WO2013022088A1 - 重合性化合物を含有する液晶組成物及びそれを使用した液晶表示素子 - Google Patents

重合性化合物を含有する液晶組成物及びそれを使用した液晶表示素子 Download PDF

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和樹 栗沢
栗山 毅
川上 正太郎
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    • G02F2202/02Materials and properties organic material
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Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal composition containing a polymerizable compound, and further to a liquid crystal display device using the liquid crystal composition.
  • a PSA (Polymer Sustained Alignment) type liquid crystal display element has a structure in which a polymer structure is formed in a cell to control the pretilt angle of liquid crystal molecules, and is practical as a liquid crystal display element because of its high-speed response and high contrast. It has become.
  • a PSA-type liquid crystal display device is manufactured by injecting a polymerizable composition containing a liquid crystal compound and a polymerizable compound between substrates and applying a voltage to polymerize the polymerizable compound in a state in which the liquid crystal molecules are aligned, thereby producing liquid crystal molecules. This is done by fixing the orientation.
  • 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 the orientation of liquid crystal molecules (changes in pretilt angle).
  • Image sticking caused by a change in the pretilt angle of liquid crystal molecules is a change in the structure of the polymer when the same pattern is displayed for a long time when the display element is configured, resulting in a change in the pretilt angle. It is. 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.
  • a polymerizable compound having a ring structure and a structure such as a 1,4-phenylene group having only a polymerizable functional group.
  • it has been studied to form a display element using a polymerizable compound having a biaryl structure Patent Documents 1 to 4.
  • these polymerizable compounds have low compatibility with the liquid crystal compound, precipitation of the polymerizable compound occurs when a liquid crystal composition is prepared.
  • the biaryl polymerizable compound since the biaryl polymerizable compound has a low reaction rate when polymerized by, for example, UV irradiation, it is necessary to lengthen the UV irradiation time. However, if the UV irradiation time is lengthened, the liquid crystal compound is decomposed and the reliability is lowered.
  • the seizure characteristics of display elements the alignment stability, the stability as liquid crystal compositions in which no precipitation occurs, the display characteristics required for the polymerizable compound-containing liquid crystal composition, the production efficiency in the production of PSA type liquid crystal display elements It is difficult to satisfy these characteristics, and further improvement is necessary.
  • the problem to be solved by the present invention is a liquid crystal composition containing a polymerizable compound that does not precipitate in a wide temperature range, has a high polymerization rate, has a high liquid crystal alignment regulating power after polymerization, and does not cause defects in display characteristics such as image sticking.
  • another object of the present invention is to provide a PSA type liquid crystal display element which has excellent display quality without display unevenness and the like and has excellent display characteristics by using this polymerizable compound-containing liquid crystal composition.
  • a liquid crystal containing a polymerizable compound having a specific structure and a polymerizable compound composed of a non-polymerizable liquid crystal material As a result of studying various polymerizable compounds and various non-polymerizable liquid crystal materials, the inventors of the present application have found that a liquid crystal containing a polymerizable compound having a specific structure and a polymerizable compound composed of a non-polymerizable liquid crystal material. The inventors have found that the composition can solve the above-mentioned problems and have completed the present invention.
  • R 1 and R 2 are each independently the following formulas (R-1) to (R-15)
  • S 1 and S 2 each independently represent an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms or a single bond, and the methylene group in the alkylene group is such that oxygen atoms are not directly bonded to each other.
  • X 1 to X 12 each independently represents a hydrogen atom, a trifluoromethyl group, a trifluoromethoxy group, a methyl group, a chlorine atom or a fluorine atom.
  • R 21 and R 22 each independently represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and one methylene group or an adjacent group present in these groups
  • Two or more methylene groups which are not present may be substituted with —O— or —S—, and one or more hydrogen atoms present in these groups are substituted with fluorine atoms or chlorine atoms.
  • M 21 , M 22 and M 23 are each independently (a) a trans-1,4-cyclohexylene group (one methylene group present in this group or two or more methylene groups not adjacent to each other is -O- or -S- may be substituted) (B) a 1,4-phenylene group (one —CH ⁇ present in the group or two or more non-adjacent —CH ⁇ may be replaced by a nitrogen atom), 3-fluoro-1 , 4-phenylene group, 3,5-difluoro-1,4-phenylene group and (c) 1,4-cyclohexenylene group, 1,4-bicyclo [2.2.2] octylene group, piperidine-2, A group selected from the group consisting of a 5-diyl group, a naphthalene-2,6-diyl group, a decahydronaphthalene-2,6-diyl group and a 1,2,3,4-tetrahydrona
  • R 31 , R 32 and R 33 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and one methylene group present in these groups
  • two or more methylene groups that are not adjacent to each other may be substituted with —O— or —S—, and one or more hydrogen atoms present in these groups may be replaced with a fluorine atom or a chlorine atom.
  • M 31 , M 32 , M 33 , M 34 , M 35 , M 36 , M 37 and M 38 are independent of each other, (D) trans-1,4-cyclohexylene group (one methylene group present in this group or two or more methylene groups not adjacent to each other may be replaced by —O— or —S—) ), (E) a 1,4-phenylene group (one —CH ⁇ present in the group or two or more non-adjacent —CH ⁇ may be replaced by a nitrogen atom), 3-fluoro-1 , 4-phenylene group, 3,5-difluoro-1,4-phenylene group, and (F) 1,4-cyclohexenylene group, 1,4-bicyclo [2.2.2] octylene group, piperidine-2,5-diyl group, naphthalene-2,6-diyl group, 1,2,3 , 4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group
  • At least one of the hydrogen atoms contained in M 31 or M 32 represents a cyano group, a fluorine atom, a trifluoromethyl group, a trifluoromethoxy group, or a chlorine atom
  • At least one of X 33 , X 34 , X 35 or Y 32 is fluorine atom, chlorine atom, cyano group, thiocyanato group, trifluoromethoxy group, trifluoromethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, difluoro Represents a methoxy group, or at least one of hydrogen atoms contained in M 33 , M 34 or M 35 represents a cyano group, a fluorine atom, a trifluoromethyl group, a trifluoromethoxy group or a chlorine atom, At least one of X 36 , X 37 and Y 33 is a fluorine atom, chlorine atom, cyano group, thiocyanato group, trifluorometh
  • At least one of hydrogen atoms contained in M 36 , M 37 and M 38 represents a cyano group, a fluorine atom, a trifluoromethyl group, a trifluoromethoxy group or a chlorine atom, p, q, r, s and t each independently represent 0, 1 or 2, but q + r and s + t are 2 or less.
  • R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 and R 46 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and these groups
  • One methylene group present therein or two or more methylene groups that are not adjacent to each other may be substituted by —O— or —S—, and one or two or more present in these groups may be present.
  • the hydrogen atom of may be replaced by a fluorine atom or a chlorine atom
  • M 41 , M 42 , M 43 , M 44 , M 45 , M 46 , M 47 , M 48 and M 49 are independent of each other
  • E a 1,4-phenylene group (one —CH ⁇ present in the group or two or more non-adjacent —CH ⁇ may be replaced by a nitrogen atom)
  • G represents a methylene group or —O—; u, v, w, x, y and z each independently represent 0, 1 or 2, but u + v, w + x and y + z are 2 or less.
  • a polymerizable compound-containing liquid crystal composition characterized by containing one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by formula (1), and a liquid crystal display device using the liquid crystal composition.
  • the polymerizable compound which is an essential component of the present invention, is excellent in compatibility with the non-polymerizable liquid crystal compound, a stable liquid crystal composition that maintains a nematic state even at a low temperature can be obtained.
  • the polymerizable compound represented by the general formula (I) of the present invention has a higher polymerization rate compared to the biphenyl polymerizable compound, the polymerization time can be shortened. Adverse effects are greatly reduced. Thereby, the display defect of the liquid crystal display element which provides alignment by polymerizing the polymerizable compound in the liquid crystal composition is greatly reduced, and the yield in production can be improved.
  • the PSA type liquid crystal display element using the polymerizable liquid crystal composition of the present application has a high response speed, it is useful as a liquid crystal composition for the liquid crystal display element.
  • the polymerizable compound used in the liquid crystal composition containing the polymerizable compound of the present invention is composed of a compound represented by the general formula (I).
  • S 1 and S 2 each independently represent an alkylene group or a single bond, but at least one is not a single bond.
  • an oxygen atom is not directly bonded to each other, and a methylene group is an oxygen atom, a sulfur atom, —CO—, —COO—, —OCO—, —OCOO—, —CH ⁇ CH— or —C ⁇ C.
  • An alkylene group having 1 to 12 carbon atoms that may be substituted with — is preferable, and a methylene group may be replaced with an oxygen atom, —COO—, —OCO—, or —OCOO—, as oxygen atoms are not directly bonded to each other.
  • a good alkylene group having 2 to 12 carbon atoms is more preferred.
  • R 1 and R 2 represent a polymerizable group. Specific examples include the structures shown below.
  • These polymer groups are cured by radical polymerization, radical addition polymerization, cationic polymerization and anionic polymerization.
  • the formula (R-1), formula (R-2), formula (R-4), formula (R-5), formula (R-7), formula (R -11), formula (R-13) or formula (R-15) are preferred, and formula (R-1), formula (R-2), formula (R-7), formula (R-11) or formula (R-11) R-13) is more preferred, and formula (R-1) or formula (R-2) is particularly preferred.
  • X 1 to X 12 each independently represent a hydrogen atom, a trifluoromethyl group, a trifluoromethoxy group, a methyl group, a chlorine atom or a fluorine atom, but the phase with the non-polymerizable liquid crystal compound In consideration of solubility, at least one is preferably a trifluoromethyl group, a trifluoromethoxy group, a methyl group or a fluorine atom, and at least one is preferably a methyl group or a fluorine atom.
  • X 1 , X 6 , X 7 and X 12 are preferably hydrogen atoms, and at least one of X 2 to X 5 and X 8 to X 11 is preferably a methyl group or a fluorine atom.
  • Preferred examples of the polymerizable compound represented by general formula (I) are general formula (I-1) to general formula (I-40).
  • the polymerizable compounds represented by the general formulas (I-2), (I-3), (I-21), (I-26) and (I-36) are non-polymerizable liquid crystals.
  • the compatibility with the compound is good, and a stable liquid crystal composition that maintains a nematic state even at a low temperature can be obtained, which is particularly preferable.
  • the polymerizable compound containing a skeleton represented by general formulas (I-2), (I-3), (I-21), (I-26) and (I-36) is included in the polymerizable liquid crystal composition.
  • the polymerization rate is high, the alignment regulating force after polymerization is moderate, and a good alignment state of the liquid crystal composition is obtained, which is preferable.
  • the alignment regulating force is low, it causes a display defect such as a change in alignment of liquid crystal molecules. Therefore, when the alignment regulating force is particularly important, the general formula (I-2) or the general formula (I-3) The polymerizable compound represented by the formula is particularly preferred.
  • 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. It is particularly preferable to do this. If the content of the compound represented by the general formula (I) is small, the alignment regulating power for the non-polymerizable liquid crystal compound is weak, and if it is too large, the necessary energy during polymerization rises and the polymerization remains without being polymerized.
  • the lower limit value is preferably 0.01% by mass, more preferably 0.03% by mass, and the upper limit value is preferably 2.0% by mass, because the amount of the active compound increases. More preferably, it is 1.0 mass%.
  • R 21 and R 22 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms (these One methylene group present in the group or two or more methylene groups not adjacent to each other is substituted by —O— or —S—, and one or more methylene groups present in these groups
  • the hydrogen atom includes those substituted with a fluorine atom or a chlorine atom.
  • M 21, M 22 and M 23 are mutually independently trans-1,4-cyclohexylene group (one CH 2 group or not adjoining two CH 2 group oxygen atoms present in the radical A substituted group), a 1,4-phenylene group (including one or more CH groups present in this group substituted by a nitrogen atom), 3-fluoro-1, 4-phenylene group, 3,5-difluoro-1,4-phenylene group, 1,4-cyclohexenylene group, 1,4-bicyclo [2.2.2] octylene group, piperidine-1,4-diyl group A naphthalene-2,6-diyl group, a decahydronaphthalene-2,6-diyl group or a 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group, preferably a trans-1,4-cyclohexylene group 1,4-phenyle Group, or 1,4-bicyclo [2.2.2] are more preferred octy
  • L 21 and L 22 are each independently a single bond, —CH 2 CH 2 —, — (CH 2 ) 4 —, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —OCF 2 —, —CF 2 O— , —CH ⁇ CH—, —CH ⁇ N—N ⁇ CH— or —C ⁇ C— are preferred, and a single bond, —CH 2 CH 2 —, — (CH 2 ) 4 —, —OCH 2 — or —CH 2 O— is more preferable, and a single bond or —CH 2 CH 2 — is still more preferable.
