TW201718678A - 液晶顯示元件 - Google Patents

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TW201718678A
TW201718678A TW105125424A TW105125424A TW201718678A TW 201718678 A TW201718678 A TW 201718678A TW 105125424 A TW105125424 A TW 105125424A TW 105125424 A TW105125424 A TW 105125424A TW 201718678 A TW201718678 A TW 201718678A
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TW105125424A
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Keum-Hee Jang
Fumiaki Kodera
Toru Fujisawa
Go Sudo
Shinichi Hirata
Kazuki Kurisawa
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Dainippon Ink & Chemicals
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Abstract

本發明提供一種藉由改善液晶之下降時間而使得高速應答性優異，抑制因起始劑濃度不均一導致發生顯示不均的優異之液晶顯示元件。提供一種液晶顯示元件，於夾持在至少其中一者具有電極之兩片透明基板間之含有1種或2種以上之液晶化合物的液晶組成物中，含有聚合物或共聚物，該聚合物或共聚物為下述聚合性組成物之硬化物，該聚合性組成物含有1種或2種以上之聚合性化合物與具有會因光或熱而產生自由基之功能的液晶性化合物，該聚合性組成物與該液晶組成物之總重量中的該聚合性組成物之含量在1質量%以上且未達40質量%。

Description

液晶顯示元件
本發明係關於一種液晶顯示元件。
無需濾色器之場序全彩顯示方式之特徵在於使用按「紅→綠→藍」之順序依序點亮之背光源。於通常之CRT或液晶顯示器，框時間(frame time)為16.7ms，但於場序全彩顯示方式，則要求框時間為5.6ms之高速應答性。
作為表示高速應答性之指標，可舉τ d與τ r之和。τ d為液晶之下降應答時間，τ r為液晶之上升應答時間。為了滿足場序全彩顯示方式之高速應答性，期望τ d與τ r之和未達1.5ms。
目前，市場上稱為向列型液晶之液晶材料，通常用於電視、監視器、行動電話、智慧型手機、平板終端等平板顯示器。然而，向列型液晶由於應答速度會慢約十數毫秒至數毫秒，因此期望加以改善。應答速度由於受到液晶之旋轉黏性γ 1及彈性常數的影響很大，因此一直藉由新穎化合物之開發或組成之最佳化來研究改良，但改善之進展緩慢。相對於此，使用層列型液晶之鐵電性液晶(FLC)可實現數百微秒的高速應答。然而，由於僅為明與暗兩狀態，故而不易實現全彩顯示所需之中間階度顯示，而採用面積階度等方法。
於FLC內，由FLC與單體之混合物構成之聚合物穩定V型鐵電液晶(Polymer Stabilized V shaped-FLC，PSV-FLC)元件，於鐵電性液晶內形 成有微細之聚合物網路(polymer network)，除了為FLC之優點的高速應答性外，亦可實現中間階度顯示，又，耐衝擊性亦較先前之FLC有所提升(例如參照專利文獻1。)。
又，於向列型液晶與高分子之複合材料中，若對向列型液晶介質添加70質量%以上之聚合性化合物，則可得到數十微秒的高速應答，但驅動電壓會超過約80V，而不適合實際使用，且由於實效之雙折射率較所使用之液晶雙折射率低1位數以上，因此會使元件之透射率降低。另一方面，提出有如下PS(polymer-stabilised：高分子穩定化)或PSA(polymer-sustained alignment：高分子維持配向)顯示器：對液晶介質添加0.3質量%以上且未達1質量%之1種以上的聚合性化合物，施加或不施加電壓，藉由UV光聚合，將聚合或交聯所得到之微細突起構造物形成於玻璃基板界面上而主要誘發預傾斜(pretilt)(例如參照專利文獻2~6。)。然而，此等元件從高速應答性之觀點來看亦有改良的空間。尤其關於液晶顯示裝置之上升速度的高速應答化，液晶組成物之低黏性化、高介電係數化、低彈性常數化或預傾角(pretilt angle)之賦予或過驅動(overdrive)法等驅動方法之改善等各種方法已實用化，但關於下降速度，目前除了液晶組成物之低黏性化以外，尚未發現有效之方法，期望得到改善。
又，於PSA顯示器，當使用聚合起始劑之情形時會有下述問題：因聚合起始劑之濃度而發生顯示不均，或者因殘留未反應之聚合性化合物或聚合起始劑而使得電壓保持率(VHR)下降。
專利文獻1：日本特開2002-31821號公報
專利文獻2：日本特表2013-536271號公報
專利文獻3：日本特表2013-538249號公報
專利文獻4：日本特表2012-527495號公報
專利文獻5：日本特表2012-513482號公報
專利文獻6：日本特開2012-219270號公報
本發明所欲解決之課題，在於提供一種改善液晶之下降時間，藉此使高速應答性優異，抑制因起始劑濃度不均一導致發生顯示不均的優異之液晶顯示元件。
本發明人發現：在液晶組成物中含有聚合物或共聚物，該聚合物或共聚物為含有聚合性化合物與會因光或熱而產生自由基之液晶性化合物的聚合性組成物之硬化物，使該聚合性組成物與該液晶組成物之總重量中的該聚合性組成物之含量在1質量%以上且未達40質量%，藉此可解決上述課題，從而完成本發明。
[1]一種液晶顯示元件，於夾持在至少其中一者具有電極之兩片透明基板間之含有1種或2種以上之液晶化合物的液晶組成物中，含有聚合物或共聚物，該聚合物或共聚物為下述聚合性組成物之硬化物，該聚合性組成物含有1種或2種以上之聚合性化合物與具有會因光或熱而產生自由基之功能的液晶性化合物，該聚合性組成物與該液晶組成物之總重量中的該聚合性組成物之含量在1質量%以上且未達40質量%。
[2]如上述[1]記載之液晶顯示元件，其中，該液晶組成物中之該聚合物或共聚物形成聚合物網路，透明基板上具有用以使液晶組成物配向之配向層。
[3]如上述[2]記載之液晶顯示元件，其中，該聚合物網路具有單軸性折射率異向性，該聚合物網路之光軸方向或易配向軸方向與該液晶組成物之易配向軸方向為相同方向。
[4]如上述[1]至[3]中任一項記載之液晶顯示元件，其中，相對於透明基板之法線方向，該液晶組成物形成0°~90°的預傾角。
[5]如上述[2]至[4]中任一項記載之液晶顯示元件，其中，於單元剖面方向至少形成有單元厚度之0.5%以上之厚度的聚合物網路層。
[6]如上述[2]至[5]中任一項記載之液晶顯示元件，其中，相對於透明基板之法線方向或水平方向，該聚合物網路之光軸方向或易配向軸方向形成0.1°~30°的預傾角。
[7]如上述[1]至[6]中任一項記載之液晶顯示元件，其含有具有芳氧羰基(aryloxycarbonyl)骨架之化合物作為具有會因光或熱而產生自由基之功能的液晶性化合物。
[8]如上述[1]至[7]中任一項記載之液晶顯示元件，其含有選自由下述通式(1)表示之化合物之1種或2種以上的化合物作為具有會因光或熱而產生自由基之功能的液晶性化合物。
(式中，環A、B、C表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基，存在於環A、B、C之氫原子亦可被鹵素原子、烷氧基取代。X1~X5各自獨立地表示單鍵、-O-、-CO-、-OCO-或-COO-，Z1、Z2表示-COO-、 -OCO-、-CH2CH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-CF=CF-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-OCF2-、-COO-或-OCO-。惟，X1~X5、Z1~Z2中至少一者為-COO-、-OCO-，且-COO-、-OCO-中之不包含於羰基中之氧原子鍵結於1,4-伸苯基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基。R1~R5各自獨立地表示氫或碳原子數1~12之伸烷基(alkylene group)，氫或該烷基中之1個或2個以上的氫原子亦可被-P取代，該烷基中之1個或2個以上的亞甲基(methylene)亦可以氧原子不相互直接鍵結之方式各自獨立地被-CH=CH-、-CO-、-O-、P-取代，P表示聚合基。n1~n3表示0、1、2、3或4，n表示0、1、2或3。)
[9]如上述[1]至[8]中任一項記載之液晶顯示裝置，其中，該聚合性組成物與該液晶組成物之總重量中由上述通式(1)表示之化合物的含量為0.1質量%~10質量%。
[10]如上述[6]或[7]記載之液晶顯示元件，其含有選自由下述通式(P)表示之化合物之1種或2種以上的化合物(惟，不包括由通式(1)表示之化合物。)作為聚合性化合物。
(式中，Zp1表示氟原子、氰基、氫原子、氫原子亦可被取代成鹵素原子之碳原子數1~15的烷基、氫原子亦可被取代成鹵素原子之碳原子數1~15的烷氧基、氫原子亦可被取代成鹵素原子之碳原子數1~15的烯基、氫原子亦可被取代成鹵素原子之碳原子數1~15的烯氧基或-Spp2-Rp2， Rp1及Rp2各自獨立地表示以下之式(R-I)至式(R-IX)中之任一者， 上述式(R-I)~(R-IX)中，R2~R6相互獨立地為氫原子、碳原子數1~5個之烷基或碳原子數1~5個之鹵化烷基，W為單鍵、-O-或亞甲基，T為單鍵或-COO-，p、t及q各自獨立地表示0、1或2，Spp1及Spp2表示間隔基團(spacer group)，Spp1及Spp2各自獨立地表示單鍵、碳原子數1~12之伸烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示1~11之整數，氧原子鍵結於芳香環。)，Lp1及Lp2各自獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2-、-CH2OCOO-、-OCH2CH2O-、-CO-NRa-、-NRa-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CH=CRa-COO-、-CH=CRa-OCO-、-COO-CRa=CH-、-OCO-CRa=CH-、-COO-CRa=CH-COO-、-COO-CRa=CH-OCO-、-OCO-CRa=CH-COO-、-OCO-CRa=CH-OCO-、-(CH2)z-C(=O)-O-、-(CH2)z-O-(C=O)-、-O-(C=O)-(CH2)z-、-(C=O)-O-(CH2)z-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CH2 -、-CH2CF2-、-CF2CF2-或-C≡C-(式中，Ra各自獨立地表示氫原子或碳原子數1~4之烷基，上述式中，z表示1~4之整數。)，Mp2表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、茚烷-2,5-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或1,3-二烷-2,5-二基，Mp2為未經取代或亦可經碳原子數1~12之烷基、碳原子數1~12之鹵化烷基、碳原子數1~12之烷氧基、碳原子數1~12之鹵化烷氧基、鹵素原子、氰基、硝基或-Rp1取代，Mp1表示以下之式(i-11)~(ix-11)中之任一者， (式中，於★與Spp1鍵結，於★★與Lp1或Lp2鍵結。)
Mp3表示以下之式(i-13)~(ix-13)中之任一者， (式中，於★與Zp1鍵結，於★★與Lp2鍵結。)
mp2~mp4各自獨立地表示0、1、2或3，mp1及mp5各自獨立地表示1、2或3，當存在複數個Zp1之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Rp1之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Rp2之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Spp1之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Spp2之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Lp1之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Mp2之情形時，其等可相同或亦可不同。)
[11]如上述[1]~[10]中任一項記載之液晶顯示元件，其含有由下述通式(LC)表示之液晶化合物作為液晶組成物。
(通式(LC)中，RLC表示碳原子數1~15之烷基。該烷基中之1個或2個以上的CH2基亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-取代，該烷基中之1個或2個以上 的氫原子亦可任意地被取代成鹵素原子。ALC1及ALC2各自獨立地表示選自由下述之基(a)、基(b)及基(c)組成之群中的基。
(a)反式-1,4-伸環己基(存在於此基中之1個CH2基或未鄰接之2個以上的CH2基亦可被氧原子或硫原子取代。)，(b)1,4-伸苯基(存在於此基中之1個CH基或未鄰接之2個以上的CH基亦可被氮原子取代。)，(c)1,4-雙環(2.2.2)伸辛基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或唍-2,6-二基。
上述之基(a)、基(b)或基(c)所含之1個或2個以上的氫原子亦可各自被氟原子、氯原子、-CF3或-OCF3取代。 ZLC表示單鍵、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-或-OCO-。YLC表示氫原子、氟原子、氯原子、氰基及碳原子數1~15之烷基。該烷基中之1個或2個以上的CH2基亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-取代，該烷基中之1個或2個以上的氫原子亦可任意地被鹵素原子取代。a表示1~4之整數。當a表示2、3或4，於通式(LC)中存在複數個ALC1之情形時，存在複數個之ALC1可相同或亦可不同，當存在複數個ZLC之情形時，存在複數個之ZLC可相同或亦可不同。)
[12]如上述[1]~[11]中任一項記載之液晶顯示元件，其單元構造為VA模式、IPS模式、FFS模式、VA-TN模式、TN模式、ECB模式。
[13]一種液晶顯示元件，含有夾持在至少其中一者具有電極之兩片透明 基板間之含有1種或2種以上之液晶化合物的液晶組成物與聚合性組成物，該聚合性組成物含有1種或2種以上之聚合性化合物與具有會因光或熱而產生自由基之功能的液晶性化合物，該聚合性組成物與該液晶組成物之總重量中的該聚合性組成物之含量在1質量%以上且未達40質量%，該液晶顯示元件係藉由照射能量線使組成物中之聚合性化合物聚合而成。
[14]如上述[13]記載之液晶顯示元件，其係於-50℃~30℃之溫度照射能量線藉此使該組成物中之聚合性化合物聚合而成。
[15]如上述[13]或[14]記載之液晶顯示元件，其係一邊施加相對於照射能量線前之透明基板的法線方向或水平方向的預傾角成為0.1~30°此類的電壓，一邊照射能量線，藉此使該組成物中之聚合性化合物聚合而成。
根據本發明，可提供一種改善液晶之下降時間，藉此使高速應答性優異，抑制因起始劑濃度不均一導致發生顯示不均的優異之液晶顯示元件。
1‧‧‧偏光板
2‧‧‧第一透明絕緣基板
3‧‧‧電極層
4‧‧‧配向膜
5‧‧‧液晶層
6‧‧‧濾色器
7‧‧‧第二透明絕緣基板
8‧‧‧偏光板
9‧‧‧連續或不連續之聚合物網路
10‧‧‧液晶顯示元件
11‧‧‧閘極電極
12‧‧‧閘極絕緣層
13‧‧‧半導體層
14‧‧‧保護層
15‧‧‧歐姆接觸層
16‧‧‧汲極電極
17‧‧‧源極電極
18‧‧‧絕緣保護層
21‧‧‧像素電極
22‧‧‧共用電極
23‧‧‧儲存電容器
24‧‧‧閘極配線
25‧‧‧資料配線
26‧‧‧汲極電極
27‧‧‧源極電極
28‧‧‧閘極電極
29‧‧‧共用線
100‧‧‧偏光板
130‧‧‧半導體層
200‧‧‧第一基板
210‧‧‧像素電極
220‧‧‧儲存電容器
230‧‧‧汲極電極
240‧‧‧資料配線
250‧‧‧閘極配線
260‧‧‧源極電極
270‧‧‧閘極電極
300‧‧‧薄膜電晶體層
400‧‧‧配向膜
500‧‧‧液晶層
600‧‧‧共用電極
700‧‧‧濾色器
800‧‧‧第二基板
900‧‧‧偏光板
1000‧‧‧液晶顯示元件
1400‧‧‧透明電極(層)
PX‧‧‧像素
PE‧‧‧像素電極
PA‧‧‧主像素電極
PB‧‧‧副像素電極
CE‧‧‧共用電極
CA‧‧‧主共用電極
CAL‧‧‧左側主共用電極
CAR‧‧‧右側主共用電極
CB‧‧‧副共用電極
CBU‧‧‧上側副共用電極
CBB‧‧‧下側副共用電極
圖1係本發明之液晶顯示元件的示意圖。
圖2係圖1之局部放大圖。
圖3係本發明之液晶顯示元件的剖面圖。
圖4係圖1之局部放大圖。
圖5係本發明之液晶顯示元件的剖面圖。
圖6係本發明之液晶顯示元件的示意圖。
圖7係圖6之局部放大圖。
圖8係本發明之液晶顯示元件的剖面圖。
圖9係以偏光顯微鏡觀察實施例中之配向聚合相分離構造所得到的照 片及其說明圖。
圖10係顯示本發明之VA型液晶顯示裝置的液晶分子排列及聚合物網路構造之示意圖。
圖11係顯示本發明之斜向電場型液晶顯示裝置的電極構造及液晶分子排列之示意圖。
圖12係顯示本發明之分割成8個部分之斜向電場型液晶顯示裝置的電極構造之示意圖。
<液晶組成物>
[液晶化合物]
作為使用於本發明之液晶組成物，較佳含有由通式(LC)表示之液晶化合物。
通式(LC)中，RLC表示碳原子數1~15之烷基。該烷基中之1個或2個以上的CH2基可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-取代，該烷基中之1個或2個以上的氫原子亦可任意地被取代成鹵素原子。RLC之烷基可各自為支鏈狀基，或亦可為直鏈狀基，較佳為直鏈狀基。
通式(LC)中，ALC1及ALC2各自獨立地表示選自由下述之基(a)、基(b)及基(c)組成之群中的基。
