TWI736604B - 液晶顯示元件及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
於PVA、MVA等之垂直配向液晶顯示器、IPS模式、FFS模式、TN模式等之平行配向液晶顯示器，抑制驅動電壓上升，抑制雙折射率降低，改善透射率，且同時改善液晶之下降時間，藉此提供高透射率且高速應答性優異之液晶顯示元件，又提供該液晶顯示元件之製造方法。
提供一種液晶顯示元件，於夾持在至少一者具有電極之2片透明基板間的液晶組成物中含有聚合物或共聚物，該聚合物或共聚物之含量為該液晶組成物及該聚合物或共聚物之合計質量的0.5質量%以上且未達40質量%，該聚合物或共聚物形成聚合物網路，該聚合物網路具有單軸性之折射率異向性或易配向軸，且具有不同之2種以上的配向狀態。
Description
本發明係關於一種液晶顯示元件及其製造方法。
液晶電視雖已廣泛普及，但隨著大型化帶來之高畫質化，移動於螢幕上之顯示物的移動速度較小型液晶電視快，因此，要求加快液晶之應答速度，提升移動影像畫質。
不需要濾色器之場序全彩顯示方式的特徵在於使用依「紅→綠→藍」之順序點亮的背光源。於通常之CRT或液晶顯示器，框架時間(frame time)為16.7ms，而於場序全彩顯示方式，則要求得框架時間為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。
目前於市場上被稱為向列型液晶之液晶材料，一般被利用於電視、監視器、行動電話、智慧型手機、平板終端等平面顯示器。然而，由於向列型液晶之應答速度約慢十幾毫秒至數毫秒，故而期望改善。應答速度由於會受到液晶之旋轉黏性γ 1及彈性常數很大的影響，因此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)可實現數百微秒之高速應答。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漸變顯示，而使用區域漸變等方法。
FLC之中，由FLC與單體之混合物構成之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，除了為FLC特長之高速應答性以外，亦可實現中間漸變顯示，又，耐衝撃性亦較以往之FLC獲得提升(專利文獻1)。
又，於向列型液晶與高分子之複合材料，若將70質量%以上之聚合性化合物添加於向列型液晶介質，則雖然可得到應答時間為數十微秒之高速應答，但驅動電壓卻會超過約80V，並不實用，且實效之雙折射率會比使用之液晶雙折射率降低1位數以上，因此，使得元件之透射率下降。另一方面，提出有如下之PS(polymer-stabilised：高分子穩定化)或PSA(polymer-sustained alignment：高分子維持配向)顯示器：將0.3質量%以上且未達1質量%之1種以上的聚合性化合物添加於液晶介質，施加或不施加電壓，藉由UV光聚合，於玻璃基板界面上形成聚合或者交聯而得到之微細的突起結構物，主要誘發預傾斜(pretilt)(專利文獻2~6)。PS或PSA等顯示器主要於垂直配向模式下使用交互配置有微細寬度之線狀狹縫與微細寬度之線狀電極的魚骨型圖案電極，形成分割成4個之多區域(multi-domain)，而實現高視角化。此情形時，若施加電壓，則液晶會朝線狀狹縫方向傾斜配向。若於此配向狀態下使聚合性化合物聚合，則高分子薄膜會形成於基板界面，基板界面附近之液晶配向會穩定化。此時，會以預傾斜之形態誘發傾斜配向方位，藉由以圖案電極形成之配向分割，而不需要複雜之垂直配向膜的配向處理步驟(非專利文獻1)。又，述及應答時間可
從10毫秒改善至數毫秒。其他之高分子配向穩定化技術，採用有使液晶中之聚合性化合物反應的方法。藉由高分子使施加電壓時之配向狀態穩定化以得到所需之電光特性，而可顯示出僅以液晶單質無法得到之特性(專利文獻7~14)。
然而，即使是此等之元件，於高速應答性之觀點下，亦有改良之空間。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、低彈性常數化或賦予預傾角，或者過驅動(overdrive)法等驅動方法之改善等各種方法已經實用化，但關於下降速度，現狀是除了液晶組成物之低黏性化以外，尚未發現有效之方法，而期望改善。
[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
[專利文獻7]日本特許4175826號
[專利文獻8]日本特開2009-192600號公報
[專利文獻9]日本特許5020203號
[專利文獻10]日本特開1999-0258758號公報
[專利文獻11]日本特許5383994號
[專利文獻12]US8940375
[專利文獻13]WO2011/055571
[專利文獻14]WO2015/122457
[非專利文獻1]Journal of the SID17/7，553-559 (2009)
本發明所欲解決之課題，係於PVA(Patterned vertical alignment)、MVA(Multi-domain Vertical Alignment)之垂直配向(VA)液晶顯示器、IPS(In-plane switching)模式、FFS(Fringe Field switching)模式、TN(Twisted Nematic)模式等之平行配向液晶顯示器，抑制驅動電壓上升，抑制雙折射率降低，改善透射率，且同時改善液晶之下降時間，藉此提供高透射率且高速應答性優異之液晶顯示元件，又提供該液晶顯示元件之製造方法。
本發明人之目的為於液晶組成物及含有聚合性化合物之聚合性液晶組成物中，使液晶單元整體形成具有折射異向性並具有配向功能之聚合物網路，謀求高速應答，且可進行高分子穩定化使液晶分子之傾斜配向方位一致朝電極圖案所規定之方向，著眼於聚合性化合物之含有率與聚合物網路形成條件，而完成本發明。
[1]一種液晶顯示元件之製造方法，含有下述步驟：對夾持於至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物，施加該聚合性液晶組成物之臨界電壓以上的電壓，且同時照射紫外線使之聚合相分離的步驟，及然後於照射紫外線下使電壓未達臨界電壓，並進一步照射紫外線的步驟。
[2]如前述[1]記載之液晶顯示元件之製造方法，其於施加聚合性液晶組
成物之臨界電壓以上的電壓且同時照射紫外線使之聚合相分離的步驟中，聚合性液晶組成物中之液晶分子相對於透明基板平面以0度至30度之範圍傾斜配向，而於照射紫外線下使前述電壓未達臨界電壓並進一步照射紫外線的步驟中，前述液晶分子相對於透明基板平面傾斜80度至90度配向。
[3]前述[1]或[2]記載之液晶顯示元件之製造方法，其於施加聚合性液晶組成物之臨界電壓以上的電壓且同時照射紫外線使之聚合相分離的步驟中，聚合性液晶組成物中之液晶分子相對於透明基板平面以0度至90度之範圍傾斜配向，而於照射紫外線下使前述電壓未達臨界電壓並進一步照射紫外線的步驟中，前述液晶分子相對於透明基板平面傾斜0度至30度配向。
[4]如前述[1]~[3]中任一項記載之液晶顯示元件之製造方法，其中，施加之電壓為交流波形，具有聚合性液晶組成物顯示出介電各向導性之範圍的頻率。
[5]如前述[1]~[4]中任一項記載之液晶顯示元件之製造方法，其中，臨界電壓以上之電壓為相對於聚合性液晶組成物之電壓-透射率特性電壓中之透射率總變化量會在10%以上的電壓V10以上。
[6]如前述[1]~[5]中任一項記載之液晶顯示元件之製造方法，其中，未達臨界電壓之電壓為0V以上且未達臨界電壓之90%的電壓。
[7]如前述[1]~[6]中任一項記載之液晶顯示元件之製造方法，其使用選自下述通式(V)及通式(VI)表示之化合物中的1種或2種以上之化合物，作為聚合性液晶組成物中之聚合性化合物。
(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(alkylene group)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之直鏈或者分支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可於氧原子不鄰接之範圍被氧原子取代，或被碳原子數5~20之烷基(基中之伸烷基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，k表示1~5之整數。式中所有的1,4-伸苯基其任意之氫原子可被取代為-CH3、-OCH3、氟原子或氰基。)
(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之直鏈或者分支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可於氧原子不鄰接之範圍被氧原子取代，或亦可被碳原子數5~20之烷基(基中之伸烷基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。式中所有的1,4-伸苯基其任意之氫原子可被取代成-CH3、-OCH3、氟原子或氰基。)。
[8]如前述[7]記載之液晶顯示元件之製造方法，其使用Sp1及Sp2為相同之通式(V)表示之1種或2種以上的化合物，作為前述聚合性化合物。
[9]如前述[7]或[8]記載之液晶顯示元件之製造方法，其使用Sp1及Sp2為相同之通式(V)表示之2種以上的化合物作為該聚合性化合物，其中該2種以上之化合物彼此的Sp1及Sp2不同。
[10]如前述[1]至[9]中任一項記載之液晶顯示元件之製造方法，其使用下述通式(LC)表示之液晶化合物作為聚合性液晶組成物中之液晶化合物。
(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。
前述之基(a)、基(b)或基(c)所含之1個或2個以上的氫原子各自可被氟原子、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而於通式(LC)中存在複數個ALC1之情形時，複數個存在之ALC1可相同或亦可不同，當存在複數個ZLC之情形時，複數個存在之ZLC可相同或亦可不同。)
[11]如前述[1]至[10]中任一項記載之液晶顯示元件之製造方法，其中，液晶顯示元件之單元結構為VA模式、IPS模式、FFS模式、VA-TN模式、TN模式或ECB模式。
[12]一種液晶顯示元件，於夾持在至少一者具有電極之2片透明基板間的液晶組成物中含有聚合物或共聚物，該聚合物或共聚物之含量為該液晶組成物及該聚合物或共聚物之合計質量的0.5質量%以上且未達40質量%，該聚合物或共聚物形成聚合物網路，該聚合物網路具有單軸性之折射率異向性或易配向軸，且具有不同之2種以上的配向狀態。
[13]如前述[12]記載之液晶顯示元件，其具有下述之傾斜配向作為聚合物網路之不同之2種以上的配向狀態：相對於透明基板平面，在0度至30度之範圍的傾斜配向，及相對於透明基板平面，在80度至90度之範圍的傾斜配向。
[14]如前述[12]或[13]記載之液晶顯示元件，其具有可將液晶顯示元件之顯示像素內分割成複數個區域之形狀的電極，於取決電極形狀而被分割之一個區域內，具有下述之傾斜配向作為聚合物網路之不同之2種以上的配向狀態：相對於透明基板平面，在0度至30度之範圍的傾斜配向，且該傾斜配向之傾斜配向方位方向固定，及相對於透明基板平面，在80度至90度之範圍的傾斜配向，無施加電壓時之液晶組成物中的液晶分子配向具有垂直配向或平行配向。
[15]如前述[12]~[14]中任一項記載之液晶顯示元件，其配向成聚合物網路之光軸方向或易配向軸方向與液晶組成物中之液晶分子配向一致，具有下述之傾斜配向作為不同之2種以上的配向狀態：相對於透明基板平面，在0度至30度之範圍的傾斜配向，與相對於透明基板平面，在80度至90度的傾斜配向，於無施加電壓時，液晶組成物中之液晶分子相對於透明基板平面，具有0度~90度之預傾角。
[16]前述[12]~[15]中任一項記載之液晶顯示元件，其中，於單元剖面方向形成有至少為單元厚度之0.5%以上之厚度的聚合物網路層。
[17]如前述[12]~[16]中任一項記載之液晶顯示元件，其使用選自由下述通式(V)及通式(VI)表示之化合物中的1種或2種以上之化合物作為聚合性液晶組成物中之聚合性化合物。
(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之直鏈或者分支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可於氧原子不鄰接之範圍被氧原子取代，或被碳原子數5~20之烷基(基中之伸烷基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，k表示1~5之整數。式中所有的1,4-伸苯基其任意之氫原子可被取代為-CH3、-OCH3、氟原子或氰基。)
(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之直鏈或者分支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可於氧原子不鄰接之範圍被氧原子取代，或被碳原子數5~20之烷基(基中之伸烷基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。式中所有的1,4-伸苯基其任意之氫原子可被取代為-CH3、-OCH3、氟原子或氰基。)。
[18]如前述[17]記載之液晶顯示元件，其使用Sp1及Sp2為相同之通式(V)表示之1種或2種以上的化合物，作為前述聚合性化合物。
[19]如前述[17]或[18]記載之液晶顯示元件，其使用Sp1及Sp2為相同之通式(V)表示之2種以上的化合物作為該聚合性化合物，其中該2種以上之化合物彼此的Sp1及Sp2不同。
[20]如前述[11]~[19]中任一項記載之液晶顯示元件，其使用下述通式(LC)表示之液晶化合物作為聚合性液晶組成物中之液晶化合物。
(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。
前述之基(a)、基(b)或基(c)所含之1個或2個以上的氫原子各自可被氟原子、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而於通式(LC)中存在複數個ALC1之情形時，複數個存在之ALC1可相同或亦可不同，當存在複數個ZLC之情形時，複數個存在之ZLC可相同或亦可不同。)
[21]如前述[12]~[20]中任一項記載之液晶顯示元件，其中，單元結構為VA模式、IPS模式、FFS模式、VA-TN模式、TN模式或ECB模式。
若根據本發明，則可抑制驅動電壓上升，抑制雙折射率降低，改善透射率，且同時改善液晶之下降時間，藉此而提供一種高透射率且高速應答性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
4a‧‧‧配向方向
5‧‧‧液晶層
5a‧‧‧無施加電壓時之液晶分子
5b‧‧‧施加電壓時之液晶分子
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
110‧‧‧閘極電極
120‧‧‧閘極絕緣層
130‧‧‧半導體層
140‧‧‧保護層
160‧‧‧汲極電極
190b‧‧‧有機絕緣膜
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
510‧‧‧液晶顯示裝置
512‧‧‧像素電極
512a‧‧‧像素幹部電極
512b‧‧‧像素枝部電極
512c‧‧‧像素狹縫
516‧‧‧掃瞄配線
517‧‧‧訊號配線
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為本發明之液晶顯示元件的示意圖。
圖1為圖1之部分放大圖。
圖2為本發明之液晶顯示元件的剖面圖。
圖3為圖1之部分放大圖。
圖4為本發明之液晶顯示元件的剖面圖。
圖5為本發明之液晶顯示元件的示意圖。
圖6為圖6之部分放大圖。
圖7為本發明之液晶顯示元件的剖面圖。
圖9為實施例1之偏光顯微鏡照片。
圖10為比較例2之偏光顯微鏡照片。
圖11為表示本發明之斜向電場方式液晶顯示裝置的電極結構及液晶分子排列之示意圖。
圖12為表示本發明之分割成8個部分之斜向電場方式液晶顯示裝置的電極結構之示意圖。
圖13為實施例之魚骨型VA液晶單元的電極結構之示意圖。
<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個以上的氫原子可任意地被取代成鹵素原子。RLC之烷基各自可為支
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。
前述之基(a)、基(b)或基(c)所含之1個或2個以上的氫原子各自可被氟原子、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而於通式(LC)中存在複數個ALC1之情形時，複數個存在之ALC1可相同或亦可不同，當存在複數個ZLC之情形時，複數個存在之ZLC可相同或亦可不同。
前述通式(LC)表示之化合物較佳為選自下述通式(LC1)及通式(LC2)表示之化合物群中的1種或2種以上之化合物。
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個以上的氫原子可任意地被鹵素原子取代。作為通式(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，最佳表示下述結構。
(式中，右端鍵結於環結構。)
通式(LC1)或(LC2)中，ALC11及ALC21各自獨立地表示下述任一結構。該結構中，伸環己基中之1個或2個以上的CH2基可被氧原子
取代，1,4-伸苯基中之1個或2個以上的CH基可被氮原子取代，又，該結構中之1個或2個以上的氫原子可被氟原子、氯原子、-CF3或-OCF3取代。
作為通式(LC1)或(LC2)表示之化合物，ALC11及ALC21較佳各自獨立地為下述之任一結構。
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
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，當改善向列相上限溫度之上限值的情形時，再更佳為2或3。當於通式(LC1)或(LC2)存在複數個ALC11、ALC21、ZLC11及ZLC21之情形時，該等可相同或亦可不同。
作為通式(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各自獨立地表示與前述通式(LC1)中之RLC11、YLC11、XLC11及XLC12相同的意義。作為通式(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各自獨立地表示與前述通式(LC1)中之RLC11、YLC11、XLC11及XLC12相同的意義。作為通式(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各自獨立地表示氫原子、氯原子、氟原子、-CF3或-OCF3。作為通式(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各自獨立地表示與前述通式(LC2)中之RLC21、YLC21、XLC21~XLC23相同的意義。作為通式(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-。
