TWI516575B - 液晶顯示元件、液晶組成物與配向劑以及液晶顯示元件的製造方法及其使用 - Google Patents

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TWI516575B
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Norikatsu Hattori
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Description

液晶顯示元件、液晶組成物與配向劑以及液晶顯示元件的製造方法及其使用
本發明是有關於一種液晶顯示元件與液晶顯示元件中使用的液晶組成物以及配向劑，特別是有關於一種將配向劑中所含的反應性單體或寡聚物聚合而製成配向層，主要適合於液晶投影儀、液晶電視等的主動矩陣(active matrix，AM)液晶顯示元件、液晶組成物與配向劑以及液晶顯示元件的製造方法及其使用。
液晶顯示元件中，基於液晶的運作模式的分類為相變(phase change，PC)、扭轉向列(twisted nematic，TN)、電控雙折射(electrically controlled birefringence，ECB)、橫向電場切換(in-plane switching，IPS)、垂直配向(vertical alignment，VA)等。基於元件的驅動方式的分類為被動矩陣(passive matrix，PM)與主動矩陣(active matrix，AM)。PM被分類為靜態(static)與多工(multiplex)等，AM被分類為薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)、金屬-絕緣體-金屬(metal insulator metal，MIM)等。TFT的分類為非晶矽(amorphous silicon)及多晶矽(polycrystal silicon)。後者根據製造步驟而分類為高溫型與低溫型。基於光源的分類為利用自然光的反射型、利用背光源的穿透型、以及利用自然光與背光源兩者的半穿透型。
該些元件中使用具有適當特性且具有向列相的液晶組成物，為了獲得具有良好特性的AM元件，必需提高液晶組成物的一般特性。將AM元件與液晶組成物的一般特性中的關聯示於下述表1。
基於市售的AM元件，對液晶組成物的一般特性進一步進行說明。向列相的溫度範圍與元件可使用的溫度範圍相關聯，向列相的較佳上限溫度為70℃以上且下限溫度為-10℃以下。液晶組成物的黏度及旋轉黏度與元件的響應時間相關聯，故而為了顯示動態影像，較佳為響應時間短，因此較佳為液晶組成物的黏度小。進而更佳為即便在低溫度下黏度亦小。
液晶組成物的光學各向異性與元件的對比度相關聯，因此組成物的光學各向異性(Δn)與元件的單元間隙(d)的積(Δn×d)是設計成使對比度為最大。適當的積值依賴於運作模式的種類，在VA模式下為0.30 μm至0.40 μm的範圍，在IPS模式的元件中為0.20 μm至0.30 μm的範圍。此時，對單元間隙小的元件而言較佳為具有大光學各向異性的組成物。液晶組成物的介電各向異性的絕對值越大，越有助於元件的低臨界電壓、小消耗電力及大對比度。因此，較佳為絕對值大的介電各向異性。
組成物的比電阻越大，越有助於元件的大電壓保持率及大對比度。因此較佳為初始階段中不僅在室溫下，而且在高溫下亦具有大比電阻的組成物。另外，較佳為長時間使用後亦於室溫及高溫下具有大比電阻的組成物。
組成物對紫外線及熱的穩定性與液晶顯示元件的壽命相關。當該些穩定性高時，該元件的壽命長。此種特性對於液晶投影儀、液晶電視等中使用的AM元件而言較佳。
具有TN模式的AM元件中使用具有正介電各向異性的組成物。另一方面，具有VA模式的AM元件中使用具有負介電各向異性的組成物。另外，具有IPS模式的AM元件中使用具有正或負介電各向異性的組成物。應用高分子穩定配向(polymer sustained alignment，PSA)技術的AM元件中使用具有正或負介電各向異性的組成物。
根據以上，AM元件較理想為具有可使用的溫度範圍廣、響應時間短、對比度大、臨界電壓低、電壓保持率大、壽命長等特性的AM元件。特別理想為響應時間短於1 ms的AM元件，更理想為難以產生不均或殘影等顯示不良的AM元件。
另一方面，液晶顯示元件的技術的發展不僅藉由液晶顯示元件的驅動方式或液晶顯示元件的結構的改良，而且亦藉由液晶顯示元件中使用的構成構件的改良來達成。
液晶顯示元件通常具有用以使液晶層中的液晶組成物配向為特定方向的配向層。配向層是與液晶顯示元件的顯示品質相關的重要因素之一，隨著液晶顯示元件的高品質化，配向層的作用逐年變得重要。
配向層是由配向劑製備。目前，主要使用的配向劑是使聚醯胺酸或可溶性聚醯亞胺溶解於有機溶劑中而成的溶液。配向層是藉由將此種溶液塗佈於基板上，然後利用加熱等方法成膜而形成。
所成膜的配向層是藉由實施以嫘縈或棉等的布向特定方向擦拭的摩擦方法而表現出各向異性，以使液晶向預定方向排列。
然而，利用摩擦的配向控制方法具有以下所示的問題。
1)由於摩擦方法為機械方法，故而難以精密地調節液晶的初始配向狀態，在微細的區域難以表現出相互不同的配向方向。
2)摩擦時產生的劃痕或損傷造成良率降低。
3)對液晶顯示裝置施加驅動電壓，當液晶分子的配向完畢後切斷驅動電壓，再次施加驅動電壓時，液晶分子的最終配向狀態與上次驅動電壓施加時不同。因此，每次施加驅動電壓時液晶分子的最終配向狀態會不規則地變化，故而直至液晶分子成為最終配向狀態為止需要長時間。因此，液晶的響應時間變長。
4)於VA方式的情況，藉由使用單一方向的配向，視角變差。
為了解決上述摩擦方法所具有的問題，特別提出有藉由對VA顯示元件使用高分子穩定配向(polymer sustained alignment，PSA)技術來改善響應速度及對比度的方法。
該PSA方式必需在要求高保持率的液晶材料中添加反應性高的單體(圖2及專利文獻1～專利文獻5)。然而，向液晶材料中添加反應性化合物亦可造成未反應的單體殘留於液晶材料中而成為液晶顯示不良的原因。
另一方面，作為改善上述缺點的方法，提出有使反應性單體包含於配向劑中，並施加電壓而使其聚合的方法(非專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開平10-186330號公報
專利文獻2：日本專利特開2003-307720號公報
專利文獻3：日本專利特開2004-131704號公報
專利文獻4：日本專利特開2006-133619號公報
專利文獻5：歐洲專利申請公開1889894號說明書
[非專利文獻]
非專利文獻1：OPTICS EXPRESS,Vol.17,No.12，第10298～10303頁(2009年6月8日發行)
上述非專利文獻1中所示的液晶顯示裝置的製造方法被認為欲改善PSA技術的上述缺點，但主要著眼於縮短響應時間，而對顯示殘影、配向劑中的未反應單體向液晶層中的溶出等作為液晶顯示元件的其他必需特性並無任何考慮。
如上所述，液晶顯示元件不僅要求縮短響應時間，而且亦要求提高其他各特性。本發明是為了解決上述問題而形成的，目的在於提供一種優異的液晶顯示元件、液晶組成物與配向劑以及液晶顯示元件的製造方法及其使用，上述液晶顯示元件是使反應性單體包含於配向劑中，並施加電壓使其聚合而成，藉由製成特定的配向劑及液晶組成物或者其等的組合，則上述各特性，特別是顯示殘影少，配向劑中的未反應單體向液晶層中的溶出少。
為了解決上述問題，本發明的液晶顯示元件包括至少一塊基板為透明的一對基板，且包括夾持於該一對基板間的透明電極、至少含有反應性單體或寡聚物的配向劑、及液晶層，並且將配向劑中所含的反應性單體或寡聚物聚合而製成配向層，液晶層包含如下液晶組成物，該液晶組成物是含有至少一分子中具有包含至少一個氟原子的經鹵素原子進行二取代的苯環的化合物而成。
[發明效果]
本發明的液晶顯示元件發揮顯示殘影少，配向劑中的未反應單體向液晶層中的溶出少的優異效果。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
該說明書中的術語的使用方法如下。本發明的配向劑是含有聚合起始前的反應性單體或寡聚物，且包含使二胺與四羧酸二酐反應而獲得的聚醯亞胺、作為其前驅物的聚醯胺酸及聚醯胺酸衍生物的混合物，配向層是將反應性單體或寡聚物聚合而成，位於液晶顯示元件內而具有分子配向能力的層。有時將本發明的液晶組成物或本發明的液晶顯示元件分別簡稱為「組成物」或「元件」。本發明的液晶層是位於液晶顯示元件內且包含液晶組成物的層。液晶顯示元件是液晶顯示面板、液晶顯示模組、及液晶顯示裝置的總稱。「液晶性化合物」是指具有向列相、層列相等液晶相的化合物或者雖不具有液晶相但作為組成物的成分有用的化合物。該有用的化合物例如含有如1,4-伸環己基(1,4-cyclohexylene)或1,4-伸苯基(1,4-phenylene)等的六員環，且具有棒狀(rodlike)的分子結構。
光學活性化合物及式(1)的化合物以外的可聚合的化合物有時添加於組成物中。即便該些化合物為液晶性化合物，在此亦分類為添加物。有時將選自式(1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物簡稱為「化合物(1)」。「化合物(1)」是指式(1)所表示的一種化合物或兩種以上的化合物。對於其他化學式所表示的化合物亦同樣。「任意的」是表示不僅位置為任意，而且個數亦為任意，但不包括個數為0的情況。
有時將向列相的上限溫度簡稱為「上限溫度」。有時將向列相的下限溫度簡稱為「下限溫度」。「比電阻大」是指組成物在初始階段不僅在室溫下，而且在接近向列相的上限溫度的溫度下亦具有大的比電阻，並且在長時間使用後不僅在室溫下，而且在接近向列相的上限溫度的溫度下亦具有大的比電阻。「電壓保持率大」是指元件在初始階段不僅在室溫下，而且在高溫下亦具有大的電壓保持率，並且在長時間使用後不僅在室溫下，而且在接近向列相的上限溫度的溫度下亦具有大的電壓保持率。對光學各向異性等特性進行說明時，使用利用實例中記載的方法測定而得的值。供給至組成物的第一成分等各成分是一種化合物或兩種以上的化合物。
成分化合物的化學式中，將R1的記號用於多種化合物。該些化合物中的任意兩種化合物中，R1的含義可相同，亦可不同。例如，有化合物(1)的R1為乙基，且化合物(1-1)的R1為乙基的情況。亦有化合物(1)的R1為乙基，且化合物(1-1)的R1為丙基的情況。該規則亦適用於R2、Z1等。
成分化合物的化學式中作為二價基團的Z1、Z2、Z11及Z12並不限定於所記述的定義方向，例如於-CH2O-的情況可為-OCH2-，-COO-可為-OCO-，-CF2O-可為-OCF2-。
成分化合物的化學式中，作為二取代的環的環A至環D、環A11至環A15並不限定為所記述的定義方向，例如於2-氟-1,4-伸苯基的情況可為3-氟-1,4-伸苯基氧基亞甲基。
另外，於成分化合物的化學式中表示結構的重複的j、k、j1、k1、n、m、v、m1為2以上的值的情況，可選擇多個二價基團或二取代的環，該些基團或環可相同亦可不同。
例如化合物(1)中，當j為2時，環A可為兩個2,3-二氟-1,4-伸苯基，或亦可為1,4-伸環己基與2,3-二氟-1,4-伸苯基的組合。Z1亦同樣，例如可選擇單鍵與單鍵，亦可選擇單鍵與-COO-。
本發明為下述項目等。
1.一種液晶顯示元件，其包括至少一塊基板為透明的一對基板，且包括夾持於該一對基板間的透明電極、至少含有反應性單體或寡聚物的配向劑、及液晶層，並且將配向劑中所含的反應性單體或寡聚物聚合而製成配向層，液晶層為含有至少一分子中具有含有至少一個氟原子的經鹵素原子進行二取代的苯環的化合物而成的液晶組成物。
2.如第1項所述之液晶顯示元件，其中一對基板均為透明。
3.如第1項或第2項所述之液晶顯示元件，其中構成液晶層的液晶組成物的液晶分子的配向相對於基板面為垂直配向。
4.如第1項至第3項中任一項所述之液晶顯示元件，其中構成液晶層的液晶組成物的液晶分子的配向相對於基板面為垂直配向，且具有由配向層配向分割的多個畫素。
5.如第1項至第4項中任一項所述之液晶顯示元件，其中配向層是藉由以預定電壓，利用由反應性單體或寡聚物使液晶分子配向，然後照射紫外線進行聚合而形成。
6.如第1項至第5項中任一項所述之液晶顯示元件，其中液晶層含有包含選自介電各向異性為負的液晶化合物所表示的化合物組群中的至少一種化合物而成的液晶組成物。
7.如第6項所述之液晶顯示元件，其中液晶組成物含有選自式(1)所表示的液晶化合物組群中的至少一種液晶化合物作為第一成分：
[化1]
其中，R1及R2獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫經氟取代的碳數2至12的烯基；環A及環B獨立地為1,4-伸環己基、四氫吡喃-2,5-二基(tetrahydropyran-2,5-diyl)、1,3-二噁烷-2,5-二基(1,3-dioxane-2,5-diyl)、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基(2-fluoro-1,4-phenylene)、2,5-二氟-1,4-伸苯基(2,5-difluoro-1,4-phenylene)、2,3-二氟-1,4-伸苯基(2,3-difluoro-1,4-phenylene)、2-氟-3-氯-1,4-伸苯基(2-fluoro-3-chloro-1,4-phenylene)、2,3-二氟-6-甲基-1,4-伸苯基(2,3-difluoro-6-methyl-1,4-phenylene)、2,6-萘二基(2,6-naphthalenediyl)、或7,8-二氟色滿-2,6-二基(7,8-difluorochromane-2,6-diyl)，其中，環A及環B中至少一者為2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氟-3-氯-1,4-伸苯基、2,3-二氟-6-甲基-1,4-伸苯基、或7,8-二氟色滿-2,6-二基；Z1獨立地為單鍵、-(CH2)2-、-CH2O-、-COO-、或-CF2O-；j為1、2、或3。
8.如第7項所述之液晶顯示元件，其中液晶組成物的第一成分是選自式(1-1)至式(1-31)所表示的液晶化合物組群中的至少一種液晶化合物：
[化2]
[化3]
[化4]
其中，R1及R2獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫經氟取代的碳數2至12的烯基；環A1、環A2、環A3、環B1及環B2獨立地為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基；Z11及Z12獨立地為單鍵、-(CH2)2-、-CH2O-、或-COO-。
9.如第8項所述之液晶顯示元件，其中液晶組成物的第一成分是選自式(1-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。
10.如第8項所述之液晶顯示元件，其中液晶組成物的第一成分是選自式(1-2)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。
11.如第8項所述之液晶顯示元件，其中液晶組成物的第一成分是選自式(1-4)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。
12.如第8項所述之液晶顯示元件，其中液晶組成物的第一成分是選自式(1-6)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。
13.如第8項所述之液晶顯示元件，其中液晶組成物的第一成分是選自式(1-7)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。
14.如第8項所述之液晶顯示元件，其中液晶組成物的第一成分是選自式(1-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、及選自式(1-4)所表示的化合物組群中的至少一種化合物的混合物。
15.如第8項所述之液晶顯示元件，其中液晶組成物的第一成分是選自式(1-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、及選自式(1-7)所表示的化合物組群中的至少一種化合物的混合物。
16.如第8項所述之液晶顯示元件，其中液晶組成物的第一成分是選自式(1-2)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、及選自式(1-4)所表示的化合物組群中的至少一種化合物的混合物。
17.如第8項所述之液晶顯示元件，其中液晶組成物的第一成分是選自式(1-2)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、及選自式(1-7)所表示的化合物組群中的至少一種化合物的混合物。
18.如第8項所述之液晶顯示元件，其中液晶組成物的第一成分是選自式(1-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、及選自式(1-12)所表示的化合物組群中的至少一種化合物的混合物。
19.如第7項至第18項中任一項所述之液晶顯示元件，其中液晶組成物更含有式(2)所表示的液晶化合物作為第二成分：
[化5]
其中，R3及R4獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫經氟取代的碳數2至12的烯基；環C及環D獨立地為1,4-伸環己基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷二基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,5-二氟-1,4-伸苯基、或2,6-萘二基；Z2獨立地為單鍵、-(CH2)2-、-CH2O-、-COO-、或-CF2O-；k為1、2、或3。
20.如第19項所述之液晶顯示元件，其中液晶組成物的第二成分是選自式(2-1)至式(2-13)所表示的液晶化合物組群中的至少一種液晶化合物：
[化6]
其中，R3及R4獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫經氟取代的碳數2至12的烯基。
21.如第20項所述之液晶顯示元件，其中液晶組成物的第二成分是選自式(2-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。
22.如第20項所述之液晶顯示元件，其中液晶組成物的第二成分是選自式(2-7)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。
23.如第20項所述之液晶顯示元件，其中液晶組成物的第二成分是選自式(2-8)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。
24.如第20項所述之液晶顯示元件，其中液晶組成物的第二成分是選自式(2-13)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。
25.如第20項所述之液晶顯示元件，其中液晶組成物的第二成分是選自式(2-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、及選自式(2-5)所表示的化合物組群中的至少一種化合物的混合物。
26.如第20項所述之液晶顯示元件，其中液晶組成物的第二成分是選自式(2-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、及選自式(2-7)所表示的化合物組群中的至少一種化合物的混合物。