  • —CH ⁇ CH—CH ⁇ CH—, —C ⁇ C—C ⁇ C— and —CH ⁇ CH—C ⁇ C— are preferred from the viewpoint of chemical stability. Absent. Similarly, those in which hydrogen atoms in these structures are replaced by fluorine atoms are also not preferable. Similarly, a structure in which oxygens are combined, a structure in which sulfur atoms are combined, and a structure in which sulfur atoms and oxygen atoms are combined are also not preferable. Similarly, a structure in which nitrogen atoms are bonded to each other, a structure in which nitrogen atoms and oxygen atoms are bonded, and a structure in which nitrogen atoms and sulfur atoms are bonded are also not preferable.
  • general formula (II) is preferably a compound represented by the following general formula (II-A) to general formula (II-P) as a specific structure.
  • R 23 and R 24 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 3 to 10 carbon atoms
  • R 23 and R 24 are each independently preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or More preferred are alkoxy groups having 1 to 5 carbon atoms.
  • general formula (II-A) to general formula (II-P), general formula (II-A), general formula (II-B), general formula (II-C), and general formula (II) -E general formula (II-H), general formula (II-I), general formula (II-I) or a compound represented by general formula (II-K) is preferred, and general formula (II-A) Further preferred are compounds represented by formula (II-C), formula (II-E), formula (II-H) or formula (II-I).
  • the present invention contains at least one compound represented by the general formula (II), preferably 1 to 10 types, more preferably 2 to 8 types, and more preferably the general formula (II). Is preferably 5% by mass, more preferably 10% by mass, still more preferably 20% by mass, and particularly preferably 30% by mass.
  • the upper limit is preferably 80% by mass, more preferably 70% by mass, and still more preferably 60% by mass.
  • R 31 , R 32 and R 33 are each independently of 1 to 10 carbon atoms.
  • Two or more methylene groups not substituted by —O— or —S—, and one or more hydrogen atoms present in these groups are substituted by fluorine atoms or chlorine atoms
  • a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a linear alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms is more preferable, and a straight chain having 1 to 8 carbon atoms is more preferable. Chain alkyl group Or an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms is particularly preferable.
  • M 31 , M 32 , M 33 , M 34 , M 35 , M 36 , M 37 and M 38 are each independently a trans-1,4-cyclohexylene group (one methylene present in this group).
  • a group or two or more methylene groups not adjacent to each other include those in which —O— or —S— is substituted.), 1,4-phenylene group (one —CH ⁇ group present in this group) Or two or more non-adjacent —CH ⁇ are replaced by a nitrogen atom), 1,4-cyclohexenylene group, 1,4-bicyclo [2.2.2] octylene group, piperidine 1,4-diyl group, naphthalene-2,6-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group and decahydronaphthalene-2,6-diyl group (each Each group has a hydrogen atom , A fluorine atom, a
  • 1,4-phenylene group or 3,5-difluoro-1,4-phenylene group is more preferable, trans-1,4-cyclohexylene group or 1,4-phenylene group is more preferable, and trans-1,4 A cyclohexylene group is particularly preferred.
  • L 31 , L 32 , L 33 , L 34 , L 35 , L 36 , L 37 and L 38 are each independently a single bond, —OCO—, —COO—, —CH 2 CH 2 —, — (CH 2 ) 4 -, - OCH 2 - , - CH 2 O -, - OCF 2 -, - CF 2 O- or -C ⁇ C-, more preferably a single bond, -CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 — Or —C ⁇ C— is more preferable, and a single bond or —CH 2 CH 2 — is particularly preferable.
  • X 31 , X 32 , X 33 , X 34 , X 35 , X 36 , and X 37 are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom
  • Y 31 , Y 32 , and Y 33 are each independently a hydrogen atom.
  • p, q, r, s, and t each independently represent 0, 1 or 2, but q + r and s + t represent 2 or less.
  • —CH ⁇ CH—CH ⁇ CH—, —C ⁇ C—C ⁇ C— and —CH ⁇ CH—C ⁇ C— are preferred from the viewpoint of chemical stability. Absent. Similarly, those in which hydrogen atoms in these structures are replaced by fluorine atoms are also not preferable. Similarly, a structure in which oxygens are combined, a structure in which sulfur atoms are combined, and a structure in which sulfur atoms and oxygen atoms are combined are also not preferable. Similarly, a structure in which nitrogen atoms are bonded to each other, a structure in which nitrogen atoms and oxygen atoms are bonded, and a structure in which nitrogen atoms and sulfur atoms are bonded are also not preferable.
  • R 34 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms
  • L 39 and L 40 are each independently a single group.
  • M 38 represents a bond, —CH 2 CH 2 —, — (CH 2 ) 4 —, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —OCF 2 —, —CF 2 O— or —C ⁇ C—.
  • X 32 represents a hydrogen atom or a fluorine atom
  • p 1 represents 0 or 1
  • Y 34 represents a cyano group
  • a fluorine atom
  • a chlorine atom Represents a trifluoromethyl group, a fluoromethoxy group, a difluoromethoxy group or a trifluoromethoxy group.
  • R 34 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms
  • X 31 and X 32 are each independently hydrogen.
  • Y 31 represents a cyano group, a fluorine atom, a chlorine atom, a trifluoromethyl group, a fluoromethoxy group, a difluoromethoxy group, or a trifluoromethoxy group.
  • R 34 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms
  • Y 31 represents a cyano group, a fluorine atom or a chlorine atom.
  • R 35 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms
  • Y 35 represents a cyano group, a fluorine atom, or a chlorine atom.
  • General formula (IIIc) has the following general formula as a specific structure:
  • R 36 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms
  • Y 36 represents a cyano group, a fluorine atom or a chlorine atom.
  • R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 and R 46 are each independently a carbon atom.
  • a group or two or more methylene groups not adjacent to each other are substituted by —O— or —S—, and one or more hydrogen atoms present in these groups are fluorine atoms or chlorine atoms
  • a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a linear alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms is more preferable.
  • M 41 , M 42 , M 43 , M 44 , M 45 , M 46 , M 47 , M 48 and M 49 are independently of each other a trans-1,4-cyclohexylene group (1 present in this group).
  • L 41 , L 42 , L 43 , L 44 , L 45 , L 46 , L 47 , L 48 and L 49 are each independently a single bond, —CH 2 CH 2 —, — (CH 2 ) 4 —, — OCO—, —COO—, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —OCF 2 —, —CF 2 O— or —C ⁇ C— are preferred, and a single bond, —CH 2 CH 2 —, —OCH 2 -Or -CH 2 O- is more preferable.
  • X 41 , X 42 , X 43 , X 44 , X 45 , X 46 , and X 47 each independently represent a hydrogen atom or a fluorine atom
  • G represents a methylene group or —O—
  • u, v, w , X, y and z each independently represent 0, 1 or 2, but u + v, w + x and y + z are each represented by 2 or less.
  • the compound represented by the general formula (IVa) preferably represents a structure represented by the following general formula (IVa-1).
  • R 47 and R 48 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms
  • L 50 , L 51 and L 52 are each independently a single bond, —CH 2 CH 2 —, — (CH 2 ) 4 —, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —OCF 2 —, —CF 2 O— or — C ⁇ C—
  • M 50 represents a 1,4-phenylene group or a trans-1,4-cyclohexylene group
  • u 1 and v 1 each independently represents 0 or 1.
  • R 47 and R 48 each independently represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms).
  • R 47 and R 48 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • the compound represented by the general formula (IVb) preferably represents a structure represented by the following general formula (IVb-1).
  • R 49 and R 50 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms
  • L 52 , L 53 and L 54 are each independently a single bond, —CH 2 CH 2 —, — (CH 2 ) 4 —, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —OCF 2 —, —CF 2 O— or — C ⁇ C—
  • M 51 , M 52 and M 53 represent 1,4-phenylene group or trans-1,4-cyclohexylene group
  • w1 and x1 independently represent 0, 1 or 2. However, w1 + x1 represents 2 or less.
  • R 49 and R 50 each independently represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms).
  • the structure is preferred.
  • R 51 and R 52 each independently represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms
  • L 56 , L 57 and L 58 are each independently a single bond, —CH 2 CH 2 —, — (CH 2 ) 4 —, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —OCF 2 —, —CF 2 O— or — C ⁇ C—
  • M 54 , M 55 and M 56 each represent a 1,4-phenylene group or a trans-1,4-cyclohexylene group
  • y1 and z1 each independently represents 0, 1 or 2. However, y1 + z1 represents 2 or less.
  • R 51 and R 52 each independently represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms.
  • the lower limit is preferably 5% by mass, more preferably 10% by mass, more preferably 20% by mass, and the upper limit is preferably 80% by mass, and is 70% by mass. It is preferably 60% by mass, and preferably 50% by mass.
  • ⁇ n is preferably in the range of 0.08 to 0.25.
  • ⁇ having a positive or negative ⁇ can be used depending on the display mode of the liquid crystal display element.
  • a liquid crystal composition having a negative ⁇ is used in the MVA mode liquid crystal display element.
  • is preferably ⁇ 1 or less, and more preferably ⁇ 2 or less.
  • the liquid crystal composition of the present invention has a wide liquid crystal phase temperature range (absolute value of the difference between the liquid crystal phase lower limit temperature and the liquid crystal phase upper limit temperature), but the liquid crystal phase temperature range is preferably 100 ° C or higher, and 120 ° C or higher. Is more preferable.
  • the upper limit temperature of the liquid crystal phase is preferably 70 ° C. or higher, and more preferably 80 ° C. or higher.
  • the lower limit temperature of the liquid crystal phase is preferably ⁇ 20 ° C. or lower, and more preferably ⁇ 30 ° C. or lower.
  • the liquid crystal composition of the present invention may contain a normal nematic liquid crystal, smectic liquid crystal, cholesteric liquid crystal and the like in addition to the above-mentioned compounds.
  • the liquid crystal composition containing the polymerizable compound of the present invention is polymerized 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 to the liquid crystal composition of the present invention in order to improve its 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 addition amount is preferably 0.005 to 1% by mass, more preferably 0.02 to 0.5% by mass, and 0.03 to 0.1% by mass with respect to the liquid crystal composition. % Is particularly preferred.
  • the liquid crystal composition of the present invention is used for a liquid crystal display element that is provided with liquid crystal alignment ability by polymerization of a polymerizable compound in the liquid crystal composition and controls the amount of light transmitted using the birefringence of the liquid crystal composition. Is done.
  • 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)
  • 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 OCB-LCD
  • IPS-LCD in-plane switching liquid crystal display element
  • the two substrates of the liquid crystal cell used for 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, an ODF method, or the like can be used as a method for sandwiching the polymer-stabilized liquid crystal composition between two substrates.
  • a method of polymerizing the polymerizable compound since rapid progress of polymerization is desirable, a method of polymerizing by irradiating active energy rays such as ultraviolet rays or electron beams is preferable.
  • active energy rays such as ultraviolet rays or electron beams
  • a polarized light source or a non-polarized light source may be used.
  • the polymerization is carried out with the liquid crystal composition sandwiched between two substrates, at least the substrate on the irradiation surface side must be given appropriate transparency to the active energy rays.
  • 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 current to the polymerizable compound-containing liquid crystal composition.
  • the alternating current 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, it is preferable to control the pretilt angle from 80 degrees to 89 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 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 the ultraviolet rays to be irradiated can be adjusted as appropriate, but is preferably 1 mJ / cm 2 to 500 J / cm 2, more preferably 100 mJ / cm 2 to 200 J / cm 2 .
  • the intensity may be changed.
  • the time for irradiation with ultraviolet rays is appropriately selected depending on the intensity of the ultraviolet rays to be irradiated, but is preferably 10 seconds to 3600 seconds.
  • T NI ° C.
  • Nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature liquid crystal phase upper limit temperature
  • dielectric anisotropy
  • ⁇ n refractive index anisotropy
  • UV is irradiated to polymerize the polymerizable compound.
  • the liquid crystal cell is disassembled to obtain an acetonitrile solution of an elution component containing a liquid crystal material, a polymer, and an unpolymerized polymerizable compound.