前述通式(LC)表示之化合物亦較佳為選自下述通式(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-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之任一結構，
(該結構中，伸環己基中之1個或2個以上的-CH2-可被氧原子取代，1,4-伸苯基中之1個或2個以上的-CH-可被氮原子取代，又，該結構中之1個或2個以上的氫原子可被氟原子、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，該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，最佳表示下述結構，
(式中，右端鍵結於環結構。)
ALC31~ALC52較佳各自獨立地為下述之結構，
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%。
通式(LC3-1)表示之化合物，具體而言，較佳為以下記
載之通式(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。)
通式(LC4-1)表示之化合物，具體而言，較佳為以下記載之通式(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。)
通式(LC5-1)表示之化合物，具體而言，較佳為以下記載之通式(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的液晶層，較佳含有1種或2種以上之通式(LC3-11)~通式(LC5-14)表示之化合物，更佳含有1種或2種，尤
佳含有1種或2種之通式(LC3-1)表示之化合物。
又，較佳含有至少1種選自通式(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-。
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%。
通式(LC3-2)表示之化合物，具體而言，較佳為以下記載之通式(LC3-21)~通式(LC3-29)表示的化合物。
又，作為通式(LC3-3)表示之化合物，亦較佳為以下記載之通式(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。)
通式(LC4-2)表示之化合物，具體而言，較佳為以下記載之通式(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。)
通式(LC5-2)表示之化合物，具體而言，較佳為以下記載之通式(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)。
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-伸環己基之化合物各至少1種以上。
又，作為通式(LC3)表示之化合物，其他較佳為選自下述通式(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各自獨立地表示與前述通
式(LC3)中之RLC31、RLC32、ALC31及ZLC31相同的意義，XLC3b1~XLC3b6表示氫原子或氟原子，XLC3b1及XLC3b2或XLC3b3及XLC3b4之中的至少一組合皆表示氟原子，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，該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各自獨立地表示與前述通式(LC3)中之RLC31及RLC32相同的意義。)
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各自獨立地表示與前述通式(LC3)中之RLC31及RLC32相同的意義。)
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，通式(LC4)表示之化合物較佳為下述通式(LC4-a)至通式(LC4-c)表示之化合物，通式(LC5)表示之化合物較佳為下述通式(LC5-a)至通式(LC5-c)表示之化合物。
(式中，RLC41、RLC42及XLC41各自獨立地表示與前述通式(LC4)中之RLC41、RLC42及XLC41相同的意義，RLC51及RLC52各自獨立地表示與前述通式(LC5)中之RLC51及RLC52相同的意義，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。
前述通式(LC)表示之化合物，亦較佳為選自下述通式(LC6)表示之化合物(其中，不包括通式(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個以上的氫原子可任意地被鹵素取代。作為通式(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結構。
(式中，右端鍵結於環結構。)
通式(LC6)中，ALC61~ALC63各自獨立地表示下述任一結構。該結構中，伸環己基中之1個或2個以上的CH2CH2基可被-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-取代，1,4-伸苯基中之1個或2個以上的CH基可被氮原子取代。
作為通式(LC6)表示之化合物，ALC61~ALC63較佳各自獨立地為下述之任一結構。
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雙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，反應性基較佳為具有光聚合性之取代基。尤其於藉由熱聚合生成垂直配向膜時，當垂直配向膜材料熱聚合時，由於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，較佳為以下之通式(P)表示的化合物，
(上述通式(P)中，Zp1表示氟原子、氰基、氫原子、氫原子可被取代為鹵素原子之碳原子數1~15之烷基、氫原子可被取代為鹵素原子碳原子數1~15之烷氧基、氫原子可被取代為鹵素原子之碳原子數1~15之烯基、氫原子可被取代為鹵素原子之碳原子數1~15之烯氧基或-Spp2-Rp2，
Rp1及Rp2各自獨立地表示以下之式(R-I)至式(R-IX)中的任一者，
前述式(R-I)~(R-IX)中，R2~R6互相獨立地為氫原子、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(methylene)，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，前述式中，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未經取代或亦可被碳原子數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)中的任一者，
(式中，於★與Spp1鍵結，於★★與Lp1或者Lp2鍵結。)，
Mp3表示以下之式(i-13)~(ix-13)中的任一者，
(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，該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，於前述通式(P)中，較佳為mp1+mp5在2以上。
又，於前述通式(P)中，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-，前述式中之z較佳為1~4之整數。
又，較佳為，前述通式(P)之Lp1及Lp2的至少任一者為選自由-(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，於前述通式(P)中，Rp1及Rp2更佳各自獨立地為以下之式(R-1)至式(R-15)中的任一者。
又，前述通式(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，複數個存在之Lp1的至少1個較佳為單鍵。
又，前述通式(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，複數個存在之Mp2之中較佳至少透過Lp1而與Mp1鄰接之Mp2為1,4-伸苯基。
並且，前述通式(P)之mp3表示0、1、2或3，Mp2之至少1個較佳為經1個或2個以上之氟取代的1,4-伸苯基。
並且，前述通式(P)之mp4表示0、1、2或3，Mp3之至少1個較佳為經1個或2個以上之氟取代的1,4-伸苯基。
又，作為前述通式(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)之聚合性化合物，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。
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)中的任一者，
前述式(R-I)~(R-IX)中，R2~R6互相獨立地為氫原子、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)的任一者，
(式中，於★與Spp1鍵結，於★★與Lp5或者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-，前述式中之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，該等可相同或亦可不同。
以下例示本發明之通式(P-a)~通式(P-d)表示之化合物的較佳結構。
本發明之通式(P-a)表示之化合物的較佳例，可舉下述式(P-a-1)~式(P-a-31)表示之聚合性化合物。
本發明之通式(P-b)表示之化合物的較佳例，可舉下述式(P-b-1)~式(P-b-34)表示之聚合性化合物。
本發明之通式(P-c)表示之化合物的較佳例，可舉下述式(P-c-1)~式(P-c-52)表示之聚合性化合物。
本發明之通式(P-d)表示之化合物，較佳為以下之通式(P-d’)表示之化合物。
(於上述通式(P-d’)表示之化合物中，mp10更佳表示2或3。其他之記號由於與上述通式(p-d)相同，故省略之。)
本發明之通式(P-d)表示之化合物的較佳例，可舉下述式(P-d-1)~式(P-d-31)表示之聚合性化合物。
本發明之「碳原子數1~15個之烷基」較佳為直鏈狀或分支狀烷基，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目，適當從上述例示加以選擇。
本發明之「碳原子數1~15個之烷氧基」之例，較佳為該取代基中之至少1個氧原子存在於與環結構直接鍵結之位置，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，烷氧基之例為共通，可根據各烷氧基之碳原子數的數目，適當從上述例示加以選擇。
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，作為本發明更佳之烯基，以下述記載之式(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，＊表示鍵結於環結構之部位。)，但當本案發明之液晶組成物含有聚合性單體之情形時，較佳為式(ii)及式(iv)表示之結構，更佳為式(ii)表示之結構。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目，適當從上述例示加以選擇。
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，較佳為下述通式
(VI)表示之聚合性化合物，
(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之直鏈或者分支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可於氧原子不鄰接之範圍被氧原子取代，或亦可被碳原子數5~20之烷基(基中之伸烷基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。式中所有的1,4-伸苯基其任意之氫原子可被取代為-CH3、-OCH3、氟原子或氰基。)。
於上述通式(VI)中，X3表示氫原子或甲基，但當重視反應速度之情形時，較佳為氫原子，當重視降低反應殘留量之情形時，則較佳為甲基。
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在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，亦是t較佳為1~5，
更佳為1~3。並且，於含有配向膜之基板表面，由於碳原子數會對預傾角造成影響，因此，視需要，較佳混合複數種Sp3之碳原子數不同的聚合性化合物來使用，以得到想要之預傾角。
於上述通式(VI)中，V表示碳原子數2~20之直鏈或者分支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可於氧原子不鄰接之範圍被氧原子取代，或亦可被碳原子數5~20之烷基(基中之伸烷基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。
通式(VI)表示之聚合性化合物更具體而言，可舉通式(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，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，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，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，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個以上的氫原子可各自獨立地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之直鏈狀或者支鏈狀烷基(該烷基中之1個或2個以上的亞甲基，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，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(trialkoxysilyl)取代。)。
上述通式(X1a)較佳為通式(II-b)表示之化合物。
通式(II-b)表示之化合物，具體而言，較佳為下述式(II-q)~(II-z)、(II-aa)~(II-al)表示之化合物。
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，作為通式(VI)表示之聚合性化合物，亦可舉通式(X1b)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之任一者，
(其中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，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，如下所示，但並非限定於此等。
並且，通式(VI)表示之聚合性化合物具體而言，亦可舉通式(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。)。作為例示化合物，如下所示，但並非限定於此等。
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抑制結晶化較佳的多官能性具有反應基之聚合性化合物，較佳為下述通式(V)表示之聚合性化合物，
(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之直鏈或者分支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可於氧原子不鄰接之範圍被氧原子取代，或亦可被碳原子數5~20之烷基(基中之伸烷基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，k表示1~5之整數。式中所有的1,4-伸苯基其任意之氫原子可被-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，但當重視反應速度之情形時，較佳為氫原子，當重視降低反應殘留量之情形時，則較佳為甲基。
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。)，本發明之液晶顯示元件的預傾角，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的影響。較佳使用會在配向膜表面取決於聚合性化合物之分子結構而自發地誘發預傾角者。因此，並不一定要加以限定，例如使預傾角為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，要使預傾角在2度左右以內，較佳使用碳原子數為6~12之聚合性化合物，碳原子數更佳為8~10。又，當Sp1及Sp2表示-O-(CH2)s-之情形時，由於亦會對預傾角造成影響，因此，較佳適當地視需要對Sp1及Sp2之長度進行調整來使用，當為了增加預傾角時，s較佳為1~5，更佳
為1~3。當為了減小預傾角時，s較佳為6~10。又，由於Sp1及Sp2之至少一者為單鍵而會顯現出分子之非對稱性，因而誘發預傾斜，故較佳。
又，於上述通式(V)中，Sp1及Sp2為相同之化合物亦較佳，較佳使用2種以上Sp1及Sp2為相同之化合物。此情形時，更佳使用Sp1及Sp2彼此不同之2種以上。
於上述通式(V)中，U表示碳原子數2~20之直鏈或者分支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(基中之伸烷基可於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)之結構在與液晶之溶解性高的方面上較佳，較佳與式(Va-1)至式(Va-6)組合使用。
(式中，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。式中所有的1,4-伸苯基其任意之氫原子可被取代為-CH3、-OCH3、氟原子或氰基。又，伸環己基中之1個或2個以上的CH2CH2基可被-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-取代。)
當U具有環結構之情形時，前述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。)，亦較佳兩者皆為-O-(CH2)s-。
於上述通式(V)中，k表示1~5之整數，較佳為k為1之雙官能化合物，或k為2之三官能化合物，更佳為雙官能化合物。
上述通式(V)表示之化合物，具體而言，較佳為以下之通式(Vb)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1~7之整數，氧原子鍵結於芳香環。)，Z1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，式中所有的1,4-伸苯基其任意之氫原子可被氟原子取代。)