27.如第19項至第26項中任一項所述之液晶顯示元件，其中液晶組成物的第一成分的比例為20重量百分比(wt%)至80wt%的範圍，且第二成分的比例為20wt%至80wt%的範圍。
28.如第1項至第27項中任一項所述之液晶顯示元件，其中配向劑是於表面表現出各向異性，且藉由光照射而固定化的顯示元件用配向劑，該配向劑含有選自使二胺與四羧酸二酐反應而獲得的聚醯亞胺、作為其前驅物的聚醯胺酸及聚醯胺酸衍生物中的至少一種(固體成分A)與光聚合性單體及/或光聚合性寡聚物(固體成分B)，並且當將配向劑固體成分(固體成分A+固體成分B)設為100wt%時，光聚合性單體及/或光聚合性寡聚物(固體成分B)的含有比例為10wt%以上。
29.如第28項所述之液晶顯示元件，其中光聚合性單體及/或光聚合性寡聚物的含量為20wt%以上。
30.一種配向劑，其用於如第28項所述之液晶顯示元件，該配向劑中，由二胺與四羧酸二酐的組合形成的聚醯亞胺或作為其前驅物的聚醯胺酸是由以下的結構(I)或(II)表示：
其中，n為10以上的整數；R11為二價有機基；R12為四價有機基，該些基團在每個結構單元中可各不相同；R13為一價有機基；R'獨立地為氫或碳數1至4的烷基。
31.如第30項所述之配向劑，其中二胺為選自式(III-1)至式(III-14)所表示的化合物組群中的至少一種二胺、或該(該些)二胺與其他二胺的混合物：
[化8]
其中，m獨立地為1至12的整數；G1獨立地為單鍵、-O-、-S-、-S-S-、-SO2-、-CO-、-CONH-、-NHCO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)m-、-O-(CH2)m-O-、或-S-(CH2)m-S-；G2獨立地為單鍵、-O-、-S-、-CO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或碳數1至3的伸烷基；環己烷環及苯環的任意氫可經氟或-CH3取代，並且，NH2基對環己烷環或苯環的鍵結位置為除G1或G2的鍵結位置以外的任意位置；
[化9]
其中，式(III-8)中，G3為單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-或-(CH2)m-，m為1至12的整數；R14為碳數3至20的烷基、苯基或式(III-8-a)所表示的基團，該烷基中，任意的氫可經氟取代，並且任意的-CH2-可經-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代，該苯基的氫可經-F、-CH3、-OCH3、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3取代；NH2基對苯環的鍵結位置為任意；
[化10]
其中，R15為氫、氟、碳數1至20的烷基、碳數1至20的經氟取代的烷基、碳數1至20的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3；G4、G5及G6為鍵結基團，該些基團獨立地為單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-或碳數1至12的伸烷基；A11、A12及A13為環，該些環獨立地為1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基(pyrimidine-2,5-diyl)、吡啶-2,5-二基(pyridine-2,5-diyl)、萘-1,5-二基、萘-2,6-二基或蒽-9,10-二基(anthracene-9,10-diyl)，所有環中，任意的氫可經氟或-CH3取代；a、b及c獨立地為0至2的整數，該些的合計為1至5，當a、b或c為2時，兩個鍵結基團可相同亦可不同，並且兩個環可相同亦可不同；
[化11]
其中，式(III-9)及式(III-10)中，R18為氫或碳數1至20的烷基，該烷基中的任意-CH2-可經-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代；R19為碳數6至22的烷基；R20為氫或碳數1至22的烷基；G8為-O-或碳數1至6的伸烷基；A14為1,4-伸苯基或1,4-伸環己基；G9為單鍵或碳數1至3的伸烷基；d為0或1；胺基對苯環的鍵結位置為任意；
[化12]
其中，式(III-11)中，R21及R22獨立地為碳數1至3的烷基或苯基；G10為亞甲基、伸苯基或經烷基取代的伸苯基；j1為1至6的整數；k1為1至10的整數；
[化13]
其中，式(III-12)及式(III-13)中，R16獨立地為氫或-CH3；R17獨立地為氫、碳數1至20的烷基、或碳數2至20的烯基；G7獨立地為單鍵、-CO-或-CH2-；式(III-13)中的苯環的一個氫可經碳數1至20的烷基或苯基取代；並且，鍵結位置未固定於構成環的任一碳原子上的基團，其鍵結位置為任意；
[化14]
其中，式(III-14)中，G3a為單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-或-(CH2)m-，m為1至12的整數；R4a為式(III-14-a)至式(III-14-d)中的任一者所表示的基團；
[化15]
32.如第31項所述之配向劑，其中二胺為選自式(III-1)至式(III-11)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。
33.如第31項所述之配向劑，其中二胺為選自式(III-12)至式(III-14)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。
34.如第30項所述之配向劑，其中式(I)或(II)中，四羧酸二酐的殘基是選自下述式(IV-1)至(IV-12)分別所表示的化合物組群中的至少一種四羧酸酸二酐、或該(該些)四羧酸二酐與其他四羧酸二酐的混合物：
[化16]
其中，式(IV-1)中，G11為單鍵、碳數1至12的伸烷基、1,4-伸苯基、或1,4-伸環己基；X1分別獨立地為單鍵或-CH2-；
[化17]
其中，式(IV-2)中，R23、R24、R25、及R26獨立地為氫、甲基、乙基、或苯基；
[化18]
其中，式(IV-3)中，環A15為環己烷環、或苯環；
[化19]
其中，式(IV-4)中，G12為單鍵、-CH2-、-CH2CH2-、-O-、-CO-、-S-、-C(CH3)2-、-SO-或-C(CF3)2-；環A15分別獨立地為環己烷環或苯環；
[化20]
其中，式(IV-5)中，R27為氫、或甲基；
[化21]
其中，式(IV-6)中，X1分別獨立地為單鍵或-CH2-；v為1或2；
[化22]
其中，式(IV-7)中，X1為單鍵或-CH2-；
[化23]
其中，式(IV-8)中，R28為氫、甲基、乙基、或苯基；環A16為環己烷環或環己烯環；
[化24]
其中，式(IV-9)中，w1及w2為0或1；
[化25]
[化26]
其中，式(IV-11)中，環A15分別獨立地為環己烷環或苯環；
[化27]
其中，式(IV-12)中，X2獨立地為碳數2至6的烷基。
35.如第30項所述之配向劑，其中式(I)或式(II)中，四羧酸二酐的殘基是選自以下式(IV-1-1)至(IV-12-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物：
[化28]
36.如第6項至第29項中任一項所述之液晶顯示元件，其中反應性單體是選自式(3)所表示的化合物組群中的至少一種化合物即光聚合性單體：
Ra1-Z-(E-Z)m1-Ra1　(3)
其中，Ra1獨立地為下述式(3-1-1)至(3-1-6)所表示的聚合性基、氫、鹵素、氰基、-CF3、-CF2H、-CFH2、-OCF3、-OCF2H、-N=C=O、-N=C=S或碳數1至20的烷基，該烷基中，任意的-CH2-可經-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代，任意的氫可經鹵素或氰基取代，Ra1中至少一者為式(3-1-1)至(3-1-6)所表示的聚合性基；環E為碳數3至10的飽和或不飽和的獨立環、縮合環、或螺環式的二價基團，該些環中，任意的-CH2-可經-O-取代，任意的-CH=可經-N=取代，任意的氫可經鹵素、氰基、硝基、異氰基、異硫氰基、經碳數1至4的烷基進行1至3取代的矽烷基、碳數1至10的直鏈或分支烷基或者碳數1至10的鹵化烷基取代，該烷基中，任意的-CH2-可經-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-或-C≡C-取代；Z獨立地為單鍵或碳數1至20的伸烷基，該伸烷基中，任意的-CH2-可經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-N(O)=N-或-C≡C-取代，任意的氫可經鹵素取代；m1為1至6的整數；當m1為2至6的整數時，括弧內的多個E-Z可相同亦可不同；
[化29]
其中，Rb為氫、鹵素、-CF3或碳數1至5的烷基。
37.如第36項所述之液晶顯示元件，其中光聚合性單體在式(3)中，Ra1獨立地為丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、丙烯醯胺、或甲基丙烯醯胺。
38.如第6項至第29項、第36項、或第37項中任一項所述之液晶顯示元件，其中配向劑或液晶層更含有起始劑或聚合抑制劑。
39.如第1項至第29項中任一項所述之液晶顯示元件，其中反應性單體或寡聚物為光聚合性單體或寡聚物、或熱聚合性單體或寡聚物。
40.如第36項或第37項所述之液晶顯示元件，其中光聚合性單體或寡聚物是藉由1,000 mJ/cm2～100,000 mJ/cm2的紫外線照射而光聚合化。
41.如第40項所述之液晶顯示元件，其中光聚合性單體或寡聚物在光聚合化之前，藉由100℃～230℃的煅燒溫度，50 wt%以上並不熱聚合而以單體或寡聚物的狀態殘存。
42.如第41項所述之液晶顯示元件，其中煅燒溫度為180℃～230℃。
43.一種液晶組成物，其用於第6項至第27項中任一項所述之液晶顯示元件。
44.一種如第1項至第29項、或第36項至第42項中任一項所述之液晶顯示元件的製造方法。
45.一種液晶組成物的使用，該液晶組成物用於第6項至第27項中任一項所述之液晶顯示元件。
本發明亦包括以下各項。1)使用更含有光學活性化合物的上述組成物的元件；2)使用更含有抗氧化劑、紫外線吸收劑、消泡劑等添加物的上述組成物的元件；3)含有上述組成物的AM元件；4)含有上述組成物，且具有TN、ECB、IPS、或VA模式的元件；5)含有上述組成物的穿透型元件；6)上述元件中作為具有向列相的液晶組成物的使用；7)藉由向上述組成物中添加光學活性化合物而作為光學活性組成物的使用。
如下所述，本發明中使用的液晶組成物是具有向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光學各向異性適當、負的介電各向異性大或正的介電各向異性大、比電阻大、對熱或紫外線的穩定性高、雜質少等特性的組成物，是關於至少兩種特性具有適當平衡的液晶組成物。此外，本發明中使用的反應性單體或寡聚物具有對配向劑的溶解性、使液晶分子配向的高能力。
進而，藉由使用本發明的反應性單體或寡聚物，可廣泛地對應單元製造步驟，另外，由於液晶組成物中未反應的單體或寡聚物等雜質少，故而可進而製造顯示不良少、高品質的液晶顯示元件。
對本發明的元件中使用的組成物依序進行說明。第一，對組成物中的成分化合物的構成進行說明。第二，對成分化合物的主要特性、及該化合物對組成物帶來的主要效果進行說明。第三，對組成物中的成分的組合、成分化合物的較佳比例及其根據進行說明。第四，對成分化合物的較佳形態進行說明。
第五，列出成分化合物的具體例子。第六，對可添加於組成物中的添加物進行說明。第七，對成分化合物的合成法進行說明。最後，對組成物的用途進行說明。
第一，對組成物中的成分化合物的構成進行說明。本發明的組成物被分類為組成物A與組成物B。組成物A可更含有其他液晶性化合物、添加物、雜質等。「其他液晶性化合物」是與化合物(1)、及化合物(2)不同的液晶性化合物。此種化合物是為了進一步調整特性的目的而混合於組成物中。其他液晶性化合物中，氰基化合物就對熱或紫外線的穩定性的觀點而言，較佳為少量。氰基化合物的更佳比例為0 wt%。
添加物為光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、可聚合的化合物、聚合起始劑等。雜質是於成分化合物的合成等步驟中混入的化合物等。即便該化合物為液晶性化合物，此處亦將其分類為雜質。
組成物B實質上僅由化合物(1)、及化合物(2)組成。「實質上」是指除添加物及雜質以外，組成物不含與該些化合物不同的液晶性化合物。組成物B與組成物A相比較，成分數少。就降低成本的觀點而言，組成物B優於組成物A。就可藉由混合其他液晶性化合物來進一步調整物性的觀點而言，組成物A優於組成物B。
第二，對成分化合物的主要特性、及該化合物對組成物的特性帶來的主要效果進行說明。基於本發明的液晶化合物的各特性，將成分化合物的主要特性歸納於表2中。表2的記號中，L是指大或高，M是指中左右的，S是指小或低。記號L、M、S是基於成分化合物之間的定性比較的分類。
當將成分化合物混合於液晶組成物中時，成分化合物對液晶組成物的特性帶來的主要效果如下所述。化合物(1)提高介電各向異性的絕對值，並且降低下限溫度。化合物(2)降低黏度，並且提高上限溫度。
第三，對組成物中的成分的組合、成分化合物的較佳比例及其根據進行說明。組成物中的成分的組合為第一成分、第一成分+第二成分。
為了提高介電各向異性的絕對值，第一成分的較佳比例為20 wt%以上，為了降低下限溫度，第一成分的較佳比例為80 wt%以下。更佳比例為30 wt%至70 wt%的範圍。特佳比例為40 wt%至60 wt%的範圍。
為了降低黏度或者為了提高上限溫度，第二成分的較佳比例為20 wt%以上，為了提高介電各向異性的絕對值，第二成分的較佳比例為80 wt%以下。更佳比例為30 wt%至75 wt%的範圍。特佳比例為40 wt%至70 wt%的範圍。
第四，對成分化合物的較佳形態進行說明。
R1、R2、R3及R4獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫經氟取代的碳數2至12的烯基。為了提高對紫外線或熱的穩定性等，較佳的R1或R2為碳數1至12的烷基，或者為了提高介電各向異性的絕對值，較佳的R1或R2為碳數1至12的烷氧基。為了提高對紫外線或熱的穩定性等，較佳的R3或R4為碳數1至12的烷基，或者為了降低黏度，較佳的R3或R4為碳數2至12的烯基。
較佳的烷基為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、或辛基。為了降低黏度，更佳的烷基為乙基、丙基、丁基、戊基、或庚基。
較佳的烷氧基為甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、或庚氧基。為了降低黏度，更佳的烷氧基為甲氧基或乙氧基。
較佳的烯基為乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基、或5-己烯基。為了降低黏度，更佳的烯基為乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基、或3-戊烯基。該些烯基中的-CH=CH-的較佳立體構型取決於雙鍵的位置。就為了降低黏度等而言，如1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基等的烯基中較佳為反式構型。如2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基等的烯基中較佳為順式構型。該些烯基中，直鏈的烯基優於分支的烯基。
任意的氫經氟取代的烯基的較佳例子為2,2-二氟乙烯基、3,3-二氟-2-丙烯基、4,4-二氟-3-丁烯基、5,5-二氟-4-戊烯基、及6,6-二氟-5-己烯基。為了降低黏度，更佳的例子為2,2-二氟乙烯基、及4,4-二氟-3-丁烯基。
環A及環B獨立地為1,4-伸環己基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,5-二氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氟-3-氯-1,4-伸苯基、2,3-二氟-6-甲基-1,4-伸苯基、2,6-萘二基、7,8-二氟色滿-2,6-二基，其中，環A及環B中至少一者為2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氟-3-氯-1,4-伸苯基、2,3-二氟-6-甲基-1,4-伸苯基、7,8-二氟色滿-2,6-二基，當j為2或3時，任意的兩個環A可相同亦可不同。為了提高介電各向異性，較佳的環A及環B分別為2,3-二氟-1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，為了降低黏度，較佳的環A及環B分別為1,4-伸環己基。
環A1、環A2、環A3、環B1及環B2獨立地為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基。為了降低黏度，較佳的環A1、環A2、環A3、環B1及環B2分別為1,4-伸環己基。
環C及環D獨立地為1,4-伸環己基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷二基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,5-二氟-1,4-伸苯基、或2,6-萘二基，當k為2或3時，任意的兩個環C可相同亦可不同。
為了提高光學各向異性，較佳的環C及環D分別為1,4-伸苯基，為了降低黏度，較佳的環C及環D分別為1,4-伸環己基。
Z1及Z2獨立地為單鍵、-(CH2)2-、-CH2O-、-COO-、-CF2O-，當j為2或3時，任意的兩個Z1可相同亦可不同，當k為2或3時，任意的兩個Z2可相同亦可不同，為了提高介電各向異性，較佳的Z1及Z2為-CH2O-，為了降低黏度，較佳的Z1及Z2為單鍵。
Z11及Z12獨立地為單鍵、-(CH2)2-、-CH2O-、或-COO-。為了提高介電各向異性，較佳的Z11及Z12為-CH2O-，為了降低黏度，較佳的Z11及Z12為單鍵。
j為1、2、或3。為了降低下限溫度，較佳的j為1，為了提高上限溫度，較佳的j為2。k為1、2、或3。為了降低黏度，較佳的k為1，為了提高上限溫度，較佳的k為3。
第五，列出成分化合物的具體例子。下述較佳化合物中，R5及R6分別為具有碳數1至12的直鏈烷基、具有碳數1至12的直鏈烷氧基、或具有碳數2至12的直鏈烯基。R7為具有碳數1至12的直鏈烷基或具有碳數2至12的直鏈烯基。R8為具有碳數1至12的直鏈烷基、具有碳數2至12的直鏈烯基、或具有碳數1至12的直鏈烷氧基。該些化合物中，為了提高上限溫度，與1,4-伸環己基相關的立體構型是反式構型優於順式構型。
較佳的化合物(1)為化合物(1-1-1)至化合物(1-31-1)。
更佳的化合物(1)為化合物(1-1-1)至化合物(1-18-1)、及化合物(1-21-3)。特佳的化合物(1)為化合物(1-1-1)至化合物(1-7-1)、化合物(1-11-1)至化合物(1-17-1)及化合物(1-21-3)。