  • the peak area of each component is measured by high performance liquid chromatography (column: reverse phase nonpolar column, developing solvent: acetonitrile).
  • the amount of the remaining polymerizable compound was determined from the peak area ratio of the liquid crystal material as an index and the peak area ratio of the unpolymerized polymerizable compound.
  • the residual monomer amount was determined from this value and the amount of the polymerizable compound initially added.
  • the detection limit of the remaining amount of the polymerizable compound was 500 ppm.
  • Example 1 A compound selected from general formula (II), a compound selected from general formula (IIIa), general formula (IIIb) and general formula (IIIc), or general formula (IVa), general formula (IVb) and general formula (IVc) A liquid crystal composition LC-1 containing a compound selected from: The constituent compounds and the ratios contained are as follows.
  • a polymerizable liquid crystal composition CLC-1 was prepared by adding 0.3% of the polymerizable compound represented by formula (II) and uniformly dissolving.
  • the physical properties of CLC-1 were almost the same as the physical properties of LC-1. For this reason, it was found that the polymerizable compound represented by the formula (I-2) does not deteriorate the liquid crystal properties of the liquid crystal composition to be added. Further, the CLC-1 was stored in a cold place ( ⁇ 20 ° C.) for 4 weeks, but no precipitation occurred, and the polymerizable compound represented by the formula (I-2) had excellent compatibility with other liquid crystal compounds. I found out.
  • CLC-1 was injected by a vacuum injection method into a cell with ITO coated with a polyimide alignment film that induces homeotropic alignment with a cell gap of 3.5 ⁇ m.
  • UV light is irradiated to the liquid crystal cell with a high-pressure mercury lamp through a filter that cuts UV light of 320 nm or less while applying a 1.8 V rectangular wave at a frequency of 1 kHz. did.
  • the cell surface was adjusted to have an irradiation intensity of 10 mW / cm 2 and irradiated for 600 seconds to obtain a vertically aligned liquid crystal display element in which the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition was polymerized.
  • Table 2 shows the pretilt angle of the element before and after UV irradiation and the electro-optical characteristics of the element.
  • the polymerizable compound is polymerized to cause alignment regulating force on the liquid crystal compound, and the vertical alignment in which the pretilt angle is fixed while the liquid crystal molecules are inclined by 2.2 degrees from the vertical direction. It was found that a liquid crystal display element was obtained.
  • a polymerizable liquid crystal composition CLC-A was prepared by adding 0.3% of the polymerizable compound represented by formula (II) and dissolving it uniformly.
  • CLC-A was injected by vacuum injection into a cell with ITO coated with a polyimide alignment film that induces homeotropic alignment with a cell gap of 3.5 ⁇ m.
  • the liquid crystal cell was irradiated with ultraviolet light by a high-pressure mercury lamp through a filter that cuts ultraviolet light of 320 nm or less while applying a rectangular wave of 1.8 V at a frequency of 1 kHz.
  • the cell surface was adjusted to have an irradiation intensity of 10 mW / cm 2 and irradiated for 600 seconds to obtain a vertically aligned liquid crystal display element in which the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition was polymerized.
  • the pretilt angle before the ultraviolet irradiation of the device was 89.7 degrees, whereas the pretilt angle after the irradiation was 89.5 degrees, the pretilt angle was not changed, and the liquid crystal molecules were hardly tilted from the vertical direction. It was.
  • a polymerizable liquid crystal composition CLC-B was prepared by adding 0.3% of the polymerizable compound represented by formula (II) and uniformly dissolving the compound.
  • CLC-B was injected by vacuum injection into a cell with ITO coated with a polyimide alignment film that induces homeotropic alignment with a cell gap of 3.5 ⁇ m.
  • the liquid crystal cell was irradiated with ultraviolet light by a high-pressure mercury lamp through a filter that cuts ultraviolet light of 320 nm or less while applying a rectangular wave of 1.8 V at a frequency of 1 kHz.
  • the cell surface was adjusted to have an irradiation intensity of 10 mW / cm 2 and irradiated for 600 seconds to obtain a vertically aligned liquid crystal display element in which the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition was polymerized.
  • the pretilt angle before the ultraviolet irradiation of the element was 89.6 degrees, whereas the pretilt angle after the irradiation was 87.4 degrees, and the pretilt angle was fixed while the liquid crystal molecules were tilted from the vertical direction. It was.
  • the content of the compound represented by the general formula (B) contained in the element was analyzed by liquid chromatographic analysis, but was below the detection limit.
  • Example 2 A polymerizable liquid crystal composition CLC-2 was prepared by adding 0.5% of the polymerizable compound represented by the formula (I-2) to 99.5% of the liquid crystal composition LC-1 and uniformly dissolving it. CLC-2 was injected by vacuum injection into a cell with ITO coated with a polyimide alignment film that induces homeotropic alignment with a cell gap of 3.5 ⁇ m.
  • the liquid crystal cell was irradiated with ultraviolet light by a high-pressure mercury lamp through a filter that cuts ultraviolet light of 320 nm or less while applying a rectangular wave of 1.8 V at a frequency of 1 kHz.
  • the cell surface was adjusted to have an irradiation intensity of 10 mW / cm 2 and irradiated for 600 seconds to obtain a vertically aligned liquid crystal display element in which the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition was polymerized.
  • the pretilt angle before the ultraviolet irradiation of the element was 89.6 degrees, whereas the pretilt angle after the irradiation was 86.8 degrees, and the pretilt angle was fixed while the liquid crystal molecules were tilted from the vertical direction. It was.
  • the content of the compound represented by the general formula (I-2) contained in the device was analyzed by liquid chromatographic analysis, but was below the detection limit. As a result, it was confirmed that the polymerizable compound represented by the general formula (I-2) can be polymerized without using a polymerization initiator, and the unpolymerized product remaining after the polymerization is below the detection limit. . (Example 3)
  • the formula (I-1) For the liquid crystal composition LC-1 99.7%, the formula (I-1)
  • a polymerizable liquid crystal composition CLC-3 was prepared by adding 0.3% of the polymerizable compound represented by formula (II) and dissolving it uniformly. It was found that the polymerizable compound represented by the formula (I-1) does not lower the liquid crystal properties of the liquid crystal composition to be added. Further, although this CLC-3 was stored in a cold place ( ⁇ 20 ° C.) for 4 weeks, precipitation or the like did not occur, and the polymerizable compound represented by the formula (I-1) was excellent in compatibility with other liquid crystal compounds. I found out. CLC-3 was injected by vacuum injection into a cell with ITO coated with a polyimide alignment film that induces homeotropic alignment with a cell gap of 3.5 ⁇ m.
  • the liquid crystal cell was irradiated with ultraviolet light by a high-pressure mercury lamp through a filter that cuts ultraviolet light of 320 nm or less while applying a rectangular wave of 1.8 V at a frequency of 1 kHz.
  • the cell surface was adjusted to have an irradiation intensity of 10 mW / cm 2 and irradiated for 600 seconds to obtain a vertically aligned liquid crystal display element in which the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition was polymerized.
  • the pretilt angle before the ultraviolet irradiation of the element was 89.8 degrees, whereas the pretilt angle after the irradiation was 87.3 degrees, and the pretilt angle was fixed while the liquid crystal molecules were tilted from the vertical direction. It was.
  • the content of the compound represented by the general formula (I-1) contained in the device was analyzed by liquid chromatographic analysis, but was below the detection limit. As a result, it was confirmed that the polymerizable compound represented by the general formula (I-1) can be polymerized without using a polymerization initiator, and the unpolymerized product remaining after the polymerization is below the detection limit. . (Example 4)
  • the formula (I-3) For the liquid crystal composition LC-1 99.7%, the formula (I-3)
  • a polymerizable liquid crystal composition CLC-4 was prepared by adding 0.3% of the polymerizable compound represented by formula (II) and dissolving it uniformly. It was found that the polymerizable compound represented by the formula (I-3) does not lower the liquid crystal properties of the liquid crystal composition to be added. Further, although this CLC-4 was stored in a cold place ( ⁇ 20 ° C.) for 4 weeks, precipitation or the like did not occur, and the polymerizable compound represented by the formula (I-3) had excellent compatibility with other liquid crystal compounds. I found out. CLC-4 was injected by vacuum injection into a cell with ITO coated with a polyimide alignment film that induces homeotropic alignment with a cell gap of 3.5 ⁇ m.
  • the liquid crystal cell was irradiated with ultraviolet light by a high-pressure mercury lamp through a filter that cuts ultraviolet light of 320 nm or less while applying a rectangular wave of 1.8 V at a frequency of 1 kHz.
  • the cell surface was adjusted to have an irradiation intensity of 10 mW / cm 2 and irradiated for 600 seconds to obtain a vertically aligned liquid crystal display element in which the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition was polymerized.
  • the pretilt angle before the ultraviolet irradiation of the element was 89.7 degrees, whereas the pretilt angle after the irradiation was 87.1 degrees, and the pretilt angle was fixed while the liquid crystal molecules were tilted from the vertical direction. It was.
  • the content of the compound represented by the general formula (I-3) contained in the device was analyzed by liquid chromatographic analysis, but was below the detection limit. As a result, it was confirmed that the polymerizable compound represented by the general formula (I-3) can be polymerized without using a polymerization initiator, and the unpolymerized product remaining after the polymerization is below the detection limit. . (Example 5)
  • a polymerizable liquid crystal composition CLC-5 was prepared by adding 0.3% of the polymerizable compound represented by the formula (II) and dissolving it uniformly. It was found that the polymerizable compound represented by the formula (I-21) does not deteriorate the liquid crystal properties of the liquid crystal composition to be added. Further, the CLC-5 was stored in a cold place ( ⁇ 20 ° C.) for 4 weeks, but no precipitation occurred, and the polymerizable compound represented by the formula (I-21) had excellent compatibility with other liquid crystal compounds. I found out. CLC-5 was injected by vacuum injection into a cell with ITO coated with a polyimide alignment film that induces homeotropic alignment with a cell gap of 3.5 ⁇ m.
  • the liquid crystal cell was irradiated with ultraviolet light by a high-pressure mercury lamp through a filter that cuts ultraviolet light of 320 nm or less while applying a rectangular wave of 1.8 V at a frequency of 1 kHz.
  • the cell surface was adjusted to have an irradiation intensity of 10 mW / cm 2 and irradiated for 600 seconds to obtain a vertically aligned liquid crystal display element in which the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition was polymerized.
  • the pretilt angle before the ultraviolet irradiation of the device was 89.5 degrees, whereas the pretilt angle after the irradiation was 87.8 degrees, and the pretilt angle was fixed while the liquid crystal molecules were tilted from the vertical direction. It was.
  • the content of the compound represented by the general formula (I-21) contained in the device was analyzed by liquid chromatographic analysis, but was below the detection limit. As a result, it was confirmed that the polymerizable compound represented by the general formula (I-21) can be polymerized without using a polymerization initiator, and the unpolymerized product remaining after the polymerization is below the detection limit. . (Example 6) With respect to the liquid crystal composition LC-1 99.7%, the formula (I-26)
  • a polymerizable liquid crystal composition CLC-6 was prepared by adding 0.3% of the polymerizable compound represented by formula (II) and dissolving it uniformly. It was found that the polymerizable compound represented by the formula (I-26) does not deteriorate the liquid crystal properties of the liquid crystal composition to be added. Further, although this CLC-6 was stored in a cold place ( ⁇ 20 ° C.) for 4 weeks, precipitation or the like did not occur, and the polymerizable compound represented by the formula (I-26) was excellent in compatibility with other liquid crystal compounds. I found out. CLC-6 was injected by vacuum injection into a cell with ITO coated with a polyimide alignment film that induces homeotropic alignment with a cell gap of 3.5 ⁇ m.
  • the liquid crystal cell was irradiated with ultraviolet light by a high-pressure mercury lamp through a filter that cuts ultraviolet light of 320 nm or less while applying a rectangular wave of 1.8 V at a frequency of 1 kHz.
  • the cell surface was adjusted to have an irradiation intensity of 10 mW / cm 2 and irradiated for 600 seconds to obtain a vertically aligned liquid crystal display element in which the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition was polymerized.
  • the pretilt angle before the ultraviolet irradiation of the device was 89.4 degrees, whereas the pretilt angle after the irradiation was 87.6 degrees, and the pretilt angle was fixed while the liquid crystal molecules were tilted from the vertical direction. It was.
