合性単量体成分（Ａ）及び前記液晶組成物（Ｂ）を必須成分とする重合性液晶組成物を重合させることにより製造することができる。具体的には、前記重合性液晶組成物が液晶相を示した状態で、該重合性液晶組成物中の重合性単量体成分（Ａ）を重合させることにより、分子量が増加して液晶組成物（Ｂ）と重合体（もしくは共重合体）に相分離させることにより前記液晶層を形成することができる。
ここで、二相に分離する形態は、含有する液晶組成物（Ｂ）の種類やモノマーの種類に依存する。例えば、液晶組成物（Ｂ）中にモノマー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、液晶組成物（Ｂ）中にモノマー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、モノマー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モノマーの核を無数に発生させて線状に連結させる構造によりナノオーダーの相分離構造が形成されるので好ましい。結果としてモノマー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る。一方、ポリマーネットワークの空隙は液晶組成物（Ｂ）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。バイノーダル分解に於けるモノマー相の核生成は、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、モノマーの官能基や重合開始剤の種類及び含有量、紫外線照射強度によるもので反応性を促進するように紫外線照射条件を適宜調整すれば良く、少なくとも２ｍＷ／ｃｍ２以上の紫外線照射強度が好ましい。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。重合性単量体成分（Ａ）の含有量を増加させると、温度の影響で液晶組成物（Ｂ）高濃度相とモノマー高濃度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。温度変化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、液晶組成物（Ｂ）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を形成させることができる。
ここで、前記した重合性液晶組成物は、重合性単量体成分（Ａ）、前記液晶組成物（Ｂ）、及び必要に応じて重合開始剤を含むものであるが、前記重合性単量体成分（Ａ）を重合性液晶組成物中、０．５〜２０質量％、好ましくは１〜１０質量％となる割合で用いることが液晶組成物（Ｂ）相の相分離とポリマーネットが良好に形成される点から好ましい。従って、本発明では、前記液相層は、ポリマーネットワーク（Ａ）と液晶組成物（Ｂ）との総質量に対して、ポリマーネットワーク（Ａ）が０．５〜２０質量％、特に１〜１０質量％となる割合で存在していることが好ましい。
重合性液晶組成物を重合させる際、重合相分離構造形成過程に於いては、モノマー高濃度相と液晶高濃度相の二相が形成されるが、重合開始剤は、通常、モノマー又は液晶の何れかの親和性の高い方に集まり易くなり濃度の局在化が起こる。
ここで、重合開始剤がモノマー高濃度相に偏在化する場合には、モノマーの重合が促進される一方で、液晶高濃度相に残存するモノマーの重合が進み難くなる。この場合、光開始剤濃度が低くなった液晶高濃度相中の残存モノマーは、モノマー高濃度相へ凝集性などの作用により集まることで架橋する。
逆に、重合開始剤が液晶高濃度相に偏在化する場合には、液晶高濃度相の残存モノマーの重合が促進されるようになり、液晶中の残存モノマーの分子量が増加すると伴に、新たに重合相分離構造を形成する場合やモノマー高濃度相へ凝集する場合などが考えられ、液晶高濃度相の残存モノマーは液晶相に溶存する光開始剤の効果で重合が進み易くなるので好ましい。又、液晶高濃度相の残存モノマーが光開始剤の効果で重合相分離が進み新たにポリマーネットワークを形成することも好ましい。
形成されたポリマーネットワークは、液晶組成物（Ｂ）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（Ｂ）が連続層をなす構造、液晶組成物（Ｂ）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が、前記各構造のなかでも特にポリマーの３次元ネットワーク構造中に液晶組成物（Ｂ）が連続層をなす構造のものが、液晶分子のプレチルトの安定性に優れる点から好ましい。ここで、液相層を構成するポリマーネットワークは、共存する液晶組成物（Ｂ）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モノマーを導入すると透過率の向上や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モノマーを用いることが好ましい。又、電圧を印加しながら紫外線照射等によりポリマーネットワークを形成させてプレチルトを形成させても良い。
斯かる観点から重合性単量体成分（Ａ）は、液晶性のモノマーを使用することが好ましい。即ち、本発明の液晶表示素子は、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、また、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、オフ応答の速度を高めることができる点から好ましく、そのため重合性単量体成分（Ａ）を構成する重合性モノマーは、分子構造中にメソゲン構造を持つ液晶性のモノマーであることが好ましい。なお、本発明における液晶表示素子は、前記ポリマーネットワーク層が、ポリマーネットワークの平均空隙間隔が可視光の波長より小さい大きさであること、即ち４５０ｎｍ未満の平均空隙間隔であることが、光散乱は起こらなくなる点から好ましい。
斯かる液晶性のモノマーとしては、下記一般式（Ｐ１）
で表されるものが挙げられる。
ここで、Ｚｐ１１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−Ｓｐｐ１２−Ｒｐ１２を表す。これらのなかでも、Ｚｐ１１としては、フッ素原子、酸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のアルキル基を使用することが液晶表示素子の電圧保持率を高くすることが可能になる点から好ましく、また、チルトの安定性の点から−Ｓｐｐ１２−Ｒｐ１２であることが好ましい。
ここで、Ｒｐ１１およびＲｐ１２はそれぞれ独立に以下の式（ＲＰ１１−１）から式（ＰＰ１１−８）
のいずれかを表し（式中、＊は結合点を示す）、前記式（ＲＰ１１−１）〜（ＲＰ１１−８）中、ＲＰ１１１〜ＲＰ１１２はお互いに独立して、水素原子、炭素原子数１〜５個のアルキル基であり、ｔＭ１１は０、１または２を表す。これらのなかでも特に前記式（ＲＰ１１−１）で表され、かつ、該式中のＲＰ１１１としては水素原子又はメチル基である、（メタ）アクリロイル基であることが、液晶表示素子の製造時にモノマーを重合させる際の紫外線照射量を低くすることが可能になる、液晶材料への紫外線照射量を必要最低限に保つことができ、液晶材料及び液晶表示素子の劣化を避けることができる点から好ましい。
前記Ｒｐ１１およびＲｐ１２として挙げた式（ＲＰ１１−１）から式（ＰＰ１１−８）の中でも特に、下記式（ＲＰ１１−１）から式（ＲＰ１１−４）
で表されるものが反応性に優れる点から好ましく、特に式（ＲＰ１１−１）で表されるものが好ましい。
Ｓｐｐ１１およびＳｐｐ１２は、それぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２の直鎖もしくは分岐状アルキレン基、又は、この直鎖もしくは分岐状のアルキレン構造の炭素原子は、酸素原子が隣接しない条件で、酸素原子もしくはカルボニル基で置換された化学構造を有する構造部位を表す。これらのなかでも、特に、炭素原子数１〜１２の直鎖もしくは分岐状アルキレン基は、液晶材料（Ｂ）との相溶性を高めるので好ましく、液晶分子が持つアルキル基と同程度の炭素原子数１〜６のものが特に好ましい。ここで、重合性単量体成分（Ａ）と液晶材料（Ｂ）との相溶性が十分でない場合や、前記した重合開始剤（Ｃ）の液晶材料（Ｂ）への相溶性が十分でない場合には、ポリマーネットワークの密度が粗になる部分と密になる部分ができるため素子特性に影響を及ぼし面内の特性が不均一となり易いが、本発明において重合性単量体成分（Ａ）と液晶材料（Ｂ）との相溶性が良好なる場合には、重合開始剤（Ｃ）と液晶材料（Ｂ）との相溶性が良好なものとなることと相俟って、一様な重合相分離構造が形成され、液晶中の均一なポリマーネットワークを形成されて液晶表示素子の特性が面内で一定になる、という特長を有する。ここで、炭素原子数１〜１２の直鎖もしくは分岐状アルキレン基であるＳｐｐ１１とＳｐｐ１２とを有する場合、これらが同一のものであることが該モノマーの製造が容易であること、また、アルキレン鎖長の異なる複数種の化合物の使用割合を調整することによって物性調整が容易となる点から好ましい。一方、Ｓｐｐ１１およびＳｐｐ１２が単結合である場合には、モノマーが基板面に集まり易く、ポリマーネットワークを形成する傾向よりも垂直配向膜表面に薄膜を形成する傾向が強くなるため、ポリマーネットワーク形成による高速応答の効果よりも配向膜にプレチルトを付与し固定化する効果がより強くなる。
また、重合性液晶組成物中の重合性単量体成分（Ａ）の含有率が０．５質量％未満である場合には、前記した配向膜にプレチルト角を付与し固定化する点から、Ｓｐｐ１１およびＳｐｐ１２は単結合であることが好ましく、一方、該含有率が０．５質量％〜２０質量％の範囲である場合には、Ｓｐｐ１１およびＳｐｐ１２は炭素原子数１〜１２の直鎖もしくは分岐状アルキレン基であることがオフ応答速度を速めるポリマーネットワークを形成できる点から好ましい。特にオフ応答速度と低駆動電圧の点から１質量％〜１０質量％の範囲であることが好ましい。また、前記した直鎖もしくは分岐状アルキレン基は、炭素原子数としては、２〜８が好ましく、２〜６が更に好ましい。また、アルキレン基上の炭素原子を酸素原子が隣接しない条件で酸素原子もしくはカルボニル基で置換することは好ましい。特に酸素原子をＭＰ１１やＭＰ１３に結合する位置で導入すると、液晶材料全体としての液晶上限温度の拡大や重合時における紫外線感度を増加させることが可能になる点から好ましい。
次に、前記一般式（Ｐ１）中、Ｌｐ１１及びＬｐ１２はそれぞれ独立して、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｃ２Ｈ４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＯＣＯＯ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯ−ＮＲＰ１１３−、−ＮＲＰ１１３−ＣＯ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＲＰ１１３−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＲＰ１１３−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＲＰ１１３＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＲａＰ１１３＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＲＰ１１３＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＯＯ−ＣＲＰ１１３＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＯＣＯ−ＣＲＰ１１３＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＲＰ１１３＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−（ＣＨ２）ｔｍ１２−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−（ＣＨ２）ｔｍ１２−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−、−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−（ＣＨ２）ｔｍ１２−、−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−（ＣＨ２）ｔｍ１２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−又は−Ｃ＝Ｎ−Ｎ＝Ｃ−（式中、ＲＰ１１３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、ｔｍ１２は１〜４の整数を表す。）を表す。
これらのなかでも重合性単量体成分（Ａ）の液晶性が高く、液晶表示素子における配向ムラ抑止の観点から、単結合、−Ｃ２Ｈ４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−（ＣＨ２）２−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−（ＣＨ２）２−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−、−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−（ＣＨ２）２−、−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｎ＝Ｎ−、又は−Ｃ＝Ｎ−Ｎ＝Ｃ−が好ましい。
また、モノマーに光異性化する機能を付与することによりワイゲルト効果を用いた光による光配列機能が利用できることから、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、または−Ｎ＝Ｎ−が好ましく、−ＣＨ＝ＣＨ−と−Ｎ＝Ｎ−を選択すること、なかでも−Ｎ＝Ｎ−であることが好ましい。また、ポリマーネットワークの配向性を高くする観点から特に−Ｎ＝Ｎ−であることが好ましい。
つぎに、一般式（Ｐ１）中のＭｐ１１、Ｍｐ１２およびＭｐ１３は、それぞれ独立に１，４−フェニレン基、１，３−フェニレン基、１，２−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基、１，３−シクロヘキシレン基、１，２−シクロヘキシレン基、１，４−シクロヘキセニレン基、１，３−シクロヘキセニレン基、１，２−シクロヘキセニレン基、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、ナフタレン−１，４−ジイル基、インダン−２，５−ジイル基、フルオレン−２，６−ジイル基、フルオレン−１，４−ジイル基、フェナントレン−２，７−ジイル基、アントラセン−２，６−ジイル基、アントラセン−１，４−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、或いは、これらの芳香核に炭素原子数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、又はニトロ基で置換された構造が挙げられる。
また、前記Ｍｐ１１、Ｍｐ１２およびＭｐ１３は、これらの構造の芳香核に−Ｓｐｐ１１−Ｒｐ１１が置換されたものが、反応性に優れたラジカル重合性単量体となる点から好ましい。この時のＲｐ１１としては式（ＲＰ１１−１）でかつ、ＲＰ１１１としては水素原子、もしくはメチル基である（メタ）アクリロイル基であることが好ましい。
これらのなかでも特に １，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基、１，４−シクロヘキセニレン基、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、フルオレン−２，６−ジイル基、フルオレン−１，４−ジイル基、フェナントレン−２，７−ジイル基、アントラセン−２，６−ジイル基、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、２，３−ジフロロ−１，４−フェニレン基、２−フロロ−１，４−フェニレン基が液晶との相溶性の点から好ましい。
また、一般式（Ｐ１）中、ｍｐ１２は１又は２を表し、ｍｐ１３及びｍｐ１４はそれぞれ独立して、０、１、２又は３を表し、ｍｐ１１及びｍｐ１５はそれぞれ独立して１、２又は３を表す。ここで、Ｚｐ１１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、Ｒｐ１１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、Ｒｐ１２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、Ｓｐｐ１１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、Ｓｐｐ１２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、Ｌｐ１１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、Ｌｐ１２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、Ｍｐ１２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、Ｍｐ１３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で表される化合物であることが好ましい。また、当該材料は１種又は２種以上含有することが好ましい。
また、前記したｍｐ１２〜ｍｐ１４は、それらの合計が１〜６の範囲であることが好ましく、２〜４の範囲、なかでも２であることが特に好ましい。２種以上のモノマーを使用する場合には、モノマー全体中の当該モノマーの濃度とｍｐ１２〜ｍｐ１４の合計を乗じて計算する平均数が、１．６〜２．８になるように設定することが好ましく、１．７〜２．４にする事が更に好ましく、1．８〜２．２にすることが特に好ましい。
ｍｐ１１及びｍｐ１５の合計は１〜６が好ましく、２〜４が更に好ましく、２が特に好ましい。２種以上のモノマーを使用する場合には、モノマー全体中の当該モノマーの濃度とｍｐ１とｐ１５合計を乗じて計算する平均数が、１．６〜２．８になるように設定することが好ましく、１．７〜２．４にする事が更に好ましく、1．８〜２．２にすることが特に好ましい。平均数が１に近いと、液晶表示素子の駆動電圧を低減できる傾向があり、平均数が高いとオフ応答を速くできる傾向がある。
Ｍｐ１１、Ｍｐ１２およびＭｐ１３へのフッ素原子による置換は、液晶表示素子の電圧保持率を悪化させることなく、液晶材料と重合体もしくは共重合体との相互作用の大きさや溶解性を制御できるため好ましい。好ましい置換数は、1〜４である。
以上詳述した式（Ｐ１）の中でも、下記式（Ｐ２−１）〜（Ｐ２−１１）で表される化合物を使用することは、チルト角の経時変化を抑制に有効である。
（式中、ＲＰ２１、ＲＰ２２はそれぞれ独立的に水素原子もしくはメチル基を表す）
このような化合物は有用であるものの、液晶材料中への溶解性が良好でない場合ある。従って、このような化合物は使用するモノマー全体において、９０質量％以下含有することが好ましく、７０質量％以下含有することが更に好ましく、５０質量％以下含有することが特に好ましい。
このような化合物は有用であるものの、液晶材料中への溶解性が良好でない場合ある。従って、このような化合物は使用するモノマー全体において、９０質量％以下含有することが好ましく、７０質量％以下含有することが更に好ましく、５０質量％以下含有することが特に好ましい。
また、式（Ｐ１）の中でも、下記式（Ｐ３−１）〜（Ｐ３−１１）で表される化合物を使用することは、チルト角の経時変化の抑制と液晶材料中への溶解性確保の両立を図れることから好ましい。
（式中、ＲＰ３１、ＲＰ３２はそれぞれ独立的に水素原子もしくはメチル基を表し、ｍＰ３１は０または１の整数を表し、ｍＰ３１が０の場合、ｍＰ３２は１〜６の整数を表し、ｍｐ３１が１の場合、ｍＰ３２は２〜６の整数を表す）
式（Ｐ１）の中でも、下記式（Ｐ４−１）〜（Ｐ４−１１）で表される化合物を使用することは、オフ応答を効果的に改善するのに有用であることから好ましい。
（式中、ＲＰ４１、ＲＰ４２はそれぞれ独立的に水素原子もしくはメチル基を表し、ｍＰ４２及びｍＰ４３はそれぞれ独立的に０または１の整数を表し、ｍＰ４２が０の場合、ｍＰ４１は１〜６の整数を表し、ｍｐ４２が１の場合、ｍＰ４１は２〜６の整数を表し、ｍＰ４３が０の場合、ｍＰ４４は１〜６の整数を表し、ｍＰ４３が１の場合、ｍｐ４４は２〜６の整数を表す）
このような化合物は使用するモノマー全体において、４０質量％以上含有することが好ましく、５０質量％以上含有することが更に好ましく、６０質量％以上含有することが特に好ましい。
このような化合物は使用するモノマー全体において、４０質量％以上含有することが好ましく、５０質量％以上含有することが更に好ましく、６０質量％以上含有することが特に好ましい。
式（Ｐ１）の中でも、メソゲン中にアリールエステル構造を有する、式（Ｐ５−１）〜（Ｐ５−１１）で表される化合物は紫外線照射によって重合開始できる能力を有するため、重合開始剤の添加量を低減できるので好ましい。
（式中、ＲＰ５１、ＲＰ５２はそれぞれ独立的に水素原子もしくはメチル基を表し、ｍＰ５２及びｍＰ５３はそれぞれ独立的に０または１の整数を表し、ｍＰ５２が０の場合、ｍＰ５１は１〜６の整数を表し、ｍｐ５２が１の場合、ｍＰ５１は２〜６の整数を表し、ｍＰ５３が０の場合、ｍＰ５４は１〜６の整数を表し、ｍＰ５３が１の場合、ｍｐ５４は２〜６の整数を表す）
このような化合物の添加量が多いと液晶表示素子の電圧保持率が悪化する傾向があるので、使用するモノマー全体においで３０質量％以下含有することが好ましく、２０質量％以下含有することが更に好ましく、１０質量％以下が特に好ましい。
このような化合物の添加量が多いと液晶表示素子の電圧保持率が悪化する傾向があるので、使用するモノマー全体においで３０質量％以下含有することが好ましく、２０質量％以下含有することが更に好ましく、１０質量％以下が特に好ましい。
また、式（Ｐ１）の中でも式（Ｐ６−１）〜（Ｐ６−１１）で表される化合物のようなメソゲン中に桂皮酸エステル基を導入することも好ましい。
（式中、ＲＰ６１、ＲＰ６２はそれぞれ独立的に水素原子もしくはメチル基を表し、ｍＰ６２及びｍＰ６３はそれぞれ独立的に０または１の整数を表し、ｍＰ６２が０の場合、ｍＰ６１は１〜６の整数を表し、ｍｐ６２が１の場合、ｍＰ６１は２〜６の整数を表し、ｍＰ６３が０の場合、ｍＰ６４は１〜６の整数を表し、ｍＰ６３が１の場合、ｍｐ６４は２〜６の整数を表す）
また、式（Ｐ１）の中でも下記式（Ｐ７−１）〜（Ｐ７−５）で表されるような縮合環を有する化合物は、紫外線吸収域を単環化合物より可視光側にシフトさせることができるので、モノマーの感度調節の観点から好ましい。
（式中、ＲＰ７１、ＲＰ７２はそれぞれ独立的に水素原子もしくはメチル基を表し、ｍＰ７２及びｍＰ７３はそれぞれ独立的に０または１の整数を表し、ｍＰ７２が０の場合、ｍＰ７１は１〜６の整数を表し、ｍｐ７２が１の場合、ｍＰ７１は２〜６の整数を表し、ｍＰ７３が０の場合、ｍＰ７４は１〜６の整数を表し、ｍＰ７３が１の場合、ｍｐ７４は２〜６の整数を表す。）
上記では好ましい化合物として２官能モノマーを例示したが、式（Ｐ１）の中でも式（Ｐ５−１）〜（Ｐ５−１１）で表される化合物のような３官能モノマーの使用も好ましい。重合体もしくは共重合体の機械的強度を向上させることができる。また、メソゲン中にエステル結合を有しているものは、紫外線照射によって重合開始できる能力を有するため、重合開始剤の添加量を低減できるのでより好ましい。
上記では好ましい化合物として２官能モノマーを例示したが、式（Ｐ１）の中でも式（Ｐ５−１）〜（Ｐ５−１１）で表される化合物のような３官能モノマーの使用も好ましい。重合体もしくは共重合体の機械的強度を向上させることができる。また、メソゲン中にエステル結合を有しているものは、紫外線照射によって重合開始できる能力を有するため、重合開始剤の添加量を低減できるのでより好ましい。
（式中、ＲＰ８１、およびＲＰ８３はそれぞれ独立的に水素原子もしくはメチル基を表し、ｍＰ７２及びｍＰ７３はそれぞれ独立的に０または１の整数を表し、ｍＰ７２が０の場合、ｍＰ７１は１〜６の整数を表し、ｍｐ７２が１の場合、ｍＰ７１は２〜６の整数を表し、ｍＰ７３が０の場合、ｍＰ７４は１〜６の整数を表し、ｍＰ７３が１の場合、ｍｐ７４は２〜６の整数を表す。）
また、式（Ｐ１）の中でも液晶表示素子の駆動電圧を調整する目的から下記式（Ｐ９−１）〜（Ｐ９−１１）で表される化合物のような単官能モノマーの使用も好ましい。
（式中、ＲＰ９１は水素原子又はメチル基を表し、およびＲＰ９２は水素原子、または炭素原子数１〜１８のアルキル基を表す）
また、式（Ｐ１）の中でもモノマーとして光異性化する機能を付与することは、ワイゲルト効果を用いた光による光配列機能が利用できるので好ましい。このような観点からは（Ｐ１０−１）〜（Ｐ１０−１１）で表される化合物が好ましい。
（式中、ＲＰ１０１、ＲＰ１０２はそれぞれ独立的に水素原子もしくはメチル基を表し、ｍＰ１０２及びｍＰ１０３はそれぞれ独立的に０または１の整数を表し、ｍＰ１０２が０の場合、ｍＰ１０１は１〜６の整数を表し、ｍｐ１０２が１の場合、ｍＰ１０１は２〜６の整数を表し、ｍＰ１０３が０の場合、ｍＰ１０４は１〜６の整数を表し、ｍＰ１０３が１の場合、ｍｐ１０４は２〜６の整数を表す）
以上詳述した重合性単量体成分（Ａ）は、上記した各種具体例で表される化合物を、下記一般式（Ｖ）