較佳的化合物(2)為化合物(2-1-1)至化合物(2-13-1)。
更佳的化合物(2)為化合物(2-1-1)至化合物(2-3-1)、化合物(2-5-1)至化合物(2-13-1)。特佳的化合物(2)為化合物(2-1-1)、化合物(2-5-1)、化合物(2-7-1)、化合物(2-8-1)、及化合物(2-13-1)。
[化30]
[化31]
[化32]
[化33]
[化34]
配向劑是於表面表現出各向異性，且藉由光照射而固定化的顯示元件用配向劑，是將含有選自使二胺與四羧酸二酐反應而獲得的聚醯亞胺、作為其前驅物的聚醯胺酸及聚醯胺酸衍生物中的至少一種，與光聚合性單體及/或光聚合性寡聚物的配向劑作為成分而構成。
較佳的二胺的例子為選自式(III-1)至式(III-7)分別所表示的化合物組群中的化合物。並且，可自該些二胺中選擇至少一種來使用，或者亦可將該(該些)二胺與其他二胺(化合物(III-1)至化合物(III-7)以外的二胺)混合而使用。
[化35]
式(III-1)至式(III-7)中，m為1至12的整數；G1獨立地為單鍵、-O-、-S-、-S-S-、-SO2-、-CO-、-CONH-、-NHCO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)m-、-O-(CH2)m-O-、或-S-(CH2)m-S-，m為1至12的整數；G2獨立地為單鍵、-O-、-S-、-CO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或碳數1至3的伸烷基；環己烷環及苯環的任意氫可經氟或-CH3取代；NH2基對環己烷環或苯環的鍵結位置為除G1或G2的鍵結位置以外的任意位置。
以下列出化合物(III-1)至化合物(III-3)的例子。
[化36]
以下列出化合物(III-4)的例子。
[化37]
以下列出化合物(III-5)的例子。
[化38]
[化39]
以下列出化合物(III-6)的例子。
[化40]
以下列出化合物(III-7)的例子。
[化41]
關於化合物(III-1)至化合物(III-7)的上述具體例中，更佳的例子為化合物(III-4-1)至化合物(III-4-5)、化合物(III-5-1)至化合物(III-5-12)、化合物(III-5-26)、化合物(III-5-27)、化合物(III-6-1)、化合物(III-6-2)、化合物(III-6-6)、及化合物(III-7-1)至化合物(III-7-5)，特佳的例子為化合物(III-4-1)、化合物(III-4-2)、及化合物(III-5-1)至化合物(III-5-12)。
本發明中使用化合物(III-1)至化合物(III-7)時，化合物(III-1)至化合物(III-7)相對於所使用二胺的總量的比例是根據所選擇的二胺的結構、及所需電壓保持率及殘留直流電(direct current，DC)減少效果而調整。該較佳比例為20莫耳百分比(mol%)至100 mol%，更佳比例為50 mol%至100 mol%，尤更佳比例為70 mol%至100 mol%。
較佳二胺的另一例子為具有側鏈結構的二胺。該些二胺特別用於VA型液晶顯示元件等要求大預傾角的用途。此外，本說明書中，具有側鏈結構的二胺是指當將連接兩個胺基的鏈作為主鏈時，具有相對於該主鏈而位於側方的取代基的二胺。即，具有側鏈結構的二胺可藉由與四羧酸二酐反應，來提供相對於高分子主鏈而於側方位具有取代基的聚醯胺酸或聚醯亞胺(分支聚醯胺酸或分支聚醯亞胺)。由含有此種聚醯胺酸或聚醯亞胺的配向劑形成的配向層可增大液晶顯示元件中的預傾角。
因此，具有側鏈結構的二胺中的側方取代基可根據所要求的預傾角來適當選擇。例如，較佳為列舉該側方取代基為碳數3以上的基團。具體而言可列舉：
1)可具有取代基的苯基、可具有取代基的環己基、可具有取代基的環己基苯基、可具有取代基的雙(環己基)苯基、或碳數3以上的烷基、烯基或炔基；
2)可具有取代基的苯基氧基、可具有取代基的環己基氧基、可具有取代基的雙(環己基)氧基、可具有取代基的苯基環己基氧基、可具有取代基的環己基苯基氧基、或碳數3以上的烷基氧基、烯基氧基或炔基氧基；
3)苯基羰基、或碳數3以上的烷基羰基、烯基羰基或炔基羰基；
4)苯基羰基氧基、或碳數3以上的烷基羰基氧基、烯基羰基氧基或炔基羰基氧基；
5)可具有取代基的苯基氧基羰基、可具有取代基的環己基氧基羰基、可具有取代基的雙(環己基)氧基羰基、可具有取代基的雙(環己基)苯基氧基羰基、可具有取代基的環己基雙(苯基)氧基羰基、或碳數3以上的烷基氧基羰基、烯基氧基羰基或炔基氧基羰基；
6)苯基胺基羰基、或碳數3以上的烷基胺基羰基、烯基胺基羰基或炔基胺基羰基；
7)碳數3以上的環狀烷基；
8)可具有取代基的環己基烷基、可具有取代基的苯基烷基、可具有取代基的雙(環己基)烷基、可具有取代基的環己基苯基烷基、可具有取代基的雙(環己基)苯基烷基、可具有取代基的苯基烷基氧基、烷基苯基氧基羰基、或烷基聯苯基氧基羰基；
9)可具有取代基的苯環及/或可具有取代基的環己烷環經由單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-或碳數1至3的伸烷基而鍵結所成的具有2個以上環的基團或者具有類固醇骨架的基團等；但並不限定於該些基團。
上述取代基的例子可列舉烷基、經氟取代的烷基、烷氧基、及烷氧基烷基。此外，本說明書中，未特別說明而使用的「烷基」表示可為直鏈烷基及支鏈烷基中的任一者。對於「烯基」及「炔基」亦同樣。
具有側鏈結構的二胺的較佳例子為選自式(III-8)至式(III-10)、式(III-12)及式(III-13)分別所表示的化合物組群中的化合物。
[化42]
式(III-8)中的記號的含義如下所述。G3為單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-或-(CH2)m-，m為1至12的整數。R14為碳數3至20的烷基、苯基、具有類固醇骨架的基團、或下述的式(III-8-a)所表示的基團。該烷基中，任意的氫可經氟取代，並且任意的-CH2-可經-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代。該苯基的氫可經-F、-CH3、-OCH3、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3取代。NH2基對苯環的鍵結位置為任意，但兩個NH2基的鍵結位置關係較佳為間位或對位。即，當將基「R14-G3-」的鍵結位置作為1位時，兩個NH2基較佳為分別鍵結於3位與5位、或2位與5位。
[化43]
式(III-8-a)中的記號的含義如下所述。R15為氫、氟、碳數1至20的烷基、碳數1至20的經氟取代的烷基、碳數1至20的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3；G4、G5及G6為鍵結基團，該些基團獨立地為單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-或碳數1至12的伸烷基；A11、A12及A13為環，該些環獨立地為1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、萘-1,5-二基、萘-2,7-二基或蒽-9,10-二基；所有環中，任意的氫可經氟或-CH3取代；a、b及c獨立地為0至2的整數，該些的合計為1至5；當a、b或c為2時，兩個鍵結基團可相同亦可不同，並且兩個環可相同亦可不同。
[化44]
式(III-9)及式(III-10)中的記號的含義如下所述。R18為氫或碳數1至20的烷基，該烷基中，碳數2至20的烷基中的任意-CH2-可經-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代。R19為碳數6至22的烷基，並且R20為氫或碳數1至22的烷基。G8為-O-或碳數1至6的伸烷基。A14為1,4-伸苯基或1,4-伸環己基，G9為單鍵或碳數1至3的伸烷基，並且d為0或1。NH2基對苯環的鍵結位置為任意，但較佳為相對於G8的鍵結位置而為間位或對位。
[化45]
式(III-12)及式(III-13)中的記號的含義如下所述。R16獨立地為氫或-CH3。R17獨立地為氫、碳數1至20的烷基、或碳數2至20的烯基。G7獨立地為單鍵、-CO-或-CH2-。式(III-13)中的苯環的一個氫可經碳數1至20的烷基或苯基取代。並且，鍵結位置未固定於構成環的任一碳原子上的基團表示該環中的鍵結位置為任意。
較佳為式(III-12)中的兩個基團「NH2-伸苯基-G7-O-」中一者鍵結於類固醇核的3位，另一者鍵結於類固醇核的6位。式(III-13)中的兩個基團「NH2-伸苯基-G7-O-」對苯環的鍵結位置較佳為相對於類固醇核的鍵結位置而分別為間位或對位。式(III-12)及式(III-13)中，NH2基對苯環的鍵結位置較佳為相對於G7的鍵結位置而為間位或對位。
本發明中，當將化合物(III-8)至化合物(III-13)用作二胺原料時，可自該些二胺中選擇至少一種來使用，或者亦可將該(該些)二胺與其他二胺(化合物(III-8)至化合物(III-13)以外的二胺)混合而使用。此時，其他二胺的選擇範圍中亦包括上述化合物(III-1)至化合物(III-7)。
以下列出化合物(III-8)的例子。
[化46]
該些化學式中，R29為碳數3至20的烷基或碳數3至20的烷氧基，較佳為碳數5至20的烷基或碳數5至20的烷氧基。R30為碳數1至18的烷基或碳數1至18的烷氧基，較佳為碳數3至18的烷基或碳數3～18的烷氧基。
[化47]
該些化學式中，R31為碳數4至16的烷基，較佳為碳數6至16的烷基。R32為碳數6至20的烷基，較佳為碳數8至20的烷基。
[化48]
該些化學式中，R33為碳數1至20的烷基、或碳數1至20的烷氧基，較佳為碳數3至20的烷基、或碳數3至20的烷氧基。R34為氫、氟、碳數1至20的烷基、碳數1至20的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3，較佳為碳數3至20的烷基或碳數3至20的烷氧基。並且，G14為碳數1至20的伸烷基。
[化49]
關於化合物(III-8)的上述具體例中，較佳為化合物(III-8-1)至化合物(III-8-11)，更佳為化合物(III-8-2)、化合物(III-8-4)、化合物(III-8-5)、及化合物(III-8-6)。
以下列出化合物(III-12)的例子。
[化50]
以下列出化合物(III-13)的例子。
[化51]
以下列出化合物(III-9)的例子。
[化52]
該些化學式中，R35為氫或碳數1至20的烷基、較佳為氫或碳數1至10的烷基，並且R36為氫或碳數1至10的烷基。
以下列出化合物(III-10)的例子。
[化53]
該些化學式中，R37為碳數6至20的烷基，R38為氫或碳數1至10的烷基。
更詳細而言為以下的二胺。
[化54]
通式(III-10)所表示的特佳二胺可列舉式(III-10-4)、(III-10-6)、(III-10-7)、(III-10-8)、(III-10-15)、(III-10-16)。
本發明中，當使用化合物(III-8)至化合物(III-13)時，化合物(III-8)至化合物(III-13)相對於所使用二胺的總量的比例是根據所選擇的具有側鏈結構的二胺的結構、及所需預傾角來調整。該比例為1 mol%至100 mol%，較佳比例為5 mol%至80 mol%。
本發明中，可使用不為化合物(III-1)至化合物(III-7)，亦不為化合物(III-8)至化合物(III-10)、式(III-12)及式(III-13)的二胺。此種二胺的例子為萘系二胺、具有茀環的二胺、具有矽氧烷鍵的二胺等，亦可列舉化合物(III-8)至化合物(III-13)以外的具有側鏈結構的二胺。
具有矽氧烷鍵的二胺的例子為下述式(III-11)所表示的二胺。
[化55]
其中，R21及R22獨立地為碳數1至3的烷基或苯基，G10為亞甲基、伸苯基或經烷基取代的伸苯基。j1表示1至6的整數，k1表示1至10的整數。
以下列出化合物(III-1)至化合物(III-13)以外的具有側鏈結構的二胺的例子。
[化56]
其中，R39及R40獨立地為碳數3～20的烷基。
本發明中使用的四羧酸二酐可列舉上述通式(IV-1)至(IV-12)所表示的四羧酸二酐。
[化57]
通式(IV-1)中，G11表示單鍵、碳數1至12的伸烷基、1,4-伸苯基環、或1,4-伸環己基環，X1分別獨立地表示單鍵或CH2，例如可列舉下述結構式所表示的四羧酸二酐。
[化58]
[化59]
通式(IV-2)中，R23、R24、R25、及R26表示氫、甲基、乙基、或苯基，可列舉下述結構式所表示的四羧酸二酐。
[化60]
[化61]
通式(IV-3)中，環A15表示環己烷環或苯環，例如可列舉下述結構式所表示的四羧酸二酐。
[化62]
[化63]
通式(IV-4)中，G12表示單鍵、CH2、CH2CH2、O、S、C(CH3)2、SO或C(CF3)2，環A15分別獨立地表示環己烷環或苯環，例如可列舉下述結構式所表示的四羧酸二酐。
[化64]
[化65]
通式(IV-5)中，R27表示氫、或甲基，例如可列舉下述結構式所表示的四羧酸二酐。
[化66]
[化67]
通式(IV-6)中，X1分別獨立地表示單鍵或CH2，v表示1或2，例如可列舉下述結構式所表示的四羧酸二酐。
[化68]
[化69]
通式(IV-7)中，X1表示單鍵或CH2，例如可列舉下述結構式所表示的四羧酸二酐。
[化70]
[化71]
通式(IV-8)中，R28表示氫、甲基、乙基、或苯基，環A16表示環己烷環或環己烯環，例如可列舉下述結構式所表示的四羧酸二酐。
[化72]
[化73]
通式(IV-9)中，w1及w2為0或1。例如可列舉下述結構式所表示的四羧酸二酐。
[化74]
通式(IV-10)為以下的四羧酸二酐。
[化75]
[化76]
通式(IV-11)中，環A15分別獨立地表示環己烷環或苯環。例如可列舉下述結構式所表示的四羧酸二酐。
[化77]
[化78]
通式(IV-12)中，X2表示碳數2至6的伸烷基，例如可列舉下述結構式所表示的四羧酸二酐。
[化79]
較佳的四羧酸二酐可列舉以下結構。
[化80]
本發明中使用的光聚合性單體或寡聚物是通式(3)所表示的至少一種化合物。
Ra1-Z-(E-Z)m1-Ra1　(3)
式(3)中，Ra1獨立地為下述式(3-1-1)至(3-1-6)所表示的聚合性基、氫、鹵素、氰基、-CF3、-CF2H、-CFH2、-OCF3、-OCF2H、-N=C=O、-N=C=S或碳數1至20的烷基，該烷基中，任意的-CH2-可經-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代，任意的氫可經鹵素或氰基取代，Ra1中至少一者為式(3-1-1)至(3-1-6)所表示的聚合性基；環E為碳數3至10的飽和或不飽和獨立環、縮合環、或螺環式二價基團，該些環中，任意的-CH2-可經-O-取代，任意的-CH=可經-N=取代，任意的氫可經鹵素、氰基、硝基、異氰基、異硫氰基、經碳數1至4的烷基進行1至3取代的矽烷基、碳數1至10的直鏈或分支烷基或者碳數1至10的鹵化烷基取代，該烷基中、任意的-CH2-可經-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-或-C≡C-取代；Z獨立地為單鍵或碳數1至20的伸烷基，該伸烷基中，任意的-CH2-可經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-N(O)=N-或-C≡C-取代，任意的氫可經鹵素取代；m1為1至6的整數。
[化81]
式(3-1-1)至(3-1-6)中，Rb為氫、鹵素、-CF3或碳數1至5的烷基。
光聚合性單體或寡聚物的較佳結構可列舉上述式(3)中，Ra1的至少一者由上述式(3-1-1)、(3-1-2)或(3-1-3)中任一者所表示的結構。
上述式(3)中，E為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基(1,4-cyclohexenylene)、1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、四氫萘-2,6-二基、茀-2,7-二基(fluorene-2,7-diyl)、雙環[2.2.2]辛-1,4-二基、雙環[3.1.0]己-3,6-二基所表示的二價基團，該些環中，任意的-CH2-可經-O-取代，任意的-CH=可經-N=取代，任意的氫可經鹵素、氰基、硝基、異氰基、異硫氰基、經碳數1至4的烷基或苯基進行1至3取代的矽烷基、碳數1至10的直鏈或分支烷基或者碳數1至10的鹵化烷基取代，該烷基中，任意的-CH2-可經-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-或-C≡C-取代。
上述式(3)中，E較佳為以下的式(3-2-1)至(3-2-21)。
[化82]
式(3-2-1)至式(3-2-21)中，L表示鹵素原子或碳數1至3的烷基。
光聚合性單體或寡聚物的更佳結構可列舉以下結構。
[化83]
式中，Rc表示氫或甲基，m2表示1至6的整數，m3表示1至6的整數。
光聚合性單體或寡聚物的更佳結構可列舉以下結構。
[化84]
[化85]
[化86]
[化87]
[化88]
光聚合性單體或寡聚物的最佳結構可列舉(3-3-2-3)、(3-3-2-6)、(3-3-3-6)、(3-3-4-6)、(3-3-5-6)及以下結構。
[化89]
聚醯亞胺或聚醯胺酸中所含的光聚合性單體或寡聚物可混合聚醯亞胺或聚醯胺酸的固體成分濃度的0.01 wt%至30 wt%。
為了表現出決定聚合後的液晶的傾斜方向的效果，光聚合性單體或寡聚物較佳為0.01 wt%以上。另外，為了使聚合後的聚合物的配向效果適當，或者在紫外線照射後避免未反應的單體或寡聚物溶出至液晶中，上述光聚合性單體或寡聚物較理想為30 wt%以下。
上述通式(I)或(II)中，可含有以結構單元中的0.05至0.5的比例於R11、R12、或R13上具有利用光而產生自由基的基團的聚醯亞胺或聚醯胺酸。
上述通式(I)或(II)中，較佳為含有以結構單元中的0.05至0.5的比例於R11、R12、或R13上具有包含二苯甲酮(benzophenone)、順丁烯二醯亞胺(maleimide)、肉桂酸酯(cinnamate)骨架的基團的聚醯亞胺或聚醯胺酸。
上述通式(I)或(II)中，R11、R12、或R13可列舉以下的各二價、四價、或一價的基團(VI-1)至(VI-5)、(VII-1)、(VIII-1)至(VIII-2)。
[化90]
式中，R35為氫或碳數1至25的烴基，烴基的任意氫可取代為F，R36為氫、甲基、或苯基，X3、X4為單鍵、-COO-、或-O-，X5為-COO-、或-O-，G13表示碳數2至6的伸烷基。
[化91]
R37為氫、甲基、或苯基。
(VI-1)至(VI-5)、(VII-1)、(VIII-1)至(VIII-2)較佳為列舉以下化合物。
[化92]
上述通式中，R38為氫或碳數1至25的烷基。
上述聚醯亞胺或聚醯胺酸的分子量以例如利用凝膠滲透層析(gel permeation chromatography，GPC)法的聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)計，較佳為10,000～500,000，更佳為20,000～200,000。
上述聚醯亞胺或聚醯胺酸除了使用上述四羧酸二酐與二胺以外，可以與用於形成聚醯亞胺膜的公知聚醯亞胺或聚醯胺酸同樣的方式製造。例如，向具備原料投入口、氮氣導入口、溫度計、攪拌機及冷凝器的反應容器中，加入通式(III-1)至(III-5)所表示的二胺的一種或兩種以上、視情況選自其他二胺中的一種或兩種以上的二胺、進而視需要的單胺的所需量。
