WO2012086504A1 - 重合性化合物含有液晶組成物及びそれを使用した液晶表示素子 - Google Patents

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川上　正太郎
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    • C09K2019/548—Macromolecular compounds stabilizing the alignment; Polymer stabilized alignment

Definitions

  • the present invention relates to a polymerizable compound-containing liquid crystal composition and a liquid crystal display device using the same.
  • the PSA (Polymer Sustained Alignment) type liquid crystal display element has a structure in which a polymer structure is formed in the cell in order to control the pretilt angle of the liquid crystal molecules, and has been developed as a liquid crystal display element from high-speed response and high contrast. Has been promoted.
  • a PSA type liquid crystal display device is produced by injecting a polymerizable compound-containing liquid crystal composition comprising a polymerizable compound and a liquid crystal compound between substrates, and applying a voltage to polymerize the polymerizable compound in a state where liquid crystal molecules are aligned. This is done by fixing the orientation of the liquid crystal molecules.
  • a cause of image sticking which is a display defect of this PSA type liquid crystal display element, there are known impurities and changes in alignment of liquid crystal molecules (changes in pretilt angle).
  • the structure of the polymer changes when the same pattern is displayed for a long time when the liquid crystal display element is configured.
  • the pretilt angle may change. Therefore, a polymerizable compound that forms a polymer having a rigid structure in which the polymer structure does not change is required.
  • a display element is configured using a polymerizable compound having a ring structure and a structure such as a 1,4-phenylene group having only a polymerizable functional group.
  • Patent Document 1 See Patent Document 1 and the construction of a display element using a polymerizable compound having a biaryl structure (see Patent Document 2) have been studied.
  • these polymerizable compounds have low compatibility with the liquid crystal compound, there is a problem such as precipitation of the polymerizable compound when the polymerizable compound-containing liquid crystal composition is prepared. It was necessary to improve compatibility.
  • a problem to be solved by the present invention is a liquid crystal composition containing a polymerizable compound that does not cause display defects such as image sticking and has a low viscosity corresponding to a high-speed response without precipitation in a wide temperature range, and a display using the same
  • An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element having excellent display quality without unevenness.
  • R 1 and R 2 are each independently the following formulas (R-1) to (R-15):
  • X 1 to X 8 each independently represents a trifluoromethyl group, a trifluoromethoxy group, a fluorine atom or a hydrogen atom, at least one of which represents a fluorine atom.
  • R 3 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and one or more hydrogen atoms present in these groups are substituted with fluorine atoms.
  • R 4 represents an alkyl group or alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group or alkenyloxy group having 2 to 10 carbon atoms, and one or more hydrogen atoms present in these groups are A polymerizable compound-containing liquid crystal composition containing one or more compounds represented by the formula (1), which may be substituted with a fluorine atom, and m is 0, 1 or 2. Provided liquid crystal display device.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention has excellent compatibility between the liquid crystal compound and the polymerizable compound, it maintains a nematic state without precipitation even when left at a low temperature for a long time. A wide driving temperature range is guaranteed.
  • the liquid crystal composition of the present invention has a low viscosity, the response speed when the liquid crystal display element is formed is high, and it can be applied to 3D display and the like.
  • the polymerizable compound of the present invention does not have a polymerization rate that is too fast or too slow during photopolymerization and is moderate, so that uniform and stable orientation control can be obtained, and there is little or no image sticking or display unevenness. Since a liquid crystal display element can be provided, the liquid crystal composition of the present invention is very useful.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention has a general formula (I) as a first component.
  • R 1 and R 2 are each independently the following formulas (R-1) to (R-15):
  • X 1 to X 8 each independently represents a trifluoromethyl group, a trifluoromethoxy group, a fluorine atom or a hydrogen atom, at least one of which represents a fluorine atom.
  • These polymer groups are cured by radical polymerization, radical addition polymerization, cationic polymerization and anionic polymerization.
  • radical polymerization radical polymerization
  • radical addition polymerization radical addition polymerization
  • anionic polymerization anionic polymerization.
  • the formula (R-1), formula (R-2), formula (R-4), formula (R-5), formula (R-7), formula (R— 11), (R-13) or (R-15) is preferred, (R-1) and (R-2) are more preferred, and (R-2) is particularly preferred.
  • X 1 to X 8 each independently represents a trifluoromethyl group, a trifluoromethoxy group, a fluorine atom or a hydrogen atom, and particularly preferably a fluorine atom.
  • the structure of the biphenyl skeleton in general formula (I) is more preferably formula (I-11) to formula (I-14), and particularly preferably formula (I-11).
  • the polymerizable compound containing a skeleton represented by the formulas (I-11) to (I-14) has an optimum alignment regulating power after polymerization for a PSA type liquid crystal display device, a good alignment state can be obtained. , Display unevenness is suppressed or does not occur at all.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention contains at least one polymerizable compound represented by the general formula (I), preferably 1 to 5 types, preferably 1 to 3 types. More preferably.
  • the alignment control power with respect to a liquid-crystal composition will become weak.
  • the content of the polymerizable compound represented by the general formula (I) is too large, the energy required for the polymerization increases, the amount of the polymerizable compound that remains without being polymerized increases, and the display is poor. Therefore, the content is preferably 0.01 to 2.00% by mass, more preferably 0.05 to 1.00% by mass, and 0.10 to 0.50% by mass. It is particularly preferred that
  • R 3 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and one or two or more hydrogen atoms present in these groups are fluorine atoms.
  • R 4 represents an alkyl group or alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group or alkenyloxy group having 2 to 10 carbon atoms, and one or two or more groups present in these groups
  • a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom, and m represents 0, 1 or 2, but R 3 is linear and more preferably represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and 1 carbon atom.
  • R 4 represents a straight chain, more preferably represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkoxyl group, and represents an alkoxyl group having 1 to 5 carbon atoms. Is particularly good More preferably, m represents 0 or 1.
  • 1 type or 2 or more types of compounds represented by the general formula (II) are contained, more preferably 1 to 6 types, and particularly preferably 2 to 5 types.
  • the content of the compound represented by the general formula (II) is preferably 5 to 35% by mass, more preferably 10 to 35% by mass, and 15 to 30% by mass. Particularly preferred.
  • the general formula (II) is particularly preferably the general formula (II-A) and the general formula (II-B).