（式中、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ１及びＳｐ２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−（ＣＨ２）ｓ−（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の直鎖状もしくは分岐状の多価脂肪族炭化水素基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価脂肪族炭化水素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−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）
または、下記一般式（ＶＩ）
または、下記一般式（ＶＩ）
（式中、Ｘ３は、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ３は、単結合、炭素原子数１〜１２のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｔ−（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の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基、炭素原子数２〜２０の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン構造中の酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換された構造部位、これらの化学構造は、該構造を構成する炭素原子上の水素原子が、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い。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。なお、式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子が−ＣＨ３、−ＯＣＨ３、フッ素原子、又はシアノ基に置換されていてもよい。）
で表すこともできる。
で表すこともできる。
ここで、前記一般式（Ｖ）におけるＳｐ１及びＳｐ２が同一となるものであることが、これらが例えば炭素原子数１〜１２の直鎖もしくは分岐状アルキレン基である場合に、該化合物の合成が容易であり、また、アルキレン鎖長の異なる複数種の化合物の使用割合を調整することによって物性調整が容易となる点から好ましい。
前記した通り、以上詳述した重合性単量体成分（Ａ）は、重合性液晶組成物中、０．５質量％〜２０質量％の範囲、特に１質量％〜１０質量％の範囲となる割合で用いることが好ましいが、当該範囲内の何れの濃度に於いてもＴｇの異なる重合性単量体成分（Ａ）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単量体成分（Ａ）は、架橋密度が高くなる分子構造を有する重合性単量体成分（Ａ）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、１価もしくは２価であり、かつ炭素原子数が８〜１８のアルコール化合物のアクリレートもしくはメタクリレートを重合性単量体成分（Ａ）として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、このような重合性単量体成分（Ａ）は、基板界面で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。
次に、前記液晶層又は前記重合性液晶組成物を構成する液晶組成物（Ｂ）は、前記した通り、下記一般式（ｉ）：
（式中、Ｒｉ１及びＲｉ２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ａｉ１は１，４−フェニレン基又はトランス−１，４−シクロヘキシレン基を表し、ｎｉ１は０又は１を表す。）で表される化合物を１０〜５０重量％含有するものである。
上記一般式（ｉ）で表される化合物は下記一般式（ｉ−１）〜（ｉ−２）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
一般式（ｉ−１）で表される化合物は下記の化合物である。
（式中、Ｒｉ１１及びＲｉ１２はそれぞれ独立して、一般式（ｉ）におけるＲＬ１及びＲＬ２と同じ意味を表す。）
Ｒｉ１１及びＲｉ１２は、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましい。
Ｒｉ１１及びＲｉ１２は、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましい。
一般式（ｉ−１）で表される化合物は単独で使用することもできるが、２以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類であり、２種類であり、３種類であり、４種類であり、５種類以上である。
好ましい含有量の下限値は、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対して、１質量％であり、２質量％であり、３質量％であり、５質量％であり、７質量％であり、１０質量％であり、１５質量％であり、２０質量％であり、２５質量％であり、３０質量％であり、３５質量％であり、４０質量％であり、４５質量％であり、５０質量％であり、５５質量％である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対して、９５質量％であり、９０質量％であり、８５質量％であり、８０質量％であり、７５質量％であり、７０質量％であり、６５質量％であり、６０質量％であり、５５質量％であり、５０質量％であり、４５質量％であり、４０質量％であり、３５質量％であり、３０質量％であり、２５質量％である。
上記好ましい範囲内であると青色ＬＥＤなどの光による劣化が起こりにくい。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値が高く上限値が高いことが好ましい。さらに、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）のＴＮＩを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値が中庸で上限値が中庸であることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値が低く上限値が低いことが好ましい。
一般式（ｉ−１）で表される化合物は一般式（ｉ−１−１）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
（式中Ｒｉ１２は一般式（ｉ−１）における意味と同じ意味を表す。）
一般式（ｉ−１−１）で表される化合物は、式（ｉ−１−１．１）から式（ｉ−１−１．３）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式（ｉ−１−１．２）又は式（ｉ−１−１．３）で表される化合物であることが好ましく、特に、式（ｉ−１−１．３）で表される化合物であることが好ましい。
一般式（ｉ−１−１）で表される化合物は、式（ｉ−１−１．１）から式（ｉ−１−１．３）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式（ｉ−１−１．２）又は式（ｉ−１−１．３）で表される化合物であることが好ましく、特に、式（ｉ−１−１．３）で表される化合物であることが好ましい。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（ｉ−１−１．３）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、２質量％であり、３質量％であり、５質量％であり、７質量％であり、１０質量％である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対して、２０質量％であり、１５質量％であり、１３質量％であり、１０質量％であり、８質量％であり、７質量％であり、６質量％であり、５質量％であり、３質量％である。
一般式（ｉ−１）で表される化合物は一般式（ｉ−１−２）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが、バックライトとして紫外線領域にある波長２００〜４００ｎｍの光が照射された場合であっても優れた耐久性を持ち、電圧保持率を発現できる点から好ましい。
（式中Ｒｉ１２は一般式（ｉ−１）における意味と同じ意味を表す。）
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（ｉ−１−２）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、５質量％であり、１０質量％であり、１５質量％であり、１７質量％であり、２０質量％であり、２３質量％であり、２５質量％であり、２７質量％であり、３０質量％であり、３５質量％である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対して、６０質量％であり、５５質量％であり、５０質量％であり、４５質量％であり、４２質量％であり、４０質量％であり、３８質量％であり、３５質量％であり、３３質量％であり、３０質量％であり、２０質量％であり、１５質量％であり、１０質量％である。これらの中でも青色の可視光に対する液晶層の劣化防止の観点から、含有量の上限値は、１５質量％、特に１０質量％であることが好ましい。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（ｉ−１−２）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、５質量％であり、１０質量％であり、１５質量％であり、１７質量％であり、２０質量％であり、２３質量％であり、２５質量％であり、２７質量％であり、３０質量％であり、３５質量％である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対して、６０質量％であり、５５質量％であり、５０質量％であり、４５質量％であり、４２質量％であり、４０質量％であり、３８質量％であり、３５質量％であり、３３質量％であり、３０質量％であり、２０質量％であり、１５質量％であり、１０質量％である。これらの中でも青色の可視光に対する液晶層の劣化防止の観点から、含有量の上限値は、１５質量％、特に１０質量％であることが好ましい。
さらに、一般式（ｉ−１−２）で表される化合物は、式（ｉ−１−２．１）から式（ｉ−１−２．４）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式（ｉ−１−２．２）から式（ｉ−１−２．４）で表される化合物であることが好ましい。特に、式（ｉ−１−２．２）で表される化合物は本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の応答速度を特に改善するため好ましい。また、応答速度よりも高いＴＮＩを求めるときは、式（ｉ−１−２．３）又は式（ｉ−１−２．４）で表される化合物を用いることが好ましい。式（ｉ−１−２．３）及び式（ｉ−１−２．４）で表される化合物の含有量は、低温での溶解度を良くするために３０質量％以上にすることは好ましくない。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（ｉ−１−２．２）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１０質量％であり、１５質量％であり、１８質量％であり、２０質量％であり、２３質量％であり、２５質量％であり、２７質量％であり、３０質量％であり、３３質量％であり、３５質量％であり、３８質量％であり、４０質量％である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対して、６０質量％であり、５５質量％であり、５０質量％であり、４５質量％であり、４３質量％であり、４０質量％であり、３８質量％であり、３５質量％であり、３２質量％であり、３０質量％であり、２７質量％であり、２５質量％であり、２２質量％である。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（ｉ−１−１．３）で表される化合物及び式（ｉ−１−２．２）で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、１０質量％であり、１５質量％であり、２０質量％であり、２５質量％であり、２７質量％であり、３０質量％であり、３５質量％であり、４０質量％である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対して、６０質量％であり、５５質量％であり、５０質量％であり、４５質量％であり、４３質量％であり、４０質量％であり、３８質量％であり、３５質量％であり、３２質量％であり、３０質量％であり、２７質量％であり、２５質量％であり、２２質量％である。
一般式（ｉ−１）で表される化合物は一般式（ｉ−１−３）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
（式中Ｒｉ１３及びＲｉ１４はそれぞれ独立して炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。）
Ｒｉ１３及びＲｉ１４は、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましい。
Ｒｉ１３及びＲｉ１４は、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましい。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（ｉ−１−３）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、５質量％であり、１０質量％であり、１３質量％であり、１５質量％であり、１７質量％であり、２０質量％であり、２３質量％であり、２５質量％であり、３０質量％である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対して、６０質量％であり、５５質量％であり、５０質量％であり、４５質量％であり、４０質量％であり、３７質量％であり、３５質量％であり、３３質量％であり、３０質量％であり、２７質量％であり、２５質量％であり、２３質量％であり、２０質量％であり、１７質量％であり、１５質量％であり、１３質量％であり、１０質量％である。
さらに、一般式（ｉ−１−３）で表される化合物は、式（ｉ−１−３．１）から式（ｉ−１−３．１２）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式（ｉ−１−３．１）、式（ｉ−１−３．３）又は式（ｉ−１−３．４）で表される化合物であることが好ましい。特に、式（ｉ−１−３．１）で表される化合物は本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の応答速度を特に改善するため好ましい。また、応答速度よりも高いＴＮＩを求めるときは、式（ｉ−１−３．３）、式（ｉ−１−３．４）、式（Ｌ−１−３．１１）及び式（ｉ−１−３．１２）で表される化合物を用いることが好ましい。式（ｉ−１−３．３）、式（ｉ−１−３．４）、式（ｉ−１−３．１１）及び式（ｉ−１−３．１２）で表される化合物の合計の含有量は、低温での溶解度を良くするために２０質量％以上にすることは好ましくない。
さらに、一般式（ｉ−１−３）で表される化合物は、式（ｉ−１−３．１）から式（ｉ−１−３．１２）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式（ｉ−１−３．１）、式（ｉ−１−３．３）又は式（ｉ−１−３．４）で表される化合物であることが好ましい。特に、式（ｉ−１−３．１）で表される化合物は本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の応答速度を特に改善するため好ましい。また、応答速度よりも高いＴＮＩを求めるときは、式（ｉ−１−３．３）、式（ｉ−１−３．４）、式（Ｌ−１−３．１１）及び式（ｉ−１−３．１２）で表される化合物を用いることが好ましい。式（ｉ−１−３．３）、式（ｉ−１−３．４）、式（ｉ−１−３．１１）及び式（ｉ−１−３．１２）で表される化合物の合計の含有量は、低温での溶解度を良くするために２０質量％以上にすることは好ましくない。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（ｉ−１−３．１）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、２質量％であり、３質量％であり、５質量％であり、７質量％であり、１０質量％であり、１３質量％であり、１５質量％であり、１８質量％であり、２０質量％である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対して、２０質量％であり、１７質量％であり、１５質量％であり、１３質量％であり、１０質量％であり、８質量％であり、７質量％であり、６質量％である。
一般式（ｉ−１）で表される化合物は一般式（ｉ−１−４）及び／又は（ｉ−１−５）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
（式中Ｒｉ１５及びＲｉ１６はそれぞれ独立して炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。）
Ｒｉ１５及びＲｉ１６は、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましい。
Ｒｉ１５及びＲｉ１６は、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましい。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（ｉ−１−４）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、５質量％であり、１０質量％であり、１３質量％であり、１５質量％であり、１７質量％であり、２０質量％である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対して、２５質量％であり、２３質量％であり、２０質量％であり、１７質量％であり、１５質量％であり、１３質量％であり、１０質量％である。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（ｉ−１−５）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、５質量％であり、１０質量％であり、１３質量％であり、１５質量％であり、１７質量％であり、２０質量％である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対して、２５質量％であり、２３質量％であり、２０質量％であり、１７質量％であり、１５質量％であり、１３質量％であり、１０質量％である。
さらに、一般式（ｉ−１−４）及び（ｉ−１−５）で表される化合物は、式（ｉ−１−４．１）から式（ｉ−１−５．３）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式（ｉ−１−４．２）又は式（ｉ−１−５．２）で表される化合物であることが好ましい。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（ｉ−１−４．２）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、２質量％であり、３質量％であり、５質量％であり、７質量％であり、１０質量％であり、１３質量％であり、１５質量％であり、１８質量％であり、２０質量％である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対して、２０質量％であり、１７質量％であり、１５質量％であり、１３質量％であり、１０質量％であり、８質量％であり、７質量％であり、６質量％である。
式（ｉ−１−１．３）、式（ｉ−１−２．２）、式（ｉ−１−３．１）、式（ｉ−１−３．３）、式（ｉ−１−３．４）、式（ｉ−１−３．１１）及び式（ｉ−１−３．１２）で表される化合物から選ばれる２種以上の化合物を組み合わせることが好ましく、式（ｉ−１−１．３）、式（ｉ−１−２．２）、式（ｉ−１−３．１）、式（ｉ−１−３．３）、式（ｉ−１−３．４）及び式（ｉ−１−４．２）で表される化合物から選ばれる２種以上の化合物を組み合わせることが好ましく、これら化合物の合計の含有量の好ましい含有量の下限値は、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対して、１質量％であり、２質量％であり、３質量％であり、５質量％であり、７質量％であり、１０質量％であり、１３質量％であり、１５質量％であり、１８質量％であり、２０質量％であり、２３質量％であり、２５質量％であり、２７質量％であり、３０質量％であり、３３質量％であり、３５質量％であり、上限値は、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対して、８０質量％であり、７０質量％であり、６０質量％であり、５０質量％であり、４５質量％であり、４０質量％であり、３７質量％であり、３５質量％であり、３３質量％であり、３０質量％であり、２８質量％であり、２５質量％であり、２３質量％であり、２０質量％である。組成物の信頼性を重視する場合には、式（ｉ−１−３．１）、式（ｉ−１−３．３）及び式（ｉ−１−３．４））で表される化合物から選ばれる２種以上の化合物を組み合わせることが好ましく、組成物の応答速度を重視する場合には、式（ｉ−１−１．３）、式（ｉ−１−２．２）で表される化合物から選ばれる２種以上の化合物を組み合わせることが好ましい。
一般式（ｉ−１）で表される化合物は一般式（ｉ−１−６）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
一般式（ｉ−１）で表される化合物は一般式（ｉ−１−６）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
（式中Ｒｉ１７及びＲｉ１８はそれぞれ独立してメチル基又は水素原子を表す。）
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（ｉ−１−６）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、５質量％であり、１０質量％であり、１５質量％であり、１７質量％であり、２０質量％であり、２３質量％であり、２５質量％であり、２７質量％であり、３０質量％であり、３５質量％である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対して、６０質量％であり、５５質量％であり、５０質量％であり、４５質量％であり、４２質量％であり、４０質量％であり、３８質量％であり、３５質量％であり、３３質量％であり、３０質量％である。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（ｉ−１−６）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、５質量％であり、１０質量％であり、１５質量％であり、１７質量％であり、２０質量％であり、２３質量％であり、２５質量％であり、２７質量％であり、３０質量％であり、３５質量％である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対して、６０質量％であり、５５質量％であり、５０質量％であり、４５質量％であり、４２質量％であり、４０質量％であり、３８質量％であり、３５質量％であり、３３質量％であり、３０質量％である。
さらに、一般式（ｉ−１−６）で表される化合物は、式（ｉ−１−６．１）から式（ｉ−１−６．３）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
一般式（ｉ−２）で表される化合物は下記の化合物である。
（式中、Ｒｉ２１及びＲｉ２２はそれぞれ独立して、一般式（ｉ）におけるＲｉ１及びＲｉ２と同じ意味を表す。）
Ｒｉ２１は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましく、ＲＬ２２は炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数４〜５のアルケニル基又は炭素原子数１〜４のアルコキシ基が好ましい。
Ｒｉ２１は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましく、ＲＬ２２は炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数４〜５のアルケニル基又は炭素原子数１〜４のアルコキシ基が好ましい。
一般式（ｉ−２）で表される化合物は単独で使用することもできるが、２以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類であり、２種類であり、３種類であり、４種類であり、５種類以上である。
低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、反対に、応答速度を重視する場合は含有量を少なめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（ｉ−２）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、２質量％であり、３質量％であり、５質量％であり、７質量％であり、１０質量％である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対して、２０質量％であり、１５質量％であり、１３質量％であり、１０質量％であり、８質量％であり、７質量％であり、６質量％であり、５質量％であり、３質量％である。