  • the content of the compound represented by general formula (I-26) contained in the device was analyzed by liquid chromatographic analysis, but the content was below the detection limit. As a result, it was confirmed that the polymerizable compound represented by the general formula (I-26) can be polymerized without using a polymerization initiator, and the unpolymerized product remaining after the polymerization is below the detection limit. .
  • Example 7 A polymerizable liquid crystal composition CLC-7 was prepared by adding 0.1% of the polymerizable compound represented by the formula (I-26) to 99.9% of the liquid crystal composition LC-1 and uniformly dissolving it.
  • CLC-7 was injected by vacuum injection into a cell with ITO coated with a polyimide alignment film that induces homeotropic alignment with a cell gap of 3.5 ⁇ m.
  • the liquid crystal cell was irradiated with ultraviolet light by a high-pressure mercury lamp through a filter that cuts ultraviolet light of 320 nm or less while applying a rectangular wave of 1.8 V at a frequency of 1 kHz.
  • the cell surface was adjusted to have an irradiation intensity of 10 mW / cm 2 and irradiated for 600 seconds to obtain a vertically aligned liquid crystal display element in which the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition was polymerized.
  • the pretilt angle before the ultraviolet irradiation of the element was 89.8 degrees, whereas the pretilt angle after the irradiation was 87.8 degrees, and the pretilt angle was fixed while the liquid crystal molecules were tilted from the vertical direction. It was.
  • the content of the compound represented by general formula (I-26) contained in the device was analyzed by liquid chromatographic analysis, but the content was below the detection limit.
  • a polymerizable liquid crystal composition CLC-8 was prepared by adding 0.3% of the polymerizable compound represented by the formula (I-2) to 99.7% of the liquid crystal composition LC-2 and uniformly dissolving it. It was found that the polymerizable compound represented by the formula (I-2) does not deteriorate the liquid crystal properties of the liquid crystal composition to be added. Further, although this CLC-8 was stored in a cold place ( ⁇ 20 ° C.) for 4 weeks, precipitation or the like did not occur, and the polymerizable compound represented by the formula (I-2) had excellent compatibility with other liquid crystal compounds. I found out.
  • CLC-8 was injected by vacuum injection into a cell with ITO coated with a polyimide alignment film that induces homeotropic alignment with a cell gap of 3.5 ⁇ m.
  • the liquid crystal cell was irradiated with ultraviolet light by a high-pressure mercury lamp through a filter that cuts ultraviolet light of 320 nm or less while applying a rectangular wave of 1.8 V at a frequency of 1 kHz.
  • the cell surface was adjusted to have an irradiation intensity of 10 mW / cm 2 and irradiated for 600 seconds to obtain a vertically aligned liquid crystal display element in which the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition was polymerized.
  • the pretilt angle before the ultraviolet irradiation of the element was 89.2 degrees, whereas the pretilt angle after the irradiation was 87.6 degrees, and the pretilt angle was 87.6 degrees. It was fixed.
  • the content of the compound represented by the formula (I-2) contained in the device was analyzed by liquid chromatographic analysis, but was below the detection limit. Thus, it was confirmed that the polymerizable compound represented by the formula (I-2) can be polymerized without using a polymerization initiator, and the unpolymerized product remaining after the polymerization is below the detection limit.
  • Example 9 A compound selected from general formula (II), a compound selected from general formula (IIIa), general formula (IIIb) and general formula (IIIc), or general formula (IVa), general formula (IVb) and general formula (IVc) As an example containing a compound selected from the following, a liquid crystal composition LC-3 having the following components was prepared.
  • a polymerizable liquid crystal composition CLC-9 was prepared by adding 0.3% of the polymerizable compound represented by the formula (I-2) to 99.7% of the liquid crystal composition LC-3 and uniformly dissolving the compound. It was found that the polymerizable compound represented by the formula (I-2) does not deteriorate the liquid crystal properties of the liquid crystal composition to be added. Further, the CLC-9 was stored in a cold place ( ⁇ 20 ° C.) for 4 weeks, but no precipitation occurred, and the polymerizable compound represented by the formula (I-2) was excellent in compatibility with other liquid crystal compounds. I found out.
  • CLC-9 was injected by vacuum injection into a cell with ITO coated with a polyimide alignment film that induces homeotropic alignment with a cell gap of 3.5 ⁇ m.
  • the liquid crystal cell was irradiated with ultraviolet light by a high-pressure mercury lamp through a filter that cuts ultraviolet light of 320 nm or less while applying a rectangular wave of 1.8 V at a frequency of 1 kHz.
  • the cell surface was adjusted to have an irradiation intensity of 10 mW / cm 2 and irradiated for 600 seconds to obtain a vertically aligned liquid crystal display element in which the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition was polymerized.
  • the pretilt angle before the ultraviolet irradiation of the element was 89.6 degrees
  • the pretilt angle after the irradiation was 87.0 degrees, which was a pretilt
  • the pretilt angle was adjusted in a state where the liquid crystal molecules were tilted from the vertical direction. It was fixed.
  • the content of the compound represented by the formula (I-2) contained in the device was analyzed by liquid chromatographic analysis, but was below the detection limit. Thus, it was confirmed that the polymerizable compound represented by the formula (I-2) can be polymerized without using a polymerization initiator, and the unpolymerized product remaining after the polymerization is below the detection limit.
  • Example 10 A compound selected from general formula (II), a compound selected from general formula (IIIa), general formula (IIIb) and general formula (IIIc), or general formula (IVa), general formula (IVb) and general formula (IVc)
  • a liquid crystal composition LC-4 having the following components was prepared.
  • Table 5 shows the physical properties of the above liquid crystal composition LC-4.
  • a polymerizable liquid crystal composition CLC-10 was prepared by adding 0.3% of the polymerizable compound represented by the formula (I-2) to 99.7% of the liquid crystal composition LC-4 and uniformly dissolving it. It was found that the polymerizable compound represented by the formula (I-2) does not deteriorate the liquid crystal properties of the liquid crystal composition to be added. Further, although this CLC-10 was stored in a cold place ( ⁇ 20 ° C.) for 4 weeks, precipitation or the like did not occur, and the polymerizable compound represented by the formula (I-2) had excellent compatibility with other liquid crystal compounds. I found out.
  • CLC-10 was injected by vacuum injection into a cell with ITO coated with a polyimide alignment film that induces homeotropic alignment with a cell gap of 3.5 ⁇ m.
  • the liquid crystal cell was irradiated with ultraviolet light by a high-pressure mercury lamp through a filter that cuts ultraviolet light of 320 nm or less while applying a rectangular wave of 1.8 V at a frequency of 1 kHz.
  • the cell surface was adjusted to have an irradiation intensity of 10 mW / cm 2 and irradiated for 600 seconds to obtain a vertically aligned liquid crystal display element in which the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition was polymerized.
  • the pretilt angle before the ultraviolet irradiation of the element was 89.8 degrees, whereas the pretilt angle after the irradiation was 87.2 degrees, which was a pretilt, and the pretilt angle was adjusted while the liquid crystal molecules were tilted from the vertical direction. It was fixed.
  • the content of the compound represented by the formula (I-2) contained in the device was analyzed by liquid chromatographic analysis, but was below the detection limit. Thus, it was confirmed that the polymerizable compound represented by the formula (I-2) can be polymerized without using a polymerization initiator, and the unpolymerized product remaining after the polymerization is below the detection limit.
  • Example 11 A compound selected from general formula (II), a compound selected from general formula (IIIa), general formula (IIIb) and general formula (IIIc), or general formula (IVa), general formula (IVb) and general formula (IVc) As an example containing a compound selected from the following, a liquid crystal composition LC-5 having the following components was prepared.
  • Table 6 shows the physical properties of the liquid crystal composition LC-5.
  • a polymerizable liquid crystal composition CLC-11 was prepared by adding 0.3% of the polymerizable compound represented by the formula (I-2) to 99.7% of the liquid crystal composition LC-5 and uniformly dissolving the compound. It was found that the polymerizable compound represented by (I-2) does not deteriorate the liquid crystal properties of the liquid crystal composition to be added. Further, although this CLC-11 was stored in a cold place ( ⁇ 20 ° C.) for 4 weeks, precipitation or the like did not occur, and the polymerizable compound represented by the formula (I-2) had excellent compatibility with other liquid crystal compounds. I found out.
  • CLC-11 was injected by a vacuum injection method into a cell with ITO coated with a polyimide alignment film that induces parallel alignment with a cell gap of 3.5 ⁇ m.
  • the liquid crystal cell was irradiated with ultraviolet light by a high-pressure mercury lamp through a filter that cuts ultraviolet light of 320 nm or less while applying a rectangular wave of 1.8 V at a frequency of 1 kHz.
  • the cell surface was adjusted to have an irradiation intensity of 10 mW / cm 2 and irradiated for 600 seconds to obtain a vertically aligned liquid crystal display element in which the polymerizable compound in the polymerizable liquid crystal composition was polymerized.
  • the pretilt angle before the ultraviolet irradiation of the device was 0.1 degree, whereas the pretilt angle after the irradiation was 3.2 degrees and the pretilt angle was given when the liquid crystal molecules were tilted from the horizontal direction.
  • the content of the compound represented by the formula (I-2) contained in the device was analyzed by liquid chromatographic analysis, but was below the detection limit. Thus, it was confirmed that the polymerizable compound represented by the formula (I-2) can be polymerized without using a polymerization initiator, and the unpolymerized product remaining after the polymerization is below the detection limit.

