TW201947023A - 液晶顯示元件 - Google Patents

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保坂和義
片山雅章
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日商日產化學股份有限公司
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Abstract

本發明係提供一種提高液晶層與電極之密著性，即使長時間暴露於高溫高濕或光照射之惡劣的環境中，亦可抑制元件之剝離或氣泡之產生，及光學特性之降低之液晶顯示元件。
一種液晶顯示元件，其係具有液晶層，且於無施加電壓時，成為散射狀態，於施加電壓時，成為透明狀態之液晶顯示元件，該液晶層係對配置於具備有電極之一對基板之間的包含液晶及聚合性化合物之液晶組成物照射紫外線使其硬化，其特徵為，
前述液晶組成物係包含下述式[1]所表示之化合物，

(式中之各符號的定義係如說明書所述)。

Description

液晶顯示元件
本發明係關於一種透過散射型之液晶顯示元件。
作為液晶顯示元件係以TN(Twisted Nematic)模式已被實用化。該模式中，為了利用液晶之旋光特性來進行光的切換，有需要使用偏光板。使用偏光板，則光的利用效率變低。
作為不使用偏光板的液晶顯示元件，有在液晶之透過狀態(亦稱透明狀態)與散射狀態之間進行切換之元件。一般而言，已知有使用高分子分散型液晶(亦稱PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal)或高分子網絡型液晶(亦稱PNLC: Polymer Network Liquid Crystal)者。
此等的液晶顯示元件中係在具備有電極之一對基板之間配置包含藉由紫外線進行聚合之聚合性化合物之液晶組成物，並藉由紫外線之照射來進行液晶組成物之硬化，形成液晶與聚合性化合物之硬化物(例如聚合物網絡)之複合體。因此，於該液晶顯示元件中，藉由電壓之施加來控制液晶之散射狀態與透過狀態。
使用PDLC或PNLC之液晶顯示元件，為於無施加電壓時，因液晶朝向無規則的方向，故成為白濁(散射)狀態，於施加電壓時，液晶有朝向電場方向配列，使光透過而成為透過狀態之液晶顯示元件(亦稱為正常型元件)。該情形時，無施加電壓時之液晶因為無規則，故不必使液晶於一個方向配向之液晶配向膜或配向處理。因此，於該液晶顯示元件中，電極與液晶層(前述之液晶與聚合性化合物之硬化物之複合體)成為直接接觸之狀態(參考專利文獻1、2)。
另一方面，已提案著一種使用於無施加電壓時成為透過狀態，於施加電壓時成為散射狀態之PDLC之液晶顯示元件(亦稱為反向型元件)(參考專利文獻3、4)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第3552328號公報
[專利文獻2]日本專利第4630954號公報
[專利文獻3]日本專利第2885116號公報
[專利文獻4]日本專利第4132424號公報
[發明所欲解決之課題]
液晶組成物中之聚合性化合物係使聚合物網絡形成，而有可得到作為所期望之光學特性之功能、與提高液晶層與電極之密著性之功能。然而，於液晶顯示元件中，通常因使用ITO(Indium Tin Oxide)等之無機系之電極，故有與有機物之聚合性化合物之相容性，即，密著性成為低之傾向。密著性為低，則由於長時間之使用、特別是高溫高濕或被曝露在光的照射之環境等惡劣的環境下，容易引起元件之剝離或氣泡之產生，進而，散射狀態與透明狀態之光學特性之降低。
就以上之點而言，本發明係以提供液晶層與電極之密著性為高，即使是在長時間、高溫高濕或被曝露在光的照射之惡劣的環境下，仍可抑制元件之剝離或氣泡之產生、及光學特性之降低之液晶顯示元件作為目的。

[解決課題之手段]
本發明者們，為達前述目的經過重複深入研究結果，進而完成具有以下要旨之本發明。