於上述通式(Vb)中，X1及X2各自獨立地表示氫原子或甲基，較佳為皆表示氫原子之二丙烯酸酯衍生物，或皆具有甲基之二甲基丙烯酸酯衍生物，亦較佳為一者表示氫原子，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，二甲基丙烯酸酯衍生物較慢，非對稱化合物為中間，可根據其用途使用較佳之態樣。
於上述通式(Vb)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-，較佳至少一者為-O-(CH2)s-，更佳為兩者表示-O-(CH2)s-之態樣。此情形時，s較佳為1~6。
於上述通式(Vb)中，Z1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表示單鍵以外之環結構的情形時，Z1亦較佳為單鍵以外之連結基團，當C為單鍵之情形時，Z1較佳為單鍵。
根據上述，於上述通式(Vb)中，C表示單鍵，環結構由二個環形成之情形為佳，作為具有環結構之聚合性化合物，具體而言，較佳為以下之通式(V-1)至(V-6)表示之化合物，尤佳為通式(V-1)至(V-4)表示之化合物，最佳為通式(V-2)表示之化合物。
又，於上述通式(Vb)中，以下之通式(V1-1)至(V1-5)表示之化合物在提高與液晶組成物之溶解性的方面較佳，尤佳為通式(V1-1)表示之化合物。
又，上述通式(Vb)由三個環結構形成之情形時亦較佳地被使用，通式(V1-6)至(V1-13)表示之化合物在提高與液晶組成物之溶解性的方面較佳。並且，與液晶之錨定力強的通式(V-1)至(V-6)表示之化合物，亦較佳與錨定力弱但與液晶組成物之相溶性良好的通式(V1-1)至(V1-5)表示之化合物混合來使用。
(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。)
作為上述通式(V)表示之化合物，具體而言，以下之通式(Vc)表示之化合物在提高反應速度的方面較佳，又，由於會使預傾角熱穩定化，因此較佳。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，顯示出與官能基為2個之情形時相同的傾向。
(式中，X1，X2及X3各自獨立地表示氫原子或甲基，Sp1、Sp2及Sp3各自獨立地表示單鍵、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，式中所有的1,4-伸苯基其任意之氫原子可被氟原子取代。)
亦較佳使用具有光配向功能之化合物作為聚合性化合物。其中，較佳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，較佳為下述之化合物；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(任意之氫原子可被氟原子取代。)或單鍵。
其中，較佳為以下之通式(Vn)表示之化合物。
[聚合起始劑]
作為使用於本發明之聚合性化合物之聚合方法，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-苯基丙烷-1-酮、二苯乙二酮二甲基縮酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、4-(2-羥基乙氧基)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-苄基-2-二甲基胺基-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、安息香異丁醚、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基膦氧化物系；
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-苄醯基-4'-甲基-二苯硫醚、丙烯酸化二苯甲酮、3,3',4,4'-四(三級丁基過氧化羰基)二苯甲酮、3,3'-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、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
、2,4-二甲基9-氧硫
、2,4-二乙基9-氧硫
、2,4-二氯9-氧硫
等之9-氧硫
系；米其勒酮、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、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，考慮自由基之壽命或反應性，亦較佳使用複數種聚合起始劑。
並且，作為不使用上述之聚合起始劑而是利用光弗里斯重排進行之自由基聚合的形態，亦可使之含有具有吸收紫外線之共軛系結構的聚合性液晶化合物並使之聚合。例如，藉由使用通式(X1c-1)至(X1c-4)表示之具有共軛系結構的聚合性液晶化合物代替聚合起始劑，不會使液晶元件之電壓保持率下降，故較佳。又，為了促進聚合，亦較佳將此等與聚合起始劑合併使用。
[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0.5質量%以上且未達10質量%之聚合性化合物，聚合性化合物之含量的下限值較佳為1質量%以上，較佳為2質量%以上，上限值較佳未達9質量%，更佳未達7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%之聚合性化合物，此情形時之聚合性化合物之含量的下限值較佳為15質量%以上，較佳為20質量%以上，上限值較佳未達30質量%，更佳未達25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%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0.5質量%以上且未達40質量%之聚合性化合物，來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，更佳為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，該聚合物網路亦含有複數個聚合物網路集合形成高分子薄膜而成之聚合物黏合劑。聚合物黏合劑之特徵在於：具有顯示出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大致皆朝向同一方向。故因此而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，可獲得高對比度之顯示，且縮短下降時間，提高液晶元件之應答性。並且，使用於本發明之聚合性液晶組成物，係將聚合物網路層形成於液晶元件整體，不同於將聚合物之薄膜層形成在液晶元件基板上誘發預傾斜之PSA(Polymer Sustained Alignment)型液晶組成物。
無論於何種濃度，均較佳為含有至少兩種以上之Tg不同的聚合性化合物並視需要調整Tg。Tg較高之聚合性化合物(為聚合物之前驅物)較佳為具有交聯密度變高之分子結構的聚合性化合物且官能基數為2以上。又，Tg較低之聚合物的前驅物較佳為官能基數在1或者2以上且官能基間具有作為間隔基之伸烷基等而使分子長度增長的結構。於為了因應提升聚合物網路之熱穩定性或耐衝擊性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例。又，Tg亦關係到聚合物網路之主鏈及側鏈中之分子級的熱運動性，亦會對電光特性造成影響。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，並且下降時間變短。另一方面，若減低交聯密度以使Tg下降，則因聚合物主鏈之熱運動性會提升而表現出與低分子液晶之錨定
力減低，驅動電壓下降，下降時間變長的傾向。聚合物網路界面處之錨定力除上述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低。又，具有多價支鏈伸烷基及多價烷基之聚合性化合物可有效在基板界面誘發預傾角，會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進行聚合，藉此使聚合性化合物之分子量增加，使液晶組成物與聚合性化合物發生相分離。分離為二相之形態於很大程度上會根據含有之液晶化合物的種類或聚合性化合物的種類而有所不同。可藉由雙節分解(binodal decomposition)形成相分離結構，亦可藉由旋節分解(spinodal decomposition)形成相分離結構，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使之成長，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。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的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，形成奈米級之相分離結構，故較佳。結果，若聚合性化合物相中之聚合進行，則取決於相分離結構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度，且源自聚合物網路之錨定力的影響會變強，下降時間會變短，而獲得高速應答之液晶顯示元件，故而尤佳。雙節分解之聚合性化合物相的核生成會受到因化合物種類或組合的不同而導致之相溶性的變化，或者反應速度、
溫度等參數的影響，較佳視需要適當地進行調整。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、紫外線照射強度，只要適當地調整紫外線照射條件以促進反應性即可，較佳為至少20mW/cm2以上之紫外線照射強度。於低分子液晶為85質量%以上時，較佳利用由旋節分解引起之相分離結構形成聚合物網路，旋節分解由於可獲得由具有週期性之兩相之濃度波動所引起的相分離微細結構，因此易於形成較可見光波長小且均一之空隙間隔，故較佳。較佳以聚合物網路形成。若聚合性化合物之比例未達15質量%，較佳形成由雙節分解引起之相分離結構，若為15質量%以上，則較佳形成由旋節分解引起之相分離結構。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的相轉變溫度。若在高於兩相分離轉變溫度之溫度，則會呈現等向相(isotropic phase)，但若低於該溫度，則會發生分離，無法獲得均勻之相分離結構，並不佳。當因溫度而發生兩相分離之情形時，較佳在高於兩相分離溫度之溫度形成相分離結構。無論於上述何種情形時，均保持與低分子液晶之配向狀態相同之配向狀態，且同時形成聚合物網路。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結構中液晶組成物形成連續層的結構、液晶組成物之微滴分散於聚合物中的結構，或者兩者混合存在的結構，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有液晶層的結構。無論為何種結構，均較佳藉由聚合物網路之作用來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沿液
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對聚合物界面方向發生預傾斜之功能。若導入使低分子液晶對聚合物界面發生預傾斜之聚合性化合物，則對提升透射率或降低液晶元件之驅動電壓有用，故較佳。又，關於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之聚合性化合物。又，亦可藉由施加電壓且同時照射紫外線等來形成聚合物網路，形成預傾斜。
對於VA模式等之垂直配向單元，亦可使用會誘發垂直配向且不具有液晶原基而具有多價烷基或多價分支伸烷基之聚合性化合物，與具有液晶原基之聚合性化合物合併使用亦佳。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聚合物網路之情形時，較佳在與低分子液晶垂直於液晶單元基板之方向大致相同之方向形成有纖維狀或柱狀聚合物網路。又，於使用垂直配向膜而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的情形時，較佳為纖維狀或柱狀聚合物網路傾斜形成於與預傾斜配向之低分子液晶同方向。聚合物網路之傾斜，亦可以於基板界面自發地發生之方式選定聚合性化合物。又，亦可施加電壓使液晶為傾斜配向狀態，照射紫外線等形成聚合物網路。
並且，作為施加電壓且同時誘發預傾角之方法，可於較聚合性液晶組成物之臨界電壓低0.9V左右之電壓至高2V左右之電壓的範圍內施加電壓且同時使之聚合，或亦可於聚合物網路形成過程中施加臨界電壓以上之電壓數秒~數十秒的短時間後，使未達臨界電壓，形成聚合物網路。由於纖維狀或柱狀聚合物網路會被傾斜地形成以誘發相對於透明基板平面呈90度
~80度之預傾角，故更佳，較佳為90度~85度之預傾角，較佳為89.9度~85度之預傾角，較佳為89.9度~87度之預傾角，較佳為89.9度~88度之預傾角。以任一方法形成之纖維狀或柱狀聚合物網路，其特徵在於：將連結二片之單元基板間。藉此，預傾角之熱穩定性會獲得提升，可提高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雙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雙官能丙烯酸酯組合使用。可藉由調整此等化合物之摻合比，而於界面附近誘發想要的預傾角。
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形成纖維狀或柱狀聚合物網路的方法。於此情形時，於反式體中，會成為與低分子液晶相同之棒狀形態，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含有之該反式體，若將紫外線自單元上表面以平行光之形態照射，則該棒狀之分子長軸方向會一致平行於紫外線行進方向，低分子液晶亦同時配向成一致朝向該反式體之分子長軸方向。若對單元傾斜地照射紫外線，則該反式體之分子長軸會朝向傾斜方向，使液晶朝紫外線之傾斜方向配向。亦即，會誘發預傾角，顯示出光配向功能。若於此階段使聚合性化合物交聯，則經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，關於VA模式中重要之預傾角的誘發，可視需要，使用下述方法來製作本發明
之液晶元件：施加電壓且同時使之聚合相分離的方法；添加複數種誘發之預傾角不同之聚合性化合物使之聚合相分離的方法；利用具有可逆性光配向功能之聚合性化合物顯示出之光配向功能使低分子液晶及聚合性液晶化合物朝紫外線行進方向配向，進行聚合相分離的方法。
具有光配向功能之聚合性化合物較佳為會吸收紫外線而成為反式體之光異構化合物，並且較佳為，具有光配向功能之聚合性化合物的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。若受到紫外線照射，則若具有光配向功能之聚合性化合物會立即變成反式體沿光行進方向配向，則周圍含有聚合性化合物之液晶化合物亦會朝相同之方向配向。此時，聚合相分離會進行，低分子液晶長軸方向與聚合物網路之易配向軸方向會一致朝向與具有光配向功能之聚合性化合物之易配向軸相同的方向，朝紫外線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，低分子液晶相對於位在液晶單元基板面之配向膜的配向方向平行配向，較佳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為大致相同之方向。並且，纖維狀或柱狀聚合物網路更佳為除了分散有低分子液晶之空隙以外大致存在於單元整體中。為了對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，電光特性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，不會發生光散射是重要的，較佳使平均空隙間隔小
於可見光波長。例如有要擴大該界面之表面積且縮小該空隙間隔而增加單體組成物含量的方法。因此，使聚合相分離結構發生變化，該空隙間隔變得微細，藉此以增加該界面之表面積的方式形成聚合物網路，驅動電壓及下降時間變少。聚合相分離結構亦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結構。相分離速度會受到低分子液晶與聚合性化合物之相溶性或聚合速度很大的影響。由於非常取決於化合物之分子結構或含量，因此較佳適當地調整組成來使用。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，而於紫外線聚合之情形時，則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。
當相溶性低之情形時，相分離速度變得夠快，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獲得提升，液晶與單體之相溶性會下降，因此可加快聚合相分離速度。進而，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之溫度進行聚合的方法。於該情形時，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，而較佳。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結構，亦即為發揮作用使下降時間變短之結構的聚合物網路界面之表面積增大且該空隙間隔微細的聚合物網路結構。因此，本發明之聚合性液晶組成物，較佳考慮配向功能、交聯密度、錨定力、空隙間隔，適當調整聚合性液晶組成以使下降時間變短。
於使用本發明之聚合性液晶組成物的液晶元件要獲得高對比度之顯
示，必須不會發生光散射，考慮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結構而形成適當之聚合物網路層結構是重要的。若具體地說明聚合物網路層結構，則如下所述。
<聚合物網路層連續結構>
較佳為液晶相中於液晶顯示元件整面形成有聚合物網路層且液晶相連續之結構，且聚合物網路之易配向軸或單軸之光學軸與低分子液晶之易配向軸為大致同一方向，較佳以誘發低分子液晶之預傾角的方式形成聚合物網路，藉由使聚合物網路之平均空隙間隔為小於可見光波長之大小，至少小於450nm，而不會發生光散射，故較佳。並且，要藉由聚合物網路與低分子液晶之相互作用效果(錨定力)使應答之下降時間短於低分子液晶單質之應答時間的情形時，較佳設為50nm~450nm之範圍。為了使液晶之單元厚度對下降時間之影響變少，即使單元厚度厚，亦顯示出與薄厚度同等之下降時間，較佳至少使平均空隙間隔處於下限為200nm附近且上限為450nm附近之範圍。若減小平均空隙間隔，則存在驅動電壓增加之課題，要將驅動電壓之增加抑制在25V以下縮短下降應答時間，只要使平均空隙間隔處於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，為了將驅動電壓之增加抑制在5V左右以內，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，使下降應答時間為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在50nm附近至250nm附近之間即可，要在0.5msec以下之情形時，較佳使平均空隙間隔在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，則平均直徑有增加之傾向。若提高反應性加快聚合相分離速度，則由於聚合物網路之密度會增加，聚合物網路之平均直徑會減小，因此只要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，於平均空隙間隔處於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結構>
