特許 5750111 液晶層及びポリマー層形成用組成物、並びに、液晶表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5750111

(24)【登録日】2015年5月22日

(45)【発行日】2015年7月15日

(54)【発明の名称】液晶層及びポリマー層形成用組成物、並びに、液晶表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1337 20060101AFI20150625BHJP

   C08F 2/44 20060101ALI20150625BHJP

   C08F 20/30 20060101ALI20150625BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/1337 520

   C08F2/44 B

   C08F20/30

【請求項の数】15

【全頁数】37

(21)【出願番号】特願2012-532897(P2012-532897)

(86)(22)【出願日】2011年7月14日

(86)【国際出願番号】JP2011066159

(87)【国際公開番号】WO2012032857

(87)【国際公開日】20120315

【審査請求日】2013年3月5日

(31)【優先権主張番号】特願2010-200147(P2010-200147)

(32)【優先日】2010年9月7日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000222691

【氏名又は名称】東洋合成工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000914

【氏名又は名称】特許業務法人 安富国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】水▲崎▼ 真伸

(72)【発明者】

【氏名】山田 祐一郎

(72)【発明者】

【氏名】榎本 智至

(72)【発明者】

【氏名】原 祐樹

(72)【発明者】

【氏名】菊地 英夫

【審査官】 磯野 光司

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−２２７４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３０７７２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／１３３７

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液晶層を構成する液晶材料と、該液晶材料の分子の配向を制御するポリマー層を形成するためのモノマーとを含有する液晶層及びポリマー層形成用組成物であって、
該モノマーは、重合することによりポリマー層を構成するものであり、かつ光照射による水素引き抜き反応によってケチルラジカルを生成する構造を有する化合物であり、
該化合物は、下記化学式（２−７）及び（２−８）；

【化1】

（式中、
Ｒ^１及びＲ^２は、同一又は異なって、−Ｓｐ^１−Ｐ^１基、水素原子、ハロゲン原子、−ＣＮ基、−ＮＯ_２基、−ＮＣＯ基、−ＮＣＳ基、−ＯＣＮ基、−ＳＣＮ基、−ＳＦ_５基、又は、炭素数１〜１２の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基、アラルキル基若しくはフェニル基を表す。
Ｒ^１及びＲ^２の少なくとも一方は、−Ｓｐ^１−Ｐ^１基を含む。
Ｐ^１は、重合性基を表す。
Ｓｐ^１は、炭素数１〜６の直鎖状、分枝状若しくは環状のアルキレン基若しくはアルキレンオキシ基、又は、直接結合を表す。
Ｒ^１及びＲ^２の少なくとも一方が、炭素数１〜１２の直鎖状又は分枝状のアルキル基、アラルキル基又はフェニル基であるとき、該Ｒ^１及びＲ^２の少なくとも一方が有する水素原子は、フッ素原子、塩素原子又は−Ｓｐ^１−Ｐ^１基に置換されていてもよい。
Ｒ^１及びＲ^２が有する−ＣＨ_２−基は、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子が互いに隣接しない限り−Ｏ−基、−Ｓ−基、−ＮＨ−基、−ＣＯ−基、−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−基、−Ｏ−ＣＯＯ−基、−ＯＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｏ−基、−ＳＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｓ−基、−Ｎ（ＣＨ_３）−基、−Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）−基、−Ｎ（Ｃ_３Ｈ_７）−基、−Ｎ（Ｃ_４Ｈ_９）−基、−ＣＦ_２Ｏ−基、−ＯＣＦ_２−基、−ＣＦ_２Ｓ−基、−ＳＣＦ_２−基、−Ｎ（ＣＦ_３）−基、−ＣＨ_２ＣＨ_２−基、−ＣＦ_２ＣＨ_２−基、−ＣＨ_２ＣＦ_２−基、−ＣＦ_２ＣＦ_２−基、−ＣＨ＝ＣＨ−基、−ＣＦ＝ＣＦ−基、−Ｃ≡Ｃ−基、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−基、又は、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−基で置換されていてもよい。）で表されるいずれかの化合物である
ことを特徴とする液晶層及びポリマー層形成用組成物。

【請求項2】

前記Ｐ^１は、アクリロイルオキシ基、メタアクリロイルオキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイルアミノ基、又は、メタアクリロイルアミノ基であることを特徴とする請求項１記載の液晶層及びポリマー層形成用組成物。

【請求項3】

前記液晶層及びポリマー層形成用組成物は、更に、一種以上の環構造を有する単官能又は多官能の重合性基を有するモノマーを含有することを特徴とする請求項１又は２記載の液晶層及びポリマー層形成用組成物。

【請求項4】

前記一種以上の環構造を有する単官能又は多官能の重合性基を有するモノマーは、下記化学式（３）；

【化2】

（式中、
Ｒ^３は、−Ｒ^４−Ｓｐ^２−Ｐ^２基、水素原子、ハロゲン原子、−ＣＮ基、−ＮＯ_２基、−ＮＣＯ基、−ＮＣＳ基、−ＯＣＮ基、−ＳＣＮ基、−ＳＦ_５基、又は、炭素数１〜１２の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基である。
Ｐ^２は、重合性基を表す。
Ｓｐ^２は、炭素数１〜６の直鎖状、分枝状若しくは環状のアルキレン基若しくはアルキレンオキシ基、又は、直接結合を表す。
Ｒ^３が有する水素原子は、フッ素原子又は塩素原子に置換されていてもよい。
Ｒ^３が有する−ＣＨ_２−基は、酸素原子及び硫黄原子が互いに隣接しない限り−Ｏ−基、−Ｓ−基、−ＮＨ−基、−ＣＯ−基、−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−基、−Ｏ−ＣＯＯ−基、−ＯＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｏ−基、−ＳＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｓ−基、−Ｎ（ＣＨ_３）−基、−Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）−基、−Ｎ（Ｃ_３Ｈ_７）−基、−Ｎ（Ｃ_４Ｈ_９）−基、−ＣＦ_２Ｏ−基、−ＯＣＦ_２−基、−ＣＦ_２Ｓ−基、−ＳＣＦ_２−基、−Ｎ（ＣＦ_３）−基、−ＣＨ_２ＣＨ_２−基、−ＣＦ_２ＣＨ_２−基、−ＣＨ_２ＣＦ_２−基、−ＣＦ_２ＣＦ_２−基、−ＣＨ＝ＣＨ−基、−ＣＦ＝ＣＦ−基、−Ｃ≡Ｃ−基、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−基、又は、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−基で置換されていてもよい。
Ｒ^４は、−Ｏ−基、−Ｓ−基、−ＮＨ−基、−ＣＯ−基、−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−基、−Ｏ−ＣＯＯ−基、−ＯＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｏ−基、−ＳＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｓ−基、−Ｎ（ＣＨ_３）−基、−Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）−基、−Ｎ（Ｃ_３Ｈ_７）−基、−Ｎ（Ｃ_４Ｈ_９）−基、−ＣＦ_２Ｏ−基、−ＯＣＦ_２−基、−ＣＦ_２Ｓ−基、−ＳＣＦ_２−基、−Ｎ（ＣＦ_３）−基、−ＣＨ_２ＣＨ_２−基、−ＣＦ_２ＣＨ_２−基、−ＣＨ_２ＣＦ_２−基、−ＣＦ_２ＣＦ_２−基、−ＣＨ＝ＣＨ−基、−ＣＦ＝ＣＦ−基、−Ｃ≡Ｃ−基、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−基、又は、直接結合を表す。
Ａ^３及びＡ^４は、同一又は異なって、１，２−フェニレン基、１，３−フェニレン基、１，４−フェニレン基、ナフタレン−１，４−ジイル基、ナフタレン−１，５−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、１，４−シクロヘキシレン基、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、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、インダン−１，３−ジイル基、インダン−１，５−ジイル基、インダン−２，５−ジイル基、フェナントレン−１，６−ジイル基、フェナントレン−１，８−ジイル基、フェナントレン−２，７−ジイル基、フェナントレン−３，６−ジイル基、アントラセン−１，５−ジイル基、アントラセン−１，８−ジイル基、アントラセン−２，６−ジイル基、又は、アントラセン−２，７−ジイル基を表す。
Ａ^３及びＡ^４が有する−ＣＨ_２−基は、互いに隣接しない限り−Ｏ−基又は−Ｓ−基で置換されていてもよい。
Ａ^３及びＡ^４が有する水素原子は、フッ素原子、塩素原子、−ＣＮ基、又は、炭素数１〜６のアルキル基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボニル基若しくはアルキルカルボニルオキシ基で置換されていてもよい。
Ｚは、−Ｏ−基、−Ｓ−基、−ＮＨ−基、−ＣＯ−基、−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−基、−Ｏ−ＣＯＯ−基、−ＯＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｏ−基、−ＳＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｓ−基、−Ｎ（ＣＨ_３）−基、−Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）−基、−Ｎ（Ｃ_３Ｈ_７）−基、−Ｎ（Ｃ_４Ｈ_９）−基、−ＣＦ_２Ｏ−基、−ＯＣＦ_２−基、−ＣＦ_２Ｓ−基、−ＳＣＦ_２−基、−Ｎ（ＣＦ_３）−基、−ＣＨ_２ＣＨ_２−基、−ＣＦ_２ＣＨ_２−基、−ＣＨ_２ＣＦ_２−基、−ＣＦ_２ＣＦ_２−基、−ＣＨ＝ＣＨ−基、−ＣＦ＝ＣＦ−基、−Ｃ≡Ｃ−基、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−基、又は、直接結合を表す。
ｎは０、１又は２である。）で表される化合物である
ことを特徴とする請求項３記載の液晶層及びポリマー層形成用組成物。

【請求項5】

前記Ｐ^２は、アクリロイルオキシ基、メタアクリロイルオキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイルアミノ基、又は、メタアクリロイルアミノ基であることを特徴とする請求項４記載の液晶層及びポリマー層形成用組成物。

【請求項6】

一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とを備える液晶表示装置であって、
該液晶層は、液晶材料を含有し、
該一対の基板の少なくとも一方は、近接する液晶分子を配向制御する配向膜、及び、該配向膜上に形成され、近接する液晶分子を配向制御するポリマー層を有し、
該ポリマー層は、液晶層中に添加されたモノマーが重合することによって形成されたものであり、
該モノマーは、光照射による水素引き抜き反応によってケチルラジカルを生成する構造を有する化合物である
ことを特徴とする液晶表示装置。

【請求項7】

前記化合物は、下記化学式（１）；

【化3】

（式中、
Ａ^１及びＡ^２は、同一又は異なって、ベンゼン環、ビフェニル環、又は、炭素数１〜１２の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基若しくはアルケニル基を表す。
Ａ^１及びＡ^２のいずれか一方は、ベンゼン環又はビフェニル環である。
Ａ^１及びＡ^２の少なくとも一方は、−Ｓｐ^１−Ｐ^１基を含む。
Ａ^１及びＡ^２が有する水素原子は、−Ｓｐ^１−Ｐ^１基、ハロゲン原子、−ＣＮ基、−ＮＯ_２基、−ＮＣＯ基、−ＮＣＳ基、−ＯＣＮ基、−ＳＣＮ基、−ＳＦ_５基、又は、炭素数１〜１２の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基、アルケニル基若しくはアラルキル基で置換されていてもよい。
Ａ^１及びＡ^２が有する隣接する２つの水素原子は、炭素数１〜１２の直鎖状又は分枝状のアルキレン基又はアルケニレン基で置換されて環状構造となっていてもよい。
Ａ^１及びＡ^２のアルキル基、アルケニル基、アルキレン基、アルケニレン基又はアラルキル基が有する水素原子は、−Ｓｐ^１−Ｐ^１基で置換されていてもよい。
Ａ^１及びＡ^２のアルキル基、アルケニル基、アルキレン基、アルケニレン基又はアラルキル基が有する−ＣＨ_２−基は、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子が互いに隣接しない限り−Ｏ−基、−Ｓ−基、−ＮＨ−基、−ＣＯ−基、−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−基、−Ｏ−ＣＯＯ−基、−ＯＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｏ−基、−ＳＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｓ−基、−Ｎ（ＣＨ_３）−基、−Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）−基、−Ｎ（Ｃ_３Ｈ_７）−基、−Ｎ（Ｃ_４Ｈ_９）−基、−ＣＦ_２Ｏ−基、−ＯＣＦ_２−基、−ＣＦ_２Ｓ−基、−ＳＣＦ_２−基、−Ｎ（ＣＦ_３）−基、−ＣＨ_２ＣＨ_２−基、−ＣＦ_２ＣＨ_２−基、−ＣＨ_２ＣＦ_２−基、−ＣＦ_２ＣＦ_２−基、−ＣＨ＝ＣＨ−基、−ＣＦ＝ＣＦ−基、−Ｃ≡Ｃ−基、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−基、又は、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−基で置換されていてもよい。
Ｐ^１は、重合性基を表す。
Ｓｐ^１は、炭素数１〜６の直鎖状、分枝状若しくは環状のアルキレン基若しくはアルキレンオキシ基、又は、直接結合を表す。
ｍは、１又は２である。
Ａ^１とＹとをつなぐ点線部分、及び、Ａ^２とＹとをつなぐ点線部分は、Ａ^１とＡ^２との間にＹを介した結合が存在していてもよいことを表す。
Ｙは、−ＣＨ_２−基、−ＣＨ_２ＣＨ_２−基、−ＣＨ＝ＣＨ−基、−Ｏ−基、−Ｓ−基、−ＮＨ−基、−Ｎ（ＣＨ_３）−基、−Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）−基、−Ｎ（Ｃ_３Ｈ_７）−基、−Ｎ（Ｃ_４Ｈ_９）−基、−ＯＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｏ−基、−ＳＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｓ−基、又は、直接結合を表す。）で表される化合物である
ことを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。