(a)反式-1,4-伸環己基(存在於此基中之1個CH2基或未鄰接之2個以 上的CH2基亦可被氧原子或硫原子取代。)，(b)1,4-伸苯基(存在於此基中之1個CH基或未鄰接之2個以上的CH基亦可被氮原子取代。)，(c)1,4-雙環(2.2.2)伸辛基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或唍-2,6-二基。
上述之基(a)、基(b)或基(c)所含之1個或2個以上的氫原子亦可各自被氟原子、氯原子、-CF3或-OCF3取代。
通式(LC)中，ZLC表示單鍵、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-或-OCO-。
通式(LC)中，YLC表示氫原子、氟原子、氯原子、氰基及碳原子數1~15之烷基。該烷基中之1個或2個以上的CH2基可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-取代，該烷基中之1個或2個以上的氫原子亦可任意地被鹵素原子取代。
通式(LC)中，a表示1~4之整數。當a表示2、3或4，於通式(LC)中存在複數個ALC1之情形時，存在複數個之ALC1可相同或亦可不同，當存在複數個ZLC之情形時，存在複數個之ZLC可相同或亦可不同。
由上述通式(LC)表示之化合物，較佳為選自由下述通式(LC1)及通式(LC2)表示之化合物群中的1種或2種以上的化合物。
通式(LC1)或(LC2)中，RLC11及RLC21各自獨立地表示碳原子數1~15之烷基，該烷基中之1個或2個以上的CH2基可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-取代，該烷基中之1個或2個以上的氫原子亦可任意地被鹵素原子取代。作為由通式(LC1)或(LC2)表示之化合物，RLC11及RLC21較佳各自獨立地為碳原子數1~7之烷基、碳原子數1~7之烷氧基、碳原子數2~7之烯基，更佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數1~5之烷氧基、碳原子數2~5之烯基，再更佳為直鏈狀，作為烯基，最佳表示下述構造。
(式中，右端鍵結於環構造。)
通式(LC1)或(LC2)中，ALC11及ALC21各自獨立地表示下述任一構造。該構造中，伸環己基中之1個或2個以上的CH2基亦可被氧原子取代，1,4-伸苯基中之1個或2個以上的CH基亦可被氮原子取代，又，該構造中之1個或2個以上的氫原子亦可被氟原子、氯原子、-CF3或-OCF3取代。
作為由通式(LC1)或(LC2)表示之化合物，ALC11及ALC21較佳各自獨立地為下述任一構造。
通式(LC1)或(LC2)中，XLC11、XLC12、XLC21~XLC23各自獨立地表示氫原子、氯原子、氟原子、-CF3或-OCF3，YLC11及YLC21各自獨立地表示氫原子、氯原子、氟原子、氰基、-CF3、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3。作為由通式(LC1)或(LC2)表示之化合物，YLC11及YLC21較佳各自獨立地為氟原子、氰基、-CF3或-OCF3，更佳為氟原子或-OCF3，尤佳為氟原子。
通式(LC1)或(LC2)中，ZLC11及ZLC21各自獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-或-OCO-。作為由通式(LC1)或(LC2)表示之化合物，ZLC11及ZLC21較佳各自獨立地為單鍵、-CH2CH2-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，更佳為單鍵、-CH2CH2-、-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-，再更佳為單鍵、-OCH2-或-CF2O-。
通式(LC1)或(LC2)中，mLC11及mLC21各自獨立地表示1~4之整數。作為由通式(LC1)或(LC2)表示之化合物，mLC11及mLC21較佳各自獨立地 為1、2或3，當重視於低溫之保存穩定性、應答速度的情形時，更佳為1或2，當要改善向列相上限溫度之上限值的情形時，更佳為2或3。於通式(LC1)或(LC2)中，當存在複數個ALC11、ALC21、ZLC11及ZLC21之情形時，其等可相同或亦可不同。
作為由通式(LC1)表示之化合物，較佳為選自由下述通式(LC1-a)至通式(LC1-c)表示之化合物組成之群中的1種或2種以上之化合物。
通式(LC1-a)~(LC1-c)中，RLC11、YLC11、XLC11及XLC12各自獨立地表示與上述通式(LC1)中之RLC11、YLC11、XLC11及XLC12相同之意思。作為由通式(LC1-a)至通式(LC1-c)表示之化合物，RLC11較佳各自獨立地為碳原子數1~7之烷基、碳原子數1~7之烷氧基、碳原子數2~7之烯基，更佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數1~5之烷氧基、碳原子數2~5之烯基。又，XLC11及XLC12較佳各自獨立地為氫原子或氟原子，YLC11較佳各自獨立地為氟原子、-CF3或-OCF3。
通式(LC1-a)~(LC1-c)中，ALC1a1、ALC1a2及ALC1b1表示反式-1,4 -伸環己基、四氫哌喃-2,5-二基、1,3-二烷-2,5-二基。又，通式(LC1-a)~(LC1-c)中，XLC1b1、XLC1b2、XLC1c1~XLC1c4各自獨立地表示氫原子、氯原子、氟原子、-CF3或-OCF3。作為由通式(LC1-a)至通式(LC1-c)表示之化合物，XLC1b1、XLC1b2、XLC1c1~XLC1c4較佳各自獨立地為氫原子或氟原子。
又，通式(LC1)亦較佳為選自由下述通式(LC1-d)至通式(LC1-p)表示之化合物組成之群中的1種或2種以上之化合物。
通式(LC1-d)~(LC1-p)中，RLC11、YLC11、XLC11及XLC12各自獨立地表示與上述通式(LC1)中之RLC11、YLC11、XLC11及XLC12相同之意思。作為由通式(LC1-d)~(LC1-p)表示之化合物，RLC11較佳各自獨立地為碳原子數1~7之烷基、碳原子數1~7之烷氧基、碳原子數2~7之烯基，更佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數1~5之烷氧基、碳原子數2~5之烯基。 又，XLC11及XLC12較佳各自獨立地為氫原子或氟原子。YLC11較佳各自獨立地為氟原子、-CF3或-OCF3。
通式(LC1-d)~(LC1-p)中，ALC1d1、ALC1f1、ALC1g1、ALC1j1、ALC1k1、ALC1k2、ALC1m1~ALC1m3各自獨立地表示1,4-伸苯基、反式-1,4-伸環己基、四氫哌喃-2,5-二基或1,3-二烷-2,5-二基。
通式(LC1-d)~(LC1-p)中，XLC1d1、XLC1d2、XLC1f1、XLC1f2、XLC1g1、XLC1g2、XLC1h1、XLC1h2、XLC1i1、XLC1i2、XLC1j1~XLC1j4、XLC1k1、XLC1k2、XLC1m1及XLC1m2各自獨立表示地氫原子、氯原子、氟原子、-CF3或-OCF3。作為由通式(LC1-d)~(LC1-m)表示之化合物，XLC1d1~XLC1m2較佳各自獨立地為氫原子或氟原子。
通式(LC1-d)~(LC1-p)中，ZLC1d1、ZLC1e1、ZLC1j1、ZLC1k1、ZLC1m1各自獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-或-OCO-。作為由通式(LC1-d)~(LC1-p)表示之化合物，ZLC1d1~ZLC1m1較佳各自獨立地為單鍵、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-CF2O-或-OCH2-。
作為由通式(LC1-d)~(LC1-p)表示之化合物，較佳為選自由下述通式(LC1-1)至通式(LC1-45)表示之化合物組成之群中的1種或2種以上之化合物。通式(LC1-1)至通式(LC1-45)中，RLC11各自獨立地表示碳原子數1~7之烷基。
通式(LC2)較佳為選自由下述通式(LC2-a)至通式(LC2-g)表示之化合物組成之群中的1種或2種以上之化合物。
通式(LC2-a)~(LC2-g)中，RLC21、YLC21、XLC21~XLC23各自獨立地表示與上述通式(LC2)中之RLC21、YLC21、XLC21~XLC23相同的意思。作為由通式(LC2-a)~(LC2-g)表示之化合物，RLC21較佳各自獨立地為碳原子數1~7之烷基、碳原子數1~7之烷氧基、碳原子數2~7之烯基，更佳為碳原子數1~5之烷基、碳原子數1~5之烷氧基、碳原子數2~5之烯基。 又，XLC21~XLC23較佳各自獨立地為氫原子或氟原子，YLC21較佳各自獨立地為氟原子、-CF3或-OCF3。
通式(LC2-a)~(LC2-g)中，XLC2d1~XLC2d4、XLC2e1~XLC2e4、XLC2f1~XLC2f4及XLC2g1~XLC2g4各自獨立地表示氫原子、氯原子、氟原子、-CF3或-OCF3。作為由通式(LC2-a)~(LC2-g)表示之化合物，XLC2d1~XLC2g4較佳各自獨立地為氫原子或氟原子。
通式(LC2-a)~(LC2-g)中，ZLC2a1、ZLC2b1、ZLC2c1、ZLC2d1、ZLC2e1、ZLC2f1及ZLC2g1各自獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-或-OCO-。作為由通式(LC2-a)~(LC2-g)表示之化合物，ZLC2a1~ZLC2g4較佳各自獨立地為-CF2O-或-OCH2-。
由上述通式(LC)表示之化合物，亦較佳為選自由下述通式(LC3)~通式(LC5)表示之化合物群中的1種或2種以上之化合物。
(式中，RLC31、RLC32、RLC41、RLC42、RLC51及RLC52各自獨立地表示碳原子數1~15之烷基，該烷基中之1個或2個以上的-CH2-亦可以氧原子不直接鄰接 之方式被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-取代該烷基中之1個或2個以上的氫原子亦可任意地被鹵素原子取代，ALC31、ALC32、ALC41、ALC42、ALC51及ALC52各自獨立地表示下述任一構造中之任一者， (該構造中伸環己基中之1個或2個以上的-CH2-亦可被氧原子取代，1,4-伸苯基中之1個或2個以上的-CH-亦可被氮原子取代，又，該構造中之1個或2個以上的氫原子亦可被氟原子、氯原子、-CF3或-OCF3取代。)，ZLC31、ZLC32、ZLC41、ZLC42、ZLC51及ZLC51各自獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，Z5表示-CH2-或氧原子，XLC41表示氫原子或氟原子，mLC31、mLC32、mLC41、mLC42、mLC51及mLC52各自獨立地表示0~3，mLC31+mLC32、mLC41+mLC42及mLC51+mLC52為1、2或3，當存在複數個ALC31~ALC52、ZLC31~ZLC52之情形時，其等可相同或亦可不同。)
RLC31~RLC52較佳各自獨立地為碳原子數1~7之烷基、碳原子數1~7之烷氧基、碳原子數2~7之烯基，作為烯基，最佳表示下述構造， (式中，右端鍵結於環構造。)
ALC31~ALC52較佳各自獨立地為下述構造，
ZLC31~ZLC51較佳各自獨立地為單鍵、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-CF2O-、-OCF2-或-OCH2-。
較佳含有至少1種選自由通式(LC3-1)、通式(LC4-1)及通式(LC5-1)表示之化合物群中的化合物作為由通式(LC3)、通式(LC4)及通式(LC5)表示之化合物。
(式中，R31~R33表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，R41~R43表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，Z31~Z33表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，X41表示氫原子或氟原子，Z34表示-CH2-或氧原子。)。
於通式(LC3-1)~通式(LC5-1)中，R31~R33表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8 之烯氧基，較佳表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基，更佳表示碳原子數2~5之烷基或碳原子數2~4之烯基，再更佳表示碳原子數3~5之烷基或碳原子數2之烯基，尤佳表示碳原子數3之烷基。
R41~R43表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，較佳表示碳原子數1~5之烷基或者碳原子數1~5之烷氧基，或碳原子數4~8之烯基或者碳原子數3~8之烯氧基，更佳表示碳原子數1~3之烷基或碳原子數1~3之烷氧基，再更佳表示碳原子數3之烷基或碳原子數2之烷氧基，尤佳表示碳原子數2之烷氧基。
Z31~Z33表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，較佳表示單鍵、-CH2CH2-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，更佳表示單鍵或-CH2O-。
於液晶組成物中，較佳含有選自由通式(LC3-1)、通式(LC4-1)及通式(LC5-1)表示之化合物群中的化合物5質量%~50質量%，較佳含有5質量%~40質量%，更佳含有5質量%~30質量%，更佳含有8質量%~27質量%，再更佳含有10質量%~25質量%。
由通式(LC3-1)表示之化合物，具體而言，較佳為以下記載之由通式(LC3-11)~通式(LC3-15)表示的化合物。
(式中，R31表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基，R41a表示碳原子數1~5之烷基。)
由通式(LC4-1)表示之化合物，具體而言，較佳為以下記載之由通式(LC4-11)~通式(LC4-14)表示的化合物。
(式中，R32表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基，R42a表示碳原子數1~5之烷基，X41表示氫原子或氟原子。)
由通式(LC5-1)表示之化合物，具體而言，較佳為以下記載之由通式(LC5-11)~通式(LC5-14)表示的化合物。
(式中，R33表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基，R43a表示碳原子數1~5之烷基，Z34表示-CH2-或氧原子。)
於通式(LC3-11)、通式(LC3-13)、通式(LC4-11)、通式(LC4-13)、通式(LC5-11)及通式(LC5-13)中，R31~R33較佳為通式(LC3-1)~通式(LC5-1)中之同樣的實施態樣。R41a~R41c較佳為碳原子數1~3之烷基，更佳為碳原子數1或2之烷基，尤佳為碳原子數2之烷基。
於通式(LC3-12)、通式(LC3-14)、通式(LC4-12)、通式(LC4-14)、通式(LC5-12)及通式(LC5-14)中，R31~R33較佳為通式(LC3-1)~通式(LC5-1)中之同樣的實施態樣。R41a~R41c較佳為碳原子數1~3之烷基，更佳為碳原子數1或3之烷基，尤佳為碳原子數3之烷基。
通式(LC3-11)~通式(LC5-14)之中，為了增大介電各向導性之絕對值，較佳為通式(LC3-11)、通式(LC4-11)、通式(LC5-11)、通式(LC3-13)、通式(LC4-13)及通式(LC5-13)，更佳為通式(LC3-11)、通式(LC4-11)、通式(LC5-11)。
本發明之液晶顯示元件中之液晶層較佳含有1種或2種以上由通式(LC3-11)~通式(LC5-14)表示的化合物，更佳含有1種或2種，尤佳含有1種或2種由通式(LC3-1)表示之化合物。
又，較佳含有至少1種選自由通式(LC3-2)、通式(LC4-2)及通式(LC5-2)表示之化合物群中的化合物作為由通式(LC3)、通式(LC4)及通式(LC5)表示之化合物。
(式中，R51~R53表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，R61~R63表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，B1~B3表示亦可經氟取代之1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，Z41~Z43表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，X42表示氫原子或氟原子，Z44表示-CH2-或氧原子。)。
於通式(LC3-2)、通式(LC4-2)及通式(LC5-2)中，R51~R53表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，較佳表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基，更佳表示碳原子數2~5之烷基或碳原子數2~4之烯基，再更佳表示碳原子數3~5之烷基或碳原子數2之烯基，尤佳表示碳原子數3之烷基。
R61~R63表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，較佳表示碳原子數1~5之烷基 或者碳原子數1~5之烷氧基，或碳原子數4~8之烯基或者碳原子數3~8之烯氧基，更佳表示碳原子數1~3之烷基或碳原子數1~3之烷氧基，再更佳表示碳原子數3之烷基或碳原子數2之烷氧基，尤佳表示碳原子數2之烷氧基。
B31~B33表示亦可經氟取代之1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，較佳為未經取代之1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，更佳為反式-1,4-伸環己基。