相對於在液晶顯示元件整面形成有聚合物網路層且液晶相連續之結構，若聚合性化合物含量變低，聚合物網路層被覆單元整體所需之量不足時，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結構且於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，則會因聚合物網路與低分子液晶之錨定力的作用而顯現出下降時間變短之效果，顯示出較佳之傾向。其中，由於單元厚度之影響會變大，因此當若增加單元厚度則下降時間變長之情形時，只要視需要使聚合物網路層厚度增加即可。聚合物網路層中之聚合物網路的結構，只要低分子液晶與易配向軸或單軸之光學軸皆朝向大致相同之方向即可，只要以誘發預傾角之方式形成有低分子液晶即可。平均空隙
間隔較佳為90nm至450nm之範圍。
例如於使聚合性化合物含量為1質量%至6質量%之情形時，較佳使用錨定力高之具有液晶原基的雙官能單體，較佳使用官能基間距離短之結構且聚合速度快的雙官能單體，較佳於0℃以下之低溫形成聚合相分離結構。當使聚合性化合物含量為6質量%至未達10質量%之情形時，較佳為該雙官能單體與錨定力弱之單官能單體的組合，較佳視需要於25℃~-20℃之範圍形成聚合相分離結構。並且，如果該熔點為室溫以上，則若使之較該熔點低5℃左右，則會獲得與低溫聚合相同之效果，因此較佳。當使聚合性化合物含量為10質量%至40質量%之情形時，由於聚合物黏合劑或聚合物網路會嚴重影響低分子液晶之配向或驅動電壓，使驅動電壓增大，因此，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。例如錨定力弱且具有液晶原基之聚合性化合物，增加位於官能基與液晶原基之間的伸烷基之碳數是有效的，碳數較佳為5~10。又，若聚合性化合物超過30質量%，則亦有時會成為聚合物黏合劑中分散有液晶滴之狀態，於該情形時，亦較佳為具有折射率異向性之聚合物黏合劑，且基板面之配向膜顯示的配向方向與聚合物黏合劑的光軸方向一致。
聚合性液晶組成物中之聚合性化合物的濃度越高，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%，較佳為2質量%以上且15質量%以下，更佳為3質量%以上且8質量
%以下。
當用於TFT驅動液晶顯示元件之情形時，必須抑制閃爍(flicker)且提升因殘影所引起之殘像等的可靠性，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。尤其移動離子會嚴重影響電壓保持率。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將移動離子去除。又，若藉由自由基聚合形成聚合物網路，則有時會因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，較佳選定有機酸或低分子之副產物生成量少的聚合起始劑。
[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，該液晶組成物被夾持於至少一者具有電極之2片透明基板間，該聚合物或共聚物之含量為該液晶組成物及該聚合物或共聚物之合計質量的0.5質量%以上且未達40質量%，該聚合物或共聚物形成聚合物網路，該聚合物網路具有單軸性之折射率異向性或易配向軸，且具有不同之2種以上的配向狀態。本發明之液晶顯示元件較佳具有用以使液晶組成物配向於至少一透明基板上的配向膜。對設置於基板之此配向膜與設置於基板之電極施加電壓，液晶分子配向將會受到控制。聚合物網路或聚合物黏合劑具有單軸性之折射率異向性或易配向軸方向，較佳為聚合物網路或聚合物黏合劑之光軸方向或易配向軸方向與低分子液晶之易配向軸方向為相同方向。就此點而言，與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不同。
並且，較佳為配向膜之易配向軸方向與聚合物網路或聚合物黏合劑之易配向軸方向相同。藉由具備偏光板、相位差膜等，而利用此配向狀態進行顯示。作為液晶顯示元件，可應用於TN、STN、ECB、VA、VA-TN、IPS、FFS、π單元、OCB、膽固醇型液晶等運作模式。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，與配向膜上具有聚合物或共聚物之PSA(Polymer Sustained Alignment)型液晶顯示元件不同。
液晶組成物中之聚合物或共聚物的含量為該液晶組成物及該聚合物或共聚物之合計質量的0.5質量%以上且未達40質量%，作為下限值，較佳為0.7質量%以上，較佳為0.9質量%以上，作為上限值，較佳未達30質量%，較佳未達20質量%。
於PSA型液晶顯示元件，在電極設置3~5μm寬度之複數條狹縫使液晶朝狹縫方向傾斜配向，來代替摩擦配向處理，藉此省略配向處理。於量產技術上，若施加數十伏特之電壓，且同時照射紫外線，則液晶之配向會以得到預傾角(相對於基板法線之傾斜角)之方式被高分子穩定化於基板界面，形成聚合物之薄膜。預傾角會因此高分子薄膜之作用而被誘發，利用此現象，而可使用於PSVA(polymer-stabilized vertical alignment)LCD或PSALCD之製造。又，為了提升視角，而使用設計成可形成多區域之圖案電極，將一個像素內之預傾角方向分割成複數。當使用具有負介電各向導性之液晶的情形時，若以從液晶之垂直配向轉化成彎曲配向(bend alignment)之方式將飽和電壓以上之電壓施加於單元並照射紫外線，則當微量添加於液晶中之單體於垂直配向膜上聚合時，會形成如下之配向膜：使
為彎曲變形端之些許傾斜的液晶配向高分子穩定化且誘發預傾角。藉此，若結束照射紫外線，中斷施加電壓，則可得到些許傾斜之(預傾斜)垂直配向。然而，若將此方法應用於可使單元整體形成聚合物網路等而改善應答之緩和時間的液晶顯示元件，則由於會施加飽和電壓以上之數十伏特的電壓，進行紫外線照射，因此，聚合物網路會使液晶於平行配向狀態下高分子穩定。此由於會以將液晶分子保持於平行配向狀態之方式形成聚合物網路之折射異向性或易配向軸，故會無法得到垂直配向。
於垂直配向型之LCD，為了藉由施加電壓而使傾斜配向之傾斜方位一致朝一定方向，而藉由賦予相對於單元法線方向在2度以內之預傾角，來謀求改善透射率、應答時間等之電光特性。然而，要以誘發預傾角之方式形成些許傾斜之聚合物網路，認為要施加稍高於液晶之臨界電壓的電壓在液晶傾斜配向於2度以內的狀態下使之形成。然而，於PVA(Patterned vertical alignment)等藉由電極形狀使傾斜配向方向固定一致之液晶顯示元件，若施加臨界電壓附近之低電壓形成聚合物網路之折射異向性或易配向軸，則會因液晶之傾斜配向方位不固定，而使得透射率下降。其原因在於：若施加臨界電壓附近之電壓，則僅會些許變形成彎曲配向，彎曲變形之配向膜側之端大致垂直，垂直配向膜之影響大，故於基板界面附近之液晶會成為垂直配向，而使得於基板界面附近無法將傾斜配向方位規定朝向一定方向，變為不穩定。另一方面，若施加電光特性之飽和電壓以上的高電壓，則基板界面附近之液晶會變成傾斜配向狀態，且電場強，因此，由圖案電極引起之電場分布的影響會變大，傾斜配向方位變為一定方向，可有助於提升透射率。然而，由於平行配向之聚合物網路會形成於單元整體，因此
如上述，會無法得到垂直配向。
傾斜配向方位由於在很大的程度上取決於電極圖案之種類，因此例如圖13所示之魚骨(Fishbone)型電極，交互地重複配置有複數條3~5μm左右寬度之微細的線電極與和線電極同樣寬度的線狀狹縫，於此圖案電極，線電極上之液晶會配向成液晶之傾斜配向方位大致朝狹縫方向平行。因此，必須使之具有傾斜配向方位朝狹縫方向固定之類的配向記憶作為聚合物網路之折射異向性或易配向軸。又，當Axially Symmetric Vertical Alignment之圖案電極的情形時，為由點電極與近似正方形之對向電極構成的次像素結構。中心軸雖即使施加電壓亦呈垂直配向，但以中心軸之點電極為起點，液晶軸向(liquid crystal director)傾斜配向成放射狀。當從上面觀看元件之情形時，傾斜配向方位係液晶軸向從中心軸360度連續地配向成放射狀。若藉由施加高電壓，於聚合物網路之一部分使配向狀態高分子穩定化，則會以放射狀之傾斜配向方位穩定化的方式形成一部分聚合物網路。若於照射紫外線中使電壓未達臨界電壓，藉此使液晶回復成大致垂直配向，並於此狀態下繼續照射紫外線，則會以成為大致垂直配向之方式形成聚合物網路之折射異向性或易配向軸，放射狀傾斜配向方位可以軌跡之形式殘留於聚合物網路，能夠同時兼顧施加電壓時之配向控制與無施加電壓時之垂直配向。
亦即，於PVA之液晶顯示元件中，因共存兩種不同之使液晶配向狀態穩定化的聚合物網路，故各自形成之聚合物網路對液晶配向的影響力不同，上述兩種不同之聚合物網路分別是：為了使施加臨界電壓以上之電壓所得到的配向狀態高分子穩定化，而以與液晶配向狀態一致之方式形成聚
合物網路之折射率異向性或易配向軸的情形，與為了使施加未達臨界電壓之電壓所得到的配向狀態高分子穩定化，而以與液晶配向狀態一致之方式形成聚合物網路之折射率異向性或易配向軸的情形。例如，若僅形成使未達臨界電壓之液晶配向狀態穩定化的聚合物網路，則當藉由開關電壓使液晶配向改變之情形時，由於受到來自聚合物網路之影響的液晶配向狀態會與液晶顯示元件原本所需的液晶配向狀態不同，故於PVA單元之開關時配向改變後之配向會發生變形，無法得到想要的配向狀態，而對電光效應造成影響，對比度、透射率等下降。因此，藉由使聚合物網路共存施加臨界電壓以上之電壓所得到的配向狀態與施加未達臨界電壓之電壓所得到的配向狀態此兩種配向狀態，而可使得兩狀態間之配向改變變得容易，顯示特性變良好。因此，為了使臨界電壓以上之液晶配向狀態與未達臨界電壓之液晶配向狀態高分子穩定化，且以聚合物網路形成使兩種配向狀態混合存在，較佳為，以使臨界電壓以上之液晶配向狀態穩定化為目的使用聚合性液晶組成物含有之聚合性化合物的一部分，將剩餘之聚合性化合物使用於以使未達臨界電壓之液晶配向狀態穩定化之方式形成的聚合物網路。若施加臨界電壓以上之電壓後，於紫外線聚合中施加未達臨界電壓之電壓，則雖會發生液晶配向之轉變，但有時會於此轉變時發生配向缺陷，若此配向缺陷受到高分子穩定化，則於未達臨界電壓下之液晶配向狀態的均一性會受損，成為對比度或透射率之下降原因，故不佳。尤其是當臨界電壓以上之電壓為飽和電壓以上之情形時，若於照射紫外線過程中使之變成未達臨界電壓之電壓，引起液晶配向轉變，則會發生大量配向缺陷。因此，必須藉由施加飽和電壓以下之電壓，來抑制配向轉變時發生配向缺陷(向錯
(disclination))，但同時如上述，由於基板界面之液晶的傾斜變弱，傾斜方位方向變為不穩定，故不佳。為了抑制因紫外線聚合中之配向轉變所發生的配向缺陷，較佳為，施加從紫外線聚合中之臨界電壓以上之電壓降低至臨界電壓以下之電壓的中間電壓，至少以液晶之應答時間以上的時間施加，為不會對聚合物網路之形成造成影響的時間，只要為可抑制發生配向缺陷之時間即可，只要為不會使配向缺陷高分子穩定化之時間即可，取決於液晶中之聚合性化合物的反應性，較佳至少在5秒以內。又，中間電壓較佳至少在臨界電壓以上且在飽和電壓以下，為中間漸變之電壓。波形較佳為矩形波，較佳為電壓以臨界電壓以上之電壓、中間電壓、臨界電壓以下之電壓的順序階段性地變低之階段狀波形。又，中間電壓亦可為使電壓連續地從臨界電壓以上之電壓降低至臨界電壓以下之電壓的斜波(ramp wave)。並且，要以施加中間電壓以外之方法使配向缺陷受到高分子穩定化後不殘留時，可於紫外線照射中途，去除臨界電壓以上之電壓，但與施加電壓同步中斷紫外線照射，再次施加液晶配向會成為大致垂直配向之類的臨界電壓以下之電壓，但於此時與電壓同步再次照射紫外線。亦即，於連續地照射紫外線之情形時，當照射中之液晶配向轉變時施加中間電壓即可。而於間斷地照射紫外線之情形時，則當液晶配向轉變時瞬間中斷紫外線照射，於轉變結束之時間點再照射紫外線即可。
並且，由於會成為混合存在有具有各自使此等兩種不同配向狀態穩定化之作用的聚合物網路之狀態，因此，形成聚合物網路後之元件當無施加電壓時的液晶配向狀態，會受到想要保持兩種不同配向狀態之聚合物網路的影響，各聚合物網路之影響力的均衡會決定無施加電壓時之液晶配向狀
態。例如，於垂直配向模式之液晶顯示元件中，若增強使未達臨界電壓之液晶配向狀態穩定化之聚合物網路的影響力，則液晶顯示元件會顯示原本所需之垂直配向，提高液晶顯示之對比度，故較佳。相反地，若使臨界電壓以上之液晶配向穩定化的聚合物網路之影響力過強，則會有液晶之預傾角增加，對比度下降之傾向。為了提高液晶顯示元件之透射率或對比度，提升顯示品質，使兩種不同之液晶配向狀態穩定化的聚合物網路各自之影響力的平衡調整是重要的，例如於PVA單元中，若以使臨界電壓以上之液晶配向狀態穩定化的方式作用之聚合物網路其影響力過強，則最大透射率雖會提升，但黑階會增加，引起對比度下降。又，若以使未達臨界電壓之液晶配向狀態穩定化的方式作用之聚合物網路其影響力過強，則雖可得到良好之黑階，但卻會引起最大透射率下降，對比度降低，並不佳。
若施加彎曲配向變形等液晶會傾斜之電壓，液晶之傾斜配向的方位固定，則最大透射率會獲得提升，因此，若先使為了以傾斜配向方位成為固定之方式使臨界電壓以上之液晶配向狀態穩定化而形成的聚合物網路之影響為些微，再於照射紫外線中途施加未達臨界電壓，形成聚合物網路，以使可得到良好黑階這類的大致垂直配向狀態穩定化，則良好黑階與傾斜配向之方位會成為固定，最大透射率會變高，因此，可得到高對比度，顯示品質獲得提升，而變佳。此時，為了使目的在於傾斜配向方位成為固定而形成之聚合物網路的影響力為些微，較佳為施加臨界電壓以上之電壓形成聚合物網路使傾斜配向未被完全高分子穩定化的電壓施加時間，可於照射紫外線中，在施加臨界電壓以下之電壓時，使可得到大致垂直配向繼續照射紫外線。
[液晶顯示元件之製造方法與聚合物網路之作用]
本發明之液晶顯示元件之製造方法，為含有下述步驟之方法：對夾持在至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物，施加該聚合性液晶組成物之臨界電壓以上的電壓，且同時照射紫外線，使之聚合相分離的步驟，及然後在照射紫外線之狀態下，使電壓未達臨界電壓，並進一步照射紫外線的步驟。藉此使分別將臨界電壓以上之液晶的配向狀態與未達臨界電壓之液晶的配向狀態穩定化之聚合物網路形成，使將兩種不同液晶配向狀態穩定化的聚合物網路混合存在形成。又，當為含有圖案電極單元等之垂直配向模式液晶顯示元件的情形時，較佳於施加聚合性液晶組成物之臨界電壓以上的電壓，且同時照射紫外線使之聚合相分離的步驟中，於彎曲配向變形下，聚合性液晶組成物中之液晶分子在透明基板平面附近相對於透明基板平面以0度至30度之範圍傾斜配向，且較佳於在照射紫外線之狀態下使前述電壓未達臨界電壓並進一步照射紫外線的步驟中，大致垂直配向，在透明基板平面附近，前述液晶分子相對於透明基板平面傾斜80度至90度配向。液晶分子相對於透明基板平面以0度至30度之範圍傾斜配向的狀態，表示液晶之雙折射率因施加電壓而增加的狀態，若液晶之配向狀態相對於透明基板平面，為0度，則雙折射率會最大，而較佳，但即使是相對於基板平面傾斜30度配向，亦佳。尤其於PVA單元，由於可使傾斜方位為固定，故較佳。無論何者，皆較佳形成使配向穩定化之聚合物網路，以使施加電壓造成之液晶傾斜配向方位成為固定方向。
此時，為了使目的在於傾斜配向方位成為固定所形成之聚合物網路的影響力為些微，而於照射紫外線中施加臨界電壓以上之電壓，使液晶產生
彎曲配向變形，但較佳使此狀態之時間小於施加臨界電壓以下之電壓的時間，當結束施加臨界電壓以上之電壓時，為發生配向轉變之狀態即可。當為了使傾斜配向方位成為一定而形成之聚合物網路的影響力強之情形時，由於預傾角會增加而無法得到所需之黑階，因此，為了避免此情形，若於照射紫外線中施加臨界電壓以下之電壓，則會從彎曲配向變形轉變成大致垂直配向，而繼續照射紫外線即可，較佳使殘留於液晶中之聚合性化合物消失。較佳於在照射紫外線之狀態下使前述電壓未達臨界電壓並進一步照射紫外線的步驟中，使主要之聚合物網路形成。此時，預傾角之大小會取決於施加臨界電壓以上之電壓的時間與施加臨界電壓以下之電壓的時間之比例，施加臨界電壓以上之時間，係於聚合相分離過程中從在液晶中完全沒有形成聚合物網路之初期狀態至聚合相分離開始而於一部分形成有聚合物網路之時間點，較佳為若停止施加電壓則可從彎曲配向變形回復成大致垂直配向之狀態。施加臨界電壓以上之電壓的時間，較佳為1秒至15秒。當從此步驟換到下個步驟時，較佳於發生配向轉變成大致垂直配向之狀態下施加臨界電壓以下照射紫外線，較佳完全形成聚合物網路，使液晶中殘留之聚合性化合物消失。施加臨界電壓以下之狀態，為大致垂直配向狀態，但亦可為些許之彎曲配向變形，使所需之黑階與傾斜配向方位成為固定，視需要調整電壓。另，施加臨界電壓以下之電壓的時間，可至聚合物網路之形成大致結束為止，當殘留於液晶中之單體量為微量而即使殘留單體聚合亦不會對電光特性造成影響的情形時，亦可不施加臨界電壓以下之電壓。
並且，於前述施加臨界電壓以上之電壓且同時照射紫外線使之聚合相分離的步驟及然後在照射紫外線之狀態下使電壓未達臨界電壓照射紫外線
的步驟之間，亦可設置在照射紫外線之狀態下施加至少在臨界電壓以上且飽和電壓以下之中間漸變電壓的步驟。中間漸變電壓較佳未達最初之步驟的施加電壓且在臨界電壓以上。中間漸變電壓係為了延遲從彎曲配向變形轉變成大致垂直配向而施加。由於藉由延遲效果可抑制配向缺陷之發生，因此較佳為視需要施加。
關於液晶分子相對於透明基板平面以預傾角之形式傾斜80度至90度配向的狀態，若於無施加電壓時液晶相對於透明基板平面呈90度配向，則雙折射率會變成最小，對於液晶顯示元件之高對比度化有用，而較佳，但為了於施加電壓時使之朝固定方向傾斜配向，更佳為以預傾角之形式相對於基板平面傾斜89.9度至85度以內。若相對於基板平面超過80度，則由於雙折射率及透光量會增加，而使得顯示之對比度下降，並不佳，相對於基板平面在85度以上，顯示之黑階會變得良好，可得到高對比度，因此較佳。又，對於IPS(In-plane switching)顯示模式、FFS(Fringe Field Switching)模式、TN(Twisted Nematic)模式的液晶顯示元件，亦較佳為：於施加聚合性液晶組成物之臨界電壓以上的電壓，且同時照射紫外線使之聚合相分離的步驟中，聚合性液晶組成物中之液晶分子相對於透明基板平面，取決於施加電壓，於0度至90度之範圍傾斜配向，另於在照射紫外線之狀態下使前述電壓未達臨界電壓並進一步照射紫外線的步驟中，取決於施加電壓，前述液晶分子相對於透明基板平面以預傾角之形式傾斜0度至30度配向。
液晶分子相對於透明基板平面於0度至90度之範圍傾斜配向，會使之形成聚合物網路而使經施加電壓之液晶的配向狀態穩定化。惟，前提條件為當停止施加電壓時，會成為對應未達臨界電壓之液晶配向狀態。於IPS