【請求項8】

前記ｍは、１であることを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。

【請求項9】

前記化合物は、下記化学式（２−１）〜（２−６）；

【化4】

（式中、
Ｒ^１及びＲ^２は、同一又は異なって、−Ｓｐ^１−Ｐ^１基、水素原子、ハロゲン原子、−ＣＮ基、−ＮＯ_２基、−ＮＣＯ基、−ＮＣＳ基、−ＯＣＮ基、−ＳＣＮ基、−ＳＦ_５基、又は、炭素数１〜１２の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基、アラルキル基若しくはフェニル基を表す。
Ｒ^１及びＲ^２の少なくとも一方は、−Ｓｐ^１−Ｐ^１基を含む。
Ｐ^１は、重合性基を表す。
Ｓｐ^１は、炭素数１〜６の直鎖状、分枝状若しくは環状のアルキレン基若しくはアルキレンオキシ基、又は、直接結合を表す。
Ｒ^１及びＲ^２の少なくとも一方が、炭素数１〜１２の直鎖状又は分枝状のアルキル基、アラルキル基又はフェニル基であるとき、該Ｒ^１及びＲ^２の少なくとも一方が有する水素原子は、フッ素原子、塩素原子又は−Ｓｐ^１−Ｐ^１基に置換されていてもよい。
Ｒ^１及びＲ^２が有する−ＣＨ_２−基は、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子が互いに隣接しない限り−Ｏ−基、−Ｓ−基、−ＮＨ−基、−ＣＯ−基、−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−基、−Ｏ−ＣＯＯ−基、−ＯＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｏ−基、−ＳＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｓ−基、−Ｎ（ＣＨ_３）−基、−Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）−基、−Ｎ（Ｃ_３Ｈ_７）−基、−Ｎ（Ｃ_４Ｈ_９）−基、−ＣＦ_２Ｏ−基、−ＯＣＦ_２−基、−ＣＦ_２Ｓ−基、−ＳＣＦ_２−基、−Ｎ（ＣＦ_３）−基、−ＣＨ_２ＣＨ_２−基、−ＣＦ_２ＣＨ_２−基、−ＣＨ_２ＣＦ_２−基、−ＣＦ_２ＣＦ_２−基、−ＣＨ＝ＣＨ−基、−ＣＦ＝ＣＦ−基、−Ｃ≡Ｃ−基、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−基、又は、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−基で置換されていてもよい。）で表されるいずれかの化合物である
ことを特徴とする請求項８記載の液晶表示装置。

【請求項10】

前記化合物は、下記化学式（２−７）及び（２−８）；

【化5】

（式中、
Ｒ^１及びＲ^２は、同一又は異なって、−Ｓｐ^１−Ｐ^１基、水素原子、ハロゲン原子、−ＣＮ基、−ＮＯ_２基、−ＮＣＯ基、−ＮＣＳ基、−ＯＣＮ基、−ＳＣＮ基、−ＳＦ_５基、又は、炭素数１〜１２の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基、アラルキル基若しくはフェニル基を表す。
Ｒ^１及びＲ^２の少なくとも一方は、−Ｓｐ^１−Ｐ^１基を含む。
Ｐ^１は、重合性基を表す。
Ｓｐ^１は、炭素数１〜６の直鎖状、分枝状若しくは環状のアルキレン基若しくはアルキレンオキシ基、又は、直接結合を表す。
Ｒ^１及びＲ^２の少なくとも一方が、炭素数１〜１２の直鎖状又は分枝状のアルキル基、アラルキル基又はフェニル基であるとき、該Ｒ^１及びＲ^２の少なくとも一方が有する水素原子は、フッ素原子、塩素原子又は−Ｓｐ^１−Ｐ^１基に置換されていてもよい。
Ｒ^１及びＲ^２が有する−ＣＨ_２−基は、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子が互いに隣接しない限り−Ｏ−基、−Ｓ−基、−ＮＨ−基、−ＣＯ−基、−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−基、−Ｏ−ＣＯＯ−基、−ＯＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｏ−基、−ＳＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｓ−基、−Ｎ（ＣＨ_３）−基、−Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）−基、−Ｎ（Ｃ_３Ｈ_７）−基、−Ｎ（Ｃ_４Ｈ_９）−基、−ＣＦ_２Ｏ−基、−ＯＣＦ_２−基、−ＣＦ_２Ｓ−基、−ＳＣＦ_２−基、−Ｎ（ＣＦ_３）−基、−ＣＨ_２ＣＨ_２−基、−ＣＦ_２ＣＨ_２−基、−ＣＨ_２ＣＦ_２−基、−ＣＦ_２ＣＦ_２−基、−ＣＨ＝ＣＨ−基、−ＣＦ＝ＣＦ−基、−Ｃ≡Ｃ−基、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−基、又は、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−基で置換されていてもよい。）で表されるいずれかの化合物である
ことを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。

【請求項11】

前記Ｐ^１は、アクリロイルオキシ基、メタアクリロイルオキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイルアミノ基、又は、メタアクリロイルアミノ基であることを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の液晶表示装置。

【請求項12】

前記ポリマー層は、更に、一種以上の環構造を有する単官能又は多官能の重合性基を有するモノマーが重合することによって形成されたものであることを特徴とする請求項６〜１１のいずれかに記載の液晶表示装置。

【請求項13】

前記一種以上の環構造を有する単官能又は多官能の重合性基を有するモノマーは、下記化学式（３）；

【化6】

（式中、
Ｒ^３は、−Ｒ^４−Ｓｐ^２−Ｐ^２基、水素原子、ハロゲン原子、−ＣＮ基、−ＮＯ_２基、−ＮＣＯ基、−ＮＣＳ基、−ＯＣＮ基、−ＳＣＮ基、−ＳＦ_５基、又は、炭素数１〜１２の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基である。
Ｐ^２は、重合性基を表す。
Ｓｐ^２は、炭素数１〜６の直鎖状、分枝状若しくは環状のアルキレン基若しくはアルキレンオキシ基、又は、直接結合を表す。
Ｒ^３が有する水素原子は、フッ素原子又は塩素原子に置換されていてもよい。
Ｒ^３が有する−ＣＨ_２−基は、酸素原子及び硫黄原子が互いに隣接しない限り−Ｏ−基、−Ｓ−基、−ＮＨ−基、−ＣＯ−基、−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−基、−Ｏ−ＣＯＯ−基、−ＯＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｏ−基、−ＳＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｓ−基、−Ｎ（ＣＨ_３）−基、−Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）−基、−Ｎ（Ｃ_３Ｈ_７）−基、−Ｎ（Ｃ_４Ｈ_９）−基、−ＣＦ_２Ｏ−基、−ＯＣＦ_２−基、−ＣＦ_２Ｓ−基、−ＳＣＦ_２−基、−Ｎ（ＣＦ_３）−基、−ＣＨ_２ＣＨ_２−基、−ＣＦ_２ＣＨ_２−基、−ＣＨ_２ＣＦ_２−基、−ＣＦ_２ＣＦ_２−基、−ＣＨ＝ＣＨ−基、−ＣＦ＝ＣＦ−基、−Ｃ≡Ｃ−基、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−基、又は、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−基で置換されていてもよい。
Ｒ^４は、−Ｏ−基、−Ｓ−基、−ＮＨ−基、−ＣＯ−基、−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−基、−Ｏ−ＣＯＯ−基、−ＯＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｏ−基、−ＳＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｓ−基、−Ｎ（ＣＨ_３）−基、−Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）−基、−Ｎ（Ｃ_３Ｈ_７）−基、−Ｎ（Ｃ_４Ｈ_９）−基、−ＣＦ_２Ｏ−基、−ＯＣＦ_２−基、−ＣＦ_２Ｓ−基、−ＳＣＦ_２−基、−Ｎ（ＣＦ_３）−基、−ＣＨ_２ＣＨ_２−基、−ＣＦ_２ＣＨ_２−基、−ＣＨ_２ＣＦ_２−基、−ＣＦ_２ＣＦ_２−基、−ＣＨ＝ＣＨ−基、−ＣＦ＝ＣＦ−基、−Ｃ≡Ｃ−基、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−基、又は、直接結合を表す。
Ａ^３及びＡ^４は、同一又は異なって、１，２−フェニレン基、１，３−フェニレン基、１，４−フェニレン基、ナフタレン−１，４−ジイル基、ナフタレン−１，５−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、１，４−シクロヘキシレン基、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、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、インダン−１，３−ジイル基、インダン−１，５−ジイル基、インダン−２，５−ジイル基、フェナントレン−１，６−ジイル基、フェナントレン−１，８−ジイル基、フェナントレン−２，７−ジイル基、フェナントレン−３，６−ジイル基、アントラセン−１，５−ジイル基、アントラセン−１，８−ジイル基、アントラセン−２，６−ジイル基、又は、アントラセン−２，７−ジイル基を表す。
Ａ^３及びＡ^４が有する−ＣＨ_２−基は、互いに隣接しない限り−Ｏ−基又は−Ｓ−基で置換されていてもよい。
Ａ^３及びＡ^４が有する水素原子は、フッ素原子、塩素原子、−ＣＮ基、又は、炭素数１〜６のアルキル基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボニル基若しくはアルキルカルボニルオキシ基で置換されていてもよい。
Ｚは、−Ｏ−基、−Ｓ−基、−ＮＨ−基、−ＣＯ−基、−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−基、−Ｏ−ＣＯＯ−基、−ＯＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｏ−基、−ＳＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｓ−基、−Ｎ（ＣＨ_３）−基、−Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）−基、−Ｎ（Ｃ_３Ｈ_７）−基、−Ｎ（Ｃ_４Ｈ_９）−基、−ＣＦ_２Ｏ−基、−ＯＣＦ_２−基、−ＣＦ_２Ｓ−基、−ＳＣＦ_２−基、−Ｎ（ＣＦ_３）−基、−ＣＨ_２ＣＨ_２−基、−ＣＦ_２ＣＨ_２−基、−ＣＨ_２ＣＦ_２−基、−ＣＦ_２ＣＦ_２−基、−ＣＨ＝ＣＨ−基、−ＣＦ＝ＣＦ−基、−Ｃ≡Ｃ−基、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−基、又は、直接結合を表す。
ｎは０、１又は２である。）で表される化合物である
ことを特徴とする請求項１２記載の液晶表示装置。

【請求項14】

前記化合物は、下記化学式（４−１）〜（４−５）；

【化7】

（式中、Ｐ^２は、同一又は異なって、重合性基を表す。）で表されるいずれかの化合物である
ことを特徴とする請求項１３記載の液晶表示装置。

【請求項15】

前記Ｐ^２は、アクリロイルオキシ基、メタアクリロイルオキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイルアミノ基、又は、メタアクリロイルアミノ基であることを特徴とする請求項１３又は１４記載の液晶表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液晶層形成用組成物、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法に関する。より詳しくは、液晶の配向規制力を長時間維持するために配向膜上にポリマー層を形成するための液晶層形成用組成物、配向膜上にポリマー層が形成された液晶表示装置、及び、配向膜上にポリマー層を形成するのに適した液晶表示装置の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）は、複屈折性を有する液晶分子の配向を制御することにより光の透過／遮断（表示のオン／オフ）を制御する表示装置である。ＬＣＤの表示方式としては、正の誘電率異方性を有する液晶分子を液晶層の厚み方向に捩れさせながら配向させた捩れネマチック（ＴＮ：Twisted Nematic）モード、負の誘電率異方性を有する液晶分子を基板面に対して垂直配向させた垂直配向（ＶＡ：Vertical Alignment）モード、正の誘電率異方性を有する液晶分子を基板面に対して水平配向させて液晶層に対し横電界を印加する面内スイッチング（ＩＰＳ：In-Plane Switching）モード等が挙げられる。