接著，投入溶劑(例如作為醯胺系極性溶劑的N-甲基-2-吡咯啶酮(N-methyl-2-pyrrolidone)或二甲基甲醯胺(dimethyl formamide)等)及四羧酸二酐的一種或兩種以上、進而視需要的羧酸酐。此時四羧酸二酐的總加入量較佳為與二胺的總莫耳數大致為等莫耳(莫耳比為0.9至1.1左右)。
光聚合性單體或寡聚物可於混合上述四羧酸二酐與二胺時同時添加，另外，亦可於混合四羧酸二酐與二胺後添加。
上述聚醯亞胺或聚醯胺酸中的通式(I)或(II)所表示的結構可藉由聚合物的結構指定中的通常技術來指定，更具體而言，可藉由紅外線(infrared，IR)或核磁共振(nuclear magnetic resonance，NMR)來指定。
更詳細而言，本發明中的聚醯胺酸或其衍生物可藉由以大量的不良溶劑使其沈澱，藉由過濾等將固體成分與溶劑完全分離，並以IR、NMR進行分析而鑑定。進而，於KOH或NaOH等的強鹼性水溶液中，將固體成分的聚醯胺酸或其衍生物分解後，以有機溶劑萃取，並以氣相層析法(gas chromatography，GC)、高效液相層析法(high performance liquid chromatography，HPLC)或氣相層析-質譜法(gas chromatograph-mass spectrometry，GC-MS)進行分析，藉此可鑑定所使用的單體。
本發明中，配向劑中的包含上述聚醯胺酸或其衍生物的高分子成分的濃度並無特別限定，較佳為0.1 wt%至40 wt%。當將該配向劑塗佈於基板上時，必需進行將為了調整膜厚而含有的高分子成分預先利用溶劑加以稀釋的操作。當必需為了調整膜厚而稀釋配向劑時，就將配向劑的黏度調整為適合於對配向劑容易混合溶劑的黏度的觀點而言，較佳為上述高分子成分的濃度為40 wt%以下。
另外，配向劑中的上述高分子成分的濃度亦有利用配向劑的塗佈方法進行調整的情況。當配向劑的塗佈方法為旋轉器法或印刷法時，為了將膜厚保持良好，通常多將上述高分子成分的濃度設為10 wt%以下。利用其他塗佈方法、例如浸漬法或噴墨法，亦可設為更低的濃度。另一方面，若上述高分子成分的濃度為0.1 wt%以上，則所得配向層的膜厚容易變得最佳。因此，利用通常的旋轉器法或印刷法等時，上述高分子成分的濃度為0.1 wt%以上，較佳為0.5 wt%至10 wt%。然而，根據配向劑的塗佈方法，亦可以更稀薄的濃度使用。
此外，於用於製作配向層的情況，本發明的配向劑的黏度可根據形成該配向劑的膜的手段或方法來決定。例如於使用印刷機形成配向劑的膜的情況，就獲得充分的膜厚的觀點而言，較佳為5 mPa‧s以上，另外，就抑制印刷不均的觀點而言，較佳為100 mPa‧s以下，更佳為10 mPa‧s至80 mPa‧s。於藉由旋轉塗佈來塗佈配向劑而形成配向劑的膜的情況，就相同的觀點而言，較佳為5 mPa‧s至200 mPa‧s，更佳為10 mPa‧s至100 mPa‧s。配向劑的黏度可藉由伴隨利用溶劑的稀釋或攪拌的熟化而減小。
本發明的元件中使用的配向劑可為所謂聚合物摻合物的形態。此種形態的配向劑中，含有作為四羧酸二酐A與二胺A的反應產物的聚醯胺酸或其衍生物A、及作為四羧酸二酐B與二胺B的反應產物的聚醯胺酸或其衍生物B的配向劑中，可列舉二胺A包含通式(III-1)至(III-13)所表示的二胺，且二胺B不包含通式(III-1)至(III-13)所表示的二胺的配向劑。
聚醯胺酸或其衍生物A與上述本發明的元件中使用的聚醯胺酸或其衍生物相同。聚醯胺酸或其衍生物B除了上述二胺中不包含通式(III-1)至(III-13)所表示的二胺以外，即上述二胺使用上述其他的二胺以外，與上述本發明中的聚醯胺酸或其衍生物相同。
四羧酸二酐A及B可使用上述四羧酸。上述二胺A中只要包含通式(III-1)至(III-13)所表示的二胺即可，亦可更包含上述其他二胺。上述二胺B可使用通式(III-1)至(III-13)所表示的二胺以外的上述其他二胺。
本發明的元件中使用的上述配向劑中的聚醯胺酸或其衍生物B的含量若為表現本發明效果的量，則並無特別限定，就兼顧本發明效果的表現及配向性的調整的觀點而言，較佳為相對於配向劑中的聚合物總量為1 wt%至50 wt%，更佳為2 wt%至30 wt%。
本發明的元件中使用的配向層是由上述本發明的配向劑獲得。本發明的配向層可藉由以下步驟獲得：形成本發明的配向劑的塗膜；將該塗膜加熱並煅燒；以及注入液晶而調整液晶顯示元件，然後利用電場在配向劑的液晶界面表現出各向異性，接著藉由光照射而將其固定化。
上述塗膜可藉由以與通常的配向層的製作同樣的方式，於液晶顯示元件中的基板上塗佈本發明的配向劑而形成。上述基板可列舉可設置有氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)電極等電極或彩色濾光片等的玻璃製基板。
將配向劑塗佈於基板上的方法通常已知有旋轉器法、印刷法、浸漬法、滴加法、噴墨法等。該些方法在本發明中亦同樣可應用。
上述塗膜的煅燒可於為了上述聚醯胺酸或其衍生物呈現脫水、閉環反應而必需的條件下進行。上述塗膜的煅燒通常已知有在烘箱或紅外爐中進行加熱處理的方法、在加熱板上進行加熱處理的方法等。該些方法亦同樣可應用於本發明中。通常較佳為於100℃至300℃左右的溫度下進行1分鐘至3小時，更佳為藉由100℃至230℃的煅燒，光聚合性單體或寡聚物的50 wt%以上並不熱聚合而以光聚合性單體或寡聚物的狀態殘存，尤佳為藉由180℃至230℃的煅燒，光聚合性單體或寡聚物的50 wt%以上並不熱聚合而以光聚合性單體或寡聚物的狀態殘存。
本發明的配向層適宜利用更包括上述步驟以外的其他步驟的方法而獲得。此種其他步驟可列舉使上述塗膜乾燥的步驟、或將膜以清洗液清洗的步驟等。
上述乾燥步驟與上述煅燒步驟同樣地，通常已知有在烘箱或紅外爐中進行加熱處理的方法、在加熱板上進行加熱處理的方法等。該些方法亦同樣可應用於上述乾燥步驟中。乾燥步驟較佳為於溶劑可蒸發的範圍內的溫度下實施，更佳為於相對於上述煅燒步驟中的溫度為比較低的溫度下實施。
配向層的利用清洗液的清洗方法可列舉刷洗、噴霧、蒸氣清洗或超音波清洗等。該些方法可單獨進行，亦可併用。清洗液可使用純水或甲醇、乙醇、異丙醇等各種醇類，苯、甲苯、二甲苯等芳香族烴類，二氯甲烷等鹵素系溶劑，丙酮、甲基乙基酮等酮類，但並不限定於該些清洗液。當然，該些清洗液是使用經充分純化的雜質少的清洗液。此種清洗方法亦可應用於本發明的配向層的形成中的上述清洗步驟。
本發明的配向層的膜厚並無特別限定，較佳為10 nm至300 nm，更佳為30 nm至150 nm。本發明的配向層的膜厚可利用輪廓儀(profilometer)或橢圓偏光計(ellipsometer)等公知的膜厚測定裝置來測定。
本發明的液晶顯示元件具有：一對基板、含有液晶分子且形成於上述一對基板之間的液晶層、對液晶層施加電壓的電極、及使上述液晶分子配向為預定方向的配向層。上述配向層是使用上述本發明的配向層。
上述基板可使用本發明的配向層中所述的上述玻璃製基板，上述電極可使用如本發明的配向層中所述形成為玻璃製基板的ITO電極。
上述液晶層是利用如下液晶組成物形成，該液晶組成物密封於以上述一對基板的其中一塊基板的形成有配向層的面朝向另一塊基板的方式而相對向的一對基板間的間隙中。
本發明的液晶顯示元件是藉由如下方式而獲得：在一對基板的至少一塊上形成本發明的配向層，使所得的一對基板以配向層朝內且經由分隔件而相對向，然後向基板間形成的間隙中注入液晶組成物，形成液晶層。製造本發明的液晶顯示元件時，亦可視需要包括在基板上貼附偏光膜等的進一步的步驟。
當使光聚合性單體或寡聚物聚合時，通常使用紫外線或可見光線。用於光照射的光的波長為150 nm至500 nm，較佳為250 nm至450 nm，更佳為300 nm至400 nm的範圍。光照射的光源例如可列舉：低壓水銀燈(滅菌燈、螢光化學燈、黑光燈)、高壓放電燈(高壓水銀燈、金屬鹵化物燈)及短弧放電燈(超高壓水銀燈、氙氣燈、水銀氙氣燈)等。
該些光源中，較佳為金屬鹵化物燈、氙氣燈及高壓水銀燈。
來自上述光源的光可藉由設置過濾器等，僅通過特定的波長區域，而選擇照射光源的波長區域。由光源照射的光量為1,000 mJ/cm2至100,000 mJ/cm2，較佳為2,000 mJ/cm2至50,000 mJ/cm2，更佳為5,000 mJ/cm2至30,000 mJ/cm2的範圍。
本發明的液晶顯示元件可形成各種電場方式用的液晶顯示元件。
此種電場方式用的液晶顯示元件中可列舉：相對於基板的表面在水平方向，電極對液晶層施加電壓的橫電場方式用的液晶顯示元件；或相對於基板的表面在垂直方向，電極對液晶層施加電壓的縱電場方式用的液晶顯示元件。
橫電場方式用的液晶顯示元件由於可不表現出比較大的預傾角，故而適宜使用由不含具有側鏈的二胺的二胺所獲得的本發明配向劑的配向層。
縱電場方式用的液晶顯示元件由於必需表現出比較大的預傾角，故而適宜使用由含有具有側鏈的二胺的二胺所獲得或者由上述二胺B中含有具有側鏈的二胺的本發明配向劑的配向層。
如上所述，以本發明的配向劑為原料來製作的配向層可藉由適當選擇作為該原料的聚合物，而應用於各種顯示驅動方式的液晶顯示元件。
第六，對可混合的添加物進行說明。首先對可混合於液晶組成物中的添加物進行說明。此種添加物是光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、聚合起始劑、聚合抑制劑等。為了引起液晶的螺旋結構而賦予扭轉角的目的，將光學活性化合物混合於組成物中。此種化合物的例子為化合物(4-1)至化合物(4-4)。光學活性化合物的較佳比例為5 wt%以下。更佳比例為0.01 wt%至2 wt%的範圍。
[化93]
為了防止由大氣中的加熱引起的比電阻降低，或者為了在長時間使用元件後，不僅於室溫下而且於高溫下亦維持大的電壓保持率，故而將抗氧化劑混合於液晶組成物中。
[化94]
抗氧化劑的較佳例子是w為1至9的整數的化合物(5)等。化合物(5)中，較佳的w為1、3、5、7、或9。更佳的w為1或7。w為1的化合物(5)由於揮發性大，故而在防止由大氣中的加熱引起的比電阻降低時有效。w為7的化合物(5)由於揮發性小，故而對於在長時間使用元件後，不僅在室溫下而且在高溫下亦維持大的電壓保持率而言有效。為了獲得上述效果，抗氧化劑的較佳比例為50 ppm以上，為了不降低上限溫度或者不提高下限溫度，抗氧化劑的較佳比例為600 ppm以下。更佳比例為100 ppm至300 ppm的範圍。
紫外線吸收劑的較佳例子為二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、三唑衍生物等。另外如具有立體阻礙的胺那樣的光穩定劑亦較佳。為了獲得上述效果，該些吸收劑或穩定劑的較佳比例為50 ppm以上，為了不降低上限溫度或者不提高下限溫度，該些吸收劑或穩定劑的較佳比例為10000 ppm以下。更佳比例為100 ppm至10000 ppm的範圍。
為了適合於賓主(Guest Host，GH)模式的元件，將如偶氮(azo)系色素、蒽醌(anthraquinone)系色素等二色性色素(dichroic dye)混合於組成物中。色素的較佳比例為0.01 wt%至10 wt%的範圍。
為了防止起泡，將二甲基矽油(dimethyl silicone oil)、甲基苯基矽油(methyl phenyl silicone oil)等消泡劑混合於組成物中。為了獲得上述效果，消泡劑的較佳比例為1 ppm以上，為了防止顯示不良，消泡劑的較佳比例為1000 ppm以下。更佳比例為1 ppm至500 ppm的範圍。
對於容易產生自由基或離子，引發鏈聚合反應而言必需的物質，混合聚合起始劑。例如光聚合起始劑Irgacure 651(註冊商標)、Irgacure 184(註冊商標)、或Darocure 1173(註冊商標)(Ciba Japan K.K.)適合於自由基聚合。可聚合的化合物較佳為以0.1 wt%至5 wt%的範圍含有光聚合起始劑。特佳為以1 wt%至3 wt%的範圍含有光聚合起始劑。
自由基聚合系統中，由聚合起始劑或者單體產生的自由基快速反應而變化為穩定的自由基或中性的化合物，其結果，為了使聚合反應停止而混合聚合抑制劑。聚合抑制劑在結構上分類為若干種。其中之一為如三-對硝基苯基甲基、二-對氟苯基胺等的其自身穩定的自由基，另一種為與聚合系統中存在的自由基容易反應而變化為穩定的自由基的聚合抑制劑，其代表為硝基、亞硝基、胺基、多羥基化合物等。後者的代表可列舉對苯二酚(hydroquinone)、二甲氧基苯等。為了獲得上述效果，聚合抑制劑的較佳比例為5 ppm以上，為了防止顯示不良，聚合抑制劑的較佳比例為1000 ppm以下。更佳比例為5 ppm至500 ppm的範圍。
繼而，對可混合於配向劑中的添加物進行說明。本發明的配向劑可更含有上述聚醯亞胺或聚醯胺酸及光聚合性單體或寡聚物以外的其他成分。其他成分可為一種，亦可為兩種以上。
例如，上述聚醯亞胺或聚醯胺酸及光聚合性單體或寡聚物中可添加聚合起始劑或聚合抑制劑。
聚合起始劑未必需要添加，但藉由添加聚合起始劑，可快速進行聚合。
聚合起始劑並無特別限定，可使用公知的聚合起始劑，例如可列舉：4-甲氧基苯基-2,4-雙(三氯甲基)三嗪(4-methoxyphenyl-2,4-bis(trichloromethyl)triazine)、2-(4-丁氧基苯乙烯基)-5-三氯甲基-1,3,4-噁二唑(2-(4-butoxystyryl)-5-trichloromethyl-1,3,4-oxadiazole)、9-苯基吖啶(9-phenylacridine)、9,10-苯并吩嗪(9,10-benzphenazine)、二苯甲酮/米其勒酮(benzophenone/Michler's ketone)混合物、六芳基雙咪唑/巰基苯幷咪唑(hexaarylbiimidazole/mercaptobenzimidazole)混合物、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙-1-酮(1-(4-isopropylphenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-1-one)、苯偶醯二甲基縮酮(benzil dimethyl ketal)、2-甲基-1-[4-(甲基硫基)苯基]-2-嗎啉基丙-1-酮(2-methyl-l-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one)、2,4-二乙基氧雜蒽酮/對二甲基胺基苯甲酸甲酯(2,4-diethyl xanthone/p-dimethylamino benzoic acid methyl)混合物、二苯甲酮/甲基三乙醇胺混合物(benzophenone/methyl triethanolamine)等。市售的聚合起始劑例如可列舉Ciba Specialty(股)製造的「Darocure Series 1173、4265」、「Irgacure Seriesl 84、369、500、651、784、819、907、1300、1700、1800、1850、2959」等，可單獨使用，亦可適當混合使用。
另外，聚合起始劑的添加量較理想為相對於光聚合性單體或寡聚物為10 wt%以下。若添加多於10 wt%的聚合起始劑，則有聚合起始劑作為雜質發揮作用，導致顯示元件的顯示品質下降的情況。
聚合抑制劑亦未必需要添加，但由於上述光聚合性單體或寡聚物具有高聚合性，故而為了使操作變得容易，亦可添加聚合抑制劑。
此種穩定劑可無限制地使用公知的穩定劑，例如可列舉對苯二酚、4-乙氧基苯酚及3,5-二-第三丁基-4-羥基甲苯(3,5-di-t-butyl-4-hydroxy toluene，BHT)等，可單獨使用，亦可適當混合使用。
另外，聚合抑制劑的添加量較理想為相對於光聚合性單體或寡聚物為10 wt%以下。當添加超過10 wt%的聚合抑制劑時，有聚合抑制劑作為雜質而發揮作用的情況。
另外，例如，就例如提高配向層的耐久性的觀點而言，本發明的元件中使用的配向劑亦可更含有環氧化合物。上述環氧化合物只要具有環氧基，則無特別限定，較佳為具有兩個以上環氧乙烷(oxirane)的化合物。上述環氧化合物可為一種化合物，亦可為兩種以上的化合物。
本發明中，配向劑中的上述環氧化合物的含量並無特別限定，就在由配向劑形成的配向層中使耐久性良好的觀點而言，上述環氧化合物的含量較佳為相對於配向劑為0.1 wt%～40 wt%，更佳為0.2 wt%至30 wt%。
上述環氧化合物例如可列舉：雙酚A(bisphenol A)型環氧樹脂，縮水甘油酯(glycidyl ester)型環氧樹脂，脂環式環氧樹脂，具有環氧乙烷的單體的聚合物、及具有環氧乙烷的單體與其他單體的共聚物，下述結構式(E1)至(E3)、(E5)所表示的化合物、及下述通式(E4)所表示的化合物等。
[化95]
通式(E4)中，n表示0至10的整數。
更具體而言，上述環氧樹脂可列舉：商品名「Epikote 807」、「Epikote 815」、「Epikote 825」、「Epikote 827」。
通式(E4)所表示的化合物可列舉：商品名「Epikote 828」、「Epikote 190P」、「Epikote 191P」、商品名「Epikote 1004」、「Epikote 1256」(以上由Japan Epoxy Resin(股)製造)、商品名「Araldite CY177」。
結構式(E1)所表示的化合物可列舉商品名「Araldite CY184」(Ciba Japan(股)製造)。
結構式(E2)所表示的化合物可列舉商品名「Celloxide 2021P」、「EHPE-3150」(Daicel化學工業(股)製造)。
結構式(E3)所表示的化合物可列舉商品名「Tecmoa VG3101L」(三井化學(股)製造)。
結構式(E5)所表示的化合物可列舉「4,4'-亞甲基雙(N,N-二縮水甘油基苯胺)」(Sigma Aldrich公司製造)。
該些化合物中，就使配向層的透明性及平坦性良好的觀點而言，較佳為上述環氧化合物包含：通式(E4)所表示的化合物(n=0至4的化合物的混合物)「Epikote 828」、結構式(E1)所表示的化合物「Araldite CY184」(日本Ciba-Geigy(股)製造)、結構式(E2)所表示的化合物即商品名「Celloxide 2021P」(Daicel化學工業(股)製造)、結構式(E3)所表示的化合物即商品名「Tecmoa VG3101L」(三井化學(股)製造)、及結構式(E5)所表示的化合物「4,4'-亞甲基雙(N,N-二縮水甘油基苯胺)」(Sigma Aldrich公司製造)。
另外，例如就使對基板的密著性良好的觀點而言，本發明的配向劑可更含有矽烷偶合劑、鈦系偶合劑、及胺基矽化合物等偶合劑。上述偶合劑可為一種化合物，亦可為兩種以上的化合物。
上述胺基矽化合物可列舉：對胺基苯基三甲氧基矽烷、對胺基苯基三乙氧基矽烷、間胺基苯基三甲氧基矽烷、間胺基苯基三乙氧基矽烷、胺基丙基三甲氧基矽烷、胺基丙基三乙氧基矽烷等。
上述偶合劑的含有率在配向劑中較佳為0.01 wt%至6 wt%。
另外，例如，本發明的配向劑亦可於不損及本發明特性的範圍(較佳為上述聚醯胺酸或其衍生物的20 wt%以內)內更含有聚酯、丙烯酸聚合物、丙烯酸酯聚合物等聚合物成分。
此外，例如，本發明的配向劑亦可於不損及本發明目的的範圍內，更含有作為二羧酸或其衍生物與二胺的反應產物的聚醯胺，或作為四羧酸二酐、二羧酸或其衍生物與二胺的反應產物的聚醯胺醯亞胺等的其他聚合物成分。
另外，例如，就提高配向劑的塗佈性的觀點而言，本發明的配向劑可更包含符合該目的的界面活性劑，就提高配向劑的抗靜電性的觀點而言，本發明的配向劑可更包含抗靜電劑。