模式之情形時，被使用於元件之配向膜之性質的傾斜角度影響很大，可在1度至2度左右之範圍，預傾角含有扭轉配向之液晶分子的傾斜角度較佳為0.5度至3度，較佳為0度至2度以內。於施加聚合性液晶組成物之臨界電壓以上的電壓，且同時照射紫外線使之聚合相分離的步驟中，較佳施加會變成扭轉變形之狀態此類的電壓，而於在照射紫外線之狀態下使前述電壓未達臨界電壓並進一步照射紫外線的步驟中，較佳於扭轉變形未高分子穩定化之狀態下使電壓未達臨界電壓，以成為平行配向之黑顯示的條件使之聚合。於FFS模式之情形時，若施加臨界電壓以上之電壓，則液晶之配向狀態會取決於元件內之電場分布，共存有噴射(spray)配向、彎曲配向、扭轉配向狀態，但主要顯示出噴射配向與扭轉配向狀態。於此等狀態之液晶分子配向狀態下的傾斜角在0度至45度之範圍，若以聚合物網路使配向穩定化，則較佳為同樣之範圍被穩定化。惟，當停止施加電壓時，較佳為：「成為對應未達臨界電壓之液晶的配向狀態」為前提條件，從此等狀態使之回復至成為平行配向之狀態，照射紫外線。而於TN模式，較佳為45度至90度範圍之傾斜角度。
另一方面，雖施加未達臨界電壓之電壓，形成聚合物網路以使液晶之配向狀態穩定化，但於IPS模式、FFS模式及TN模式之情形時，由於預傾角會因摩擦配向處理而於基板界面具有1度~3度左右，因此，較佳形成聚合物網路，以使經施加未達臨界電壓之電壓的液晶配向狀態穩定化，液晶配向之角度亦可傾斜於此範圍，使用光配向膜等其他配向處理方法，預傾角含有扭轉配向之液晶分子的傾斜角度較佳為0.5度至3度，0度至2度以內對於得到廣視角有用，而更佳。
又，較佳為施加之電壓為交流波形，具有聚合性液晶組成物顯示出介電各向導性之範圍的頻率。波形較佳為尖峰電壓為固定之情形時可使有效電壓高的矩形波。頻率之上限較佳為藉由被用於液晶顯示元件之驅動電路傳遞至像素的訊號不會衰減之範圍的頻率即可，至少頻率在2kHz以下。關於照射紫外線前之聚合性液晶組成物顯示的介電係數之頻率相依性，以介電各向導性顯示之頻率計在10kHz以下即可。下限值為有時當將元件驅動時會產生閃爍而於此情形時閃爍為最小之頻率即可，較佳至少在20Hz以上。
本發明之液晶顯示元件之製造方法，如上述般，其特徵在於：形成聚合物網路以保持兩種液晶配向狀態，為了保持各個液晶配向狀態而形成之聚合物網路被形成來使聚合物網路之折射率異向性或易配向軸與臨界電壓以上之液晶配向方向或未達臨界電壓之液晶配向方向一致。藉此，產生使施加電壓時之液晶配向穩定化的聚合物網路與使無施加電壓時之液晶配向穩定化的聚合物網路共存之狀態，可抑制自無施加電壓時之液晶配向狀態當因施加電壓而使之配向變形時發生的配向畸變，提升對比度等改善顯示特性。另一方面，若僅有為了保持無施加電壓時之液晶配向狀態而形成之聚合物網路，則當改變成施加電壓時之液晶配向狀態時，由於為了保持未達臨界電壓之液晶配向而形成的聚合物網路之影響力強，因此，於改變為臨界電壓以上之液晶配向狀態時，會產生配向畸變，成為使透射率下降之原因。藉由使聚合物網路之一部分形成使施加電壓時之液晶配向穩定化的聚合物網路，可抑制因開關而發生之配向改變的畸變，可得到原本所需之液晶配向的改變，提升透射率。另，為了使施加電壓時及無施加電壓時之各液晶配向狀態穩定化而形成的聚合物網路，其特徵在於：以沿著兩種不
同之液晶配向的方式使之形成聚合物網路之折射率異向性或易配向軸。
並且，可藉由照射紫外線中之臨界電壓以上之電壓的施加時間，使為了使臨界電壓以上之液晶狀態穩定化所形成的聚合物網路之影響力發生變化，改變電光特性。例如，當以施加電壓時之液晶配向狀態包含有相對於基板平面呈0度至30度之傾斜配向的平行配向的形態形成聚合物網路之情形時，若縮短照射紫外線中之臨界電壓以上的電壓之施加時間，則由於欲保持平行配向之作用僅為些許，故液晶會想要順從欲保持垂直配向之聚合物網路的作用而配向。並且，來自保持兩種不同配向之聚合物網路的兩配向之影響力均衡，相對於透明基板法線方向，預傾斜小至1度以內之角度會被誘發。隨著增長照射紫外線中之臨界電壓以上的電壓之施加時間，由於欲保持平行配向之聚合物網路的影響會變強，故預傾角會因保持垂直配向之力與保持平行配向之力的均衡而增加，可增加預傾角，相對於透明基板法線方向在10度以上。又，照射紫外線中之臨界電壓以上的電壓之施加時間，由於非常取決於使用之聚合性液晶組成物具有的反應性，因此較佳適當地進行調整以得到想要之預傾角。尤其較佳使之於相對於基板平面呈80度至90度之範圍得到預傾角，更佳使之為85度至89.9度，再更佳使之為87度至89.9度。
欲保持液晶之配向狀態(係施加臨界電壓以上之電壓而得)所形成的聚合物網路，於使用負介電各向導性之垂直配向模式的液晶顯示元件中，宜為平行配向狀態，或方位角固定之傾斜配向。以未達臨界電壓所得到之配向狀態較佳為大致垂直配向，尤佳為相對於基板平面呈80度至90度之大致垂直的配向，較佳為顯示可得到高對比度之類的良好黑階的配向狀態。
於使用負介電各向導性或正介電各向導性之利用橫向電場的IPS(In-plane switching)顯示模式中，施加照射紫外線中之臨界電壓以上的電壓所得到之液晶配向狀態，較佳為扭轉配向。以未達臨界電壓所得到之配向狀態較佳為方位角固定之平行配向。於FFS(Fringe Field Switching)模式中，較佳照射紫外線中施加臨界電壓以上之電壓所得到之配向狀態至少為彎曲配向、噴射配向、傾斜配向之任一者，或複數種混合存在之配向狀態。於未達臨界電壓下，較佳為大致平行配向。藉由在形成聚合物網路以保持施加電壓時之液晶的配向狀態後，使未達臨界電壓之液晶的配向狀態高分子穩定化，而可輕易地配向變形成當聚合物網路形成完畢後經施加電壓之情形時的液晶之配向狀態，可同時兼顧高透射率與高速應答。
照射紫外線時之施加電壓，較佳進行適當調整成聚合物網路形成後之液晶顯示元件的顯示成為高對比度，由於非常取決於照射紫外線前之聚合性液晶組成物的電光效應之特性，因此，必須配合聚合性液晶組成物所顯示之電壓-透射率特性。作為臨界電壓以上之電壓，較佳為相對於聚合性液晶組成物之電壓-透射率特性電壓中之透射率總變化量會在10%以上的電壓V10以上，更佳為透射率之總變化量會在20%以上的電壓V20以上，更佳為透射率之總變化量會在50%以上的電壓V50以上。惟，較佳為臨界電壓之6倍以下的電壓。關於照射紫外線中所施加之臨界電壓以上的電壓，較佳施加交流電壓，較佳施加矩形波。頻率較佳為無法以目視辨識閃爍之頻率，當於玻璃基板上形成有TFT基板等電子電路之情形時，只要為不會發生聚合電壓衰減之頻率即可，較佳為30Hz至5kHz左右。
雖使於照射紫外線中途所施加之電壓在臨界電壓以上且未達臨界電
壓，但作為未達臨界電壓之電壓，只要為液晶之配向不會因電壓而變化的範圍即可，較佳為0V以上且未達臨界電壓之90%的電壓，較佳為未達80%之電壓，更佳為70%以下。又，雖於照射紫外線中使施加電壓為臨界電壓以下，但此時較佳使之回復為成為液晶顯示元件OFF時之液晶配向狀態，例如，如上述般於垂直配向模式中可使之回復為垂直配向，於FFS模式或IPS模式則可使之為平行配向。為了使之回復為成為液晶顯示元件OFF時之液晶配向狀態，較佳於使施加電壓時之液晶配向穩定化的聚合物網路其影響力為些微之狀態下降低成未達臨界電壓之電壓。
於施加臨界電壓以上之電壓後照射紫外線，但若照射紫外線中電壓施加時間變長，則使照射紫外線中施加電壓時之液晶配向穩定化的聚合物網路其影響力會增大，而不會回復成所需之液晶顯示元件OFF時的液晶配向狀態，並不佳。因此，較佳使最合適之照射紫外線中的電壓適當最佳化，製造本發明之液晶顯示元件。又，當使照射紫外線中之電壓未達臨界電壓時，亦可為了調整聚合性液晶組成物之液晶的應答緩和時間，而於照射紫外線中途慢慢地降低電壓，使施加電壓之下降時間比照射紫外線中之液晶的應答緩和時間長，藉此使於應答緩和過程產生之逆流(back flow)的影響為最低限度，施加電壓之下降時間較佳為10ms以上至1000ms以內。又，相反地，快速使之下降的情形亦可，較佳至少比聚合性液晶組成物顯示出之緩和時間短，較佳為100ms以下。
於施加臨界電壓以上之電壓的狀態下，照射紫外線，藉此形成一部分平行配向成分之聚合物網路，繼續照射紫外線，且同時使電壓未達臨界電壓，藉此使液晶回復為垂直配向，而結束聚合相分離。於魚骨型電極液晶
單元中，可以上述平行配向成分與垂直配向成分之比例改變預傾角，若於聚合物網路形成初期過程去除電壓，則傾斜配向方位將會固定下來，再以殘留單體形成垂直配向，藉此而可同時達成垂直配向與傾斜配向方位，為奈米相分離液晶之配向控制技術。
另，所謂平行配向狀態，意指「施加電壓後，負介電各向導性液晶成為大致平行配向狀態」，較佳相對於基板面在0.1度至30度之範圍，較佳以0.1度至10度之範圍傾斜配向。無施加電壓之情形時的垂直配向，意指「因垂直配向膜之作用而成為大致垂直配向狀態」，液晶配向較佳相對於基板平面傾斜80至89.9度配向，更佳傾斜85度至89.9度。
當正介電各向導性液晶之情形時，若施加電壓，則雖會得到垂直配向，但液晶配向狀態亦包含有液晶相對於基板平面以45度至89.9度之範圍傾斜配向。無施加電壓之情形時的平行配向，意指「因平行配向膜之作用而成為大致平行配向狀態」，液晶配向包含有相對於基板平面傾斜0.1至30度配向。
因此，本發明之液晶顯示元件之製造方法較佳具有下述步驟：光照射步驟：對夾持於至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物照射紫外線；與電壓施加步驟：對前述夾持於至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物，施加該聚合性液晶組成物之臨界電壓以上的電壓，較佳於開始前述光照射步驟之時間點，施加有前述電壓施加步驟之電壓。因此，前述電壓施加步驟與前述光照射步驟可為同時，亦可比前述電壓施加步驟晚再開始前述光照射步驟。又，較佳於施加電壓時之配向轉變
時發生的配向缺陷已消失之階段，開始前述光照射步驟。
例如，當於施加電壓時配向缺陷幾乎不發生之情形時，可同時開始(或進行)前述電壓施加步驟與前述光照射步驟，亦可同時中斷或停止前述電壓施加步驟與前述光照射步驟，可於液晶元件之ON狀態下進行前述光照射步驟，於聚合步驟之中途ON狀態之配向因形成聚合物網路而即將穩定化之前，中斷前述電壓施加步驟，於液晶元件之OFF狀態下，僅進行前述光照射步驟，使殘留於液晶中之聚合性化合物消失。又，從ON狀態至OFF狀態的配向轉變之間，較佳中斷紫外線照射，使之不會形成聚合物網路。
具有「在對夾持於至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物施加該聚合性液晶組成物之臨界電壓以上之電壓的狀態下，照射紫外線，施加該聚合性液晶組成物之臨界電壓以上的電壓」之期間(時間)即可。換言之，關於「對夾持於至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物施加該聚合性液晶組成物之臨界電壓以上的電壓，且同時照射紫外線，使之聚合相分離」的步驟，只要於正在進行前述電壓施加步驟時進行前述光照射步驟即可，較佳為前述光照射步驟之期間與前述電壓施加步驟之期間重疊。
本發明之液晶顯示元件製造方法的較佳態樣，只要為在對夾持於至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物照射紫外線之光照射步驟中，照射紫外線而可進行從ON狀態至OFF狀態之配向轉變即可，電壓施加步驟較佳為3~30秒鐘，更佳為5~10秒鐘，當中斷光照射之情形時，較佳於電壓施加步驟剛結束後設置紫外線照射之中斷期間。可於液晶配向轉變過程結束後配向狀態處於平衡之狀態下重啟紫外線照射，結束前述光
照射步驟。
於本發明之液晶顯示元件之製造方法中，較佳為對夾持於前述至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物施加該聚合性液晶組成物之臨界電壓以上之電壓的時間較對夾持於至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物照射紫外線的時間短。
於本發明之液晶顯示元件之製造方法中，對夾持於至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物施加該聚合性液晶組成物之臨界電壓以上之電壓的電壓施加步驟，可設為1次以上之複數次(2次、3次以上10次以下)。此時之施加電壓的大小各自可相同或亦可不同。較佳為不同。
作為該電壓施加步驟之形態，較佳為下述形態：在對夾持於至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物照射紫外線之狀態下，施加規定時間之該聚合性液晶組成物之臨界電壓以上的1次電壓(V1)作為1次電壓後，在照射紫外線之狀態下，施加臨界電壓以上且1次電壓(V1)以下之中間電壓(Vm)。
於本發明之液晶顯示元件之製造方法中，亦可進行1次以上之複數次(2次、3次以上10次以下)的下述電壓施加步驟：於照射紫外線之狀態下施加上述聚合性液晶組成物之臨界電壓以下的電壓。此時之施加電壓的大小各自可相同或亦可不同。又，當施加臨界電壓以下之電壓時，可階段地將施加電壓降低至臨界電壓以下之電壓來進行，亦可連續地將施加電壓降低至臨界電壓以下之電壓來進行。
於上述之較佳態樣中，若在施加臨界電壓以上之電壓後，於紫外線聚合中施加未達臨界電壓之電壓，則會發生液晶配向之轉變，但有時會在此
轉變時發生配向缺陷，若此配向缺陷受到高分子穩定化，則未達臨界電壓下之液晶配向狀態的均一性會受損，而成為對比度或透射率之下降原因，故不佳。尤其當臨界電壓以上之電壓為飽和電壓以上之情形時，若於照射紫外線中改變為未達臨界電壓之電壓，引起液晶配向轉變，則會發生大量配向缺陷。因此，必須藉由施加飽和電壓以下之電壓，來抑制配向轉變時發生配向缺陷(向錯)，但同時如上述般，基板界面之液晶的傾斜會變弱，傾斜方位方向變得不穩定，故不佳。為了抑制紫外線聚合中之配向轉變時發生的配向缺陷，較佳施加從紫外線聚合中之臨界電壓以上的電壓降低至臨界電壓以下的電壓之中間電壓，以至少液晶之應答時間以上的時間施加，為不會對聚合物網路之形成造成影響的時間，為可抑制發生配向缺陷之時間即可，為不會使配向缺陷高分子穩定化之時間即可，取決於液晶中之聚合性化合物的反應性，較佳至少在5秒以內。又，中間電壓至少在臨界電壓以上且在飽和電壓以下，較佳為中間漸變之電壓。波形較佳為矩形波，較佳為下述之階段狀波形：電壓以臨界電壓以上之電壓、中間之電壓、臨界電壓以下之電壓的順序階段地變低。又，關於中間之電壓，可為使電壓從臨界電壓以上之電壓連續地降低至臨界電壓以下之電壓的斜波。並且，要以施加中間電壓以外之方法使配向缺陷高分子穩定化而不殘留時，於照射紫外線中途，去除臨界電壓以上之電壓，但與施加電壓同步中斷紫外線照射，再次施加液晶配向成為大致垂直配向之類的臨界電壓以下之電壓，但於此時可與電壓同步再次照射紫外線。亦即，於連續地照射紫外線之情形時，當照射中之液晶配向轉變時施加中間電壓即可。而於間歇地照射紫外線之情形時，當液晶配向轉變時，則瞬間中斷照射紫外線，於轉變
完畢之時間點再照射紫外線即可。
較佳形成使配向穩定化之聚合物網路，以使施加電壓形成之液晶傾斜配向方位為固定方向。此時，為了使目的在於傾斜配向方位成為固定所形成之聚合物網路的影響力為些微，而於照射紫外線中施加臨界電壓以上之電壓，使液晶產生彎曲配向變形，但較佳使此狀態之時間小於施加臨界電壓以下之電壓的時間，當結束施加臨界電壓以上之電壓時，為發生配向轉變之狀態即可。當為了使傾斜配向方位成為一定而形成之聚合物網路的影響力強之情形時，由於預傾角會增加而無法得到所需之黑階，因此，為了避免此情形，若於照射紫外線中施加臨界電壓以下之電壓，則會從彎曲配向變形轉變成大致垂直配向，而繼續照射紫外線即可，較佳使殘留於液晶中之聚合性化合物消失。較佳於在照射紫外線之狀態下使前述電壓未達臨界電壓並進一步照射紫外線的步驟中，使主要之聚合物網路形成。此時，預傾角之大小會取決於施加臨界電壓以上之電壓的時間與施加臨界電壓以下之電壓的時間之比例，施加臨界電壓以上之時間，係於聚合相分離過程中從在液晶中完全沒有形成聚合物網路之初期狀態至聚合相分離開始而於一部分形成有聚合物網路之時間點，較佳為若停止施加電壓則可從彎曲配向變形回復成大致垂直配向之狀態。施加臨界電壓以上之電壓的時間，較佳為1秒至15秒。當從此步驟換到下個步驟時，較佳於發生配向轉變成大致垂直配向之狀態下施加臨界電壓以下照射紫外線，較佳完全形成聚合物網路，使液晶中殘留之聚合性化合物消失。施加臨界電壓以下之狀態，為大致垂直配向狀態，但亦可為些許之彎曲配向變形，使所需之黑階與傾斜配向方位成為固定，視需要調整電壓。另，施加臨界電壓以下之電壓的時
間，可至聚合物網路之形成大致結束為止，當殘留於液晶中之單體量為微量而即使殘留單體聚合亦不會對電光特性造成影響的情形時，亦可不施加臨界電壓以下之電壓。
並且，於前述施加臨界電壓以上之電壓且同時照射紫外線使之聚合相分離的步驟及然後在照射紫外線之狀態下使電壓未達臨界電壓照射紫外線的步驟之間，亦可設置在照射紫外線之狀態下施加至少在臨界電壓以上且飽和電壓以下之中間漸變電壓的步驟。中間漸變電壓較佳未達最初之步驟的施加電壓且在臨界電壓以上。中間漸變電壓係為了延遲從彎曲配向變形轉變成大致垂直配向而施加。由於藉由延遲效果可抑制配向缺陷之發生，因此較佳為視需要施加。
本發明之液晶顯示元件製造方法的較佳實施形態之一，具有對夾持於至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物照射紫外線的光照射步驟，與施加前述聚合性液晶組成物之臨界電壓以上之電壓的電壓施加步驟，並含有下述步驟：於前述電壓施加步驟中開始前述光照射步驟，於照射紫外線之狀態下使電壓未達臨界電壓，並進一步照射紫外線。又，較佳為對前述聚合性液晶組成物施加該聚合性液晶組成物之臨界電壓以上之電壓的時間較對夾持於至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物照射紫外線的時間短。
藉此，由於可使之從臨界電壓以上之配向狀態轉變成臨界電壓以下之配向狀態，能夠對兩種液晶配向狀態照射紫外線，故較佳。
上述之較佳實施形態的變形例如下：具有下述步驟：
對夾持於至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物照射紫外線的光照射步驟；施加前述聚合性液晶組成物之臨界電壓以上之第1電壓(V1)的第1電壓施加步驟；與施加前述聚合性液晶組成物之臨界電壓以上前述第1電壓(V1)以下之第2電壓(V2)的第2電壓施加步驟，於前述第1電壓施加步驟及/或第2電壓施加步驟中，開始前述光照射步驟，並含有於照射紫外線之狀態下使電壓未達臨界電壓並進一步照射紫外線的步驟。
又，較佳為對前述聚合性液晶組成物施加該聚合性液晶組成物之臨界電壓以上之電壓的時間較對夾持於至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物照射紫外線的時間短。
本發明之製造方法的其他較佳實施形態之一，為具有下述特徵之液晶顯示元件製造方法：具有對夾持於至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物施加該聚合性液晶組成物之臨界電壓以上之電壓的電壓施加步驟，與於前述電壓施加步驟中開始前述光照射步驟且對前述聚合性液晶組成物照射紫外線的光照射步驟，前述光照射步驟具備將紫外線照射中斷之紫外線照射中斷期間，於照射紫外線之狀態下使電壓未達臨界電壓，並進一步照射紫外線。又，較佳為對前述聚合性液晶組成物施加該聚合性液晶組成物之臨界電壓以上之電壓的時間較對夾持於至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物照射紫外線的時間短。藉此，雖會形成保持臨界電壓以上之配向狀態的聚合物網路，但可使影響力為些