【0003】

ＬＣＤは、薄型、軽量及び低消費電力であることから、テレビ、パソコン、ＰＤＡ等の表示機器として広く使用されている。特に近年、テレビ用液晶表示装置等に代表されるように、液晶表示装置の大型化が急速に進んでいる。大型化を行うにあたっては、大きな面積であっても高い歩留まりで製造でき、かつ広視野角を有するマルチドメイン垂直配向モード（ＭＶＡ：Multi-domain Vertical Alignment）が好適に用いられる。マルチドメイン垂直配向モードは、負の誘電率異方性を有する液晶を垂直配向させ、配向規制用構造物として基板上に土手（線状突起）や電極の抜き部（スリット）を設けたモードである。ＭＶＡモードでは、配向規制用構造物を設けているため、配向膜にラビング処理を施さなくても電圧印加時の液晶配向方位を複数方位に制御可能であり、従来のＴＮモードに比べて視角特性に優れている。

【0004】

しかしながらＭＶＡモードの場合、表示が暗くなるという欠点を有している。その主な原因は、線状突起（リブ）又はスリットが形成された領域が配向分割の境界となって暗線を生じさせる点であり、白表示時の透過率が低くなって表示が暗く見える。この欠点を改善するため、リブの配置間隔を十分広くすればよいが、配向規制用構造物であるリブの数が少なくなるため、液晶に所定電圧を印加しても配向が安定するまでに時間がかかるようになり、応答速度が遅くなるという問題が生じる。このような問題を改善し、高輝度及び高速応答を可能にするために、ポリマーを用いたプレチルト角付与技術（以下、ＰＳＡ（Polymer Sustained Alignment：配向維持）層ともいう。）が提案されている（例えば、特許文献１〜５参照。）。

【0005】

ＰＳＡ技術では、液晶にモノマー、オリゴマー等の重合性成分を混合した液晶組成物を基板間に封入し、基板間に電圧を印加して液晶分子を傾斜させた状態で重合性成分を重合してポリマー化させる。これにより、電圧印加を取り去っても液晶は所定のプレチルト角を有し、液晶配向方位を規定することが可能となる。重合性成分の重合は熱又は光（紫外線）照射で行われる。ＰＳＡ技術を用いることにより、リブが不要となり開口率が向上すると同時に、表示領域全般に渡って９０°より小さいプレチルト角が付与されており、高速応答が可能となる。

【0006】

なお、液晶配向制御を行うために、液晶表示装置の一対の基板間に高分子壁を形成する方法が知られている（例えば、特許文献５参照。）。ただし、ここでの高分子壁は、液晶層を囲い込むように形成される構造物であり、配向膜上に薄い層として形成されるＰＳＡ層とは本質的に異なるものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第４１７５８２６号明細書

【特許文献2】特開２００５−２２１６１７号公報

【特許文献3】特開２００５−３３８６１３号公報

【特許文献4】特開２００８−１１６９３１号公報

【特許文献5】特開平９−２５５７０６号公報

【特許文献6】特開２００６−０５８７７５号公報

【非特許文献】

【0008】

【非特許文献1】Bulletin of the Chemical Society of Japan、vol.45、847-851、1972年

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明者らの検討によれば、ＰＳＡ層を用いたプレチルト角付与技術は、完成したＬＣＤ上に画像を表示させた際の表示むらに関連するいくつかの課題を有している。まず、モノマー重合時に電圧を印加して液晶分子の傾きを変化させる際に局所的に生じる液晶の配向異常に起因して、完成したＬＣＤの画像表示で表示むらが生じてしまうという課題がある。この表示むらは、使用するモノマーにより度合いが異なり、液晶材料に溶解性があるすべてのモノマーがＰＳＡ層の形成に適しているわけではない。また、イルガキュア（ＩＲＧＡＣＵＲＥ）６５１（ＢＡＳＦ社製）に代表されるような光重合開始剤を添加しなくとも、ＰＳＡ層形成に用いられるモノマーを含む組成物をセルに注入し、電圧を印加しながら光照射を行い、長時間の紫外光照射によりモノマーを重合させることでＰＳＡ層に垂直配向特性を付与することが可能であることが報告されている。また、この場合、重合開始剤を使用した場合と比較して表示むらが改善され、より良好な表示品質が得られやすい。ただし一方で、処理時間（タクトタイム）の長時間化による生産性の低下が新たな課題となる。

【0010】

重合時間の短縮化のために重合開始剤を添加した場合、タクトタイムを短縮できるものの、表示むらを生じる等のディスプレイとしての性能を損なう報告があり、単純に重合開始剤を添加することでは、タクトタイムの短縮化と良好な表示品質の両立は困難である。そのため、高い表示品質とタクトタイムの短縮化の両立を目指した開発をするにあたり、従来の光重合開始剤を添加せずに光重合によりＰＳＡ層を形成する方法が注目されているものの、重合開始機構が明らかでなくタクトタイムの短縮化の課題が障壁となっている。

【0011】

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、処理時間の短縮化と良好な表示品質を得ることとの両立を可能にする液晶層形成用組成物を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明者らは、液晶表示に焼き付きが生じる原因について種々検討したところ、これまでの報告例にあるイルガキュア６５１のように光照射によって自己開裂を起こす重合開始剤の場合、その自己開裂によって電荷を帯び易い不純物が液晶層中に残存するため、直流オフセット電圧がセル内部で発生することになり、電圧を印加しても液晶の配向状態が異なってしまい、その結果、焼き付きが発生することを見いだした。

【0013】

そして、良好な表示品質を保ちつつタクトタイムを短縮化するためには、新たな方法として、ベンゾフェノン、アセトフェノン等をＰＳＡ層の材料として液晶材料に添加し、光照射による水素引き抜き反応によってケチルラジカルを発生させる方法が効果的であることを見いだした。ベンゾフェノン及びアセトフェノンは、共存する化合物等から水素を引き抜くことでケチルラジカルを発生するため、自己開裂による重合開始剤で生じる重合開始剤に由来する不純物が液晶中で生成されることがなく、表示むら、焼き付き等の表示品質の劣化を抑えつつ、タクトタイムの短時間化が可能となる。また、ベンゾフェノン及びアセトフェノンは安価に様々な誘導体の入手ができ、また、合成が容易であるため、これらの化合物に重合基を付加した誘導体を作製することが容易である。このように、ケチルラジカルを発生する化合物を重合開始剤として作用させるとともにＰＳＡ層形成用の重合性化合物として用いることで、重合開始剤自体を液晶中から相分離させ、ＰＳＡ層を形成することが実現できる。この方法によれば、従来の、重合開始剤を用いない方法と比較して大幅にタクトタイムを短縮することができ、同時に良好な表示品質の液晶表示パネルが得られることになる。こうして本発明者らは、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。

【0014】

すなわち、本発明の一側面は、液晶材料とモノマーとを含有する液晶層形成用組成物であって、上記モノマーは、光照射による水素引き抜き反応によってケチルラジカルを生成する構造を有する化合物である液晶層形成用組成物である。

【0015】

ここで示すケチルラジカルとは、カルボニル化合物が光励起により水素原子供与体から水素を引き抜くことで発生するラジカルである。

【0016】

上記ケチルラジカルを生成する化合物の例としては、分子内に、ベンゾフェノン構造、フルオレノン構造、チオキサントン構造、ベンジル構造、又は、アセトフェノン構造をもつ化合物が挙げられる。

【0017】

短波長成分の紫外線照射によって液晶表示装置の構成部材（例えば、配向膜及び液晶層）が劣化することについては、上記特許文献６に示されているが、本発明者らは、上記ケチルラジカルを生成する化合物のうち、ベンゾフェノン構造については３５０ｎｍ以上の光、フルオレノン構造、チオキサントン構造及びベンジル構造については４００ｎｍ以上の光に対しても吸収があり、長波長成分の光照射でも重合が可能なため、短波長成分の照射が必要とならず、劣化を防止することができることを見いだした。

【0018】

上記ケチルラジカルを生成する化合物のうちベンジル構造は、水素原子供給体が存在する条件下においては、光照射によりケチルラジカルを生成する水素引き抜き反応が優先的に進行するが、水素原子供与体が存在しない場合は、光開裂してラジカルを発生する性質をもつことが広く知られている（例えば、非特許文献１参照。）。

【0019】

上記水素原子供与体の例としては、アルキル基、アルケニル基又はアラルキル基を有する、エーテル、アミン、チオール又はアルコールが挙げられる。

【0020】

本発明の液晶層形成用組成物は、光が照射されることによってケチルラジカルを発生して重合反応を起こすモノマーを含んでいるので、新たに重合開始剤を追加する必要がなく短時間で重合反応が進行し、かつ重合開始剤に由来する不純物が発生しない。そのため、液晶層内の残留ＤＣ電圧の発生が少なく、焼き付きや表示むら等の表示品位の劣化が少ない液晶表示装置を作製することができる。また、短時間の光照射で済むので、長時間の光照射による構成部材の劣化を防ぐことができ、液晶表示装置の信頼性を高めることができる。

【0021】

本発明の液晶層形成用組成物の組成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。

【0022】

本発明の液晶層形成用組成物の好ましい形態としては、以下の形態が挙げられる。

【0023】

上記化合物は、下記化学式（１）；

【0024】

【化1】

【0025】

（式中、
Ａ^１及びＡ^２は、同一又は異なって、ベンゼン環、ビフェニル環、又は、炭素数１〜１２の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基若しくはアルケニル基を表す。
Ａ^１及びＡ^２のいずれか一方は、ベンゼン環又はビフェニル環である。
Ａ^１及びＡ^２の少なくとも一方は、−Ｓｐ^１−Ｐ^１基を含む。
Ａ^１及びＡ^２が有する水素原子は、−Ｓｐ^１−Ｐ^１基、ハロゲン原子、−ＣＮ基、−ＮＯ_２基、−ＮＣＯ基、−ＮＣＳ基、−ＯＣＮ基、−ＳＣＮ基、−ＳＦ_５基、又は、炭素数１〜１２の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基、アルケニル基若しくはアラルキル基で置換されていてもよい。
Ａ^１及びＡ^２が有する隣接する２つの水素原子は、炭素数１〜１２の直鎖状又は分枝状のアルキレン基又はアルケニレン基で置換されて環状構造となっていてもよい。
Ａ^１及びＡ^２のアルキル基、アルケニル基、アルキレン基、アルケニレン基又はアラルキル基が有する水素原子は、−Ｓｐ^１−Ｐ^１基で置換されていてもよい。
Ａ^１及びＡ^２のアルキル基、アルケニル基、アルキレン基、アルケニレン基又はアラルキル基が有する−ＣＨ_２−基は、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子が互いに隣接しない限り−Ｏ−基、−Ｓ−基、−ＮＨ−基、−ＣＯ−基、−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−基、−Ｏ−ＣＯＯ−基、−ＯＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｏ−基、−ＳＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｓ−基、−Ｎ（ＣＨ_３）−基、−Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）−基、−Ｎ（Ｃ_３Ｈ_７）−基、−Ｎ（Ｃ_４Ｈ_９）−基、−ＣＦ_２Ｏ−基、−ＯＣＦ_２−基、−ＣＦ_２Ｓ−基、−ＳＣＦ_２−基、−Ｎ（ＣＦ_３）−基、−ＣＨ_２ＣＨ_２−基、−ＣＦ_２ＣＨ_２−基、−ＣＨ_２ＣＦ_２−基、−ＣＦ_２ＣＦ_２−基、−ＣＨ＝ＣＨ−基、−ＣＦ＝ＣＦ−基、−Ｃ≡Ｃ−基、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−基、又は、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−基で置換されていてもよい。
Ｐ^１は、重合性基を表す。
Ｓｐ^１は、炭素数１〜６の直鎖状、分枝状若しくは環状のアルキレン基若しくはアルキレンオキシ基、又は、直接結合を表す。
ｍは、１又は２である。
Ａ^１とＹとをつなぐ点線部分、及び、Ａ^２とＹとをつなぐ点線部分は、Ａ^１とＡ^２との間にＹを介した結合が存在していてもよいことを表す。
Ｙは、−ＣＨ_２−基、−ＣＨ_２ＣＨ_２−基、−ＣＨ＝ＣＨ−基、−Ｏ−基、−Ｓ−基、−ＮＨ−基、−Ｎ（ＣＨ_３）−基、−Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）−基、−Ｎ（Ｃ_３Ｈ_７）−基、−Ｎ（Ｃ_４Ｈ_９）−基、−ＯＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｏ−基、−ＳＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｓ−基、又は、直接結合を表す。）
で表される化合物である形態が挙げられる。