Z41~Z43表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，較佳表示單鍵、-CH2CH2-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，更佳表示單鍵或-CH2O-。
由通式(LC3-2)、通式(LC3-3)、通式(LC4-2)及通式(LC5-2)表示之化合物，較佳於液晶組成物中含有10~60質量%，更佳含有20~50質量%，更佳含有25~45質量%，更佳含有28~42質量%，再更佳含有30~40質量%。
由通式(LC3-2)表示之化合物，具體而言，較佳為以下記載之由通式(LC3-21)~通式(LC3-29)表示的化合物。
又，作為由通式(LC3-3)表示之化合物，亦較佳為以下記載之由通式(LC3-31)~通式(LC3-33)表示的化合物。
(式中，R51表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基，R61a表示碳原子數1~5之烷基。較佳為與通式(LC3-2)中之R51及R61同樣的實施態 樣)
由通式(LC4-2)表示之化合物，具體而言，較佳為以下記載之由通式(LC4-21)~通式(LC4-26)表示的化合物。
(式中，R52表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基，R62a表示碳原子數1~5之烷基，X42表示氫原子或氟原子，較佳為與通式(LC4-2)中之R52及R62同樣的實施態樣。)
由通式(LC5-2)表示之化合物，具體而言，較佳為以下記載之由通式(LC5-21)~通式(LC5-26)表示的化合物。
(式中，R53表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基，R63a表示碳原子數1~5之烷基，W2表示-CH2-或氧原子，較佳為與通式(LC5-2)中之R53及R63同樣的實施態樣。)
於通式(LC3-21)、通式(LC3-22)、通式(LC3-25)、通式(LC4-21)、通式(LC4-22)、通式(LC4-25)、通式(LC5-21)、通式(LC5-22)及通式(LC5-25)中，R51~R53較佳為通式(LC3-2)、通式(LC4-2)及通式(LC5-2)中之同樣的實施態樣。R61a~R63a較佳為碳原子數1~3之烷基，更佳為碳原子數1或2之烷基，尤佳為碳原子數2之烷基。
於通式(LC3-23)、通式(LC3-24)及通式(LC3-26)、通式(LC4-23)、通式(LC4-24)及通式(LC4-26)、通式(LC5-23)、通式(LC5-24)及通式(LC5-26)中，R51~R53較佳為通式(LC3-2)、通式(LC4 -2)及通式(LC5-2)中之同樣的實施態樣。R61a~R63a較佳為碳原子數1~3之烷基，更佳為碳原子數1或3之烷基，尤佳為碳原子數3之烷基。
通式(LC3-21)~通式(LC5-26)之中，為了增大介電各向導性之絕對值，較佳為通式(LC3-21)、通式(Lc3-22)及通式(LC3-25)、通式(LC4-21)、通式(LC4-22)及通式(LC4-25)、通式(LC5-21)、通式(LC5-22)及通式(LC5-25)。
由通式(LC3-2)、通式(Lc4-2)及通式(LC5-2)表示之化合物可含有1種或2種以上，較佳含有各至少1種以上的B1~B3表示1,4-伸苯基之化合物及B1~B3表示反式-1,4-伸環己基的化合物。
又，作為由通式(LC3)表示之化合物，另外較佳為選自由下述通式(LC3-a)及通式(LC3-b)表示之化合物群中的1種或2種以上之化合物。
(式中，RLC31、RLC32、ALC31及ZLC31各自獨立地上表示與述通式(LC3)中之RLC31、RLC32、ALC31及ZLC31相同的意思，XLC3b1~XLC3b6表示氫原子或氟原子，XLC3b1及XLC3b2或XLC3b3及XLC3b4中之至少一組合均表示氟原子，mLC3a1為1、2或3，mLC3b1表示0或1，當存在複數個ALC31及ZLC31之情形時，其等可相同或亦可不同。)。
RLC31及RLC32較佳各自獨立地表示碳原子數1~7之烷基、碳原子數1~7之烷氧基、碳原子數2~7之烯基或碳原子數2~7之烯氧基。
ALC31較佳表示1,4-伸苯基、反式-1,4-伸環己基、四氫哌喃-2,5-二基、1,3-二烷-2,5-二基，更佳表示1,4-伸苯基、反式-1,4-伸環己基。
ZLC31較佳表示單鍵、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CH2CH2-，更佳表示單鍵。
作為通式(LC3-a)，較佳表示下述通式(LC3-a1)。
(式中，RLC31及RLC32各自獨立地表示與上述通式(LC3)中之RLC31及RLC32相同的意思。)
RLC31及RLC32較佳各自獨立地為碳原子數1~7之烷基、碳原子數1~7之烷氧基、碳原子數2~7之烯基，更佳為RLC31表示碳原子數1~7之烷基，RLC32表示碳原子數1~7之烷氧基。
作為通式(LC3-b)較佳表示下述通式(LC3-b1)~通式(LC3-b12)，更佳表示通式(LC3-b1)、通式(LC3-b6)、通式(LC3-b8)、通式(LC3-b11)，再更佳表示通式(LC3-b1)及通式(LC3-b6)，最佳表示通式(LC3-b1)。
(式中，RLC31及RLC32各自獨立地表示與上述通式(LC3)中之RLC31及RLC32相同的意思。)
RLC31及RLC32較佳各自獨立地為碳原子數1~7之烷基、碳原子數1~7之烷氧基、碳原子數2~7之烯基，更佳為RLC31表示碳原子數2或3之烷基， RLC32表示碳原子數2之烷基。
又，由通式(LC4)表示之化合物，較佳為由下述通式(LC4-a)至通式(LC4-c)表示之化合物，由通式(LC5)表示之化合物，較佳為由下述通式(LC5-a)至通式(LC5-c)表示之化合物。
(式中，RLC41、RLC42及XLC41各自獨立地表示與上述通式(LC4)中之RLC41、RLC42及XLC41相同的意思，RLC51及RLC52各自獨立地表示與上述通式(LC5)中之RLC51及RLC52相同的意思，ZLC4a1、ZLC4b1、ZLC4c1、ZLC5a1、ZLC5b1及ZLC5c1各自獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-。)
RLC41、RLC42、RLC51及RLC52較佳各自獨立地表示碳原子數1~7之烷基、碳原子數1~7之烷氧基、碳原子數2~7之烯基或碳原子數2~7之烯氧基。
ZLC4a1~ZLC5c1較佳各自獨立地表示單鍵、-CH2O-、-COO-、-OCO -、-CH2CH2-，更佳表示單鍵。
由上述通式(LC)表示之化合物，亦較佳為選自由下述通式(LC6)表示之化合物(惟，不包括由通式(LC1)~通式(LC5)表示之化合物。)中的1種或2種以上之化合物。
通式(LC6)中，RLC61及RLC62各自獨立地表示碳原子數1~15之烷基。該烷基中之1個或2個以上的CH2基可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-取代，該烷基中之1個或2個以上的氫原子亦可任意地被鹵素取代。作為由通式(LC6)表示之化合物，RLC61及RLC62較佳各自獨立地為碳原子數1~7之烷基、碳原子數1~7之烷氧基、碳原子數2~7之烯基，作為烯基，最佳表示下述之任一構造。
(式中，右端鍵結於環構造。)
通式(LC6)中，ALC61~ALC63各自獨立地表示下述任一構造。該構造中，伸環己基中之1個或2個以上的CH2CH2基亦可被-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-取代，1,4-伸苯基中1個或2個以上的CH基亦可被氮原子取代。
作為由通式(LC6)表示之化合物，ALC61~ALC63較佳各自獨立地為下述之任一構造。
通式(LC6)中，ZLC61及ZLC62各自獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，mLC61表示0~3。作為由通式(LC6)表示之化合物，ZLC61及ZLC62較佳各自獨立地為單鍵、-CH2CH2-、-COO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-。
作為由通式(LC6)表示之化合物，較佳為選自由下述通式(LC6-a)至通式(LC6-v)表示之化合物組成之群中的1種或2種以上之化合物。通式(LC6-a1)~通式(LC6-p1)之式中，RLC61及RLC62各自獨立地表示碳原子數1~7之烷基、碳原子數1~7之烷氧基、碳原子數2~7之烯基或碳原子數2~7之烯氧基。
[聚合性化合物]
作為本發明之聚合性化合物，可列舉：具有一個反應性基之單官能性聚合性化合物，及二官能或三官能等具有二個以上之反應性基的多官能性聚合性化合物。具有反應性基之聚合性化合物可含有或亦可不含有液晶原(mesogen)性部位。
於具有反應性基之聚合性化合物中，反應性基較佳為具有光聚合性之取代基。尤其於垂直配向膜係藉由熱聚合而形成時，當垂直配向膜材料之熱聚合時，可抑制具有反應性基之聚合性化合物的反應，因此反應性基尤佳為具有光聚合性之取代基。
作為本發明之聚合性化合物，較佳為由以下之通式(P)表示的化合物， (惟，不包括由通式(1)表示之化合物。上述通式(P)中，Zp1表示氟原子、氰基、氫原子、氫原子亦可被取代成鹵素原子之碳原子數1~15的烷基、氫原子亦可被取代成鹵素原子之碳原子數1~15的烷氧基、氫原子亦可被取代成鹵素原子之碳原子數1~15的烯基、氫原子亦可被取代成鹵素原子之碳原子數1~15的烯氧基或-Spp2-Rp2，
Rp1及Rp2各自獨立地表示以下之式(R-I)至式(R-IX)中之任一者： 上述式(R-I)~(R-IX)中，R2~R6相互獨立地為氫原子、碳原子數1~5個之烷基或碳原子數1~5個之鹵化烷基，W為單鍵、-O-或亞甲基，T為單鍵或-COO-，p、t及q各自獨立地表示0、1或2，Spp1及Spp2表示間隔基團，Spp1及Spp2各自獨立地表示單鍵、碳原子數1~12之伸烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示1~11之整數，氧原子鍵結於芳香環。)
Lp1及Lp2各自獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2-、-CH2OCOO-、-OCH2CH2O-、-CO-NRa-、-NRa-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CH=CRa-COO-、-CH=CRa-OCO-、-COO-CRa=CH-、-OCO-CRa=CH-、-COO-CRa=CH-COO-、-COO-CRa=CH-OCO-、-OCO-CRa=CH-COO-、-OCO-CRa=CH-OCO-、-(CH2)z-C(=O)-O-、-(CH2)z-O-(C=O)-、-O-(C=O)-(CH2)z-、-(C=O)-O-(CH2)z-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或-C≡C-(式中，Ra各自獨立地表示氫原 子或碳原子數1~4之烷基，上述式中，z表示1~4之整數。)，
Mp2表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、茚烷-2,5-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或1,3-二烷-2,5-二基，Mp2為未經取代或亦可經碳原子數1~12之烷基、碳原子數1~12之鹵化烷基、碳原子數1~12之烷氧基、碳原子數1~12之鹵化烷氧基、鹵素原子、氰基、硝基或-Rp1取代，
Mp1表示以下之式(i-11)~(ix-11)中之任一者： (式中，於★與Spp1鍵結，於★★與Lp1或Lp2鍵結。)，Mp3表示以下之式(i-13)~(ix-13)中之任一者： (式中，於★與Zp1鍵結，於★★與Lp2鍵結。)，mp2~mp4各自獨立地表示0、1、2或3，mp1及mp5各自獨立地表示1、2或3，當存在複數個Zp1之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Rp1之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Rp2之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Spp1之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Spp2之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Lp1之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Mp2之情形時，其等可相同或亦可不同。)。又，該聚合性化合物較佳含有1種或2種以上。
於本發明之通式(P)中，Zp1較佳為-Spp2-Rp2，R11及R12較佳各自獨立地為式(R-1)至式(R-3)中之任一者。
又，於上述通式(P)中，mp1+mp5較佳為2以上。
又，於上述通式(P)中，較佳為，Lp1為單鍵、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-CH=CH-、-CF2-、-CF2O-、-(CH2)z-C(=O)-O-、-(CH2)z-O-(C=O)-、-O-(C=O)-(CH2)z -、-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-OCOCH=CH-、-(C=O)-O-(CH2)z-、-OCF2-或-C≡C-，Lp2為-OCH2CH2O-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-(CH2)z-C(=O)-O-、-(CH2)z-O-(C=O)-、-O-(C=O)-(CH2)z-、-(C=O)-O-(CH2)z-、-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-OCOCH=CH-、-C2H4OCO-或-C2H4COO-，上述式中之z為1~4之整數。
又，上述通式(P)之Lp1及Lp2至少一者，較佳為選自由-(CH2)z-C(=O)-O-、-(CH2)z-O-(C=O)-及-O-(C=O)-(CH2)z-、-(C=O)-O-(CH2)z-組成之群中的至少1種。
又，於上述通式(P)中，Rp1及Rp2更佳各自獨立地為以下之式(R-1)至式(R-15)中之任一者：
又，較佳為，上述通式(P)之mp3表示0、1、2或3，當mp2為1之情形時Lp1為單鍵，當mp2為2或3之情形時，存在複數個之Lp1至少1個為單鍵。
又，較佳為，上述通式(P)之mp3表示0、1、2或3，當mp3為1之情形時，Mp2為1,4-伸苯基，當mp3為2或3之情形時，存在複數個之Mp2中之至少經由Lp1與Mp1鄰接的Mp2為1,4-伸苯基。
並且，較佳為，上述通式(P)之mp3表示0、1、2或3，Mp2之至少1個為經1個或2個以上的氟取代之1,4-伸苯基。
並且，較佳為，上述通式(P)之mp4表示0、1、2或3，Mp3之至少1個為經1個或2個以上的氟取代之1,4-伸苯基。
又，作為上述通式(P)中之間隔基團(Spp1，Spp2，Spp4)，較佳為單鍵、-OCH2-、-(CH2)zO-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-(CH2)z-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-CH=CH-、-CF2-、-CF2O-、-(CH2)z-C(=O)-O-、-(CH2)z-O-(C=O)-、-O-(C=O)-(CH2)z-、-(C=O)-O-(CH2)z-、-O-(CH2)z-O-、-OCF2-、-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-OCOCH=CH-或-C≡C-該Z較佳為1以上10以下之整數。
本發明之通式(P)的聚合性化合物，較佳為選自由通式(P-a)、通式(P-b)、通式(P-c)及通式(P-d)表示之化合物組成之群中的至少1種化合物(惟，不包括由通式(1)表示之化合物。)。
上述通式(P-a)~通式(P-d)中，Rp1及Rp2各自獨立地表示以下之式(R-I)至式(R-IX)中之任一者： 上述式(R-I)~(R-IX)中，R2~R6相互獨立地為氫原子、碳原子數1~5個之烷基或碳原子數1~5個之鹵化烷基，W為單鍵、-O-或亞甲基，T為單鍵或-COO-，p、t及q各自獨立地表示0，1或2，環A及環B各自獨立地表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、茚烷-2,5-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或1,3-二烷-2,5-二基，較佳為未經取代或經碳原子數1~12之烷基、碳原子數1~12之鹵化烷基、 碳原子數1~12之烷氧基、碳原子數1~12之鹵化烷氧基、鹵素原子、氰基、硝基或-Rp1取代，環C表示以下之式(c-i)~(c-ix)中之任一者： (式中，於★與Spp1鍵結，於★★與Lp5或Lp6鍵結。)，Spp1及Spp4表示間隔基團，Xp1~Xp4較佳各自獨立地表示氫原子或鹵素原子，Lp4、Lp5及Lp6較佳各自獨立地為單鍵、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-CH=CH-、-CF2-、-CF2O-、-(CH2)z-C(=O)-O-、-(CH2)z-O-(C=O)-、-O-(C=O)-(CH2)z-、-(C=O)-O-(CH2)z-、-O-(CH2)z-O-、-OCF2-、-CH=CHCOO-、-COOCH=CH-、-OCOCH=CH-或-C≡C-，上述式中之z較佳為1~4之整數。
Lp3較佳為-CH=CHCOO-、-COOCH=CH-或-OCOCH=CH-。
於由上述通式(P-a)表示之化合物中，mp6及mp7較佳各自獨立地表示 0、1，2或3。又，更佳為mp6+mp7=2~5。