微，主要會形成保持臨界電壓以下之狀態的聚合物網路，可增強其影響力，而較佳。於進一步製作之液晶元件，可開關臨界電壓以上之配向狀態與臨界電壓以下之配向狀態的兩狀態。若該聚合性液晶組成物之臨界電壓以上的施加電壓時間長，則會保持臨界電壓以上之配向狀態，無法使之回復成臨界電壓以下之配向狀態，無法得到ON-OFF之開關，故不佳。
上述較佳實施形態之變形例，為具有下述特徵之液晶顯示元件製造方法：具有對夾持於至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物施加該聚合性液晶組成物之臨界電壓以上之電壓的電壓施加步驟，與於前述電壓施加步驟中開始前述光照射步驟且對前述聚合性液晶組成物照射紫外線的光照射步驟，同時停止前述光照射步驟與前述電壓施加步驟後，重啟前述光照射步驟，於照射紫外線之狀態下使電壓未達臨界電壓，並進一步照射紫外線。又，雖會對夾持於至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物照射紫外線並中斷之，但較佳為總照射時間較對前述聚合性液晶組成物施加該聚合性液晶組成物之臨界電壓以上之電壓的時間長。藉此，由於可防止配向從臨界電壓以上轉變成臨界電壓以下時發生之配向缺陷被形成之聚合物網路保持，可得到高對比度且高速應答之液晶元件，故較佳。
本發明之製造方法的其他較佳實施形態之一，為具有下述步驟之液晶顯示元件製造方法：對夾持於至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物施加該聚合性液晶組成物之臨界電壓以上之電壓的電壓施加步驟；於前述電壓施加步驟中開始前述光照射步驟，且對前述聚合性液晶組成物照射紫外線的光照射步驟；於照射紫外線之狀態下，使電壓為未達
臨界電壓之第3電壓(V3)，並進一步照射紫外線的步驟；及於照射紫外線之狀態下，使電壓為未達第3電壓(V3)(第3電壓(V3)未達臨界電壓)之第4電壓(V4)，並進一步照射紫外線的步驟。又，較佳為對前述聚合性液晶組成物施加該聚合性液晶組成物之臨界電壓以上之電壓的時間較對夾持於至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物照射紫外線的時間短。
藉此，即使得到之液晶元件的液晶ON狀態之配向與OFF狀態之配向會形成聚合物網路，但亦可使之類似於聚合前之液晶的各自配向狀態，可得到高對比度且顯示出高速應答之液晶元件，而較佳。
另，本發明之範圍並不限定於上述記載之本發明之較佳實施形態。又，上述中之光照射步驟(包含第1、第2)及電壓施加步驟，由於與本發明之聚合相分離的步驟之說明相同，因此，此處加以省略。
本發明之液晶顯示元件的基板間之距離(d)較佳為2~5μm之範圍，更佳為3.5μm以下。一般而言，會調整雙折射率以使液晶組成物之雙折射率與單元厚度之積在0.275附近，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，故而施加電場時之液晶顯示元件的雙折射率會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)的積，若驅動電壓因形成聚合物網路而有5V左右以內之增加，則尤佳為0.3~0.4μm之範圍，若有3V左右以內之增加，則更佳為0.30~0.35μm之範圍，若驅動電壓有1V以內之增加，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)之積分別在上述範圍內，透射率會高達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1~1.9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，也會受到於液晶組成物與聚合物界面之間作用的錨定力很大的影響。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表示臨界電壓，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或介電各向導性，以及液晶組成物與透明性高分子物質間之錨定能。
其中，可藉由本發明之液晶顯示元件控制的參數為液晶物性與聚合物間之錨定力。由於錨定力非常取決於該聚合物之分子結構及低分子液晶之
分子結構，故而若選定錨定力強之聚合性化合物，則可將應答時間增快至1.5ms以下，但同時驅動電壓會增加至30V以上，因此，較佳以驅動電壓成為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，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之方式調整組成。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之折射率儘可能地接近而消除光散射，則更佳。其中，聚合物前驅物濃度會影響液晶元件之延遲(retardation)，故而較佳以可獲得所需之延遲的方式適當增減液晶組成物之雙折射率而使用。
本發明之液晶顯示元件較佳以下述方式而得：一面使上述液晶組成物成為-50℃~30℃一面照射能量線，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之聚合物網路。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而使τ d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的狀態下進行聚合；2)藉由低溫聚合而聚合之聚合物與液晶組成物的相溶性下降，使得相分離變得容易，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低之聚合性化合物，亦因空隙間隔微細，而形成錨定力之影響力變強之類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之聚合物網路或聚合物黏合劑的光軸方向或易配向軸方向相對於透明基板形成預傾角，並且較佳為下述之構成，即藉由調整電場強度控制低分子液晶配向以使之相對於基板面傾斜，以對上述液晶層施加電壓且同時照射能量線，藉此使聚合性化合物高分子化而於液晶組成物中獲得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20度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，並且顯示出PSA所無法實現之高速應答，因此尤佳。又，可藉由從複數個方向施加電場使之高分子化，而形成多區域，可提高視角，而更佳。並且，以於基板界面垂直配向膜界面使低分子液晶誘發生預傾角之方式對該配向膜實施光配向處理或摩擦配向處理等，藉此可規定低分子液晶配向之傾斜方向，抑制切換時產生配向缺陷，從而較佳，亦較佳如使用向複數個方向傾斜之類的圖案電極進實施該配向處理。關於前述液晶層，對含有聚合性化合物之液晶組成物適當於-50℃~30℃之溫度範圍施加交流電場，且照射紫外線或電子束，藉此使具有折射率異向性之聚合物網路以其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預傾角的配向狀態下使之聚合相分離，則可獲得使聚合後之聚合物網路其光軸相對於基板面傾斜的液晶元件，更佳為使前述聚合性化合物實現高分子化之構成。並且，亦較佳使施加電壓之配向狀態經穩定化而得的聚合物網路與未施加電壓之配向狀態經穩定化而得的聚合物網路複合化，誘發預傾角。
使用於本發明之液晶顯示元件的兩片基板可採用如玻璃或塑膠之類具有柔軟性的透明材料。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。若以藉由顏料分散法進行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此步驟，藉此可製作濾色器用像素部。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。此時可經由間隔物來調整基板之間隔。此時較佳調整成使獲得之調光層的厚度成為1~100μm。更佳為1.5至10μm，於使用偏光板之情形時，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與單元厚度d之積，並根據顯示模式而設為550nm之1/2或1/4。又，當具有兩片偏光板之情形時，亦可調整各偏光板之偏光軸而將視角或對比度調整為良好。並且，亦可使用用以擴展視角之相位差膜。作為間隔物，例如可列舉玻璃粒子、塑膠粒子、氧化鋁粒子、由光阻材料等構成之柱狀間隔物等。然後，將環氧系熱硬化性組成物等密封劑以設置液晶注入口之形狀網版印刷於該基板，將該基板彼此貼合，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，使用分注器將環氧系光熱併用硬化性等之密封劑呈閉環堤壩狀繪於底板或前板任一
基板，對其中於除氣下滴下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-單體複合材料之滴下，因此可適用。
作為使聚合性化合物聚合之方法，為了得到液晶之良好配向性能，而期望適度之聚合速度，因此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以使之聚合的方法。於使用紫外線之情形時，可使用偏光光源，亦可使用非偏光光源。又，當使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透明性。又，較佳對含有聚合性化合物之液晶組成物將聚合性液晶組成物於-50℃~20℃之溫度範圍施加交流電場，且照射紫外線或電子束。所施加之交流電場較佳為頻率10Hz~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度之觀點，較佳將預傾角控制於80度~89.9度。
照射時之溫度較佳為聚合性液晶組成物為-50℃~30℃之溫度範圍。作為產生紫外線之燈，可使用金屬鹵素燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈等。又，作為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，視需要較佳將未達365nm之紫外線消除後使用。照射之紫外線的強度較佳為0.1mW/cm2~100W/cm2，更佳為2mW/cm2~50W/cm2。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。當照射紫外線時，亦可改變強
度。照射紫外線之時間可根據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一實施形態之液晶顯示元件。圖1係表示本發明之液晶顯示元件一例的概略剖面圖。本發明一實施形態之液晶顯示元件10具備：表面形成有配向層4之第一基板2；與上述第一基板分離設置且表面形成有光配向層之第二基板7；及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之液晶層5，於上述配向層4(4a、4b)與上述第一基板2間具有具備作為主動元件之薄膜電晶體、共用電極22及像素電極的電極層3。
圖1係示意性地表示液晶顯示元件之構成之圖。圖1中為方便說明而將各構成要素分離記載。本發明之一實施形態的液晶顯示元件10其構成如圖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)的橫向電場方式(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於液晶層5側之面形成有電極層3。又，於液晶層5與第一透1明絕緣基板2間及液晶層5與第二透明絕緣基板7間分別具有與構成液晶層5之聚合性液晶組成物直接抵接而誘發水平配向的一對配向膜4(4a、4b)，該聚合性液晶組成物中之液晶分子於無施加電壓時被配向成與上述基板2、7大致平行。如圖1及圖3所示，上述第二基板7與上述第一基板2亦可被一對偏光板1、8夾持。並且，於圖1中，在前述第二基板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之形態，亦可為
所謂整合式濾色器(COA)，可於含有薄膜電晶體之電極層與液晶層之間設置濾色器，或於該含有薄膜電晶體之電極層與第二基板之間設置濾色器。
即，本發明之一實施形態的液晶顯示元件10係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的構成。
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材料。兩片基板2、7係由配置於周邊區域之環氧系熱硬化性組成物等密封(seal)材及封裝材貼在一起，其間亦可配置有例如玻璃粒子、塑膠粒子、氧化鋁粒子等粒狀間隔物或藉由光蝕刻法形成之由樹脂構成的間隔柱，以保持基板間距離。
圖2係將圖1中形成於基板2上之電極層3之由II線圍成之區域放大所得的俯視圖。圖3係沿圖2中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。如圖2所示，形成於第一基板2表面之含有薄膜電晶體之電極層3中，用以供給掃描訊號之複數條閘極配線24與用以供給顯示訊號之複數條資料配線25相互交叉地配置成矩陣狀。另，圖2中僅顯示一對閘極配線24及一對資料配線25。
以由複數條閘極配線24與複數條資料配線25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而與像素電極21連結。又，與閘極配線24平行地設置有共用線(未圖示)。該共用線與共用電極22連結以向共用電極
22供給共用訊號。
薄膜電晶體結構之一較佳態樣例如於圖3中所示，具有形成於基板2表面之閘極電極11、以被覆該閘極電極11且被覆前述基板2大致整面之方式設置的閘極絕緣層12、形成於前述閘極絕緣層12之表面而與前述閘極電極11相對向的半導體層13、以被覆前述半導體層13一部分表面之方式設置的保護層14、以被覆前述保護層14及前述半導體層13之一側端部且與形成於前述基板2表面之前述閘極絕緣層12接觸之方式設置的汲極電極16、以被覆前述保護層14及前述半導體層13之另一側端部且與形成於前述基板2表面之前述閘極絕緣層12接觸之方式設置的源極電極17與以被覆前述汲極電極16及前述源極電極17之方式設置的絕緣保護層18。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段差等。
前述半導體層13可使用非晶矽、多晶矽等，但若使用ZnO、IGZO(In-Ga-Zn-O)、ITO等透明半導體膜，則可抑制起因於光吸收的光載子危害，從增大元件開口率之觀點而言，亦較佳。
並且，為了減小肖特基能障之寬度或高度，亦可於半導體層13與汲極電極16或源極電極17之間設置歐姆接觸層15。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為具有絕緣功能之層，由氮化矽、二氧化矽、氮氧化矽膜等形成。
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例如由ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、IZTO(Indium Zinc Tin Oxide)等透明導電性材料形成。由於像素電極21與共用電極22由透明導電性材料形成，故而單元像素面積中之開口之面積變大，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(亦稱為最小分離距離)：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表示各電極間之基板上的水平方向之距離。
圖3中，由於平板狀共用電極22與梳狀像素電極21重疊，因此揭示電極間距離：R=0之例，由於最小分離距離：R小於第一基板2與第二基板7之距離(即單元間隙)：G，故而形成邊緣電場E。因此，FFS型液晶顯示元件可利用沿與像素電極21形成梳狀之線垂直的方向形成之水平方向電場，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梳狀部分之間隙之寬度：m較佳形成為產生之電場可使液晶層5內之液晶分子全部被驅動之程度的寬度。又，像素電極與共用電極之最小分離距離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，形成為像素電極21與共用電極22間之電極間距離(亦稱為最小分離距離)：R大於第一基板2與第二基板7之距離：G(IPS方式)。於
該情形時，例如可舉被設置成梳狀像素電極與梳狀共用電極於大致同一面內交替之構成等。
本發明之液晶顯示元件一較佳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鄰接之最短分離距離d短於配向膜4彼此(基板間距離)之最短分離距離D，則可於共用電極與像素電極間形成邊緣電場，可有效率地利用液晶分子之水平方向及垂直方向之配向。於本發明之FFS方式液晶顯示元件之情形時，若對配置為長軸方向與配向層之配向方向平行的液晶分子施加電壓，則會於像素電極21與共用電極22間，拋物線形電場之等電位線形成至像素電極21與共用電極22之上部，液晶層5內之液晶分子的長軸沿所形成之電場排列。因此，即使是低介電各向導性，亦可驅動液晶分子。
本發明之濾色器6就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種過濾像素構成影像或圖像之1個點，例如此等3種過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、電著法或染色法等製作。若以藉由顏料分散法進行之濾色器製作方法為一例進行說明，則是將濾色器用硬化性著色組成物塗佈於該透明基板上，實施圖案化處理，繼而藉由加熱或照射光使之硬化。針對紅、綠、藍三種顏色分別進行此步驟，藉此可製作濾色器用像素部。另外亦可為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的所謂整合式濾色器。
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度成為良好，較佳以該等透射軸於常黑(normally black)模式下作動之方式具有相互垂直之透射軸。尤佳為偏光板1與偏光板8中之任一者以具有與液晶分子之配向方向平行之透射軸的方式配置。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與單元厚度d之積。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分離距離d大於液晶配向膜間之最短分離距離G的條件，例如可舉下述構成等：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分離距離d大於液晶配向膜間之最短分離距離G。
於本發明之液晶顯示元件的製造方法，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離對向後，於基板間填充液晶組成物。此時，較佳經由間隔件調整基板間隔。