【0026】

上記化学式（１）で表される化合物におけるｍが１であるときの例としては、以下の化合物が挙げられる。

【0027】

すなわち、上記化合物は、下記化学式（２−１）〜（２−６）；

【0028】

【化2】

【0029】

、並びに、下記化学式（２−７）及び（２−８）；

【化3】

【0030】

（式中、
Ｒ^１及びＲ^２は、同一又は異なって、−Ｓｐ^１−Ｐ^１基、水素原子、ハロゲン原子、−ＣＮ基、−ＮＯ_２基、−ＮＣＯ基、−ＮＣＳ基、−ＯＣＮ基、−ＳＣＮ基、−ＳＦ_５基、又は、炭素数１〜１２の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基、アラルキル基若しくはフェニル基を表す。
Ｒ^１及びＲ^２の少なくとも一方は、−Ｓｐ^１−Ｐ^１基を含む。
Ｐ^１は、重合性基を表す。
Ｓｐ^１は、炭素数１〜６の直鎖状、分枝状若しくは環状のアルキレン基若しくはアルキレンオキシ基、又は、直接結合を表す。
Ｒ^１及びＲ^２の少なくとも一方が、炭素数１〜１２の直鎖状又は分枝状のアルキル基、アラルキル基又はフェニル基であるとき、上記Ｒ^１及びＲ^２の少なくとも一方が有する水素原子は、フッ素原子、塩素原子又は−Ｓｐ^１−Ｐ^１基に置換されていてもよい。
Ｒ^１及びＲ^２が有する−ＣＨ_２−基は、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子が互いに隣接しない限り−Ｏ−基、−Ｓ−基、−ＮＨ−基、−ＣＯ−基、−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−基、−Ｏ−ＣＯＯ−基、−ＯＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｏ−基、−ＳＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｓ−基、−Ｎ（ＣＨ_３）−基、−Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）−基、−Ｎ（Ｃ_３Ｈ_７）−基、−Ｎ（Ｃ_４Ｈ_９）−基、−ＣＦ_２Ｏ−基、−ＯＣＦ_２−基、−ＣＦ_２Ｓ−基、−ＳＣＦ_２−基、−Ｎ（ＣＦ_３）−基、−ＣＨ_２ＣＨ_２−基、−ＣＦ_２ＣＨ_２−基、−ＣＨ_２ＣＦ_２−基、−ＣＦ_２ＣＦ_２−基、−ＣＨ＝ＣＨ−基、−ＣＦ＝ＣＦ−基、−Ｃ≡Ｃ−基、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−基、又は、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−基で置換されていてもよい。）
で表されるいずれかの化合物である形態が挙げられる。

【0031】

上記Ｐ^１としては、アクリロイルオキシ基、メタアクリロイルオキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイルアミノ基、又は、メタアクリロイルアミノ基が挙げられる。

【0032】

上記液晶層形成用組成物は、更に、一種以上の環構造を有する単官能又は多官能の重合性基を有するモノマーを含有する形態が挙げられる。また、上記一種以上の環構造を有する単官能又は多官能の重合性基を有するモノマーとしては、下記化学式（３）；

【0033】

【化4】

【0034】

（式中、
Ｒ^３は、−Ｒ^４−Ｓｐ^２−Ｐ^２基、水素原子、ハロゲン原子、−ＣＮ基、−ＮＯ_２基、−ＮＣＯ基、−ＮＣＳ基、−ＯＣＮ基、−ＳＣＮ基、−ＳＦ_５基、又は、炭素数１〜１２の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基である。
Ｐ^２は、重合性基を表す。
Ｓｐ^２は、炭素数１〜６の直鎖状、分枝状若しくは環状のアルキレン基若しくはアルキレンオキシ基、又は、直接結合を表す。
Ｒ^３が有する水素原子は、フッ素原子又は塩素原子に置換されていてもよい。
Ｒ^３が有する−ＣＨ_２−基は、酸素原子及び硫黄原子が互いに隣接しない限り−Ｏ−基、−Ｓ−基、−ＮＨ−基、−ＣＯ−基、−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−基、−Ｏ−ＣＯＯ−基、−ＯＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｏ−基、−ＳＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｓ−基、−Ｎ（ＣＨ_３）−基、−Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）−基、−Ｎ（Ｃ_３Ｈ_７）−基、−Ｎ（Ｃ_４Ｈ_９）−基、−ＣＦ_２Ｏ−基、−ＯＣＦ_２−基、−ＣＦ_２Ｓ−基、−ＳＣＦ_２−基、−Ｎ（ＣＦ_３）−基、−ＣＨ_２ＣＨ_２−基、−ＣＦ_２ＣＨ_２−基、−ＣＨ_２ＣＦ_２−基、−ＣＦ_２ＣＦ_２−基、−ＣＨ＝ＣＨ−基、−ＣＦ＝ＣＦ−基、−Ｃ≡Ｃ−基、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−基、又は、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−基で置換されていてもよい。
Ｒ^４は、−Ｏ−基、−Ｓ−基、−ＮＨ−基、−ＣＯ−基、−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−基、−Ｏ−ＣＯＯ−基、−ＯＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｏ−基、−ＳＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｓ−基、−Ｎ（ＣＨ_３）−基、−Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）−基、−Ｎ（Ｃ_３Ｈ_７）−基、−Ｎ（Ｃ_４Ｈ_９）−基、−ＣＦ_２Ｏ−基、−ＯＣＦ_２−基、−ＣＦ_２Ｓ−基、−ＳＣＦ_２−基、−Ｎ（ＣＦ_３）−基、−ＣＨ_２ＣＨ_２−基、−ＣＦ_２ＣＨ_２−基、−ＣＨ_２ＣＦ_２−基、−ＣＦ_２ＣＦ_２−基、−ＣＨ＝ＣＨ−基、−ＣＦ＝ＣＦ−基、−Ｃ≡Ｃ−基、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−基、又は、直接結合を表す。
Ａ^３及びＡ^４は、同一又は異なって、１，２−フェニレン基、１，３−フェニレン基、１，４−フェニレン基、ナフタレン−１，４−ジイル基、ナフタレン−１，５−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、１，４−シクロヘキシレン基、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、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、インダン−１，３−ジイル基、インダン−１，５−ジイル基、インダン−２，５−ジイル基、フェナントレン−１，６−ジイル基、フェナントレン−１，８−ジイル基、フェナントレン−２，７−ジイル基、フェナントレン−３，６−ジイル基、アントラセン−１，５−ジイル基、アントラセン−１，８−ジイル基、アントラセン−２，６−ジイル基、又は、アントラセン−２，７−ジイル基を表す。
Ａ^３及びＡ^４が有する−ＣＨ_２−基は、互いに隣接しない限り−Ｏ−基又は−Ｓ−基で置換されていてもよい。
Ａ^３及びＡ^４が有する水素原子は、フッ素原子、塩素原子、−ＣＮ基、又は、炭素数１〜６のアルキル基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボニル基若しくはアルキルカルボニルオキシ基で置換されていてもよい。
Ｚは、−Ｏ−基、−Ｓ−基、−ＮＨ−基、−ＣＯ−基、−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−基、−Ｏ−ＣＯＯ−基、−ＯＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｏ−基、−ＳＣＨ_２−基、−ＣＨ_２Ｓ−基、−Ｎ（ＣＨ_３）−基、−Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）−基、−Ｎ（Ｃ_３Ｈ_７）−基、−Ｎ（Ｃ_４Ｈ_９）−基、−ＣＦ_２Ｏ−基、−ＯＣＦ_２−基、−ＣＦ_２Ｓ−基、−ＳＣＦ_２−基、−Ｎ（ＣＦ_３）−基、−ＣＨ_２ＣＨ_２−基、−ＣＦ_２ＣＨ_２−基、−ＣＨ_２ＣＦ_２−基、−ＣＦ_２ＣＦ_２−基、−ＣＨ＝ＣＨ−基、−ＣＦ＝ＣＦ−基、−Ｃ≡Ｃ−基、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−基、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−基、又は、直接結合を表す。
ｎは０、１又は２である。）
で表される化合物が挙げられる。

【0035】

上記Ｐ^２としては、アクリロイルオキシ基、メタアクリロイルオキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイルアミノ基、又は、メタアクリロイルアミノ基が挙げられる。

【0036】

上記液晶層形成用組成物は、更に、一種以上の水素引き抜き反応を促進する化合物を含有する形態が挙げられる。上記水素引き抜き反応を促進する化合物としては、炭素数１〜１２のアルキル基、アルケニル基、又は、アリール基を有する、エーテル、アミン、チオール、又は、アルコールが挙げられる。

【0037】

また、本発明は、上記液晶層形成用組成物を用いて好適に作製される液晶表示装置でもある。

【0038】

すなわち、本発明の他の一側面は、一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された液晶層とを備える液晶表示装置であって、上記液晶層は、液晶材料を含有し、上記一対の基板の少なくとも一方は、近接する液晶分子を配向制御する配向膜、及び、上記配向膜上に形成され、近接する液晶分子を配向制御するポリマー層を有し、上記ポリマー層は、液晶層中に添加されたモノマーが重合することによって形成されたものであり、上記モノマーは、光照射による水素引き抜き反応によってケチルラジカルを生成する構造を有する化合物である液晶表示装置である。

【0039】

本発明の液晶表示装置が備える一対の基板は、例えば、一方をアレイ基板、他方をカラーフィルタ基板として用いられる。アレイ基板は、複数の画素電極を備え、これにより画素単位で液晶の配向が制御される。カラーフィルタ基板は、複数色のカラーフィルタが、アレイ基板の画素電極とそれぞれ重畳する位置に配置され、画素単位で表示色が制御される。

【0040】

本発明の液晶表示装置が備える一対の基板の少なくとも一方は、近接する液晶分子を配向制御する配向膜を有する。本発明において配向膜は、配向処理がなされていないもの、及び、配向処理がなされたもののいずれであってもよい。

【0041】

本発明の液晶表示装置が備える一対の基板の少なくとも一方は、上記配向膜上に形成され、近接する液晶分子を配向制御するポリマー層を有し、上記ポリマー層は、液晶層中に添加されたモノマーが重合することによって形成されたものである。上記ポリマー層を形成することにより、上記配向膜に対して配向処理を施さなかったとしても、配向膜及びポリマー層に近接する液晶分子の初期傾斜を一定の方向に傾かせることができる。例えば、液晶分子がプレチルト配向している状態でモノマーを重合させ、ポリマー層を形成した場合には、上記配向膜が配向処理されているか否かに関わらず、ポリマー層は液晶分子に対してプレチルト配向させる構造を有する形で形成されることになる。

【0042】

上記モノマーは、光照射による水素引き抜き反応によってケチルラジカルを生成する構造を有する化合物である。このようなモノマーによって形成されるポリマー層は、新たに重合開始剤を追加する必要がなく短時間の重合反応によって形成されたものであり、かつ重合開始剤に由来する不純物も発生していないので、液晶層内の残留ＤＣ電圧の発生が少なく、焼き付きや表示むら等の表示品位の劣化が少ない。また、長時間の光照射による構成部材の劣化が防止されているので、電圧保持率（ＶＨＲ）の安定化等、信頼性の高い液晶表示装置となる。

【0043】

本発明の液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。

【0044】

本発明の液晶表示装置の好ましい形態としては、上記本発明の液晶層形成用組成物の好ましい形態として説明した内容と同様の形態が挙げられる。すなわち、（ａ）上記化合物は、上記化学式（１）で表される化合物である形態、（ｂ）上記化学式（１）で表される化合物のｍが１である形態、（ｃ）上記化合物は、上記化学式（２−１）〜（２−６）で表されるいずれかの化合物である形態、（ｄ）上記化合物は、上記化学式（２−７）及び（２−８）で表されるいずれかの化合物である形態、（ｅ）上記Ｐ^１は、アクリロイルオキシ基、メタアクリロイルオキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイルアミノ基、又は、メタアクリロイルアミノ基である形態、（ｆ）上記ポリマー層は、更に、一種以上の環構造を有する単官能又は多官能の重合性基を有するモノマーが重合することによって形成されたものである形態、（ｇ）上記一種以上の環構造を有する単官能又は多官能の重合性基を有するモノマーは、上記化学式（３）で表される化合物である形態、（ｈ）上記Ｐ^２は、アクリロイルオキシ基、メタアクリロイルオキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイルアミノ基、又は、メタアクリロイルアミノ基である形態が挙げられる。

【0045】

上記一種以上の環構造を有する単官能又は多官能の重合性基を有するモノマーは、下記化学式（４−１）〜（４−５）；

【0046】

【化5】

【0047】

（式中、Ｐ^２は、同一又は異なって、重合性基を表す。）で表されるいずれかの化合物である形態が挙げられる。上記Ｐ^２としては、アクリロイルオキシ基、メタアクリロイルオキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイルアミノ基、又は、メタアクリロイルアミノ基が挙げられる。