即，本發明係一種液晶顯示元件，其係具有液晶層，且於無施加電壓時，成為散射狀態，於施加電壓時，成為透明狀態之液晶顯示元件，該液晶層係對配置於具備有電極之一對基板之間的包含液晶及聚合性化合物之液晶組成物照射紫外線使其硬化，其特徵為在於，
前述液晶組成物係包含下述式[1]所表示之化合物，
(X1 表示為下述式[1-a]或式[1-b]，X2 表示為碳數2~24之伸烷基，前述伸烷基之不與X1 及O相鄰的任意之-CH2 -係可以-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、 -NH-或-CON(CH3 )-所取代，Xm表示為1或2之整數，Xn表示為1或2之整數，但是，Xm+Xn係3)，
。

[發明的效果]
依據本發明，可得到一種液晶顯示元件，其可提高液晶層與電極之密著性，即使是在長時間、高溫高濕或被曝露在光的照射之惡劣的環境下，仍可抑制元件之剝離或氣泡之產生、及光學特性之降低，且於無施加電壓時，成為散射狀態，於施加電壓時，成為透明狀態。因此，本發明之元件，可被使用於以顯示作為目的之液晶顯示器或控制光的遮斷與透過之調光窗或光快門元件等中。
藉由本發明為何獲得具有上述之優異特性的液晶顯示元件之機制，不一定明白，但可推定大致如下。
本發明所使用之液晶組成物係含有液晶、聚合性化合物及前述式[1]所表示之化合物(亦稱為特定化合物)。特定化合物，具有藉由式[1]中之X1 所表示之紫外線來進行聚合反應之部位與磷酸基。因此，當特定化合物包含於液晶組成物中時，磷酸基與ITO電極等之與無機系之電極之相互作用起作用，進而，藉由式[1]中之X1之部位與聚合性化合物反應，可認為液晶層中之聚合物網絡與電極之密著性變高。
就以上之點而言，使用本發明中液晶組成物之液晶顯示元件係可提高液晶層與電極之密著性，即使是在長時間、高溫高濕或被曝露在光的照射之惡劣的環境下，仍成為可抑制元件之剝離或氣泡之產生、及光學特性之降低之液晶顯示元件。特別是，可合適地使用於無施加電壓時，成為散射狀態，於施加電壓時，成為透明狀態之正常型元件。
[實施發明之最佳形態]
＜液晶組成物＞
於本發明中之液晶組成物係具有液晶、聚合性化合物及前述式[1]所表示之特定化合物。
對於液晶，可使用向列型液晶、層列型液晶或膽固醇型液晶。其中，正常型元件中，以具有正的介電異向性之液晶為佳，反向型元件中，以具有負的介電異向性之液晶為佳。此時，就低電壓驅動及散射特性之點而言，以介電率之異向性大、折射率之異向性大為佳。又，對於液晶，可因應前述之轉相溫度、介電率異向性及折射率異向性之各物性值，混合2種類以上的液晶來使用。
為了使液晶顯示元件作為TFT(Thin Film Transistor)等的主動元件來驅動，而要求液晶的電阻高且電壓保持率(亦稱為VHR)為高。因此，對於液晶以使用電阻高，且藉由紫外線等的活性能量線而不會降低VHR之氟系或氯系的液晶為佳。
進而，液晶顯示元件係亦可於液晶組成物中使二色性染料溶解來作為客主型之元件。此時，對於正常型元件之情形，可得到無施加電壓時為吸收(散射)，且於施加電壓時成為透明之元件。又，於該元件中，液晶的指向矢之方向(配向之方向)，係藉由施加電壓之有無來做90度變化。因此，該元件係藉由利用二色性染料之吸光特性之差異，可得到相較於以無規則的配向與垂直配向來進行切換的以往的客主型之元件為更高的對比度。又，使二色性染料溶解的客主型之元件中，若液晶為朝水平方向配向時，將成為有色，僅於散射狀態下成為不透明。因此，亦可得到隨著施加電壓，由無施加電壓時之有色不透明切換成有色透明、無色透明之狀態之元件。
液晶組成物中之聚合性化合物係用於液晶顯示元件之製作時，藉由紫外線照射，經聚合反應形成聚合物網絡(亦稱硬化性樹脂)。因此，可將聚合性化合物預先進行聚合反應並使所得之聚合物導入液晶組成物中。但，即使是製成聚合物之情形時，仍必須具有藉由紫外線照射來進行聚合反應的部位。聚合性化合物，就液晶組成物之操作，即，液晶組成物之高黏度化的抑制或對於液晶之溶解性之點而言，以使用包含聚合性化合物之液晶組成物為佳。
聚合性化合物，只要是能溶解於液晶中即可，並無特別限定，但將聚合性化合物溶解於液晶中時，必須有存在液晶組成物的一部分或全體為顯示液晶相之溫度。即使是液晶組成物之一部分顯示液晶相之情形時，以用肉眼確認液晶顯示元件，且可得到元件內全體大致一樣的透明性與散射特性者即可。