於由上述通式(P-d)表示之化合物中，mp12及mp15各自獨立地表示1、2或3，mp13較佳表示0、1、2或3，mp14較佳表示0或1。又，更佳為mp12+mp15=2~5。當存在複數個Rp1之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Rp1之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Rp2之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Spp1之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Spp4之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Lp4及Lp5之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個環A~環C之情形時，其等可相同或亦可不同。
作為由本發明之通式(P-b)表示之化合物的較佳例，可列舉下述化合物。
作為由本發明之通式(P-c)表示之化合物的較佳例，可列舉下述化合物。
由本發明之通式(P-d)表示之化合物，較佳為由以下之通式(P-d’)表示的化合物。
(惟，不包括由通式(1)表示之化合物。於由上述通式(P-d’)表示之化合物中，mp10更佳表示2或3。其他符號由於與上述通式(p-d)相同，因此省略。)
本發明之「碳原子數1~15個之烷基」，較佳為直鏈狀或支鏈狀烷基，更佳為直鏈狀烷基。又，上述通式(1)中，R1及R2各自獨立地為碳原子數1~15個之烷基，R1及R2較佳各自獨立地為碳原子數1~8個之烷基，更佳為碳原子數1~6個之烷基。
作為本發明之「碳原子數1~15個之烷基」之例，可列舉：甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基、異丁基、三級丁基、3-戊基、異戊基、新戊基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二基、十五基等。另，於本說明書中，烷基之例為共通，可根據各烷基之碳原子數的數量適當自上述例 示加以選擇。
本發明之「碳原子數1~15個之烷氧基」之例，較佳該取代基中之至少1個氧原子存在於與環構造直接鍵結的位置，更佳為甲氧基、乙氧基、丙氧基(正丙氧基(n-propoxy)、異丙氧基(i-propoxy))、丁氧基、戊氧基、辛氧基、癸氧基。另，於本說明書中中，烷氧基之例為共通，可根據各烷氧基之碳原子數的數量適當自上述例示加以選擇。
本發明之「碳原子數2~15個之烯基」之例，可列舉：乙烯基、烯丙基、1-丙烯基，異丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1,3-丁二烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、2-己烯基等。又，作為本發明之更佳的烯基係以下述記載之由式(i)(乙烯基)、式(ii)(1-丙烯基)、式(iii)(3-丁烯基)及式(iv)(3-戊烯基)表示： (上述式(i)~(iv)中，＊表示鍵結於環構造之部位。)，當本案發明之液晶組成物含有聚合性單體的情形時，較佳為由式(ii)及式(iv)表示之構造，更佳為由式(ii)表示之構造。另，於本說明書中，烯基之例為共通，可根據各烯基之碳原子數的數量適當自上述例示加以選擇。
又，本發明之聚合性化合物之中，作為對提高與低分子液晶之溶解性而抑制結晶化較佳的單官能性具有反應基之聚合性化合物，較佳為由下述通式(VI)表示之聚合性化合物。
(惟，不包括由通式(1)表示之化合物。式中，X3表示氫原子或甲基，Sp3 表示單鍵、碳原子數1~12之伸烷基或-O-(CH2)t-(式中，t表示2~11之整數，氧原子鍵結於芳香環。)，V表示碳原子數2~20之直鏈或者支鏈多價伸烷基或碳原子數5~30之多價環狀取代基，多價伸烷基中之伸烷基亦可於氧原子不鄰接之範圍被氧原子取代，亦可被碳原子數5~20之烷基(基中之伸烷基亦可於氧原子不鄰接之範圍被氧原子取代。)或環狀取代基取代，W表示氫原子、鹵素原子或碳原子數1~15之烷基。式中之全部1,4-伸苯基中之任意氫原子亦可被取代成-CH3、-OCH3、氟原子或氰基。)。
於上述通式(VI)中，X3表示氫原子或甲基，當重視反應速度之情形時，較佳為氫原子，當重視減少反應殘留量之情形時，較佳為甲基。
於上述通式(VI)中，Sp3表示單鍵、碳原子數1~12之伸烷基或-O-(CH2)t-(式中，t表示2~11之整數，氧原子鍵結於芳香環。)，由於碳鏈之長度會對Tg造成影響，因此當聚合性化合物含量未達10重量%之情形時，較佳為不太長，較佳為單鍵或碳原子數1~5之伸烷基，當聚合性化合物含量未達6重量%之情形時，更佳為單鍵或碳原子數1~3之伸烷基。當聚合性化合物含量為10重量%以上之情形時，較佳為碳數5~10之伸烷基。又，當Sp3表示-O-(CH2)t-之情形時，亦為t較佳為1~5，更佳為1~3。並且，由於碳原子數會對預傾角造成影響，因此較佳為視需要以可獲得想要之預傾角的方式，混合複數種Sp3之碳原子數不同之聚合性化合物來使用。
於上述通式(VI)中，V表示碳原子數2~20之直鏈或者支鏈多價伸烷基或碳原子數5~30之多價環狀取代基，多價伸烷基中之伸烷基亦可於氧 原子不鄰接之範圍被氧原子取代，亦可被碳原子數5~20之烷基(基中之伸烷基亦可於氧原子不鄰接之範圍被氧原子取代。)或環狀取代基取代，較佳被2個以上之環狀取代基取代。
由通式(VI)表示之聚合性化合物更具體而言，可列舉由通式(X1a)表示之化合物。
(式中，A1表示氫原子或甲基，A2表示單鍵或碳原子數1~8之伸烷基(該伸烷基中之1個或2個以上的亞甲基，亦可以氧原子不相互直接鍵結之方式各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，該伸烷基中之1個或2個以上的氫原子亦可各自獨立地被氟原子、甲基或乙基取代。)，A3及A6各自獨立地表示氫原子、鹵素原子或碳原子數1~10之烷基(該烷基中之1個或2個以上的亞甲基，亦可以氧原子不相互直接鍵結之方式各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，該烷基中之1個或2個以上的氫原子亦可各自獨立地被鹵素原子或碳原子數1~17之烷基取代。)，A4及A7各自獨立地表示氫原子、鹵素原子或碳原子數1~10之烷基(該烷基中之1個或2個以上的亞甲基，亦可以氧原子不相互直接鍵結之方式各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，該烷基中之1個或2個以上的氫原子亦可各自獨立地被鹵素原子或碳原子數1~9之烷基取 代。)，p表示0~10，B1、B2及B3各自獨立地表示氫原子、碳原子數1~10之直鏈狀或支鏈狀烷基(該烷基中之1個或2個以上的亞甲基，亦可以氧原子不相互直接鍵結之方式各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，該烷基中之1個或2個以上的氫原子，亦可各自獨立地被鹵素原子或碳原子數3~6之三烷氧基矽基取代。)。
上述通式(X1a)較佳為由通式(II-b)表示之化合物。
由通式(II-b)表示之化合物，具體而言較佳為由下述式(II-q)~(II-z)、(II-aa)~(II-al)表示之化合物。
由上述通式(VI)、通式(XaI)及通式(II-b)表示之化合物，可僅為1種或亦可為2種以上。
又，作為由通式(VI)表示之聚合性化合物，亦可列舉由通式(X1b)表示之化合物。
(惟，不包括由通式(1)表示之化合物。式中，A8表示氫原子或甲基，6員環T1、T2及T3各自獨立地表示下述構造中之任一者， (惟q表示1至4之整數。)，q表示0或1，Y1及Y2各自獨立地表示單鍵、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C≡C-、-CH=CH-、-CF=CF-、-(CH2)4-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH=CHCH2CH2-或-CH2CH2CH=CH-，Y3及Y4各自獨立地表示單鍵、碳原子數1~12之伸烷基(該伸烷基中之1個或2個以上的亞甲基，亦可以氧原子不相互直接鍵結之方式各自獨立地被氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，該伸烷基中之1個或2個以上的氫原子亦可各自獨立地被氟原子、甲基或乙基取代。)，B8表示氫原子、氰基、鹵素原子或碳原子數1~8之烷基，或末端具有丙烯醯基或甲基丙烯醯基之伸烷基。)。
作為例示化合物，係以下所示，但並不限定於此等。
式中，e及f各自獨立地表示1~12之整數，R34表示氫原子或甲基。
並且，由通式(VI)表示之聚合性化合物具體而言亦可列舉由通式(X1c)表示之化合物。
(式中，R70表示氫原子或甲基，R71表示具有縮合環之烴基。)。
又，本發明中之聚合性化合物之中，作為對提高與低分子液晶之溶解性而抑制結晶化較佳的具有多官能性反應基之聚合性化合物，較佳為由下述通式(V)表示之聚合性化合物。
(惟，不包括由通式(1)表示之化合物。式中，X1及X2各自獨立地表示氫原子或甲基，Sp1及Sp2各自獨立地表示單鍵、碳原子數1~12之伸烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示1~11之整數，氧原子鍵結於芳香環。)，U表示碳原子數2~20之直鏈或者支鏈多價伸烷基或碳原子數5~30之多價環狀取代基，多價伸烷基中之伸烷基亦可以氧原子不鄰接之範圍被氧原子取代，亦可被碳原子數5~20之烷基(基中之伸烷基亦可以氧原子不鄰接之 範圍被氧原子取代。)或環狀取代基取代，k表示1~5之整數。式中之全部1,4-伸苯基中之任意氫原子亦可被取代成-CH3、-OCH3、氟原子、或氰基。)。
於上述通式(V)中，X1及X2各自獨立地表示氫原子或甲基，當重視反應速度之情形時，較佳為氫原子，當重視減少反應殘留量之情形時，較佳為甲基。
於上述通式(V)中，Sp1及Sp2各自獨立地表示單鍵、碳原子數1~12之伸烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示2~11之整數，氧原子鍵結於芳香環。)，於本發明之液晶顯示元件中之預傾角會受到該碳原子數、與液晶之含量及所使用之配向膜的種類或配向處理條件所影響。因此，雖然未必受到限定，但例如於使預傾角成為5度左右之情形時，較佳為碳鏈不太長，更佳為單鍵或碳原子數1~5之伸烷基，更佳為單鍵或碳原子數1~3之伸烷基。並且，為了使預傾角成為約2度以內，較佳為使用碳原子數為6~12之聚合性化合物，更佳為碳原子數8~10。又，當Sp1及Sp2表示-O-(CH2)s-之情形時，亦會對預傾角造成影響，因此較佳視需要適當調整Sp1及Sp2之長度而使用，為了增大預傾角，s較佳為1~5，更佳為1~3。為了縮小預傾角，s較佳為6~10。又，Sp1及Sp2之至少一者較佳為單鍵，其原因在於藉此表現出分子之非對稱性，從而誘發預傾斜。
又，亦較佳為於上述通式(V)中Sp1及Sp2相同之化合物，較佳為使用2種以上Sp1及Sp2相同之化合物。於此情形時，更佳為使用Sp1及Sp2互不相同之2種以上。
於上述通式(V)中，U表示碳原子數2~20之直鏈或者支鏈多價伸烷 基或碳原子數5~30之多價環狀取代基，多價伸烷基中之伸烷基亦可以氧原子不鄰接之範圍被氧原子取代，亦可被碳原子數5~20之烷基(基中之伸烷基亦可以氧原子不鄰接之範圍被氧原子取代。)、環狀取代基取代，較佳被2個以上之環狀取代基取代。
於上述通式(V)中，U具體而言較佳表示以下之式(Va-1)至式(Va-13)。為了提高錨定(anchoring)力，較佳為直線性較高之聯苯等，較佳表示式(Va-1)至式(Va-6)。又，表示式(Va-6)至式(Va-11)之構造，就與液晶之溶解性較高之方面而言較佳，較佳與式(Va-1)至式(Va-6)組合使用。
(式中，使兩端鍵結於Sp1或Sp2。Zp1及Zp2各自獨立地表示-OCH2-、- CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CY1=CY2-、-C≡C-或單鍵。式中之全部1,4-伸苯基中之任意氫原子亦可被取代成-CH3、-OCH3、氟原子或氰基。又，伸環己基中之1個或2個以上的CH2CH2基亦可被-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-取代。)
當U具有環構造之情形時，上述Sp1及Sp2較佳至少一者表示-O-(CH2)s-(式中，s表示1~7之整數，氧原子鍵結於芳香環。)，亦較佳為兩者均為-O-(CH2)s-。
於上述通式(V)中，k表示1~5之整數，較佳為k為1之二官能化合物或k為2之三官能化合物，更佳為二官能化合物。
由上述通式(V)表示之化合物，具體而言較佳為由以下之通式(Vb)表示的化合物。
(惟，不包括由通式(1)表示之化合物。式中，X1及X2各自獨立地表示氫原子或甲基，Sp1及Sp2各自獨立地表示碳原子數1~12之伸烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示1~7之整數，氧原子鍵結於芳香環。)，Z1或Z2表示-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、- COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CY1=CY2-(Y1及Y2各自獨立地表示氫原子或氟原子。)、-C≡C-或單鍵，C表示1,4-伸苯基、反式-1,4-伸環己基或單鍵，式中之全部1,4-伸苯基中之任意氫原子亦可被氟原子取代。)
於上述通式(Vb)中，X1及X2各自獨立地表示氫原子或甲基，較佳為兩者皆表示氫原子之二丙烯酸酯衍生物，或兩者皆具有甲基之二甲基丙烯酸脂衍生物，亦較佳為一者表示氫原子且另一者表示甲基之化合物。此等化合物之聚合速度，二丙烯酸酯衍生物最快，二甲基丙烯酸脂衍生物較慢，非對稱化合物居中，可根據其用途使用較佳態樣。
於上述通式(Vb)中，Sp1及Sp2各自獨立地表示碳原子數1~12之伸烷基或-O-(CH2)s-，較佳至少一者為-O-(CH2)s-，更佳為兩者表示-O-(CH2)s-之態樣。於此情形時，s較佳為1~6。
於上述通式(Vb)中，Z1或Z2表示-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CY1=CY2-(Y1及Y2各自獨立地表示氫原子或氟原子。)、-C≡C-或單鍵，較佳為-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或單鍵，更佳為-COO-、-OCO-或 單鍵，尤佳為單鍵。於上述通式(Vb)中，C表示任意氫原子亦可被氟原子取代之1,4-伸苯基、反式-1,4-伸環己基或單鍵，較佳為1,4-伸苯基或單鍵。當C表示單鍵以外之環構造的情形時，Z1及Z2亦較佳為單鍵以外之連結基，當C為單鍵之情形時，Z1及Z2較佳為單鍵。
根據以上，較佳為上述通式(Vb)中C表示單鍵且環構造係由兩個環形成之情形，作為具有環構造之聚合性化合物，具體而言較佳為由以下之通式(V-1)至(V-6)表示的化合物，尤佳為由通式(V-1)至(V-4)表示之化合物，最佳為由通式(V-2)表示之化合物。
又，於上述通式(Vb)中，就提高與液晶組成物之溶解性之方面而言，較佳為由以下之通式(V1-1)至(V1-5)表示的化合物，尤佳為由通式(V1-1)表示之化合物。
(式中，q1及q2各自獨立地表示1~12之整數，R3表示氫原子或甲基。)
作為由上述通式(V)表示之化合物，就提高反應速度之方面而言，具體而言較佳為由以下之通式(Vc)表示的化合物，，又，由於使預傾角熱穩定化，故較佳。並且，亦可視需要調整Sp1、Sp2及Sp3之碳原子數而得到想要之預傾角。預傾斜與該碳原子數之關係，表現出與官能基為2個之情形時同樣的傾向。
(式中，X1、X2及X3各自獨立地表示氫原子或甲基，Sp1、Sp2及Sp3各自獨立地表示碳原子數1~12之伸烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示2~7 之整數，氧原子鍵結於芳香環。)，Z11表示-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CY1=CY2-、-C≡C-或單鍵，J表示1,4-伸苯基、反式-1,4-伸環己基或單鍵，式中之全部1,4-伸苯基中之任意氫原子亦可被氟原子取代。)
作為聚合性化合物，亦較佳為使用具有光配向功能之化合物。其中，較佳為使用顯示出光異構化之化合物。
作為具有光配向功能之聚合性化合物，具體而言較佳為如下化合物：於通式(Vb)中，X1及X2各自獨立地表示氫原子或甲基，Sp1及Sp2各自獨立地表示單鍵、碳原子數1~8之伸烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示1~7之整數，氧原子鍵結於芳香環。)，Z1表示-N=N-，C表示1,4-伸苯基、反式-1,4-伸環己基(任意氫原子亦可被氟原子取代。)或單鍵。
其中，較佳為由以下之通式(Vn)表示的化合物。
(式中，Rn1及Rn2各自獨立地表示氫原子或甲基，式中，pn及qn各自獨立地表示1~12之整數。)
[具有藉由光或熱而產生自由基之功能的液晶性化合物]
作為使用於本發明之藉由光或熱而產生自由基的液晶性化合物，較佳使用具有芳氧羰基骨架之化合物。以下揭示具有芳氧羰基骨架之化合物藉由光而產生自由基的機制。環A表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基，存在於環A之氫原子亦可被鹵素原子、烷氧基取代。
作為具有芳氧羰基骨架之化合物，較佳為由以下之通式(1)表示的化合物。