【0048】

また、本発明は、上記液晶層形成用組成物を用いて好適に作製される液晶表示装置の製造方法でもある。

【0049】

すなわち、本発明の他の一側面は、一対の基板と、上記一対の基板に挟持された液晶層とを備える液晶表示装置の製造方法であって、上記製造方法は、上記一対の基板の少なくとも一方の基板に、近接する液晶分子を配向制御する配向膜を形成する工程と、上記配向膜上に、近接する液晶分子を配向制御するポリマー層を形成する工程とを有し、上記ポリマー層を形成する工程は、液晶層中に添加されたモノマーを重合させる工程を含み、上記モノマーは、光照射による水素引き抜き反応によってケチルラジカルを生成する構造を有する化合物である液晶表示装置の製造方法である。

【0050】

本発明の製造方法によって製造される液晶表示装置の特徴は、上述の本発明の液晶表示装置で説明した特徴と同様である。

【0051】

上記モノマーは、光照射による水素引き抜き反応によってケチルラジカルを生成する構造を有する化合物である。このようなモノマーによって形成されるポリマー層は、新たに重合開始剤を追加する必要がなく短時間で重合反応が進行し、かつ重合開始剤に由来する不純物が発生しないので、液晶層内の残留ＤＣ電圧の発生が少なく、焼き付きや表示むら等の表示品位の劣化が少ない液晶表示装置を作製することができる。また、短時間の光照射で済むので、長時間の光照射による構成部材の劣化を防ぐことができ、液晶表示装置の信頼性を高めることができる。

【0052】

本発明の液晶表示装置の製造方法としては、このような工程を必須とするものである限り、その他の工程により特に限定されるものではない。

【0053】

本発明の液晶表示装置の製造方法の好ましい形態としては、本発明の液晶層形成用組成物又は液晶表示装置の好ましい形態として説明した内容と同様の形態が挙げられる。すなわち、（ａ）上記化合物は、上記化学式（１）で表される化合物である形態、（ｂ）上記化学式（１）で表される化合物のｍが１である形態、（ｃ）上記化合物は、上記化学式（２−１）〜（２−６）で表されるいずれかの化合物である形態、（ｄ）上記化合物は、上記化学式（２−７）及び（２−８）で表されるいずれかの化合物である形態（ｅ）上記Ｐ^１は、アクリロイルオキシ基、メタアクリロイルオキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイルアミノ基、又は、メタアクリロイルアミノ基である形態、（ｆ）上記ポリマーを形成する工程は、更に、一種以上の環構造を有する単官能又は多官能の重合性基を有するモノマーが重合することによって形成されたものである形態、（ｇ）上記一種以上の環構造を有する単官能又は多官能の重合性基を有するモノマーは、上記化学式（３）で表される化合物である形態、（ｈ）上記Ｐ^２は、アクリロイルオキシ基、メタアクリロイルオキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイルアミノ基、又は、メタアクリロイルアミノ基である形態、（ｉ）上記一種以上の環構造を有する単官能又は多官能の重合性基を有するモノマーは、上記化学式（４−１）〜（４−５）で表されるいずれかの化合物である形態が挙げられる。以下、他の好ましい形態について説明する。

【0054】

上記ポリマー層を形成する工程としては、液晶層に対して閾値以上の電圧を印加した状態で行われる形態が挙げられる。ＰＳＡ重合工程を行う際に、液晶層に対し閾値以上の電圧を印加した状態で光照射を行うことで、閾値以上の電圧印加状態で配向した液晶分子にならった形で重合体が形成されるので、形成されるＰＳＡ層が、後に電圧無印加状態となっても液晶分子に対し初期プレチルト角を規定する配向膜として機能するような構造をもつことになる。

【0055】

上記ポリマー層を形成する工程としては、液晶層に対して閾値以上の電圧を印加しない状態で行われる形態が挙げられる。閾値以上の電圧を印加しない状態であっても、配向膜の配向規制力を長時間維持することは可能であり、焼き付きや表示むらの低減の効果を得ることができる。

【発明の効果】

【0056】

本発明によれば、液晶層内の残留ＤＣ電圧の発生が少なく、焼き付きや表示むら等の表示品位の劣化が少ない液晶表示装置を得ることができる。また、構成部材の劣化が少なく、信頼性の高い液晶表示装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0057】

【図1】実施形態１に係る液晶表示装置の断面模式図であり、ＰＳＡ重合工程前を示す。

【図2】実施形態１に係る液晶表示装置の断面模式図であり、ＰＳＡ重合工程後を示す。

【発明を実施するための形態】

【0058】

以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。

【0059】

実施形態１
図１及び図２は、実施形態１に係る液晶表示装置の断面模式図である。図１はＰＳＡ重合工程前を示し、図２はＰＳＡ重合工程後を示す。図１及び図２に示すように実施形態１に係る液晶表示装置は、アレイ基板１と、カラーフィルタ基板２と、アレイ基板１及びカラーフィルタ基板２からなる一対の基板間に狭持された液晶層３とを備える。アレイ基板１は、ガラス等を材料とする絶縁性の透明基板と、透明基板上に形成された各種配線、画素電極、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）等とを備える支持基板１１を有する。カラーフィルタ基板２は、ガラス等を材料とする絶縁性の透明基板と、透明基板上に形成されたカラーフィルタ、ブラックマトリクス、共通電極等とを備える支持基板２１を有する。

【0060】

また、アレイ基板１は、支持基板１１上に配向膜１２を備え、カラーフィルタ基板２は、支持基板２１上に配向膜２２を備える。配向膜１２、２２は、イミド構造を含む主鎖をもつ高分子材料（ポリイミド）で構成されている。例えば、配向膜１２、２２として垂直配向膜を用いることにより、配向処理が施されなくとも、液晶分子に対し略９０°のプレチルト角を付与することができる。また、垂直配向膜の表面に対し、配向処理が施されることで、液晶分子のプレチルト角を略９０°から一定角度傾斜させる（初期傾斜させる）ことができる。垂直配向膜材料には、一般的なポリマーよりも長い側鎖を有する化合物が用いられる。

【0061】

図１に示すように、ＰＳＡ重合工程前において液晶層３中には、１種又は２種以上のモノマー４が存在している。そして、ＰＳＡ重合工程によってモノマー４は重合を開始し、図２に示すように、配向膜１２、２２上にＰＳＡ層１３、２３が形成される。

【0062】

具体的にはＰＳＡ層１３、２３は、１種又は２種以上のモノマー４と、負の誘電率異方性を有する液晶材料とを含む液晶層形成用組成物をアレイ基板１とカラーフィルタ基板２との間に注入して液晶層を形成し、一定量の光を液晶層３に照射してモノマー４を光重合させることによって、形成することができる。なお、図２においてＰＳＡ層は、配向膜一面に形成された図を示しているが、実際には、点状に複数形成されていてもよく、膜厚にバラツキがあってもよい。

【0063】

実施形態１で用いるモノマー４は、モノマー４単独で光吸収を行い、ラジカルを発生して連鎖重合を開始するので、重合開始剤を投与する必要がない。

【0064】

実施形態１においては、例えば、ＰＳＡ重合工程を行う際に、液晶層３に対し閾値以上の電圧を印加した状態で光照射を行うことで、閾値以上の電圧印加状態で配向した液晶分子にならった形で重合体が形成されるので、形成されるＰＳＡ層が、後に電圧無印加状態となっても液晶分子に対し初期プレチルト角を規定する配向膜として機能するような構造をもつことになる。

【0065】

実施形態１においては、配向膜１２、２２に対し配向処理が施されている場合等には、液晶層３に対し閾値以上の電圧が印加された状態で光照射が行われなくてもよい。配向膜１２、２２自体が液晶分子に対しプレチルト配向を付与する特性を有する場合、配向膜１２、２２上に形成されるＰＳＡ層１３、２３は、配向膜のもつ配向安定性をより高める膜として機能する。これにより配向規制力が長時間維持されることで、液晶分子はより均一に配向制御され、配向の時間的な変化が少なくなる上、表示に焼き付きが生じにくくなる。なお、実施形態１においては、配向膜１２、２２に対し配向処理がなされた上で、更に液晶層３に対し閾値以上の電圧を印加した状態で光照射が行われてＰＳＡ層１３、２３が形成されてもよく、これにより、より配向安定性の高い配向膜を得ることができる。

【0066】

実施形態１は、液晶分子の配向が、例えば、支持基板１１が有する画素電極内、又は、支持基板２１が有する共通電極内に設けられた線状のスリットによって規定される形態であってもよい。画素電極内及び／又は共通電極内に細い線状のスリットを形成した場合、液晶分子は電圧印加時において線状のスリットに向かって一律に並んだ配向性を有するので、液晶層３に対し閾値以上の電圧が印加された状態でモノマーを重合させることで、液晶分子に対しプレチルト角を付与するＰＳＡ層を形成することができる。

【0067】

実施形態１において用いるモノマー４のうち一種以上は、光照射による水素引き抜き反応によってケチルラジカルを発生するモノマーであり、上記化学式（１）で表される化合物を用いることができ、上記化学式（２−１）〜（２−８）で表される化合物が好適に用いられる。

【0068】

上記化学式（１）及び上記化学式（２−１）〜（２−８）で表されるモノマーは、液晶材料と混合させるときに他の重合開始剤を添加する必要がなく、光照射を行うだけで重合反応を開始することができる。また、重合開始剤に由来すると推定される電荷を帯びやすい不純物が発生しないので、他のモノマー材料を用いてＰＳＡ層を形成した場合よりも焼き付きを生じさせにくくすることができる。なお、実施形態１においては、液晶層形成用組成物中に上記化学式（３）で表される化合物を加えてもよく、上記化学式（４−１）〜（４−５）で表される化合物が好適に用いられる。これにより、焼き付き低減の効果を同様に得ることができる。

【0069】

実施形態１に係る液晶表示装置の他の構成要素について詳述する。

【0070】

実施形態１に係る液晶表示装置においては、アレイ基板１、液晶層３及びカラーフィルタ基板２が、液晶表示装置の背面側から観察面側に向かってこの順に積層されている。アレイ基板１が有する支持基板１１の背面側には、偏光板が備え付けられている。また、カラーフィルタ基板２が有する支持基板２１の観察面側にも、偏光板が備え付けられている。これらの偏光板に対しては、更に位相差板が配置されていてもよく、上記偏光板は、円偏光板であってもよい。

【0071】

実施形態１に係る液晶表示装置は、透過型、反射型及び反射透過両用型のいずれであってもよい。透過型又は反射透過両用型であれば、実施形態１の液晶表示装置は、更に、バックライトを備えている。バックライトは、アレイ基板１の更に背面側に配置され、アレイ基板１、液晶層３及びカラーフィルタ基板２の順に光が透過するように配置される。反射型又は反射透過両用型であれば、アレイ基板１は、外光を反射するための反射板を備える。また、少なくとも反射光を表示として用いる領域においては、カラーフィルタ基板２の偏光板は、いわゆるλ／４位相差板を備える円偏光板である必要がある。

【0072】

実施形態１に係る液晶表示装置は、カラーフィルタをアレイ基板１に備えるカラーフィルタオンアレイ（Color Filter On Array）の形態であってもよい。また、実施形態１に係る液晶表示装置はモノクロディスプレイであってもよく、その場合、カラーフィルタは配置される必要はない。

【0073】

液晶層３には、一定電圧が印加されることで特定の方向に配向する特性をもつ液晶材料が充填されている。液晶層３内の液晶分子は、閾値以上の電圧の印加によってその配向性が制御される。

【0074】

実施形態１に係る液晶表示装置は、液晶表示装置（例えば、液晶ＴＶ（テレビジョン）、ＤＩＤ（デジタルインフォメーションディスプレイ））を分解し、核磁気共鳴分析法（ＮＭＲ：Nuclear Magnetic Resonance）、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ：Fourier Transform Infrared Spectroscopy）、質量分析法（ＭＳ：Mass Spectrometry）等を用いた化学分析を行うことにより、配向膜の成分の解析、ＰＳＡ層中に存在するＰＳＡ層形成用モノマーの成分の解析、液晶層中に含まれるＰＳＡ層形成用モノマーの混入量、ＰＳＡ層中のＰＳＡ層形成用モノマーの存在比等を確認することができる。

【0075】

実施例１
以下に、実施形態１に係る液晶表示装置が備える液晶セルを実際に作製した実施例１を示す。まず、一対の支持基板を用意し、垂直配向膜用の材料であるポリアミック酸溶液を一対の支持基板の表面にそれぞれ塗布し、８０℃の条件下で５分間プリベークを行い、続いて２００℃の条件下で６０分間ポストベークを行い、ポリイミドとした。

【0076】

次に、ポストベーク後の配向膜に対して配向処理を行った。次に、片側基板にシールを塗布し、該片側基板上に、負の誘電率異方性を有する液晶材料と、ＰＳＡ層形成用のモノマーとを含む液晶層形成用組成物を滴下後、他方の基板と貼り合わせを行った。

【0077】

実施例１では、下記化学式（５）及び（６）で表されるモノマーを組み合わせて用いている。下記化学式（５）で表される化合物は、ビフェニル系の二官能メタクリレートモノマーであり、下記化学式（６）で表される化合物は、ベンゾフェノン系の二官能メタクリレートモノマーである。