聚合性化合物係只要是藉由紫外線來進行聚合之化合物即可，此時，以何種反應形式進行聚合來形成硬化性樹脂皆可。具體的反應形式係可列舉自由基聚合、陽離子聚合、陰離子聚合或聚加成反應。
其中，聚合性化合物之反應形式，就液晶顯示元件之光學特性之點而言，以自由基聚合為佳。此時，作為聚合性化合物，係可使用下述之自由基型之聚合性化合物、或其寡聚物。又，如同前述般，亦可使用使此等的聚合性化合物進行聚合反應所得之聚合物。
自由基型之聚合性化合物或其寡聚物之具體例，係可列舉國際公開公報第2015/146987的69頁~71頁所記載之自由基型之聚合性化合物。
自由基型之聚合性化合物或該寡聚物之使用比例，就液晶顯示元件之液晶層與電極之密著性之點而言，相對於液晶組成物中之液晶100質量份，以70~150質量份為佳。較佳為80~110質量份。又，自由基型之聚合性化合物，係亦可因應各特性，使用1種或混合2種以上來使用。
為了促進前述硬化性樹脂之形成，以促進聚合性化合物之自由基聚合之目的下，液晶組成物中係以導入藉由紫外線從而產生自由基之自由基起始劑(亦稱為聚合起始劑)為佳。具體而言，可列舉國際公開公報第2015/146987的71頁~72頁所記載之自由基起始劑。
自由基起始劑之使用比例，就液晶顯示元件之液晶層與電極之密著性之點而言，相對於液晶組成物中之液晶100質量份，以0.01~20質量份為佳。較佳為0.05~10質量份。又，自由基起始劑，係亦可因應各特性，使用1種或混合2種以上來使用。
＜特定化合物＞
特定化合物係以前述式[1]所表示之化合物。
式[1]中，X1 、X2 、Xm及Xn係如上前述所定義般，但其中，各別以下述者為佳。
X1 係以前述式[1-a]或式[1-b]為佳。X2 係以碳數2~12之伸烷基為佳，不與X1 及O相鄰的任意之-CH2 -係可以 -O-、-COO-、-OCO-所取代，Xm係以1或2之整數為佳，Xn係以1或2之整數為佳，但是，Xm+Xn係3。
作為具體的特定化合物，可列舉選自由下述式[1a-1]~式[1a-3]所成之群之化合物，以使用此等為佳。
Xa 表示為前述式[1-a]或式[1-b]。Xb 表示為碳數2~18之伸烷基。Xc 表示為-COO-或-OCO-。
Xd 表示為碳數2~12之伸烷基。p1表示為1或2之整數。p2表示為1或2之整數。但是，p1+p2係3。p3表示為2~8之整數。
更具體而言，可列舉HOSME M、HOSME PE、HOSME PP(以上，DAP公司製)、LIGHT ACRYLATE P-1A(N)、LIGHT ESTER P-1M(以上，共榮社化學公司製)、KAYAMER PM-2及KAYAMER PM-21(以上，日本化藥公司製)。
特定化合物之含有比例，就液晶顯示元件之液晶層與電極之密著性之點而言，對於液晶組成物中之液晶100質量份，以0.01~20質量份為佳，以0.05~10質量份為較佳，以0.1~10質量份為最佳。又，特定化合物係亦可因應各特性，使用1種類或混合2種類以上來使用。
＜第2之特定化合物＞
於本發明中之液晶組成物中，以包含下述式[2]所表示之化合物(亦稱為第2之特定化合物)為佳。
Y1 表示為下述式[2-a]~式[2-j]。其中，以式[2-a]、式[2-b]、式[2-c]、式[2-d]、式[2-e]或式[2-f]為佳。以式[2-a]、式[2-b]、式[2-c]或式[2-e]為較佳，以式[2-a]或式[2-b]為最佳。
YA 表示為氫原子或苯環。
Y2 表示為單鍵、-O-、-NH-、-N(CH3 )-、-CH2 O-、-CONH-、 -NHCO-、-CON(CH3 )-、-N(CH3 )CO-、-COO-或-OCO-。其中，以單鍵、-O-、-CH2 O-、-CONH-、-COO-或-OCO-為佳，以單鍵、-O-、-COO-或-OCO-為較佳。
Y3 表示為單鍵或-(CH2 )a -(a係1~15之整數)。其中，以單鍵或-(CH2 )a -(a係1~10之整數)為佳，以-(CH2 )a -(a係1~10之整數)為特別佳。