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Abstract

 本発明の重合性化合物を含有する液晶組成物は、広い温度範囲において析出するという問題がなく、重合速度が速く、重合後の液晶配向規制力が高く、表示ムラ等のない表示品位に優れ、焼き付き等の表示特性に不具合を生じない優れた表示特性を有するPSA型液晶表示素子を作製することができるというすぐれた特徴を有し、実用的な液晶組成物として適している。また、これを用いた液晶表示素子は、PSA型液晶表示素子に好適に使用できる。

Description

重合性化合物を含有する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を含有する液晶組成物、更に当該液晶組成物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実用化されてきた。
 PSA型液晶表示素子の製造は、液晶性化合物及び重合性化合物を含む重合性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。
 液晶分子のプレチルト角の変化に起因する焼き付きは、表示素子を構成した場合において同一の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ものである。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1~4)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、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ことから、改善が求められていた。
 また、ビアリール系重合性化合物は例えばUV照射により重合する際に、反応速度が低いため、UV照射時間を長くする必要がある。しかし、UV照射時間を長くすると液晶化合物の分解等が起こり、信頼性の低下につながる。
 以上より、重合性化合物含有液晶組成物において求められる、表示素子の焼き付き特性、配向安定性、析出が発生しない液晶組成物としての安定性、表示特性、PSA型液晶表示素子作製の際の製造効率等の特性を充足することは困難であり、更なる改善の必要がある。
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、重合速度が速く、重合後の液晶配向規制力が高く、焼き付き等の表示特性に不具合を生じない重合性化合物含有液晶組成物を提供することにある。更には、この重合性化合物含有液晶組成物を用いることで表示ムラ等のない表示品位に優れ、優れた表示特性を有するPSA型液晶表示素子を提供することにある。
 本願発明者らは種々の重合性化合物及び種々の非重合性の液晶材料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非重合性の液晶材料から成る重合性化合物を含有する液晶組成物が前述の課題を解決できることを見出し本願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-C000007
(式中、R及びRはそれぞれ独立して、以下の式(R-1)から式(R-15)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
の何れかを表し、S及びSはお互いに独立して、炭素原子数1~12のアルキレン基又は単結合を表し、該アルキレン基中のメチレン基は酸素原子同士が直接結合しないものとして、酸素原子、硫黄原子、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-又は-C≡C-で置換されて良く、但し、S及びSの少なくとも一方は単結合ではなく、XからX12はそれぞれ独立して水素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、メチル基、塩素原子又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-C000009
(式中、R21及びR22はお互い独立して炭素原子数1から10のアルキル基又は炭素原子数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個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-又は-S-に置換されても良く、また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又は塩素原子に置換されても良く、
21、M22及びM23はお互い独立して
(a) トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-又は-S-に置き換えられてもよい)、
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は窒素原子に置き換えられてもよい)、3-フルオロ-1,4-フェニレン基、3,5-ジフルオロ-1,4-フェニレン基及び
(c) 1,4-シクロヘキセニレン基、1,4-ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン-2,5-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基及び1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基
からなる群より選ばれる基を表し、
oは0、1又は2を表し、
21及びL22はお互い独立して単結合、-CHCH-、-(CH-、-OCH-、-CHO-、-OCF-、-CFO-、-CH=CH-、-CH=N-N=CH-又は-C≡C-を表し、L22及び/又はM23が複数存在する場合は、それらは同一でも良く異なっていても良い。)で表される化合物を一種又は二種以上含有し、第三成分として、一般式(IIIa)、一般式(IIIb)及び一般式(IIIc)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(式中R31、R32及びR33はお互い独立して炭素原子数1から10のアルキル基又は炭素原子数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個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-又は-S-に置換されても良く、また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又は塩素原子に置換されても良く、
31、M32、M33、M34、M35、M36、M37及びM38はお互い独立して、
(d) トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-又は-S-に置き換えられてもよい)、
(e) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は窒素原子に置き換えられてもよい)、3-フルオロ-1,4-フェニレン基、3,5-ジフルオロ-1,4-フェニレン基及び、
(f) 1,4-シクロヘキセニレン基、1,4-ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン-2,5-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基及びデカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(d)、基(e)又は基(f)に含まれる水素原子はそれぞれシアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又は塩素原子で置換されていても良く、
31、L32、L33、L34、L35、L36、L37及びL38はお互い独立して単結合、-COO-、-OCO-、-CHCH-、-(CH-、-OCH-、-CHO-、-OCF-、-CFO-又は-C≡C-を表し、M32、M34、M35、M37、M38、L31、L33、L35、L36及び/又はL38が複数存在する場合は、それらは同一でも良く異なっていても良く、
31、X32、X33、X34、X35、X36及びX37はお互い独立して水素原子又はフッ素原子を表し、
31、Y32及びY33はお互い独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、チオシアナト基、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基又はジフルオロメトキシ基を表し、
31、X32又はY31のうち少なくともひとつはフッ素原子、塩素原子、シアノ基、チオシアナト基、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、又はジフルオロメトキシ基を表すか、M31又はM32に含まれる水素原子のうち少なくともひとつはシアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又は塩素原子を表し、
33、X34、X35又はY32のうち少なくともひとつはフッ素原子、塩素原子、シアノ基、チオシアナト基、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、ジフルオロメトキシ基を表すか、M33、M34又はM35に含まれる水素原子のうち少なくともひとつはシアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又は塩素原子を表し、
36、X37又はY33のうち少なくともひとつはフッ素原子、塩素原子、シアノ基、チオシアナト基、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、ジフルオロメトキシ基を表すか、M36、M37及びM38に含まれる水素原子のうち少なくともひとつはシアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又は塩素原子を表し、
p、q、r、s及びtはお互い独立して、0、1又は2を表すが、q+r及びs+tは2以下である。)で表される化合物からなる群から選ばれる化合物又は
一般式(IVa)、一般式(IVb)及び一般式(IVc)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(式中R41、R42、R43、R44、R45及びR46はお互い独立して炭素原子数1から10のアルキル基又は炭素原子数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個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-又は-S-に置換されていても良く、また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又は塩素原子に置換されても良く、
41、M42、M43、M44、M45、M46、M47、M48及びM49はお互い独立して、
(d) トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-又は-S-に置き換えられてもよい)、
(e) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は窒素原子に置き換えられてもよい)及び、
(f) 1,4-シクロヘキセニレン基、1,4-ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン-2,5-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基及びデカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(d)、基(e)又は基(f)に含まれる水素原子はそれぞれシアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又は塩素原子で置換されていても良く、
41、L42、L43、L44、L45、L46、L47、L48及びL49はお互い独立して単結合、-COO-、-OCO-、-CHCH-、-(CH-、-OCH-、-CHO-、-OCF-、-CFO-又は-C≡C-を表し、M42、M43、M45、M46、M48、M49、L41、L43、L44、L46、L47及び/又はL49が複数存在する場合は、それらは同一でも良く異なっていても良く、
41、X42、X43、X44、X45、X46、X47及びX48はお互い独立して水素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又はフッ素原子を表すが、X41及びX42の何れか一つはフッ素原子を表し、X43、X44及びX45の何れか一つはフッ素原子を表し、X46、X47及びX48の何れか一つはフッ素原子を表すが、X46及びX47は同時にフッ素原子を表すことはなく、X46及びX48は同時にフッ素原子を表すことはない、
Gはメチレン基又は-O-を表し、
u、v、w、x、y及びzはお互い独立して、0、1又は2を表すが、u+v、w+x及びy+zは2以下である。)で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を一種又は二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を提供し、更に、当該液晶組成物を用いた液晶表示素子を提供する。
 本願発明の必須成分である重合性化合物は非重合性液晶化合物に対する相溶性が優れるため、低い温度でもネマチック状態を維持するような安定した液晶組成物を得ることができる。また、本願発明の一般式(I)で表される重合性化合物は、ビフェニル系重合性化合物と比較して重合速度が速いため重合時間を短くできるため、非重合性液晶化物への光等による悪影響が大幅に軽減される。これにより液晶組成物中の重合性化合物をポリマー化することで配向付与する液晶表示素子の表示不具合が大幅に軽減され、また、製造時の歩留まりを向上できる。また、本願重合性液晶組成物を用いたPSA型液晶表示素子は応答速度が速いため、該液晶表示素子用の液晶組成物として有用である。
 本願発明の重合性化合物を含有する液晶組成物で用いられる重合性化合物は、一般式(I)で表される化合物で構成される。
 一般式(I)において、S及びSはお互いに独立して、アルキレン基又は単結合を表すが、少なくとも一方は単結合ではない。アルキレン基としては、酸素原子同士が直接結合しないものとしてメチレン基が、酸素原子、硫黄原子、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-又は-C≡C-で置換されて良い炭素原子数1~12のアルキレン基が好ましく、酸素原子同士が直接結合しないものとしてメチレン基が酸素原子、-COO-、-OCO-、又は-OCOO-に置き換えられても良い炭素原子数2~12のアルキレン基がより好ましい。
 R及びRは重合基を表す。具体的な例としては、下記に示す構造が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 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。特に重合方法として紫外線重合を行う場合には、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)、式(R-7)、式(R-11)又は式(R-13)がより好ましく、式(R-1)又は式(R-2)が特に好ましい。
 一般式(I)において、XからX12はそれぞれ独立して水素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、メチル基、塩素原子又はフッ素原子を表すが、非重合性液晶化合物との相溶性を考慮した場合には、少なくとも1つがトリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、メチル基又はフッ素原子であることが好ましく、少なくとも1つがメチル基又はフッ素原子であることが好ましい。X、X、X及びX12が水素原子であり、X~X及びX~X11の少なくとも一つがメチル基又はフッ素原子であることが好ましい。
 一般式(I)で表される重合性化合物の好ましい例は、一般式(I-1)から一般式(I-40)である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(式中、R、R、S及びSは一般式(I)におけると同じ意味を表す。)
 これらの重合性化合物のうち一般式(I-2)、(I-3)、(I-21)、(I-26)及び(I-36)で表される重合性化合物は非重合性液晶化合物との相溶性が良好であり、低い温度でもネマチック状態を維持するような安定な液晶組成物を得ることができるため特に好ましい。また、一般式(I-2)、(I-3)、(I-21)、(I-26)及び(I-36)で表される骨格を含む重合性化合物は重合性液晶組成物中で重合速度が速く、重合後の配向規制力が適度であり、液晶組成物の良好な配向状態が得られるため好ましい。なお、配向規制力が低いと液晶分子の配向の変化が生じるなど表示不良の原因となるため、配向規制力を特に重視する場合には一般式(I-2)又は一般式(I-3)で表される重合性化合物が特に好ましい。
 本願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種含有することが特に好ましい。一般式(I)で表される化合物の含有率は、少ないと非重合性液晶化合物に対する配向規制力が弱くなり、多すぎると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してしまうため、下限値は0.01質量%であることが好ましく、0.03質量%であることがより好ましく、上限値は2.0質量%であることが好ましく、1.0質量%であることがより好ましい。
 第二成分として使用する一般式(II)で表される化合物において、R21及びR22はお互い独立して炭素原子数1から10のアルキル基又は炭素原子数2から10のアルケニル基(これらの基中に存在する1個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-又は-S-に置換されたもの、また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又は塩素原子に置換されたものも含む。)が好ましく、炭素原子数1から5のアルキル基、炭素原子数1から5のアルコキシ基、炭素原子数2から5のアルケニル基又は炭素原子数3から6のアルケニルオキシ基がより好ましく、炭素原子数1から5のアルキル基又は炭素原子数1から5のアルコキシ基が特に好ましい。
 M21、M22及びM23はお互い独立してトランス-1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個のCH基又は隣接していない2個のCH基が酸素原子に置換されているものを含む)、1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個又は2個以上のCH基は窒素原子に置換されているものを含む)、3-フルオロ-1,4-フェニレン基、3,5-ジフルオロ-1,4-フェニレン基、1,4-シクロヘキセニレン基、1,4-ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン-1,4-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基又は1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基が好ましく、トランス-1,4-シクロヘキシレン基、1,4-フェニレン基、又は1,4-ビシクロ[2.2.2]オクチレン基がより好ましく、トランス-1,4-シクロヘキシレン基又は1,4-フェニレン基が特に好ましい。oは0、1又は2が好ましく、0又は1がより好ましい。L21及びL22はお互い独立して、単結合、-CHCH-、-(CH-、-OCH-、-CHO-、-OCF-、-CFO-、-CH=CH-、-CH=N-N=CH-又は-C≡C-が好ましく、単結合、-CHCH-、-(CH-、-OCH-又は-CHO-がより好ましく、単結合又は-CHCH-が更に好ましい。