【0078】

【化6】

【0079】

【化7】

【0080】

実施例１の液晶セル作成のため、ＰＳＡ層形成用モノマーとして用いる上記化学式（５）及び（６）で表される化合物の合成を行った。上記化合物は以下に示す方法に従って合成を行ったが、方法はこれに限られるものではない。

【0081】

合成例１（４，４’−ジメタアクリロイルオキシベンゾフェノン（上記化学式（６））の合成）
４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノン４．０ｇをＴＨＦ２４ｇに溶解し、トリエチルアミン４．７ｇを添加後、メタアクリル酸クロライド４．８ｇを３０分間滴下し、１時間攪拌する。その後、攪拌溶液に対し、１％ＨＣｌａｑ１７０ｇを添加した後、塩化メチレン１２０ｇで抽出して、水で分液洗浄を行った。その後、塩化メチレンを留去した。続いてシリカゲルカラムクロマトグラフィー（酢酸エチル／ヘキサン＝１：５）により精製を行い、目的物の４，４’−ジメタアクリロイルオキシベンゾフェノンを４．５ｇ得た。反応経路としては、下記化学反応式（７）で表される。

【0082】

【化8】

【0083】

実施例１において調製したサンプルは、以下のサンプルＡ〜Ｅである。サンプルＡは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％含む。サンプルＢは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．０３ｗｔ％含む。サンプルＣは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．１ｗｔ％含む。サンプルＤは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．１５ｗｔ％含む。サンプルＥは、液晶層形成用組成物中にモノマーを含まない。

【0084】

次に、一対の基板によって挟持された液晶層に対し、電圧無印加の状態でブラックライト（３００〜３７０ｎｍにピーク波長がある紫外光）を照射し、重合反応を行うことで、ＰＳＡ層が垂直配向膜上に形成された液晶セルをそれぞれ完成させた。紫外線の照射時間は３０分間とした。紫外光光源としては、東芝ライテック社製のＦＨＦ−３２ＢＬＢを用いた。なお、ＦＨＦ−３２ＢＬＢは、３１０ｎｍに小さな発光強度を有し、３３０ｎｍ以上で大きな発光強度を持つ紫外光光源である。

【0085】

続いて、完成した各液晶セルに対して、それぞれ残留ＤＣ電圧（ｍＶ）の測定を行った。以下に、各サンプルについて残留ＤＣ電圧の測定を行ったときの結果を示す。表１は、上記各サンプルを用いた残留ＤＣ電圧（ｍＶ）の測定結果を示す表である。実施例１において残留ＤＣ電圧の値は、ＤＣオフセット電圧２Ｖを１０時間印加した後、フリッカ消去法を用いることで決定している。

【0086】

また、完成した各液晶セルに対して、それぞれ電圧保持率（ＶＨＲ）の測定を行った。ＶＨＲは、１Ｖのパルス電圧を印加後、１６．６１ｍｓ間の電荷保持を確認することで決定した。また、ＶＨＲの測定は、初期段階と、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）バックライトで光を照射しながら通電後１０００時間が経過してからの段階との計２回行った。

【0087】

表１は、上記各サンプルを用いた残留ＤＣ電圧（ｍＶ）及びＶＨＲ（％）の測定結果を示す表である。

【0088】

【表1】

【0089】

上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％含む組成物では、紫外光の長時間照射（例えば、４時間以上）が必要であり、３０分の照射では安定なＰＳＡ層が形成されておらず、残留ＤＣ電圧は１６０ｍＶとなった。これによりモノマーとしてビフェニル系モノマーを単独で用いたのみでは、焼き付き残像は改善されないことが示された。

【0090】

上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％含み、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．０３ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は−２０ｍＶと小さくなり、残留ＤＣ電圧の改善効果が得られた。これにより、二官能ビフェニル系モノマーを用いた場合であっても、水素引き抜き型の開始剤となる二官能ベンゾフェノン系モノマーをあわせて用いることで、重合開始剤が液晶層中に残存することなく重合が進行するので、表示むら及び焼き付き残像の改善効果が得られることが示された。更に、重合基が開始剤に付加されており、未反応開始剤もモノマーとして反応させることができるので、液晶層中にモノマーが残存することなく重合が進行するので、表示むら及び焼き付き残像の改善効果が得られることが示された。

【0091】

また、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％含み、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．１ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は−２０ｍＶと小さくなり、サンプルＢと同様に残留ＤＣ電圧の改善効果が得られた。また、サンプルＢ及びサンプルＣの結果からわかるように、二官能ベンゾフェノン系モノマーを少量添加するのみで、残留ＤＣ電圧の改善効果が得られることが示された。

【0092】

更に、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％含み、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．１５ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は＋２０ｍＶと小さくなり、サンプルＢ及びサンプルＣと同様に残留ＤＣ電圧の改善効果が得られた。

【0093】

モノマーを添加せずＰＳＡ層を形成しない場合、残留ＤＣ電圧は２５０ｍＶと高い値だった。この理由としては、液晶層と配向膜のポリイミド側鎖で構成される界面に電荷が貯まり易いことが要因として考えられる。

【0094】

サンプルＡ〜Ｄのいずれのサンプルも９９％以上となり、電圧保持率（ＶＨＲ）の低下は顕著に見られず、高い信頼性が得られた。これは、紫外線の照射時間が３０分間と短いためと考えられる。一方で、ＰＳＡ層を形成しなかったサンプルＥは、ＶＨＲの値が９８％台まで落ち、信頼性の低下が見られた。このことから、ＰＳＡ層を形成しないとＶＨＲの低下を生じてしまうことがわかった。

【0095】

以上のことから、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを液晶材料に添加し、その混合物を用いてＰＳＡ層を形成することにより、残留ＤＣ電圧が少ない液晶表示装置を設計することができることがわかった。

【0096】

また、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーは、波長３３０〜３７０ｎｍ付近に吸収を示し、紫外光照射による重合時間の短縮が可能なモノマーであることがわかった。

【0097】

実施例２
以下に、実施形態１に係る液晶表示装置が備える液晶セルを実際に作製した実施例２を示す。実施例２で用いた液晶セルは、配向膜に配向処理を施さなかったこと、及び、ＰＳＡ層の形成の際に、閾値以上の電圧を印加した状態で光の照射を行ったこと以外は、実施例１と同様の方法を用いて各サンプルを作製している。

【0098】

実施例２において調製したサンプルは、以下のサンプルＦ〜Ｊである。サンプルＦは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％含む。サンプルＧは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．０３ｗｔ％含む。サンプルＨは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．１ｗｔ％含む。サンプルＩは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．１５ｗｔ％含む。サンプルＪは、液晶層形成用組成物中にモノマーを含まない。

【0099】

次に、一対の基板によって挟持された液晶層に対し、５Ｖの電圧を印加しながらブラックライト（３００〜３７０ｎｍにピーク波長がある紫外光）を照射し、重合反応を行うことで、ＰＳＡ層が垂直配向膜上に形成された液晶セルをそれぞれ完成させた。紫外線の照射時間は３０分間とした。紫外光光源としては、東芝ライテック社製のＦＨＦ−３２ＢＬＢを用いた。

【0100】

続いて、完成した各液晶セルに対して、それぞれ残留ＤＣ電圧（ｍＶ）の測定を行った。実施例２において残留ＤＣ電圧の値は、ＤＣオフセット電圧２Ｖを１０時間印加した後、フリッカ消去法を用いることで決定している。

【0101】

また、完成した各液晶セルに対して、それぞれ電圧保持率（ＶＨＲ）の測定を行った。ＶＨＲは、１Ｖのパルス電圧を印加後、１６．６１ｍｓ間の電荷保持を確認することで決定した。また、ＶＨＲの測定は、初期段階と、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）バックライトで光を照射しながら通電後１０００時間が経過してからの段階との計２回行った。

【0102】

表２は、上記各サンプルを用いた残留ＤＣ電圧（ｍＶ）及びＶＨＲ（％）の測定結果を示す表である。

【0103】

【表2】

【0104】

上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％含む組成物では、紫外光の長時間照射（例えば、４時間以上）が必要であり、３０分の照射では安定なＰＳＡ層が形成されておらず、残留ＤＣ電圧は１７０ｍＶとなった。これによりモノマーとしてビフェニル系モノマーを単独で用いたのみでは、焼き付き残像は改善されないことが示された。

【0105】

上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％含み、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．０３ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は−１０ｍＶと小さくなり、残留ＤＣ電圧の改善効果が得られた。これにより、二官能ビフェニル系モノマーを用いた場合であっても、水素引き抜き型の開始剤となる二官能ベンゾフェノン系モノマーとあわせて用いることで、重合開始剤が液晶層中に残存することなく重合が進行するので、表示むら及び焼き付き残像の改善効果が得られることが示された。更に、重合基が開始剤に付加されており、未反応開始剤もモノマーとして反応させることができるので、液晶層中にモノマーが残存することなく重合が進行するので、表示むら及び焼き付き残像の改善効果が示された。

【0106】

また、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％含み、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．１ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は−１０ｍＶと小さくなり、サンプルＧと同様に焼き付き残像の改善効果が得られた。また、サンプルＧ及びサンプルＨの結果からわかるように、二官能ベンゾフェノン系モノマーを少量添加するのみで、残留ＤＣ電圧の改善効果が得られることが示された。

【0107】

更に、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％含み、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．１５ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は０ｍＶと小さくなり、サンプルＧ及びサンプルＨと同様に残留ＤＣ電圧の改善効果が得られた。

【0108】

実施例２においては配向膜に配向処理が施されておらず、モノマーを添加せずＰＳＡ層を形成しない場合、ポリマー層が形成されないため、プレチルト角が９０°であり測定不可能であった。

【0109】

サンプルＦ〜Ｉのいずれのサンプルも９９％以上となり、電圧保持率（ＶＨＲ）の低下は顕著に見られず、高い信頼性が得られた。これは、紫外線の照射時間が３０分間と短いためと考えられる。一方で、ＰＳＡ層を形成しなかったサンプルＪはＶＨＲが９８％台まで落ち、信頼性の低下が見られた。このことから、ＰＳＡ層を形成しないと、信頼性の面でも課題が生じてしまうことがわかった。

【0110】

以上のことから、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを液晶材料に添加し、その混合物を用いてＰＳＡ層を形成することにより、残留ＤＣ電圧が少ない液晶表示装置を設計することができることがわかった。

【0111】

また、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーは、波長３３０〜３７０ｎｍ付近に吸収を示し、紫外光照射による重合時間の短縮が可能なモノマーであることがわかった。

【0112】

更に、実施例１と実施例２とを比較するとわかるように、モノマーとして二官能ベンゾフェノン系を用いた場合は、電圧印加型のＰＳＡ工程と電圧無印加型のＰＳＡ工程とのいずれによっても、残留ＤＣ電圧の発生を抑え、表示むら及び焼き付きを低減することができることがわかった。

【0113】

実施例３
以下に、実施形態１に係る液晶表示装置が備える液晶セルを実際に作製した実施例３を示す。実施例３で用いた液晶セルは、液晶層形成用組成物に含まれる重合性モノマーの成分及び重量比が異なること、並びに、紫外線の照射時間を１５分間にしたこと以外は、実施例１と同様の方法を用いてサンプルを作製している。

【0114】

実施例３では、下記化学式（８）及び上記化学式（６）で表されるモノマーを１種又は２種を組み合わせて用いている。下記化学式（８）で表される化合物は、フェナントレン系の二官能メタクリレートモノマーである。

【0115】

【化9】

【0116】

実施例３において調製したサンプルは、以下のサンプルＫ〜Ｏである。サンプルＫは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％含む。サンプルＬは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．０３ｗｔ％含む。サンプルＭは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．１ｗｔ％含む。サンプルＮは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．１５ｗｔ％含む。サンプルＯは、液晶層形成用組成物中にモノマーを含まない。

【0117】

次に、一対の基板によって挟持された液晶層に対し、電圧無印加の状態でブラックライト（３００〜３７０ｎｍにピーク波長がある紫外光）を照射し、重合反応を行うことで、ＰＳＡ層が垂直配向膜上に形成された液晶セルをそれぞれ完成させた。紫外線の照射時間は１５分間とした。紫外光光源としては、東芝ライテック社製のＦＨＦ−３２ＢＬＢを用いた。

【0118】

続いて、完成した各液晶セルに対して、それぞれ残留ＤＣ電圧（ｍＶ）の測定を行った。実施例３において残留ＤＣ電圧の値は、ＤＣオフセット電圧２Ｖを１０時間印加した後、フリッカ消去法を用いることで決定している。