さらに、一般式（ｉ−２）で表される化合物は、式（ｉ−２．１）から式（ｉ−２．６）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式（Ｌ−２．１）、式（ｉ−２．３）、式（ｉ−２．４）及び式（ｉ−２．６）で表される化合物であることが好ましい。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）は、一般式（Ｎ−１）、（Ｎ−２）及び（Ｎ−３）で表される化合物から選ばれる化合物を１種類又は２種類以上さらに含有することが好ましい。これら化合物は誘電的に負の化合物（Δεの符号が負で、その絶対値が２より大きい。）に該当する。
［前記一般式（Ｎ−１）、（Ｎ−２）、（Ｎ−３）及び（Ｎ−４）中、ＲＮ１１、ＲＮ１２、ＲＮ２１、ＲＮ２２、ＲＮ３１、ＲＮ３２、ＲＮ４１及びＲＮ４２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜８のアルキル基、又は炭素原子数２〜８のアルキル鎖中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ２−が、それぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−によって置換された化学構造を持つ構造部位、
ＡＮ１１、ＡＮ１２、ＡＮ２１、ＡＮ２２、ＡＮ３１、ＡＮ３２、ＡＮ４１及びＡＮ４２はそれぞれ独立して
（ａ） １，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−は−Ｏ−に置き換えられてもよい。）及び
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい。）
（ｃ） 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−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基（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−ジイル基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられても良い。）
（ｄ） １，４−シクロヘキセニレン基
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基（ａ）、基（ｂ）、基（ｃ）及び基（ｄ）は、その構造中の水素原子が、それぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
ＺＮ１１、ＺＮ１２、ＺＮ２１、ＺＮ２２、ＺＮ３１、ＺＮ３２、ＺＮ４１及びＺＮ４２は、それぞれ独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、
ＸＮ２１は水素原子又はフッ素原子を表し、ＴＮ３１は−ＣＨ２−又は酸素原子を表し、ＸＮ４１は、酸素原子、窒素原子、又は−ＣＨ２−を表し、ＹＮ４１は、単結合、又は−ＣＨ２−を表し、ｎＮ１１、ｎＮ１２、ｎＮ２１、ｎＮ２２、ｎＮ３１、ｎＮ３２、ｎＮ４１、及びｎＮ４２は、それぞれ独立して０〜３の整数を表すが、ｎＮ１１＋ｎＮ１２、ｎＮ２１＋ｎＮ２２及びｎＮ３１＋ｎＮ３２はそれぞれ独立して１、２又は３であり、ＡＮ１１〜ＡＮ３２、ＺＮ１１〜ＺＮ３２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く、ｎＮ４１＋ｎＮ４２は０〜３の整数を表すが、ＡＮ４１及びＡＮ４２、ＺＮ４１及びＺＮ４２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。］
一般式（Ｎ−１）、（Ｎ−２）、（Ｎ−３）及び（Ｎ−４）で表される化合物は、Δεが負でその絶対値が２よりも大きな化合物であることが好ましい。
ＡＮ１１、ＡＮ１２、ＡＮ２１、ＡＮ２２、ＡＮ３１、ＡＮ３２、ＡＮ４１及びＡＮ４２はそれぞれ独立して
（ａ） １，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−は−Ｏ−に置き換えられてもよい。）及び
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい。）
（ｃ） 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−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基（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−ジイル基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられても良い。）
（ｄ） １，４−シクロヘキセニレン基
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基（ａ）、基（ｂ）、基（ｃ）及び基（ｄ）は、その構造中の水素原子が、それぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
ＺＮ１１、ＺＮ１２、ＺＮ２１、ＺＮ２２、ＺＮ３１、ＺＮ３２、ＺＮ４１及びＺＮ４２は、それぞれ独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、
ＸＮ２１は水素原子又はフッ素原子を表し、ＴＮ３１は−ＣＨ２−又は酸素原子を表し、ＸＮ４１は、酸素原子、窒素原子、又は−ＣＨ２−を表し、ＹＮ４１は、単結合、又は−ＣＨ２−を表し、ｎＮ１１、ｎＮ１２、ｎＮ２１、ｎＮ２２、ｎＮ３１、ｎＮ３２、ｎＮ４１、及びｎＮ４２は、それぞれ独立して０〜３の整数を表すが、ｎＮ１１＋ｎＮ１２、ｎＮ２１＋ｎＮ２２及びｎＮ３１＋ｎＮ３２はそれぞれ独立して１、２又は３であり、ＡＮ１１〜ＡＮ３２、ＺＮ１１〜ＺＮ３２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く、ｎＮ４１＋ｎＮ４２は０〜３の整数を表すが、ＡＮ４１及びＡＮ４２、ＺＮ４１及びＺＮ４２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。］
一般式（Ｎ−１）、（Ｎ−２）、（Ｎ−３）及び（Ｎ−４）で表される化合物は、Δεが負でその絶対値が２よりも大きな化合物であることが好ましい。
一般式（Ｎ−１）、（Ｎ−２）及び（Ｎ−３）中、ＲＮ１１、ＲＮ１２、ＲＮ２１、ＲＮ２２、ＲＮ３１及びＲＮ３２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基が好ましく、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のアルケニル基又は炭素原子数２〜５のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数２〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜３のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数３のアルケニル基（プロペニル基）が特に好ましい。
また、それが結合する環構造がフェニル基（芳香族）である場合には、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び炭素原子数４〜５のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が５以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。
アルケニル基としては、式（Ｒ１）から式（Ｒ５）のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。（各式中の黒点は環構造中の炭素原子を表す。）
ＡＮ１１、ＡＮ１２、ＡＮ２１、ＡＮ２２、ＡＮ３１及びＡＮ３２はそれぞれ独立してΔｎを大きくすることが求められる場合には芳香族であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族であることが好ましく、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−ジイル基を表すことが好ましく、下記の構造を表すことがより好ましく、
トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−シクロヘキセニレン基又は１，４−フェニレン基を表すことがより好ましい。
ＺＮ１１、ＺＮ１２、ＺＮ２１、ＺＮ２２、ＺＮ３１及びＺＮ３２はそれぞれ独立して−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−又は単結合を表すことが好ましく、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−又は単結合が更に好ましく、−ＣＨ２Ｏ−又は単結合が特に好ましい。
ＸＮ２１はフッ素原子が好ましい。
ＴＮ３１は酸素原子が好ましい。
ｎＮ１１＋ｎＮ１２、ｎＮ２１＋ｎＮ２２及びｎＮ３１＋ｎＮ３２は１又は２が好ましく、ｎＮ１１が１でありｎＮ１２が０である組み合わせ、ｎＮ１１が２でありｎＮ１２が０である組み合わせ、ｎＮ１１が１でありｎＮ１２が１である組み合わせ、ｎＮ１１が２でありｎＮ１２が１である組み合わせ、ｎＮ２１が１でありｎＮ２２が０である組み合わせ、ｎＮ２１が２でありｎＮ２２が０である組み合わせ、ｎＮ３１が１でありｎＮ３２が０である組み合わせ、ｎＮ３１が２でありｎＮ３２が０である組み合わせ、が好ましい。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（Ｎ−１）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、１０質量％であり、２０質量％であり、３０質量％であり、４０質量％であり、５０質量％であり、５５質量％であり、６０質量％であり、６５質量％であり、７０質量％であり、７５質量％であり、８０質量％である。好ましい含有量の上限値は、９５質量％であり、８５質量％であり、７５質量％であり、６５質量％であり、５５質量％であり、４５質量％であり、３５質量％であり、２５質量％であり、２０質量％である。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（Ｎ−２）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、１０質量％であり、２０質量％であり、３０質量％であり、４０質量％であり、５０質量％であり、５５質量％であり、６０質量％であり、６５質量％であり、７０質量％であり、７５質量％であり、８０質量％である。好ましい含有量の上限値は、９５質量％であり、８５質量％であり、７５質量％であり、６５質量％であり、５５質量％であり、４５質量％であり、３５質量％であり、２５質量％であり、２０質量％である。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（Ｎ−３）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、１０質量％であり、２０質量％であり、３０質量％であり、４０質量％であり、５０質量％であり、５５質量％であり、６０質量％であり、６５質量％であり、７０質量％であり、７５質量％であり、８０質量％である。好ましい含有量の上限値は、９５質量％であり、８５質量％であり、７５質量％であり、６５質量％であり、５５質量％であり、４５質量％であり、３５質量％であり、２５質量％であり、２０質量％である。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値が低く上限値が低いことが好ましい。さらに、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）のＴＮＩを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値が低く上限値が低いことが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高く上限値が高いことが好ましい。
本発明に係る液晶組成物（Ｂ）は、一般式（Ｎ−１）〜（Ｎ−４）で表される化合物のうち、特に一般式（Ｎ−１）で表される化合物が、液晶表示素子における電圧保持率に優れ、かつ、低い回転粘度を有する点から好ましい。
一般式（Ｎ−１）で表される化合物として、下記の一般式（Ｎ−１ａ）〜（Ｎ−１ｈ）で表される化合物群を挙げることができる。
（式中、ＲＮ１１及びＲＮ１２は一般式（Ｎ−１）におけるＲＮ１１及びＲＮ１２と同じ意味を表し、ｎＮａ１１は０又は１を表し、ｎＮｂ１１は１又は２を表し、ｎＮｃ１１は０又は１を表し、ｎＮｄ１１は１又は２を表し、ｎＮｅ１１は１又は２を表し、ｎＮｆ１１は１又は２を表し、ｎＮｇ１１は１又は２を表し、ＡＮｅ１１はトランス−１，４−シクロへキシレン基又は１，４−フェニレン基を表し、ＡＮｇ１１はトランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−シクロヘキセニレン基又は１，４−フェニレン基を表すが少なくとも１つは１，４−シクロヘキセニレン基を表し、ＺＮｅ １１は単結合又はエチレンを表すが少なくとも１つはエチレンを表す。）
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）は、一般式（Ｊ）で表される化合物を１種類又は２種類以上さらに含有することが好ましい。これら化合物は誘電的に正の化合物（Δεが２より大きい。）に該当する。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）は、一般式（Ｊ）で表される化合物を１種類又は２種類以上さらに含有することが好ましい。これら化合物は誘電的に正の化合物（Δεが２より大きい。）に該当する。
（式中、ＲＪ１は炭素原子数１〜８のアルキル基を表し、該アルキル基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ２−はそれぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−によって置換されていてもよく、
ｎＪ１は、０、１、２、３又は４を表し、
ＡＪ１、ＡＪ２及びＡＪ３はそれぞれ独立して、
（ａ） １，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−は−Ｏ−に置き換えられてもよい。）
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい。）及び
（ｃ） 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−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基（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−ジイル基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられても良い。）
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基で置換されていても良く、
ＺＪ１及びＺＪ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、
ｎＪ１が２、３又は４であってＡＪ２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く、ｎＪ１が２、３又は４であってＺＪ１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く、
ＸＪ１は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基又は２，２，２−トリフルオロエチル基を表す。）
一般式（Ｊ）中、ＲＪ１は、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基が好ましく、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のアルケニル基又は炭素原子数２〜５のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数２〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜３のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数３のアルケニル基（プロペニル基）が特に好ましい。
ｎＪ１は、０、１、２、３又は４を表し、
ＡＪ１、ＡＪ２及びＡＪ３はそれぞれ独立して、
（ａ） １，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−は−Ｏ−に置き換えられてもよい。）
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい。）及び
（ｃ） 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−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基（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−ジイル基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられても良い。）
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基で置換されていても良く、
ＺＪ１及びＺＪ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、
ｎＪ１が２、３又は４であってＡＪ２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く、ｎＪ１が２、３又は４であってＺＪ１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く、
ＸＪ１は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基又は２，２，２−トリフルオロエチル基を表す。）
一般式（Ｊ）中、ＲＪ１は、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基が好ましく、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のアルケニル基又は炭素原子数２〜５のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数２〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜３のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数３のアルケニル基（プロペニル基）が特に好ましい。
信頼性を重視する場合にはＲＪ１はアルキル基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合にはアルケニル基であることが好ましい。
また、それが結合する環構造がフェニル基（芳香族）である場合には、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び炭素原子数４〜５のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が５以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。
アルケニル基としては、式（Ｒ１）から式（Ｒ５）のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。（各式中の黒点はアルケニル基が結合している環構造中の炭素原子を表す。）
ＡＪ１、ＡＪ２及びＡＪ３はそれぞれ独立してΔｎを大きくすることが求められる場合には芳香族であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族であることが好ましく、トランス−１，４−シクロへキシレン基、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−ジイル基を表すことが好ましく、それらはフッ素原子により置換されていてもよく、下記の構造を表すことがより好ましく、
下記の構造を表すことがより好ましい。
ＺＪ１及びＺＪ２はそれぞれ独立して−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−又は単結合を表すことが好ましく、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−又は単結合が更に好ましく、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−又は単結合が特に好ましい。
ＸＪ１はフッ素原子又はトリフルオロメトキシ基が好ましく、フッ素原子が好ましい。
ｎＪ１は、０、１、２又は３が好ましく、０、１又は２が好ましく、Δεの改善に重点を置く場合には０又は１が好ましく、ＴＮＩを重視する場合には１又は２が好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類であり、２種類であり、３種類である。またさらに、本発明の別の実施形態では４種類であり、５種類であり、６種類であり、７種類以上である。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）において、一般式（Ｊ）で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての一般式（Ｊ）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、１０質量％であり、２０質量％であり、３０質量％であり、４０質量％であり、５０質量％であり、５５質量％であり、６０質量％であり、６５質量％であり、７０質量％であり、７５質量％であり、８０質量％である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対して、例えば本発明の一つの形態では９５質量％であり、８５質量％であり、７５質量％であり、６５質量％であり、５５質量％であり、４５質量％であり、３５質量％であり、２５質量％である。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）のＴＮＩを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
信頼性を重視する場合にはＲＪ１はアルキル基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合にはアルケニル基であることが好ましい。
一般式（Ｊ）で表される化合物としては一般式（Ｍ）で表される化合物及び一般式（Ｋ）で表される化合物が好ましい。
（式中、ＲＭ１は炭素原子数１〜８のアルキル基を表し、該アルキル基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ２−はそれぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−によって置換されていてもよく、
ｎＭ１は、０、１、２、３又は４を表し、
ＡＭ１及びＡＭ２はそれぞれ独立して、
（ａ） １，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−は−Ｏ−又は−Ｓ−に置き換えられてもよい。）及び
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい。）
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基（ａ）及び基（ｂ）上の水素原子はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
ＺＭ１及びＺＭ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、
ｎＭ１が２、３又は４であってＡＭ２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く、ｎＭ１が２、３又は４であってＺＭ１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く、
ＸＭ１及びＸＭ３はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子又はフッ素原子を表し、
ＸＭ２は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基又は２，２，２−トリフルオロエチル基を表す。）
ｎＭ１は、０、１、２、３又は４を表し、
ＡＭ１及びＡＭ２はそれぞれ独立して、
（ａ） １，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−は−Ｏ−又は−Ｓ−に置き換えられてもよい。）及び
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい。）
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基（ａ）及び基（ｂ）上の水素原子はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
ＺＭ１及びＺＭ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、