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention further has the general formula (III)
  • R 9 represents the same meaning as R 3 and R 10 represents the same meaning as R 4 ), and it is more preferable to contain one or more compounds represented by
  • the compound represented by the general formula (III) contains one or more compounds, but one to six is more preferable, and two to five is particularly preferable.
  • the content of the general formula (III) is preferably in the range of 5 to 35% by mass, more preferably in the range of 10 to 30% by mass, and particularly preferably in the range of 15 to 30% by mass.
  • the general formula (III) is particularly preferably the general formula (III-A).
  • the liquid crystal compound contained in the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention does not have a partial structure in which heteroatoms such as —O—O—, —O—S—, and —S—S— are directly bonded to each other. .
  • the compound which has an alkenyl group is not included, and it is more preferable that the side chain of all the liquid crystal compounds is an alkyl group or an alkoxyl group.
  • the structure of the liquid crystal compound is preferably a cyclohexane ring, a benzene ring or a benzene ring substituted with fluorine, It is not preferable to contain a compound that is substituted with a chlorine atom even if it is the same halogen atom.
  • the use of a liquid crystal compound substituted with a chlorine atom is also impractical because it causes display defects.
  • a liquid crystal display device prepared using a liquid crystal composition containing general formulas (I), (II) and (III) has a low viscosity and can achieve a high-speed response.
  • the nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (T ni ) is preferably 60 to 120 ° C., more preferably 70 to 100 ° C., and particularly preferably 70 to 85 ° C.
  • ⁇ at 25 ° C. is preferably ⁇ 2.0 to ⁇ 6.0, more preferably ⁇ 2.5 to ⁇ 5.0, and ⁇ 2.5 to ⁇ 3.5. Is particularly preferred.
  • ⁇ n at 25 ° C. is preferably from 0.08 to 0.13, more preferably from 0.09 to 0.12. More specifically, it is preferably 0.10 to 0.12 when corresponding to a thin cell gap, and preferably 0.08 to 0.10 when corresponding to a thick cell gap.
  • the viscosity at 20 ° C. is preferably 10 to 30 mPa ⁇ s, more preferably 10 to 25 mPa ⁇ s, and particularly preferably 10 to 20 mPa ⁇ s.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention may contain a normal nematic liquid crystal, smectic liquid crystal, cholesteric liquid crystal, antioxidant, ultraviolet absorber, polymerizable monomer and the like in addition to the above-mentioned compounds.
  • a normal nematic liquid crystal smectic liquid crystal
  • cholesteric liquid crystal cholesteric liquid crystal
  • antioxidant antioxidant
  • ultraviolet absorber polymerizable monomer and the like
  • polymerizable monomer polymerizable monomer and the like in addition to the above-mentioned compounds.
  • compounds represented by general formula (IV-1) to general formula (IV-12) may be contained.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention undergoes polymerization even when no polymerization initiator is present, but may contain a polymerization initiator in order to accelerate the polymerization.
  • the polymerization initiator include benzoin ethers, benzophenones, acetophenones, benzyl ketals, acylphosphine oxides, and the like.
  • a stabilizer may be added in order to improve storage stability.
  • the stabilizer examples include hydroquinones, hydroquinone monoalkyl ethers, tert-butylcatechols, pyrogallols, thiophenols, nitro compounds, ⁇ -naphthylamines, ⁇ -naphthols, nitroso compounds, and the like. It is done.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention is useful for a liquid crystal display device, particularly useful for a liquid crystal display device for active matrix driving, and a liquid crystal display for PSA mode, PSVA mode, VA mode, IPS mode or ECB mode. It can be used for an element.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention is provided with liquid crystal alignment ability by polymerizing the polymerizable compound contained therein by ultraviolet irradiation, and controls the amount of light transmitted using the birefringence of the liquid crystal composition.
  • liquid crystal display elements used for liquid crystal display elements.
  • AM-LCD active matrix liquid crystal display element
  • TN nematic liquid crystal display element
  • STN-LCD super twisted nematic liquid crystal display element
  • OCB-LCD and IPS-LCD in-plane switching liquid crystal display element
  • the two substrates of the liquid crystal cell used in the liquid crystal display element can be made of a transparent material having flexibility such as glass or plastic, and one of them can be an opaque material such as silicon.
  • a transparent substrate having a transparent electrode layer can be obtained, for example, by sputtering indium tin oxide (ITO) on a transparent substrate such as a glass plate.
  • the color filter can be prepared by, for example, a pigment dispersion method, a printing method, an electrodeposition method, or a dyeing method.
  • a method for producing a color filter by a pigment dispersion method will be described as an example.
  • a curable coloring composition for a color filter is applied on the transparent substrate, subjected to patterning treatment, and cured by heating or light irradiation. By performing this process for each of the three colors red, green, and blue, a pixel portion for a color filter can be created.
  • a pixel electrode provided with an active element such as a TFT, a thin film diode, or a metal insulator metal specific resistance element may be provided on the substrate.
  • the substrate is opposed so that the transparent electrode layer is on the inside.
  • the thickness of the obtained light control layer is 1 to 100 ⁇ m. More preferably, the thickness is 1.5 to 10 ⁇ m.
  • the polarizing plate it is preferable to adjust the product of the refractive index anisotropy ⁇ n of the liquid crystal and the cell thickness d so that the contrast is maximized.
  • the polarizing axis of each polarizing plate can be adjusted so that the viewing angle and contrast are good.
  • a retardation film for widening the viewing angle can also be used.
  • the spacer examples include glass particles, plastic particles, alumina particles, and a photoresist material.
  • a sealant such as an epoxy thermosetting composition is screen-printed on the substrates with a liquid crystal inlet provided, the substrates are bonded together, and heated to thermally cure the sealant.
  • a normal vacuum injection method or an ODF method can be used as a method of sandwiching the polymerizable compound-containing liquid crystal composition between the two substrates.
  • an appropriate polymerization rate is desirable in order to obtain good alignment performance of liquid crystals. Therefore, active energy rays such as ultraviolet rays or electron beams are irradiated singly or in combination or sequentially.
  • the method of polymerizing by is preferred.
  • ultraviolet rays When ultraviolet rays are used, a polarized light source or a non-polarized light source may be used.
  • the polymerization is performed in a state where the polymerizable compound-containing liquid crystal composition is sandwiched between two substrates, at least the substrate on the irradiation surface side must be given appropriate transparency to the active energy rays. I must.