【0119】

また、完成した各液晶セルに対して、それぞれ電圧保持率（ＶＨＲ）の測定を行った。ＶＨＲは、１Ｖのパルス電圧を印加後、１６．６１ｍｓ間の電荷保持を確認することで決定した。また、ＶＨＲの測定は、初期段階と、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）バックライトで光を照射しながら通電後１０００時間が経過してからの段階との計２回行った。

【0120】

表３は、上記各サンプルを用いた残留ＤＣ電圧（ｍＶ）及びＶＨＲ（％）の測定結果を示す表である。

【0121】

【表3】

【0122】

上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％含む組成物では、残留ＤＣ電圧は０ｍＶとなった。これによりモノマーとしてフェナントレン系モノマーを単独で用いた場合であっても、焼き付き残像が改善されることが示された。

【0123】

上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％含み、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．０３ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は−２０ｍＶと、添加しない場合と比べて２０ｍＶ小さくなり、残留ＤＣ電圧の改善効果が得られた。これにより水素引き抜き型の開始剤となる二官能ベンゾフェノン系モノマーとあわせて二官能ビフェニル系モノマーではなく二官能フェナントレン系モノマーを用いることで、より短時間で重合反応を進行させることができ、焼き付き残像の改善効果及び表示むらの抑制の効果が得られることが示された。

【0124】

また、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％含み、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．１ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は−２０ｍＶと、添加しない場合と比べて２０ｍＶ小さくなり、サンプルＬと同様に残留ＤＣ電圧の改善効果が得られた。また、サンプルＬ及びサンプルＭの結果からわかるように、二官能ベンゾフェノン系モノマーを少量添加するのみで、焼き付き残像の改善効果及び表示むらの抑制の効果が得られることが示された。

【0125】

更に、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％含み、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．１５ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は−２０ｍＶと、添加しない場合と比べて２０ｍＶ小さくなり、サンプルＬ及びサンプルＭと同様に焼き付き残像の改善効果及び表示むらの抑制の効果が得られた。

【0126】

モノマーを添加せずＰＳＡ層を形成しない場合、残留ＤＣ電圧は２５０ｍＶと高い値だった。この理由としては、液晶層と配向膜のポリイミド側鎖で構成される界面に電荷が貯まり易いことが要因として考えられる。

【0127】

サンプルＫ〜Ｎのいずれのサンプルも９９％以上となり、電圧保持率（ＶＨＲ）の低下は顕著に見られず、高い信頼性が得られた。これは、紫外線の照射時間が１５分間と短いためと考えられる。一方で、ＰＳＡ層を形成しなかったサンプルＯは、ＶＨＲの値が９８％台まで落ち、信頼性の低下が見られた。このことから、ＰＳＡ層を形成しないとＶＨＲの低下を生じてしまうことがわかった。

【0128】

以上のことから、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーに加えて上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを液晶材料に添加し、その混合物を用いてＰＳＡ層を形成することにより、より短時間で残留ＤＣ電圧が少ない液晶表示装置を設計することができることがわかった。

【0129】

また、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーは、波長３３０〜３７０ｎｍ付近に吸収を示し、紫外光照射による重合時間の短縮が可能なモノマーであることがわかった。

【0130】

実施例４
以下に、実施形態１に係る液晶表示装置が備える液晶セルを実際に作製した実施例４を示す。実施例４で用いた液晶セルは、配向膜に配向処理を施さなかったこと、及び、ＰＳＡ層の形成の際に、閾値以上の電圧を印加した状態で光の照射を行ったこと以外は、実施例３と同様の方法を用いて各サンプルを作製している。

【0131】

実施例４では、上記化学式（８）及び上記化学式（６）で表されるモノマーを１種又は２種を組み合わせて用いている。上記化学式（８）で表される化合物は、フェナントレン系の二官能メタクリレートモノマーである。

【0132】

実施例４において調製したサンプルは、以下のサンプルＰ〜Ｔである。サンプルＰは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％含む。サンプルＱは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．０３ｗｔ％含む。サンプルＲは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．１ｗｔ％含む。サンプルＳは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．１５ｗｔ％含む。サンプルＴは、液晶層形成用組成物中にモノマーを含まない。

【0133】

次に、一対の基板によって挟持された液晶層に対し、電圧無印加の状態でブラックライト（３００〜３７０ｎｍにピーク波長がある紫外光）を照射し、重合反応を行うことで、ＰＳＡ層が垂直配向膜上に形成された液晶セルをそれぞれ完成させた。紫外線の照射時間は１５分間とした。紫外光光源としては、東芝ライテック社製のＦＨＦ−３２ＢＬＢを用いた。

【0134】

続いて、完成した各液晶セルに対して、それぞれ残留ＤＣ電圧（ｍＶ）の測定を行った。実施例４において残留ＤＣ電圧の値は、ＤＣオフセット電圧２Ｖを１０時間印加した後、フリッカ消去法を用いることで決定している。

【0135】

また、完成した各液晶セルに対して、それぞれ電圧保持率（ＶＨＲ）の測定を行った。ＶＨＲは、１Ｖのパルス電圧を印加後、１６．６１ｍｓ間の電荷保持を確認することで決定した。また、ＶＨＲの測定は、初期段階と、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）バックライトで光を照射しながら通電後１０００時間が経過してからの段階との計２回行った。

【0136】

表４は、上記各サンプルを用いた残留ＤＣ電圧（ｍＶ）及びＶＨＲ（％）の測定結果を示す表である。

【0137】

【表4】

【0138】

上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％含む組成物では、残留ＤＣ電圧は０ｍＶとなった。これによりモノマーとしてフェナントレン系モノマーを単独で用いた場合であっても、焼き付き残像が改善されることが示された。

【0139】

上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％含み、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．０３ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は−２０ｍＶと、添加しない場合と比べて２０ｍＶ小さくなり、残留ＤＣ電圧の改善効果が得られた。これにより水素引き抜き型の開始剤となる二官能ベンゾフェノン系モノマーとあわせて二官能ビフェニル系モノマーではなく二官能フェナントレン系モノマーを用いることで、より短時間で重合反応を進行させることができ、焼き付き残像の改善効果及び表示むらの抑制の効果が得られることが示された。

【0140】

また、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％含み、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．１ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は−２０ｍＶと、添加しない場合と比べて２０ｍＶ小さくなり、サンプルＱと同様に焼き付き残像の改善効果が得られた。また、サンプルＱ及びサンプルＲの結果からわかるように、二官能ベンゾフェノン系モノマーを少量添加するのみで、表示むら及び焼き付き残像の改善効果が得られることが示された。

【0141】

更に、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％含み、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーを０．１５ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は−２０ｍＶと、添加しない場合と比べて２０ｍＶ小さくなり、サンプルＱ及びサンプルＲと同様に表示むら及び焼き付き残像の改善効果が得られた。

【0142】

実施例４においては配向膜に配向処理が施されておらず、モノマーを添加せずＰＳＡ層を形成しない場合、ポリマー層が形成されないため、チルト角が９０°であり測定不可能であった。

【0143】

サンプルＰ〜Ｓのいずれのサンプルも９９％以上となり、電圧保持率（ＶＨＲ）の低下は顕著に見られず、高い信頼性が得られた。これは、紫外線の照射時間が１５分間と短いためと考えられる。一方で、ＰＳＡ層を形成しなかったサンプルＴは、ＶＨＲの値が９８％台まで落ち、信頼性の低下が見られた。このことから、ＰＳＡ層を形成しないとＶＨＲの低下を生じてしまうことがわかった。

【0144】

以上のことから、上記化学式（６）で表される二官能ベンゾフェノン系モノマーに加えて上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを液晶材料に添加し、その混合物を用いてＰＳＡ層を形成することにより、より短時間で残留ＤＣ電圧が少ない液晶表示装置を設計することができることがわかった。

【0145】

また、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーは、波長３３０〜３７０ｎｍ付近に吸収を示し、紫外光照射による重合時間の短縮が可能なモノマーであることがわかった。

【0146】

更に、実施例３と実施例４とを比較するとわかるように、モノマーとして二官能ベンゾフェノン系を用いた場合は、電圧印加型のＰＳＡ工程と電圧無印加型のＰＳＡ工程とのいずれによっても、残留ＤＣ電圧の発生を抑え、表示むら及び焼き付きを低減し、表示むらを抑制することができることがわかった。

【0147】

実施例５
以下に、実施形態１に係る液晶表示装置が備える液晶セルを実際に作製した実施例５を示す。実施例５で用いた液晶セルは、液晶層形成用組成物に含まれる重合性モノマーの成分及び重量比が異なること以外は、実施例１と同様の方法を用いて各サンプルを作製している。

【0148】

実施例５では、上記化学式（５）及び下記化学式（９）で表されるモノマーを組み合わせて用いている。上記化学式（５）で表される化合物は、ビフェニル系の二官能メタクリレートモノマーである。下記化学式（９）で表される化合物は、ベンジル系の二官能メタクリレートモノマーである。

【0149】

【化10】

【0150】

実施例５の液晶セル作成のため、ＰＳＡ層形成用モノマーとして用いる上記化学式（９）で表される化合物の合成を行った。上記化合物は以下に示す方法に従って合成を行ったが、方法はこれに限られるものではない。

【0151】

合成例２（４，４’−ジヒドロキシベンジルの合成）
まず、市場より入手可能な４，４’−ジメトキシベンジル５．０ｇを酢酸９５ｍｌに溶解させた。続いて、この溶液を７０℃とし、４８％ＨＢｒ水溶液３１．２ｇを１０分で滴下した。次に、滴下後の溶液を１１０℃で７０時間攪拌した。その後、水１５０ｇを添加して結晶化させた。結晶化後の混合液をろ過し、結晶を水２５０ｇで洗浄してから乾燥することで目的物を４．０ｇ得た。反応経路としては、下記化学反応式（１０）で表される。

【0152】

【化11】

【0153】

合成例３（４，４’−ジメタアクリロイルオキシベンジル（上記化学式（９））の合成）
４，４’−ジヒドロキシベンジルを出発原料として、精製をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（酢酸エチル／ヘキサン＝１：４）とする以外は、合成例１と同様の方法で、目的物の４，４’−ジメタアクリロイルオキシベンジルを５．６ｇ得た。反応経路としては、下記化学反応式（１１）で表される。

【0154】

【化12】

【0155】

実施例５において調製したサンプルは、以下のサンプルＵ〜Ｗである。サンプルＵは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．０３ｗｔ％含む。サンプルＶは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．１ｗｔ％含む。サンプルＷは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．１５ｗｔ％含む。

【0156】

次に、一対の基板によって挟持された液晶層に対し、電圧無印加の状態でブラックライト（３００〜３７０ｎｍにピーク波長がある紫外光）を照射し、重合反応を行うことで、ＰＳＡ層が垂直配向膜上に形成された液晶セルをそれぞれ完成させた。紫外線の照射時間は３０分間とした。紫外光光源としては、東芝ライテック社製のＦＨＦ−３２ＢＬＢを用いた。

【0157】

続いて、完成した各液晶セルに対して、それぞれ残留ＤＣ電圧（ｍＶ）の測定を行った。実施例５において残留ＤＣ電圧の値は、ＤＣオフセット電圧２Ｖを１０時間印加した後、フリッカ消去法を用いることで決定している。

【0158】

また、完成した各液晶セルに対して、それぞれ電圧保持率（ＶＨＲ）の測定を行った。ＶＨＲは、１Ｖのパルス電圧を印加後、１６．６１ｍｓ間の電荷保持を確認することで決定した。また、ＶＨＲの測定は、初期段階と、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）バックライトで光を照射しながら通電後１０００時間が経過してからの段階との計２回行った。

【0159】

表５は、上記各サンプルを用いた残留ＤＣ電圧（ｍＶ）及びＶＨＲ（％）の測定結果を示す表である。

【0160】

【表5】

【0161】

上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％含み、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．０３ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は−２０ｍＶと小さくなり、残留ＤＣ電圧の改善効果が得られた。これにより、二官能ビフェニル系モノマーを用いた場合であっても、水素引き抜き型の開始剤となる二官能ベンジル系モノマーをあわせて用いることで、重合開始剤が液晶層中に残存することなく重合が進行するので、表示むら及び焼き付き残像の改善効果が得られることが示された。更に、重合基が開始剤に付加されており、未反応開始剤もモノマーとして反応させることができるので、液晶層中にモノマーが残存することなく重合が進行するので、表示むら及び焼き付き残像の改善効果が得られることが示された。

【0162】

また、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％含み、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．１ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は−１０ｍＶと小さくなり、サンプルＵと同様に残留ＤＣ電圧の改善効果が得られた。また、サンプルＵ及びサンプルＶの結果からわかるように、二官能ベンジル系モノマーを少量添加するのみで、残留ＤＣ電圧の改善効果が得られることが示された。

【0163】

更に、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％含み、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．１５ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は＋１０ｍＶと小さくなり、サンプルＵ及びサンプルＶと同様に残留ＤＣ電圧の改善効果が得られた。