Y4 表示為單鍵、-O-、-OCH2 -、-COO-或-OCO-。其中，以單鍵、-O-或-COO-為佳，以-O-為特別佳。
Y5 表示為具有選自由苯環、環己烷環及雜環所成之群的2價之環狀基，或具有類固醇骨架的碳數17~51的2價之有機基，且前述環狀基上之任意的氫原子係可以碳數1~3的烷基、碳數1~3的烷氧基、碳數1~3的含氟烷基、碳數1~3的含氟烷氧基或氟原子所取代。其中，以具有苯環或環己烷環，或類固醇骨架之碳數17~51之2價之有機基為佳。較佳的為具有苯環或類固醇骨架之碳數17~51之2價之有機基。
Y6 表示為單鍵、-O-、-CH2 -、-OCH2 -、-CH2 O-、 -COO-或-OCO-。其中，以單鍵、-O-、-COO-或-OCO-為佳，以單鍵、-COO-或-OCO-為較佳。
Y7 表示為選自由苯環、環己烷環及雜環所成之群的環狀基，且該等之環狀基上之任意的氫原子係可以碳數1~3的烷基、碳數1~3的烷氧基、碳數1~3的含氟烷基、碳數1~3的含氟烷氧基或氟原子所取代。其中，以苯環或環己烷環為佳。
Y8 表示為碳數1~18的烷基、碳數2~18的烯基、碳數1~18的含氟烷基、碳數1~18的烷氧基或碳數1~18的含氟烷氧基。其中，以碳數1~18之烷基或者是烷氧基、或碳數2~18之烯基為佳。較佳的為碳數1~12之烷基或烷氧基。
Ym表示為0~4之整數。其中，以0~2之整數為佳。
式[2]中之佳的Y1 ~Y8 及Ym之組合係下述之表1~9所示。表1~9中，表示Y3 之-(CH2 )-中之a表示為1~10之整數。
其中，以(2-3a)~(2-8a)、(2-11a)~(2-24a)、(2-27a)~(2-36a)、(2-39a)、(2-40a)、(2-43a)~(2-48a)、(2-51a)~(2-64a)、(2-67a)~(2-76a)、(2-79a)、(2-80a)、(2-83a)~(2-88a)、(2-91a)~(2-104a)、(2-107a)~(2-116a)、(2-119a)、(2-120a)、(2-123a)、(2-124a)、(2-129a)、(2-130a)、(2-133a)、(2-134a)、(2-137a)、(2-138a)、(2-141a)、(2-142a)、(2-145a)、(2-146a)或(2-149a)~(2-172a)之組合為佳。
較佳的為(2-3a)~(2-8a)、(2-11a)、(2-12a)、(2-15a)~(2-18a)、(2-21a)、(2-22a)、(2-27a)~(2-30a)、(2-33a)、(2-34a)、(2-39a)、(2-40a)、(2-43a)~(2-48a)、(2-51a)、(2-52a)、(2-55a)~(2-58a)、(2-61a)、(2-62a)、(2-67a)~(2-70a)、(2-73a)、(2-74a)、(2-79a)、(2-80a)、(2-83a)~(2-88a)、(2-91a)、(2-92a)、(2-95a)~(2-98a)、(2-101a)、(2-102a)、(2-107a)~(2-110a)、(2-113a)、(2-114a)、(2-119a)、(2-120a)、(2-123a)、(2-124a)、(2-129a)、(2-130a)、(2-133a)、(2-134a)、(2-137a)、(2-138a)、(2-141a)、(2-142a)、(2-145a)、(2-146a)或(2-149a)~(2-172a)之組合。
最佳的為(2-3a)~(2-8a)、(2-15a)~(2-18a)、(2-29a)、(2-30a)、(2-43a)~(2-48a)、(2-55a)~(2-58a)、(2-69a)、(2-70a)、(2-83a)~(2-88a)、(2-95a)~(2-98a)、(2-109a)、(2-110a)、(2-123a)、(2-124a)、(2-133a)、(2-134a)、(2-141a)、(2-142a)、(2-149a)~(2-152a)或(2-161a)~(2-172a)之組合。
作為較具體的第2之特定化合物，可列舉選自由下述式[2a-1]~式[2a-11]所成之群之化合物，以使用此等為佳。