式中，環A、B、C表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基，存在於環A、B、C之氫原子亦可被鹵素原子、烷氧基取代。X1~X5各自獨立地表示單鍵、-O-、-CO-、-OCO-或-COO-，Z1、Z2表示-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-CF=CF-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-OCF2-、-COO-或-OCO-。惟，X1~X5、Z1~Z2中之至少一者為-COO-、-OCO-，且-COO-、-OCO-中之不包含於羰基中之氧原子鍵結於1,4-伸苯基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基。R1~R5，各自獨立地表示氫或碳原子數1~12之伸 烷基，氫或該烷基中之1個或2個以上的氫原子亦可被-P取代，該烷基中之1個或2個以上的亞甲基，亦可以氧原子不相互直接鍵結之方式各自獨立地被-CH=CH-、-CO-、-O-、P-取代，P表示聚合基。n1~n3表示0、1、2、3或4，n表示0、1、2或3。
使用於本發明之藉由光或熱而產生自由基的液晶性化合物，相對於聚合性組成物與液晶組成物之總重量，較佳含有0.1~10質量%，更佳含有0.5~5質量%，尤佳含有1.0~3質量%。
使用於本發明之具有藉由光或熱而產生自由基之功能的液晶性化合物，可具有聚合性官能基或亦可不具有，從確保元件之穩定性、可靠性的觀點而言，較佳具有聚合性官能基。於此情形時，1分子中所含之聚合性官能基較佳為1~6個，更佳為2~3個，尤佳為2個。此種化合物相對於聚合性組成物與液晶組成物之總重量，較佳設為0.1~10質量%，更佳設為1.5~9%質量%，尤佳含有2~8質量%。又，使用於本發明之具有藉由光或熱而產生自由基之功能的液晶性化合物，從實現液晶顯示元件之低驅動電壓化的觀點而言，較佳不具有聚合性官能基。於此情形時，最大添加量濃度較佳在聚合性液晶組成物中10質量%以下，較佳在7質量%以下，較佳在5質量%以下。若添加量多，則液晶顯示元件之穩定性、可靠性或電壓保持率會有惡化的傾向。又，作為使用於本發明之具有藉由光或熱而產生自由基之功能的液晶性化合物，亦可將具有聚合性官能基之化合物與不具有聚合性官能基之化合物併用來使用。
具體而言，較佳為以下之化合物。
[聚合起始劑]
作為使用於本發明之聚合性化合物的聚合方法，可使用自由基聚合、陰離子聚合、陽離子聚合等，較佳藉由自由基聚合來進行聚合，更佳為藉由光弗里斯重排進行之自由基聚合、藉由光聚合起始劑進行之自由基聚合。
作為自由基聚合起始劑，可使用熱聚合起始劑、光聚合起始劑，較佳為光聚合起始劑。具體而言較佳為以下之化合物。
較佳為二乙氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯丙烷-1-酮、二苯 乙二酮二甲基縮酮(benzil dimethylketal)、1-(4-異丙苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、4-(2-羥乙氧)苯基-(2-羥基-2-丙基)酮、1-羥基環己基-苯基酮、2-甲基-2-N-啉基(4-硫代甲基苯基(thiomethylphenyl))丙烷-1-酮、2-二苯乙二酮-2-二甲胺基-1-(4-N-啉基苯基)-丁酮、4′-苯氧基苯乙酮、4′-乙氧基苯乙酮等苯乙酮系；安息香、安息香異丙醚(benzoin isopropyl ether)、安息香異丁醚(benzoin isobutyl ether)、安息香甲醚、安息香乙醚等安息香系；2,4,6-三甲基苄醯基二苯基膦氧化物等醯膦氧化物(acylphosphine oxide)系；二苯乙二酮、甲基苯基乙醛醯酯(methylphenylglyoxyester)系；二苯甲酮、鄰苄醯基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4,4′-二氯二苯甲酮、羥基二苯甲酮、4-苯甲醯基-4′-甲基-二苯基硫化物(diphenyl sulfide)、丙烯酸化二苯甲酮、3,3′,4,4′-四(三級丁基過氧羰基(tert-butylperoxycarbonyl))二苯甲酮、3,3′-二甲基-4-甲氧二苯甲酮、2,5-二甲基二苯甲酮、3,4-二甲基二苯甲酮等二苯甲酮系；2-異丙基9-氧硫(thioxanthone)、2,4-二甲基9-氧硫、2,4-二乙基9-氧硫、2,4-二氯9-氧硫等9-氧硫系；四甲二胺二苯甲酮(Michler’s ketone)、4,4′-二乙基胺基二苯甲酮等胺基二苯甲酮系；10-丁基-2-氯吖啶酮(chloroacridone)、2-乙基蒽醌、9,10-菲醌、樟腦醌等。其中最佳為二苯乙二酮二甲基縮酮。
又，亦較佳考慮到自由基之壽命或反應性而使用複數種聚合起始劑。
[聚合性液晶組成物]
使用於本發明之聚合性液晶組成物，較佳含有上述所例示之液晶組成物與上述所例示之1質量%以上且未達10質量%的聚合性化合物，聚合性化合物之含量的下限值較佳在2質量%以上，上限值較佳未達9質量%，更佳未達7質量%，更佳未達5質量%，更佳未達4質量%。又，使用於本發明之聚合性液晶組成物，亦較佳含有上述所例示之液晶組成物與上述所例示之10質量%以上且未達40質量%的聚合性化合物，此情形時之聚合性化合物之含量的下限值較佳在9質量%以上，更佳在10質量%以上，上限值較佳未達30%質量，更佳未達25%質量，更佳未達20%質量，更佳未達15%質量。並且，使用於本發明之聚合性液晶組成物，較佳含有上述所例示之液晶組成物與上述所例示之5質量%以上且未達15質量%的聚合性化合物，更佳含有7質量%以上且未達12%之聚合性化合物。使用於本發明之聚合性液晶組成物，較佳藉由含有1質量%以上且未達40質量%的聚合性化合物，而形成具有單軸性光學異向性或單軸性折射率異向性或易配向軸方向之聚合物網路，更佳以該聚合物網路之光學軸或易配向軸與低分子液晶之易配向軸大致一致之方式形成。
另，於該聚合物網路亦含有藉由複數個聚合物網路集合而形成高分子薄膜之高分子黏合劑。高分子黏合劑之特徵在於：具有顯示單軸配向性之折射率異向性，低分子液晶分散於該薄膜，該薄膜之單軸性光學軸與低分子液晶之光學軸朝大致同一方向對齊。因此，藉此不同於為光散射型液晶之高分子分散型液晶或聚合物網路型液晶，其特徵在於：於不會發生光散 射，使用偏光之液晶元件中，獲得高對比之顯示，且縮短下降時間，提高液晶元件的應答性。並且，使用於本發明之聚合性液晶組成物，使聚合物網路層形成於液晶元件整體，不同於在液晶元件基板上形成聚合物薄膜層而誘發預傾斜之PSA(Polymer Sustained Alignment)型液晶組成物。
較佳於無論何種濃度下含有至少二種以上Tg不同之聚合性化合物並視需要調整Tg。聚合性化合物(為Tg高之聚合物的前驅物)較佳為具有交聯密度變高之分子構造的聚合性化合物且官能基數為2以上。又，Tg低之聚合物的前驅物，較佳為官能基數為1或2以上且於官能基間具有伸烷基等作為間隔物(spacer)而延長分子長度的構造。當為了因應聚合物網路之熱穩定性或耐衝擊性提高而調整聚合物網路之Tg的情形時，較佳適當調整多官能單體與單官能單體之比率。又，Tg亦關係到聚合物網路之主鏈及側鏈中之分子等級的熱運動性，亦會影響電光學特性。例如，若提高交聯密度，則主鏈之分子運動性會下降，與低分子液晶之錨定力提高，驅動電壓變高，且下降時間變短。另一方面，若減少交聯密度以使Tg下降，則因聚合物主鏈之熱運動性會提升，而顯示出下述傾向：與低分子液晶之錨定力下降，驅動電壓下降，下降時間變長。聚合物網路界面中之錨定力除了上述之Tg以外，亦會受到聚合物側鏈之分子運動性的影響，聚合物界面之錨定力會因使用具有多價支鏈伸烷基及多價烷基之聚合性化合物而減小。又，具有多價支鏈伸烷基及多價烷基之聚合性化合物，對於誘發預傾角有效，且作用於降低極角方向之錨定力的方向。
於聚合性液晶組成物顯示出液晶相之狀態下，使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合，藉此，聚合性化合物之分子量會增加而使液晶組成 物與聚合性化合物發生相分離。分離為兩相之形態，主要取決於含有之液晶化合物的種類或聚合性化合物的種類而不同。可藉由雙節分解(binodal decomposition)而形成相分離構造，或亦可藉由旋節分解(spinodal decomposition)而形成相分離構造，該雙節分解係於液晶相中產生無數個島狀之聚合性化合物相之核並成長，該旋節分解係由液晶相與聚合性化合物相之濃度波動而引起相分離。當想要形成由雙節分解引起之聚合物網路，較佳使低分子液晶之含量至少為85質量%以上，藉由使用聚合性化合物之反應速度快之化合物而產生無數個尺寸小於可見光波長之聚合性化合物之核，從而形成奈米級之相分離構造，故而較佳。其結果為，若聚合性化合物相中之聚合進行，則取決於相分離構造而形成空隙間隔小於可見光波長之聚合物網路，另一方面，聚合物網路之空隙係由低分子液晶相之相分離所引起者，若該空隙之尺寸小於可見光波長，則無光散射性而為高對比，且自聚合物網路之錨定力的影響增強，下降時間縮短，而獲得高速應答之液晶顯示元件，故而尤佳。雙節分解中之聚合性化合物相的核生成會受到因化合物種類或組合所產生之相溶性變化，或反應速度、溫度等參數的影響，較佳視需要適當加以調整。關於反應速度，於紫外線聚合之情形時取決於聚合性化合物之官能基或光起始劑之種類及含量、紫外線曝光強度，只要適當調整紫外線曝光條件以促進反應性即可，較佳為至少20mW/cm2以上之紫外線曝光強度。於低分子液晶在85質量%以上時，較佳利用由旋節分解所引起之相分離構造而形成聚合物網路，於旋節分解時由於可獲得由具有週期性之兩相的濃度波動所引起之相分離微細構造，故而易於形成小於可見光波長且均勻之空隙間隔，因而較佳。較佳以聚合物網路來形成。 於聚合性化合物之比例未達15質量%時，較佳形成由雙節分解所引起之相分離構造，於15質量%以上時較佳形成由旋節分解所引起之相分離構造。若聚合性化合物含量增加，則存在低分子液晶相與聚合性化合物相於溫度之影響下發生兩相分離之相轉變溫度。若在高於兩相分離轉變溫度之溫度，則顯示等向相(isotropic phase)，若低於該溫度，則會發生分離，無法獲得均勻之相分離構造，並不佳。當因溫度而導致兩相分離之情形時，較佳在高於兩相分離溫度之溫度形成相分離構造。無論於上述何種情形時，均一面保持與低分子液晶之配向狀態相同之配向狀態，一面形成聚合物網路。所形成之聚合物網路以仿照低分子液晶之配向的方式顯示出光學異向性。作為聚合物網路中之液晶層的形態，可列舉：於聚合物之三維網狀構造中液晶組成物形成連續層之構造、液晶組成物之微滴分散於聚合物中的構造或兩者混合存在之構造，以及，以兩基板面為起點，存在聚合物網路層，於與對面基板之中心附近僅為液晶層的構造。無論為何種構造，皆較佳藉由聚合物網路之作用而誘發相對於液晶元件基板界面呈0~90°之預傾角。形成之聚合物網路較佳具有使共存之低分子液晶朝液晶單元之配向膜所呈現之配向方向配向的功能，並且，亦較佳具有使低分子液晶相對於聚合物界面方向發生預傾斜之功能。若導入會使低分子液晶相對於聚合物界面發生預傾斜之聚合性化合物，則對降低液晶元件之驅動電壓有用，故較佳。又，亦可具有折射率異向性，使液晶朝配向方向配向之功能，較佳使用具有液晶原基的聚合性化合物。
對於VA模式等之垂直配向單元，亦可使用不具有液晶原基而具有多價烷基或多價支鏈伸烷基之誘發垂直配向的聚合性化合物，或亦可較佳與具 有液晶原基之聚合性化合物合併使用。當使用上述聚合性液晶組成物藉由相分離聚合而於垂直配向單元內形成有聚合物網路之情形時，較佳於與低分子液晶垂直於液晶單元基板之方向大致相同的方向形成有纖維狀或柱狀聚合物網路。又，於使用下述垂直配向膜之情形時，較佳為纖維狀或柱狀聚合物網路傾斜形成於與預傾斜而配向之低分子液晶相同方向，該垂直配向膜係經對位於單元基板表面之垂直配向膜實施摩擦處理等以誘發液晶傾斜配向從而誘發預傾角。
並且，關於一面施加電壓一面誘發預傾角之方法，若一面於較聚合性液晶組成物之閥值電壓低0.9V左右之電壓至高2V左右之電壓的範圍施加電壓，一面使之聚合，則纖維狀或柱狀聚合物網路之光軸方向或易配向軸方向為想要的預傾角，較佳為垂直配向之情形時，由於會相對於透明基板之法線方向形成0.1~30°之預傾角，而為水平配向之情形時，則會相對於透明基板之水平方向形成0.1~30°之預傾角，故更佳。無論利用何種方法所形成之纖維狀或柱狀聚合物網路，其特徵均為：連結兩片單元基板間。藉此，預傾角之熱穩定性會獲得提高而提升液晶顯示元件之可靠性。
另外，作為藉由使纖維狀或柱狀聚合物網路傾斜配向形成而誘發低分子液晶之預傾角的方法，可舉下述方法：將位於官能基與液晶原基間之伸烷基之碳原子數為6以上且預傾角之誘發角度小的二官能丙烯酸酯和位於官能基與液晶原基間之伸烷基之碳原子數為5以上且預傾角之誘發角度大的二官能丙烯酸酯組合使用。可藉由調整此等化合物之摻合比而誘發想要的預傾角。
並且，可舉於至少0.01%以上且1%以下之範圍添加具有可逆性光配向 功能之聚合性化合物而形成纖維狀或柱狀聚合物網路的方法。於此情形時，會於反式體中成為與低分子液晶相同之棒狀形態，而對低分子液晶之配向狀態造成影響。本發明之聚合性液晶組成物所含有的該反式體，若將紫外線自單元上表面作為平行光進行曝光，則該棒狀之分子長軸方向統一變得平行於紫外線行進方向，低分子液晶亦同時配向成一致於該反式體之分子長軸方向。若對單元傾斜地曝光紫外線時，則該反式體之分子長軸會朝向傾斜方向而使液晶沿紫外線之傾斜方向配向。即，會誘發預傾角而顯示出光配向功能。若於此階段使聚合性化合物交聯，則所誘發之預傾角會因由聚合相分離所形成之纖維狀或柱狀聚合物網路而固定化。因此，VA模式中重要之預傾角的誘發，可視需要採用一面施加電壓一面進行聚合相分離之方法、添加複數種誘發之預傾角不同的聚合性化合物使之聚合相分離之方法、使用具有可逆性光配向功能之聚合性化合物所顯示出的光配向功能而使低分子液晶及聚合性液晶化合物沿紫外線行進方向配向並進行聚合相分離之方法，來製作本發明之液晶元件。
具有光配向功能之聚合性化合物，較佳為吸收紫外線而成為反式體之光異構化合物，並且，較佳具有光配向功能之聚合性化合物之反應速度慢於具有光配向功能之聚合性化合物以外的聚合性化合物之反應速度。當受到UV曝光時，若具有光配向功能之聚合性化合物立即變為反式體而沿光行進方向配向，則周圍之含聚合性化合物的液晶化合物亦會沿相同方向配向。此時，聚合相分離進行，低分子液晶長軸方向與聚合物網路之易配向軸方向一致於與具有光配向功能之聚合性化合物之易配向軸同一方向，而沿UV光行進方向誘發預傾角。
並且，於IPS或FFS模式等之平行配向單元，使用聚合性液晶組成物藉由相分離聚合而形成纖維狀或柱狀聚合物網路，且低分子液晶沿與位於液晶單元基板面之配向膜的配向方向平行地配向，較佳形成於所形成之纖維狀或柱狀聚合物網路之折射率異向性或易配向軸方向與低分子液晶之配向方向大致相同之方向。並且，更佳為除分散有低分子液晶之空隙以外，纖維狀或柱狀聚合物網路大致存在於單元整體。為了相對於聚合物界面方向誘發該預傾角，較佳使用不具有液晶原基而具有多價烷基或多價伸烷基之聚合性化合物與具有液晶原基之聚合性化合物。
並且，電光學特性雖會受到聚合物網路界面之表面積及聚合物網路之空隙間隔的影響，但重要的是不會發生光散射，較佳使平均空隙間隔小於可見光波長。例如當要擴大該界面之表面積縮小該空隙間隔時，具有增加單體組成物含量之方法。藉此，聚合相分離構造發生變化，該空隙間隔變得微細，因而以該界面之表面積增大之方式形成聚合物網路，驅動電壓及下降時間減少。聚合相分離構造亦會受到聚合溫度之影響。
於本發明中，較佳藉由加快相分離速度使之聚合來獲得具有微細空隙之相分離構造。相分離速度主要受到低分子液晶與聚合性化合物之相溶性或聚合速度的影響。由於主要取決於化合物之分子構造或含量，故而較佳為適當調整組成來使用。於該相溶性高之情形時，較佳使用該聚合速度快之聚合性化合物，於紫外線聚合之情形時，較佳提高紫外線強度。又，亦較佳增加聚合性液晶組成物中之聚合性化合物的含量。於相溶性低之情形時，相分離速度由於會充分變快，因此有益於製作本發明之液晶元件。作為降低相溶性之方法，可舉於低溫使之聚合的方法。若處於低溫，則液晶 之配向秩序度會提升，液晶與單體之相溶性會下降，因此可加快聚合相分離速度。並且，作為其他方法，亦可舉使聚合性液晶組成物成為呈過冷卻狀態的溫度使之聚合的方法。於此情形時，只要稍低於聚合性液晶組成物之熔點即可，因此僅降低數度溫度，亦可加快相分離，故較佳。藉由此等，形成相當於將數十%含量之單體組成物添加於液晶之情形時的聚合相分離構造，即，為以下降時間變短之方式作用之構造的聚合物網路界面之表面積多且該空隙間隔微細之聚合物網路構造。因此，本發明之聚合性液晶組成物較佳考慮到配向功能、交聯密度、錨定力、空隙間隔而適當調整聚合性液晶組成以使下降時間變短。
當要於使用本發明之聚合性液晶組成物的液晶元件獲得高對比之顯示時，必須不會發生光散射，考慮到上述方法以獲得目標電壓-透射率特性及切換特性之方式控制相分離構造而形成適當之聚合物網路層構造是重要的。若具體地說明聚合物網路層構造，則如下所述。
<聚合物網路層連續構造>
較佳為「於液晶相中在液晶顯示元件整個面形成有聚合物網路層，液晶相連續」之構造，且聚合物網路之易配向軸或單軸之光學軸大致與低分子液晶之易配向軸同一方向，較佳以誘發低分子液晶之預傾角的方式形成聚合物網路。又，為了使光散射不會發生，較佳使聚合物網路之平均空隙間隔小於可見光波長，較佳使之在800nm以下，較佳使之650nm以下，較佳使之450nm以下。
並且，當要利用聚合物網路與低分子液晶之相互作用效果(錨定力)而使應答之下降時間短於低分子液晶單體之應答時間時，較佳使之為50nm ~450nm之範圍。當要使液晶之單元厚度對下降時間之影響小而即便單元厚度厚亦表現出一般薄厚時之下降時間的情形時，較佳為至少平均空隙間隔之下限為200nm附近且上限為450nm附近的範圍。另，此處「單元厚度」係指兩片基板表面間之距離。若減小平均空隙間隔，則存在驅動電壓增大之課題，但當要將驅動電壓之增加抑制於25V以下縮短下降應答時間時，只要在250nm附近至450nm之範圍即可，下降應答時間可改善至約5msec至約1msec之範圍，故較佳。又，當要將驅動電壓之增加抑制於5V左右以內時，較佳使平均空隙間隔處於300nm附近至450nm之範圍。並且，亦可控制聚合物網路之平均空隙間隔而使下降應答時間成為1msec以下之高速應答。雖有時驅動電壓會增加至30V以上，但只要使平均空隙間隔處於50nm附近至250nm附近之間即可，當要在0.5msec以下時，較佳使之在50nm附近至200nm附近。聚合物網路之平均直徑與平均空隙間隔相反，較佳處於20nm至700nm之範圍。若聚合性化合物之含量增加，則平均直徑會有增大之傾向。若提高反應性而加快聚合相分離速度，則由於聚合物網路之密度會增大，聚合物網路之平均直徑會減小，因此視需要調整相分離條件即可。於聚合性化合物含量為10%以下之情形時，較佳為平均直徑處於20nm至160nm，於平均空隙間隔為200nm至450nm範圍時，較佳為平均直徑為40nm至160nm之範圍。若聚合性化合物含量大於10%，則較佳為50nm至700nm之範圍，更佳為50nm至400nm之範圍。