ｎＭ１が２、３又は４であってＡＭ２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く、ｎＭ１が２、３又は４であってＺＭ１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く、
ＸＭ１及びＸＭ３はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子又はフッ素原子を表し、
ＸＭ２は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基又は２，２，２−トリフルオロエチル基を表す。）
（式中、ＲＫ１は炭素原子数１〜８のアルキル基を表し、該アルキル基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ２−はそれぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−によって置換されていてもよく、
ｎＫ１は、０、１、２、３又は４を表し、
ＡＫ１及びＡＫ２はそれぞれ独立して、
（ａ） １，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−は−Ｏ−又は−Ｓ−に置き換えられてもよい。）及び
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい。）
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基（ａ）及び基（ｂ）上の水素原子はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
ＺＫ１及びＺＫ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、
ｎＫ１が２、３又は４であってＡＫ２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く、ｎＫ１が２、３又は４であってＺＫ１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く、
ＸＫ１及びＸＫ３はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子又はフッ素原子を表し、
ＸＫ２は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基又は２，２，２−トリフルオロエチル基を表す。）
ｎＫ１は、０、１、２、３又は４を表し、
ＡＫ１及びＡＫ２はそれぞれ独立して、
（ａ） １，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−は−Ｏ−又は−Ｓ−に置き換えられてもよい。）及び
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい。）
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基（ａ）及び基（ｂ）上の水素原子はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
ＺＫ１及びＺＫ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、
ｎＫ１が２、３又は４であってＡＫ２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く、ｎＫ１が２、３又は４であってＺＫ１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く、
ＸＫ１及びＸＫ３はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子又はフッ素原子を表し、
ＸＫ２は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基又は２，２，２−トリフルオロエチル基を表す。）
一般式（Ｍ）中、ＲＭ１は、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基が好ましく、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のアルケニル基又は炭素原子数２〜５のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数２〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜３のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数３のアルケニル基（プロペニル基）が特に好ましい。
信頼性を重視する場合にはＲＭ１はアルキル基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合にはアルケニル基であることが好ましい。
また、それが結合する環構造がフェニル基（芳香族）である場合には、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び炭素原子数４〜５のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が５以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。
アルケニル基としては、式（Ｒ１）から式（Ｒ５）のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。（各式中の黒点はアルケニル基が結合している環構造中の炭素原子を表す。）
ＡＭ１及びＡＭ２はそれぞれ独立してΔｎを大きくすることが求められる場合には芳香族であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族であることが好ましく、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−ジイル基を表すことが好ましく、下記の構造を表すことがより好ましく、
下記の構造を表すことがより好ましい。
ＺＭ１及びＺＭ２はそれぞれ独立して−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−又は単結合を表すことが好ましく、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−又は単結合が更に好ましく、−ＣＦ２Ｏ−又は単結合が特に好ましい。
ｎＭ１は、０、１、２又は３が好ましく、０、１又は２が好ましく、Δεの改善に重点を置く場合には０又は１が好ましく、ＴＮＩを重視する場合には１又は２が好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類であり、２種類であり、３種類である。またさらに、本発明の別の実施形態では４種類であり、５種類であり、６種類であり、７種類以上である。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）において、一般式（Ｍ）で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（Ｍ）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、１０質量％であり、２０質量％であり、３０質量％であり、４０質量％であり、５０質量％であり、５５質量％であり、６０質量％であり、６５質量％であり、７０質量％であり、７５質量％であり、８０質量％である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対して、例えば本発明の一つの形態では９５質量％であり、８５質量％であり、７５質量％であり、６５質量％であり、５５質量％であり、４５質量％であり、３５質量％であり、２５質量％である。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。さらに、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）のＴＮＩを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｌ）で表される化合物を１種類又は２種類以上さらに含有することが好ましい。一般式（Ｌ）で表される化合物は誘電的にほぼ中性の化合物（Δεの値が−２〜２）に該当する。
（式中、ＲＬ１及びＲＬ２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜８のアルキル基を表し、該アルキル基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ２−はそれぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−によって置換されていてもよく、
ｎＬ１は０、１、２又は３を表し、
ＡＬ１、ＡＬ２及びＡＬ３はそれぞれ独立して
（ａ） １，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−は−Ｏ−に置き換えられてもよい。）及び
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい。）
（ｃ） 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−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基（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−ジイル基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられても良い。）
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
ＺＬ１及びＺＬ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、
ｎＬ１が２又は３であってＡＬ２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く、ｎＬ１が２又は３であってＺＬ２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が、一般式（Ｎ−１）、（Ｎ−２）、（Ｎ−３）、（Ｊ）及び（ｉ）で表される化合物を除く。）
一般式（Ｌ）で表される化合物は単独で用いてもよいが、組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類である。あるいは本発明の別の実施形態では２種類であり、３種類であり、４種類であり、５種類であり、６種類であり、７種類であり、８種類であり、９種類であり、１０種類以上である。
ｎＬ１は０、１、２又は３を表し、
ＡＬ１、ＡＬ２及びＡＬ３はそれぞれ独立して
（ａ） １，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−は−Ｏ−に置き換えられてもよい。）及び
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい。）
（ｃ） 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−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基（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−ジイル基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられても良い。）
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
ＺＬ１及びＺＬ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、
ｎＬ１が２又は３であってＡＬ２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く、ｎＬ１が２又は３であってＺＬ２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が、一般式（Ｎ−１）、（Ｎ−２）、（Ｎ−３）、（Ｊ）及び（ｉ）で表される化合物を除く。）
一般式（Ｌ）で表される化合物は単独で用いてもよいが、組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類である。あるいは本発明の別の実施形態では２種類であり、３種類であり、４種類であり、５種類であり、６種類であり、７種類であり、８種類であり、９種類であり、１０種類以上である。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）において、一般式（Ｌ）で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（Ｌ）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、１０質量％であり、２０質量％であり、３０質量％であり、４０質量％であり、５０質量％であり、５５質量％であり、６０質量％であり、６５質量％であり、７０質量％であり、７５質量％であり、８０質量％である。好ましい含有量の上限値は、９５質量％であり、８５質量％であり、７５質量％であり、６５質量％であり、５５質量％であり、４５質量％であり、３５質量％であり、２５質量％である。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値が高く上限値が高いことが好ましい。さらに、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）のＴＮＩを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値が高く上限値が高いことが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を低く上限値が低いことが好ましい。
信頼性を重視する場合にはＲＬ１及びＲＬ２はともにアルキル基であることが好ましく、化合物の揮発性を低減させることを重視する場合にはアルコキシ基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合には少なくとも一方はアルケニル基であることが好ましい。
分子内に存在するハロゲン原子は０、１、２又は３個が好ましく、０又は１が好ましく、他の液晶分子との相溶性を重視する場合には１が好ましい。
ＲＬ１及びＲＬ２は、それが結合する環構造がフェニル基（芳香族）である場合には、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び炭素原子数４〜５のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が５以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。
アルケニル基としては、式（Ｒ１）から式（Ｒ５）のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。（各式中の黒点は環構造中の炭素原子を表す。）
ｎＬ１は応答速度を重視する場合には０が好ましく、ネマチック相の上限温度を改善するためには２又は３が好ましく、これらのバランスをとるためには１が好ましい。また、組成物として求められる特性を満たすためには異なる値の化合物を組み合わせることが好ましい。
ＡＬ１、ＡＬ２及びＡＬ３はΔｎを大きくすることが求められる場合には芳香族であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族であることが好ましく、それぞれ独立してトランス−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、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−ジイル基を表すことが好ましく、下記の構造を表すことがより好ましく、
トランス−１，４−シクロへキシレン基又は１，４−フェニレン基を表すことがより好ましい。
ＺＬ１及びＺＬ２は応答速度を重視する場合には単結合であることが好ましい。
一般式（Ｌ）で表される化合物は分子内のハロゲン原子数が０個又は１個であることが好ましい。
一般式（Ｌ）で表される化合物は一般式（Ｌ−３）〜（Ｌ−８）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
一般式（Ｌ−３）で表される化合物は下記の化合物である。
（式中、ＲＬ３１及びＲＬ３２はそれぞれ独立して、一般式（Ｌ）におけるＲＬ１及びＲＬ２と同じ意味を表す。）
ＲＬ３１及びＲＬ３２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数４〜５のアルケニル基又は炭素原子数１〜４のアルコキシ基が好ましい。
ＲＬ３１及びＲＬ３２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数４〜５のアルケニル基又は炭素原子数１〜４のアルコキシ基が好ましい。
一般式（Ｌ−３）で表される化合物は単独で使用することもできるが、２以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類であり、２種類であり、３種類であり、４種類であり、５種類以上である。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（Ｌ−３）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、２質量％であり、３質量％であり、５質量％であり、７質量％であり、１０質量％である。好ましい含有量の上限値は、本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対して、２０質量％であり、１５質量％であり、１３質量％であり、１０質量％であり、８質量％であり、７質量％であり、６質量％であり、５質量％であり、３質量％である。
高い複屈折率を得る場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、反対に、高いＴＮＩを重視する場合は含有量を少なめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
一般式（Ｌ−４）で表される化合物は下記の化合物である。
（式中、ＲＬ４１及びＲＬ４２はそれぞれ独立して、一般式（Ｌ）におけるＲＬ１及びＲＬ２と同じ意味を表す。）
ＲＬ４１は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましく、ＲＬ４２は炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数４〜５のアルケニル基又は炭素原子数１〜４のアルコキシ基が好ましい。）
一般式（Ｌ−４）で表される化合物は単独で使用することもできるが、２以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類であり、２種類であり、３種類であり、４種類であり、５種類以上である。
ＲＬ４１は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましく、ＲＬ４２は炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数４〜５のアルケニル基又は炭素原子数１〜４のアルコキシ基が好ましい。）
一般式（Ｌ−４）で表される化合物は単独で使用することもできるが、２以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類であり、２種類であり、３種類であり、４種類であり、５種類以上である。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）において、一般式（Ｌ−４）で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（Ｌ−４）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、２質量％であり、３質量％であり、５質量％であり、７質量％であり、１０質量％であり、１４質量％であり、１６質量％であり、２０質量％であり、２３質量％であり、２６質量％であり、３０質量％であり、３５質量％であり、４０質量％である。本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（Ｌ−４）で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、５０質量％であり、４０質量％であり、３５質量％であり、３０質量％であり、２０質量％であり、１５質量％であり、１０質量％であり、５質量％である。
一般式（Ｌ−５）で表される化合物は下記の化合物である。
（式中、ＲＬ５１及びＲＬ５２はそれぞれ独立して、一般式（Ｌ）におけるＲＬ１及びＲＬ２と同じ意味を表す。）
ＲＬ５１は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましく、ＲＬ５２は炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数４〜５のアルケニル基又は炭素原子数１〜４のアルコキシ基が好ましい。
ＲＬ５１は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましく、ＲＬ５２は炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数４〜５のアルケニル基又は炭素原子数１〜４のアルコキシ基が好ましい。
一般式（Ｌ−５）で表される化合物は単独で使用することもできるが、２以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類であり、２種類であり、３種類であり、４種類であり、５種類以上である。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）において、一般式（Ｌ−５）で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（Ｌ−５）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、２質量％であり、３質量％であり、５質量％であり、７質量％であり、１０質量％であり、１４質量％であり、１６質量％であり、２０質量％であり、２３質量％であり、２６質量％であり、３０質量％であり、３５質量％であり、４０質量％である。本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（Ｌ−５）で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、５０質量％であり、４０質量％であり、３５質量％であり、３０質量％であり、２０質量％であり、１５質量％であり、１０質量％であり、５質量％である
一般式（Ｌ−６）で表される化合物は下記の化合物である。
（式中、ＲＬ６１及びＲＬ６２はそれぞれ独立して、一般式（Ｌ）におけるＲＬ１及びＲＬ２と同じ意味を表し、ＸＬ６１及びＸＬ６２はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表す。）
ＲＬ６１及びＲＬ６２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましく、ＸＬ６１及びＸＬ６２のうち一方がフッ素原子他方が水素原子であることが好ましい。
ＲＬ６１及びＲＬ６２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましく、ＸＬ６１及びＸＬ６２のうち一方がフッ素原子他方が水素原子であることが好ましい。
一般式（Ｌ−６）で表される化合物は単独で使用することもできるが、２以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類であり、２種類であり、３種類であり、４種類であり、５種類以上である。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（Ｌ−６）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、２質量％であり、３質量％であり、５質量％であり、７質量％であり、１０質量％であり、１４質量％であり、１６質量％であり、２０質量％であり、２３質量％であり、２６質量％であり、３０質量％であり、３５質量％であり、４０質量％である。本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（Ｌ−６）で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、５０質量％であり、４０質量％であり、３５質量％であり、３０質量％であり、２０質量％であり、１５質量％であり、１０質量％であり、５質量％である。Δｎを大きくすることに重点を置く場合には含有量を多くした方が好ましく、低温での析出に重点を置いた場合には含有量は少ない方が好ましい。
一般式（Ｌ−７）で表される化合物は下記の化合物である。
（式中、ＲＬ７１及びＲＬ７２はそれぞれ独立して一般式（Ｌ）におけるＲＬ１及びＲＬ２と同じ意味を表し、ＡＬ７１及びＡＬ７２はそれぞれ独立して一般式（Ｌ）におけるＡＬ２及びＡＬ３と同じ意味を表すが、ＡＬ７１及びＡＬ７２上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子によって置換されていてもよく、ＺＬ７１は一般式（Ｌ）におけるＺＬ２と同じ意味を表し、ＸＬ７１及びＸＬ７２はそれぞれ独立してフッ素原子又は水素原子を表す。）