  • the orientation state of the unpolymerized part is changed by changing conditions such as an electric field, a magnetic field, or temperature, and further irradiation with active energy rays is performed. Then, it is possible to use a means for polymerization.
  • a means for polymerization In particular, when ultraviolet exposure is performed, it is preferable to perform ultraviolet exposure while applying an alternating electric field to the polymerizable compound-containing liquid crystal composition.
  • the alternating electric field to be applied is preferably an alternating current having a frequency of 10 Hz to 10 kHz, more preferably a frequency of 60 Hz to 10 kHz, and the voltage is selected depending on a desired pretilt angle of the liquid crystal display element. That is, the pretilt angle of the liquid crystal display element can be controlled by the applied voltage. In the MVA mode liquid crystal display element, the pretilt angle is preferably controlled from 80 degrees to 89.9 degrees from the viewpoint of alignment stability and contrast.
  • the temperature during irradiation is preferably within a temperature range in which the liquid crystal state of the liquid crystal composition of the present invention is maintained. Polymerization is preferably performed at a temperature close to room temperature, that is, typically at a temperature of 15 to 35 ° C.
  • a lamp for generating ultraviolet rays a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, or the like can be used.
  • a wavelength of the ultraviolet-rays to irradiate it is preferable to irradiate the ultraviolet-ray of the wavelength range which is not the absorption wavelength range of a liquid crystal composition, and it is preferable to cut and use an ultraviolet-ray as needed.
  • Intensity of ultraviolet irradiation is preferably from 0.1mW / cm 2 ⁇ 100W / cm 2, 2mW / cm 2 ⁇ 50W / cm 2 is more preferable.
  • the amount of energy of ultraviolet rays to be irradiated can be adjusted as appropriate, but is preferably 10 mJ / cm 2 to 500 J / cm 2, and more preferably 100 mJ / cm 2 to 200 J / cm 2 .
  • the intensity may be changed.
  • the time for irradiating with ultraviolet rays is appropriately selected depending on the intensity of the irradiated ultraviolet rays, but is preferably from 10 seconds to 3600 seconds, and more preferably from 10 seconds to 600 seconds.
  • the measured characteristics are as follows.
  • T ni Nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (° C.) ⁇ n: refractive index anisotropy at 25 ° C. ⁇ : dielectric anisotropy at 25 ° C. ⁇ : viscosity at 20 ° C. (mPa ⁇ s)
  • Example 1 The prepared polymerizable compound-containing liquid crystal composition and its physical property values are shown below.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition shown in Example 1 contains 99.85% of the liquid crystal composition and 0.15% of the polymerizable compound represented by the general formula (I-11). ni : 75.5 ° C., ⁇ n: 0.107, ⁇ : ⁇ 3.0, ⁇ : 17.5 mPa ⁇ s.
  • This polymerizable compound-containing liquid crystal composition is injected into a cell with ITO coated with a polyimide alignment film that induces homeotropic alignment with a cell gap of 3.5 ⁇ m by a vacuum injection method, and a 1.8 V rectangular wave is applied at a frequency of 1 kHz.
  • a high-pressure mercury lamp through a filter that cuts out ultraviolet rays of 320 nm or less, the irradiation intensity of the cell surface was adjusted to 15 mW / cm 2 and irradiated for 600 seconds, and the polymerization property in the polymerizable compound-containing liquid crystal composition A vertically aligned liquid crystal display element obtained by polymerizing the compound was obtained.
  • This liquid crystal display element (PSVA mode) showed high contrast and was capable of high-speed response. Moreover, the alignment control force with respect to the liquid crystal compound of a polymeric compound was confirmed by the measurement of a pretilt angle. (Example 2) The prepared polymerizable compound-containing liquid crystal composition and its physical property values are shown below.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition shown in Example 2 contains 99.8% of the liquid crystal composition and 0.2% of the polymerizable compound represented by the general formula (I-11). ni : 75.5 ° C., ⁇ n: 0.107, ⁇ : ⁇ 3.0, ⁇ : 17.5 mPa ⁇ s.
  • a liquid crystal display device (PSVA mode) using this polymerizable compound-containing liquid crystal composition showed high contrast and was capable of high-speed response. Moreover, the alignment control force with respect to the liquid crystal compound of a polymeric compound was confirmed by the measurement of a pretilt angle. (Example 3)
  • the prepared polymerizable compound-containing liquid crystal composition and its physical property values are shown below.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition shown in Example 3 contains 99.65% of the liquid crystal composition and 0.35% of the polymerizable compound represented by the general formula (I-11). ni : 75.4 ° C., ⁇ n: 0.107, ⁇ : ⁇ 3.0, ⁇ : 17.5 mPa ⁇ s.
  • a liquid crystal display device (PSVA mode) using this polymerizable compound-containing liquid crystal composition showed high contrast and was capable of high-speed response. Moreover, the alignment control force with respect to the liquid crystal compound of a polymeric compound was confirmed by the measurement of a pretilt angle.
  • Example 4 The prepared polymerizable compound-containing liquid crystal composition and its physical property values are shown below.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition shown in Example 4 contains 99.6% of the liquid crystal composition and 0.4% of the polymerizable compound represented by the general formula (I-11). ni : 75.4 ° C., ⁇ n: 0.107, ⁇ : ⁇ 3.0, ⁇ : 17.5 mPa ⁇ s.
  • a liquid crystal display device (PSVA mode) using this polymerizable compound-containing liquid crystal composition showed high contrast and was capable of high-speed response. Moreover, the alignment control force with respect to the liquid crystal compound of a polymeric compound was confirmed by the measurement of a pretilt angle.
  • the prepared polymerizable compound-containing liquid crystal composition and its physical property values are shown below.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition shown in Comparative Example 1 contains 99.8% of the liquid crystal composition of Example 1 and 0.2% of the polymerizable compound described in JP-A No. 2003-307720.
  • Examples 1 to 4 maintained the nematic state for 2 weeks or 3 weeks at any temperature of ⁇ 40 ° C. and ⁇ 25 ° C.