<聚合物網路層不連續構造>
以使單元厚度(d)與液晶之實效雙折射率(△n)之積(延遲(retardation))成為0.275~0.33左右的方式來決定二片對向之基板間的距離d，但相對於 「具有足夠之聚合性化合物含量，在液晶顯示元件整面形成有聚合物網路層，液晶相連續」之構造，若聚合性化合物含量變低，而聚合物網路層被覆單元整體所需之量不足，則聚合物網路層會不連續地形成。若聚醯亞胺配向膜等基板表面之極性高，則聚合性化合物易聚集於液晶單元基板界面附近，聚合物網路會自基板表面成長而以附著於基板界面之方式形成聚合物網路層，以自單元基板表面起依序積層聚合物網路層、液晶層、聚合物網路層、對向基板之方式形成。若呈現聚合物網路層/液晶層/聚合物網路層之積層構造，且對單元剖面方向形成有至少為單元厚度之0.5%以上(較佳為1%以上，更佳為5%以上)之厚度的聚合物網路層，則會顯現出因聚合物網路與低分子液晶之錨定力作用而使得下降時間變短的效果，顯示出較佳之傾向。另，此處「單元厚度」係指兩片基板表面間之距離。惟，於因單元厚度之影響變大故若增加單元厚度則下降時間變長的情形時，視需要增加聚合物網路層之厚度即可。關於聚合物網路層中之聚合物網路的構造，低分子液晶與易配向軸或單軸之光學軸約一致朝向相同之方向即可，形成為低分子液晶誘發預傾角即可。平均空隙間隔較佳為90nm至450nm之範圍。
例如，當聚合性化合物含量為1質量%至6質量%之情形時，較佳使用具有錨定力高之液晶原基的二官能單體，較佳使用官能基間距離短之構造且聚合速度快的二官能單體，較佳於0℃以下之低溫形成聚合相分離構造。當使聚合性化合物含量為6質量%至未達10質量%之情形時，較佳為該二官能單體與錨定力低之單官能單體的組合，較佳視需要，於25℃至-20℃之範圍形成聚合相分離構造。並且，如果該熔點在室溫以上，若較該 熔點低5℃左右，則可獲得與低溫聚合相同之效果，故而較佳。當使聚合性化合物含量為10質量%至40質量%之情形時，由於高分子黏合劑或聚合物網路會對低分子液晶之配向或驅動電壓造成很大之影響，而增大驅動電壓，故而較佳使用具有低分子液晶之配向功能且錨定力相對較弱之具有液晶原基的聚合性化合物。例如，關於錨定力弱之具有液晶原基的聚合性化合物，增加位於官能基與液晶原基間之伸烷基的碳數是有效的，碳數較佳為5~10。又，若聚合性化合物超過30質量%，則亦有時會成為於高分子黏合劑中分散有液晶滴的狀態，即使是此情形，亦較佳為具有折射率異向性之高分子黏合劑，且基板面之配向膜所顯示之配向方向與高分子黏合劑之光軸方向一致。
聚合性液晶組成物中之聚合性化合物的濃度越高，則液晶組成物與聚合物界面之錨定力越大，τ d越高速化。另一方面，若液晶組成物與聚合物界面之錨定力變大，則τ r會低速化。為了使τ d與τ r之和未達1.5ms，聚合性液晶組成物中之聚合性化合物的濃度為1質量%以上且未達40質量%，較佳在2質量%以上且15質量%以下，更佳在3質量%以上且8質量%以下。
當使用於TFT驅動液晶顯示元件之情形時，必須抑制閃爍(flicker)，提高因殘影所導致之殘像等的可靠性，電壓保持率成為重要之特性。認為使電壓保持率降低之原因在於聚合性液晶組成物內所含有之離子性雜質。尤其移動離子會對電壓保持率造成非常大之影響。因此，較佳以可獲得至少1014Ω‧cm以上之比電阻的方式實施純化處理等去除移動離子。又，若藉由自由基聚合來形成聚合物網路，則有時會因自光聚合起始劑等所產生 之離子性雜質導致電壓保持率降低，但較佳選定有機酸或低分子之副產物生成量少之聚合起始劑。
[液晶顯示元件]
本發明之液晶顯示元件於液晶組成物中含有聚合物或共聚物，聚合物或共聚物之含量為液晶組成物及聚合物或共聚物之合計質量的1質量%以上且未達40質量%，除此以外，具有與先前技術之液晶顯示元件相同之構造。即，本發明之液晶顯示元件具有於至少一者具有電極之兩片透明基板間夾持有液晶層的構造。並且，本發明之液晶顯示元件較佳於至少一片透明基板上具有用以使液晶組成物配向之配向層。對設置於基板之該配向層與設置於基板之電極施加電壓，控制液晶分子的配向。較佳為聚合物網路或高分子黏合劑具有單軸性之折射率異向性或易配向軸方向，且聚合物網路或高分子黏合劑之光軸方向或易配向軸方向與低分子液晶的易配向軸方向為相同方向。就此點而言，不同於不具有單軸性之折射率異向性或易配向軸方向的光散射型聚合物網路液晶或高分子分散型液晶。並且，較佳為配向層之易配向軸方向與聚合物網路或高分子黏合劑的易配向軸方向相同。藉由具備偏光板、相位差膜等，而利用該配向狀態進行顯示。作為液晶顯示元件，可適用於TN、STN、ECB、VA、VA-TN、IPS、FFS、π單元、OCB、膽固醇型液晶等之運作模式。其中，尤佳為VA、IPS、FFS、VA-TN、TN、ECB。另，本發明之液晶顯示元件，就液晶組成物中含有聚合物或共聚物之方面而言，不同於配向膜上具有聚合物或共聚物之PSA(Polymer Sustained Alignment)型液晶顯示元件。
本發明之液晶顯示元件的基板間距離(d)較佳為2~5μm之範圍，更 佳在3.5μm以下。一般而言，以液晶組成物之雙折射率與單元厚度之積成為0.275左右之方式調整雙折射率，但由於本發明之聚合性液晶組成物會於聚合相分離後形成聚合物網路，故而電場施加時之液晶顯示元件的雙折射率因聚合物網路之錨定力作用與聚合物網路之光學性質而變低，因此關於液晶組成物及聚合組成物或聚合性液晶組成物所含之液晶組成物的雙折射率(△n)與基板間距離(d)之積，若驅動電壓因形成聚合物網路而增加5V左右以內，則尤佳為0.3~0.4μm之範圍，若增加3V左右以內，則更佳為0.30~0.35μm之範圍，若驅動電壓增加1V以內，則尤佳為0.29~0.33μm之範圍。藉由使液晶顯示元件之基板間距離(d)及液晶組成物之雙折射(△n)與基板間距離(d)之積分別為上述範圍內，透射率高而可匹敵僅有低分子液晶之情形，可獲得高速應答且色再現性較佳之顯示。較佳以使單元厚度(d)與雙折射率(△n)之積成為0.275之1至1.9倍之方式設定使用於聚合性液晶組成物之液晶組成物的雙折射率。
本發明之液晶顯示元件的驅動電壓並非僅取決於液晶組成物之介電各向導性或彈性常數，主要受到於液晶組成物與聚合物界面之間作用之錨定力的影響。例如作為關於高分子分散型液晶顯示元件之驅動電壓的記述，日本特開平6-222320號公報中揭示下式之關係。
(Vth表示閾值電壓，1Kii及2Kii表示彈性常數，i表示1、2或3，△ε表示介電各向導性，<r>表示透明性高分子物質界面之平均空隙間隔，A 表示透明性高分子物質對液晶組成物之錨定力，d表示具有透明性電極之基板間的距離。)
據此，光散射型液晶顯示元件之驅動電壓取決於透明性高分子物質界面之平均空隙間隔、基板間之距離、液晶組成物之彈性常數、介電各向導性及液晶組成物與透明性高分子物質間之錨定能。
其中，可以本發明之液晶顯示元件進行控制之參數為液晶物性與聚合物間之錨定力。由於錨定力主要取決於該聚合物之分子構造及低分子液晶的分子構造，故若選定錨定力強之聚合性化合物，則可將應答時間加快至1.5ms以下，但同時驅動電壓會增加至30V以上，故而較佳為以驅動電壓成為30V以下且應答速度成為1.5ms以下之方式適當選定液晶化合物及聚合性化合物並調整組成。較佳適當摻合錨定力強之聚合物前驅物與錨定力弱之聚合物前驅物並以驅動電壓與應答速度達到平衡的方式對組成進行調整。另一方面，作為降低驅動電壓所要求之液晶組成物的物性，尤佳為若為P型液晶則使介電各向導性成為6以上，若為N型液晶則使介電各向導性成為-3以下。又，較佳使雙折射率為0.09以上。並且，若使液晶組成物之雙折射率與纖維狀或柱狀聚合物網路的折射率儘可能地接近而消除光散射，則更佳。惟，聚合物前驅物濃度會影響液晶元件之延遲，故而較佳以可獲得所需延遲之方式適當增減液晶組成物的雙折射率而使用。
本發明之液晶顯示元件較佳為一面使上述液晶組成物成為-50℃至30℃一面照射能量線而使聚合性化合物聚合而於液晶組成物中形成具有折射率異向性或易配向軸方向的聚合物網路所獲得者。聚合溫度之上限為30℃，較佳為20℃~-10℃。如以下實施例所述，本發明人發現取決於聚合性化 合物組成，藉由低溫聚合及常溫聚合，τ d會更加高速化。認為其理由在於：1)於液晶分子之配向度因低溫而上升之狀態下進行聚合；2)藉由低溫聚合而聚合之聚合物與液晶組成物之相溶性會下降，因此，「相分離」變得容易，聚合相分離速度加快，聚合物網路之空隙間隔變得微細；3)即便使用錨定力相對較弱之聚合性化合物，亦因空隙間隔較微細而形成如錨定力之影響力變強的折射率異向性聚合物網路等。
並且，本發明之液晶顯示元件較佳形成為具有單軸性折射率異向性或易配向軸方向的聚合物網路或高分子黏合劑之光軸方向或易配向軸方向相對於透明基板形成預傾角；較佳為下述構成：藉由調整電場強度控制低分子液晶配向，使之相對於基板面傾斜，而一面對上述液晶層施加電壓一面照射能量線，藉此使聚合性化合物高分子化，而得到液晶組成物中具有折射率異向性或易配向軸方向之聚合物而成的構成。於垂直配向之VA模式中，藉由以相對於基板法線方向預傾角成為30°以內之方式施加電壓使之聚合，不僅具有相當於目前VA模式單元所用之突起(protrusion)等或PSA液晶之微細聚合物突起的效果，並且還會顯示出PSA所無法實現之高速應答，故較佳。作為相對於基板法線方向之預傾角，較佳為0.5~30°，更佳為1.0~20°，再更佳為1.2~10°，尤佳為1.5~5°。又，藉由自複數個方向施加電場使之高分子化而可形成多域(multidomain)，可提高視角，因而更佳。並且，對該配向膜實施光配向處理或摩擦配向處理等以於基板界面垂直配向膜界面使低分子液晶產生預傾角，藉此規定低分子液晶配向之傾斜方向，抑制於切換時產生配向缺陷，從而較佳，亦較佳以向複數個方向傾斜之方式實施該配向處理。關於上述液晶層，係對含有聚合性化合物之液晶 組成物適當於-50℃至30℃的溫度範圍施加交流電場，並且照射紫外線或電子束，藉此以具有折射率異向性之聚合物網路的光軸方向相對於基板面形成預傾角之方式形成於液晶中。若於利用低分子液晶之介電各向導性藉由施加電場而誘發出此預傾角之配向狀態下進行聚合相分離，則可獲得聚合後之聚合物網路的光軸相對於基板面傾斜之液晶元件，更佳為使上述聚合性化合物高分子化之構成。
使用於本發明之液晶顯示元件的兩片基板，可使用玻璃或塑膠之類具有柔軟性之透明材料。具有透明電極層之透明基板，例如可藉由將銦錫氧化物(ITO)濺鍍在玻璃板等透明基板上而獲得。
濾色器例如可藉由顏料分散法、印刷法、電鍍法或染色法等製作。若以利用顏料分散法之濾色器製作方法為一例來說明，則將濾色器用硬化性著色組成物塗布於該透明基板上，實施圖案化處理，然後藉由加熱或照光使之硬化。針對紅、綠、藍三種顏色分別進行該步驟，藉此可製作濾色器用之像素部。另外亦可於該基板上設置設有TFT、薄膜二極體等主動元件之像素電極。
使上述基板以透明電極層成為內側之方式相對向。此時，亦可經由間隔物來調整基板之間隔。此時較佳調整成所獲得之調光層的厚度成為1~100μm。更佳為1.5至10μm，當使用偏光板之情形時，較佳以對比成為最大之方式調整液晶之折射率異向性△n與單元厚d的積並根據顯示模式而設為550nm之1/2或1/4。又，當具有二片偏光板之情形時，亦可調整各偏光板之偏光軸而將視角或對比調整為良好。並且，亦可使用用以擴寬視角之相位差膜。作為間隔物，例如可列舉：由玻璃粒子、塑膠粒子、氧化鋁 粒子、光阻材料等組成之柱狀間隔物等。然後，將環氧系熱硬化性組成物等密封劑以設置有液晶注入口之形狀網板印刷於該基板，使該基板彼此貼合，加熱而使密封劑熱硬化。
使聚合性液晶組成物夾持於兩片基板間之方法，可採用通常之真空注入法或ODF法等。於ODF法之液晶顯示元件製造步驟中，使用分配器將環氧系光熱併用硬化性等之密封劑繪於底板(back plane)或前板(front plane)任一基板成閉環堤壩狀，於其中在脫氣下滴入規定量之聚合性液晶組成物後，將前板與底板接合，藉此可製造液晶顯示元件。使用於本發明之聚合性液晶組成物，由於可穩定地進行ODF步驟中之液晶、單體複合材料之滴入，因而可適合使用。
作為使聚合性化合物聚合之方法，由於為了得到液晶良好之配向性能，期望適度之聚合速度，故而較佳為藉由單一或併用或依序照射為活性能量線之紫外線或電子束使之聚合的方法。當使用紫外線之情形時，可使用偏光光源，或亦可使用非偏光光源。又，當將聚合性液晶組成物夾持於兩片基板間之狀態下進行聚合的情形時，至少照射面側之基板必須對活性能量線具有適度之透明性。又，對含有聚合性化合物之液晶組成物，較佳於-50℃至20℃之溫度範圍將聚合性液晶組成物施加交流電場，且照射紫外線或電子束。施加之交流電場，較佳為頻率10Hz至10kHz之交流，更佳為頻率100Hz至5kHz，電壓係取決於液晶顯示元件想要之預傾角來加以選擇。亦即，可藉由所施加之電壓來控制液晶顯示元件之預傾角。於橫向電場型MVA模式之液晶顯示元件中，從配向穩定性及對比之觀點而言，較佳將預傾角控制在80度至89.9度。
照射時之溫度較佳為聚合性液晶組成物為-50℃至30℃的溫度範圍。作為產生紫外線之燈，可採用金屬鹵化物燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈等。又，作為所照射之紫外線的波長，較佳照射並非液晶組成物吸收波長域之波長區域的紫外線，較佳視需要將未達365nm之紫外線濾除(cut)後使用。所照射之紫外線的強度，較佳為0.1mW/cm2~100W/cm2，更佳為2mW/cm2~50W/cm2。所照射之紫外線的能量可適當調整，較佳為10mJ/cm2至500J/cm2，更佳為100mJ/cm2至200J/cm2。於照射紫外線時亦可改變強度。照射紫外線之時間係根據所照射之紫外線強度作適當選擇，較佳為10秒至3600秒，更佳為10秒至600秒。
(橫向電場型)
首先，一面參照圖式一面說明本發明之一實施形態的液晶顯示元件。圖1係表示本發明之液晶顯示元件一例的概略剖面圖。本發明之一實施形態的液晶顯示元件10，具備第一基板2、第二基板7及液晶層5，該第一基板2在表面形成有配向層4，該第二基板7遠離上述第一基板設置且在表面形成有光配向層，該液晶層5填充於上述第一基板2與第二基板7間且與上述一對配向層抵接，於上述配向層4(4a、4b)與上述第一基板2間具有具備薄膜電晶體、共用電極22及像素電極之電極層3作為主動元件。
圖1係示意性地表示液晶顯示元件構成之圖。圖1中為方便說明將各構成要素分開記載。本發明之一實施形態的液晶顯示元件10之構成，如圖1所記載般係具有夾持於對向配置之第一透明絕緣基板2與第二透明絕緣基板7間之聚合性液晶組成物(或液晶層5)的横電場方式(圖中一例為作為IPS之一形態的FFS模式)之液晶顯示元件。第一透明絕緣基板2在液晶層 5側之面形成有電極層3。又，於液晶層5與第一透明絕緣基板2及液晶層5與第二透明絕緣基板7之間，各自具有與構成液晶層5之聚合性液晶組成物直接抵接而誘發水平配向(homogeneous alignment)之一對配向膜4(4a、4b)，該聚合性液晶組成物中之液晶分子，於未施加電壓時配向成與上述基板2、7大致平行。如圖1及圖3所示，上述第二基板7及上述第一基板2亦可藉由一對偏光板1、8夾持。並且，於圖1中，於上述第二基板7與配向膜4之間設置有濾色器6。另，作為本發明之液晶顯示元件的形態，亦可為所謂陣列上之彩色濾光片(color filter on array)(COA)，可將濾色器設置在含有薄膜電晶體之電極層與液晶層之間，或亦可將濾色器設置在含有該薄膜電晶體之電極層與第二基板之間。
亦即，本發明之一實施形態的液晶顯示元件10為依序積層有第一偏光板1、第一基板2、含有薄膜電晶體之電極層3、配向膜4、含有聚合性液晶組成物之液晶層5、配向膜4、濾色器6、第二基板7及第二偏光板8之構成。
第一基板2與第二基板7可使用玻璃或塑膠之類具有柔軟性的透明材料，其中一者亦可為矽等不透明之材料。兩片基板2、7係藉由配置於周邊區域之環氧系熱硬化性組成物等密封材及封裝材貼合，於其間，為了保持基板間距離，例如亦可配置玻璃粒子、塑膠粒子、氧化鋁粒子等粒狀間隔物或藉由光蝕刻法(photolithography)所形成之由樹脂構成的間隔柱。
圖2係將圖1中形成在基板2上之電極層3之由II線所圍成之區域放大的平面圖。圖3係於圖2中III-III線方向切割圖1所示之液晶顯示元件的剖面圖。如圖2所示，含有形成在第一基板2表面之薄膜電晶體的電極 層3，用以供給掃瞄訊號之複數個閘極配線24與用以供給顯示訊號之複數個資料配線25相互交叉配置成矩陣狀。另，於圖2僅顯示一對閘極配線24及一對資料配線25。
藉由複數個閘極配線24與複數個資料配線25所圍成之區域，形成液晶顯示裝置之單元像素，於該單元像素內形成有像素電極21及共用電極22。於閘極配線24與資料配線25相互交叉之交叉部附近，設置有含有源極電極27、汲極電極26及閘極電極28之薄膜電晶體。該薄膜電晶體作為對像素電極21供給顯示訊號之開關元件，與像素電極21連結。又，與閘極配線24並行地設置共用線(未圖示)。該共用線，為了對共用電極22供給共用訊號，而與共用電極22連結。
薄膜電晶體構造較佳之態樣，例如如圖3所示，具有閘極電極11、閘極絕緣層12、半導體層13、保護層14、汲極電極16、源極電極17及絕緣保護層18，該閘極電極11形成在基板2表面，該閘極絕緣層12被設置成被覆該閘極電極11且被覆上述基板2之大致整個面，該半導體層13形成於上述閘極絕緣層12之表面而與上述閘極電極11相對向，該保護層14被設置成被覆上述半導體層13表面之一部分，該汲極電極16被設置成被覆上述保護層14及上述半導體層13之一側端部且與形成在上述基板2表面之上述閘極絕緣層12接觸，該源極電極17被設置成被覆上述保護層14及上述半導體層13之另一側端部且與形成在上述基板2表面之上述閘極絕緣層12接觸，該絕緣保護層18被設置成被覆上述汲極電極16及上述源極電極17。亦可於閘極電極11之表面形成陽極氧化被膜(未圖示)以消除與閘極電極之階差等。
於上述半導體層13，可使用非晶矽、多晶矽等，但若使用ZnO、IGZO(In-Ga-Zn-O)、ITO等之透明半導體膜，則可抑制因光吸收導致之光載體的危害，從增大元件開口率之觀點而言亦較佳。
並且，為了降低肖特基勢壘之寬度或高度，而亦可將歐姆接觸層15設置在半導體層13與汲極電極16或源極電極17之間。於歐姆接觸層，可使用n型非晶矽或n型多晶矽等高濃度地添加有磷等雜質的材料。
閘極配線26或資料配線25、共用線29較佳為金屬膜，更佳為Al、Cu、Au、Ag、Cr、Ta、Ti、Mo、W、Ni或其合金，尤佳為使用Al或其合金之配線的情形。又，絕緣保護層18係具有絕緣功能之層，由氮化矽、二氧化矽、氮氧化矽膜等所形成。