式中、ＲＬ７１及びＲＬ７２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数２〜５のアルケニル基又は炭素原子数１〜４のアルコキシ基が好ましく、ＡＬ７１及びＡＬ７２はそれぞれ独立して１，４−シクロヘキシレン基又は１，４−フェニレン基が好ましく、ＡＬ７１及びＡＬ７２上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子によって置換されていてもよく、ＺＬ７１は単結合又はＣＯＯ−が好ましく、単結合が好ましく、ＸＬ７１及びＸＬ７２は水素原子が好ましい。
式中、ＲＬ７１及びＲＬ７２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数２〜５のアルケニル基又は炭素原子数１〜４のアルコキシ基が好ましく、ＡＬ７１及びＡＬ７２はそれぞれ独立して１，４−シクロヘキシレン基又は１，４−フェニレン基が好ましく、ＡＬ７１及びＡＬ７２上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子によって置換されていてもよく、ＺＬ７１は単結合又はＣＯＯ−が好ましく、単結合が好ましく、ＸＬ７１及びＸＬ７２は水素原子が好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類であり、２種類であり、３種類であり、４種類である。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）において、一般式（Ｌ−７）で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（Ｌ−７）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、２質量％であり、３質量％であり、５質量％であり、７質量％であり、１０質量％であり、１４質量％であり、１６質量％であり、２０質量％である。本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（Ｌ−７）で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、３０質量％であり、２５質量％であり、２３質量％であり、２０質量％であり、１８質量％であり、１５質量％であり、１０質量％であり、５質量％である。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）が高いＴＮＩの実施形態が望まれる場合は式（Ｌ−７）で表される化合物の含有量を多めにすることが好ましく、低粘度の実施形態が望まれる場合は含有量を少なめにすることが好ましい。
一般式（Ｌ−８）で表される化合物は下記の化合物である。
（式中、ＲＬ８１及びＲＬ８２はそれぞれ独立して一般式（Ｌ）におけるＲＬ１及びＲＬ２と同じ意味を表し、ＡＬ８１は一般式（Ｌ）におけるＡＬ１と同じ意味又は単結合を表すが、ＡＬ８１上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子によって置換されていてもよく、ＸＬ８１〜ＸＬ８６はそれぞれ独立してフッ素原子又は水素原子を表す。）
式中、ＲＬ８１及びＲＬ８２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数２〜５のアルケニル基又は炭素原子数１〜４のアルコキシ基が好ましく、ＡＬ８１は１，４−シクロヘキシレン基又は１，４−フェニレン基が好ましく、ＡＬ７１及びＡＬ７２上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子によって置換されていてもよく、一般式（Ｌ−８）中の同一の環構造上にフッ素原子は０個又は１個が好ましく、分子内にフッ素原子は０個又は１個であることが好ましい。
式中、ＲＬ８１及びＲＬ８２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数２〜５のアルケニル基又は炭素原子数１〜４のアルコキシ基が好ましく、ＡＬ８１は１，４−シクロヘキシレン基又は１，４−フェニレン基が好ましく、ＡＬ７１及びＡＬ７２上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子によって置換されていてもよく、一般式（Ｌ−８）中の同一の環構造上にフッ素原子は０個又は１個が好ましく、分子内にフッ素原子は０個又は１個であることが好ましい。
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて組み合わせる。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類であり、２種類であり、３種類であり、４種類である。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）において、一般式（Ｌ−８）で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（Ｌ−８）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１質量％であり、２質量％であり、３質量％であり、５質量％であり、７質量％であり、１０質量％であり、１４質量％であり、１６質量％であり、２０質量％である。本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての式（Ｌ−８）で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、３０質量％であり、２５質量％であり、２３質量％であり、２０質量％であり、１８質量％であり、１５質量％であり、１０質量％であり、５質量％である。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）が高いＴＮＩの実施形態が望まれる場合は式（Ｌ−８）で表される化合物の含有量を多めにすることが好ましく、低粘度の実施形態が望まれる場合は含有量を少なめにすることが好ましい。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての一般式（ｉ）、一般式（Ｌ）、（Ｎ−１）、（Ｎ−２）、（Ｎ−３）及び（Ｊ）で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、８０質量％であり、８５質量％であり、８８質量％であり、９０質量％であり、９２質量％であり、９３質量％であり、９４質量％であり、９５質量％であり、９６質量％であり、９７質量％であり、９８質量％であり、９９質量％であり、１００質量％である。好ましい含有量の上限値は、１００質量％であり、９９質量％であり、９８質量％であり、９５質量％である。ただし、Δεの絶対値が大きい組成物を得る観点からは、一般式（Ｎ−１）、（Ｎ−２）、（Ｎ−３）又は（Ｊ）で表される化合物のいずれか一方は０質量％であることが好ましい。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）の総量に対しての一般式（ｉ）、一般式（Ｌ−１）から（Ｌ−７）、一般式（Ｍ−１）から（Ｍ−８）、一般式（Ｎ−１）〜（Ｎ−４）で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、８０質量％であり、８５質量％であり、８８質量％であり、９０質量％であり、９２質量％であり、９３質量％であり、９４質量％であり、９５質量％であり、９６質量％であり、９７質量％であり、９８質量％であり、９９質量％であり、１００質量％である。好ましい含有量の上限値は、１００質量％であり、９９質量％であり、９８質量％であり、９５質量％である。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）は、分子内に過酸（−ＣＯ−ＯＯ−）構造等の酸素原子同士が結合した構造を持つ化合物を含有しないことが好ましい。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）において、組成物の信頼性及び長期安定性を重視する場合にはカルボニル基を有する化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して５質量％以下とすることが好ましく、３質量％以下とすることがより好ましく、１質量％以下とすることが更に好ましく、実質的に含有しないことが最も好ましい。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）において、ＵＶ照射による安定性を重視する場合、塩素原子が置換している化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して１５質量％以下とすることが好ましく、１０質量％以下とすることが好ましく、８質量％以下とすることが好ましく、５質量％以下とすることがより好ましく、３質量％以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）において、分子内の環構造がすべて６員環である化合物の含有量を多くすることが好ましく、分子内の環構造がすべて６員環である化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して８０質量％以上とすることが好ましく、９０質量％以上とすることがより好ましく、９５質量％以上とすることが更に好ましく、実質的に分子内の環構造がすべて６員環である化合物のみで組成物を構成することが最も好ましい。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）において、組成物の酸化による劣化を抑えるためには、環構造としてシクロヘキセニレン基を有する化合物の含有量を少なくすることが好ましく、シクロヘキセニレン基を有する化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して１０質量％以下とすることが好ましく、８質量％以下とすることが好ましく、５質量％以下とすることがより好ましく、３質量％以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。
本発明で用いる液晶組成物（Ｂ）において、粘度の改善及びＴＮＩの改善を重視する場合には、水素原子がハロゲンに置換されていてもよい２−メチルベンゼン−１，４−ジイル基を分子内に持つ化合物の含有量を少なくすることが好ましく、前記２−メチルベンゼン−１，４−ジイル基を分子内に持つ化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して１０質量％以下とすることが好ましく、８質量％以下とすることが好ましく、５質量％以下とすることがより好ましく、３質量％以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。
本願において実質的に含有しないとは、意図せずに含有する物を除いて含有しないという意味である。
本発明の第一実施形態の組成物に含有される化合物が、側鎖としてアルケニル基を有する場合、前記アルケニル基がシクロヘキサンに結合している場合には当該アルケニル基の炭素原子数は２〜５であることが好ましく、前記アルケニル基がベンゼンに結合している場合には当該アルケニル基の炭素原子数は４〜５であることが好ましく、前記アルケニル基の不飽和結合とベンゼンは直接結合していないことが好ましい。
本発明で用いる重合性液晶組成物は、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いてもよい。
ここで、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。
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；
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。
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。
以上詳述した重合性液晶性組成物から液晶層を形成させる際、例えば、ＶＡモード等の垂直配向セルを適用する場合、モノマーとして、前期した重合性単量体成分（ａ）と共に垂直配向を誘起するメソゲン基を有さず、１価もしくは２価であり、かつ炭素原子数が８〜１８のアルコール化合物のアクリレートもしくはメタクリレートをモノマーとして用いても良く、メソゲン基を有するモノマーとの併用でも好ましい。
液晶表示素子製造用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（Ａ）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（Ａ）が液晶セル基板に対して液晶組成物（Ｂ）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液晶組成物（Ｂ）と同方向に繊維状、又は柱状のポリマーネットワーク（Ａ）が傾斜して形成されていることが好ましい。ポリマーネットワーク（Ａ）の傾斜は、基板界面で自発的に起こるようにモノマーを選定しても良い。又、電圧を印加して液晶を傾斜配向状態にして紫外線等を照射させてポリマーネットワーク（Ａ）を形成させても良い。
更に、電圧を印加しながらプレチルト角を誘起する方法としては、液晶表示素子製造用の液晶の閾値電圧よりも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ても良いし、閾値電圧以上の電圧をポリマーネットワーク（Ａ）形成過程中に数秒〜数十秒の短時間印加した後、閾値電圧未満にしてポリマーネットワークを形成させても良い。
繊維状又は柱状のポリマーネットワークは、透明基板平面に対して９０度〜８０度のプレチルト角を誘起するように傾斜して形成されていることが好ましく、斯かるプレチルト角は、９０度〜８５度の範囲、８９．９度〜８５度の範囲、８９．９度〜８７度の範囲、８９．９度〜８８度の範囲であることが特に好ましい。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ることができる。
他に、繊維状、又は柱状のポリマーネットワーク（Ａ）を傾斜配向させて形成することにより液晶組成物（Ｂ）のプレチルト角を誘起させる方法として、重合性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界面近傍で誘起させることができる。
更に、可逆性の光配向機能を有するモノマーを少なくとも０．０１質量％以上１質量％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（Ａ）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。液晶表示素子製造用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照射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照射すると、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。この段階でモノマー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モノマー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モノマーが示す光配向機能を用いて紫外線が進む方向へ液晶組成物（Ｂ）及びモノマーを配向させ重合相分離する方法、が挙げられ、必要に応じてこれらの中から選択して本発明の液晶素子を作製することができる。
ここで、光配向機能を有するモノマーは、紫外線を吸収してトランス体になる光異性化合物であっても良く、紫外線を吸収してシス体になる光異性化化合物であっても良い。更に、光配向機能を有するモノマーの反応速度が光配向機能を有するモノマー以外のモノマーの反応速度より遅いことが好ましい。紫外線照射されると、直ちに光配向機能を有するモノマーはトランス体になり光の進む方向に配向すると、周囲のモノマーや非重合液晶組成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液晶組成物（Ｂ）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モノマーの配向容易軸と同一方向へ揃い紫外線光が進む方向へプレチルト角が誘起される。
更に、IPSやFFSモード等の平行配向セルを適用する場合には、液晶表示素子製造用の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（Ａ）が液晶セル基板面に有る配向膜の配向方向に対して液晶組成物（Ｂ）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液晶組成物（Ｂ）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、液晶組成物（Ｂ）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、１価もしくは２価であり、かつ炭素原子数が８〜１８のアルコール化合物のアクリレートもしくはメタクリレートをモノマーとして、メソゲン基を有するモノマーと用いることが好ましい。
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、低分子液晶とモノマー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、該重合速度の高いモノマー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、素子製造用の液晶組成物中のモノマー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、液晶組成物（Ｂ）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、液晶表示素子製造用の液晶組成物を、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、液晶表示素子製造用の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、モノマー含有量数十質量％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、液晶表示素子製造用の液晶組成物は、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、を考慮して組成を適宜調整することが好ましい。
液晶表示素子において、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。
斯かるポリマーネットワーク層構造を有する液晶層を更に具体的に詳述すれば、該液晶層は、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（Ａ）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（Ａ）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（Ａ）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。
このような高速応答にする場合、駆動電圧を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。モノマー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。モノマー含有量が１０質量％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。モノマー含有量が１０質量％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。
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、モノマー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モノマー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に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。
例えば、モノマー含有量が６質量％未満にする場合は、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。モノマー含有量を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。液晶表示素子製造用の液晶組成物中のモノマー濃度が高いほど、液晶組成物（Ｂ）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（Ｂ）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、液晶表示素子製造用の液晶組成物中のモノマーの濃度は、１質量％以上１０質量％未満であり、１．５質量％以上８質量％以下が好ましく、１．８質量％以上５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、液晶表示素子製造用の液晶組成物内に含有しているイオン性不純物、特に、可動イオンがにある為、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。
更に、本発明の液晶表示素子が、配向膜を有する場合、該配向膜の配向容易軸方向とポリマーネットワーク（Ａ）の配向容易軸方向が同一であることが好ましい。この場合、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ことができる。
液晶層５中のポリマーネットワークの含有量は、前記した通り、該液晶組成物（Ｂ）及びポリマーネットワークの合計の質量の０．５質量％以上２０質量％以下であることが好ましいが、下限値としては０．７質量％以上が好ましく、０．９質量％以上、特に１質量％が好ましく、他方、上限値としては１０質量％以下、９質量％以下が好ましく、７質量％以下であることがオフ応答速度と駆動電圧とのバランスに優れる点から好ましい。
ＰＳＡ型液晶表示素子では、ラビング配向処理の代わりに電極に３〜５μｍ幅の複数のスリットを設けスリット方向へ液晶を傾斜配向させることにより配向処理が省略される。量産技術では、数十ボルトとの電圧を印加しながら紫外線照射すると、基板界面にプレチルト角（基板法線に対しての傾斜角）が得られるように液晶の配向が高分子安定化され、ポリマーの薄膜が形成される。この高分子薄膜の作用でプレチルト角が誘起されることを利用してＰＳＶＡ（ｐｏｌｙｍｅｒ−ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）ＬＣＤ又はＰＳＡＬＣＤの製造に用いられている。又、視野角向上を目的に、マルチドメインが形成できるように設計されたパターン電極を用い一つの画素内のプレチルト角方向を複数に分割している。
しかしながら、セル全体にポリマーネットワーク等を形成させて応答の緩和時間を改善させることが可能な液晶表示素子にこの方法を適用させると、飽和電圧以上の数十ボルトの電圧を印加して紫外線照射するのでポリマーネットワークが液晶を水平配向状態で高分子安定してしまう。よって、該方法では、ポリマーネットワークの屈折異方性又は配向容易軸が液晶分子を水平配向状態に保持するように形成されるため、垂直配向を得ることができなくなる。
他方、閾値電圧近傍の低い電圧を印加してポリマーネットワークの屈折異方性又は配向容易軸を形成させると液晶の傾斜配向方位が定まらないことが理由で透過率が低下する。
そこで、本発明では、重合性液晶組成物を閾値電圧以上の高い電圧を印加し、ポリマーネットワークを一部形成させ、次いで、紫外線照射中に電圧を閾値電圧未満にし、更に、この状態で紫外線照射を継続させることが好ましい。即ち、先ず、閾値電圧以上の高い電圧を印加し、モノマーの一部を重合させて液晶の傾斜配向方位が安定化するようにポリマーネットワークを一部形成させ、次いで、紫外線照射中に電圧を閾値電圧未満にすることにより液晶は略垂直配向に戻り、更に、この状態で紫外線照射を継続させると、略垂直配向になるようにポリマーネットワークの屈折異方性又は配向容易軸が形成され傾斜配向方位が軌跡としてポリマーネットワークに残すことが可能になり電圧印加時の配向制御と電圧無印加時の垂直配向とを両立させることができる。
よって、本発明の液晶表示素子を製造する方法は、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表示素子製造用の重合性液晶組成物に、該素子製造用の液晶の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程、及びその後紫外線を照射したまま電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程を含有する方法が好ましい。
ここで、パターン電極セル等を含む垂直配向モード液晶表示素子の場合、液晶表示素子製造用の液晶の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程において、素子製造用の液晶中の液晶分子が透明基板平面に対して０度から３０度の範囲で傾斜して配向しており、次いで、紫外線を照射したまま前記電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程において、前記液晶分子が透明基板平面に対して８０度から９０度に傾斜して配向しているのが好ましい。