上述基板間之距離(為獲得之液晶層的平均厚度，亦稱為被膜間之分離距離)較佳調整為1~100μm。上述被膜間之平均分離距離更佳為1.5~10μm。
本發明中，作為用以調整基板間距離之間隔件，例如可列舉玻璃粒子、塑膠粒子、氧化鋁粒子、由光阻材料等所構成之柱狀間隔件等。
使用圖1~圖3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實施。
以下使用圖4及圖5，說明本發明之液晶顯示元件的其他實施形態。
例如圖4係將圖1中形成於基板2上之電極層3由II線圍成之區域放大所得的俯視圖之其他實施形態。如圖4所示，亦可設為像素電極21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係對近似長方形平板體之電極切出近似矩形框狀之切口部而成之形狀。又，在該像素電極21之背面隔著絕緣保護層18(未圖示)於一面形成有梳齒狀共用電極22。並且，於鄰接之共用電極與像素電極之最短分離距離R小於配向層彼此之最短分離距離G的情形時會成為FFS方式，而於R大於G之情形時則會成為IPS方式。又，於前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被前述複數根閘極配線24與複數根資料配線25圍繞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分離距離R大於配向層彼此之最短分離距離G的情形時，會成為IPS方式之顯示元件。
圖5有別於圖3之實施形態，為沿圖2中III-III線方向切割圖1所示之液晶顯示元件所獲得的剖面圖另一例。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分離成配向層彼此相對，於此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切出三角形之切口部並且於其餘區域切出長方形之切口部而成的形狀，且共用電極22係與上述像素電極21之近似橢圓形的切口部大致平行地且較前述像素電極更靠近第一基板側地配置梳齒狀共用電極而成之構造。
於圖5所示之例中，使用有梳狀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(另，圖5中為了方便而將電極間距離之水平成分記為R)。並且，於圖3，雖揭示於閘極絕緣層12上形成有共用電極22之例，但亦可如圖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較佳適當調整為產生之電場可使液晶層5內之液晶分子全部被驅動之程度的寬度。當鄰接之共用電極與像素電極之最短分離距離R小於配向層彼此之最短分離距離G的情形時，會成為FFS方式，而當R大於G之情形時，則會成為IPS方式。並且，於圖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)
本發明較佳之其他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之圖。又，圖7中為了方便說明，而將各構成要素分離加以記載。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)由VII線圍繞之區域放大所得到的俯視圖。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所記載般為如下之的液晶顯示元件：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大致垂直於上述基板200、800，上述第二基板800具備有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含有由透明導電性材料構成的像素電極及形成有對各像素所具備之前述像素電極進行控制之薄膜電晶體的薄膜電晶體層300。又，如圖6及圖8所示，前述第二基板800與上述第一基板200亦可被一對偏光板100、900夾持。並且，於圖6中，於前述第一基板200與共用電極600之間設置有濾色器700。又，並且於透明電極(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為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。
配向膜為經使用配向處理(遮罩摩擦(mask rubbing)或者光配向)製
造之液晶單元，於液晶單元之透明電極的內側(液晶層側)，形成有相對於玻璃基板之法線方向些許傾斜(0.1~5.0°)之垂直配向膜。
聚合性單體受到垂直配向膜之配向規制力而沿垂直方向排列，藉由照射紫外線光使聚合性單體聚合並固定化而形成聚合物網路。推斷以此方式形成之聚合物網路具有如下之約4種的結構：(1)橫跨上下基板形成聚合物網路；(2)自上(下)基板朝向液晶方向形成聚合物網路，但至中途者；(3)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)；(4)於液晶層內聚合物網路彼此鍵結(不浮動(Floating))。此等形態皆混合存在有「聚合物網路之折射率異向性或易配向軸被形成為使臨界電壓以上之配向狀態穩定化者」與「聚合物網路之折射率異向性或易配向軸被形成為使臨界電壓以下之配向狀態穩定化者」的使二種不同之配向狀態穩定化的聚合物網路。
認為以此方式形成之具有異向性的聚合物網路會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之間。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的聚合物網路型液晶之分子排列結構，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之結構全然不同之結構。
作為例示，揭示有藉由使用配向膜之方法而獲得之聚合物網路與液晶分子排列結構。另一方面，即使於具有阻隔壁或狹縫等構造物之所謂的MVA方式或PVA等，僅基板界面附近之聚合物網路或液晶分子之預傾斜會因經由構造物或狹縫所施加之斜向電場強度等而稍有不同，推斷本質上具有如上圖之結構。
於具有由此種聚合物網路與液晶分子構成之液晶分子排列的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。
(橫向/斜向電場型)
作為不對配向膜進行遮罩摩擦或遮罩照射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穎顯示技術，提出有使斜向電場與橫向電場作用於液晶層之方法。
圖11係概略地表示使用有上述技術之TFT液晶顯示元件之一像素PX其最小單元構成體的俯視圖。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彼此大致垂直。像素電極PE與於像素電極PB中省略圖式之開關元件電連接。
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彼此電連接。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被配置於夾著主像素電極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重合，各個主共用電極CA與主像素電極PA之間形成有大致等長之間隔。亦即，主像素電極PA位於鄰接之主共用電極CA的大致中間位置。副共用電極CB沿第1方向X延伸。副共用電極CB被配置於夾著副像素電極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之間形成有大致等長之間隔。亦即，副像素電極PB位於鄰接之副共用電極CB的大致中間位置。
於圖示之例中，主共用電極CA形成為沿第2方向Y直線地延伸之帶狀。副共用電極CB則形成為沿第1方向X直線延伸之帶狀。另，主共用電極CA沿第1方向X隔開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隔開間隔地兩兩平行排列，以下為了區別此等而將圖中上側之副共用電極稱為CBU，將圖中下側之副共用電極稱為CBB。主共用電極CAL及主共用電極CAR與副共用電極CBU及副共用電極CBB為同電位。於圖示之例中，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。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及副共用電極CBB分
別配置於該像素PX與上下鄰接之像素間。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。
於圖示之例中，在一像素PX，被像素電極PE與共用電極CE劃分之4個區域形成為主要有助於顯示之開口部或透射部。於此例中，液晶分子LM之初期配向方向為與第2方向Y大致平行之方向。第1配向膜AL1配置於陣列基板AR其與對向基板CT相對向之面，於大致整個主動區域ACT延伸。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有時亦進一步具備有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的電極構造示意圖。以此方式，藉由將1個像素分割成8個部分可實現進一步之廣視角化。
其次，說明上述構成之液晶顯示面板的運作。於未對液晶層施加電壓之狀態，即在像素電極PE與共用電極CE間未形成有電場之無電場時(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。嚴格來說，液晶分子LM並非僅平行於X-Y平面配向，多數情況下有預傾斜。因此，液晶分子LM於嚴格意義上之初期配向方向係將OFF時之液晶分子LM的配向方向正投影至X-Y平面所獲得之方向。
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。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°)。
如圖示之例，當第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，於液晶層LQ之剖面，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之附近以具有成為對稱之類的預傾角之方式配向(噴射配向)。於以此方式液晶分子LM噴射配向之狀態下，即使在相對於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，於黑顯示之情形時漏光少，可實現高反差比，能夠提高顯示品質。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會穿過第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時幾乎沒有變化。因此，穿過液晶顯示面板LPN之直線偏光會被與第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)，於像素電極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會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正交的直線偏光會入射至液晶顯示面板LPN，其偏光狀態於通過液晶層LQ時會根據液晶分子LM之配向狀態而變化。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)。若根據此種構造，則由於可在一像素內形成4個域，因此可對4方向之視角進行光學補償，而實現廣視角化。因此，可實現無漸變顛倒且高透射率之顯示，能夠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相同，穿過各開口部之光彼此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。
(魚骨型電極)
圖13表示記載之魚骨型電極結構。於以規定之單元間隙對向貼合的2片玻璃基板間封裝有液晶層。於對向之2片基板的對向面各自形成有由ITO構成之透明電極。使用0.7mm左右之厚度的玻璃基板，於對向基板形成共用電極。於透明電極設置有去除電極材料(ITO)之一部分的狹縫部512c。呈連結長方形單元之各對向邊中點的十字狀且寬度3~5μm左右的狹縫部512c作為配向規制用結構物而發揮功能，沿從狹縫部512c傾斜45°方向延伸之寬度5μm的狹縫部512c以間距8μm形成有複數個，此等會作為抑制傾斜時之方位角方向混亂的補助配向控制因子而發揮功能。顯示用像素電極之寬度為3μm。像素幹部電極512a與像素枝部電極512b具有45度之角度，且同時具有以像素中央為對稱中心而於每90度不同之4方向延伸有枝部電極的結構。液晶分子雖會因施加電壓而傾斜配向，但由於會傾斜配向成傾斜配向之方位與此等之4方向一致，因此，使一個像素內形成分割成4個之區域來增大顯示之視角。
[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]
製備下述(LCN-1)所示之組成物(△n0.103，黏性η 16.5，△ε-3.1)作為N型液晶組成物。將N型液晶組成物(LCN-1)加熱至60℃，將固狀聚合性化合物(V1-1-1)及聚合性化合物(V1-1-2)混合使之溶解。於室溫使聚合性化合物(V1-1-1)與(V1-1-2)均勻溶解，以偏光顯微鏡確認顯示出向列型液晶相。將聚合光起始劑Irgacure651混合於此溶液，製備聚合性液晶組成物。將製備之聚合性液晶組成物的組成表記載於表1。
以可得到液晶之單軸配向(水平配向)的方式，使用單元間隙3.6μm之塗布有聚醯亞胺垂直配向膜的魚骨型圖案電極垂直配向(PVA)之單元，藉由真空注入法將得到之聚合性液晶組成物注入於單元內。於單元刻有多條狹縫使液晶會因施加電壓而朝狹縫方向傾斜配向。魚骨型圖案電極之線電極寬度與狹縫寬度皆為3.5μm，線電極之長度為100μm。
注入後，以封口劑3026E(threebond公司製)將注入口密封。以頻率1kHz施加2.45V之矩形波電壓，且同時使用波長365nm之紫外線LED的光源照射照射強度為15mW/cm2之紫外線12秒鐘後，於持續照射紫外線之狀態下，使電壓為0V，使之回復至垂直配向，從使電壓回復至0V之時點照射紫外線68秒鐘，而製得魚骨型PVA單元。藉此使之形成平行配向成分之聚合物網路與垂直配向成分之聚合物網路。另，使紫外線照射時間以整體計為80秒。
紫外線照射完畢後，對單元施加電壓，以明視野變得最明亮之方式將狹縫方向相對於正交偏光板之2個偏光軸的任一者配置成45度，以偏光顯微鏡觀察單元之液晶配向狀態。不施加電壓之狀態，可確認為暗視野且完全大致垂直配向狀態。若慢慢地升高電壓施加，則確認狹縫之部分會從垂
直配向變化成傾斜配向，亮度逐漸增加。於此單元，為了確認液晶之傾斜配向方位，而於施加7.5V之電壓變成傾斜配向的狀態下，以透射率成為最小之方式使狹縫方向相對於正交偏光板之2個偏光軸的任一者平行。如圖9之偏光顯微鏡照片所示，若傾斜配向方位一致朝向狹縫方向，則於狹縫與線電極會一致地觀察到黑線，但若使偏光方向與狹縫方向一致，則會於狹縫與線電極一致地觀察到無數條黑線，確認傾斜配向之方位一致朝向狹縫方向。由此可知若對液晶施加電壓使液晶傾斜配向，則由於會朝狹縫方向傾斜，因此透射率會獲得提升。
施加60Hz之矩形波，測量電壓-透射率特性後，結果最大透射率T100顯示為65%，為接近液晶單質顯示之透射率69%的值。
[比較例1]
以與實施例1同樣方式將表1之比較例1的組成物注入於單元。於進行紫外線照射前，施加15V之電壓，等待數分鐘直至配向缺陷消失。然後，使電壓為0V。然後，以偏光顯微鏡確認液晶一致朝狹縫方向配向後，照射紫外線80秒鐘。於照射結束後，對形成有聚合物網路之單元施加9V之電壓，使液晶傾斜配向，若使偏光方向與狹縫方向一致，則以偏光顯微鏡觀察時，會於一部份觀察到無數條黑線，傾斜配向之方位一致朝向狹縫方向的部分與傾斜配向方位自狹縫方向偏離之明亮部分混合存在，狹縫整體沒變為黑線，觀察到傾斜配向方位不一樣。若慢慢增加電壓測量透射率，則最大透射率T100低至36.1%。
[比較例2-3]
以與實施例1同樣方式將表1之比較例2、3的組成物注入於單元。於進行紫外線照射前，對單元施加15V之電壓，等待數分鐘直至配向缺陷消失。然後，對各單元施加表2之電壓，以偏光顯微鏡確認液晶一致朝狹縫
方向傾斜配向，於施加電壓之狀態下照射紫外線80秒鐘。為了使用偏光顯微鏡觀察液晶之配向，故於照射結束後，對單元施加9V之電壓，使液晶傾斜配向，若使偏光方向與狹縫方向一致，則會於一部份觀察到無數條黑線，傾斜配向之方位一致朝向狹縫方向的部分與傾斜配向方位自狹縫方向偏離之明亮部分混合存在，狹縫整體沒變為黑線，如圖10所示之比較例2的偏光顯微鏡照片，觀察到傾斜配向方位不一樣。若慢慢增加電壓測量透射率，則最大透射率T100於比較例2為40.3%，於比較例3為36.1%，相較於比較例1，T100雖提升，但液晶之傾斜配向方位沒有全部一致朝向狹縫方向，為低。
[比較例4]
以與實施例1同樣方式將表1之比較例4的組成物注入於單元。於進行紫外線照射前，對單元施加15V之電壓，等待數分鐘直至配向缺陷消失。然後，對單元施加表2之電壓，以偏光顯微鏡確認液晶一致朝狹縫方向傾斜配向，於施加電壓之狀態下，照射紫外線80秒鐘。若使用偏光顯微鏡觀察液晶之配向，則於未施加電壓之狀態下顯示出明視野，若測量最小透射率T0，則為39.6%，聚合物網路被形成為保持臨界電壓以上之配向狀態，大致平行之液晶配向狀態受到穩定化，無法得到暗視野之黑。若施加電壓測量最大透射率T100，則為60.3%。
[實施例2~5]
以與實施例1同樣方式將表1之實施例2~5的組成物注入於單元。
注入後將玻璃單元取出，以封口劑3026E(threebond公司製)將注入口密封。使用波長365nm之紫外線LED光源，於25℃照射照射強度為15mW
/cm2之紫外線80秒鐘。以頻率1kHz且2.39V~7.5V之矩形波作為電壓，從開始照射紫外線時間點至5秒~15秒鐘，適當調整時間施加後，於照射紫外線之狀態下，使聚合電壓為0V，使之回復至垂直配向，製得魚骨型PVA單元。藉此使之形成平行配向成分之聚合物網路與垂直配向成分之聚合物網路。
紫外線照射完畢後，配置成狹縫方向相對於正交偏光板之任一者傾斜45度，以偏光顯微鏡觀察了單元之液晶配向狀態。未施加電壓之狀態，可確認為暗視野且完全為大致垂直配向狀態。若慢慢地升高電壓施加，則確認狹縫之部分會從垂直配向變化成傾斜配向，亮度逐漸增加。為了確認傾斜配向方位，而施加7.5V之電壓使之為傾斜配向狀態，以透射率成為最小之方式使狹縫方向與偏光板方向一致。若傾斜配向方位一致朝向狹縫方向，則於狹縫與線電極會一致地觀察到黑線。若使偏光方向與狹縫方向一致，則會於狹縫與線電極一致地觀察到無數條黑線，確認傾斜配向之方位一致朝向狹縫方向。
施加60Hz之矩形波，測量電壓-透射率特性後，結果最大透射率T100顯示為60%以上，為接近液晶單質顯示之透射率69%的值。
[實施例6]
以與實施例1同樣方式將表1之實施例6的組成物注入於單元。
注入後將玻璃單元取出，以封口劑3026E(threebond公司製)將注入口密封。使用波長365nm之紫外線LED光源，於25℃照射照射強度為15mW/cm2之紫外線80秒鐘。以頻率1kHz且2.45V之矩形波作為電壓，從開始照射紫外線時間點起施加12秒鐘後，於照射紫外線之狀態下，使電壓為