於圖2及圖3所示之實施形態中，共用電極22為形成於閘極絕緣層12大致整個面上之平板狀電極，另一方面，像素電極21為形成於被覆共用電極22之絕緣保護層18上的梳形電極。亦即，共用電極22被配置於較像素電極21更靠近第一基板2之位置，此等電極隔著絕緣保護層18相互重疊地配置。像素電極21與共用電極22例如藉由ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、IZTO(Indium Zinc Tin Oxide)等之透明導電性材料形成。由於像素電極21與共用電極22係藉由透明導電性材料形成，因此單元像素面積中之開口的面積變大，開口率及透射率增加。
又，關於像素電極21與共用電極22，為了於此等電極間形成邊緣電場(fringe electric field)，而將像素電極21與共用電極22間之電極間距離(亦稱為最小間隔距離)：R形成為小於第一基板2與第二基板7之距離：G。此處，電極間距離：R表示各電極間相對於基板在水平方向的距離。圖3 中，平板狀之共用電極22與梳形之像素電極21重疊，因此表示電極間距離：R=0之例，由於最小間隔距離：R小於第一基板2與第二基板7之距離(亦即，單元間隙(cell gap))：G，故會形成邊緣電場E。因此，FFS型之液晶顯示元件可利用沿與像素電極21之形成梳形之線垂直之方向所形成的水平方向電場，及拋物線狀電場。像素電極21梳狀部分之電極寬度：1及像素電極21梳狀部分之間隙寬度：m，較佳形成為所產生之電場可使液晶層5內之液晶分子整體被驅動之程度的寬度。又，像素電極與共用電極之最小間隔距離R，可作為閘極絕緣層12之(平均)膜厚進行調整。又，本發明之液晶顯示元件亦可不同於圖3，而形成為像素電極21與共用電極22間之電極間距離(亦稱為最小間隔距離)：R大於第一基板2與第二基板7之距離：G(IPS方式)。於此情形時，例如可舉梳狀之像素電極及梳狀之共用電極被設置成於大致同一面內交替之構成等。
本發明之液晶顯示元件較佳之一形態，較佳為利用邊緣電場之FFS方式的液晶顯示元件，若共用電極22與像素電極21之鄰接的最短間隔距離d短於配向膜4彼此(基板間距離)之最短間隔距離D，則可於共用電極與像素電極間會形成邊緣電場，可有效率地利用液晶分子之水平方向及垂直方向的配向。於本發明之FFS方式液晶顯示元件的情形時，若對配置成長軸方向與配向層之配向方向平行的液晶分子施加電壓，則於像素電極21與共用電極22間，拋物線形電場之等電位線一直形成至像素電極21與共用電極22之上部，液晶層5內之液晶分子之長軸沿所形成的電場排列。因此，即使為低的介電各向導性，亦可驅動液晶分子。
本發明之濾色器6從防止漏光之觀點而言，較佳於與薄膜電晶體及儲 存電容器23對應之部分形成黑矩陣(未圖示)。又，濾色器6通常由R(紅)G(綠)B(藍)3種濾光像素組成影像或圖像之1點，例如，此等3種濾器沿閘極配線之延伸方向排列。該濾色器6例如可藉由顏料分散法、印刷法、電鍍法或染色法等製作。若以利用顏料分散法進行之濾色器製作方法為一例進行說明，則是將濾色器用之硬化性著色組成物塗布於該透明基板上，實施圖案化處理，然後藉由加熱或照光使之硬化。針對紅、綠、藍三種顏色分別進行該步驟，藉此可製作濾色器用之像素部。另外，亦可為於該基板上設置有設有TFT、薄膜電晶體等主動元件之像素電極的所謂陣列上之彩色濾光片。
於電極層3及濾色器6上，設置有與構成液晶層5之聚合性液晶組成物直接抵接而誘發水平配向之一對配向膜4。
又，偏光板1及偏光板8可調整各偏光板之偏光軸而調整成使視角或對比成為良好，較佳具有相互垂直之透射軸，使此等之透射軸於常黑(normally black)模式下運作。尤其是偏光板1及偏光板8中之任一者，較佳配置成具有與液晶分子之配向方向平行之透射軸。又，較佳以對比度成為最大之方式調整液晶之折射率異向性△n與單元厚d的積。並且，亦可使用用以擴大視角之相位差膜。
又，作為其他液晶顯示元件之實施形態，於IPS方式之情形時，為鄰近之共用電極與像素電極間之最短間隔距離d大於液晶配向膜間之最短間隔距離G的條件，例如可舉於共用電極與像素電極形成於同一基板上且該共用電極與該像素電極交替配置之情況下鄰近之共用電極與像素電極間之最短間隔距離d大於液晶配向膜間之最短間隔距離G的構造等。
於本發明之液晶顯示元件的製造方法中，較佳於具有電極層之基板及/或基板表面形成被膜後，以該被膜成為內側之方式使一對基板分隔相對向後，於基板間填充液晶組成物。此時，較佳經由間隔物來調整基板間隔。
上述基板間之距離(所獲得之液晶層的平均厚度，亦稱為被膜間之間隔距離。)較佳調整成1~100μm。上述被膜間之平均間隔距離更佳為1.5~10μm。
本發明中，作為用以調整基板間之距離所使用的間隔物，例如可列舉：玻璃粒子、塑膠粒子、氧化鋁粒子、由光阻材料等組成之柱狀間隔物等。
使用圖1~圖3所說明之FFS型液晶顯示元件為一例，只要未脫離本發明之技術思想，則亦可以其他之各種形態來實施。
使用圖4及圖5，於以下說明本發明之液晶顯示元件的另一實施形態。例如圖4係將圖1中形成於基板2上之電極層3之由II線所圍成之區域放大所得的平面圖之另一實施形態。如圖4所示，像素電極21亦可設為具有狹縫之構成。又，亦可以相對於閘極配線24或資料配線25具有傾斜角之方式形成狹縫之圖案。
該圖4所示之像素電極21為近似長方形之平板體的電極於近似矩形框狀之切口部被打穿的形狀。又，於該像素電極21之背面隔著絕緣保護層18(未圖示)而於一面形成有梳齒狀的共用電極22。並且，於鄰接之共用電極與像素電極之最短間隔距離R小於配向層彼此之最短間隔距離G之情形時成為FFS方式，於R大於G之情形時則成為IPS方式。又，上述像素電極之表面較佳被保護絕緣膜及配向膜層被覆。另，亦可與上述同樣地於由上述複數個閘極配線24與複數個資料配線25圍成之區域設置將經由資料配 線25供給之顯示訊號加以保存的儲存電容器23。另，切口部之形狀並無特別限制，不僅為圖4所示之近似矩形，亦可使用橢圓、圓形、長方形、菱形、三角形或平行四邊形等公知形狀之切口部。又，於鄰接之共用電極與像素電極之最短間隔距離R大於配向層彼此之最短間隔距離G之情形時，成為IPS方式的顯示元件。
圖5有別於圖3之實施形態，為沿圖2中之III-III線方向切割圖1所示之液晶顯示元件所獲得之剖面圖的另一例。表面形成有配向層4及含有薄膜電晶體20之電極層3的第一基板2與表面形成有配向層4之第二基板8以規定間隔D分隔成配向層彼此相對，於該空間填充有含有液晶組成物之液晶層5。於第一基板2表面之一部分依序積層有閘極絕緣層12、共用電極22、絕緣保護層18、像素電極21及配向層4。又，亦如圖4所示，像素電極21係於平板體之中央部及兩端部為三角形之切口部被打穿，進而剩餘區域於長方形切口部被打穿的形狀，且共用電極22係與上述像素電極21之近似橢圓形之切口部大致平行地且較上述像素電極更靠第一基板側地配置梳齒狀共用電極而成的構造。
於圖5所示之例中，使用有梳形或具有狹縫之共用電極22，像素電極21與共用電極22之電極間距離R=α(圖5中，為方便起見，而將電極間距離之水平成分記為R)。並且，圖3表示於閘極絕緣層12上形成有共用電極22之例，亦可如圖5所示般於第一基板2上形成共用電極22，隔著閘極絕緣層12設置像素電極21。像素電極21之電極寬度：1、共用電極22之電極寬度：n及電極間距離：R較佳適當調整為所產生之電場可使液晶層5內之液晶分子整體被驅動之程度的寬度。於鄰接之共用電極與像素電極之最 短間隔距離R小於配向層彼此之最短間隔距離G的情形時成為FFS方式，於R大於G之情形時則成為IPS方式。並且，圖5中像素電極21與共用電極22於厚度方向上之位置不同，亦可將兩電極於厚度方向上之位置設為相同或將共用電極設置於液晶層5側。
(垂直電場型)
本發明之另一較佳實施形態，係使用液晶組成物之垂直電場型液晶顯示元件。圖6係示意性地表示垂直電場型液晶顯示元件之構成的圖。又，圖7中為方便說明，而將各構成要素分隔加以記載。圖7係將該圖6中形成於基板上之含有薄膜電晶體的電極層300(或亦稱為薄膜電晶體層300。)之由VII線所圍成之區域放大所得的平面圖。圖8係沿圖7中VIII-VIII線方向切割圖6所示之液晶顯示元件所獲得的剖面圖。以下參照圖6~9說明本發明之垂直電場型液晶顯示元件。
本發明之液晶顯示元件1000的構成如圖6所記載般，係具有第二基板800、第一基板200及夾持於上述第一基板200與第二基板800間之聚合性液晶組成物(或液晶層500)且該聚合性液晶組成物中之液晶分子於無施加電壓時之配向與上述基板200、800大致垂直的液晶顯示元件，上述第二基板800具備由透明導電性材料構成之透明電極(層)600(或亦稱為共用電極600)，上述第一基板200含有薄膜電晶體層300，該薄膜電晶體層300形成有由透明導電性材料構成之像素電極及對各像素所具備之上述像素電極進行控制的薄膜電晶體。又，如圖6及圖8所示，上述第二基板800及上述第一基板200亦可被一對偏光板100、900夾持。並且，圖6中於上述第一基板200與共用電極600間設置有濾色器700。又，進一步於透明電極(層) 600、1400表面以與本發明之液晶層500鄰接且與構成該液晶層500之聚合性液晶組成物直接接觸的方式形成有一對配向膜400。
亦即，本發明之液晶顯示元件1000係依序積層有第一偏光板100、第一基板200、含有薄膜電晶體之電極層(或亦稱為薄膜電晶體層)300、光配向膜400、含有液晶組成物之層500、配向膜400、共用電極600、濾色器700、第二基板800及第二偏光板900的構成。另，配向膜400較佳為光配向膜。
圖10係表示本發明中之VA模式液晶顯示裝置之一態樣的剖面示意圖，顯示對配向膜實施配向處理(遮罩摩擦(mask rubbing)或光配向)所製造之液晶單元之液晶層內所形成的聚合物網路構造及液晶分子排列構造。於液晶單元之透明電極的內側(液晶層側)，形成有自玻璃基板法線方向稍微傾斜(0.1~5.0°)之垂直配向膜，垂直配向膜及液晶分子於上下基板間具有大致90°之扭轉構造。
聚合性單體受到垂直配向膜之配向調控力而沿垂直方向排列，藉由照射UV光使聚合性單體聚合、固定化而形成聚合物網路。推測以此方式形成之聚合物網路大概具有如下4種構造：(V1)橫跨上下基板而形成聚合物網路，(V2)自上(下)基板朝向液晶方向直至中途形成聚合物網路，(V3)僅於配向膜之表面附近形成聚合物網路。(主要為單官能單體之情形)，(V4)液晶層內聚合物網路彼此鍵結(不浮動(Floating))。
認為以此方式形成之具有異向性的高分子聚合物網絡與液晶層大致完全分離，液晶分子配向排列於此等高分子網路間。明顯不同於液晶分子與高分子網路混合存在而於無施加電壓時發生光散射之所謂聚合物網路型液 晶的分子排列構造，又，具有亦與PSA等所採用之偏靠於配向膜附近之配向維持層的構造全然不同之構造。
作為例示，揭示由使用配向膜之方法獲得的聚合物網路與液晶分子排列構造，但即使於具有阻隔壁或狹縫等構造物之所謂MVA方式中，基板界面附近之聚合物網路或液晶分子之預傾斜根據經由構造物或狹縫所施加的斜向電場強度等而稍有不同，推測本質上具有如上圖之構造。
於具有此種聚合物網路與液晶分子之液晶分子排列的VA型液晶顯示裝置，無施加電壓時對液晶分子之錨定力會因液晶配向膜與聚合物網路所具有之錨定力的協同作用而更強地作用，結果可加快電壓OFF時之應答速度。
(横向、斜向電場型)
作為不對配向膜進行遮罩摩擦或光罩曝光等繁雜之步驟而可藉由僅致力於電極構造之簡便方法對液晶顯示區域進行配向分割的新顯示技術，提出有使斜向電場與橫向電場作用於液晶層之方法。
圖11係概略表示使用上述技術之TFT液晶顯示元件之一像素PX中最小單元構成體的平面圖。以下簡單說明橫向、斜向電場模式液晶顯示裝置之構造及運作。
像素電極PE具有主像素電極PA及副像素電極PB。此等主像素電極PA及副像素電極PB相互電連接，此等主像素電極PA及副像素電極PB均被設置於陣列基板AR。主像素電極PA沿第2方向Y延伸，副像素電極PB沿與第2方向Y不同之第1方向X延伸。於所圖示之例中，像素電極PE形成為近似十字狀。副像素電極PB結合於主像素電極PA之大致中央部， 自主像素電極PA向其兩側，即像素PX之左側及右側延伸。此等主像素電極PA及副像素電極PB相互大致垂直。像素電極PE與像素電極PB中省略圖式之切換元件電連接。
共用電極CE具有主共用電極CA及副共用電極CB，此等主共用電極CA及副共用電極CB相互電連接。共用電極CE與像素電極PE電絕緣。共用電極CE中，主共用電極CA及副共用電極CB之至少一部分被設置於對向基板CT。主共用電極CA沿第2方向Y延伸。該主共用電極CA被配置於隔著主像素電極PA之兩側。此時，於X-Y平面內，主共用電極CA均不與主像素電極PA重疊，於各個主共用電極CA與主像素電極PA之間形成有大致相等之間隔。亦即，主像素電極PA位於鄰接之主共用電極CA之大致中間位置。副共用電極CB沿第1方向X延伸。副共用電極CB被配置於隔著副像素電極PB之兩側。此時，於X-Y平面內，副共用電極CB均不與副像素電極PB重疊，各個副共用電極CB與副像素電極PB之間形成有大致相等之間隔。亦即，副像素電極PB位於鄰接之副共用電極CB之大致中間位置。
於所圖示之例中，主共用電極CA沿第2方向Y形成為呈直線延伸之帶狀。副共用電極CB沿第1方向X形成為呈直線延伸之帶狀。另，主共用電極CA沿第1方向X隔著間隔地兩兩平行排列，以下為了區別此等，而將圖中左側之主共用電極稱為CAL，將圖中右側之主共用電極稱為CAR。又，副共用電極CB沿第2方向Y隔著間隔地兩兩平行排列，以下為了區別此等，而將圖中上側之主共用電極稱為CBU，將圖中下側之主共用電極稱為CBB。主共用電極CAL及主共用電極CAR之電位與副共用電極 CBU及副共用電極CBB相同。於所圖示之例中，主共用電極CAL及主共用電極CAR分別與副共用電極CBU及副共用電極CBB連結。
主共用電極CAL及主共用電極CAR分別被配置於該像素PX與左右鄰接之像素間。亦即，主共用電極CAL被配置跨過圖示之該像素PX與其左側之像素(未圖示)的邊界，主共用電極CAR被配置跨過圖示之該像素PX與其右側之像素(未圖示)的邊界。副共用電極CBU及主共用電極CBB分別配置於該像素PX與上下鄰接之像素間。亦即，副共用電極CBU被配置跨過圖示之該像素PX與其上側之像素(未圖示)的邊界，副共用電極CBB被配置跨過圖示之該像素PX與其下側之像素(未圖示)的邊界。
於所圖示之例，一像素PX中，由像素電極PE與共用電極CE劃分成之4個區域主要作為有助於顯示之開口部或透射部而形成。於此例中，液晶分子LM之初期配向方向為與第2方向Y大致平行的方向。第1配向膜AL1係配置於陣列基板AR之與對向基板CT相對向之面，延伸於大致整個主動區域ACT。此第1配向膜AL1被覆像素電極PE，亦配置於第2層間絕緣膜13之上。此種第1配向膜AL1係由顯示出水平配向性之材料形成。另，陣列基板AR有時亦進一步具備作為共用電極之一部分的第1主共用電極及第1副共用電極。
圖12係分割成8個部分之斜向電場模式液晶單元之電極構造的示意圖。如此，藉由將1個像素分割成8個部分，而可實現進一步之廣視角化。
接著，對上述構成之液晶顯示面板的運作進行說明。於未對液晶層施加電壓之狀態，亦即像素電極PE與共用電極CE間未形成電場之無電場時(OFF時)，如圖11中虛線所示，液晶層LQ之液晶分子LM以其長軸朝向 第1配向膜AL1之第1配向處理方向PD1及第2配向膜AL2之第2配向處理方向PD2的方式配向。此種OFF時相當於初期配向狀態，OFF時之液晶分子LM之配向方向相當於初期配向方向。嚴格而言，液晶分子LM並非僅平行於X-Y平面配向，多數情況下發生預傾斜。因此，液晶分子LM於嚴格意義上之初期配向方向係將OFF時的液晶分子LM之配向方向正投影至X-Y平面的方向。
第1配向處理方向PD1及第2配向處理方向PD2均為與第2方向Y大致平行之方向。於OFF時，液晶分子LM如圖11中虛線所示般以其長軸朝向與第2方向Y大致平行之方向的方式進行初期配向。亦即，液晶分子LM之初期配向方向與第2方向Y平行(或相對於第2方向Y呈0°)。
如所圖示之例，於第1配向處理方向PD1及第2配向處理方向PD2平行且朝向相同之情形時，液晶層LQ之剖面中，液晶分子LM於液晶層LQ之中間部附近大致水平(預傾角約為零)配向，以此處為邊界，於第1配向膜AL1之附近及第2配向膜AL2之附近以具有如對稱之預傾角的方式配向(噴射配向)。以此方式於液晶分子LM噴射配向之狀態下，即使於自基板法線方向傾斜之方向上亦會受到第1配向膜AL1附近之液晶分子LM與第2配向膜AL2附近之液晶分子LM的光學補償。因此，當第1配向處理方向PD1及第2配向處理方向PD2相互平行且朝向相同之情形時，黑顯示時漏光少，可實現高對比，並可提高顯示品質。另，當第1配向處理方向PD1及第2配向處理方向PD2相互平行且朝向相反之情形時，於液晶層LQ之剖面中，液晶分子LM於第1配向膜AL1之附近、第2配向膜AL2之附近及液晶層LQ之中間部以具有大致均勻之預傾角的方式配向(水平配 向)。來自背光源4之背光源光的一部分穿過第1偏光板PL1入射至液晶顯示面板LPN。入射至液晶顯示面板LPN之光為與第1偏光板PL1之第1偏光軸AX1正交的直線偏光。此種直線偏光之偏光狀態於通過OFF時之液晶顯示面板LPN時幾乎無變化。因此，穿過液晶顯示面板LPN之直線偏光被與第1偏光板PL1呈正交偏光(cross nicol)位置關係的第2偏光板PL2吸收(黑顯示)。
另一方面，於對液晶層LQ施加電壓之狀態，亦即像素電極PE與共用電極CE間形成有電位差之狀態下(ON時)，像素電極PE與共用電極CE間會形成與基板大致平行之橫向電場(或斜向電場)。液晶分子LM受到電場之影響而其長軸如圖中實線所示般於與X-Y平面大致平行之平面內旋轉。
於圖11所示之例中，像素電極PE與主共用電極CAL間之區域中，下半側區域內之液晶分子LM相對於第2方向Y沿順時針方向旋轉而配向成朝向圖中的左下方，又，上半側區域內之液晶分子LM相對於第2方向Y沿逆時針方向旋轉而配向成朝向圖中的左上方。像素電極PE與主共用電極CAR間之區域中，下半側區域內之液晶分子LM相對於第2方向Y沿逆時針方向旋轉而配向成朝向圖中的右下方，上半側區域內之液晶分子LM相對於第2方向Y沿順時針方向旋轉而配向成朝向圖中的右上方。以此方式，各像素PX中，於像素電極PE與共用電極CE間形成有電場之狀態下，液晶分子LM之配向方向以與像素電極PE重疊之位置為邊界而分成複數個方向，於各配向方向上形成域(domain)。亦即，於一像素PX形成複數個域。
於此種ON時，與第1偏光板PL1之第1偏光軸AX1正交的直線偏光 入射至液晶顯示面板LPN，其偏光狀態於通過液晶層LQ時對應於液晶分子LM之配向狀態而發生變化。於此種ON時，通過液晶層LQ之光的至少一部分穿過第2偏光板PL2(白顯示)。根據此種構造，可於一像素內形成4個域，因此可於4方向上對視角進行光學補償而實現廣視角化。因此，可實現無階度顛倒且高透射率之顯示，可提供顯示品質良好之液晶顯示裝置。又，藉由將一像素內由像素電極PE與共用電極CE所劃分成之4個區域各開口部的面積設定為大致相同，可使各區域之透射率大致等同，穿過各開口部之光相互進行光學補償而於整個廣視角範圍內實現均勻之顯示。