液晶分子が透明基板平面に対して０度から３０度の範囲で傾斜して配向している状態は、液晶の複屈折率が電圧印加で増加した状態を示し液晶の配向状態が透明基板平面に対して０度になると複屈折率が最大になり好ましいが、基板平面に対して３０度傾斜した配向であっても好ましい。特に、ＰＶＡセルでは傾斜方位が一定にすることが出来るので好ましい。何れも、電圧印加による液晶の傾斜配向方位が一定方向になるように配向が安定化させるポリマーネットワークを形成させることが好ましい。
液晶分子が透明基板平面に対して８０度から９０度に傾斜して配向している状態は、電圧無印加時において透明基板平面に対して９０度に液晶が配向すると複屈折率が最小になり液晶表示素子の高コントラスト化に有用で好ましいが、電圧を印加した際に一定方向へ傾斜配向させるためには基板平面に対して８９．９度から８５度以内に傾斜していることがより好ましい。基板平面に対して８０度を超えると複屈折率が増加して透過光量が増加するため表示のコントラストが低下して好ましくなく、基板平面に対して８５度以上で表示黒レベルが良好になり高コントラストが得られるので好ましい。
また、ＩＰＳ（Ｉｎ−ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）表示モード、ＦＦＳモードの液晶表示素子においては、液晶表示素子製造用の液晶組成物の閾値電圧以上の電圧を印加しながら紫外線を照射して重合相分離させる工程において、液晶表示素子製造用の液晶組成物中の液晶分子が透明基板平面に対して０度から９０度の範囲で傾斜して配向しており、紫外線を照射したまま前記電圧を閾値電圧未満にして更に紫外線を照射させる工程において、前記液晶分子が透明基板平面に対して０度から３０度に傾斜して配向しているのも好ましい。
液晶分子が透明基板平面に対して０度から９０度の範囲で傾斜して配向は、電圧を印加した液晶の配向状態を安定化させるようにポリマーネットワークを形成させる。ＩＰＳモードの場合は、素子に用いられる配向膜の性質の傾斜角度が大きく依存し、１度から２度程度の範囲になっても良く、プレチルト角が捩れ配向を含む液晶分子の傾斜角度が０．５度から３度が好ましく、０度から２度以内が好ましい。
ＦＦＳモードの場合は、閾値電圧以上の電圧を印加すると液晶の配向状態は、素子内の電界分布に依存してスプレイ配向、ベンド配向、捩れ配向状態が共存するが主にスプレイ配向と捩れ配向状態を示す。この状態の液晶分子の配向状態の傾斜角は、０度から４５度の範囲に入り、配向をポリマーネットワークで安定化させると同様の範囲が安定化されることが好ましい。ＴＮモードでは、４５度から９０度範囲の傾斜角度になっていることが好ましい。
一方、閾値電圧未満の電圧を印加して液晶の配向状態を安定化するようにポリマーネットワークを形成させるが、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、及びＴＮモードの場合は、ラビング配向処理により基板界面にプレチルト角が１度〜３度程度あるので、閾値電圧未満の電圧を印加した液晶の配向状態を安定化させ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、液晶の配向の角度がこの範囲に傾斜しても良いく、光配向膜等の他の配向処理方法を用いてプレチルト角が捩れ配向を含む液晶分子の傾斜角度が０．５度から３度が好ましく、０度から２度以内が広視野角を得るには有用でより好ましい。
また、印加する電圧は、交流波形であって、液晶表示素子製造用の液晶組成物（Ｂ）が誘電異方性を示す範囲の周波数を有するものであるのが好ましい。波形は、ピーク電圧が一定にした場合に実効電圧が高くできる矩形波が好ましい。周波数の上限は、液晶表示素子に用いられる駆動回路により画素に伝達される信号が減衰しない範囲の周波数であれば良く、少なくとも周波数が２ｋＨｚ以下であることが好ましい。紫外線照射前の液晶表示素子製造用の液晶組成物が示す誘電率の周波数依存性において誘電異方性が示す周波数で１０ｋＨｚ以下であれば良い。下限値は、素子を駆動した際にフリッカーが起こる場合があり、この場合にフリッカーが最小になる周波数であれば良く、少なくとも２０Ｈｚ以上が好ましい。
本発明の液晶表示素子の製造方法は、上述のように二つの液晶配向状態を保持するようにポリマーネットワークを形成することが好ましいが、それぞれの液晶配向状態を保持するように形成されたポリマーネットワークは、ポリマーネットワークの屈折率異方性又は配向容易軸が閾値電圧以上の液晶配向方向、又は閾値電圧未満の液晶配向方向に一致するように形成される。これにより、電圧印加時の液晶の配向を安定化させるポリマーネットワークと、電圧無印加時の液晶の配向の安定化させるポリマーネットワークが共存させた状態を作ることになり、電圧無印加時の液晶配向状態から電圧印加により配向変形させる際に起こる配向歪を抑制させてコントラストの向上等の表示特性を改善させることが可能になる。一方、電圧無印加時の液晶配向状態を保持するように形成されるポリマーネットワークのみだけでは、電圧印加時の液晶配向状態へ変移する際に、閾値電圧未満の液晶配向を保持するように形成されたポリマーネットワークの影響力が強いので閾値電圧以上の液晶配向状態に変移するとき配向歪を与えて透過率を下げる原因になる。電圧印加時の液晶の配向を安定化させるポリマーネットワークをポリマーネットワークの一部に形成させることによりスイッチングで起きる配向変移の歪を抑制させ、本来必要とする液晶配向の変移が得られるようになり透過率を向上させられる。尚、電圧印加時及び電圧無印加時の各液晶の配向状態を安定化させるように形成されるポリマーネットワークは、二つの異なる液晶の配向に沿うようにポリマーネットワークの屈折率異方性又は、配向容易軸を形成させることが特徴である。
更に、紫外線照射中の閾値電圧以上の電圧の印加時間により、閾値電圧以上の液晶状態を安定化させるために形成されたポリマーネットワークの影響力が変化し、電気光学特性を変化させることが可能になる。例えば、電圧印加時の液晶の配向状態が基板平面に対して０度から３０度の傾斜配向を含む平行配向としてポリマーネットワークを形成させた場合、紫外線照射中の閾値電圧以上の電圧の印加時間を短くすると、平行配向を保持しようとする作用が僅かなため、垂直配向を保持しようとするポリマーネットワークの作用に従い液晶が配向しようとする。更に、二つの異なる配向を保持したポリマーネットワークからの両配向の影響力が均衡して透明基板法線方向に対してプレチルトが１度以内と小さな角度が誘起される。紫外線照射中の閾値電圧以上の電圧の印加時間を長くするのにともない、水平配向を保持しようとするポリマーネットワークの影響が強まるので垂直配向を保持する力と平行配向を保持する力の均衡からプレチルト角が増加し、プレチルト角が増加して透明基板法線方向に対して１０度以上にすることが可能になる。又、紫外線照射中の閾値電圧以上の電圧の印加時間は、用いられる液晶表示素子製造用の重合性液晶組成物が持つ反応性に大きく依存するので適宜調整して所望のプレチルト角が得られるようにすることが好ましい。特に、基板平面に対し８０度から９０度の範囲でプレチルト角が得られるようにすることが好ましく、８５度から８９．９度にすることがより好ましく、８７度から８９．９度にすることが更に好ましい。
閾値電圧以上の電圧を印加して得られる液晶の配向状態を保持しようと形成されたポリマーネットワークは、負の誘電異方性を用いた垂直配向モードの液晶表示素子に於いては、水平配向状態か、又は方位角が一定の傾斜配向が望ましい。閾値電圧未満で得られる配向状態は、略垂直配向であることが好ましく、特に、基板平面に対して８０度から９０度の略垂直の配向が好ましく、高コントラストが得られるような良好な黒レベルを示す配向状態であることが好ましい。
負の誘電異方性、又は正の誘電異方性を用いた横電界によるＩＰＳ表示モードに於いては、紫外線照射中の閾値電圧以上の電圧を印加して得られる液晶の配向状態は、捩れ配向であることが好ましい。閾値電圧未満で得られる配向状態は、方位角が一定の平行配向であることが好ましい。ＦＦＳモードに於いては、紫外線照射中の閾値電圧以上の電圧を印加して得られる配向状態が少なくともベンド配向、スプレイ配向、傾斜配向の何れか、又は複数混在した配向状態であることが好ましい。閾値電圧未満に於いては略平行配向であることが好ましい。電圧印加時の液晶の配向状態を保持するようにポリマーネットワークを形成させた後、閾値電圧未満の液晶の配向状態を高分子安定化させることにより、ポリマーネットワーク形成完了後に電圧を印加した場合の液晶の配向状態へ容易に配向変形できるようになり、高透過率と高速応答を両立させることができる。
紫外線照射時の印加電圧は、ポリマーネットワーク形成後の液晶表示素子の表示が高コントラストになるように適宜調整することが好ましく、紫外線照射前の液晶表示素子製造用の液晶組成物の電気光学効果の特性に大きく依存するので液晶表示素子製造用の液晶が示す電圧−透過率特性に合わせる必要がある。閾値電圧以上の電圧としては、液晶表示素子製造用の液晶の電圧−透過率特性電圧における透過率の全変化量に対して１０％以上になる電圧Ｖ１０以上であることが好ましく、透過率の全変化量が２０％以上になる電圧Ｖ２０以上がより好ましく、透過率の全変化量が５０％以上になる電圧Ｖ５０以上がより好ましい。但し、閾値電圧の６倍以下の電圧であることが好ましい。紫外線照射中に印加する閾値電圧以上の電圧は、交流電圧を印加することが好ましく、矩形波を印加することが好ましい。周波数は、フリッカーが目視で認識できない周波数にすることが好ましく、ＴＦＴ基板等の電子回路がガラス基板上に形成されている場合は、重合電圧の減衰が起きない周波数であれば良く、３０Ｈｚから５ｋＨｚ程度あることが好ましい。
紫外線照射の途中で印加する電圧を閾値電圧以上から閾値電圧未満にするが、閾値電圧未満の電圧としては、液晶の配向が電圧で変化しない範囲であればよく、０Ｖ以上で閾値値電圧の９０％未満の電圧が好ましく、８０％未満の電圧が好ましく、７０％以下であることがより好ましい。また、紫外線照射中に印加電圧を閾値電圧以下にするが、この時に液晶表示素子に於けるＯＦＦ時の液晶配向状態になるように戻すことが好ましく、例えば、上述したように垂直配向モードに於いては垂直配向に戻せば良く、ＦＦＳモードやＩＰＳモードでは平行配向にすれば良い。液晶表示素子ＯＦＦ時の液晶配向状態になるように戻す為には、電圧印加時の液晶の配向を安定化させるポリマーネットワークの影響力が僅かな状態で閾値電圧未満の電圧へ下げることが好ましい。
閾値電圧以上の電圧を印加した後に紫外線を照射するが、紫外線照射中に電圧印加時間が長くなると、紫外線照射中に電圧印加時の液晶の配向を安定化させるポリマーネットワークの影響力が増大して必要とする液晶表示素子ＯＦＦ時の液晶配向状態へ戻らなくなり好ましくなくなる。そのため、最適な紫外線照射中の電圧を適宜最適化して本発明の液晶液晶表示表示素子を製造することが好ましい。又、紫外線照射中の電圧を閾値電圧未満にする際、素子製造用の液晶組成物の液晶に於ける応答の緩和時間を調整する目的で、電圧を紫外線照射途中で徐々に低くして印加電圧の降下時間を紫外線照射中の液晶に於ける応答緩和時間よりも長くすることにより応答緩和過程で起こるバックフローの影響を最小限にするようにしても良く、印加電圧の降下時間は、１０ｍｓ以上から１０００ｍｓ以内であることが好ましい。又、反対に速く下げる場合も良く、少なくとも液晶表示素子製造用の液晶組成物が示す緩和時間より短くすることが好ましく、１００ｍｓ以下が好ましい。
このように閾値電圧以上の電圧が印加された状態で紫外線照射することで水平配向成分のポリマーネットワークを部分的に形成させ、紫外線照射を継続しながら電圧を閾値電圧未満にすることで液晶を垂直配向に戻すことで重合相分離を完了させる。フィッシュボーン型電極液晶セルに於いては、上述の平行配向成分と垂直配向成分の比率でプレチルト角は変化させることが可能でポリマーネットワーク形成初期過程で電圧を切ると傾斜配向方位が定まり、垂直配向を残存モノマーで形成することにより垂直配向と傾斜配向方位の両立が可能になりナノ相分離液晶に於ける配向制御技術となる。
尚、平行配向状態とは、電圧が印加されて負の誘電異方性液晶が略平行配向状態になることを意味し、基板面に対して０．１度から３０度の範囲が好ましく、０．１度から１０度の範囲で傾斜配向していることが好ましい。電圧が無印加の場合の垂直配向は、垂直配向膜の作用で略垂直配向状態になることを意味し、液晶の配向が基板平面に対して８０から８９．９度に傾斜して配向していることが好ましく、８５度から８９．９度に傾斜していることがより好ましい。
正の誘電異方性液晶の場合は、電圧が印加されると垂直配向が得られるが、液晶配向状態が基板平面に対して４５度から８９．９度の範囲で液晶が傾斜して配向していることも含まれる。電圧が無印加の場合の平行配向は、平行配向膜の作用で略平行配向状態になることを意味し、液晶の配向が基板平面に対して０．１から３０度に傾斜して配向していることが含まれる。
本発明の液晶表示素子における基板間の距離（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、本発明に用いられる素子製造用の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、又は液晶表示素子製造用の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。液晶表示素子製造用の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。
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。
（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。）
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モノマー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、及びモノマー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。
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、モノマー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℃が好ましい。実施例において後述するように、本発明者は、モノマー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モノマー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。
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、モノマーを高分子化せしめ、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なパターン電極を用いたり、該配向処理を施すとことも好ましい。前記液晶層は、モノマーを含有した重合性液晶組成物に対し、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、前記モノマーを高分子化せしめた構成であることがより好ましい。更に、電圧を印加した配向状態を安定化して得られたポリマーネットワークと電圧を印加しない配向状態を安定化して得られたポリマーネットワークを複合化させてプレチルト角を誘起させることも好ましい。
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。
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。
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。
２枚の基板間に液晶表示素子製造用の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液晶表示素子製造用の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素子製造用の液晶組成物は、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。
モノマー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、液晶表示素子製造用の液晶組成物を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、モノマーを含有した液晶組成物に対し、液晶表示素子製造用の液晶組成物を−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。
照射時の温度は、液晶表示素子製造用の液晶組成物が−５０℃から３０℃の温度範囲であることが好ましい。さらに２０℃〜−１０℃がより好ましい。素子製造用の液晶組成物の組成に依存して低温重合、及び常温重合により、τｄが更に高速化する傾向がある。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。
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／ｃｍ２〜１００Ｗ／ｃｍ２が好ましく、２ｍＷ／ｃｍ２〜５０Ｗ／ｃｍ２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／ｃｍ２から５００Ｊ／ｃｍ２が好ましく、１００ｍＪ／ｃｍ２から２００Ｊ／ｃｍ２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。
以上詳述した光変換部と液晶層とを有する液晶表示素子における、電極構造を含む全体構造につき、更に、図１１〜１８を用いて説明する。図１１は、液晶表示部の電極層３の構造図の模式図を表し、より詳細には図１１は、画素部分を等価回路で示した模式図であり、図１２および１３は画素電極の形状の一例を示す模式図である。また、図１２〜図１３は、本実施形態の一例として、ＦＦＳ型の液晶表示素子の電極構造を示す模式図である。また、図１４は、本実施形態の一例として、ＩＰＳ型の液晶表示素子の電極構造を示す模式図である。さらに、図１７は、本実施形態の一例として、ＶＡ型の液晶表示素子の電極構造を示す模式図である。図１や図２に示すように、液晶パネル１０に対して背面側から照明する照明手段として上記バックライトユニットを設けることで液晶表示素子として駆動する。
当該図１１において、本発明に係る電極層３は、共通電極および複数の画素電極を備えている。画素電極は、絶縁層（例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）など）を介して共通電極上に配置されている。画素電極は表示画素毎に配置され、スリット状の開口部が形成されている。共通電極と画素電極とは、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）によって形成された透明電極であり、電極層３は、表示部において、複数の表示画素が配列する行に沿って延びるゲートバスラインＧＢＬ（ＧＢＬ１、ＧＢＬ２・・・ＧＢＬｍ）と、複数の表示画素が配列する列に沿って延びるソースバスラインＳＢＬ（ＳＢＬ１、ＳＢＬ２・・・ＳＢＬｍ）と、ゲートバスラインとソースバスラインとが交差する位置近傍に画素スイッチとして薄膜トランジスタを備えている。また、当該薄膜トランジスタのゲート電極は対応するゲートバスラインＧＢＬと電気的に接続されており、当該薄膜トランジスタのソース電極は対応する信号線ＳＢＬと電気的に接続されている。さらに、薄膜トランジスタのドレイン電極は、対応する画素電極と電気的に接続されている。
電極層３は、複数の表示画素を駆動する駆動手段として、ゲートドライバとソースドライバとを備えており、前記ゲートドライバおよび前記ソースドライバは、液晶表示部の周囲に配置されている。また、複数のゲートバスラインはゲートドライバの出力端子と電気的に接続され、複数のソースバスラインはソースドライバの出力端子と電気的に接続されている。ゲートドライバは複数のゲートバスラインにオン電圧を順次印加して、選択されたゲートバスラインに電気的に接続された薄膜トランジスタのゲート電極にオン電圧を供給する。ゲート電極にオン電圧が供給された薄膜トランジスタのソース−ドレイン電極間が導通する。
ソースドライバは、複数のソースバスラインのそれぞれに対応する出力信号を供給する。ソースバスラインに供給された信号は、ソース−ドレイン電極間が導通した薄膜トランジスタを介して対応する画素電極に印加される。ゲートドライバおよびソースドライバは、液晶表示素子の外部に配置された表示処理部（制御回路とも称する）により動作を制御される。
本発明に係る表示処理部は、通常駆動のほかに駆動電力低減のために低周波駆動の機能と間欠駆動の機能とを備えてもよく、ＴＦＴ液晶パネルのゲートバスラインを駆動するためのＬＳＩであるゲートドライバの動作およびＴＦＴ液晶パネルのソースバスラインを駆動するためのＬＳＩであるソースドライバの動作を制御するものである。また、共通電極に共通電圧ＶＣＯＭを供給し、バックライトの動作も制御している。
図１２は、画素電極の形状の一例として櫛形の画素電極を示した図であり、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１２に示すように、第１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バスライン２６と表示信号を供給するための複数のソースバスライン２５とが、互いに交差してマトリクス状に配置されている。当該複数のゲートバスライン２６と当該複数のソースバスライン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。ゲートバスライン２６とソースバスライン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２４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、ゲートバスライン２６と並行して、共通ライン２９が設けられる。この共通ライン２９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。
画素電極２１の背面には絶縁層１８（図示せず）を介して共通電極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は配向層同士の最短離間距離（セルギャップ）より短い。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、前記複数のゲートバスライン２６と複数のソースバスライン２５とに囲まれた領域にはソースバスライン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を設けてもよい。
また、図１３は、図１２の変形例であり、画素電極の形状の一例としてスリット状の画素電極を示した図である。当該図１３に示す画素電極２１は、略長方形の平板体の電極を、当該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、その他の部分は略矩形枠状の切欠き部でくり抜かれた形状である。なお、切欠き部の形状は特に制限されるものではなく、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。
なお、図１２および図１３には、一画素における一対のゲートバスライン２６及び一対のソースバスライン２５のみが示されている。
図１５は、図１２または図１３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例の一つである。配向層４および薄膜トランジスタを含む電極層３が表面に形成された第１の基板２と、配向層４が表面に形成された第２の基板７とが所定の間隔Ｇ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１の基板２の表面の一部にゲート絶縁膜１２、共通電極２２、パッシベーション膜１８、画素電極２１および配向層４の順で積層されている。
薄膜トランジスタの構造の好適な一態様は、例えば、図１５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膜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、前記保護膜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パッシベーション膜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。
図１２及び図１３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１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。
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１の基板２と第２の基板７との間の液晶層５の厚さ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１２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、最小離間距離（または電極間距離）：Ｒ＝０となる例が示されており、最小離間距離Ｒが第１の基板２と第２の基板７との間の液晶層の厚さ（セルギャップとも称される）：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。
本発明に係る液晶表示素子の液晶パネルのＦＦＳ型の変形例であるＩＰＳ型の液晶表示素子の例を図１、図１４および図１６を用いて説明する。ＩＰＳ型の液晶表示素子の液晶パネル１０の構成は、上記図１のＦＦＳ型と同様に片側の基板上に電極層３（共通電極と画素電極とＴＦＴを含む）が設けられた構造であり、第１の偏光板１と、第１の基板２と、電極層３と、配向層４と、液晶組成物を含む液晶層５と、配向層４と、カラーフィルタ６と、第２の基板７と、第２の偏光板８と、が順次積層された構成である。