  • Comparative Example 1 maintained the nematic state for only one week, and precipitation was confirmed in the second week. From this, Examples 1 to 4 maintain a nematic state over a wide temperature range, and are very useful in that stability at low temperature is maintained over a long period of two or three times as compared with Comparative Example 1. It was confirmed to be a polymerizable compound-containing liquid crystal composition.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition shown in Comparative Example 2 is 99.8% of a liquid crystal composition not containing the compounds represented by the general formulas (II-A) and (II-B) of the present invention, and JP-A-2003 No. 307720, 0.2% of the polymerizable compound, T ni : 76.4 ° C., ⁇ n: 0.107, ⁇ : -2.9, ⁇ : 21.2 mPa ⁇ s there were. Since the viscosity is significantly increased, it is easily assumed that the response speed will be significantly deteriorated when the liquid crystal display device is used.
  • a liquid crystal display device (PSVA mode) using this polymerizable compound-containing liquid crystal composition showed high contrast, but the response speed was slow and was not practical. Moreover, the alignment control force with respect to the liquid crystal compound of a polymeric compound was confirmed by the measurement of a pretilt angle. (Example 5) The prepared polymerizable compound-containing liquid crystal composition and its physical property values are shown below.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition shown in Example 5 contains 99.8% of the above liquid crystal composition and 0.2% of the polymerizable compound represented by the general formula (I-11). ni : 76.4 ° C., ⁇ n: 0.092, ⁇ : -2.9, ⁇ : 18.6 mPa ⁇ s.
  • a liquid crystal display device (PSVA mode) using this polymerizable compound-containing liquid crystal composition showed high contrast and was capable of high-speed response. Moreover, the alignment control force with respect to the liquid crystal compound of a polymeric compound was confirmed by the measurement of a pretilt angle. (Example 6)
  • the prepared polymerizable compound-containing liquid crystal composition and its physical property values are shown below.
  • the polymerizable compound-containing liquid crystal composition shown in Example 6 contains 99.8% of the liquid crystal composition and 0.2% of the polymerizable compound represented by the general formula (I-11). ni : 76.3 ° C., ⁇ n: 0.091, ⁇ : -2.7, ⁇ : 18.4 mPa ⁇ s.
  • a liquid crystal display device (PSVA mode) using this polymerizable compound-containing liquid crystal composition showed high contrast and was capable of high-speed response. Moreover, the alignment control force with respect to the liquid crystal compound of a polymeric compound was confirmed by the measurement of a pretilt angle. From the above, it was confirmed that the polymerizable compound-containing liquid crystal composition of the present invention maintained a nematic state in a wide temperature range, and the liquid crystal display device had a high-speed response.

Abstract

　本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、一般式（Ｉ）で表される重合性化合物及び一般式（ＩＩ）で表される化合物を含有する液晶組成物に関するものであり、重合により液晶配向能が付与される液晶表示素子に使用されるものである。重合性液晶組成物は広い温度範囲において析出することなく、高速応答に対応した低い粘度であり、また該組成物を用いた液晶表示素子は、重合後の配向性がより安定し、表示特性に不具合が起こらないことが要求されている。本願においては特定の化合物を用いることにより、これら課題を解決した。

Description

重合性化合物含有液晶組成物及びそれを使用した液晶表示素子
　本発明は重合性化合物含有液晶組成物及びそれを使用した液晶表示素子に関する。
　ＰＳＡ（Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶表示素子は、液晶分子のプレチルト角を制御するためにセル内にポリマー構造物を形成した構造を有するものであり、高速応答性や高いコントラストから液晶表示素子として開発が進められてきた。
　ＰＳＡ型液晶表示素子の製造は、重合性化合物及び液晶化合物からなる重合性化合物含有液晶組成物を基板間に注入し、電圧を印加し液晶分子を配向させた状態で重合性化合物を重合させて液晶分子の配向を固定することにより行われる。このＰＳＡ型液晶表示素子の表示不良である焼き付きの原因としては、不純物によるもの及び液晶分子の配向の変化（プレチルト角の変化）が知られている。