上述式中，Ya 表示為-O-或-COO-。Yb 表示為碳數1~12之烷基。q1表示為1~10之整數。q2表示為1或2之整數。
式[2a-5]~式[2a-8]中，Yc 表示為單鍵、-COO- 或-OCO-。Yd 表示為碳數1~12之烷基或烷氧基。q3表示為1~10之整數。q4表示為1或2之整數。
式[2a-9]~式[2a-11]中，Ye 表示為-O-或-COO-。 Yf 表示為具有類固醇骨架之碳數17~51之2價之有機基。Yg 表示為碳數1~12之烷基或碳數2~18之烯基。q5表示為1~10之整數。
第2之特定化合物之含有比例，就液晶顯示元件之液晶層與電極之密著性之點而言，對於液晶組成物中之液晶100質量份，以0.1~30質量份為佳，以0.5~20質量份為較佳，以1~10質量份為最佳。又，第2之特定化合物係亦可因應各特性，使用1種類或混合2種類以上來使用。
液晶組成物之調製方法，可列舉將液晶、聚合性化合物，及特定化合物一起進行混合之方法或預先將聚合性化合物與特定化合物混合者與液晶進行混合之方法。其中，以預先將聚合性化合物與特定化合物混合者與液晶進行混合之方法為佳。
又，可列舉第2之特定化合物加入於將聚合性化合物及特定化合物混合之液晶中之方法或預先於液晶中加入第2之特定化合物進行調製，於其中，加入將聚合性化合物與特定化合物混合者之方法。
當調製如前述之液晶組成物之時，亦可因應聚合性化合物、特定化合物及第2之特定化合物之溶解性，進行加熱。此時之溫度係以未達100℃為佳。
＜液晶顯示元件之製作方法＞
作為使用於液晶顯示元件之基板，只要是透明性高的基板即可並無特別限定，除了玻璃基板以外，可使用丙烯酸基板、聚碳酸酯基板、PET(聚對苯二甲酸乙二酯)基板等的塑膠基板，進而可使用該等的薄膜。特別是，使用於調光窗等時，以塑膠基板或薄膜為佳。又，就製程之簡單化之觀點而言，以形成有液晶驅動用的ITO(Indium Tin Oxide)電極、IZO(Indium Zinc Oxide)電極、IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)電極、有機導電膜等之基板為佳。又，製成反射型之液晶顯示元件時，若僅只單側的基板，則可使用矽晶圓或鋁等的金屬或形成有介電質多層膜之基板。
反向型之液晶顯示元件之情形，於基板之至少一方，以附著使液晶分子垂直配向之方式的液晶配向膜為佳。該液晶配向膜係將液晶配向處理劑塗佈至基板上並經燒成來製作。此時，可於燒成後以摩擦處理或光照射等進行配向處理。
使用於液晶顯示元件之液晶組成物係如前所述，但其中，亦可導入用以控制液晶顯示元件之電極間隙(亦稱為間距/gap)之間隔件。
液晶組成物之注入方法並無特別限定，但可例舉如以下之方法。即，基板若使用玻璃基板時，準備一對基板，將單側之基板的4邊除去一部分後塗佈密封劑，之後，使電極面成為內側，並貼合另一單側之基板來製作空晶胞。然後，可例舉從未塗佈密封劑之處減壓注入液晶組成物來得到液晶組成物注入的晶胞之方法。進而，基板若使用塑膠基板或薄膜時，可列舉準備一對基板，於單側之基板之上，以ODF(One Drop Filling)法或噴墨法等滴入液晶組成物，之後，貼合另一單側之基板來得到液晶組成物注入的晶胞之方法。本發明之液晶顯示元件中，因為液晶層與電極之密著性高，故於基板的4邊上可不必塗佈密封劑。
液晶顯示元件之間距係可以前述之間隔件等來控制。其方法可列舉：如前述般，於液晶組成物中導入作為目的之大小的間隔件之方法、或使用具有作為目的之大小的柱形間隔件之基板之方法等。又，基板若使用塑膠或薄膜基板並以層合來進行基板之貼合時，不用導入間隔件即可控制間距。
液晶顯示元件之間距之大小，係以1~100μm為佳，以1~50μm為較佳。以2~30μm為特別佳。若間距過小時，液晶顯示元件之對比度為降低，若過大時則元件的驅動電壓將會變高。
液晶顯示元件係進行液晶組成物之硬化，並形成液晶層而得到。該液晶組成物之硬化係對於前述之液晶組成物注入的晶胞照射紫外線來進行。作為該光源，可列舉例如金屬鹵素燈或高壓水銀燈。紫外線之波長以250 ~400nm為佳，以310~370nm為較佳。又，於照射紫外線後，亦可進行加熱處理。此時之溫度以20~120℃為佳，以 30~100℃為較佳。