図１４は、ＩＰＳ型の液晶表示部における図１の第１の基板２上に形成された電極層３のＩＩ線で囲まれた領域の一部を拡大した平面図である。図１４に示すように、走査信号を供給するための複数のゲートバスライン２６と表示信号を供給するための複数のソースバスライン２５とにより囲まれた領域内（単位画素内）で、櫛歯形の第１の電極（例えば、画素電極）２１と櫛歯型の第２の電極（例えば、共通電極）２２とが互いに遊嵌した状態（両電極が一定距離を保った状態で離間して噛合した状態）で設けられている。該単位画素内には、ゲートバスライン２６とソースバスライン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２４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、第１の電極２１に表示信号を供給するスイッチ素子として、第１の電極２１と連結している。また、ゲートバスライン２６と並行して、共通ライン（Ｖｃｏｍ）２９が設けられる。この共通ライン２９は、第２の電極２２に共通信号を供給するために、第２の電極２２と連結している。
図１６は、図１４におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線方向にＩＰＳ型の液晶パネルを切断した断面図である。第１の基板２上には、ゲートバスライン２６（図示せず）を覆い、且つ第１の基板２の略全面を覆うように設けられたゲート絶縁層３２と、ゲート絶縁層３２の表面に形成された絶縁保護層３１とが設けられ、絶縁保護膜３１上に、第１の電極（画素電極）２１及び第２の電極（共通電極）２２が離間して設けられる。絶縁保護層３１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。
図１４及び図１６に示すような実施の形態では、第１の電極２１及び第２の電極２２は、絶縁保護層３１上に、すなわち同一の層上に形成された櫛形の電極であり、互いに離間して噛合した状態で設けられている。ＩＰＳ型の液晶表示部では、第１の電極２１と第２の電極２２との間の電極間距離Ｇと、第１の基板２と第２の基板７との間の液晶層の厚さ（セルギャップ）：Ｈは、Ｇ≧Ｈの関係を満たす。電極間距離：Ｇとは、第１の電極２１と第２の電極２２との間の、基板に水平方向の最短距離を表し、図１４及び図１６で示す例においては、第１の電極２１と第２の電極２２とが遊嵌して交互に形成されたラインに対して、水平方向の距離を表す。第１の基板２と第２の基板７との距離：Ｈとは、第１の基板２と第２の基板７との間の液晶層の厚さを表し、具体的には、第１の基板２及び第２の基板７のそれぞれに設けられた配向層４（最表面）間の距離（すなわちセルギャップ）、液晶層の厚みを表す。
一方、先述のＦＦＳ型の液晶表示部では、第１の基板２と第二の基板７との間の液晶層５の厚さが、第１の電極２１と第２の電極２２との間の、基板に水平方向の最短距離以上であり、ＩＰＳ型の液晶表示部は、第１の基板２と第二の基板７との間の液晶層５の厚さが、第１の電極２１と第２の電極２２との間の、基板に水平方向の最短距離未満である。したがって、ＩＰＳとＦＦＳの違いは、第１の電極２１及び第２の電極２２の厚み方向の位置関係に依存しない。
ＩＰＳ型の液晶表示素子は、第１の電極２１及び第２の電極２２間に形成される基板面に対して水平方向の電界を利用して液晶分子を駆動させる。第１の電極２１の電極幅：Ｑ、及び第２の電極２２の電極幅：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形成することが好ましい。
本発明の好ましい液晶パネルの他の実施形態は、垂直配向型の液晶表示素子である。図１７は、前記図２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３（または薄膜トランジスタ層３とも称する。）のＩＩ線で囲まれた領域を拡大した平面図である。図１８は、図１７におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線方向に図２に示す液晶表示素子を切断した断面図である。以下、図２および図１７〜１８を参照して、本発明に係る垂直配向型の液晶表示部を説明する。
本発明に係る液晶表示素子における液晶パネル１０の構成は、図２に記載するように透明導電性材料からなる透明電極（層）３’（または共通電極３’とも称する。）を具備した第２の基板７と、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電極層３を含む第１の基板２と、前記第１の基板２と第２の基板７との間に挟持された液晶組成物（または液晶層５）を有し、該液晶組成物中の液晶分子の電圧無印加時の配向が前記基板２，７に対して略垂直である液晶表示素子であって、該液晶組成物として前記本発明の液晶組成物を用いたことに特徴を有するものである。また図１８に示すように、前記第１の基板２および前記第２の基板７は、一対の偏光板１，８により挟持されてもよい。さらに、図１８では、前記第２の基板７と共通電極３’との間にカラーフィルタ６が設けられている。またさらに、本発明に係る液晶層５と隣接し、かつ当該液晶層５を構成する液晶組成物と直接当接するよう一対の配向層４を透明電極（層）３，３’表面に形成してもよい。
図１７は、画素電極２１の形状の一例として逆Ｌ字型の画素電極を示した図であり、図２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。前記画素電極２１は、上記図１２、１３および１４と同様に、ゲートバスライン２６とソースバスライン２５とに囲まれた領域の略全面に逆Ｌ字型に形成されているが、画素電極の形状は限定されるものではない。
垂直配向型の液晶表示素子の液晶表示部は、上記のＩＰＳ型やＦＦＳ型とは異なり、共通電極２２（図示せず）が画素電極２１と対向離間して形成されている。換言すると、画素電極２１と、共通電極２２とは別の基板上に形成されている。一方、先述のＦＦＳやＩＰＳ型の液晶表示素子は、画素電極２１および共通電極２２が同一基板上に形成されている。
また、当該カラーフィルタ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。
図１８は、図１７おけるＩＩＩ−ＩＩＩ線方向に図２に示す液晶表示素子を切断した断面図である。すなわち、本発明に係る液晶表示素子の液晶パネル１０は、第１の偏光板１と、第１の基板２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）３と、液晶を垂直配向させる配向層４と、液晶組成物を含む層５と、該配向層４と、共通電極３’と、カラーフィルタ６と、第２の基板７と、第１の偏光板８と、が順次積層された構成である。
以上詳述した垂直配向型の液晶表示素子は、視野角依存を改善する為に画素が２分割乃至8分割されたマルチドメインを有する分割配向させたものが好ましい。斯かる分割配向は配向膜４をマスクラビングによって作成してもよいが、
１）第１の基板２側及び第２の基板７の双方にリブを形成させる手段、
２）第１の画素電極２１に電極スリットを用い、第２の基板７上にリブを形成させる手段、
３）第１の画素電極２１に微細スリット電極を用い、第２の基板７上にリブを形成させる手段、
４）第１の画素電極２１、及び第２の共通電極２２にスリット電極を用いる手段、
５）第１の画素電極２１に微細スリット電極を用い、かつ、ポリマーによって液晶にプレチルトを形成させる手段、
６）配向膜として直線偏光紫外線照射によって均一な配向方位を液晶に付与できる所謂光配向膜を用いる手段等によって液晶の配向方位が規定されたマルチドメイン型のＶＡ素子であることが、素子の製造が容易であることから好ましい。これらのなかでも、特に、液晶層５のポリマーネットワークを形成しやすいこと、また、液相層５内でポリマーネットワーク（Ａ）の光軸方向又は配向容易軸方向と、前記液晶組成物（Ｂ）の配向容易軸方向が同一乃至略同一方向に制御することが容易であることから、前記５）ポリマーによって液晶にプレチルトを形成させる手段、又は前記６）の光配向膜を用いる手段によって得られた液晶表示素子であることが好ましい。
１）第１の基板２側及び第２の基板７の双方にリブを形成させる手段、
２）第１の画素電極２１に電極スリットを用い、第２の基板７上にリブを形成させる手段、
３）第１の画素電極２１に微細スリット電極を用い、第２の基板７上にリブを形成させる手段、
４）第１の画素電極２１、及び第２の共通電極２２にスリット電極を用いる手段、
５）第１の画素電極２１に微細スリット電極を用い、かつ、ポリマーによって液晶にプレチルトを形成させる手段、
６）配向膜として直線偏光紫外線照射によって均一な配向方位を液晶に付与できる所謂光配向膜を用いる手段等によって液晶の配向方位が規定されたマルチドメイン型のＶＡ素子であることが、素子の製造が容易であることから好ましい。これらのなかでも、特に、液晶層５のポリマーネットワークを形成しやすいこと、また、液相層５内でポリマーネットワーク（Ａ）の光軸方向又は配向容易軸方向と、前記液晶組成物（Ｂ）の配向容易軸方向が同一乃至略同一方向に制御することが容易であることから、前記５）ポリマーによって液晶にプレチルトを形成させる手段、又は前記６）の光配向膜を用いる手段によって得られた液晶表示素子であることが好ましい。
ここで、前記した画素電極２２として微細スリット電極を用いる場合、図２０に示す様な所謂フィッシュボーン型電極であることが配向方位の安定性の点から好ましい。該フィッシュボーン型電極を図２０に基づいて詳述すれば、該電極はＩＴＯなどの透明電極から構成され、その電極材料（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３〜５μｍ程度のスリット部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例えば３μｍである。図２０では、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度ずつ異なる４方向に枝部電極が延在された構造を有している。液晶分子は電圧印加により傾斜配向するが、傾斜配向の方位がこれらの４方向と一致しするように傾斜配向するので、４分割されたドメインを一つの画素内に形成させて表示の視野角を広くすることができる。
また、前記６）の光配向膜を用いる場合、該光配向膜は、光応答性分子又は光応答性高分子を主たる成分して構成されているものが挙げられる。斯かる光応答性分子又は光応答性高分子としては、
（１）光に応答して異性化し偏光軸に対して略垂直または平行に配向する
光応答性異性化型分子又はその重合体、
（２）光に応答して二量化により架橋構造を形成する光応答性二量化型分子、および
（３）光に応答して高分子鎖が切断する光応答性分解型高分子
が挙げられる。これらのなかでも特に光応答性異性化型分子又はその重合体（３）が、感度、配向規制力の点から特に好ましい。
（１）光に応答して異性化し偏光軸に対して略垂直または平行に配向する
光応答性異性化型分子又はその重合体、
（２）光に応答して二量化により架橋構造を形成する光応答性二量化型分子、および
（３）光に応答して高分子鎖が切断する光応答性分解型高分子
が挙げられる。これらのなかでも特に光応答性異性化型分子又はその重合体（３）が、感度、配向規制力の点から特に好ましい。
上記した光応答性異性化型分子又はその重合体としては、具体的には、
一般式（ア）表されるアゾ化合物、またはこの重合体が特に好ましい。
（一般式（ア））
一般式（ア）表されるアゾ化合物、またはこの重合体が特に好ましい。
（一般式（ア））
（一般式（ア）中、Ｒ１及びＲ２は各々独立してヒドロキシ基、又は（メタ）アクリロイル基、（メタ）アクリロイルオキシ基、（メタ）アクリロイルアミノ基、ビニル基、ビニルオキシ基及びマレイミド基からなる群から選ばれる重合性官能基を表し、式中、Ａ１及びＡ２は各々独立して単結合又はアルコキシ基によって置換されていてもよい二価の炭化水素基を表し、Ｂ１及びＢ２は各々独立して単結合、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−ＮＨ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−ＮＨ−ＣＯ−Ｏ−又は−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−を表すが、Ｒ１及びＲ２の結合において、−Ｏ−Ｏ−結合を形成することはなく、ｍ及びｎは各々独立して０〜４の整数を表し（但し、ｍ又はｎが２以上のとき、複数あるＡ１、Ｂ１、Ａ２及びＢ２は同じであっても異なっていても良く、二つのＢ１又はＢ２の間に挟まれたＡ１又はＡ２はアルコキシ基によって置換されていてもよい二価の炭化水素基を表す。）、Ｒ３〜Ｒ６は各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、アリルオキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルコキシ基、カルボキシル基若しくはそのアルカリ金属塩、アルコキシカルボニル基、ハロゲン化メトキシ基、ヒドロキシ基、スルホ基若しくはそのアルカリ金属塩、アミノ基、カルバモイル基、スルファモイル基、−ＯＲ７（ただしＲ７は、炭素原子数１〜６の低級アルキル基、炭素原子数３〜６のシクロアルキル基又は炭素原子数１〜６の低級アルコキシ基で置換された炭素原子数１〜６の低級アルキル基を表す）、炭素原子数１〜４のヒドロキシアルキル基又は−ＣＯＮＲ８Ｒ９（Ｒ８及びＲ９は、各々独立して水素原子又は炭素原子数１〜６の低級アルキル基を表す）、又は（メタ）アクリロイル基、（メタ）アクリロイルオキシ基、（メタ）アクリロイルアミノ基、ビニル基、ビニルオキシ基及びマレイミド基からなる群から選ばれる重合性官能基を表し、Ｘは、単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＮＲ１０−（但し、Ｒ１０は、水素原子又は炭素数２０以下の炭化水素基を表す）、−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨ−、−Ｓ−、又は−ＣＨ２−を表し、Ｇ１及びＧ２は各々独立して１，４−フェニレン基の如きフェニレン基；２，６−ナフタレンジイル基の如きアリーレン基を表し、フェニレン基またはアリーレン基中に存在する１個または２個以上の水素原子はそれぞれ独立にヒドロキシ基、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、スルホ基、スルホ基のアルカリ金属塩、炭素原子１〜７個のアルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基、により置換されてもよい。
一般式（ア）において、Ｒ１またはＲ２の少なくとも一つが重合性官能基であると光や熱に対する安定性が増大し好ましい。重合性官能基の中では、特に（メタ）アクリロイルオキシ基が好ましい。又、マレイミド基は、重合開始剤が不要となるので好ましい。Ｒ１がヒドロキシ基の場合、ｍは０であることが好ましく、Ｒ１が重合性官能基の場合、ｍは１〜３の整数を表すことが好ましく、１又は２がより好ましい。Ｒ２がヒドロキシ基の場合、ｎは０であることが好ましく、Ｒ２が重合性官能基の場合ｎは１〜３の整数を表すことが好ましく、１又は２がより好ましい。
前記一般式（ア）で表される化合物の重合体の重量平均分子量は、塗工しやすい溶液の粘度とし、塗工後の乾燥皮膜の耐熱性を保ち、配向規制力を大きくする観点から、５０００〜１００００００が好ましく、１００００〜５０００００が特に好ましい。
次に光応答性二量化型分子としては、以下の一般式（３）：
（上記一般式（３）中、Ｘは６〜１２であり、Ｙは０〜２であり、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ独立して、水素原子または炭素原子数１〜５個のアルコキシ基であり、Ｒ３０は、式（２−ａ）または式（２−ｂ）：
であり、式（２−ａ）中のＲ３１は重合性基、炭素原子数１〜１０個のアルコキシ基、シアノ基または炭素原子数１〜１２個のフッ化アルキル基であり、ｊは０以上６以下の整数である。）で表される光応答性二量化型高分子が挙げられる。
また、光応答性分解型高分子としては、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との縮合反応物であることが好ましい。
以上詳述した本発明の液晶表示素子は、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。これらの中でも、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、液晶層中にポリマーネットワークを形成する点において配向膜上に重合体又は共重合体を有するＰＳＡ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶表示素子と区別することができる。
以下、例を挙げて本願発明を更に詳述するが、本願発明はこれらによって限定されるものではない。なお、各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。また、ｎは自然数を表す。
「ｎ型化合物」
（側鎖）
−ｎ −ＣｎＨ２ｎ＋１ 炭素原子数ｎの直鎖状のアルキル基
ｎ− ＣｎＨ２ｎ＋１− 炭素原子数ｎの直鎖状のアルキル基
−Ｏｎ −ＯＣｎＨ２ｎ＋１ 炭素原子数ｎの直鎖状のアルコキシル基
ｎＯ− ＣｎＨ２ｎ＋１Ｏ− 炭素原子数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− ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−
−２Ｖ１ −ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ３
１Ｖ２− ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２−ＣＨ２
（連結基）
−ｎ− −ＣｎＨ２ｎ−
−ｎＯ− −ＣｎＨ２ｎ−Ｏ−
−Ｏｎ− −Ｏ−ＣｎＨ２ｎ−
−ＣＯＯ− −Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−
−ＯＣＯ− −Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−
−ＣＦ２Ｏ− −ＣＦ２−Ｏ−
−ＯＣＦ２− −Ｏ−ＣＦ２−
（側鎖）
−ｎ −ＣｎＨ２ｎ＋１ 炭素原子数ｎの直鎖状のアルキル基
ｎ− ＣｎＨ２ｎ＋１− 炭素原子数ｎの直鎖状のアルキル基
−Ｏｎ −ＯＣｎＨ２ｎ＋１ 炭素原子数ｎの直鎖状のアルコキシル基
ｎＯ− ＣｎＨ２ｎ＋１Ｏ− 炭素原子数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− ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−
−２Ｖ１ −ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ３
１Ｖ２− ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２−ＣＨ２
（連結基）
−ｎ− −ＣｎＨ２ｎ−
−ｎＯ− −ＣｎＨ２ｎ−Ｏ−
−Ｏｎ− −Ｏ−ＣｎＨ２ｎ−
−ＣＯＯ− −Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−
−ＯＣＯ− −Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−
−ＣＦ２Ｏ− −ＣＦ２−Ｏ−
−ＯＣＦ２− −Ｏ−ＣＦ２−
（環構造）
（環構造）
各実施例にて使用した重合性単量体は以下のとおりである。
実施例１９〜２７にて使用した重合開始剤はイルガキュア６５１である。
各実施例中、測定した特性は以下の通りである。
ＴＮＩ ：ネマチック相−等方性液体相転移温度（℃）
Δｎ ：２５℃における屈折率異方性
Δε ：２５℃における誘電率異方性
η ：２５℃における粘度（ｍＰａ・ｓ）
γ１ ：２５℃における回転粘度（ｍＰａ・ｓ）
ＶＨＲ測定
（周波数６０Ｈｚ，印加電圧１Ｖの条件下で３３３Ｋにおける電圧保持率（％））
４５０ｎｍに主発光ピークを有するＬＥＤ耐光試験：
２万ｃｄ／ｍ２の４５０ｎｍに主発光ピークを有する可視光ＬＥＤ光源を液晶パネルに対して１週間暴露する前と後のＶＨＲを測定した。
Δｎ ：２５℃における屈折率異方性
Δε ：２５℃における誘電率異方性
η ：２５℃における粘度（ｍＰａ・ｓ）
γ１ ：２５℃における回転粘度（ｍＰａ・ｓ）
ＶＨＲ測定
（周波数６０Ｈｚ，印加電圧１Ｖの条件下で３３３Ｋにおける電圧保持率（％））
４５０ｎｍに主発光ピークを有するＬＥＤ耐光試験：
２万ｃｄ／ｍ２の４５０ｎｍに主発光ピークを有する可視光ＬＥＤ光源を液晶パネルに対して１週間暴露する前と後のＶＨＲを測定した。
３８５ｎｍに主発光ピークを有するＬＥＤ耐光試験：
３８５ｎｍをピークにもつ単色ＬＥＤで６０秒１３０Ｊ照射する前と後のＶＨＲを測定した。
３８５ｎｍをピークにもつ単色ＬＥＤで６０秒１３０Ｊ照射する前と後のＶＨＲを測定した。
（重合性液晶組成物の調整）
Ｎ型液晶組成物として下記表１〜表１５の配合に従って液晶組成物を調整し、次いで、６０℃に加熱し、各表に記載の重合性単量体［（Ｐ２−１M）、（Ｐ２−２Ｍ）、又は（Ｐ４−４Ｍ）］を混合し溶解させた。室温で各重合性液晶組成物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。なお、実施例１９〜２７では、更にこの溶液に重合光開始剤（イルガキュア６５１）を混合して重合性液晶組成物を調製した。
Ｎ型液晶組成物として下記表１〜表１５の配合に従って液晶組成物を調整し、次いで、６０℃に加熱し、各表に記載の重合性単量体［（Ｐ２−１M）、（Ｐ２−２Ｍ）、又は（Ｐ４−４Ｍ）］を混合し溶解させた。室温で各重合性液晶組成物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。なお、実施例１９〜２７では、更にこの溶液に重合光開始剤（イルガキュア６５１）を混合して重合性液晶組成物を調製した。
（液晶パネル、バックライトユニットおよび液晶表示素子の作製方法）
（１）液晶パネルの作製
（ＶＡ型液晶パネル）
第１基板に形成された透明電極の上に、配向膜溶液をスピンコート法により形成し、乾燥厚さ０．１μｍの配向膜を形成した。カラーフィルタが形成された第２基板にも同様にして配向膜を形成した。櫛形透明電極および配向膜が形成された第１基板と、カラーフィルタが形成された第２電極基板を、それぞれの配向膜が対向し、かつ直線偏光を照射した、またはラビングした方向がアンチパラレル方向（１８０°）となるように配置し、２枚の基板間に一定の間隙（４μｍ）を保った状態で、周辺部をシール剤により貼り合わせた。次に、配向膜表面及びシール剤により区画されたセルギャップ内に、前記した各種重合性液晶組成物（組成物１〜９）を、真空注入法により、充填し、一対の偏光板を第１基板および第２基板上に貼りあわせることでＶＡ型の液晶パネルを作製した。
（１）液晶パネルの作製
（ＶＡ型液晶パネル）
第１基板に形成された透明電極の上に、配向膜溶液をスピンコート法により形成し、乾燥厚さ０．１μｍの配向膜を形成した。カラーフィルタが形成された第２基板にも同様にして配向膜を形成した。櫛形透明電極および配向膜が形成された第１基板と、カラーフィルタが形成された第２電極基板を、それぞれの配向膜が対向し、かつ直線偏光を照射した、またはラビングした方向がアンチパラレル方向（１８０°）となるように配置し、２枚の基板間に一定の間隙（４μｍ）を保った状態で、周辺部をシール剤により貼り合わせた。次に、配向膜表面及びシール剤により区画されたセルギャップ内に、前記した各種重合性液晶組成物（組成物１〜９）を、真空注入法により、充填し、一対の偏光板を第１基板および第２基板上に貼りあわせることでＶＡ型の液晶パネルを作製した。
この液晶パネルに周波数１ｋＨｚで２．４３Ｖの矩形波の電圧を印加しながら、波長３６５ｎｍの紫外線ＬＥＤの光源を用いて照射強度が１５ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を１２秒間照射した後、紫外線照射を継続した状態で、電圧を０Ｖにして垂直配向に戻し、電圧を０Ｖに戻した時点から紫外線を６８秒間照射した。このように作製した液晶パネルを評価用素子とし、ＶＨＲ測定およびＵＶに対する表示品位の評価を行った。
その結果を以下の表に示す。
上記表１〜１５において、４５０ｎｍに主発光ピークにおける変化率は、「初期（＝１週間耐光試験前）のＶＨＲ値／１週間耐光試験後のＶＨＲ値」であり、３８５ｎｍに主発光ピークにおける変化率は、「初期（＝６０秒耐光試験前）のＶＨＲ値／６０秒耐光試験後のＶＨＲ値」である。したがって、変化率が１に近いほど、４５０ｎｍに主発光ピークを有する光または３８５ｎｍに主発光ピークを有する光に対して安定であることを示す。上記実験結果によれば上記液晶表示素子は、耐光性に優れており、発光用ナノ結晶の劣化や部分的な高エネルギー光線の照射スポットによる液晶層の劣化を抑制または防止できると考えられる。
上記の実験結果から、４５０ｎｍに主発光ピークを有する光を１週間照射した場合は、実施例２、実施例１１、実施例２０の液晶表示素子が最もＶＨＲ値の変化が大きい（変化率が低い）ことが確認された。また、３８５ｎｍに主発光ピークを有する光を照射した場合も、実施例２、実施例１１、実施例２０の液晶表示素子が最もＶＨＲ値の変化率が低いことが確認された。
一方、液晶表示素子の高速応答性に関係するγ１をみると、実施例３、実施例１２、実施例２１が最も高いことが確認される。前者の原因としては、縮合環（ナフタレン）を含む２環以上の液晶化合物を含むため、光を吸収しやすいことに関係すると考えられる。また、後者の原因としては、クロマン環を含む２環以上液晶化合物であるため、粘性が高くなることが考えられる。
また、上記実施例８、実施例１７、実施例２６については液晶組成物１００質量部に対して、以下の式（ＩＩＩ−２２）の酸化防止剤を０．０５質量部添加して、ＶＡ型の液晶パネルを作製して、４５０ｎｍに主発光ピークを有する光による耐光試験および３８５ｎｍに主発光ピークを有する光による耐光試験の評価を行ってもよい。
（２）バックライトユニットの作製
（発光用ナノ結晶フィルムの作製）