另外，例如，就調整配向劑的塗佈性或上述聚醯胺酸或其衍生物的濃度的觀點而言，本發明的配向劑可更含有溶劑。上述溶劑只要是具有溶解高分子成分的能力的溶劑，則可無特別限制地應用。上述溶劑廣泛包含聚醯胺酸、可溶性聚醯亞胺等高分子成分的製造步驟或用途方面通常使用的溶劑，可根據使用目的來適當選擇。上述溶劑可為一種，亦可為兩種以上的混合溶劑。
上述溶劑可列舉上述聚醯胺酸或其衍生物的親溶劑、或目的為改善塗佈性的其他溶劑。
對上述聚醯胺酸或其衍生物為親溶劑的非質子性極性有機溶劑可列舉：N-甲基-2-吡咯啶酮、二甲基咪唑啶酮(dimethyl imidazolidinone)、N-甲基己內醯胺(N-methyl caprolactam)、N-甲基丙醯胺(N-methyl propionamide)、N,N-二甲基乙醯胺(N,N-dimethyl acetamid)、二甲基亞碸(dimethyl sulfoxide)、N,N-二甲基甲醯胺(N,N-dimethyl formamide)、N,N-二乙基甲醯胺(N,N-diethyl formamide)、二乙基乙醯胺(diethyl acetamide)、γ-丁內酯(γ-butyrolactone)等內酯。
上述目的為改善塗佈性的其他溶劑的例子可列舉：乳酸烷基酯、3-甲基-3-甲氧基丁醇、四氫萘(tetralin)、異佛爾酮(isophorone)、乙二醇單丁醚等乙二醇單烷基醚、二乙二醇單乙醚等二乙二醇單烷基醚、乙二醇單烷基或苯基乙酸酯、三乙二醇單烷基醚、丙二醇單丁基醚等丙二醇單烷基醚、丙二酸二乙酯等丙二酸二烷基酯、二丙二醇單甲醚等二丙二醇單烷基醚、該些乙酸酯類等酯化合物。
該些其他溶劑中，特佳為將N-甲基-2-吡咯啶酮、二甲基咪唑啶酮、γ-丁內酯、乙二醇單丁醚、二乙二醇單乙醚、丙二醇單丁醚及二丙二醇單甲醚等用於上述溶劑。
第七，對成分化合物的合成法進行說明。
對液晶性化合物的合成法進行說明。該些化合物可利用已知方法來合成。
以下例示合成法。化合物(1-1-1)、化合物(1-2-1)及化合物(1-4-1)是利用日本專利特表平2-503441號公報中揭示的方法來合成。化合物(2-1-1)是利用日本專利特開昭59-70624號公報中揭示的方法來合成。化合物(2-6-1)是利用日本專利特開昭59-176221號公報中揭示的方法來合成。抗氧化劑有市售。式(5)的w為1的化合物是自Sigma-Aldrich Corporation獲得。w為7的化合物(5)等是利用美國專利3660505號說明書中揭示的方法來合成。
未揭示合成法的化合物可利用有機合成(Organic Syntheses,John Wiley & Sons,Inc)、有機反應(Organic Reactions,John Wiley & Sons,Inc)、綜合有機合成(Comprehensive Organic Synthesis,Pergamon Press)、新實驗化學講座(丸善)等成書中揭示的方法來合成。組成物是利用公知方法由如此獲得的化合物來製備。例如，將成分化合物混合，然後藉由加熱而使其相互溶解。
反應性單體或寡聚物是藉由在施加電壓的狀態下於配向層中使配向劑聚合而聚合或交聯。較佳的聚合方法例如為熱、或光聚合，較佳為光聚合。若有必要，亦可向其中添加一種以上的聚合起始劑。聚合條件及起始劑的適當種類已為熟習此技藝者所公知。
本發明的反應性單體或寡聚物在並不特別使用起始劑而快速反應的方面優異。藉此，可減少由系統中殘存的光起始劑或其殘渣所引起的顯示不良以及達成製品壽命的長期化。
本發明的反應性單體或寡聚物可單獨使用，亦可與其他反應性單體或寡聚物混合使用。可併用的反應性單體或寡聚物可列舉市售或公知的單體，例如日本專利特開2004-123829號公報等所揭示的適合於液晶顯示元件的現有單官能或多官能液晶性單體等。
本發明的液晶顯示元件是如下的液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置具有包括透明電極及使液晶分子配向的配向層的兩塊基板，且該配向層是經過如下步驟而形成：於該些基板與液晶層之間配置含有反應性單體或寡聚物的配向劑，一邊對該些基板的相對的透明電極之間施加電壓，一邊使反應性單體或寡聚物聚合。
本發明的液晶顯示元件中，適合於VA型顯示元件，該VA元件中，設置於上下一對基板上的各透明電極分別具有不連續部分及連續部分，其中一透明電極的不連續部分與另一透明電極的連續部分相對向，並且在該對向部分，液晶層被劃分而形成為多個畫素；特佳為用於使用狹縫型電極的VA元件。
本發明中適合且較佳的元件的結構當然可應用於例如上述先前技術中所列舉的元件結構，但本發明並不受該些結構的限制，可應用於各種VA型顯示元件。
最後，對組成物的用途進行說明。大部分的組成物具有-10℃以下的下限溫度、70℃以上的上限溫度、以及0.07至0.20範圍的光學各向異性。含有該組成物的元件具有大的電壓保持率。該組成物適用於AM元件。該組成物特別適用於穿透型AM元件。藉由控制成分化合物的比例，或藉由混合其他的液晶性化合物，亦可製備具有0.08至0.25範圍的光學各向異性的組成物。該組成物可用作具有向列相的組成物，且可藉由添加光學活性化合物而用作光學活性組成物。
該組成物可用於AM元件。進而亦可用於PM元件。
該組成物可用於具有PC、TN、ECB、IPS、VA等模式的AM元件及PM元件。該些元件可為反射型、穿透型或半穿透型。較佳為用於穿透型元件。亦可用於非晶矽-TFT元件或多晶矽-TFT元件。
[實例]
以下，利用實例，對本發明進行更詳細的說明，但本發明並不受該些實例的限制。此外，只要無特別說明，則「%」是指「wt%」。
藉由合成所得的化合物是利用質子核磁共振分光法(1H-Nuclear Magnetic Resonance，1H-NMR)、高效液相層析法(High Performance Liquid Chromatography，HPLC)、紫外/可見分光度法(Ultraviolet/Visible spectrophotometer，UV/Vis)等來鑑定。化合物的熔點是藉由示差掃描熱量測定(Differential Scanning Calorimeter，DSC)來決定。另外，液晶組成物中的特定物質的組成比是藉由紅外線(infrared，IR)測定來求出。
首先，對各分析方法進行說明。
1H-NMR分析：測定裝置是使用DRX-500(Bruker BioSpin製造)。測定是將實例等中製造的樣品溶解於CDCl3等可溶解樣品的氘化溶劑中，於室溫下以500 MHz、積算次數24次等的條件進行。此外，於所獲得的核磁共振波譜的說明中，s表示單重峰(singlet)，d表示雙重峰(doublet)，t表示三重峰(triplet)，q表示四重峰(quartet)，m表示多重峰(multiplet)。另外，化學位移δ值的零點的基準物質是使用四甲基矽烷(tetramethyl silane，TMS)。
HPLC分析：測定裝置是使用島津製作所製造的Prominence(LC-20AD，SPD-20A)。管柱是使用YMC製造的YMC-Pack ODS-A(長度150 mm、內徑4.6 mm、粒徑5 μm)。溶出液是使用乙腈/水(體積比：80/20)，流速是調整為1 mL/min。檢測器適宜使用UV檢測器、RI檢測器、CORONA檢測器等。於使用UV檢測器的情況，檢測波長設為254 nm。
試料是溶解於乙腈中，製備成0.1 wt%的溶液，將所得溶液1 μL導入至試料室中。
記錄計是使用島津製作所製造的C-R7Aplus。所獲得的層析圖中顯示與成分化合物相對應的峰值的保持時間及波峰的面積值。
由HPLC獲得的層析圖中的波峰的面積比相當於成分化合物的比例。通常，分析樣品的成分化合物的重量百分比並非與分析樣品的各波峰的面積百分比完全相同，本發明中於使用上述管柱的情況，由於實質上修正係數為1，故而分析樣品中的成分化合物的重量百分比與分析樣品中的各波峰的面積百分比大致對應。其原因在於，成分的液晶性化合物的修正係數並無大的差異。為了利用層析圖來更正確地求出液晶組成物中的液晶性化合物的組成比，而使用層析圖的內部標準法。對經正確稱量一定量的各液晶性化合物成分(被檢成分)與成為基準的液晶性化合物(基準物質)同時利用HPLC進行測定，預先算出所得被檢成分的波峰與基準物質的波峰的面積比的相對強度。使用各成分相對於基準物質的波峰面積的相對強度加以修正，則可根據層析圖來正確地求出液晶組成物中的液晶性化合物的組成比。
UV/Vis分析：測定裝置是使用島津製作所製造的PharmaSpec UV-1700。檢測波長設為190 nm至700 nm。
試料是溶解於乙腈中，製備成0.01 mmol/L的溶液，然後加入至石英槽(光程長1 cm)中進行測定。
DSC測定：使用Perkin Elmer公司製造的掃描熱析儀DSC-7系統、或Diamond DSC系統，以3℃/min的速度升溫降溫，然後藉由外推求出試料的伴隨相變的吸熱波峰、或發熱波峰的起始點(on set)，決定熔點。
IR測定：測定裝置是使用Thermo Fisher Scientific公司製造的Nicolet 6700FT-IR，併用作為顯微IR系統的Nicolet Continuμm紅外顯微鏡。檢測波數設為750 cm-1至4000 cm-1。
根據所得被檢成分的峰值位置可知有無特定物質。預先算出被檢成分的峰值與基準物質的峰值下的吸光度的相對強度。若使用各成分相對於基準物質的吸光度的相對強度加以修正，則可正確地求出液晶組成物中的特定物質的組成比。
接著，對各特性值的測定方法進行說明。
為了評價組成物及組成物中所含的化合物的特性，而以組成物及該化合物為測定目標物。當測定目標物為組成物時，將其直接作為試料進行測定，記載所得的值。當測定目標物為化合物時，藉由將該化合物(15 wt%)混合於母液晶(85 wt%)中來製備測定用試料。根據藉由測定所獲得的值，利用外推法算出化合物的特性值。(外推值)={(測定用試料的測定值)-0.85×(母液晶的測定值)}/0.15。當在該比例下層列相(或結晶)於25℃下析出時，將化合物與母液晶的比例依序變更為10 wt%：90 wt%、5 wt%：95 wt%、1 wt%：99 wt%。藉由該外推法求出與化合物相關的上限溫度、光學各向異性、黏度及介電各向異性的值。
母液晶的組成如下所述。
[化96]
特性值的測定是依據下述方法。該些方法多為日本電子機械工業會規格(Standard of Electric Industries Association of Japan)EIAJ‧ED-2521A中記載的方法、或將其修飾而成的方法。
向列相的上限溫度(NI，℃)：於具備偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板上放置試料，以1℃/min的速度加熱。測定試料的一部分由向列相轉變為各向同性液體時的溫度。
向列相的下限溫度(TC，℃)：將具有向列相的試料放入玻璃瓶中，於0℃、-10℃、-20℃、-30℃、及-40℃的冷凍器中保管10日後，觀察液晶相。例如，當試料於-20℃下為向列相的狀態，而於-30℃下轉變為結晶或層列相時，將TC記為≦-20℃。
黏度(η，於20℃下測定，mPa‧s)：測定時使用E型旋轉黏度計。
光學各向異性(折射率各向異性，Δn，於25℃下測定)：測定是使用波長589 nm的光，利用目鏡上安裝有偏光板的阿貝折射計而進行。將主稜鏡的表面向一個方向摩擦後，將試料滴加於主稜鏡上。折射率n∥是於偏光的方向與摩擦的方向平行時測定。折射率n⊥是於偏光的方向與摩擦的方向垂直時測定。光學各向異性的值是由Δn=n∥-n⊥的式子計算出。
介電各向異性(Δε，於25℃下測定)：介電各向異性的值是由Δε=ε∥-ε⊥的式子計算出。介電常數(ε∥及ε⊥)是以如下方式測定。
1)介電常數(ε∥)的測定：於經充分清洗的玻璃基板上塗佈十八烷基三乙氧基矽烷(0.16 mL)的乙醇(20 mL)溶液。以旋轉器使玻璃基板旋轉後，於150℃下加熱1小時。於兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為4 μm的VA元件中放入試料，然後將該元件利用以紫外線硬化之接著劑加以密封。
對該元件施加正弦波(0.5 V，1 kHz)，2秒後測定液晶分子的長軸方向的介電常數(ε∥)。
2)介電常數(ε⊥)的測定：於經充分清洗的玻璃基板上塗佈聚醯亞胺溶液。將該玻璃基板煅燒後，對所得的配向膜進行摩擦處理。於兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為9 μm且扭轉角為80度的TN元件中放入試料。對該元件施加正弦波(0.5 V，1 kHz)，2秒後測定液晶分子的短軸方向的介電常數(ε⊥)。
臨界電壓(Vth，於25℃下測定，V)：測定時使用大塚電子股份有限公司製造的LCD5100型亮度計。光源為鹵素燈。對本案實例中記載的VA元件施加的電壓(60 Hz，矩形波)是以0.02 V為單位自0 V階段性地增加至10 V。此時，自垂直方向對元件照射光，測定穿透元件的光量。製成當該光量達到最大時穿透率為100%，且當該光量為最小時穿透率為0%的電壓-穿透率曲線。臨界電壓是穿透率達到10%時的電壓。
電壓保持率(VHR-1，25℃，%)：測定時使用的TN元件具有聚醯亞胺配向膜，並且兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為5 μm。該元件在加入試料後，利用以紫外線硬化的接著劑加以密封。對該TN元件施加脈衝電壓(5 V，60微秒)進行充電。利用高速電壓計在16.7 ms之間測定所衰減的電壓，求出單元週期中的電壓曲線與橫軸之間的面積A。面積B為未衰減時的面積。電壓保持率為面積A相對於面積B的百分率。
電壓保持率(VHR-2，80℃，%)：測定時使用的TN元件具有聚醯亞胺配向膜，並且兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為5 μm。該元件在加入試料後，利用以紫外線硬化的接著劑加以密封。對該TN元件施加脈衝電壓(5 V，60微秒)進行充電。利用高速電壓計在16.7 ms之間測定所衰減的電壓，求出單元週期中的電壓曲線與橫軸之間的面積A。面積B為未衰減時的面積。電壓保持率是面積A相對於面積B的百分率。
電壓保持率(VHR-3，25℃，%)：照射紫外線後，測定電壓保持率，評價對紫外線的穩定性。具有較大VHR-3的組成物對紫外線具有較大的穩定性。測定時使用的TN元件具有聚醯亞胺配向膜，並且單元間隙為5 μm。於該元件中注入試料，照射光20分鐘。光源為超高壓水銀燈USH-500D(Ushio電機製造)，元件與光源的間隔為20 cm。測定VHR-3時是在16.7 ms之間測定所衰減的電壓。VHR-3較佳為90%以上，更佳為95%以上。
電壓保持率(VHR-4，25℃，%)：將注入有試料的TN元件在80℃的恆溫槽內加熱500小時，然後測定電壓保持率，評價對熱的穩定性。具有較大VHR-4的組成物對熱具有較大穩定性。測定VHR-4時是在16.7 ms之間測定所衰減的電壓。
響應時間(τ，於25℃下測定，ms)：測定時使用大塚電子股份有限公司製造的LCD5100型亮度計。光源為鹵素燈。低通濾波器(Low-pass filter)設定為5 kHz。製作本案實例中記載的VA元件。對該元件施加矩形波(60 Hz，10 V，0.5秒)。此時，自垂直方向對元件照射光，測定穿透元件的光量。當該光量達到最大時穿透率為100%，當該光量為最小時穿透率為0%。上升時間(τr：rise time)是穿透率自10%變化為90%所需要的時間。下降時間(τf：fall time)是穿透率自90%變化為10%所需要的時間。響應時間是以上述方式求出的上升時間。
比電阻(p，於25℃下測定；Ωcm)：於具備電極的容器中注入試料1.0 mL。對該容器施加直流電壓(10 V)，測定10秒後的直流電流。比電阻是由如下式子算出。(比電阻)={(電壓)×(容器的電容)}/{(直流電流)×(真空的介電常數)}。
離子密度(於25℃下測定，pC/cm2)：測定時使用東陽技術股份有限公司製造的MTR-1型液晶單元離子密度測定系統。對元件施加0.05 Hz的±10 V的三角波，分析電流、電壓信號的李沙育波形(Lissajous waveform)，藉此求出元件內的離子密度。若反應性單體的溶出多，則離子密度變大，引起殘影，因此離子密度小表示殘影少，殘影評價良好。
殘影評價(ISL，於25℃下測定，%)：對元件施加預定的AC及DC電壓，使其顯示方格圖案。根據一定時間後穿透元件的光強度，利用下式進行殘影評價(ISL：Image Sticking Level)。
ISL=∣Bs-Br∣/Br×100
其中，Br表示參照部分的光量，Bs表示對元件施加電壓而提供負荷的部分的光量。小的ISL表示殘影少，殘影評價良好。
實例中使用的化合物的簡稱及物質名如下所述。
＜四羧酸二酐＞
PMDA：均苯四甲酸酐(IV-3-2)
CBDA：1,2,3,4-環丁烷四甲酸二酐(IV-2-1)
BTDA：1,2,3,4-丁烷四甲酸二酐(IV-1-1)
CHDA：1,2,4,5-環己烷四甲酸二酐(IV-3-1)
TCMP：2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐(IV-7-2)
BCODA：雙環[3.3.0]辛烷-2,4,6,8-四甲酸二酐(IV-10)
PSQ1：18,21-雙(3-(2,5-二側氧四氫呋喃-3-基)丙基)-18,21-二甲基-1,3,5,7,9,11,13,15-八苯基-五環[10.5.1.25,13.17,11.19,15]十矽氧烷(IV-12-1)
BPhDA：二苯甲酮-3,3',4,4'-四甲酸二酐(VII-1-1)
＜二胺＞
5HHP1PDA：5-[4-(4-正戊基環己基)環己基]苯基甲基-1,3-二胺基苯(III-8-5)
7H2HBA：1,1-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-4-[(4-庚基環己基)乙基]環己烷(III-9-7)
7HBZ：1,1-雙[4-(4-胺基苯基)甲基苯基]-4-正庚基環己烷(III-9-2)
ChDA：3,5-二胺基苯甲酸膽固醇酯(III-8-40)
5HHPOPDA：4-[4-(4'-戊基-(1-1')-雙環己-4-基)苯氧基]-1,3-二胺基苯(III-8-39)
DBPh：4,4'-二胺基二苯甲酮(VI-1-1)
14DBPh：(3,5-二胺基苯基)(4-十四烷基苯基)甲酮(VI-2-1：R38=-C14H29)
PhMI2EPDA：N-(2-(3,5-二胺基苯甲醯基)氧基乙基)-α-苯基順丁烯二醯亞胺(VI-3-1)
5CIDA：(E)-6-(3-(4-戊基苯基)丙烯醯基氧基)己基-3,5-二胺基苯甲酸酯(VI-4-5)
6CIDA：(E)-7-(4-己基氧基苯基)-5-側氧庚-6-烯基-3,5-二胺基苯甲酸酯(VI-5-1)
＜光聚合性單體＞
BMB：4,4'-雙(甲基丙烯醯基氧基)聯苯(3-3-1-1)
RM-257：1,4-雙-(4-(3-丙烯醯基氧基丙基)氧基苯甲醯基氧基)-2-甲基苯(3-3-2-3)
MLC-1026：1,4-雙[4-(6-丙烯醯基氧基己基)氧基苯甲醯基氧基]-2-甲基苯(3-3-2-6)
BAB6：4,4'-雙(6-丙烯醯基氧基己基)氧基聯苯(3-3-3-6)
CPh：4-氰基苯基-4'-(6-丙烯醯基氧基己基)氧基苯甲酸酯(3-3-4-6)
9Cl：4-甲氧基苯基-4-[6-(丙烯醯基氧基)己基氧基]苯甲酸酯(3-3-5-6)
＜聚合起始劑＞
Ciba Specialty(股)製造的Irgacure 651
＜溶劑＞
NMP：N-甲基-2-吡方啶酮
BC：丁基溶纖劑(乙二醇單丁醚)
＜液晶組成物＞
比較例及實例中的液晶性化合物是基於下述表3的定義，利用記號來表示。