[實施例]
以下列舉實施例進而詳細地說明本發明，但並不限定於該等者。以下使用之簡稱之意思係如下述般。

＜特定化合物＞
X1：HOSME PE(DAP公司製)
X2：KAYAMER PM-21(日本化藥公司製)
＜第2之特定化合物＞
＜聚合性化合物＞
R1：IBXA(大阪有機化學工業公司製)
R2：2-羥乙基甲基丙烯酸酯
R3：KAYARAD FM-400(日本化藥公司製)
R4：EBECRYL 230(DAICEL-ALLNEX公司製)
R5：EBECRYL 4858(DAICEL-ALLNEX公司製)
R6：KarenzMT PE1(昭和電工公司製)
＜光自由基起始劑＞
P1：IRGACURE 184(BASF公司製)

＜液晶＞
L1：MLC-3018(默克公司製)
＜液晶組成物(1)之製作＞
混合R1(1.35g)、R2(0.20g)、R3(1.00g)、R4(0.80g)、R5(0.20g)及R6(0.30g)，以60℃攪拌2小時。之後，加入X1 (0.05g)，製作聚合性化合物之溶液。混合聚合性化合物之溶液、L1(6.00g)及P1(0.10g)，以25℃攪拌6小時後，得到液晶組成物(1)。
＜液晶組成物(2)之製作＞
混合R1(1.30g)、R2(0.20g)、R3(1.00g)、R4(0.80g)、R5(0.20g)及R6(0.30g)，以60℃攪拌2小時。之後，加入X2 (0.10g)，製作聚合性化合物之溶液。混合聚合性化合物之溶液、L1(6.00g)及P1(0.10g)，以25℃攪拌6小時後，得到液晶組成物(2)。
＜液晶組成物(3)之製作＞
混合R1(1.40g)、R2(0.20g)、R3(1.00g)、R4(0.80g)、R5(0.20g)及R6(0.30g)，以60℃攪拌2小時。之後，加入X2(0.10g)，製作聚合性化合物之溶液。另一方面，混合S1(0.20g)及L1(5.80g)，以25℃攪拌2小時後，製作包含第2之特定化合物之液晶。混合包含聚合性化合物之溶液、第2之特定化合物之液晶，及P1(0.10g)，以25℃攪拌6小時後，得到液晶組成物(3)。
＜液晶組成物(4)之製作＞
混合R1(1.20g)、R2(0.20g)、R3(1.00g)、R4(0.80g)、R5(0.20g)及R6(0.30g)，以60℃攪拌2小時。之後，加入X2(0.20g)，製作聚合性化合物之溶液。另一方面，混合S1(0.20g)、S2(0.20g)及L1(5.60g)，以25℃攪拌2小時後，製作包含第2之特定化合物之液晶。混合包含聚合性化合物之溶液、第2之特定化合物之液晶，及P1(0.10g)，以25 ℃攪拌6小時後，得到液晶組成物(4)。
＜液晶組成物(5)之製作＞
混合R1(1.40g)、R2(0.20g)、R3(1.00g)、R4(0.80g)、R5(0.20g)及R6(0.30g)，以60℃攪拌2小時後，製作聚合性化合物之溶液。混合聚合性化合物之溶液、L1(6.00g)及P1(0.10g)，以25℃攪拌6小時後，得到液晶組成物(5)。
「液晶顯示元件之製作(玻璃基板)」
準備2片之已用純水及IPA(異丙醇)洗淨之附有ITO電極的玻璃基板(長：100mm、寬：100mm、厚度：0.7mm)，並在其中一方的基板之ITO面上，塗佈粒徑為15μm的間隔件(商品名：Micropearl、積水化學公司製)。之後，在該基板之已塗佈間隔件之面上，藉由ODF(One Drop Filling)法，滴入前述之液晶組成物(1)~(5)，接著，以使另一方的基板之ITO面呈相對之方式來進行貼合，而得到處理前之液晶顯示元件。
對於該處理前之液晶顯示元件，使用照度20mW/cm2 的金屬鹵素燈，以截斷350nm以下之波長，並以照射時間60秒進行紫外線照射。據此，可得到液晶顯示元件(玻璃基板)。
「液晶顯示元件之製作(塑膠基板)」