　プレチルト角の変化の原因として、重合性化合物の硬化物であるポリマーが柔軟であると、液晶表示素子を構成した場合において同一パターンを長時間表示し続けたときにポリマーの構造が変化し、その結果としてプレチルト角が変化してしまうことがある。このためポリマー構造が変化しない剛直な構造を持つポリマーを形成する重合性化合物が必要となる。
　従来、ポリマーの剛直性を向上させることにより焼き付きを防止するために、環構造と重合性官能基のみを持つ１，４－フェニレン基等の構造を有する重合性化合物を用いて表示素子を構成すること（特許文献１参照）や、ビアリール構造を有する重合性化合物を用いて表示素子を構成すること（特許文献２参照）が検討されてきた。しかし、これらの重合性化合物は液晶化合物に対する相溶性が低いため、重合性化合物含有液晶組成物を調製した際に、該重合性化合物の析出が発生する等の問題があり、液晶組成物との相溶性の改善が必要であった。
　また、ポリマーの剛直性を向上させることにより焼き付きを防止するため、２官能性の重合性化合物と、ジペンタエリスリトールペンタアクリレイト、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレイト等の３官能以上の重合性化合物の混合液晶組成物を用いて表示素子を構成すること（特許文献３参照）が提案されている。しかし、ジペンタエリスリトールペンタアクリレイト及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレイトは、分子内に環構造を持たないため、液晶化合物との親和力が弱く、配向を規制する力が弱いことから、十分な配向安定性が得られない問題があった。また、これらの重合性化合物は重合において重合開始剤の添加が必須であり、重合開始剤を添加しないと重合後に重合性化合物が残存してしまうものであった。
　また、応答速度の改良方法として液晶組成物と重合性化合物の組み合わせ（特許文献４参照）が種々開示されている。しかしながら、プレチルト角と応答速度の関係は一般に知られており、顕著な改良効果が確認されたとは言えるものではなく、アルケニル基や塩素原子を含む液晶化合物を使用しているため、表示不良を引き起こす可能性が高く、実用的ではない。
　これらのことから、広い温度範囲で析出が発生しないこと、応答速度が速いこと、焼き付きを発生しないこと等を同時に解決した重合性化合物含有液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子が望まれていた。
特開２００３－３０７７２０号公報 特開２００８－１１６９３１号公報 特開２００４－３０２０９６号公報 ＷＯ２０１０／０８４８２３
　本発明が解決しようとする課題は、広い温度範囲において析出することなく、高速応答に対応した低い粘度である、焼き付き等の表示不良を生じない重合性化合物含有液晶組成物及びこれを用いた表示ムラ等のない表示品位に優れた液晶表示素子を提供することにある。
　本発明者は種々の重合性化合物及び液晶化合物の検討を行った結果、特定の構造を有する重合性化合物及び液晶化合物で構成される重合性化合物含有液晶組成物が前述の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち、第一成分として、一般式（Ｉ）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して以下の式（Ｒ－１）から式（Ｒ－１５）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
の何れかを表し、Ｘ１からＸ８はそれぞれ独立してトリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、フッ素原子又は水素原子を表すが、少なくとも一つはフッ素原子を表す。）で表される重合性化合物を一種又は二種以上含有し、第二成分として、一般式（ＩＩ）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
（式中、Ｒ３は炭素数１から１０のアルキル基又は炭素数２から１０のアルケニル基を表し、これらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、Ｒ４は炭素数１から１０のアルキル基又はアルコキシル基、炭素数２から１０のアルケニル基又はアルケニルオキシ基を表し、これらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、ｍは０、１又は２を表す。）で表される化合物を１種又は２種以上含有することを特徴とする重合性化合物含有液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子を提供する。
　本発明の重合性化合物含有液晶組成物は液晶化合物と重合性化合物との相溶性が優れているため、低い温度で長時間放置した場合でも析出することなくネマチック状態を維持するため、実用上非常に広い駆動温度範囲が保証される。また、本発明の液晶組成物は粘度が低いため、液晶表示素子とした場合の応答速度が速く、３Ｄ表示などへの適用も可能である。更に、本発明の重合性化合物は光重合時の重合速度が速すぎたり遅すぎたりせず、適度であるため、均一かつ安定な配向制御が得られ、焼き付きや表示ムラ等が少ないか全くない液晶表示素子を提供することができるため、本発明の液晶組成物は非常に有用である。
　本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、第一成分として、一般式（Ｉ）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
で表される重合性化合物を一種又は二種以上含有し、第二成分として、一般式（ＩＩ）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
で表される化合物を１種又は２種以上含有することを特徴とする。
　一般式（Ｉ）において、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して以下の式（Ｒ－１）から式（Ｒ－１５）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
の何れかを表し、Ｘ１からＸ８はそれぞれ独立してトリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、フッ素原子又は水素原子を表すが、少なくとも一つはフッ素原子を表す。
　これらの重合基はラジカル重合、ラジカル付加重合、カチオン重合及びアニオン重合により硬化する。重合方法として紫外線を照射する場合には、式（Ｒ－１）、式（Ｒ－２）、式（Ｒ－４）、式（Ｒ－５）、式（Ｒ－７）、式（Ｒ－１１）、式（Ｒ－１３）又は式（Ｒ－１５）が好ましく、式（Ｒ－１）、式（Ｒ－２）がより好ましく、式（Ｒ－２）が特に好ましい。
　一般式（Ｉ）において、Ｘ１からＸ８はそれぞれ独立的にトリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、フッ素原子又は水素原子を表すが、フッ素原子であることが特に好ましい。
　一般式（Ｉ）におけるビフェニル骨格の構造は、式（Ｉ－１１）から式（Ｉ－１４）であることがより好ましく、式（Ｉ－１１）であることが特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
　式（Ｉ－１１）から式（Ｉ－１４）で表される骨格を含む重合性化合物は重合後の配向規制力がＰＳＡ型液晶表示素子に最適であり、良好な配向状態が得られることから、表示ムラが抑制されるか、又は、全く発生しない。
　本発明の重合性化合物含有液晶組成物では、一般式（Ｉ）で表される重合性化合物を少なくとも１種を含有するが、１種～５種含有することが好ましく、１種～３種含有することがより好ましい。一般式（Ｉ）で表される重合性化合物の含有率が少ない場合、液晶組成物に対する配向規制力が弱くなる。逆に、一般式（Ｉ）で表される重合性化合物の含有率が多すぎる場合、重合時の必要エネルギーが上昇し、重合せず残存してしまう重合性化合物の量が増加し、表示不良の原因となるため、その含有量は０．０１～２．００質量％であることが好ましく、０．０５～１．００質量％であることがより好ましく、０．１０～０．５０質量％であることが特に好ましい。