0V，使之回復至垂直配向，製得魚骨型PVA單元。藉此使之形成平行配向成分之聚合物網路與垂直配向成分之聚合物網路。
紫外線照射完畢後，配置成狹縫方向相對於正交偏光板之任一者傾斜45度，以偏光顯微鏡觀察了單元之液晶配向狀態。未施加電壓之狀態，可確認為暗視野且完全為大致垂直配向狀態。若慢慢地升高電壓施加，則確認狹縫之部分會從垂直配向變化成傾斜配向，亮度逐漸增加。為了確認傾斜配向方位，而施加7.5V之電壓使之為傾斜配向狀態，以透射率成為最小之方式使狹縫方向與偏光板方向一致。即使改變聚合性化合物、液晶組成，若傾斜配向方位一致朝向狹縫方向，則於狹縫與線電極會一致地觀察到黑線。若使偏光方向與狹縫方向一致，則會於狹縫與線電極一致地觀察到無數條黑線，確認傾斜配向之方位一致朝向狹縫方向。
施加60Hz之矩形波，測量電壓-透射率特性後，結果最大透射率T100顯示為60%以上，為接近液晶單質顯示之透射率69%的值。
[實施例7]
以與實施例1同樣方式將表1之實施例7的組成物注入於單元。
注入後將玻璃單元取出，以封口劑3026E(threebond公司製)將注入口密封。使用波長365nm之紫外線LED光源，於25℃照射照射強度為15mW/cm2之紫外線80秒鐘。以頻率1kHz且2.45V之矩形波作為電壓，從開始照射紫外線時間點起施加8秒鐘後，於照射紫外線之狀態下，使電壓為0V，使之回復至垂直配向，製得魚骨型PVA單元。藉此使之形成平行配向成分之聚合物網路與垂直配向成分之聚合物網路。紫外線照射完畢後，配置成狹縫之直線方向相對於正交偏光板之任一者傾斜45度，以偏光顯微鏡觀察
了單元之液晶配向狀態。未施加電壓之狀態，可確認為暗視野且完全為大致垂直配向狀態。若慢慢地升高電壓施加，則確認狹縫之部分會從垂直配向變化成傾斜配向，亮度逐漸增加。為了確認傾斜配向方位，而施加7.5V之電壓使之為傾斜配向狀態，以透射率成為最小之方式使狹縫方向與偏光板方向一致。即使改變聚合性化合物、液晶組成，若傾斜配向方位一致朝向狹縫方向，則於狹縫與線電極會一致地觀察到黑線。若使偏光方向與狹縫方向一致，則會於狹縫與線電極一致地觀察到無數條黑線，確認傾斜配向之方位一致朝向狹縫方向。
施加60Hz之矩形波，測量電壓-透射率特性後，結果最大透射率T100顯示為65.4%以上，為接近液晶單質顯示之透射率69%的值。
[實施例8]
以與實施例1同樣方式將表1之實施例8的組成物注入於單元。
注入後將玻璃單元取出，以封口劑3026E(threebond公司製)將注入口密封。使用波長365nm之紫外線LED光源，於25℃照射照射強度為15mW/cm2之紫外線1200秒鐘。以頻率1kHz且3.4V之矩形波作為電壓，從開始照射紫外線時間點起施加100秒鐘後，於照射紫外線之狀態下，使電壓為0V，使之回復至垂直配向，製得魚骨型PVA單元。藉此使之形成平行配向成分之聚合物網路與垂直配向成分之聚合物網路。
與實施例7同樣地為了確認傾斜配向方位，而施加7.5V之電壓使之為傾斜配向狀態，以透射率成為最小之方式使狹縫方向與偏光板方向一致。即使改變聚合性化合物、液晶組成，若傾斜配向方位一致朝向狹縫方向，則於狹縫與線電極會一致地觀察到黑線。若使偏光方向與狹縫方向一致，
則會於狹縫與線電極一致地觀察到無數條黑線，確認傾斜配向之方位一致朝向狹縫方向。
施加60Hz之矩形波，測量電壓一透射率特性後，結果最大透射率T100顯示為64.3%以上，為接近液晶單質顯示之透射率69%的值。
[實施例9]
以與實施例1同樣方式調整表1之實施例9的組成物。
以得到液晶之垂直(homeotropic)配向的方式塗布聚醯亞胺配向膜後，以預傾角相對於基板面法線方向為1°左右之方式實施摩擦配向處理，使用附有ITO之平行摩擦配向的單元，藉由真空注入法將得到之聚合性液晶組成物注入於單元內。注入後將玻璃單元取出，以封口劑3026E(threebond公司製)將注入口密封。於25℃照射照射強度為15mW/cm2之紫外線80秒鐘。以頻率1kHz且12V之矩形波作為電壓，從開始照射紫外線時間點起改變2秒至10秒之時間施加後，於照射紫外線之狀態下，使電壓為0V，使之回復至垂直配向，製得魚骨型PVA單元。藉此使之形成平行配向成分之聚合物網路與垂直配向成分之聚合物網路兩種不同配向的聚合物網路。紫外線照射完畢後，配置成摩擦配向軸方向平行於正交偏光板之任一者，以偏光顯微鏡觀察了單元之液晶配向狀態。
單元號碼1~2為暗視野，即使將單元旋轉朝向方位角方向，暗視野之黑階亦無變化，為垂直配向，確認聚合物網路光軸方向與液晶易配向軸方向形成為垂直於單元面。而單元號碼3~4，即使將單元旋轉朝向方位角方向，亦顯示出具有可得到與單元號碼1~2同樣之暗視野的方位與暗視野稍微變明亮的方位。於單元號碼5，與其他單元不同，即使將單元旋轉朝向方
位角方向，亦無顯示暗視野之方位角，相較於單元號碼1~4之暗視野，變得稍微明亮。確認因被形成來使聚合物網路光軸方向與液晶易配向軸一致的聚合物網路之錨定力的效果，而使得下降時間變短。將單元號碼1~5配置成相對於正交偏光板之任一者傾斜45度，以偏光顯微鏡觀察單元之液晶配向狀態。於無施加電壓下，顯示暗視野(除了單元號碼5)，若慢慢升高電壓施加，則變化成明視野。於此單元之配置狀態下，測量電光特性，將結果彙整於表3。
若改變照射紫外線過程中之電壓施加時間從2秒至10秒，則預傾角從1.9°增加至22.4°。隨著預傾角增加，Toff(緩和時間)從3.8ms增加至7.7ms，最小透射率T0從0.01%增加至5.26%。尤其若電壓施加時間為10秒，則T0會急遽增加。另一方面，驅動電壓V90從8.1V減少至5.5V。於開始照射紫外線時間點，施加顯示平行配向之電壓12V，留下使平行配向穩定化之聚合物網路的軌跡，若於照射紫外線途中使電壓為0V，則雖會形成使垂直配向穩定化之聚合物網路，但會混合存在顯示出(a)使平行配向穩定化之成分與(b)使垂直配向穩定化之成分的聚合物網路，隨著電壓施加時間變長，(a)之影響力逐漸增加，預傾角增加。此結果說明了想要變成平行配向之聚合物網路的錨定力與想要變成垂直配向之聚合物網路的錨定力之平衡會決定預傾角。若施加電壓時間在10秒以上，則(a)之影響力會變大，會朝向平行配向之方向，T0會在0.1%以上，對比度會下降。若聚合電壓施加時間在7秒以下的話，則(a)之影響力僅有些微，因此，T0會在0.1%以下，顯示出良好之值，可得到高對比度。
[實施例10]
使用實施例6之聚合性液晶組成物，單元之製作與實施例7相同。如表4所示，於施加電壓時間後中止照射紫外線，測量紫外線照射中途之電壓-透射率特性後，以總照射時間成為80秒之方式用剩餘之時間照射紫外線，測量紫外線照射完畢後之電壓-透射率特性。藉由測量紫外線照射中途之電壓-透射率，來調查顯示出(a)使平行配向穩定化之成分與(b)使垂直配向穩定化之成分的聚合物網路之影響。將同一單元之施加電壓後的電壓-透射率特性與應答時間與使聚合電壓為0V用剩餘之時間照射紫外線後的電壓-透射率特性與應答時間示於表4。若比較單元號碼1至5之施加電壓後的電壓-透射率特性(V90，T0，T100)，則顯示出幾乎相同的特性。又，紫外線照射完畢後之電壓-透射率特性(V90，T0，T100)亦大致相同。然而，單元號碼6之施加電壓後的T0與預傾角相較於單元號碼1~5，急遽地增加。此係起因於(a)之平行配向穩定化成分增加。因此，要得到顯示出良好黑階之暗視野，必須適當調整T0不會增加之類的聚合電壓施加時間。於實施例10，較佳使聚合施加時間在10秒以內。若比較單元號碼1至5之紫外線照射完畢後的電壓-透射率特性，則雖可得到0.1%以下之良
好的T0，但單元號碼6相較於聚合電壓施加結束後之T0，更進一步增加，(a)之影響力增加。結果由於預傾角大，使得應答時間亦變長，不適合顯示元件。亦即，於垂直配向單元之情形時，以成為不犧牲黑階之範圍(0.1%以下)的方式調整聚合電壓施加時間，藉此得到Toff在4ms以下且最大透射率T100高之電壓-透射率特性。
[實施例11]
使用實施例1之聚合性液晶組成物，單元之製作亦與實施例1相同。
注入後，以封口劑3026E(threebond公司製)將注入口密封。施加頻率1kHz且2.45V之矩形波電壓，且同時使用波長365nm之紫外線LED光源，照射照射強度為15mW/cm2之紫外線12秒鐘後，於持續照射紫外線之狀態下，使電壓為0.9V，使之回復至垂直配向，從使電壓回復為0.9V之時間點起照射紫外線68秒鐘，製得魚骨型PVA單元。藉此使之形成平行配向成分之聚合物網路與垂直配向成分之聚合物網路。
紫外線照射完畢後，配置成狹縫方向相對於正交偏光板之任一者傾斜
45度，以偏光顯微鏡觀察單元之液晶配向狀態。不施加電壓之狀態，可確認為暗視野且完全大致垂直配向狀態。若慢慢地升高電壓施加，則確認狹縫之部分會從垂直配向變化成傾斜配向，亮度逐漸增加。為了確認傾斜配向方位，而施加7.5V之電壓使之為傾斜配向狀態，以透射率成為最小之方式使狹縫方向與偏光板方向一致。若傾斜配向方位一致朝向狹縫方向，則於狹縫與線電極會一致地觀察到黑線。若使偏光方向與狹縫方向一致，則會於狹縫與線電極一致地觀察到無數條黑線，確認傾斜配向之方位一致朝向狹縫方向。
施加60Hz之矩形波測量電壓-透射率特性後，結果最大透射率T100顯示為63%以上，為接近液晶單質顯示之透射率69%的值。
[實施例12-15]
以與實施例1同樣方式將表1之實施例6的組成物注入於單元。
注入後將玻璃單元取出，以封口劑3026E(threebond公司製)將注入口密封。關於紫外線照射條件，係使用波長365nm之紫外線LED光源，於25℃照射照射強度為15mW/cm2之紫外線80秒鐘。另一方面，電壓施加條件則是於前述照射紫外線條件下，施加頻率為1kHz且為表5記載之作為一次電壓的矩形波電壓，從開始照射紫外線時間點起施加6秒鐘後，於照射紫外線之狀態下將前述表5記載之一次電壓換成表5記載之中間電壓，施加1秒鐘後，照射紫外線，且同時將前述表5記載之中間電壓換成表5製作條件記載之二次電壓(液晶臨界電壓以下)，於使之回復為垂直配向的狀態下，製得魚骨型PVA單元。藉此使之形成行配向成分之聚合物網路與垂直配向成分之聚合物網路。
紫外線照射完畢後，配置成狹縫方向相對於正交偏光板之任一者傾斜45度，以偏光顯微鏡觀察了單元之液晶配向狀態。未施加電壓之狀態，可確認為暗視野且完全為大致垂直配向狀態。若慢慢地升高電壓施加，則確認狹縫之部分會從垂直配向變化成傾斜配向，亮度逐漸增加。為了確認傾斜配向方位，而施加7.5V之電壓使之為傾斜配向狀態，以透射率成為最小之方式使狹縫方向與偏光板方向一致。若傾斜配向方位一致朝向狹縫方向，則於狹縫與線電極會一致地觀察到黑線。若將電壓去除，則可確認有時發生之配向缺陷未受到高分子穩定化。若使偏光方向與狹縫方向一致，則會於狹縫與線電極一致地觀察到無數條黑線，確認傾斜配向之方位一致朝向狹縫方向。施加60Hz之矩形波，測量電壓-透射率特性後，結果最大透射率T100如表5元件特性記載，顯示出接近液晶單質顯示之透射率69%的值。
[實施例16-18]
以實施例1同樣方式將表1之實施例6的組成物注入於單元。
注入後將玻璃單元取出，以封口劑3026E(threebond公司製)將注入口密封。關於紫外線照射條件，係使用波長365nm之紫外線LED光源，於25℃照射照射強度為15mW/cm2之紫外線80秒鐘，如後述，設置照射紫外線之中斷期間(另，80秒不含照射紫外線之中斷期間)。另一方面，電壓施加條件則是於前述紫外線照射條件下，施加頻率為1kHz且為表5製作條件記載之作為一次電壓的矩形波電壓，從開始照射紫外線時間點起施加10秒鐘後，將電壓與紫外線同時去除，於不施加表5記載之中間電壓下，將紫外線照射中斷一秒鐘後，於使之回復為垂直配向之狀態下，僅照射紫外線，
製得魚骨型PVA單元。藉此使之形成平行配向成分之聚合物網路與垂直配向成分之聚合物網路。
紫外線照射完畢後，配置成狹縫方向相對於正交偏光板之任一者傾斜45度，以偏光顯微鏡觀察了單元之液晶配向狀態。未施加電壓之狀態，可確認為暗視野且完全為大致垂直配向狀態。若慢慢地升高電壓施加，則確認狹縫之部分會從垂直配向變化成傾斜配向，亮度逐漸增加。為了確認傾斜配向方位，而施加7.5V之電壓使之為傾斜配向狀態，以透射率成為最小之方式使狹縫方向與偏光板方向一致。若傾斜配向方位一致朝向狹縫方向，則於狹縫與線電極會一致地觀察到黑線。若將電壓去除，則可確認有時發生之配向缺陷未受到高分子穩定化。若使偏光方向與狹縫方向一致，則會於狹縫與線電極一致地觀察到無數條黑線，確認傾斜配向之方位一致朝向狹縫方向。施加60Hz之矩形波，測量電壓-透射率特性後，結果最大透射率T100如表5記載，顯示出接近液晶單質顯示之透射率69%的值。
(表5 製作條件)
(表6 元件特性)
另，本說明書中或實施例中，實施例之表之縮寫「Gap」表示單元間隙(μm)，「V90」表示驅動電壓(V)、Ton(開啟時間 毫秒)、Toff(關閉時間 毫秒)。
Claims (20)
- 一種液晶顯示元件之製造方法，含有下述步驟：對夾持於至少一者具有電極之2片透明基板間的聚合性液晶組成物，施加該聚合性液晶組成物之臨界電壓以上的電壓，且同時照射紫外線使之聚合相分離的步驟，及然後於照射紫外線下使電壓未達臨界電壓，並進一步照射紫外線的步驟；且所得之液晶組成物中含有聚合物或共聚物，該聚合物或共聚物之含量為該液晶組成物及該聚合物或共聚物之合計質量的0.5質量%以上且未達40質量%，該聚合物或共聚物形成聚合物網路，該聚合物網路具有單軸性之折射率異向性或易配向軸，且該聚合物網路具有不同之2種以上的配向狀態。
- 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件之製造方法，其於施加聚合性液晶組成物之臨界電壓以上的電壓且同時照射紫外線使之聚合相分離的步驟中，聚合性液晶組成物中之液晶分子相對於透明基板平面以0度至30度之範圍傾斜配向，而於照射紫外線下使該電壓未達臨界電壓並進一步照射紫外線的步驟中，該液晶分子相對於透明基板平面傾斜80度至90度配向。
- 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示元件之製造方法，其於施加聚合性液晶組成物之臨界電壓以上的電壓且同時照射紫外線使之聚合相分離的步驟中，聚合性液晶組成物中之液晶分子相對於透明基板平面以0度至90度之範圍傾斜配向，而於照射紫外線下使該電壓未達臨界電壓並進一步照射紫外線的步驟中，該液晶分子相對於透明基板平面傾斜0度至30度配向。
- 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示元件之製造方法，其中，施加之電壓為交流波形，具有聚合性液晶組成物顯示出介電各向導性之範圍的 頻率。
- 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示元件之製造方法，其中，臨界電壓以上之電壓為相對於聚合性液晶組成物之電壓-透射率特性電壓中之透射率總變化量會在10%以上的電壓V10以上。
- 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示元件之製造方法，其中，未達臨界電壓之電壓為0V以上且未達臨界電壓之90%的電壓。
- 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示元件之製造方法，其使用選自下述通式(V)及通式(VI)表示之化合物中的1種或2種以上之化合物，作為聚合性液晶組成物中之聚合性化合物，
- 如申請專利範圍第7項之液晶顯示元件之製造方法，其使用Sp1及Sp2為相同之通式(V)表示之1種或2種以上的化合物，作為該聚合性化合物。
- 如申請專利範圍第7項之液晶顯示元件之製造方法，其使用Sp1及Sp2為相同之通式(V)表示之2種以上的化合物作為該聚合性化合物，其中該2種以上之化合物彼此的Sp1及Sp2不同。
- 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示元件之製造方法，其使用下述通式(LC)表示之液晶化合物作為聚合性液晶組成物中之液晶化合物，
唍-2,6-二基，該基(a)、基(b)或基(c)所含之1個或2個以上的氫原子各自可被氟原子、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而於通式(LC)中存在複數個ALC1之情形時，複數個存在之ALC1可相同或亦可不同，當存在複數個ZLC之情形時，複數個存在之ZLC可相同或亦可不同)。
- 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示元件之製造方法，其中，液晶顯示元件之單元結構為VA模式、IPS模式、FFS模式、VA-TN模式、TN模式或ECB模式。
- 一種液晶顯示元件，於夾持在至少一者具有電極之2片透明基板間的液晶組成物中含有聚合物或共聚物，該聚合物或共聚物之含量為該液晶 組成物及該聚合物或共聚物之合計質量的0.5質量%以上且未達40質量%，該聚合物或共聚物形成聚合物網路，該聚合物網路具有單軸性之折射率異向性或易配向軸，且具有不同之2種以上的配向狀態，並且，具有下述之傾斜配向作為該聚合物網路之不同之2種以上的配向狀態：相對於透明基板平面，在0度至30度之範圍的傾斜配向，及相對於透明基板平面，在80度至90度之範圍的傾斜配向。
- 如申請專利範圍第12項之液晶顯示元件，其具有可將液晶顯示元件之顯示像素內分割成複數個區域之形狀的電極，於取決電極形狀而被分割之一個區域內，具有下述之傾斜配向作為聚合物網路之不同之2種以上的配向狀態：相對於透明基板平面，在0度至30度之範圍的傾斜配向，且該傾斜配向之傾斜配向方位方向固定，及相對於透明基板平面，在80度至90度之範圍的傾斜配向，無施加電壓時之液晶組成物中的液晶分子配向具有垂直配向或平行配向。
- 如申請專利範圍第12或13項之液晶顯示元件，其配向成聚合物網路之光軸方向或易配向軸方向與液晶組成物中之液晶分子配向一致，具有下述之傾斜配向作為不同之2種以上的配向狀態：相對於透明基板平面，在0度至30度之範圍的傾斜配向，與相對於透明基板平面，在80度至90度的傾斜配向，於無施加電壓時，液晶組成物中之液晶分子相對於透明基板平面，具有0度~90度之預傾角。
- 如申請專利範圍第12或13項之液晶顯示元件，其中，於單元剖面 方向形成有至少為單元厚度之0.5%以上之厚度的聚合物網路層。
- 如申請專利範圍第12或13項之液晶顯示元件，其使用選自由下述通式(V)及通式(VI)表示之化合物中的1種或2種以上之化合物作為聚合性液晶組成物中之聚合性化合物，
- 如申請專利範圍第16項之液晶顯示元件，其使用Sp1及Sp2為相同之通式(V)表示之1種或2種以上的化合物，作為該聚合性化合物。
- 如申請專利範圍第16項之液晶顯示元件，其使用Sp1及Sp2為相同之通式(V)表示之2種以上的化合物作為該聚合性化合物，其中該2種以上之化合物彼此的Sp1及Sp2不同。
- 如申請專利範圍第12或13項之液晶顯示元件，其使用下述通式(LC)表示之液晶化合物作為聚合性液晶組成物中之液晶化合物，
唍-2,6-二基，該基(a)、基(b)或基(c)所含之1個或2個以上的氫原子各自可被 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而於通式(LC)中存在複數個ALC1之情形時，複數個存在之ALC1可相同或亦可不同，當存在複數個ZLC之情形時，複數個存在之ZLC可相同或亦可不同)。
- 如申請專利範圍第12或13項之液晶顯示元件，其中，單元結構為VA模式、IPS模式、FFS模式、VA-TN模式、TN模式或ECB模式。
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