準備2片之已用純水洗淨之附有ITO電極的PET基板(長：150mm、寬：150mm、厚度：0.1mm)，並在其中一方的基板之ITO面上，塗佈前述之15μm的間隔件。之後，在該基板之已塗佈間隔件之ITO面上，藉由ODF(One Drop Filling)法，滴入前述之液晶組成物(1)~(5)，接著，以使另一方的基板之ITO面呈相對之方式來進行貼合，而得到處理前之液晶顯示元件。尚，藉由ODF法，進行液晶組成物之滴入及貼合時，使用玻璃基板作為附有ITO電極的PET基板之支撐基板。之後，照射紫外線之前，卸下該支撐基板。
對於該處理前之液晶顯示元件，藉由與前述之「液晶顯示元件之製作(玻璃基板)」相同之方法，照射紫外線，得到液晶顯示元件(塑膠基板)。
「光學特性(散射特性與透明性)之評估」
本評估係藉由測定液晶顯示元件(玻璃基板及塑膠基板)之無施加電壓狀態(0V)及施加電壓狀態(交流驅動：10V~50V)之Haze(混濁度)下進行。此時，Haze依據JIS K 7136，以霧度計(HZ-V3，SUGA試驗機公司製)測定。尚，在本評估中，以無施加電壓狀態之Haze越高，散射特性為優異，以施加電壓狀態下之Haze越低，透明性為優異。
又，作為液晶顯示元件之高溫高濕環境下之穩定性試驗，亦進行在溫度80℃、濕度90%RH的恆溫恆濕槽內保管24小時後之測定。具體而言，相對於初期之Haze，當在恆溫恆濕槽中保管後之Haze之變化越小者，於本評估中評估為優異。
進而，作為液晶顯示元件之對於光照射之穩定性試驗，亦使用桌上型UV硬化裝置(HCT3B28HEX-1)(SEN LIGHT公司製)，進行以波長365nm換算來照射5J/cm2 的紫外線後之觀察。具體而言，相對於初期之Haze，當紫外線照射後之Haze之變化越小者，於本評估中評估為優異。
初期，將恆溫恆濕槽保管後(恆溫恆濕)及紫外線照射後(紫外線)之Haze之測定結果(%)彙整表示於表10中。
「液晶層與電極之密著性之評估」
本評估係將液晶顯示元件(玻璃基板及塑膠基板)，在溫度80℃、濕度90%RH的恆溫恆濕槽內保管24小時，並確認液晶顯示元件之剝離與氣泡之有無來進行(作為液晶顯示元件之高溫高濕環境下之穩定性試驗)。具體而言，將未引起元件之剝離(液晶層與樹脂膜，或是樹脂膜與電極為呈剝落之狀態)者及元件內未產生氣泡者，於本評估中評估為優異(表中表示為良好)。
又，對於液晶顯示元件，亦使用桌上型UV硬化裝置(HCT3B28HEX-1)(SEN LIGHT公司製)，以波長365nm換算來照射5J/cm2 的紫外線之確認(作為液晶顯示元件之對於光照射之穩定性試驗)。具體而言，將於未引起元件之剝離者及元件內未產生氣泡，於本評估中評估為優異(表中係表示良好)。
初期，將恆溫恆濕槽保管後(恆溫恆濕)及紫外線照射後(紫外線)中之液晶層與電極之密著性之結果(密著性)彙整表示於表11中。
＜實施例1~8及比較例1、2＞
如下述之表10及表11所表示般，使用前述之液晶組成物(1)~(5)，以前述之方法來進行液晶顯示元件之製作、光學特性(散射特性與透明性)之評估，及液晶層與電極之密著性之評估。
此時，實施例1、3、5、7及比較例1係用玻璃基板來進行液晶顯示元件之製作與各評估，實施例2、4、6、8及比較例2係用塑膠基板。
由前述表10及表11可得知般，相較於比較例，實施例之液晶顯示元件可得到良好的光學特性。即，對於初期，恆溫恆濕槽保管後及紫外線照射後之Haze之變化變小。進而，成為液晶層與電極之密著性亦高的液晶顯示元件，即使被曝露在此等惡劣的環境下，未可發現液晶顯示元件中剝離或氣泡。特別是，於液晶顯示元件之基板，即使使用塑膠基板，此等特性為良好。具體而言，於相同之條件下之比較中，比較實施例1、3與比較例1及比較實施例2、4與比較例2。
又，導入第2之特定化合物於液晶組成物之情形，可以更低的電壓降低Haze。具體而言，於相同之條件下之比較中，比較實施例3與實施例5及比較實施例4與實施例6。

[產業上之可利用性]
本發明之液晶顯示元件係可合適地使用於無施加電壓時，成為散射狀態，且於施加電壓時，成為透明狀態之正常型元件。因此，本元件，可被使用於以顯示作為目的之液晶顯示器，進而，控制光的遮斷與透過之調光窗或光快門元件等中，且於該正常型元件之基板中，可使用塑膠基板。