表3中，與1,4-伸環己基相關的立體構型為反式，2,5-四氫吡喃環的立體構型為(R,R)與(S,S)的混合物。實例中，位於記號後的括弧內的編號與較佳化合物的編號對應。(-)的記號是指其他液晶性化合物。液晶性化合物的比例(百分率)是基於液晶組成物的總重量的重量百分率(wt%)，液晶組成物中含有此外的雜質。
＜1.聚醯胺酸的合成＞
[合成例1]
向具備溫度計、攪拌機、原料投入加入口及氮氣導入口的100 mL四口燒瓶中，加入4.0577 g的5HHP1PDA、及80.0 g的脫水NMP，於乾燥氮氣流下攪拌溶解。接著加入0.9196 g的CBDA及1.0227 g的PMDA，於室溫環境下反應30小時。於反應中反應溫度上升的情況，將反應溫度抑制在約70℃以下而使其反應。然後向所得溶液中添加14.0 g的BC，獲得濃度為6 wt%的聚醯胺酸溶液(PA1)。此外，PA1的重量平均分子量為65,000。
聚醯胺酸的重量平均分子量是藉由如下方式求出：將所得的聚醯胺酸以磷酸-DMF混合溶液(磷酸/DMF=0.6/100：重量比)加以稀釋，以使聚醯胺酸濃度成為約1 wt%，然後使用2695分離模組、2414示差折射計(Waters製造)，以上述混合溶液為展開劑，利用GPC法測定，並進行聚苯乙烯換算。此外，管柱是使用HSPgel RT MB-M(Waters製造)，以管柱溫度40℃、流速0.35 mL/min的條件測定。
[合成例2至20]
除了將四羧酸二酐及二胺變更為表4所示以外，依據合成例1製備聚醯胺酸溶液(PA2)至(PA20)。將包括合成例1在內的結果歸納於表4中。
＜2.液晶顯示元件的製作＞
[實例1]
向合成例1中合成的聚醯胺酸(固體成分A)溶液(PA1)中，添加PA1的固體成分濃度的10 wt%的RM-257(固體成分B)，即，將配向劑固體成分(固體成分A+固體成分B)設為100 wt%時，使光聚合性單體(固體成分B)的含有比例為10 wt%，然後添加NMP/BC=1/1(重量比)的混合溶劑，將整體稀釋至4 wt%，製成配向劑。
利用旋轉器，將配向劑塗佈於兩片附ITO電極的玻璃基板上，形成膜厚100 nm的膜。塗膜後於80℃下加熱乾燥約10分鐘，然後於180℃下進行60分鐘加熱處理，形成配向膜。
於其中一塊玻璃基板上散布4.25 μm的間隙材料，於另一塊基板上將周邊以環氧系接著劑加以密封而殘留液晶的注入口，以形成有配向膜的面為內側而貼合。接著向該單元中真空注入[實例1的液晶組成物]中所示的液晶組成物，將注入口以光硬化劑加以密封，然後照射紫外線使光硬化劑硬化。接著，於110℃下進行30分鐘加熱處理，製作液晶顯示元件。(參照圖1)
對所製作的液晶顯示元件施加±2.8 V的矩形波5分鐘，接著施加±5.6 V的矩形波5分鐘，然後施加±5.6 V的矩形波，同時照射10,000 mJ/cm2的紫外線，最終製成液晶顯示元件。
[比較例1]
依據實例1來製作比較例1的液晶顯示元件。液晶組成物是使用下述[比較例1的液晶組成物]中所示的液晶組成物。將結果歸納於表5中。
其中，有電壓施加及紫外線照射是表示進行電壓施加及紫外線照射兩者。另外，關於殘影評價，○表示ISL小於2%，△表示ISL為2%以上且小於5%，×表示ISL為5%以上。關於單體的溶出評價，○表示離子密度小於500 pC/cm2，△表示離子密度為500 pC/cm2以上且小於1,000 pC/cm2，×表示離子密度為1,000 pC/cm2以上。
如表5所示，若對使用本案液晶組成物、及由含有包含本案光聚合性單體的聚醯胺酸的配向劑所獲得的配向層的液晶顯示元件，一邊施加電壓一邊照射紫外線而使光聚合單體反應，則殘影及單體溶出的改善效果得到顯著發揮。
[比較例1的液晶組成物]
使用與本案相同的配向劑PA1及光聚合性單體RM-257(10 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。
液晶組成物的成分及特性如下所述。
3-HB(2Cl,3Cl)-O2　(-)　15%
4-HB(2Cl,3Cl)-O2　(-)　15%
5-HB(2Cl,3Cl)-O2　(-)　20%
3-HHEB(2Cl,3Cl)-3　(-)　7%
5-HHEB(2Cl,3Cl)-3　(-)　10%
5-HHEB(2Cl,3Cl)-5　(-)　10%
V-HH-3　(2-1-1)　5%
V-HHB-1　(2-5-1)　6%
2-BB(F)B-3　(2-7-1)　2%
5-HBB(F)B-2　(2-13-1)　10%
NI=78.0℃；Tc≦-20℃；Δn=0.100；Δε=-3.1。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=16.0 ms，殘影評價及溶出評價為×。
[實例1的液晶組成物]
使用本案配向劑PA1及光聚合性單體RM-257(10 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
V-HB(2F,3F)-O2　(1-1-1)　15%
V-HB(2F,3F)-O4　(1-1-1)　10%
2-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　1%
3-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　10%
5-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　10%
2-HHB(2F,3Cl)-O2　(1-17-1)　2%
3-HHB(2F,3Cl)-O2　(1-17-1)　3%
4-HHB(2F,3Cl)-O2　(1-17-1)　3%
5-HHB(2F,3Cl)-O2　(1-17-1)　3%
2-HH-3　(2-1-1)　27%
3-HB-O2　(2-2-1)　2%
3-HHB-1　(2-5-1)　6%
3-HHB-3　(2-5-1)　5%
3-HHB-O1　(2-5-1)　3%
NI=74.7℃；Tc≦-20℃；Δn=0.090；Δε=-2.9；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.1%；VHR-3=98.1%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=3.9 ms，殘影評價及溶出評價為o。
與實例1同樣地以下述方式進行實例2至實例28。
[實例2]
使用本案配向劑PA1及光聚合性單體RM-257(10 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
3-H2B(2F,3F)-O2　(1-2-1)　17%
5-H2B(2F,3F)-O2　(1-2-1)　16%
3-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　12%
4-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　6%
5-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　10%
2-HH-3　(2-1-1)　20%
3-HH-4　(2-1-1)　4%
5-HB-O2　(2-2-1)　4%
3-HHB-1　(2-5-1)　4%
5-HBB(F)B-2　(2-13-1)　7%
NI=78.2℃；Tc≦-20℃；Δn=0.101；Δε=-3.1；VHR-1=99.2%；VHR-2=98.6%；VHR-3=98.8%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=4.1 ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例3]
使用本案配向劑PA1及光聚合性單體BMB(10 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
V-HB(2F,3F)-O2　(1-1-1)　11%
V-HB(2F,3F)-O4　(1-1-1)　10%
3-H2B(2F,3F)-O2　(1-2-1)　15%
5-H2B(2F,3F)-O2　(1-2-1)　5%
3-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　10%
4-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　6%
5-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　6%
3-HH-4　(2-1-1)　14%
3-HHB-1　(2-5-1)　4%
3-HHB-3　(2-5-1)　5%
3-HHB-O1　(2-5-1)　3%
5-HBB(F)B-2　(2-13-1)　6%
5-HBB(F)B-3　(2-13-1)　5%
NI=86.0℃；Tc≦-20℃；Δn=0.118；Δε=-3.6；VHR-1=99.0%；VHR-2=98.6%；VHR-3=98.8%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=5.3 ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例4]
使用本案配向劑PA1及光聚合性單體RM-257(10 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
V-HB(2F,3F)-O2　(1-1-1)　13%
V-HB(2F,3F)-O4　(1-1-1)　13%
3-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　10%
4-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　6%
5-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　8%
3-HH1OCro(7F,8F)-5　(1-21-3)　5%
2-HH-5　(2-1-1)　8%
3-HH-4　(2-1-1)　14%
5-HB-O2　(2-2-1)　8%
3-HHB-1　(2-5-1)　3%
3-HHB-3　(2-5-1)　4%
3-HHB-O1　(2-5-1)　2%
3-HHEBH-3　(2-10-1)　2%
3-HHEBH-5　(2-10-1)　2%
5-HBB(F)B-2　(2-13-1)　2%
NI=85.4℃；Tc≦-20℃；Δn=0.100；Δε=-3.2；VHR-1=99.2%；VHR-2=98.6%；VHR-3=98.8%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=5.2 ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例5]
使用本案配向劑PA1及光聚合性單體MLC-1026(10 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
V-HB(2F,3F)-O2　(1-1-1)　10%
V-HB(2F,3F)-O4　(1-1-1)　10%
3-H2B(2F,3F)-O2　(1-2-1)　13%
5-H2B(2F,3F)-O2　(1-2-1)　12%
3-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　11%
4-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　4%
5-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　9%
3-HH-4　(2-1-1)　2%
3-HHEH-3　(2-4-1)　2%
3-HHEH-5　(2-4-1)　2%
4-HHEH-3　(2-4-1)　2%
4-HHEH-5　(2-4-1)　2%
3-HHB-1　(2-5-1)　4%
3-HHB-3　(2-5-1)　7%
3-HHB-O1　(2-5-1)　4%
3-HHEBH-3　(2-10-1)　3%
3-HHEBH-5　(2-10-1)　3%
NI=90.9℃；Tc≦-20℃；Δn=0.105；Δε=-4.4；VHR-1=99.3%；VHR-2=98.6%；VHR-3=98.9%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=5.6ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例6]
使用本案配向劑PA1及光聚合性單體BAB6(10wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
NI=79.2℃；Tc≦-20℃；△n=0.092；△ε=-2.9；VHR-1=99.3%；VHR-2=98.5%；VHR-3=98.5%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=3.9ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例7]
使用本案配向劑PA1及光聚合性單體CPh(10wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
NI=75.0℃；Tc≦-20℃；△n=0.095；△ε=-2.7；VHR-1=99.3%；VHR-2=98.5%；VHR-3=98.5%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=3.6ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例8]
使用本案配向劑PA4及光聚合性單體9Cl(10wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
V-HB(2F,3F)-O2　(1-1-1)　14%
V-HB(2F,3F)-O4　(1-1-1)　13%
3-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　10%
4-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　4%
5-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　5%
3-HH1OCro(7F,8F)-5　(1-21-3)　7%
2-HH-3　(2-1-1)　26%
4-HHEH-3　(2-4-1)　3%
4-HHEH-5　(2-4-1)　3%
3-HHB-1　(2-5-1)　6%
3-HHB-3　(2-5-1)　6%
3-HHB-O1　(2-5-1)　3%
NI=75.6℃；Δn=0.090；Δε=-3.1；Vth=2.07 V；VHR-1=99.2%；VHR-2=98.5%；VHR-3=98.5%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=4.2 ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例9]
使用本案配向劑PA2及光聚合性單體BMB(10 wt%)、及聚合起始劑Irgacure 651(相對於光聚合性單體為10 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
3-H2B(2F,3F)-O2　(1-2-1)　15%
5-H2B(2F,3F)-O2　(1-2-1)　15%
2-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　3%
3-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　9%
5-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　9%
3-HHB(2F,3Cl)-O2　(1-17-1)　5%
2-HH-5　(2-1-1)　3%
3-HH-4　(2-1-1)　15%
3-HH-5　(2-1-1)　4%
3-HB-O2　(2-2-1)　12%
3-HHB-1　(2-5-1)　3%
3-HHB-3　(2-5-1)　4%
3-HHB-O1　(2-5-1)　3%
NI=76.1℃；Δn=0.098；Δε=-2.8；Vth=2.39 V；VHR-1=99.2%；VHR-2=98.5%；VHR-3=98.5%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=4.3 ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例10]
使用本案配向劑PA3及光聚合性單體BMB(10 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
3-H2B(2F,3F)-O2　(1-2-1)　17%
5-H2B(2F,3F)-O2　(1-2-1)　17%
3-HHB(2F,3Cl)-O2　(1-17-1)　4%
4-HHB(2F,3Cl)-O2　(1-17-1)　3%
5-HHB(2F,3Cl)-O2　(1-17-1)　3%
3-HBB(2F,3Cl)-O2　(1-18-1)　8%
5-HBB(2F,3Cl)-O2　(1-18-1)　9%
V-HH-3　(2-1-1)　27%
V-HHB-1　(2-5-1)　10%
2-BB(F)B-3　(2-7-1)　2%
NI=70.3℃；Δn=0.095；Δε=-2.8；Vth=2.34 V；VHR-1=99.2%；VHR-2=98.6%；VHR-3=98.6%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=4.2 ms,殘影評價及溶出評價為○。
[實例11]
使用本案配向劑PA4及光聚合性單體BMB(10 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
V-HB(2F,3F)-O2　(1-1-1)　10%
V-HHB(2F,3F)-O2　(1-4-1)　15%
V2-HHB(2F,3F)-O2　(1-4-1)　15%
3-HCro(7F,8F)-5　(1-19-1)　3%
2O-Cro(7F,8F)H-3　(1-20-1)　3%
3-HHCro(7F,8F)-5　(1-21-1)　3%
2O-Cro(7F,8F)HH-5　(1-22-1)　3%
V-HH-3　(2-1-1)　25%
1V-HH-3　(2-1-1)　8%
V-HHB-1　(2-5-1)　5%
2-BB(F)B-3　(2-7-1)　10%
NI=76.3℃；Tc≦-20℃；Δn=0.096；Δε=-3.1；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.5%；VHR-3=98.6%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=5.7 ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例12]
使用本案配向劑PA5及光聚合性單體BMB(10 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