　一般式（ＩＩ）において、Ｒ３は炭素数１から１０のアルキル基又は炭素数２から１０のアルケニル基を表し、これらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、Ｒ４は炭素数１から１０のアルキル基又はアルコキシル基、炭素数２から１０のアルケニル基又はアルケニルオキシ基を表し、これらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、ｍは０、１又は２を表すが、Ｒ３は直鎖状であり、炭素数１から１０のアルキル基を表すことがより好ましく、炭素数１から５のアルキル基を表すことが特に好ましく、Ｒ４は直鎖状であり、炭素数１から５のアルキル基又はアルコキシル基を表すことがより好ましく、炭素数１から５のアルコキシル基を表すことが特に好ましく、ｍは０又は１を表すことがより好ましい。
　一般式（ＩＩ）で表される化合物を１種又は２種以上を含有するが、１種から６種含有することがより好ましく、２種から５種含有することが特に好ましい。また、一般式（ＩＩ）で表される化合物の含有量は５から３５質量％であることが好ましく、１０から３５質量％の範囲であることがより好ましく、１５から３０質量％であることが特に好ましい。
　更に詳述すると、一般式（ＩＩ）は一般式（ＩＩ－Ａ）及び一般式（ＩＩ－Ｂ）が特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
（式中、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７及びＲ８はそれぞれ独立的にＲ３と同じ意味を表す。）
　本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、更に一般式（ＩＩＩ）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
（式中、Ｒ９はＲ３と同じ意味を表し、Ｒ１０はＲ４と同じ意味を表す。）で表される化合物を１種又は２種以上含有することがより好ましい。
　一般式（ＩＩＩ）で表される化合物を１種又は２種以上を含有するが、１種から６種がより好ましく、２種から５種が特に好ましい。一般式（ＩＩＩ）の含有量は５から３５質量％の範囲であることが好ましいが、１０から３０質量％の範囲であることがより好ましく、１５から３０質量％であることが特に好ましい。
　更に詳述すると、一般式（ＩＩＩ）は一般式（ＩＩＩ－Ａ）であることが特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
（式中、Ｒ１１及びＲ１２はそれぞれ独立的にＲ３と同じ意味を表す。）
　本発明の重合性化合物含有液晶組成物に含まれる液晶化合物において、－Ｏ－Ｏ－、－Ｏ－Ｓ－及び－Ｓ－Ｓ－等のヘテロ原子同士が直接結合する部分構造をとることはない。また、アルケニル基を有する化合物を含まないことが好ましく、全ての液晶化合物の側鎖がアルキル基又はアルコキシル基であることがより好ましい。また、焼き付きや表示ムラ等の表示不良を抑制するため、又は、全く発生させないためには、液晶化合物の構造中にはシクロヘキサン環、ベンゼン環又はフッ素で置換されたベンゼン環であることが好ましく、同じハロゲン原子であっても塩素原子で置換される化合物を含有することは好ましくない。塩素原子で置換された液晶化合物を用いることは表示不良の原因にもなるため、実用的ではない。
　一般式（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）を含む液晶組成物を使用し作成した液晶表示素子は、低粘性であり、高速応答化が可能である。
　本発明において、ネマチック相-等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）は６０から１２０℃であることが好ましく、７０から１００℃がより好ましく、７０から８５℃が特に好ましい。また、２５℃におけるΔεは－２．０から－６．０であることが好ましく、－２．５から－５．０であることがより好ましく、－２．５から－３．５であることが特に好ましい。２５℃におけるΔｎは０．０８から０．１３であることが好ましいが、０．０９から０．１２であることがより好ましい。更に詳述すると、薄いセルギャップに対応する場合は０．１０から０．１２であることが好ましく、厚いセルギャップに対応する場合は０．０８から０．１０であることが好ましい。２０℃における粘度は１０から３０　ｍＰａ・ｓであることが好ましいが、１０から２５　ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、１０から２０　ｍＰａ・ｓであることが特に好ましい。
　本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、上述の化合物以外に、通常のネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶、酸化防止剤、紫外線吸収剤、重合性モノマーなどを含有しても良い。例えば、一般式（ＩＶ－１）から一般式（ＩＶ－１２）で表される化合物を含有しても良い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
　本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、重合開始剤が存在しない場合でも重合は進行するが、重合を促進するために重合開始剤を含有していてもよい。重合開始剤としては、ベンゾインエーテル類、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、ベンジルケタール類、アシルフォスフィンオキサイド類等が挙げられる。また、保存安定性を向上させるために、安定剤を添加しても良い。使用できる安定剤としては、例えば、ヒドロキノン類、ヒドロキノンモノアルキルエーテル類、第三ブチルカテコール類、ピロガロール類、チオフェノール類、ニトロ化合物類、β－ナフチルアミン類、β－ナフトール類、ニトロソ化合物等が挙げられる。　本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、液晶表示素子に有用であり、特にアクティブマトリクス駆動用液晶表示素子に有用であり、ＰＳＡモード、ＰＳＶＡモード、ＶＡモード、ＩＰＳモード又はＥＣＢモード用液晶表示素子に用いることができる。
　本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、これに含まれる重合性化合物が紫外線照射により重合することで液晶配向能が付与され、液晶組成物の複屈折を利用して光の透過光量を制御する液晶表示素子に使用される。液晶表示素子として、ＡＭ－ＬＣＤ（アクティブマトリックス液晶表示素子）、ＴＮ（ネマチック液晶表示素子）、ＳＴＮ－ＬＣＤ（超ねじれネマチック液晶表示素子）、ＯＣＢ－ＬＣＤ及びＩＰＳ－ＬＣＤ（インプレーンスイッチング液晶表示素子）に有用であるが、ＡＭ－ＬＣＤに特に有用であり、透過型あるいは反射型の液晶表示素子に用いることができる。
　液晶表示素子に使用される液晶セルの２枚の基板はガラス又はプラスチックの如き柔軟性をもつ透明な材料を用いることができ、一方はシリコン等の不透明な材料でも良い。透明電極層を有する透明基板は、例えば、ガラス板等の透明基板上にインジウムスズオキシド（ＩＴＯ）をスパッタリングすることにより得ることができる。
　カラーフィルターは、例えば、顔料分散法、印刷法、電着法又は、染色法等によって作成することができる。顔料分散法によるカラーフィルターの作成方法を一例に説明すると、カラーフィルター用の硬化性着色組成物を、該透明基板上に塗布し、パターニング処理を施し、そして加熱又は光照射により硬化させる。この工程を、赤、緑、青の３色についてそれぞれ行うことで、カラーフィルター用の画素部を作成することができる。その他、該基板上に、ＴＦＴ、薄膜ダイオード、金属絶縁体金属比抵抗素子等の能動素子を設けた画素電極を設置してもよい。