【0164】

サンプルＵ〜Ｗのいずれのサンプルも９９％以上となり、電圧保持率（ＶＨＲ）の低下は顕著に見られず、高い信頼性が得られた。これは、紫外線の照射時間が３０分間と短いためと考えられる。

【0165】

以上のことから、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを液晶材料に添加し、その混合物を用いてＰＳＡ層を形成することにより、残留ＤＣ電圧が少ない液晶表示装置を設計することができることがわかった。

【0166】

また、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーは、波長３３０〜４２０ｎｍ付近に吸収を示し、紫外光照射による重合時間の短縮が可能なモノマーであることがわかった。

【0167】

実施例６
以下に、実施形態１に係る液晶表示装置が備える液晶セルを実際に作製した実施例６を示す。実施例６で用いた液晶セルは、配向膜に配向処理を施さなかったこと、及び、ＰＳＡ層の形成の際に、閾値以上の電圧を印加した状態で光の照射を行ったこと以外は、実施例５と同様の方法を用いて各サンプルを作製している。

【0168】

実施例６において調製したサンプルは、以下のサンプルＸ〜Ｚである。サンプルＸは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．０３ｗｔ％含む。サンプルＹは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．１ｗｔ％含む。サンプルＺは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．１５ｗｔ％含む。

【0169】

次に、一対の基板によって挟持された液晶層に対し、５Ｖの電圧を印加しながらブラックライト（３００〜３７０ｎｍにピーク波長がある紫外光）を照射し、重合反応を行うことで、ＰＳＡ層が垂直配向膜上に形成された液晶セルをそれぞれ完成させた。紫外線の照射時間は３０分間とした。紫外光光源としては、東芝ライテック社製のＦＨＦ−３２ＢＬＢを用いた。

【0170】

続いて、完成した各液晶セルに対して、それぞれ残留ＤＣ電圧（ｍＶ）の測定を行った。実施例６において残留ＤＣ電圧の値は、ＤＣオフセット電圧２Ｖを１０時間印加した後、フリッカ消去法を用いることで決定している。

【0171】

また、完成した各液晶セルに対して、それぞれ電圧保持率（ＶＨＲ）の測定を行った。ＶＨＲは、１Ｖのパルス電圧を印加後、１６．６１ｍｓ間の電荷保持を確認することで決定した。また、ＶＨＲの測定は、初期段階と、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）バックライトで光を照射しながら通電後１０００時間が経過してからの段階との計２回行った。

【0172】

表６は、上記各サンプルを用いた残留ＤＣ電圧（ｍＶ）及びＶＨＲ（％）の測定結果を示す表である。

【0173】

【表6】

【0174】

上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％含み、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．０３ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は−１０ｍＶと小さくなり、残留ＤＣ電圧の改善効果が得られた。これにより、二官能ビフェニル系モノマーを用いた場合であっても、水素引き抜き型の開始剤となる二官能ベンジル系モノマーをあわせて用いることで、重合開始剤が液晶層中に残存することなく重合が進行するので、表示むら及び焼き付き残像の改善効果が得られることが示された。更に、重合基が開始剤に付加されており、未反応開始剤もモノマーとして反応させることができるので、液晶層中にモノマーが残存することなく重合が進行するので、表示むら及び焼き付き残像の改善効果が得られることが示された。

【0175】

また、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％含み、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．１ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は−１０ｍＶと小さくなり、サンプルＸと同様に残留ＤＣ電圧の改善効果が得られた。また、サンプルＸ及びサンプルＹの結果からわかるように、二官能ベンジル系モノマーを少量添加するのみで、残留ＤＣ電圧の改善効果が得られることが示された。

【0176】

更に、上記化学式（５）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．３ｗｔ％含み、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．１５ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は０ｍＶと小さくなり、サンプルＸ及びサンプルＹと同様に残留ＤＣ電圧の改善効果が得られた。

【0177】

サンプルＸ〜Ｚのいずれのサンプルも９９％以上となり、電圧保持率（ＶＨＲ）の低下は顕著に見られず、高い信頼性が得られた。これは、紫外線の照射時間が３０分間と短いためと考えられる。

【0178】

以上のことから、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを液晶材料に添加し、その混合物を用いてＰＳＡ層を形成することにより、残留ＤＣ電圧が少ない液晶表示装置を設計することができることがわかった。

【0179】

また、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーは、波長３３０〜４２０ｎｍ付近に吸収を示し、紫外光照射による重合時間の短縮が可能なモノマーであることがわかった。

【0180】

更に、実施例５と実施例６とを比較するとわかるように、モノマーとして二官能ベンジル系モノマーを用いた場合は、電圧印加型のＰＳＡ工程と電圧無印加型のＰＳＡ工程とのいずれによっても、残留ＤＣ電圧の発生を抑え、表示むら及び焼き付きを低減することができることがわかった。

【0181】

実施例７
以下に、実施形態１に係る液晶表示装置が備える液晶セルを実際に作製した実施例７を示す。実施例７で用いた液晶セルは、液晶層形成用組成物に含まれる重合性モノマーの成分及び重量比が異なること、並びに、紫外線の照射時間を１５分間にしたこと以外は、実施例５と同様の方法を用いて各サンプルを作製している。

【0182】

実施例７では、上記化学式（８）及び上記化学式（９）で表されるモノマーを組み合わせて用いている。上記化学式（８）で表される化合物は、フェナントレン系の二官能メタクリレートモノマーである。上記化学式（９）で表される化合物は、ベンジル系の二官能メタクリレートモノマーである。

【0183】

実施例７において調製したサンプルは、以下のサンプルａ〜ｃである。サンプルａは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．０３ｗｔ％含む。サンプルｂは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．１ｗｔ％含む。サンプルｃは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．１５ｗｔ％含む。

【0184】

次に、一対の基板によって挟持された液晶層に対し、電圧無印加の状態でブラックライト（３００〜３７０ｎｍにピーク波長がある紫外光）を照射し、重合反応を行うことで、ＰＳＡ層が垂直配向膜上に形成された液晶セルをそれぞれ完成させた。紫外線の照射時間は１５分間とした。紫外光光源としては、東芝ライテック社製のＦＨＦ−３２ＢＬＢを用いた。

【0185】

続いて、完成した各液晶セルに対して、それぞれ残留ＤＣ電圧（ｍＶ）の測定を行った。実施例７において残留ＤＣ電圧の値は、ＤＣオフセット電圧２Ｖを１０時間印加した後、フリッカ消去法を用いることで決定している。

【0186】

また、完成した各液晶セルに対して、それぞれ電圧保持率（ＶＨＲ）の測定を行った。ＶＨＲは、１Ｖのパルス電圧を印加後、１６．６１ｍｓ間の電荷保持を確認することで決定した。また、ＶＨＲの測定は、初期段階と、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）バックライトで光を照射しながら通電後１０００時間が経過してからの段階との計２回行った。

【0187】

表７は、上記各サンプルを用いた残留ＤＣ電圧（ｍＶ）及びＶＨＲ（％）の測定結果を示す表である。

【0188】

【表7】

【0189】

上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％含み、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．０３ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は−１０ｍＶと小さくなり、残留ＤＣ電圧の改善効果が得られた。これにより、水素引き抜き型の開始剤となる二官能ベンジル系モノマーとあわせて、二官能ビフェニル系モノマーではなく二官能フェナントレン系モノマーを用いることで、より短時間で重合反応を進行させることができ、焼き付き残像の改善効果及び表示むらの抑制効果が得られることが示された。

【0190】

また、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％含み、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．１ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は−１０ｍＶと小さくなり、サンプルａと同様に残留ＤＣ電圧の改善効果が得られた。また、サンプルａ及びサンプルｂの結果からわかるように、二官能ベンジル系モノマーを少量添加するのみで、残留ＤＣ電圧の改善効果が得られることが示された。

【0191】

更に、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％含み、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．１５ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は０ｍＶとなり、サンプルａ及びサンプルｂと同様に残留ＤＣ電圧の改善効果が得られた。

【0192】

サンプルａ〜ｃのいずれのサンプルも９９％以上となり、電圧保持率（ＶＨＲ）の低下は顕著に見られず、高い信頼性が得られた。これは、紫外線の照射時間が１５分間と短いためと考えられる。

【0193】

以上のことから、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーに加えて上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを液晶材料に添加し、その混合物を用いてＰＳＡ層を形成することにより、より短時間で残留ＤＣ電圧が少ない液晶表示装置を設計することができることがわかった。

【0194】

実施例８
以下に、実施形態１に係る液晶表示装置が備える液晶セルを実際に作製した実施例８を示す。実施例８で用いた液晶セルは、配向膜に配向処理を施さなかったこと、及び、ＰＳＡ層の形成の際に、閾値以上の電圧を印加した状態で光の照射を行ったこと以外は、実施例７と同様の方法を用いて各サンプルを作製している。

【0195】

実施例８において調製したサンプルは、以下のサンプルｄ〜ｆである。サンプルｄは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．０３ｗｔ％含む。サンプルｅは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（８）で表される二官能ビフェニル系モノマーを０．６ｗｔ％、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．１ｗｔ％含む。サンプルｆは、液晶層形成用組成物中に、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．１５ｗｔ％含む。

【0196】

次に、一対の基板によって挟持された液晶層に対し、電圧無印加の状態でブラックライト（３００〜３７０ｎｍにピーク波長がある紫外光）を照射し、重合反応を行うことで、ＰＳＡ層が垂直配向膜上に形成された液晶セルをそれぞれ完成させた。紫外線の照射時間は１５分間とした。紫外光光源としては、東芝ライテック社製のＦＨＦ−３２ＢＬＢを用いた。

【0197】

続いて、完成した各液晶セルに対して、それぞれ残留ＤＣ電圧（ｍＶ）の測定を行った。実施例８において残留ＤＣ電圧の値は、ＤＣオフセット電圧２Ｖを１０時間印加した後、フリッカ消去法を用いることで決定している。

【0198】

また、完成した各液晶セルに対して、それぞれ電圧保持率（ＶＨＲ）の測定を行った。ＶＨＲは、１Ｖのパルス電圧を印加後、１６．６１ｍｓ間の電荷保持を確認することで決定した。また、ＶＨＲの測定は、初期段階と、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）バックライトで光を照射しながら通電後１０００時間が経過してからの段階との計２回行った。

【0199】

表８は、上記各サンプルを用いた残留ＤＣ電圧（ｍＶ）及びＶＨＲ（％）の測定結果を示す表である。

【0200】

【表8】

【0201】

上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％含み、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．０３ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は−１０ｍＶと小さくなり、残留ＤＣ電圧の改善効果が得られた。これにより、水素引き抜き型の開始剤となる二官能ベンジル系モノマーをあわせて、二官能ビフェニル系モノマーではなく二官能フェナントレン系モノマーを用いることで、より短時間で重合反応を進行させることができ、焼き付き残像の改善効果及び表示むらの抑制の効果が得られることが示された。

【0202】

また、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％含み、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．１ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は−１０ｍＶと小さくなり、サンプルｄと同様に残留ＤＣ電圧の改善効果が得られた。また、サンプルｄ及びサンプルｅの結果からわかるように、二官能ベンジル系モノマーを少量添加するのみで、残留ＤＣ電圧の改善効果が得られることが示された。

【0203】

更に、上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを０．６ｗｔ％含み、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーを０．１ｗｔ％含む組成物を用いることにより、残留ＤＣ電圧は−１０ｍＶと小さくなり、サンプルｄ及びサンプルｅと同様に残留ＤＣ電圧の改善効果が得られた。

【0204】

サンプルｄ〜ｆのいずれのサンプルも９９％以上となり、電圧保持率（ＶＨＲ）の低下は顕著に見られず、高い信頼性が得られた。これは、紫外線の照射時間が１５分間と短いためと考えられる。

【0205】

以上のことから、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーに加えて上記化学式（８）で表される二官能フェナントレン系モノマーを液晶材料に添加し、その混合物を用いてＰＳＡ層を形成することにより、より短時間で残留ＤＣ電圧が少ない液晶表示装置を設計することができることがわかった。

【0206】

また、上記化学式（９）で表される二官能ベンジル系モノマーは、波長３３０〜４２０ｎｍ付近に吸収を示し、紫外光照射による重合時間の短縮が可能なモノマーであることがわかった。

【0207】

更に、実施例７と実施例８とを比較するとわかるように、モノマーとして二官能ベンジル系モノマーを用いた場合は、電圧印加型のＰＳＡ工程と電圧無印加型のＰＳＡ工程とのいずれによっても、残留ＤＣ電圧の発生を抑え、表示むら及び焼き付きを低減することができることがわかった。

【0208】

なお、本願は、２０１０年９月７日に出願された日本国特許出願２０１０−２００１４７号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。

【符号の説明】

【0209】

１：アレイ基板
２：カラーフィルタ基板
３：液晶層
４：モノマー
１１、２１：支持基板
１２、２２：配向膜
１３、２３：ＰＳＡ層（ポリマー層）

【図1】

【図2】