不揮発成分を１００質量％にした際の発光用ナノ結晶（ＩｎＰ／ＺｎＳコアシェルナノ結晶（赤色発光性）、ＩｎＰ／ＺｎＳコアシェルナノ結晶（緑色発光性） いずれもオレイン酸リガンド）固形分が３質量部、光硬化性アクリル樹脂が９３質量部、光開始剤が４質量部となる様、緑色および赤色の発光用ナノ結晶それぞれのトルエン分散体と光硬化性アクリル樹脂および光開始剤を混合し、エバポレータによりトルエンを抜く事で発光用ナノ結晶含有樹脂組成物を調製する。ＰＥＴフィルム上に膜厚１００ｕｍと成る様、この樹脂組成物を塗工した後、さらにＰＥＴフィルムを積層した。積算のＵＶ照射量が５０００ｍＪまでＵＶ照射を実施する事で光変換部（発光用ナノ結晶フィルム）を得た。
（発光用ナノ結晶フィルムの作製）
不揮発成分を１００質量％にした際の発光用ナノ結晶（ＩｎＰ／ＺｎＳコアシェルナノ結晶（赤色発光性）、ＩｎＰ／ＺｎＳコアシェルナノ結晶（緑色発光性） いずれもオレイン酸リガンド）固形分が３質量部、光硬化性アクリル樹脂が９３質量部、光開始剤が４質量部となる様、緑色および赤色の発光用ナノ結晶それぞれのトルエン分散体と光硬化性アクリル樹脂および光開始剤を混合し、エバポレータによりトルエンを抜く事で発光用ナノ結晶含有樹脂組成物を調製する。ＰＥＴフィルム上に膜厚１００ｕｍと成る様、この樹脂組成物を塗工した後、さらにＰＥＴフィルムを積層した。積算のＵＶ照射量が５０００ｍＪまでＵＶ照射を実施する事で光変換部（発光用ナノ結晶フィルム）を得た。
（バックライトユニット１の作製）
青色ＬＥＤ光源を導光板の一辺の端部に設置し、反射シートで照射面を除く部分を覆い、導光板の照射面に上記発光用ナノ結晶フィルムシートを配置しさらにその照射側に拡散シートを配置してバックライトユニット１を作製した。
青色ＬＥＤ光源を導光板の一辺の端部に設置し、反射シートで照射面を除く部分を覆い、導光板の照射面に上記発光用ナノ結晶フィルムシートを配置しさらにその照射側に拡散シートを配置してバックライトユニット１を作製した。
（バックライトユニット２の作製）
光を散乱反射する下側反射板上に格子状に青色ＬＥＤが配置され、さらにその照射側直上には拡散板を配置し、その拡散板上に上記発光用ナノ結晶フィルムシートを配置しさらにその照射側に拡散シートを配置しバックライトユニット２を作製した。
光を散乱反射する下側反射板上に格子状に青色ＬＥＤが配置され、さらにその照射側直上には拡散板を配置し、その拡散板上に上記発光用ナノ結晶フィルムシートを配置しさらにその照射側に拡散シートを配置しバックライトユニット２を作製した。
（発光用ナノ結晶を含む発光素子の作製）
不揮発成分を１００質量％にした際の発光用ナノ結晶（ＩｎＰ／ＺｎＳコアシェルナノ結晶（赤色発光性）、ＩｎＰ／ＺｎＳコアシェルナノ結晶（緑色発光性） いずれもオレイン酸リガンド）固形分が８質量部、エポキシ樹脂硬化剤および硬化触媒混合物が９２質量部となる様、緑色および赤色の発光用ナノ結晶それぞれのトルエン分散体とエポキシ樹脂を混合し、エバポレータによりトルエンを抜く事で発光用ナノ結晶含有樹脂組成物を調整する。これに硬化剤および硬化触媒を混合した後、ＬＥＤ素子上に厚さが１ｍｍ程度となる様に上記組成物を塗工した。１１０℃×３時間の条件で樹脂を硬化させる事で光変換部を備えたＬＥＤ素子を得た。
不揮発成分を１００質量％にした際の発光用ナノ結晶（ＩｎＰ／ＺｎＳコアシェルナノ結晶（赤色発光性）、ＩｎＰ／ＺｎＳコアシェルナノ結晶（緑色発光性） いずれもオレイン酸リガンド）固形分が８質量部、エポキシ樹脂硬化剤および硬化触媒混合物が９２質量部となる様、緑色および赤色の発光用ナノ結晶それぞれのトルエン分散体とエポキシ樹脂を混合し、エバポレータによりトルエンを抜く事で発光用ナノ結晶含有樹脂組成物を調整する。これに硬化剤および硬化触媒を混合した後、ＬＥＤ素子上に厚さが１ｍｍ程度となる様に上記組成物を塗工した。１１０℃×３時間の条件で樹脂を硬化させる事で光変換部を備えたＬＥＤ素子を得た。
（バックライトユニット３の作製）
上記発光用ナノ結晶を含む青色ＬＥＤ素子を導光板の一辺の端部に設置し、反射シートで照射面を除く部分を覆い、導光板の照射面に上側に拡散シートを配置してバックライトユニット３を作製した。
上記発光用ナノ結晶を含む青色ＬＥＤ素子を導光板の一辺の端部に設置し、反射シートで照射面を除く部分を覆い、導光板の照射面に上側に拡散シートを配置してバックライトユニット３を作製した。
（バックライトユニット４の作製）
光を散乱反射する下側反射板上に格子状に上記発光用ナノ結晶を含む青色ＬＥＤ素子を配置し、さらにその照射側直上には拡散板と拡散板上に拡散シートを配置しバックライトユニット４を作製した。
光を散乱反射する下側反射板上に格子状に上記発光用ナノ結晶を含む青色ＬＥＤ素子を配置し、さらにその照射側直上には拡散板と拡散板上に拡散シートを配置しバックライトユニット４を作製した。
（発光用ナノ結晶含有透明管体の作製）
不揮発成分を１００質量％にした際の発光用ナノ結晶（ＩｎＰ／ＺｎＳコアシェルナノ結晶（赤色発光性）、ＩｎＰ／ＺｎＳコアシェルナノ結晶（緑色発光性） いずれもオレイン酸リガンド）固形分が１質量部、エポキシ樹脂、硬化剤および硬化触媒混合物が９９質量部となる様、緑色および赤色の発光用ナノ結晶それぞれのトルエン分散体とエポキシ樹脂を混合し、エバポレータによりトルエンを抜く事で発光用ナノ結晶含有樹脂組成物を調製した。その後、片方の端部を封止したガラス管に上記樹脂組成物を充填し、１１０℃×３時間の条件でエポキシ樹脂を硬化させて、最後に未封止の端部を封止することで発光用ナノ結晶含有透明管体を得た。
不揮発成分を１００質量％にした際の発光用ナノ結晶（ＩｎＰ／ＺｎＳコアシェルナノ結晶（赤色発光性）、ＩｎＰ／ＺｎＳコアシェルナノ結晶（緑色発光性） いずれもオレイン酸リガンド）固形分が１質量部、エポキシ樹脂、硬化剤および硬化触媒混合物が９９質量部となる様、緑色および赤色の発光用ナノ結晶それぞれのトルエン分散体とエポキシ樹脂を混合し、エバポレータによりトルエンを抜く事で発光用ナノ結晶含有樹脂組成物を調製した。その後、片方の端部を封止したガラス管に上記樹脂組成物を充填し、１１０℃×３時間の条件でエポキシ樹脂を硬化させて、最後に未封止の端部を封止することで発光用ナノ結晶含有透明管体を得た。
（バックライトユニット５の作製）
青色ＬＥＤ光源を導光板の一辺の端部に設置し、青色ＬＥＤ光源と導光板間には上記ナノ結晶含有透明管体を配置する。さらに反射シートで照射面を除く部分を覆い、導光板の照射面に拡散シートを配置してバックライトユニット５を作製した。
青色ＬＥＤ光源を導光板の一辺の端部に設置し、青色ＬＥＤ光源と導光板間には上記ナノ結晶含有透明管体を配置する。さらに反射シートで照射面を除く部分を覆い、導光板の照射面に拡散シートを配置してバックライトユニット５を作製した。
（３）液晶表示素子の作製と色再現領域の測定
上記得られたＶＡ型液晶パネルに対して、上記で作製したバックライトユニット１〜５を取り付けて色再現領域を測定した。その結果、いずれも光変換部を備えた液晶表示素子と光変換部を備えていない従来の液晶表示素子とを比較した場合、光変換部を備えた液晶表示素子の方が、色再現領域が拡大することが確認された。
上記得られたＶＡ型液晶パネルに対して、上記で作製したバックライトユニット１〜５を取り付けて色再現領域を測定した。その結果、いずれも光変換部を備えた液晶表示素子と光変換部を備えていない従来の液晶表示素子とを比較した場合、光変換部を備えた液晶表示素子の方が、色再現領域が拡大することが確認された。
１０００：液晶表示素子
１００：バックライトユニット（１０１：光源部、１０２：導光部、１０３：光変換部）
１０１：光源部（Ｌ：発光素子（１０５：発光ダイオード、１１０：光源基板）、１１２ａ、ｂ：固定部材）
１０２：導光部（１０６：拡散板、１０４：導光板）
１０３：光変換部
１１０：光源基板
１１１：透明充填容器
１１２ａ、ｂ：固定部材
１１３：凹部容器
ＳＵＢ１：（透明）電極基板
ＳＵＢ２：（透明）基板（電極を備えている場合も含む）
ＳＵＢ３：（透明）基板
ＮＣ：発光用ナノ結晶（化合物半導体）
１、８：偏光層
２、７：透明基板
３：第一の電極層
３’：第二の電極層
４：配向膜
５：液晶層
６：カラーフィルタ（樹脂に色素が含まれて場合も含む）
１１：ゲート電極
１２：ゲート絶縁膜
１３：半導体層
１４：保護層
１６：ドレイン電極
１７：ソース電極
１８：パッシベーション膜
２１：画素電極
２２：共通電極
３３：平坦膜
３５：絶縁膜
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
１００：バックライトユニット（１０１：光源部、１０２：導光部、１０３：光変換部）
１０１：光源部（Ｌ：発光素子（１０５：発光ダイオード、１１０：光源基板）、１１２ａ、ｂ：固定部材）
１０２：導光部（１０６：拡散板、１０４：導光板）
１０３：光変換部
１１０：光源基板
１１１：透明充填容器
１１２ａ、ｂ：固定部材
１１３：凹部容器
ＳＵＢ１：（透明）電極基板
ＳＵＢ２：（透明）基板（電極を備えている場合も含む）
ＳＵＢ３：（透明）基板
ＮＣ：発光用ナノ結晶（化合物半導体）
１、８：偏光層
２、７：透明基板
３：第一の電極層
３’：第二の電極層
４：配向膜
５：液晶層
６：カラーフィルタ（樹脂に色素が含まれて場合も含む）
１１：ゲート電極
１２：ゲート絶縁膜
１３：半導体層
１４：保護層
１６：ドレイン電極
１７：ソース電極
１８：パッシベーション膜
２１：画素電極
２２：共通電極
３３：平坦膜
３５：絶縁膜
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
Claims (20)
- 第一の基板および第二の基板が対向して設けられる一対の基板と、
前記第一の基板と第二の基板と間に挟持された液晶層と、
前記第一の基板または第二の基板の少なくとも一方に設けられた画素電極と、
前記第一の基板または第二の基板の少なくとも一方に設けられた共通電極と、
ブラックマトリックスおよび赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の三原色画素部から構成されるカラーフィルタと、
紫外または可視光を発光する発光素子と、
前記発光素子からの入射光を赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の内少なくとも一色の光に変換して発光する発光用ナノ結晶を含有する光変換部と、を備え、
前記液晶層が、ポリマーネットワーク（Ａ）と、
下記一般式（ｉ）：
- 前記光変換部は、赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）域に発光スペクトルを有し、前記発光素子が青色領域に発光スペクトルをする請求項１記載の液晶表示素子。
- 前記光変換部は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）域に発光スペクトルを有し、前記発光素子が紫外領域に発光スペクトルをする請求項１記載の液晶表示素子。
- 赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）域の少なくとも一つの発光スペクトルの半値幅が２０から６０ｎｍである請求項２または３に記載の液晶表示素子。
- 前記光変換部は、前記第一の基板又は第二の基板の何れかで前記発光素子側の基板と前記発光素子との間に設けられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
- 前記光変換部は、シート状のものであり、かつ、前記第一の基板又は第二の基板の何れかで発光素子側の基板に対して全面に配置されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
- 前記光変素子は、前記第一の基板又は第二の基板の側面部に設置された請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
- 前記発光素子と前記発光用ナノ結晶を含有する光変換部とが一体的に積層された光源部として配設されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
- 前記発光用ナノ結晶は、少なくとも１種の第一の半導体材料を含むコアと、
前記コアを被覆し、かつ前記コアと同一または異なる第二の半導体材料を含むシェルとを有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の液晶表示素子。 - 前記第一の半導体材料は、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ族半導体及びＩ−ＩＩ−ＩＶ−ＶＩ族半導体からなる群から選択される１種又は２種以上である、請求項９に記載の液晶表示素子。
- 前記液晶層が、ポリマーネットワーク（Ａ）の光軸方向又は配向容易軸方向と、前記液晶組成物（Ｂ）の配向容易軸方向が同一方向となっているものである請求項１記載の液晶表示素子。
- 前記液晶層が、重合性単量体成分（ａ）、及び前記液晶組成物（Ｂ）を必須成分とする重合性液晶組成物を重合してなるものである請求項１又は１１記載の液晶表示素子。
- 前記液晶層が、重合性単量体成分（ａ）及び前記液晶組成物（Ｂ）に加え、更に重合開始剤（ｃ）を必須成分とする重合性液晶組成物を重合してなるものである請求項１２記載の液晶表示素子。
- 重合性液晶組成物が、前記重合性液晶組成物中、重合性単量体成分（ａ）を０．５〜２０質量％となる割合で含有するものである請求項１３記載の液晶表示素子。
- 透明基板に対して前記液晶材料（Ｂ）を構成する液晶分子が、基板法線方向に対して、０．１〜３０°のプレチルト角を成すように形成された請求項１１記載の液晶表示素子。
- セル断面において、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１又は１１記載の液晶表示素子。
- 前記重合性単量体成分（Ａ）が、下記一般式（Ｐ１）
Ｒｐ１１およびＲｐ１２はそれぞれ独立に以下の式（ＲＰ１１−１）から式（ＲＰ１１−８）
のいずれかを表し（式中、＊は結合点を示す）、前記式（ＲＰ１１−１）〜（ＲＰ１１−８）中、ＲＰ１１１〜ＲＰ１１２はお互いに独立して、水素原子、炭素原子数１〜５個のアルキル基であり、ｔＭ１１は０、１または２を表し、
Ｓｐｐ１１およびＳｐｐ１２は、それぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜１２の直鎖もしくは分岐状アルキレン基、又は、この直鎖もしくは分岐状のアルキレン構造の炭素原子は酸素原子が隣接しない条件で酸素原子もしくはカルボニル基で置換された化学構造を有する構造部位を表し、
Ｌｐ１１及びＬｐ１２はそれぞれ独立して、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｃ２Ｈ４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＯＣＯＯ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯ−ＮＲＰ１１３−、−ＮＲＰ１１３−ＣＯ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＲＰ１１３−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＲＰ１１３−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＲＰ１１３＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＲａＰ１１３＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＲＰ１１３＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＯＯ−ＣＲＰ１１３＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＯＣＯ−ＣＲＰ１１３＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＲＰ１１３＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−（ＣＨ２）ｔｍ１２−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−（ＣＨ２）ｔｍ１２−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−、−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−（ＣＨ２）ｔｍ１２−、−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−（ＣＨ２）ｔｍ１２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−又は−Ｃ＝Ｎ−Ｎ＝Ｃ−（式中、ＲＰ１１３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、ｔｍ１２は１〜４の整数を表す。）を表し、
Ｍｐ１１、Ｍｐ１２およびＭｐ１３は、それぞれ独立に１，４−フェニレン基、１，３−フェニレン基、１，２−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基、１，３−シクロヘキシレン基、１，２−シクロヘキシレン基、１，４−シクロヘキセニレン基、１，３−シクロヘキセニレン基、１，２−シクロヘキセニレン基、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、ナフタレン−１，４−ジイル基、インダン−２，５−ジイル基、フルオレン−２，６−ジイル基、フルオレン−１，４−ジイル基、フェナントレン−２，７−ジイル基、アントラセン−２，６−ジイル基、アントラセン−１，４−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、
Ｍｐ１１、Ｍｐ１２およびＭｐ１３はそれぞれ独立に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−Ｓｐｐ１１−Ｒｐ１１同じ意味の基で置換されていても良く、ｍｐ１２は１又は２を表し、ｍｐ１３〜ｍｐ１４はそれぞれ独立して、０、１、２又は３を表し、ｍｐ１１及びｍｐ１５はそれぞれ独立して１、２又は３を表すが、Ｚｐ１１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、Ｒｐ１１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、Ｒｐ１２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、Ｓｐｐ１１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、Ｓｐｐ１２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、Ｌｐ１１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、Ｌｐ１２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、Ｍｐ１２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、Ｍｐ１３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。）で表されるものである請求項１２記載の液晶表示素子。 - 前記液晶組成物（Ｂ）が、前記一般式（ｉ）で表される化合物に加え、下記一般式（Ｎ−１）、（Ｎ−２）、（Ｎ−３）及び（Ｎ−４）
（式中、ＲＮ１１、ＲＮ１２、ＲＮ２１、ＲＮ２２、ＲＮ３１、ＲＮ３２、ＲＮ４１及びＲＮ４２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜８のアルキル基、又は炭素原子数２〜８のアルキル鎖中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ２−が、それぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−によって置換された化学構造を持つ構造部位、て炭素原子数１〜８のアルキル基、又は炭素原子数２〜８のアルキル鎖中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ２−が、それぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−によって置換された化学構造を持つ構造部位、
ＡＮ１１、ＡＮ１２、ＡＮ２１、ＡＮ２２、ＡＮ３１、ＡＮ３２、ＡＮ４１及びＡＮ４２は、それぞれ独立して
（ａ） １，４−シクロヘキシレン基、
（ｂ） １，４−シクロヘキシレン構造中に存在する１個の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−が−Ｏ−に置き換えられた構造を有する２価の有機基
及び
（ｃ） １，４−フェニレン基
（ｄ） １，４−フェニレン構造中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝が−Ｎ＝に置き換えられた構造を有する２価の有機基、
（ｅ） 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−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基
（ｆ） ナフタレン−２，６−ジイル構造又は１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル構造中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられた構造を有する２価の有機基、及び
（ｇ） １，４−シクロヘキセニレン基
からなる群より選ばれる基を表し、
上記の基（ａ）、基（ｂ）、基（ｃ）、基（ｄ）、基（ｅ）、基（ｆ）、及び基（ｇ）は、それぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
ＺＮ１１、ＺＮ１２、ＺＮ２１、ＺＮ２２、ＺＮ３１、ＺＮ３２、ＺＮ４１及びＺＮ４２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、
ＸＮ２１は水素原子又はフッ素原子を表し、
ＴＮ３１は−ＣＨ２−又は酸素原子を表し、
ＸＮ４１は、酸素原子、窒素原子、又は−ＣＨ２−を表し、
ＹＮ４１は、単結合、又は−ＣＨ２−を表し、
ｎＮ１１、ｎＮ１２、ｎＮ２１、ｎＮ２２、ｎＮ３１、ｎＮ３２、ｎＮ４１、及びｎＮ４２は、それぞれ独立して０〜３の整数を表すが、
ｎＮ１１＋ｎＮ１２、ｎＮ２１＋ｎＮ２２及びｎＮ３１＋ｎＮ３２はそれぞれ独立して１、２又は３であり、ＡＮ１１、ＡＮ１２、ＡＮ２１、ＡＮ２２、ＡＮ３１、ＡＮ３２、ＺＮ１１、ＺＮ１２、ＺＮ２１、ＺＮ２２、ＺＮ３１、及びＺＮ３２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く、
ｎＮ４１＋ｎＮ４２は０〜３の整数を表すが、Ａ４１及びＡＮ４２、ＺＮ４１及びＺＮ４２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から選択され、かつ、誘電率の異方性が負である１種以上の化合物を含むものである請求項１記載の液晶表示素子。 - 前記液晶組成物（Ｂ）が、前記一般式（ｉ）で表される化合物に加え、下記一般式（Ｊ）
ｎＪ１は、０、１、２、３又は４を表し、
ＡＪ１、ＡＪ２及びＡＪ３はそれぞれ独立して、
（ａ） １，４−シクロヘキシレン基
（ｂ） １，４−シクロヘキシレン構造中に存在する１個の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−が−Ｏ−に置き換えられた化学構造を有する２価の有機基、
（ｃ） １，４−フェニレン基
（ｄ） １，４−フェニレン構造中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝が−Ｎ＝に置き換えられた化学構造を有する２価の有機基、
（ｅ） 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−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基
（ｆ）ナフタレン−２，６−ジイル構造又は１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル構造中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられた構造を有する２価の有機基からなる群より選ばれる基を表し、上記の基（ａ）、基（ｂ）、基（ｃ）、基（ｄ）、基（ｅ）、及び基（ｆ）はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基で置換されていても良く、
ＺＪ１及びＺＪ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、
ｎＪ１が２、３又は４であってＡＪ２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く、ｎＪ１が２、３又は４であってＺＪ１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く、
ＸＪ１は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基又は２，２，２−トリフルオロエチル基を表す。）
で表される化合物であって、かつ、誘電率の異方性が正である１種以上の化合物を含むものである請求項１記載の液晶表示素子。 - 前記液晶層における液晶組成物のΔｎが０．０５〜０．１５である、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
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