[實施例]
以下舉實施例更詳細地說明本發明，但本發明並不限定於此等實施例。又，以下之實施例及比較例之組成物中的「%」意指『質量%』。
(實施例1~5)
混合聚合性化合物(V-2)2.00%與具有藉由光產生自由基之功能的液晶性化合物(RV-1)1.00%，製備聚合性組成物。混合液晶組成物(LCN-1)(△n：0.101，△ε：-3.2)97%及該聚合性組成物3%，於60℃使之加熱溶解而得到用於實施例1的組成物1。除了如下表記載般使用液晶組成物、聚合性化合物、具有藉由光產生自由基之功能的液晶性化合物以外，其餘皆以同樣之方式，得到使用於實施例2~5之組成物2~5。另，(RV-2)及(RV-3)由於具有聚合性基，因此會以具有藉由光產生自由基之功能的液晶性化合物之形態作用，且亦會以聚合性化合物之形態作用。
以可得到液晶之垂直配向(垂直(homeotropic)配向)的方式，將單元間隙3.5μm之聚醯亞胺配向膜塗布於玻璃基板後，相對於基板之法線方向 以使預傾角成為1°~2°之方式實施摩擦配向處理而製成附有ITO的摩擦配向單元。
得到之組成物1~5，以偏光顯微鏡確認到於室溫聚合性化合物(V-2)均勻地溶解並顯示出向列型液晶相。於60℃加熱組成物1~5，藉由真空注入法注入至玻璃單元內。
注入後取出玻璃單元，以封口劑3026E(三鍵公司製造)將注入口加以密封。於25℃照射通過紫外線截止濾波器L-37(豪雅冠得光電公司製造)後之照射強度為100mW/cm2紫外線120秒鐘。然後，於25℃照射50mW/cm2紫外線7200秒鐘。藉此使組成物中之聚合性組成物聚合，而得到實施例1~5之VA模式的液晶顯示元件。若於正交之兩片偏光板間放置所得到之液晶顯示元件，則會變黑，即便使單元朝方位角方向旋轉，暗視野亦無變化，確認聚合物網路之光軸方向與液晶組成物之易配向軸方向為相同方向。又，從延遲測量，確認液晶組成物在相對於基板之法線方向預傾角為2°的狀態下配向。
施加60Hz之矩形波測量應答時間。下降時間τ d係施加給予V90之60Hz的矩形波電壓而測得。顯示不均評價係於正交之兩片偏光板間放置得到的液晶顯示元件，以背光源作為光源，用以下之基準以目視加以確認，藉此來進行。
A：良好，未觀測到不均
B：稍微良好，一部分觀察到不均
C：不良，觀察到許多不均
將評價結果示於以下之表。又，於20℃將上述組成物放置1週，確認 無因聚合性化合物引起之結晶化。
根據上述結果可知，實施例1~5之液晶顯示元件因縮短下降時間而可實現高速應答，亦可抑制產生顯示不均。
(實施例6、比較例1)
除了如下表記載般使用液晶組成物、聚合性化合物、具有藉由光產生自由基之功能的液晶性化合物及起始劑以外，其餘皆以與實施例1同樣之方式，得到實施例6及比較例1之VA模式的液晶顯示元件。
若於正交之兩片偏光板間放置所得到之液晶顯示元件，則會變黑，即便使單元朝方位角方向旋轉，暗視野亦無變化，確認聚合物網路之光軸方向與液晶組成物之易配向軸方向為相同方向。又，從延遲測量，確認液晶組成物在相對於基板之法線方向預傾角為2°的狀態下配向。
對於所得到之液晶顯示元件，以與實施例1同樣之方式，測量應答時間，評價顯示不均。將評價結果示於以下。
根據上述結果可知，實施例6之液晶顯示元件因縮短下降時間而可實現高速應答，亦可抑制產生顯示不均。另一方面，比較例1之液晶顯示元件不僅下降時間長，無法高速應答，而且亦產生許多顯示不均。(實施例7)
除了如下表記載般使用液晶組成物、聚合性化合物、具有藉由光產生自由基之功能的液晶性化合物以外，其餘皆以與實施例1同樣之方式，得到實施例7之VA模式的液晶顯示元件。
若於正交之兩片偏光板間放置所得到之液晶顯示元件，則會變黑，即便使單元朝方位角方向旋轉，暗視野亦無變化，確認聚合物網路之光軸方向與液晶組成物之易配向軸方向為相同方向。又，從延遲測量，確認液晶組成物在相對於基板之法線方向預傾角為2°的狀態下配向。
對於所得到之液晶顯示元件，以與實施例1同樣之方式，測量應答時間，評價顯示不均。將評價結果示於以下。
根據上述結果可知，實施例7之液晶顯示元件因縮短下降時間而可實現高速應答，亦可抑制產生顯示不均。
(實施例8~9、比較例2)
除了如下表記載般使用液晶組成物、聚合性化合物、具有藉由光產生自由基之功能的液晶性化合物及起始劑以外，其餘皆以與實施例1同樣之方式，得到實施例8及9、比較例2之VA模式的液晶顯示元件。
若於正交之兩片偏光板間放置所得到之液晶顯示元件，則會變黑，即便使單元朝方位角方向旋轉，暗視野亦無變化，確認聚合物網路之光軸方向與液晶組成物之易配向軸方向為相同方向。又，從延遲測量，確認液晶組成物在相對於基板之法線方向預傾角為2°的狀態下配向。
對於所得到之液晶顯示元件，以與實施例1同樣之方式，測量應答時間，評價顯示不均。將評價結果示於以下。
根據上述結果可知，實施例8及9之液晶顯示元件因縮短下降時間而可實現高速應答，亦可抑制產生顯示不均。另一方面，比較例2之液晶顯示元件不僅下降時間長，無法高速應答，而且亦產生顯示不均。
(實施例10~13)
除了如下表記載般使用液晶組成物、聚合性化合物、具有藉由光產生自由基之功能的液晶性化合物及起始劑以外，其餘皆以與實施例1同樣之方式，得到實施例10~13之VA模式的液晶顯示元件。
若於正交之兩片偏光板間放置所得到之液晶顯示元件，則會變黑，即便使單元朝方位角方向旋轉，暗視野亦無變化，確認聚合物網路之光軸方向與液晶組成物之易配向軸方向為相同方向。又，從延遲測量，確認液晶組成物在相對於基板之法線方向預傾角為2°的狀態下配向。
對於所得到之液晶顯示元件，以與實施例1同樣之方式，測量應答時間，評價顯示不均。將評價結果示於以下。
根據上述結果可知，實施例10~13之液晶顯示元件因縮短下降時間而可實現高速應答，亦可抑制產生顯示不均。
(實施例14~15)
混合聚合性化合物(V-2)及(V-3)之混合物2.00%((V-2)：(V-3)=1：1)與具有藉由光產生自由基之功能的液晶性化合物(RV-3)1.00%，製備聚合性組成物。混合液晶組成物(LCN-3)97%及該聚合性組成物3%，於60℃使之加熱溶解而得到用於實施例14~15的組成物14~15。然後，除了如下表般一面施加100Hz之矩形波，一面於25℃照射「照射強度」為20mW/cm2紫外線照射60秒鐘以外，其餘皆以與實施例1同樣的方法，得到VA模式之液晶顯示元件。
若於正交之兩片偏光板間放置所得到之液晶顯示元件，則會變黑，即便使單元朝方位角方向旋轉，暗視野亦無變化，確認聚合物網路之光軸方向與液晶組成物之易配向軸方向為相同方向。又，從延遲測量，確認液晶組成物在相對於基板之法線方向預傾角於實施例14為2°，於實施例15為3°的狀態下配向。
對於所得到之液晶顯示元件，以與實施例1同樣之方式，進行應答時間之測量。又，施加60Hz之矩形波測量透射率。將評價結果示於以下。
根據上述結果可知，實施例14~15之液晶顯示元件因縮短下降時間而可實現高速應答，且可實現優異之透射率。
(實施例16~17、比較例3)
除了如下表記載般使用液晶組成物、聚合性化合物、具有藉由光產生自由基之功能的液晶性化合物及起始劑以外，其餘皆以與實施例1同樣之方式，得到實施例16~17及比較例3之VA模式的液晶顯示元件。
若於正交之兩片偏光板間放置所得到之液晶顯示元件，則會變黑，即便使單元朝方位角方向旋轉，暗視野亦無變化，確認聚合物網路之光軸方向與液晶組成物之易配向軸方向為相同方向。又，從延遲測量，確認液晶組成物在相對於基板之法線方向預傾角為2°的狀態下配向。
對於所得到之液晶顯示元件，以與實施例1同樣之方式，測量應答時間，評價顯示不均。將評價結果示於以下。
根據上述結果可知，實施例16及17之液晶顯示元件因縮短下降時間而可實現高速應答，亦可抑制產生顯示不均。另一方面，比較例3之液晶顯示元件不僅下降時間長，無法高速應答，而且亦產生顯示不均。

Claims (15)

  1. 一種液晶顯示元件，於夾持在至少其中一者具有電極之兩片透明基板間之含有1種或2種以上之液晶化合物的液晶組成物中，含有聚合物或共聚物，該聚合物或共聚物為下述聚合性組成物之硬化物，該聚合性組成物含有1種或2種以上之聚合性化合物與具有會因光或熱而產生自由基之功能的液晶性化合物，該聚合性組成物與該液晶組成物之總重量中的該聚合性組成物之含量在1質量%以上且未達40質量%。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中，該液晶組成物中之該聚合物或共聚物形成聚合物網路(polymer network)，透明基板上具有用以使液晶組成物配向之配向層。
  3. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示元件，其中，該聚合物網路具有單軸性折射率異向性，該聚合物網路之光軸方向或易配向軸方向與該液晶組成物之易配向軸方向為相同方向。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之液晶顯示元件，其中，相對於透明基板之法線方向，該液晶組成物形成0°~90°的預傾角(pretilt angle)。
  5. 如申請專利範圍第2至4項中任一項之液晶顯示元件，其中，於單元剖面方向至少形成有單元厚度之0.5%以上之厚度的聚合物網路層。
  6. 如申請專利範圍第2至5項中任一項之液晶顯示元件，其中，相對於透明基板之法線方向或水平方向，該聚合物網路之光軸方向或易配向軸方向形成0.1°~30°的預傾角。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之液晶顯示元件，其含有具有芳氧羰基(aryloxycarbonyl)骨架之化合物作為具有會因光或熱而產生自由基之功能的液晶性化合物。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之液晶顯示元件，其含有選自由下述通式(1)表示之化合物之1種或2種以上的化合物作為具有會因光或 熱而產生自由基之功能的液晶性化合物， (式中，環A、B、C表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基，存在於環A、B、C之氫原子亦可被鹵素原子、烷氧基取代，X1~X5各自獨立地表示單鍵、-O-、-CO-、-OCO-或-COO-，Z1、Z2表示-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-CF=CF-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-OCF2-、-COO-或-OCO-，惟，X1~X5、Z1~Z2中至少一者為-COO-、-OCO-，且-COO-、-OCO-中之不包含於羰基中之氧原子鍵結於1,4-伸苯基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基，R1~R5各自獨立地表示氫或碳原子數1~12之伸烷基(alkylene group)，氫或該烷基中之1個或2個以上的氫原子亦可被-P取代，該烷基中之1個或2個以上的亞甲基(methylene)亦可以氧原子不相互直接鍵結之方式各自獨立地被-CH=CH-、-CO-、-O-、P-取代，P表示聚合基，n1~n3表示0、1、2、3或4，n表示0、1、2或3)。
  9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之液晶顯示裝置，其中，該聚合性組成物與該液晶組成物之總重量中由上述通式(1)表示之化合物的含量為0.1質量%~10質量%。
  10. 如申請專利範圍第6或7項之液晶顯示元件，其含有選自由下述通式(P)表示之化合物之1種或2種以上的化合物(惟，不包括由通式(1)表示之化合物)作為聚合性化合物， (式中，Zp1表示氟原子、氰基、氫原子、氫原子亦可被取代成鹵素原子之碳原子數1~15的烷基、氫原子亦可被取代成鹵素原子之碳原子數1~15的烷氧基、氫原子亦可被取代成鹵素原子之碳原子數1~15的烯基、氫原子亦可被取代成鹵素原子之碳原子數1~15的烯氧基或-Spp2-Rp2，Rp1及Rp2各自獨立地表示以下之式(R-I)至式(R-IX)中之任一者， 上述式(R-I)~(R-IX)中，R2~R6相互獨立地為氫原子、碳原子數1~5個之烷基或碳原子數1~5個之鹵化烷基，W為單鍵、-O-或亞甲基，T為單鍵或-COO-，p、t及q各自獨立地表示0、1或2，Spp1及Spp2表示間隔基團(spacer group)，Spp1及Spp2各自獨立地表示單鍵、碳原子數1~12之伸烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示1~11之整數，氧原子鍵結於芳香環)，Lp1及Lp2各自獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2-、-CH2OCOO-、-OCH2CH2O-、-CO-NRa-、-NRa-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CH=CRa-COO-、-CH=CRa-OCO-、-COO-CRa=CH-、-OCO-CRa=CH-、-COO-CRa=CH-COO-、-COO-CRa=CH -OCO-、-OCO-CRa=CH-COO-、-OCO-CRa=CH-OCO-、-(CH2)z-C(=O)-O-、-(CH2)z-O-(C=O)-、-O-(C=O)-(CH2)z-、-(C=O)-O-(CH2)z-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或-C≡C-(式中，Ra各自獨立地表示氫原子或碳原子數1~4之烷基，上述式中，z表示1~4之整數)，Mp2表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、茚烷-2,5-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或1,3-二烷-2,5-二基，Mp2為未經取代或亦可經碳原子數1~12之烷基、碳原子數1~12之鹵化烷基、碳原子數1~12之烷氧基、碳原子數1~12之鹵化烷氧基、鹵素原子、氰基、硝基或-Rp1取代，Mp1表示以下之式(i-11)~(ix-11)中之任一者， (式中，於★與Spp1鍵結，於★★與Lp1或Lp2鍵結)Mp3表示以下之式(i-13)~(ix-13)中之任一者， (式中，於★與Zp1鍵結，於★★與Lp2鍵結)mp2~mp4各自獨立地表示0、1、2或3，mp1及mp5各自獨立地表示1、2或3，當存在複數個Zp1之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Rp1之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Rp2之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Spp1之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Spp2之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Lp1之情形時，其等可相同或亦可不同，當存在複數個Mp2之情形時，其等可相同或亦可不同)。
  11. 如申請專利範圍第1~10項中任一項之液晶顯示元件，其含有由下述通式(LC)表示之液晶化合物作為液晶組成物， (通式(LC)中，RLC表示碳原子數1~15之烷基，該烷基中之1個或2個以上的CH2基亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-取代，該烷基中之1個或2個以上的氫原子亦可任意地被取代成鹵素原子，ALC1及ALC2各自獨立地表示選自由下述之基(a)、基(b)及基(c)組成之群中的基， (a)反式-1,4-伸環己基(存在於此基中之1個CH2基或未鄰接之2個以上的CH2基亦可被氧原子或硫原子取代)，(b)1,4-伸苯基(存在於此基中之1個CH基或未鄰接之2個以上的CH基亦可被氮原子取代)，(c)1,4-雙環(2.2.2)伸辛基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基或唍-2,6-二基，上述之基(a)、基(b)或基(c)所含之1個或2個以上的氫原子亦可各自被氟原子、氯原子、-CF3或-OCF3取代，ZLC表示單鍵、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-或-OCO-，YLC表示氫原子、氟原子、氯原子、氰基及碳原子數1~15之烷基，該烷基中之1個或2個以上的CH2基亦可以氧原子不直接鄰接之方式被-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-取代，該烷基中之1個或2個以上的氫原子亦可任意地被鹵素原子取代，a表示1~4之整數，當a表示2、3或4，於通式(LC)中存在複數個ALC1之情形時，存在複數個之ALC1可相同或亦可不同，當存在複數個ZLC之情形時，存在複數個之ZLC可相同或亦可不同)。
  12. 如申請專利範圍第1~11項中任一項之液晶顯示元件，其單元構造為VA模式、IPS模式、FFS模式、VA-TN模式、TN模式、ECB模式。
  13. 一種液晶顯示元件，含有夾持在至少其中一者具有電極之兩片透明基板間之含有1種或2種以上之液晶化合物的液晶組成物與聚合性組成物，該聚合性組成物含有1種或2種以上之聚合性化合物與具有會因光或熱而產生自由基之功能的液晶性化合物，該聚合性組成物與該液晶組成物之總重量中的該聚合性組成物之含量在1質量%以上且未達40質量%，該液晶顯示元件係藉由照射能量線使組成物中之聚合性化合物聚合而成。
  14. 如申請專利範圍第13項之液晶顯示元件，其係於-50℃~30℃之溫度照射能量線藉此使該組成物中之聚合性化合物聚合而成。
  15. 如申請專利範圍第13或14項之液晶顯示元件，其係一邊施加相對於照射能量線前之透明基板的法線方向或水平方向的預傾角成為0.1~30°此類的電壓，一邊照射能量線，藉此使該組成物中之聚合性化合物聚合而成。
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