　前記基板を、透明電極層が内側となるように対向させる。その際、スペーサーを介して、基板の間隔を調整してもよい。このときは、得られる調光層の厚さが１～１００μｍとなるように調整するのが好ましい。１．５から１０μｍが更に好ましく、偏光板を使用する場合は、コントラストが最大になるように液晶の屈折率異方性Δｎとセル厚ｄとの積を調整することが好ましい。又、二枚の偏光板がある場合は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラトが良好になるように調整することもできる。更に、視野角を広げるための位相差フィルムも使用することもできる。スペーサーとしては、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトレジスト材料等が挙げられる。その後、エポキシ系熱硬化性組成物等のシール剤を、液晶注入口を設けた形で該基板にスクリーン印刷し、該基板同士を貼り合わせ、加熱しシール剤を熱硬化させる。
　２枚の基板間に重合性化合物含有液晶組成物を狭持させる方法は、通常の真空注入法又はＯＤＦ法などを用いることができる。
　重合性化合物を重合させる方法としては、液晶の良好な配向性能を得るためには、適度な重合速度が望ましいので、紫外線又は電子線等の活性エネルギー線を単一又は併用又は順番に照射することによって重合させる方法が好ましい。紫外線を使用する場合、偏光光源を用いても良いし、非偏光光源を用いても良い。また、重合性化合物含有液晶組成物を２枚の基板間に挟持させて状態で重合を行う場合には、少なくとも照射面側の基板は活性エネルギー線に対して適当な透明性が与えられていなければならない。また、光照射時にマスクを用いて特定の部分のみを重合させた後、電場や磁場又は温度等の条件を変化させることにより、未重合部分の配向状態を変化させて、更に活性エネルギー線を照射して重合させるという手段を用いても良い。特に紫外線露光する際には、重合性化合物含有液晶組成物に交流電界を印加しながら紫外線露光することが好ましい。印加する交流電界は、周波数１０Ｈｚから１０ｋＨｚの交流が好ましく、周波数６０Ｈｚから１０ｋＨｚがより好ましく、電圧は液晶表示素子の所望のプレチルト角に依存して選ばれる。つまり、印加する電圧により液晶表示素子のプレチルト角を制御することができる。ＭＶＡモードの液晶表示素子においては、配向安定性及びコントラストの観点からプレチルト角を８０度から８９．９度に制御することが好ましい。
　照射時の温度は、本発明の液晶組成物の液晶状態が保持される温度範囲内であることが好ましい。室温に近い温度、即ち、典型的には１５～３５℃での温度で重合させることが好ましい。紫外線を発生させるランプとしては、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を用いることができる。また、照射する紫外線の波長としては、液晶組成物の吸収波長域でない波長領域の紫外線を照射することが好ましく、必要に応じて、紫外線をカットして使用することが好ましい。照射する紫外線の強度は、０．１ｍＷ／ｃｍ２～１００Ｗ／ｃｍ２が好ましく、２ｍＷ／ｃｍ２～５０Ｗ／ｃｍ２がより好ましい。照射する紫外線のエネルギー量は、適宜調整することができるが、１０ｍＪ／ｃｍ２から５００Ｊ／ｃｍ２が好ましく、１００ｍＪ／ｃｍ２から２００Ｊ／ｃｍ２がより好ましい。紫外線を照射する際に、強度を変化させても良い。紫外線を照射する時間は照射する紫外線強度により適宜選択されるが、１０秒から３６００秒が好ましく、１０秒から６００秒がより好ましい。
　以下に実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、以下の実施例及び比較例の組成物における「％」は『質量％』を意味する。
　実施例中、測定した特性は以下の通りである。
　Ｔｎｉ　：ネマチック相－等方性液体相転移温度（℃）
　Δｎ　：２５℃における屈折率異方性
　Δε　：２５℃における誘電率異方性
　η　　：２０℃における粘度（ｍＰａ・ｓ）
（実施例１）
　以下に、調製した重合性化合物含有液晶組成物とその物性値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
　実施例１に示す重合性化合物含有液晶組成物は、上記液晶組成物を９９．８５％及び一般式（Ｉ－１１）で表される重合性化合物を０．１５％含有するものであり、Ｔｎｉ：７５．５℃、Δｎ：０．１０７、Δε：－３．０、η：１７．５　ｍＰａ・ｓであった。
　この重合性化合物含有液晶組成物をセルギャップ３．５μｍでホメオトロピック配向を誘起するポリイミド配向膜を塗布したＩＴＯ付きセルに真空注入法で注入し、周波数１ｋＨｚで１．８Ｖの矩形波を印加しながら、３２０ｎｍ以下の紫外線をカットするフィルターを介して高圧水銀灯により、セル表面の照射強度が１５ｍＷ／ｃｍ２となるように調整して６００秒間照射し、重合性化合物含有液晶組成物中の重合性化合物を重合させた垂直配向性液晶表示素子を得た。この液晶表示素子（ＰＳＶＡモード）は高いコントラストを示し、高速応答が可能であった。また、重合性化合物の液晶化合物に対する配向規制力をプレチルト角の測定により確認した。
（実施例２）
　以下に、調製した重合性化合物含有液晶組成物とその物性値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
　実施例２に示す重合性化合物含有液晶組成物は、上記液晶組成物を９９．８％及び一般式（Ｉ－１１）で表される重合性化合物を０．２％含有するものであり、Ｔｎｉ：７５．５℃、Δｎ：０．１０７、Δε：－３．０、η：１７．５　ｍＰａ・ｓであった。
　この重合性化合物含有液晶組成物を使用した液晶表示素子（ＰＳＶＡモード）は高いコントラストを示し、高速応答が可能であった。また、重合性化合物の液晶化合物に対する配向規制力をプレチルト角の測定により確認した。
（実施例３）
　以下に、調製した重合性化合物含有液晶組成物とその物性値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
　実施例３に示す重合性化合物含有液晶組成物は、上記液晶組成物を９９．６５％及び一般式（Ｉ－１１）で表される重合性化合物を０．３５％含有するものであり、Ｔｎｉ：７５．４℃、Δｎ：０．１０７、Δε：－３．０、η：１７．５　ｍＰａ・ｓであった。
　この重合性化合物含有液晶組成物を使用した液晶表示素子（ＰＳＶＡモード）は高いコントラストを示し、高速応答が可能であった。また、重合性化合物の液晶化合物に対する配向規制力をプレチルト角の測定により確認した。
（実施例４）
　以下に、調製した重合性化合物含有液晶組成物とその物性値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
　実施例４に示す重合性化合物含有液晶組成物は、上記液晶組成物を９９．６％及び一般式（Ｉ－１１）で表される重合性化合物を０．４％含有するものであり、Ｔｎｉ：７５．４℃、Δｎ：０．１０７、Δε：－３．０、η：１７．５　ｍＰａ・ｓであった。
　この重合性化合物含有液晶組成物を使用した液晶表示素子（ＰＳＶＡモード）は高いコントラストを示し、高速応答が可能であった。また、重合性化合物の液晶化合物に対する配向規制力をプレチルト角の測定により確認した。
（比較例１）
　以下に、調製した重合性化合物含有液晶組成物とその物性値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
　比較例１に示す重合性化合物含有液晶組成物は、実施例１の液晶組成物を９９．８％及び特開２００３－３０７７２０号に記載の重合性化合物を０．２％含有するものである。
　実施例１から４及び比較例１の液晶組成物を低温保存試験したところ、－４０℃及び－２５℃のいずれの温度においても、実施例１から４は２週間又は３週間ネマチック状態を維持したのに対し、比較例１はネマチック状態を１週間しか維持せず、２週目には析出が確認された。このことから、実施例１から４は広い温度範囲でネマチック状態を維持し、比較例１と比較して、２倍又は３倍の長期に渡り低温での安定性が維持される非常に有用な重合性化合物含有液晶組成物であることが確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
（比較例２）
　以下に、調製した重合性化合物含有液晶組成物とその物性値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