尚，於此援用2018年3月20日提出申請之日本專利申請案2018-052661之說明書、申請專利範圍、圖面、及摘要之全部內容，並納入作為本發明之說明書之揭示內容。

Claims (8)

  1. 一種液晶顯示元件，其係具有液晶層，且於無施加電壓時，成為散射狀態，於施加電壓時，成為透明狀態之液晶顯示元件，該液晶層係對配置於具備有電極之一對基板之間的包含液晶及聚合性化合物之液晶組成物照射紫外線使其硬化，其特徵為， 前述液晶組成物係包含下述式[1]所表示之化合物， (X1 表示為下述式[1-a]或式[1-b]，X2 表示為碳數2~24之伸烷基，前述伸烷基之不與X1 及O相鄰的任意之-CH2 -係可以-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-NH-或-CON(CH3 )-所取代，Xm表示為1或2之整數，Xn表示為1或2之整數，但是，Xm+Xn係3)，。
  2. 如請求項1之液晶顯示元件，其中，相對於液晶100質量份而言，前述式[1]所表示之化合物之導入量係0.05~10質量份。
  3. 如請求項1或2之液晶顯示元件，其中，前述式[1]所表示之化合物係選自由下述式[1a-1]~式[1a-3]所成之群之至少1種， (Xa 表示為前述式[1-a]或式[1-b]，Xb 表示為碳數2~18之伸烷基，Xc 表示為-COO-或-OCO-，Xd 表示為碳數2~12之伸烷基，p1表示為1或2之整數，p2表示為1或2之整數，但是，p1+p2係3，p3表示為2~8之整數)。
  4. 如請求項1~3中任一項之液晶顯示元件，其中，前述液晶組成物係包含下述式[2]所表示之化合物， (Y1 表示為下述式[2-a]~式[2-j]，Y2 表示為單鍵、-O-、 -NH-、-N(CH3 )-、-CH2 O-、-CONH-、-NHCO-、-CON(CH3 )-、 -N(CH3 )CO-、-COO-或-OCO-，Y3 表示為單鍵或-(CH2 )a -(a係1~15之整數)，Y4 表示為單鍵、-O-、-OCH2 -、-COO-或 -OCO-，Y5 表示為具有選自由苯環、環己烷環及雜環所成之群的2價之環狀基，或具有類固醇骨架的碳數17~51的2價之有機基，且前述環狀基上之任意的氫原子係可以碳數1~3的烷基、碳數1~3的烷氧基、碳數1~3的含氟烷基、碳數1~3的含氟烷氧基或氟原子所取代，Y6 表示為單鍵、 -O-、-CH2 -、-OCH2 -、-CH2 O-、-COO-或-OCO-，Y7 表示為選自由苯環、環己烷環及雜環所成之群的環狀基，且該等之環狀基上之任意的氫原子係可以碳數1~3的烷基、碳數1~3的烷氧基、碳數1~3的含氟烷基、碳數1~3的含氟烷氧基或氟原子所取代，Y8 表示為碳數1~18的烷基、碳數2~18的烯基、碳數1~18的含氟烷基、碳數1~18的烷氧基或碳數1~18的含氟烷氧基，Ym表示為0~4的整數)， (YA 表示為氫原子或苯環)。
  5. 如請求項4之液晶顯示元件，其中，相對於液晶100質量份而言，前述式[2]所表示之化合物之導入量係0.5~20質量份。
  6. 如請求項4或5之液晶顯示元件，其中，前述式[2]所表示之化合物係選自由下述式[2a-1]~式[2a-11]所成之群中至少1種， (Ya 表示為-O-或-COO-，Yb 表示為碳數1~12之烷基，q1表示為1~10之整數，q2表示為1或2之整數)， (Yc 表示為單鍵、-COO-或-OCO-，Yd 表示為碳數1~12之烷基或烷氧基，q3表示為1~10之整數，q4表示為1或2之整數)， (Ye 表示為-O-或-COO-，Yf 表示為具有類固醇骨架的碳數17~51的2價之有機基，Yg 表示為碳數1~12之烷基或碳數2~18之烯基，q5 表示為1~10之整數)。
  7. 如請求項1~6中任一項之液晶顯示元件，其中，前述液晶顯示元件之基板係玻璃基板或塑膠基板。
  8. 如請求項1~7中任一項之液晶顯示元件，其中，前述液晶顯示元件係調光窗或光閘元件。
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