 上記の選択肢の組み合わせにより形成される構造のうち、-CH=CH-CH=CH-、-C≡C-C≡C-及び-CH=CH-C≡C-は化学的な安定性から好ましくない。またこれら構造中の水素原子がフッ素原子に置き換わったものも同様に好ましくない。また酸素同士が結合する構造、硫黄原子同士が結合する構造及び硫黄原子と酸素原子が結合する構造となることも同様に好ましくない。また窒素原子同士が結合する構造、窒素原子と酸素原子が結合する構造及び窒素原子と硫黄原子が結合する構造も同様に好ましくない。
 更に詳述すると、一般式(II)は、具体的な構造として以下の一般式(II-A)から一般式(II-P)からなる群で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
(式中、R23及びR24は、それぞれ独立的に炭素数1から10のアルキル基、炭素数1から10のアルコキシ基、炭素数2から10のアルケニル基又は炭素数3から10のアルケニルオキシ基を表す。)
 R23及びR24は、それぞれ独立的に炭素数1から10のアルキル基、炭素数1から10のアルコキシ基又は炭素数2から10のアルケニル基がより好ましく、炭素数1から5のアルキル基又は炭素数1から5のアルコキシ基が更に好ましい。
 一般式(II-A)から一般式(II-P)で表される化合物中、一般式(II-A)、一般式(II-B)、一般式(II-C)、一般式(II-E)、一般式(II-H)、 一般式(II-I)、一般式(II-I)又は一般式(II-K)で表される化合物が好ましく、一般式(II-A)、一般式(II-C)、一般式(II-E)、 一般式(II-H)又は一般式(II-I)で表される化合物が更に好ましい。
 本願発明では一般式(II)で表される化合物を少なくとも1種を含有するが、1種~10種含有することが好ましく、2種~8種含有することが特に好ましく、一般式(II)で表される化合物の含有率の下限値は5質量%であることが好ましく、10質量%であることがより好ましく、20質量%であることが更に好ましく、30質量%であることが特に好ましく、上限値としては80質量%が好ましく、70質量%が更に好ましく、60質量%が更に好ましい。
 第三成分として使用する一般式(IIIa)、一般式(IIIb)及び一般式(IIIc)で表される化合物において、R31、R32及びR33はお互い独立して炭素原子数1から10のアルキル基又は炭素原子数2から10のアルケニル基、炭素数1~15の直鎖状アルキル基又は炭素数2~15のアルケニル基(これらの基中に存在する1個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-又は-S-に置換されているもの、また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又は塩素原子に置換されているものも含む。)が好ましく、炭素数1~10の直鎖状アルキル基、炭素数1~10の直鎖状アルコキシ基又は炭素数2~10アルケニル基がより好ましく、炭素数1~8の直鎖状アルキル基又は炭素数1~8のアルコキシ基が特に好ましい。
 M31、M32、M33、M34、M35、M36、M37及びM38はお互い独立して、トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-又は-S-に置き換えられているものも含む。)、1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は窒素原子に置き換えられているものも含む)、1,4-シクロヘキセニレン基、1,4-ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン-1,4-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基及びデカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基で表す基(各々の基はそれぞれ水素原子がシアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又は塩素原子で置換されているものも含む。)が好ましく、トランス-1,4-シクロへキシレン基、1,4-フェニレン基、3-フルオロ-1,4-フェニレン基又は3,5-ジフルオロ-1,4-フェニレン基がより好ましく、トランス-1,4-シクロへキシレン基又は1,4-フェニレン基が更に好ましく、トランス-1,4-シクロへキシレン基が特に好ましい。
 L31、L32、L33、L34、L35、L36、L37及びL38はお互い独立して単結合、-OCO-、-COO-、-CHCH-、-(CH-、-OCH-、-CHO-、-OCF-、-CFO-又は-C≡C-が好ましく、単結合、-CHCH-、-(CH-又は-C≡C-がより好ましく、単結合又は-CHCH-が特に好ましい。X31、X32、X33、X34、X35、X36、及びX37はお互い独立して水素原子又はフッ素原子をし、Y31、Y32、及びY33はお互い独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、チオシアナト基、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、ジフルオロメトキシ基又は炭素原子数1~12のアルキル基を表すことが好ましく、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基又は炭素原子数1~12のアルキル基を表すことが好ましく、フッ素原子を表すことが特に好ましい。p、q、r、s、及びtはお互い独立して、0、1又は2を表すが、q+r及びs+tは2以下を表す。
 上記の選択肢の組み合わせにより形成される構造のうち、-CH=CH-CH=CH-、-C≡C-C≡C-及び-CH=CH-C≡C-は化学的な安定性から好ましくない。またこれら構造中の水素原子がフッ素原子に置き換わったものも同様に好ましくない。また酸素同士が結合する構造、硫黄原子同士が結合する構造及び硫黄原子と酸素原子が結合する構造となることも同様に好ましくない。また窒素原子同士が結合する構造、窒素原子と酸素原子が結合する構造及び窒素原子と硫黄原子が結合する構造も同様に好ましくない。
 具体的には以下の一般式(IIIa-1)で示される構造を表すことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(式中、R34は炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数1~8のアルコキシル基又は炭素原子数2~8のアルケニル基を表し、L39及びL40はそれぞれ独立して単結合、-CHCH-、-(CH-、-OCH-、-CHO-、-OCF-、-CFO-又は-C≡C-を表し、M38は1,4-フェニレン基又はトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表し、X32は水素原子又はフッ素原子を表し、pは0又は1を表し、Y34はシアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又はトリフルオロメトキシ基を表す。)
 更に具体的には以下の一般式(IIIa-2a)~一般式(IIIa-4d)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
(式中、R34は炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数1~8のアルコキシル基又は炭素原子数2~8のアルケニル基を表し、X31及びX32はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表し、Y31はシアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又はトリフルオロメトキシ基を表す。)で表される構造が好ましく、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
(式中、R34は炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数1~8のアルコキシル基又は炭素原子数2~8のアルケニル基を表し、Y31はシアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又はトリフルオロメトキシ基を表す。)で表される構造も好ましい。
 一般式(IIIb)は具体的な構造として以下の一般式
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
(式中、R35は炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数1~8のアルコキシル基又は炭素原子数2~8のアルケニル基を表し、Y35はシアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又はトリフルオロメトキシ基を表す。)で表される構造が好ましく、
 一般式(IIIc)は具体的な構造として以下の一般式
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
(式中、R36は炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数1~8のアルコキシル基又は炭素原子数2~8のアルケニル基を表し、Y36はシアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又はトリフルオロメトキシ基を表す。)で表される構造が好ましい。
 一般式(IIIa)、一般式(IIIb)及び一般式(IIIc)で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を少なくとも1種を含有するが、1種~10種含有することが好ましく、2種~8種含有することが特に好ましく、一般式(IIIa)、一般式(IIIb)及び一般式(IIIc)で表される化合物からなる群の含有率の下限値は5質量%であることが好ましく、10質量%であることがより好ましく、20質量%であることが好ましく、上限値は80質量%が好ましく、70質量%が好ましく、60質量%が好ましく、50質量%が更に好ましい。
 また、一般式(IVa)、一般式(IVb)及び一般式(IVc)で表される化合物において、R41、R42、R43、R44、R45及びR46はお互い独立して炭素原子数1から10のアルキル基又は炭素原子数2から10のアルケニル基、炭素数1~15の直鎖状アルキル基又は炭素数2~15のアルケニル基(これらの基中に存在する1個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-又は-S-に置換されているもの、また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又は塩素原子に置換されているものも含む。)が好ましく、炭素数1~10の直鎖状アルキル基、炭素数1~10の直鎖状アルコキシ基又は炭素数2~10アルケニル基がより好ましく、炭素数1~8の直鎖状アルキル基又は炭素数1~8のアルコキシ基が特に好ましい。M41、M42、M43、M44、M45、M46、M47、M48及びM49はお互い独立して、トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-又は-S-に置き換えられているものも含む。)、1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は窒素原子に置き換えられているものも含む)、1,4-シクロヘキセニレン基、1,4-ビシクロ(2.2.2)オクチレン基、ピペリジン-2,5-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基及びデカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基で表す基(各々の基に含まれる水素原子がそれぞれシアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又は塩素原子で置換されているものも含む。)が好ましく、トランス-1,4-シクロへキシレン基、1,4-フェニレン基、3-フルオロ-1,4-フェニレン基又は2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン基がより好ましく、トランス-1,4-シクロへキシレン基又は1,4-フェニレン基が更に好ましく、トランス-1,4-シクロへキシレン基が特に好ましい。L41、L42、L43、L44、L45、L46、L47、L48及びL49はお互い独立して単結合、-CHCH-、-(CH-、-OCO-、-COO-、-OCH-、-CHO-、-OCF-、-CFO-又は-C≡C-が好ましく、単結合、-CHCH-、-OCH-又は-CHO-がより好ましい。X41、X42、X43、X44、X45、X46、及びX47はお互い独立して水素原子又はフッ素原子を表し、Gはメチレン基又は-O-を表し、u、v、w、x、y及びzはお互い独立して、0、1又は2を表すが、u+v、w+x及びy+zは2以下で表す。
 一般式(IVa)で表される化合物において、具体的には以下の一般式(IVa-1)で示される構造を表すことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
(式中、R47及びR48はお互い独立して炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数1~8のアルコキシル基又は炭素原子数2~8のアルケニル基を表し、L50、L51及びL52はそれぞれ独立して単結合、-CHCH-、-(CH-、-OCH-、-CHO-、-OCF-、-CFO-又は-C≡C-を表し、M50は1,4-フェニレン基又はトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表し、u及びvは、それぞれ独立して0又は1を表す。)
 更に具体的には以下の一般式(IVa-2a)~一般式(IVa-3i)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
(式中、R47及びR48は、それぞれ独立して炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数1~8のアルコキシル基又は炭素原子数2~8のアルケニル基を表す。)で表される構造が好ましく、R47及びR48がそれぞれ独立して炭素原子数1~8のアルキル基又は炭素原子数1~8のアルコキシル基が更に好ましい。
 一般式(IVb)で表される化合物において、具体的には以下の一般式(IVb-1)で示される構造を表すことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
(式中、R49 及びR50はお互い独立して炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数1~8のアルコキシル基又は炭素原子数2~8のアルケニル基を表し、L52、L53及びL54はそれぞれ独立して単結合、-CHCH-、-(CH-、-OCH-、-CHO-、-OCF-、-CFO-又は-C≡C-を表し、M51、M52及びM53は1,4-フェニレン基又はトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表し、w1及びx1は、独立して0、1又は2を表すが、w1+x1は2以下を表す。)
 更に具体的には以下の一般式(IVb-2a)~(IVb-3l)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
(式中、R49及びR50は、それぞれ独立して炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数1~8のアルコキシル基又は炭素原子数2~8のアルケニル基を表す。)で表される構造が好ましい。
 一般式(IVc)で表される化合物において、具体的には以下の一般式(IVc-1a)及び一般式(IVc-1b)で示される構造を表すことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
(式中、R51 及びR52はお互い独立して炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数1~8のアルコキシル基又は炭素原子数2~8のアルケニル基を表し、L56、L57及びL58はそれぞれ独立して単結合、-CHCH-、-(CH-、-OCH-、-CHO-、-OCF-、-CFO-又は-C≡C-を表し、M54、M55及びM56は1,4-フェニレン基又はトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表し、y1及びz1は、独立して0、1又は2を表すが、y1+z1は2以下を表す。)
 更に具体的には以下の一般式(IVc-2a)~(IVc-2g)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
(式中、R51 及びR52はお互い独立して炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数1~8のアルコキシル基又は炭素原子数2~8のアルケニル基を表す。)
 第三成分として使用する一般式(IIIa)、一般式(IIIb)及び一般式(IIIc)で表される化合物からなる群から選ばれる化合物、又は一般式(IVa)、一般式(IVb)及び一般式(IVc)で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を少なくとも1種を含有するが、2種~10種含有することが好ましく、2種~8種含有することが特に好ましく、含有率の下限値が5質量%であることが好ましく、10質量%であることがより好ましく、20質量%であることがより好ましく、上限値が80質量%であることが好ましく、70質量%であることが好ましく、60質量%であることが好ましく、50質量%であることが好ましい。
 本願発明の液晶組成物において、Δnは0.08~0.25の範囲であることが好ましい。
 本願発明に使用される化合物全てに共通するが、化合物の構造のうち、-CH=CH-CH=CH-、-C≡C-C≡C-及び-CH=CH-C≡C-は化学的な安定性から好ましくない。またこれら構造中の水素原子がフッ素原子等に置き換わったものも同様に好ましくない。また酸素同士が結合する構造、硫黄原子同士が結合する構造及び硫黄原子と酸素原子が結合する構造となることも同様に好ましくない。また窒素原子同士が結合する構造、窒素原子と酸素原子が結合する構造及び窒素原子と硫黄原子が結合する構造も同様に好ましくない。
 本願発明の液晶組成物において、Δεは液晶表示素子の表示モードによって、正、又は負のΔεを有するものを用いることができる。MVAモードの液晶表示素子においては、負のΔεを有する液晶組成物を使用する。その場合のΔεは、-1以下が好ましく、-2以下がより好ましい。
 本願発明の液晶組成物は、広い液晶相温度範囲(液晶相下限温度と液晶相上限温度の差の絶対値)を有するが、液晶相温度範囲が100℃以上であることが好ましく、120℃以上がより好ましい。また、液晶相上限温度は70℃以上であることが好ましく、80℃以上がより好ましい。更に、液晶相下限温度は-20℃以下であることが好ましく、-30℃以下がより好ましい。
 本願発明の液晶組成物は、上記の化合物以外に、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などを含有していてもよい。
 本願発明の重合性化合物を含有する液晶組成物は、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。
 本願発明の液晶組成物には、その保存安定性を向上させるために、安定剤を添加することもできる。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。安定剤を使用する場合の添加量は、液晶組成物に対して0.005~1質量%の範囲が好ましく、0.02~0.5質量%が更に好ましく、0.03~0.1質量%が特に好ましい。