　比較例２に示す重合性化合物含有液晶組成物は、本発明の一般式（ＩＩ－Ａ）及び（ＩＩ－Ｂ）で表される化合物を含まない液晶組成物を９９．８％及び特開２００３－３０７７２０号に記載の重合性化合物を０．２％含有するものであり、Ｔｎｉ：７６．４℃、Δｎ：０．１０７、Δε：－２．９、η：２１．２　ｍＰａ・ｓであった。粘度が大幅に上昇しているため、液晶表示素子にした場合、応答速度が顕著に悪化しているであろうことは容易に推測される。この重合性化合物含有液晶組成物を使用した液晶表示素子（ＰＳＶＡモード）は高いコントラストを示したが、応答速度が緩慢であり、実用的なものではなかった。また、重合性化合物の液晶化合物に対する配向規制力をプレチルト角の測定により確認した。
（実施例５）
　以下に、調製した重合性化合物含有液晶組成物とその物性値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
　実施例５に示す重合性化合物含有液晶組成物は、上記液晶組成物を９９．８％及び一般式（Ｉ－１１）で表される重合性化合物を０．２％含有するものであり、Ｔｎｉ：７６．４℃、Δｎ：０．０９２、Δε：－２．９、η：１８．６　ｍＰａ・ｓであった。
　この重合性化合物含有液晶組成物を使用した液晶表示素子（ＰＳＶＡモード）は高いコントラストを示し、高速応答が可能であった。また、重合性化合物の液晶化合物に対する配向規制力をプレチルト角の測定により確認した。
（実施例６）
　以下に、調製した重合性化合物含有液晶組成物とその物性値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
　実施例６に示す重合性化合物含有液晶組成物は、上記液晶組成物を９９．８％及び一般式（Ｉ－１１）で表される重合性化合物を０．２％含有するものであり、Ｔｎｉ：７６．３℃、Δｎ：０．０９１、Δε：－２．７、η：１８．４　ｍＰａ・ｓであった。
　この重合性化合物含有液晶組成物を使用した液晶表示素子（ＰＳＶＡモード）は高いコントラストを示し、高速応答が可能であった。また、重合性化合物の液晶化合物に対する配向規制力をプレチルト角の測定により確認した。
以上のことから、本発明の重合性化合物含有液晶組成物は、広い温度範囲でネマチック状態を維持し、また、その液晶表示素子は高速応答であることが確認された。
　液晶表示素子用の液晶組成物として有用である。

Claims (17)

  1. 第一成分として、一般式（Ｉ）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して以下の式（Ｒ－１）から式（Ｒ－１５）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     の何れかを表し、Ｘ１からＸ８はそれぞれ独立してトリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、フッ素原子、塩素原子又は水素原子を表すが、Ｘ１からＸ８の少なくとも一つはフッ素原子を表す。）で表される重合性化合物を一種又は二種以上含有し、第二成分として、一般式（ＩＩ）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     （式中、Ｒ３は炭素数１から１０のアルキル基又は炭素数２から１０のアルケニル基を表し、これらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、Ｒ４は炭素数１から１０のアルキル基又はアルコキシル基、炭素数２から１０のアルケニル基又はアルケニルオキシ基を表し、これらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、ｍは０、１又は２を表す。）で表される化合物を１種又は２種以上含有することを特徴とする重合性化合物含有液晶組成物。
  2. 一般式（Ｉ）が一般式（Ｉ－１）から一般式（Ｉ－４）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     （式中、Ｒ１は請求項１記載のＲ１と同じ意味を表し、Ｒ２は請求項１記載のＲ２と同じ意味を表す。）である請求項１に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  3. 一般式（Ｉ）が一般式（Ｉ－１）である請求項１に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  4. 一般式（Ｉ）において、Ｒ１及びＲ２がそれぞれ独立して式（Ｒ－１）又は（Ｒ－２）である請求項１から３のいずれかに記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  5. 一般式（Ｉ）において、Ｒ１及びＲ２が式（Ｒ－２）である請求項１から３のいずれかに記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  6. 一般式（ＩＩ）が、一般式（ＩＩ－Ａ）及び一般式（ＩＩ－Ｂ）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     （式中、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７及びＲ８はそれぞれ独立的に請求項１記載のＲ３と同じ意味を表す。）である請求項１から５のいずれかに記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  7. 第三成分として、一般式（ＩＩＩ）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
     （式中、Ｒ９は請求項１記載のＲ３と同じ意味を表し、Ｒ１０は請求項１記載のＲ４と同じ意味を表す。）で表される化合物を１種又は２種以上含有する請求項１から６のいずれかに記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  8. 一般式（ＩＩＩ）が、一般式（ＩＩＩ－Ａ）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
     （式中、Ｒ１１及びＲ１２はそれぞれ独立的に請求項１記載のＲ３と同じ意味を表す。）である請求項７に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  9. 一般式（Ｉ）で表される化合物の含有量が０．０１質量％から２．０質量％である請求項１から８のいずれかに記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  10. 一般式（ＩＩ）で表される化合物の含有量が５質量％から３５質量％である請求項１から９のいずれかに記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  11. 一般式（ＩＩＩ）で表される化合物の含有量が５質量％から３５質量％である請求項１から１０のいずれかに記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  12. 一般式（Ｉ－１）で表される重合性化合物及び一般式（ＩＩ－Ａ）及び（ＩＩ－Ｂ）及び一般式（ＩＩＩ－Ａ）で表される化合物を同時に含有する請求項１から１１のいずれかに記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  13. ２５℃における誘電率異方性Δεが－６．０から－２．０の範囲であり、２５℃における屈折率異方性Δｎが０．０８から０．１３の範囲であり、２０℃における粘度（η）が１０から３０　ｍＰａ・ｓの範囲であり、ネマチック相－等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）が６０℃から１２０℃の範囲である請求項１から１２のいずれかに記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  14. 請求項１から１３のいずれかに記載の重合性化合物含有液晶組成物を用いたことを特徴とする液晶表示素子。
  15. アクティブマトリックス駆動である請求項１４に記載の液晶表示素子。
  16. ＰＳＡモード、ＰＳＶＡモード、ＶＡモード、ＩＰＳモード又はＥＣＢモードである請求項１４又は１５に記載の液晶表示素子。
  17. プレチルト角が８５から８９．９度である請求項１４から１６のいずれかに記載の液晶表示素子。
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