V2-HB(2F,3F)-O2　(1-1-1)　15%
V-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　12%
3-H1OCro(7F,8F)-5　(1-19-3)　5%
5-H1OCro(7F,8F)-4　(1-19-3)　5%
3-HH1OCro(7F,8F)-5　(1-21-3)　4%
5-HH1OCro(7F,8F)-5　(1-21-3)　6%
3-BBCro(7F,8F)-5　(1-21-5)　5%
V-HH-3　(2-1-1)　30%
V2-HHB-1　(2-5-1)　10%
3-BB(F)B-2V　(2-7-1)　8%
NI=78.3℃；Tc≦-20℃；Δn=0.111；Δε=-3.0；VHR-1=99.2%；VHR-2=98.5%；VHR-3=98.6%。
本案記載的PVA元件的響應時間為τ=5.8 ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例13]
使用本案配向劑PA6及光聚合性單體BMB(10 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
NI=81.1℃；Tc≦-20℃；△n=0.100；△ε=-2.7；VHR-1=99.3%；VHR-2=98.4%；VHR-3=98.6%。
本案記載的PVA元件的響應時間為τ=4.1ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例14]
使用本案配向劑PA7及光聚合性單體BMB(10wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
3-HB(2F,3F)-O2 (1-1-1) 5%
NI=70.1℃；Tc≦-20℃；△n=0.100；△ε=-3.1；VHR-1=99.3%；VHR-2=98.5%；VHR-3=98.5%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=3.9ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例15]
使用本案配向劑PA8及光聚合性單體BMB(10wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
V2-HHB(2F,3F)-O2　(1-4-1)　7%
V-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　10%
3-HH2Cro(7F,8F)-3　(1-21-2)　3%
3-HH2Cro(7F,8F)-5　(1-21-2)　4%
3-Cro(7F,8F)2HH-5　(1-22-2)　3%
V-HH-3　(2-1-1)　20%
1V-HH-3　(2-1-1)　7%
5-HHEBH-3　(2-10-1)　4%
5-HB(F)BH-3　(2-12-1)　4%
NI=90.1℃；Tc≦-20℃；Δn=0.095；Δε=-3.6；VHR-1=99.2%；VHR-2=98.5%；VHR-3=98.6%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=3.9 ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例16]
使用本案配向劑PA9及光聚合性單體BMB(10 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
V-HB(2F,3F)-O2　(1-1-1)　15%
V-HB(2F,3F)-O4　(1-1-1)　7%
3-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　3%
V-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　10%
V2-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　10%
3-HH1OCro(7F,8F)-5(1-21-3)　8%
2-HH-3　(2-1-1)　29%
3-HHB-1　(2-5-1)　6%
3-HHB-3　(2-5-1)　6%
3-HHB-O1　(2-5-1)　6%
NI=81.0℃；Tc≦-20℃；Δn=0.094；Δε=-3.1；VHR-1=99.3%；VHR-2=98.5%；VHR-3=98.6%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=4.4 ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例17]
使用本案配向劑PA10及光聚合性單體BMB(15 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
3-DhBB(2F,3F)-O2　(1)　5%
5-DhBB(2F,3F)-O2　(1)　4%
3-HB(2F,3F)-O2　(1-1-1)　5%
5-HB(2F,3F)-O2　(1-1-1)　5%
3-HHB(2F,3F)-O2　(1-4-1)　5%
3-HH2B(2F,3F)-O2　(1-5-1)　7%
3-DhB(2F,3F)-O2　(1-8-1)　6%
5-DhB(2F,3F)-O2　(1-8-1)　6%
3-Dh1OB(2F,3F)-O2　(1-10-1)　5%
5-HBB(2F,3Cl)-O2　(1-18-1)　5%
3-HH-VFF　(2-1)　3%
V-HH-3　(2-1-1)　28%
1V2-BB-1　(2-3-1)　4%
3-HHEH-3　(2-4-1)　3%
V2-BB(F)B-1　(2-7-1)　4%
3-HB(F)HH-5　(2-9-1)　5%
NI=72.2℃；Tc≦-20℃；Δn=0.096；Δε=-2.4；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.4%；VHR-3=98.5%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=3.5 ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例18]
使用本案配向劑PA11及光聚合性單體BMB(20 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
3-H1OB(2F,3F)-O2　(1-3-1)　5%
5-H1OB(2F,3F)-O2　(1-3-1)　5%
3-HH1OB(2F,3F)-O2　(1-6-1)　5%
5-HH1OB(2F,3F)-O2　(1-6-1)　5%
5-HBB(2F,3Cl)-O2　(1-18-1)　6%
3-DhHB(2F,3F)-O2　(1-11-1)　6%
3-HDhB(2F,3F)-O2　(1-12-1)　10%
3-BB(2F,5F)B-2　(2)　3%
V-HH-3　(2-1-1)　37%
1V-HH-3　(2-1-1)　6%
3-HHB-1　(2-5-1)　4%
3-HHB-O1　(2-5-1)　4%
1O1-HBBH-5　(-)　4%
NI=92.1℃；Tc≦-20℃；Δn=0.085；Δε=-2.4；VHR-1=99.2%；VHR-2=98.5%；VHR-3=98.5%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=3.2 ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例19]
使用本案配向劑PA12及光聚合性單體BMB(20 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
3-HH1OB(2F,3F)-O2　(1-6-1)　6%
3-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　6%
5-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　6%
3-Dh2B(2F,3F)-O2　(1-9-1)　9%
3-Dh1OB(2F,3F)-O2　(1-10-1)　6%
3-DhH1OB(2F,3F)-O2　(1-13-1)　6%
3-H2Cro(7F,8F)-5　(1-19-2)　3%
3-H1OCro(7F,8F)-5　(1-19-3)　4%
3-HHCro(7F,8F)-5　(1-21-1)　3%
V-HH-3　(2-1-1)　32%
1V-HH-3　(2-1-1)　7%
3-HB-O2　(2-2-1)　3%
1V-HBB-2　(2-6-1)　4%
2-BB(F)B-3　(2-7-1)　5%
NI=72.0℃；Tc≦-20℃；Δn=0.092；Δε=-2.9；VHR-1=99.2%；VHR-2=98.5%；VHR-3=98.6%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=3.3 ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例20]
使用本案配向劑PA13及光聚合性單體BMB(15 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
3-HB(2F,3F)-O2　(1-1-1)　5%
5-HB(2F,3F)-O2　(1-1-1)　5%
V-H1OB(2F,3F)-O2　(1-3-1)　4%
V2-H1OB(2F,3F)-O2　(1-3-1)　4%
V-HH2B(2F,3F)-O2　(1-5-1)　5%
V2-HH2B(2F,3F)-O2　(1-5-1)　5%
3-HH1OB(2F,3F)-O2　(1-6-1)　5%
4-HH1OB(2F,3F)-O2　(1-6-1)　3%
5-HH1OB(2F,3F)-O2　(1-6-1)　5%
3-HB(2F,3Cl)-O2　(1-16-1)　5%
3-HBB(2F,3Cl)-O2　(1-18-1)　2%
5-HBB(2F,3Cl)-O2　(1-18-1)　3%
V-HH-3　(2-1-1)　28%
3-HH-4　(2-1-1)　10%
V2-BB-1　(2-3-1)　4%
5-HBB(F)B-2　(2-13-1)　4%
5-HBB(F)B-3　(2-13-1)　3%
NI=74.5℃；Tc≦-20℃；Δn=0.087；Δε=-3.4；VHR-1=99.2%；VHR-2=98.6%；VHR-3=98.6%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=3.7 ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例21]
使用本案配向劑PA14及光聚合性單體BMB(15 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
V-HB(2F,3F)-O2　(1-1-1)　3%
5-HHB(2F,3F)-O2　(1-4-1)　8%
V-HHB(2F,3F)-O2　(1-4-1)　10%
V-HHB(2F,3F)-O4　(1-4-1)　4%
3-H1OB(2F,3F,6Me)-O2　(1-25-1)　5%
5-H1OB(2F,3F,6Me)-O2　(1-25-1)　5%
3-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2　(1-28-1)　5%
5-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2　(1-28-1)　5%
3-HBB(2F,3F,6Me)-O2　(1-29-1)　5%
V-HH-5　(2-1-1)　20%
1V2-BB-1　(2-3-1)　10%
V-HHB-1　(2-5-1)　5%
V2-BB(F)B-1　(2-7-1)　3%
V2-BB(F)B-2　(2-7-1)　7%
5-HBB(F)B-2　(2-13-1)　5%
NI=90.5℃；Tc≦-30℃；Δn=0.129；Δε=-3.0；VHR-1=99.2%；VHR-2=98.5%；VHR-3=98.5%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=3.7 ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例22]
使用本案配向劑PA15及光聚合性單體BMB(10 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
2-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　5%
3-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　12%
5-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　4%
3-H2B(2F,3F,6Me)-O2　(1-24-1)　4%
3-H1OB(2F,3F,6Me)-O2　(1-25-1)　5%
5-H1OB(2F,3F,6Me)-O2　(1-25-1)　3%
3-HH2B(2F,3F,6Me)-O2　(1-27-1)　5%
3-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2　(1-28-1)　6%
3-HH1OCro(7F,8F)-5　(1-21-3)　4%
V-HH-4　(2-1-1)　15%
V-HH-5　(2-1-1)　23%
1V-HH-3　(2-1-1)　6%
V-HHB-1　(2-5-1)　5%
V2-HHB-1　(2-5-1)　3%
NI=85.4℃；Tc≦-20℃；Δn=0.092；Δε=-2.8；VHR-1=99.3%；VHR-2=98.6%；VHR-3=98.6%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=5.1 ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例23]
使用本案配向劑PA16及光聚合性單體BMB(10 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
3-HB(2F,3F)-O2　(1-1-1)　8%
3-HHB(2F,3F)-O2　(1-4-1)　10%
3-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　11%
5-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　5%
3-HB(2F,3F,6Me)-O2　(1-23-1)　4%
3-H2B(2F,3F,6Me)-O2　(1-24-1)　4%
3-HHB(2F,3F,6Me)-O2　(1-26-1)　5%
3-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2　(1-28-1)　6%
V-HH-3　(2-1-1)　40%
3-HHEBH-3　(2-10-1)　4%
3-HHEBH-4　(2-10-1)　3%
NI=82.9℃；Δn=0.088；Δε=-3.0；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.6%；VHR-3=98.6%。
本案記載的PVA元件的響應時間為τ=3.9 ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例24]
使用本案配向劑PA17及光聚合性單體BMB(10 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
V-HB(2F,3F)-O2　(1-1-1)　12%
NI=83.9℃；Tc≦-20℃；△n=0.120；△ε=-3.7；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.6%；VHR-3=98.6%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=5.2ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例25]
使用本案配向劑PA18及光聚合性單體BMB(10wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
NI=76.0℃；△n=0.101；△ε=-2.8；VHR-1=99.3%；VHR-2=98.6%；VHR-3=98.7%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=4.0ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例26]
使用本案配向劑PA19及光聚合性單體BMB(20wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
5-DhB(2F,3F)-O2　(1-8-1)　6%
3-Dh1OB(2F,3F)-O2　(1-10-1)　5%
3-dhBB(2F,3F)-O2　(1-14-1)　5%
5-HBB(2F,3Cl)-O2　(1-17-1)　5%
3-HH-VFF　(2-1)　3%
V-HH-3　(2-1-1)　28%
1V2-BB-1　(2-3-1)　4%
3-HHEH-3　(2-4-1)　3%
V2-BB(F)B-1　(2-7-1)　4%
3-HB(F)HH-5　(2-9-1)　5%
NI=73.1℃；Tc≦-20℃；Δn=0.097；Δε=-2.5；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.3%；VHR-3=98.5%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=3.4 ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例27]
使用本案配向劑PA20及光聚合性單體BMB(10 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
V-HB(2F,3F)-O2　(1-1-1)　15%
V-HB(2F,3F)-O4　(1-1-1)　7%
3-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　3%
V-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　10%
V2-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　10%
3-HH1OCro(7F,8F)-5　(1-21-3)　8%
V-HH-3　(2-1-1)　29%
3-HHB-1　(2-5-1)　6%
3-HHB-3　(2-5-1)　6%
3-HHB-O1　(2-5-1)　6%