 本願発明の液晶組成物は、液晶組成物中の重合性化合物が重合することにより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枚の基板間に高分子安定化液晶組成物を狭持させるに方法は、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、迅速な重合の進行が望ましいので、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、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、配向安定性およびコントラストの観点からプレチルト角を80度から89度に制御することが好ましい。
 照射時の温度は、本願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/cm~100W/cmが好ましく、2mW/cm~50W/cm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、1mJ/cm~500J/cmが好ましく、100mJ/cm~200J/cm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~3600秒が好ましい。
 以下、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。
 液晶組成物の物性として、以下のように表す。
N-I (℃) :ネマチック相-等方性液体相転移温度(液晶相上限温度)
Δε  :誘電率異方性
Δn  :屈折率異方性
Vth  (V) :周波数1kHzの矩形波を印加した時の透過率が10%変化する印加電圧(しきい値電圧)
(UV硬化後のモノマー残存量の測定方法)
 液晶セルに液晶組成物を注入後、UVを照射し重合性化合物を重合させる。その後、液晶セルを分解し、液晶材料、重合物、未重合の重合性化合物を含む溶出成分のアセトニトリル溶液を得る。これを高速液体クロマトグラフィー(カラム:逆相非極性カラム、展開溶媒:アセトニトリル)により、各成分のピーク面積を測定する。指標とする液晶材料のピーク面積と未重合の重合性化合物のピーク面積比から、残存する重合性化合物の量を決定した。この値と当初添加した重合性化合物の量からモノマー残存量を決定した。なお、重合性化合物の残存量の検出限界は500ppmであった。
(実施例1)
 一般式(II)から選ばれる化合物、一般式(IIIa)、一般式(IIIb)及び一般式(IIIc)から選ばれる化合物又は、一般式(IVa)、一般式(IVb)及び一般式(IVc)から選ばれる化合物を含有した液晶組成物LC-1を調製した。構成する化合物及び含有する比率は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 上記液晶組成物LC-1の物性を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000039
 液晶組成物LC-1 99.7%に対して、式(I-2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
で示される重合性化合物を0.3%添加し均一溶解することにより重合性液晶組成物CLC-1を調製した。CLC-1の物性は上記のLC-1の物性とほとんど違いはなかった。このため、式(I-2)で表される重合性化合物は添加する液晶組成物の液晶性を低下させないことがわかった。また、このCLC-1を4週間冷所(-20℃)に保存したが析出等は起こらず、式(I-2)で示される重合性化合物は他の液晶化合物との相溶性が優れていることがわかった。CLC-1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た。このセルのプレチルト角(クリスタルローテーション法)を測定した後、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、高圧水銀灯により液晶セルに紫外線を照射した。セル表面の照射強度が10mW/cmとなるように調整して600秒間照射して、重合性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。素子の紫外線照射前後のプレチルト角及び素子の電気光学特性を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000041
 上記のプレチルト角の結果から、重合性化合物が重合することにより、液晶化合物に対する配向規制力が生じており、液晶分子が垂直方向から2.2度傾いた状態でプレチルト角を固定化した垂直配向性液晶表示素子を得ることがわかった。
 また、液体クロマトグラフ分析により、素子中に含有する一般式(I-2)で示される化合物の含有量を分析したが、検出されなかった。これにより、一般式(I-2)で示される重合性化合物は、重合開始剤を使用することなく重合することができ、かつ重合後に残存する未重合物が検出限界以下であることを確認した。
(比較例1)
 液晶組成物LC-1 99.7%に対して、式(A)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
で示される重合性化合物を0.3%添加し均一溶解することにより重合性液晶組成物CLC-Aを調製した。CLC-A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た。このセルのプレチルト角を測定した後、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、高圧水銀灯により液晶セルに紫外線を照射した。セル表面の照射強度が10mW/cmとなるように調整して600秒間照射して、重合性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。素子の紫外線照射前のプレチルト角は、89.7度であったのに対して、照射後のプレチルト角は89.5度とプレチルト角に変化は無く、液晶分子が垂直方向からほとんど傾いていなかった。液体クロマトグラフ分析により、素子中に含有する一般式(A)で示される化合物の含有量を分析した結果、紫外線照射前と含有量に変化はなく、重合性化合物(A)の重合は進行していなかった。また、このCLC-Aを1週間冷所(-20℃)に保存した結果析出が起こったため、式(A)で示される重合性化合物は他の液晶化合物との相溶性が劣ることがわかった。
(比較例2)
 液晶組成物LC-1 99.7%に対して、式(B)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
で示される重合性化合物を0.3%添加し均一溶解することにより重合性液晶組成物CLC-Bを調製した。CLC-B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た。このセルのプレチルト角を測定した後、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、高圧水銀灯により液晶セルに紫外線を照射した。セル表面の照射強度が10mW/cmとなるように調整して600秒間照射して、重合性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。素子の紫外線照射前のプレチルト角は、89.6度であったのに対して、照射後のプレチルト角は87.4度となり、液晶分子が垂直方向から傾いた状態でプレチルト角を固定化されていた。液体クロマトグラフ分析により、素子中に含有する一般式(B)で示される化合物の含有量を分析したが、検出限界以下であった。しかし、このCLC-Bを2週間冷所(-20℃)に保存した結果析出が起こったため、式(B)で示される重合性化合物は他の液晶化合物との相溶性が劣ることがわかった。
(実施例2)
 液晶組成物LC-1 99.5%に対して、式(I-2)で示される重合性化合物を0.5%添加し均一溶解することにより重合性液晶組成物CLC-2を調製した。CLC-2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た。このセルのプレチルト角を測定した後、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、高圧水銀灯により液晶セルに紫外線を照射した。セル表面の照射強度が10mW/cmとなるように調整して600秒間照射して、重合性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。素子の紫外線照射前のプレチルト角は、89.6度であったのに対して、照射後のプレチルト角は86.8度となり、液晶分子が垂直方向から傾いた状態でプレチルト角を固定化されていた。液体クロマトグラフ分析により、素子中に含有する一般式(I-2)で示される化合物の含有量を分析したが、検出限界以下であった。これにより、一般式(I-2)で示される重合性化合物は、重合開始剤を使用することなく重合することができ、かつ重合後に残存する未重合物が検出限界以下であることを確認した。
(実施例3)
 液晶組成物LC-1 99.7%に対して、式(I-1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
で示される重合性化合物を0.3%添加し均一溶解することにより重合性液晶組成物CLC-3を調製した。式(I-1)で表される重合性化合物は添加する液晶組成物の液晶性を低下させないことがわかった。また、このCLC-3を4週間冷所(-20℃)に保存したが析出等は起こらず、式(I-1)で示される重合性化合物は他の液晶化合物との相溶性が優れていることがわかった。CLC-3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た。このセルのプレチルト角を測定した後、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、高圧水銀灯により液晶セルに紫外線を照射した。セル表面の照射強度が10mW/cmとなるように調整して600秒間照射して、重合性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。素子の紫外線照射前のプレチルト角は、89.8度であったのに対して、照射後のプレチルト角は87.3度となり、液晶分子が垂直方向から傾いた状態でプレチルト角を固定化されていた。液体クロマトグラフ分析により、素子中に含有する一般式(I-1)で示される化合物の含有量を分析したが、検出限界以下であった。これにより、一般式(I-1)で示される重合性化合物は、重合開始剤を使用することなく重合することができ、かつ重合後に残存する未重合物が検出限界以下であることを確認した。
(実施例4)
 液晶組成物LC-1 99.7%に対して、式(I-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
で示される重合性化合物を0.3%添加し均一溶解することにより重合性液晶組成物CLC-4を調製した。式(I-3)で表される重合性化合物は添加する液晶組成物の液晶性を低下させないことがわかった。また、このCLC-4を4週間冷所(-20℃)に保存したが析出等は起こらず、式(I-3)で示される重合性化合物は他の液晶化合物との相溶性が優れていることがわかった。CLC-4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た。このセルのプレチルト角を測定した後、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、高圧水銀灯により液晶セルに紫外線を照射した。セル表面の照射強度が10mW/cmとなるように調整して600秒間照射して、重合性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。素子の紫外線照射前のプレチルト角は、89.7度であったのに対して、照射後のプレチルト角は87.1度となり、液晶分子が垂直方向から傾いた状態でプレチルト角を固定化されていた。液体クロマトグラフ分析により、素子中に含有する一般式(I-3)で示される化合物の含有量を分析したが、検出限界以下であった。これにより、一般式(I-3)で示される重合性化合物は、重合開始剤を使用することなく重合することができ、かつ重合後に残存する未重合物が検出限界以下であることを確認した。
(実施例5)
 液晶組成物LC-1 99.7%に対して、式(I-21)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
で示される重合性化合物を0.3%添加し均一溶解することにより重合性液晶組成物CLC-5を調製した。式(I-21)で表される重合性化合物は添加する液晶組成物の液晶性を低下させないことがわかった。また、このCLC-5を4週間冷所(-20℃)に保存したが析出等は起こらず、式(I-21)で示される重合性化合物は他の液晶化合物との相溶性が優れていることがわかった。CLC-5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た。このセルのプレチルト角を測定した後、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、高圧水銀灯により液晶セルに紫外線を照射した。セル表面の照射強度が10mW/cmとなるように調整して600秒間照射して、重合性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。素子の紫外線照射前のプレチルト角は、89.5度であったのに対して、照射後のプレチルト角は87.8度となり、液晶分子が垂直方向から傾いた状態でプレチルト角を固定化されていた。液体クロマトグラフ分析により、素子中に含有する一般式(I-21)で示される化合物の含有量を分析したが、検出限界以下であった。これにより、一般式(I-21)で示される重合性化合物は、重合開始剤を使用することなく重合することができ、かつ重合後に残存する未重合物が検出限界以下であることを確認した。
(実施例6)
 液晶組成物LC-1 99.7%に対して、式(I-26)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
で示される重合性化合物を0.3%添加し均一溶解することにより重合性液晶組成物CLC-6を調製した。式(I-26)で表される重合性化合物は添加する液晶組成物の液晶性を低下させないことがわかった。また、このCLC-6を4週間冷所(-20℃)に保存したが析出等は起こらず、式(I-26)で示される重合性化合物は他の液晶化合物との相溶性が優れていることがわかった。CLC-6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た。このセルのプレチルト角を測定した後、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、高圧水銀灯により液晶セルに紫外線を照射した。セル表面の照射強度が10mW/cmとなるように調整して600秒間照射して、重合性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。素子の紫外線照射前のプレチルト角は、89.4度であったのに対して、照射後のプレチルト角は87.6度となり、液晶分子が垂直方向から傾いた状態でプレチルト角を固定化されていた。液体クロマトグラフ分析により、素子中に含有する一般式(I-26)で示される化合物の含有量を分析したが、検出限界以下であった。これにより、一般式(I-26)で示される重合性化合物は、重合開始剤を使用することなく重合することができ、かつ重合後に残存する未重合物が検出限界以下であることを確認した。
(実施例7)
 液晶組成物LC-1 99.9%に対して、式(I-26)で示される重合性化合物を0.1%添加し均一溶解することにより重合性液晶組成物CLC-7を調製した。CLC-7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た。このセルのプレチルト角を測定した後、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、高圧水銀灯により液晶セルに紫外線を照射した。セル表面の照射強度が10mW/cmとなるように調整して600秒間照射して、重合性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。素子の紫外線照射前のプレチルト角は、89.8度であったのに対して、照射後のプレチルト角は87.8度となり、液晶分子が垂直方向から傾いた状態でプレチルト角を固定化されていた。液体クロマトグラフ分析により、素子中に含有する一般式(I-26)で示される化合物の含有量を分析したが、検出限界以下であった。これにより、一般式(I-26)で示される重合性化合物は、重合開始剤を使用することなく重合することができ、かつ重合後に残存する未重合物が検出限界以下であることを確認した。
(実施例8)
 一般式(II)から選ばれる化合物、一般式(IIIa)、一般式(IIIb)及び一般式(IIIc)から選ばれる化合物又は、一般式(IVa)、一般式(IVb)及び一般式(IVc)から選ばれる化合物を含有した実例として以下のような構成成分の液晶組成物LC-2を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 上記液晶組成物LC-2の物性を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000049
 液晶組成物LC-2 99.7%に対して、式(I-2)で示される重合性化合物を0.3%添加し均一溶解することにより重合性液晶組成物CLC-8を調製した。式(I-2)で表される重合性化合物は添加する液晶組成物の液晶性を低下させないことがわかった。また、このCLC-8を4週間冷所(-20℃)に保存したが析出等は起こらず、式(I-2)で示される重合性化合物は他の液晶化合物との相溶性が優れていることがわかった。CLC-8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た。このセルのプレチルト角を測定した後、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、高圧水銀灯により液晶セルに紫外線を照射した。セル表面の照射強度が10mW/cmとなるように調整して600秒間照射して、重合性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。素子の紫外線照射前のプレチルト角は、89.2度であったのに対して、照射後のプレチルト角は87.6度とプレチルトがとなり、液晶分子が垂直方向から傾いた状態でプレチルト角を固定化されていた。液体クロマトグラフ分析により、素子中に含有する式(I-2)で示される化合物の含有量を分析したが、検出限界以下であった。これにより、式(I-2)で示される重合性化合物は、重合開始剤を使用することなく重合することができ、かつ重合後に残存する未重合物が検出限界以下であることを確認した。
(実施例9)
 一般式(II)から選ばれる化合物、一般式(IIIa)、一般式(IIIb)及び一般式(IIIc)から選ばれる化合物又は、一般式(IVa)、一般式(IVb)及び一般式(IVc)から選ばれる化合物を含有した実例として以下のような構成成分の液晶組成物LC-3を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 上記液晶組成物LC-3の物性を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000051
 液晶組成物LC-3 99.7%に対して、式(I-2)で示される重合性化合物を0.3%添加し均一溶解することにより重合性液晶組成物CLC-9を調製した。式(I-2)で表される重合性化合物は添加する液晶組成物の液晶性を低下させないことがわかった。また、このCLC-9を4週間冷所(-20℃)に保存したが析出等は起こらず、式(I-2)で示される重合性化合物は他の液晶化合物との相溶性が優れていることがわかった。CLC-9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た。このセルのプレチルト角を測定した後、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、高圧水銀灯により液晶セルに紫外線を照射した。セル表面の照射強度が10mW/cmとなるように調整して600秒間照射して、重合性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。素子の紫外線照射前のプレチルト角は、89.6度であったのに対して、照射後のプレチルト角は87.0度とプレチルトがとなり、液晶分子が垂直方向から傾いた状態でプレチルト角を固定化されていた。液体クロマトグラフ分析により、素子中に含有する式(I-2)で示される化合物の含有量を分析したが、検出限界以下であった。これにより、式(I-2)で示される重合性化合物は、重合開始剤を使用することなく重合することができ、かつ重合後に残存する未重合物が検出限界以下であることを確認した。
(実施例10)
 一般式(II)から選ばれる化合物、一般式(IIIa)、一般式(IIIb)及び一般式(IIIc)から選ばれる化合物又は、一般式(IVa)、一般式(IVb)及び一般式(IVc)から選ばれる化合物を含有した実例として以下のような構成成分の液晶組成物LC-4を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 上記液晶組成物LC-4の物性を表5に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000053
 液晶組成物LC-4 99.7%に対して、式(I-2)で示される重合性化合物を0.3%添加し均一溶解することにより重合性液晶組成物CLC-10を調製した。式(I-2)で表される重合性化合物は添加する液晶組成物の液晶性を低下させないことがわかった。また、このCLC-10を4週間冷所(-20℃)に保存したが析出等は起こらず、式(I-2)で示される重合性化合物は他の液晶化合物との相溶性が優れていることがわかった。CLC-10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た。このセルのプレチルト角を測定した後、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、高圧水銀灯により液晶セルに紫外線を照射した。セル表面の照射強度が10mW/cmとなるように調整して600秒間照射して、重合性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。素子の紫外線照射前のプレチルト角は、89.8度であったのに対して、照射後のプレチルト角は87.2度とプレチルトがとなり、液晶分子が垂直方向から傾いた状態でプレチルト角を固定化されていた。液体クロマトグラフ分析により、素子中に含有する式(I-2)で示される化合物の含有量を分析したが、検出限界以下であった。これにより、式(I-2)で示される重合性化合物は、重合開始剤を使用することなく重合することができ、かつ重合後に残存する未重合物が検出限界以下であることを確認した。
(実施例11)
 一般式(II)から選ばれる化合物、一般式(IIIa)、一般式(IIIb)及び一般式(IIIc)から選ばれる化合物又は、一般式(IVa)、一般式(IVb)及び一般式(IVc)から選ばれる化合物を含有した実例として以下のような構成成分の液晶組成物LC-5を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 上記液晶組成物LC-5の物性を表6に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000055
 液晶組成物LC-5 99.7%に対して、式(I-2)で示される重合性化合物を0.3%添加し均一溶解することにより重合性液晶組成物CLC-11を調製した。(I-2)で表される重合性化合物は添加する液晶組成物の液晶性を低下させないことがわかった。また、このCLC-11を4週間冷所(-20℃)に保存したが析出等は起こらず、式(I-2)で示される重合性化合物は他の液晶化合物との相溶性が優れていることがわかった。CLC-11をセルギャップ3.5μmでパラレル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た。このセルのプレチルト角を測定した後、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、高圧水銀灯により液晶セルに紫外線を照射した。セル表面の照射強度が10mW/cmとなるように調整して600秒間照射して、重合性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。素子の紫外線照射前のプレチルト角は、0.1度であったのに対して、照射後のプレチルト角は3.2度とプレチルトが付与され、液晶分子が水平方向から傾いた状態でプレチルト角を固定化されていた。液体クロマトグラフ分析により、素子中に含有する式(I-2)で示される化合物の含有量を分析したが、検出限界以下であった。これにより、式(I-2)で示される重合性化合物は、重合開始剤を使用することなく重合することができ、かつ重合後に残存する未重合物が検出限界以下であることを確認した。

Claims (14)

  1. 第一成分として、一般式(I)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中、R及びR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、S及びSはお互いに独立して、炭素原子数1~12のアルキレン基又は単結合を表し、該アルキレン基中のメチレン基は酸素原子同士が直接結合しないものとして、酸素原子、硫黄原子、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-又は-C≡C-で置換されて良く、但し、S及びSの少なくとも一方は単結合ではなく、XからX12はそれぞれ独立して水素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、メチル基、塩素原子又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、R21及びR22はお互い独立して炭素原子数1から10のアルキル基又は炭素原子数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個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-又は-S-に置換されても良く、また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又は塩素原子に置換されても良く、
    21、M22及びM23はお互い独立して
    (a) トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-又は-S-に置き換えられてもよい)、
    (b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は窒素原子に置き換えられてもよい)、3-フルオロ-1,4-フェニレン基、3,5-ジフルオロ-1,4-フェニレン基及び
    (c) 1,4-シクロヘキセニレン基、1,4-ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン-2,5-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基及び1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基
    からなる群より選ばれる基を表し、
    oは0、1又は2を表し、
    21及びL22はお互い独立して単結合、-CHCH-、-(CH-、-OCH-、-CHO-、-OCF-、-CFO-、-CH=CH-、-CH=N-N=CH-又は-C≡C-を表し、L22及び/又はM23が複数存在する場合は、それらは同一でも良く異なっていても良い。)で表される化合物を一種又は二種以上含有し、第三成分として、一般式(IIIa)、一般式(IIIb)及び一般式(IIIc)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (式中R31、R32及びR33はお互い独立して炭素原子数1から10のアルキル基又は炭素原子数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個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-又は-S-に置換されても良く、また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又は塩素原子に置換されても良く、
    31、M32、M33、M34、M35、M36、M37及びM38はお互い独立して、
    (d) トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-又は-S-に置き換えられてもよい)、
    (e) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は窒素原子に置き換えられてもよい)、3-フルオロ-1,4-フェニレン基、3,5-ジフルオロ-1,4-フェニレン基及び、
    (f) 1,4-シクロヘキセニレン基、1,4-ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン-2,5-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基及びデカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基
    からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(d)、基(e)又は基(f)に含まれる水素原子はそれぞれシアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又は塩素原子で置換されていても良く、
    31、L32、L33、L34、L35、L36、L37及びL38はお互い独立して単結合、-COO-、-OCO-、-CHCH-、-(CH-、-OCH-、-CHO-、-OCF-、-CFO-又は-C≡C-を表し、M32、M34、M35、M37、M38、L31、L33、L35、L36及び/又はL38が複数存在する場合は、それらは同一でも良く異なっていても良く、
    31、X32、X33、X34、X35、X36及びX37はお互い独立して水素原子又はフッ素原子を表し、
    31、Y32及びY33はお互い独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、チオシアナト基、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基又はジフルオロメトキシ基を表し、
    31、X32又はY31のうち少なくともひとつはフッ素原子、塩素原子、シアノ基、チオシアナト基、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、又はジフルオロメトキシ基を表すか、M31又はM32に含まれる水素原子のうち少なくともひとつはシアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又は塩素原子を表し、
    33、X34、X35又はY32のうち少なくともひとつはフッ素原子、塩素原子、シアノ基、チオシアナト基、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、ジフルオロメトキシ基を表すか、M33、M34又はM35に含まれる水素原子のうち少なくともひとつはシアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又は塩素原子を表し、
    36、X37又はY33のうち少なくともひとつはフッ素原子、塩素原子、シアノ基、チオシアナト基、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、ジフルオロメトキシ基を表すか、M36、M37及びM38に含まれる水素原子のうち少なくともひとつはシアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又は塩素原子を表し、
    p、q、r、s及びtはお互い独立して、0、1又は2を表すが、q+r及びs+tは2以下である。)で表される化合物からなる群から選ばれる化合物又は
    一般式(IVa)、一般式(IVb)及び一般式(IVc)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    (式中R41、R42、R43、R44、R45及びR46はお互い独立して炭素原子数1から10のアルキル基又は炭素原子数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個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-又は-S-に置換されていても良く、また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又は塩素原子に置換されても良く、
    41、M42、M43、M44、M45、M46、M47、M48及びM49はお互い独立して、
    (d) トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-又は-S-に置き換えられてもよい)、
    (e) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は窒素原子に置き換えられてもよい)及び、
    (f) 1,4-シクロヘキセニレン基、1,4-ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン-2,5-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基及びデカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基
    からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(d)、基(e)又は基(f)に含まれる水素原子はそれぞれシアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又は塩素原子で置換されていても良く、
    41、L42、L43、L44、L45、L46、L47、L48及びL49はお互い独立して単結合、-COO-、-OCO-、-CHCH-、-(CH-、-OCH-、-CHO-、-OCF-、-CFO-又は-C≡C-を表し、M42、M43、M45、M46、M48、M49、L41、L43、L44、L46、L47及び/又はL49が複数存在する場合は、それらは同一でも良く異なっていても良く、
    41、X42、X43、X44、X45、X46、X47及びX48はお互い独立して水素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又はフッ素原子を表すが、X41及びX42の何れか一つはフッ素原子を表し、X43、X44及びX45の何れか一つはフッ素原子を表し、X46、X47及びX48の何れか一つはフッ素原子を表すが、X46及びX47は同時にフッ素原子を表すことはなく、X46及びX48は同時にフッ素原子を表すことはない、
    Gはメチレン基又は-O-を表し、
    u、v、w、x、y及びzはお互い独立して、0、1又は2を表すが、u+v、w+x及びy+zは2以下である。)で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を一種又は二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. 第一成分として一般式(I)におけるXからX12のうち少なくとも一つがトリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、メチル基、塩素原子又はフッ素原子である化合物を1種又は2種以上含有する請求項1に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  3. 第一成分として一般式(I)におけるXからX12のうち少なくとも一つがメチル基又はフッ素原子である化合物を1種又は2種以上含有する請求項1に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  4. 第一成分として一般式(I)におけるX、X、X及びX12が水素原子である化合物を1種又は2種以上含有する請求項1~3のいずれか1項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  5. 第一成分として一般式(I-2)、一般式(I-3)、一般式(I-21)、一般式(I-26)及び一般式(I-36)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    (S及びSはお互いに独立して、炭素原子数1~12のアルキレン基、又は単結合を表し、該アルキレン基中のメチレン基は酸素原子同士が直接結合しないものとして、酸素原子、硫黄原子、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CH=CH-又は-C≡C-で置換されて良く、但し、S及びSの少なくとも一方はスペーサー基を表し、Rは請求項1記載のRと同じ意味を表し、Rは請求項1記載のRと同じ意味を表す。)で表される重合性化合物から選ばれる一種又は二種以上の重合性化合物を含有する請求項1~4のいずれか1項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  6. 一般式(IIIa)、一般式(IIIb)及び一般式(IIIc)で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を含有する請求項1~5のいずれか1項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  7. 一般式(IVa)、一般式(IVb)及び一般式(IVc)で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を含有する請求項1~5のいずれか1項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  8. 重合性化合物含有液晶組成物の誘電率異方性が正である請求項6記載の液晶組成物。
  9. 重合性化合物含有液晶組成物の誘電率異方性が負である請求項7記載の液晶組成物。
  10. 第一成分を0.01~2質量%を含有する請求項1~9のいずれか1項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  11. 第二成分を5~70質量%を含有する請求項1~10のいずれか1項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  12. 第三成分を5~70質量%を含有する請求項1~11のいずれか1項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  13. 一対の基板に液晶を狭持した構造を有し、少なくとも透明電極及び偏光板を備え、液晶組成物中に含有した重合性化合物を重合することにより液晶配向能を付与する液晶表示素子に使用する請求項1~12のいずれか1項に記載の重合性化合物含有液晶組成物。
  14. 請求項1~13のいずれか1項に記載の重合性化合物含有液晶組成物を使用し、一対の基板に液晶を狭持した構造を有し、少なくとも透明電極及び偏光板を備え、液晶組成物中に含有した重合性化合物を重合することにより液晶配向能を付与する液晶表示素子。
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