NI=85.5℃；Tc≦-20℃；Δn=0.100；Δε=-3.2；VHR-1=99.5%；VHR-2=98.8%；VHR-3=98.8%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=4.1 ms，殘影評價及溶出評價為○。
[實例28]
使用本案配向劑PA9及光聚合性單體BMB(10 wt%)，藉由施加電壓及照射紫外線而製成VA元件。液晶組成物的成分及特性如下所述。
VHB(2F,3F)-O2　(1-1-1)　15%
3-H2B(2F,3F)-O2　(1-2-1)　7%
3-HHB(2F,3F)-O2　(1-4-1)　5%
3-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　3%
V2-HBB(2F,3F)-O2　(1-7-1)　10%
3-HDhB(2F,3F)-O2　(1-12-1)　5%
3-HH1OCro(7F,8F)-5　(1-21-3)　8%
2-HH-3　(2-1-1)　29%
3-HHB-1　(2-5-1)　6%
3-HHB-3　(2-5-1)　6%
3-HHB-O1　(2-5-1)　6%
NI=81.9℃；Tc≦-20℃；Δn=0.087；Δε=-3.2；VHR-1=99.2%；VHR-2=98.5%；VHR-3=98.3%。
本案記載的VA元件的響應時間為τ=4.3ms，殘影評價及溶出評價為○。
實例1至實例28的組成物具有與比較例1的組成物相比而言較短的響應時間，且殘影評價及溶出評價優異。因此，本發明的液晶顯示元件具有較比較例1所示的液晶顯示元件更優異的特性。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧玻璃基板
2‧‧‧透明電極
3‧‧‧配向劑
4‧‧‧液晶化合物
5‧‧‧反應性單體或寡聚物
圖1是對將本發明應用於VA元件的原理進行說明的圖。
圖2是表示先前的液晶層中含有反應性單體的VA元件的圖。
1．．．玻璃基板
2．．．透明電極
3．．．配向劑
4．．．液晶化合物
5．．．反應性單體或寡聚物

Claims (24)

  1. 一種液晶顯示元件，其包括至少一塊基板為透明的一對基板，且包括夾持於該一對基板間的透明電極、至少含有反應性單體或寡聚物的配向劑、及液晶層，將配向劑中所含的反應性單體或寡聚物聚合而製成配向層，液晶層是含有至少一個分子中具有包含至少一個氟原子的經鹵素原子二取代的苯環的化合物而成的液晶組成物，且含有選自式(1)所表示的液晶化合物組群中的至少一種液晶化合物作為第一成分以及選自式(2)所表示的液晶化合物組群中的至少一種液晶化合物作為第二成分： 其中，R1、R2、R3及R4獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫經氟取代的碳數2至12的烯基；環A及環B獨立地為1,4-伸環己基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,5-二氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟 -1,4-伸苯基、2-氟-3-氯-1,4-伸苯基、2,3-二氟-6-甲基-1,4-伸苯基、2,6-萘二基、或7,8-二氟色滿-2,6-二基，其中，環A及環B中至少一者為2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氟-3-氯-1,4-伸苯基、2,3-二氟-6-甲基-1,4-伸苯基、或7,8-二氟色滿-2,6-二基；環C及環D獨立地為1,4-伸環己基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷二基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,5-二氟-1,4-伸苯基、或2,6-萘二基；Z1及Z2獨立地為單鍵、-(CH2)2-、-CH2O-、-COO-、或-CF2O-；j為1、2、或3；k為1、2、或3；其中，第二成分的至少一種化合物為下述化合物2-HH-3或化合物V-HH-3：
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示元件，其中上述一對基板均為透明。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示元件，其中構成上述液晶層的液晶組成物的液晶分子的配向是相對於基板面為垂直配向。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示元件，其中構成上述液晶層的液晶組成物的液晶分子的配向是相對於基板面為垂直配向，且具有由配向層配向分割的多個畫素。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示元件，其中上述配向層是藉由以預定電壓，利用由反應性單體或寡聚物使液晶分子配向，然後照射紫外線進行聚合而形成。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示元件，其中上述液晶組成物的第一成分是選自式(1-1)至式(1-31)所表示的液晶化合物組群中的至少一種液晶化合物： 其中，R1及R2獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫經氟取代的碳數2至12的烯基；環A1、環A2、環A3、環B1及環B2獨立地為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基；Z11及Z12獨立地為單鍵、-(CH2)2-、-CH2O-、或-COO-。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示元件，其中上述液晶組成物的第二成分是選自式(2-1)至式(2-13)所表示的液晶化合物組群中的至少一種液晶化合物： 其中，R3及R4獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫經氟取代的碳數2至12的烯基。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示元件，其中上述液晶組成物的第一成分的比例為20重量百分比至80重量百分比的範圍，第二成分的比例為20重量百分比至80重量百分比的範圍。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示元件，其中上述配向劑是於表面表現出各向異性，且藉由光照射而固定化的顯示元件用配向劑，該配向劑含有選自使二胺與四羧酸二酐反應而獲得的聚醯亞胺、作為其前驅物的聚醯胺酸及聚醯胺酸衍生物中的至少一種(固體成分A)與光聚合性單體及/或光聚合性寡聚物(固體成分B)，並且當將配向劑固體成分(固體成分A+固體成分B)設為100重量百分比時，光聚合性單體及/或光聚合性寡聚物(固體成分B)的含有比例為10重量百分比以上。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示元件，其中上述光聚合性單體及/或光聚合性寡聚物的含量為20重量百分比以上。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示元件，其中該配向劑中由二胺與四羧酸二酐的組合形成的聚醯亞胺或作為其前驅物的聚醯胺酸是由以下的結構(I)或(II)所表示： 其中，n為10以上的整數；R11為二價有機基；R12為四價有機基，該些基團在每個結構單元中可各不相同；R13為一價有機基；R'獨立地為氫或碳數1至4的烷基。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示元件，其中上述二胺是選自式(III-1)至式(III-14)所表示的化合物組群中的至少一種二胺、或該(該些)二胺與其他二胺的混合物： 其中，m獨立地為1至12的整數；G1獨立地為單鍵、-O-、-S-、-S-S-、-SO2-、-CO-、-CONH-、-NHCO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)m-、-O-(CH2)m-O-、或-S-(CH2)m-S-；G2獨立地為單鍵、-O-、-S-、-CO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或碳數1至3的伸烷基；環己烷環及苯環的任意氫可經氟或-CH3取代，並且，NH2基對於環己烷環或苯環的鍵結位置是除G1或G2的鍵結位置以外的任意位置； 其中，式(III-8)中，G3為單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-或-(CH2)m-，m為1至12的整數；R14為碳數3至20的烷基、苯基或式(III-8-a)所表示的基團，該烷基中，任意的氫可經氟取代，並且任意的-CH2-可經-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代，該苯基的氫可經-F、-CH3、-OCH3、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3取代；NH2基對苯環的鍵結位置為任意； 其中，R15為氫、氟、碳數1至20的烷基、碳數1至20的經氟取代的烷基、碳數1至20的烷氧基、-CN、-OCH2F、-OCHF2或-OCF3；G4、G5及G6為鍵結基團，該些基團獨立地為單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-CH=CH-或碳數1至12的伸烷基；A11、A12及A13為環，該些環獨立地為1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、萘-1,5-二基、萘-2,6- 二基或蒽-9,10-二基，所有環中，任意的氫可經氟或-CH3取代；a、b及c獨立地為0至2的整數，該些的合計為1至5，當a、b或c為2時，兩個鍵結基團可相同亦可不同，並且兩個環可相同亦可不同； 其中，式(III-9)及式(III-10)中，R18為氫或碳數1至20的烷基，該烷基中的任意的-CH2-可經-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代；R19為碳數6至22的烷基；R20為氫或碳數1至22的烷基；G8為-O-或碳數1至6的伸烷基；A14為1,4-伸苯基或1,4-伸環己基；G9為單鍵或碳數1至3的伸烷基；d為0或1；胺基對苯環的鍵結位置為任意； 其中，式(III-11)中，R21及R22獨立地為碳數1至3的烷基或苯基；G10為亞甲基、伸苯基或經烷基取代的伸苯基；j1為1至6的整數；k1為1至10的整數； 其中，式(III-12)及式(III-13)中，R16獨立地為氫或-CH3；R17獨立地為氫、碳數1至20的烷基、或碳數2 至20的烯基；G7獨立地為單鍵、-CO-或-CH2-；式(III-13)中的苯環的一個氫可經碳數1至20的烷基或苯基取代；並且，鍵結位置未固定於構成環的任一碳原子上的基團，其鍵結位置為任意； 其中，式(III-14)中，G3a為單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-CO-、-CONH-或-(CH2)m-，m為1至12的整數；R4a為式(III-14-a)至式(III-14-d)中的任一者所表示的基團：
  13. 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示元件，其中上述二胺是選自式(III-1)至式(III-11)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示元件，其中上述二胺是選自式(III-12)至式(III-14)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示元件，其中式(I)或(II)中，四羧酸二酐的殘基是選自下述式(IV-1)至(IV-12)分別所表示的化合物組群中的至少一種四羧酸二酐、或該(該些)四羧酸二酐與其他四羧酸二酐的混合物： 其中，式(IV-1)中，G11為單鍵、碳數1至12的伸烷基、1,4-伸苯基、或1,4-伸環己基；X1分別獨立地為單鍵或-CH2-； 其中，式(IV-2)中，R23、R24、R25及R26獨立地為氫、甲基、乙基、或苯基； 其中，式(IV-3)中，環A15為環己烷環、或苯環； 其中，式(IV-4)中，G12為單鍵、-CH2-、-CH2CH2-、-O-、-CO-、-S-、-C(CH3)2-、-SO-或-C(CF3)2-；環A15分別獨立地為環己烷環或苯環； 其中，式(IV-5)中，R27為氫、或甲基； 其中，式(IV-6)中，X1分別獨立地為單鍵或-CH2-；v為1或2； 其中，式(IV-7)中，X1為單鍵或-CH2-； 其中，式(IV-8)中，R28為氫、甲基、乙基、或苯基；環A16為環己烷環或環己烯環； 其中，式(IV-9)中，w1及w2為0或1； 其中，式(IV-11)中，環A15分別獨立地為環己烷環 或苯環； 其中，式(IV-12)中，X2獨立地為碳數2至6的烷基。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示元件，其中式(I)或式(II)中，四羧酸二酐的殘基是選自以下的式(IV-1-1)至(IV-12-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物：[化27]
  17. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示元件，其中上述反應性單體是作為選自式(3)所表示的化合物組群中的至少一種化合物的光聚合性單體：Ra1-Z-(E-Z)m1-Ra1 (3)其中，Ra1獨立地為下述式(3-1-1)至(3-1-6)所表示的聚合性基、氫、鹵素、氰基、-CF3、-CF2H、-CFH2、-OCF3、-OCF2H、-N=C=O、-N=C=S或碳數1至20的烷基，該烷基中，任意的-CH2-可經-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代，任意的氫可經鹵素或氰基取代，Ra1的至少一者為式(3-1-1)至(3-1-6)所表示的聚合性基；環E為碳數3至10的飽 和或不飽和的獨立環、縮合環、或螺環式的二價基團，該些環中，任意的-CH2-可經-O-取代，任意的-CH=可經-N=取代，任意的氫可經鹵素、氰基、硝基、異氰基、異硫氰基、經碳數1至4的烷基進行1至3取代的矽烷基、碳數1至10的直鏈或分支烷基或者碳數1至10的鹵化烷基取代，該烷基中，任意的-CH2-可經-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-或-C≡C-取代；Z獨立地為單鍵或碳數1至20的伸烷基，該伸烷基中，任意的-CH2-可經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-N(O)=N-或-C≡C-取代，任意的氫可經鹵素取代；m1為1至6的整數；當m1為2至6的整數時，括弧內的多個E-Z可相同亦可不同； 其中，Rb為氫、鹵素、-CF3或碳數1至5的烷基。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示元件，其 中上述光聚合性單體在式(3)中，Ra1獨立地為丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、丙烯醯胺、或甲基丙烯醯胺。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示元件，其中上述配向劑或液晶層更含有起始劑或聚合抑制劑。
  20. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示元件，其中上述反應性單體或寡聚物為光聚合性單體或寡聚物、或者熱聚合性單體或寡聚物。
  21. 如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示元件，其中上述光聚合性單體或寡聚物是藉由1,000mJ/cm2~100,000mJ/cm2的紫外線照射而光聚合化。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之液晶顯示元件，其中上述光聚合性單體或寡聚物在光聚合化之前，藉由100℃~230℃的煅燒溫度，50重量百分比以上不進行熱聚合而以單體或寡聚物的狀態殘存。
  23. 一種液晶組成物，其用於如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示元件，上述液晶組成物是含有至少一個分子中具有包含至少一個氟原子的經鹵素原子二取代的苯環的化合物而成的液晶組成物，且含有選自式(1)所表示的液晶化合物組群中的至少一種液晶化合物作為第一成分： 其中，R1及R2獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫經氟取代的碳數2至12的烯基；環A及環B獨立地為1,4-伸環己基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,5-二氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氟-3-氯-1,4-伸苯基、2,3-二氟-6-甲基-1,4-伸苯基、2,6-萘二基、或7,8-二氟色滿-2,6-二基，其中，環A及環B中至少一者為2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氟-3-氯-1,4-伸苯基、2,3-二氟-6-甲基-1,4-伸苯基、或7,8-二氟色滿-2,6-二基；Z1獨立地為單鍵、-(CH2)2-、-CH2O-、-COO-、或-CF2O-；j為1、2、或3。
  24. 一種液晶組成物的使用，該液晶組成物用於如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示元件，上述液晶組成物是含有至少一個分子中具有包含至少一個氟原子的經鹵素原子二取代的苯環的化合物而成的液晶組成物，且含有選自式(1)所表示的液晶化合物組群中的至少一種液晶化合物作為第一成分： 其中，R1及R2獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫經氟取 代的碳數2至12的烯基；環A及環B獨立地為1,4-伸環己基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,5-二氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氟-3-氯-1,4-伸苯基、2,3-二氟-6-甲基-1,4-伸苯基、2,6-萘二基、或7,8-二氟色滿-2,6-二基，其中，環A及環B中至少一者為2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氟-3-氯-1,4-伸苯基、2,3-二氟-6-甲基-1,4-伸苯基、或7,8-二氟色滿-2,6-二基；Z1獨立地為單鍵、-(CH2)2-、-CH2O-、-COO-、或-CF2O-；j為1、2、或3。
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