CN103080824B - 液晶层形成用组合物、液晶显示装置和液晶显示装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够使处理时间的缩短和获得良好显示品质这两点兼得的液晶层形成用组合物。本发明的液晶层形成用组合物是含有液晶材料和单体的液晶层形成用组合物，其中上述单体是具有通过由光照射引起的夺氢反应生成羰自由基的结构的化合物。

Description

液晶层形成用组合物、液晶显示装置和液晶显示装置的制造方法
技术领域
本发明涉及液晶层形成用组合物、液晶显示装置和液晶显示装置的制造方法。更详细地说，涉及用于为了长时间维持液晶的取向限制力而在取向膜上形成聚合物层的液晶层形成用组合物、在取向膜上形成有聚合物层的液晶显示装置、以及适于在取向膜上形成聚合物层的液晶显示装置的制造方法。
背景技术
液晶显示装置(LCD：LiquidCrystalDisplay)是通过控制具有双折射性的液晶分子的取向来控制光的透过/遮断(显示的开/关)的显示装置。作为LCD的显示方式，可以列举：使具有正的介电常数各向异性的液晶分子在液晶层的厚度方向上扭曲地取向的扭曲向列(TN：TwistedNematic)模式、使具有负的介电常数各向异性的液晶分子与基板面垂直地取向的垂直取向(VA：VerticalAlignment)模式、使具有正的介电常数各向异性的液晶分子与基板面平行地取向对液晶层施加横向电场的面内开关(IPS：In-PlaneSwitching)模式等。
LCD由于薄型、轻量和低耗电，所以作为电视机、个人计算机、PDA等的显示设备被广泛使用。特别是近年来，以电视机用液晶显示装置等为代表，液晶显示装置的大型化在急速推进中。在进行大型化时，适合使用即使面积大也能够以高成品率制造、且具有广视野角的多畴垂直取向模式(MVA：Multi-domainVerticalAlignment)。多畴垂直取向模式是使具有负的介电常数各向异性的液晶垂直取向，在基板上设置堤(线状突起)、电极的抽出部(狭缝)作为取向限制用结构物的模式。在MVA模式中，由于设置有取向限制用结构物，所以即使不对取向膜施加摩擦处理也能够将施加电压时的液晶取向方位控制在多个方位，与现有的TN模式相比视角特性更加优秀。
但是在MVA模式的情况下，具有显示会变暗的缺点。其主要原因在于，形成有线状突起(肋部)或狭缝的区域成为取向分割的边界而产生暗线，白显示时的透过率降低，显示看起来变暗。为了改善该缺点，只要充分增大肋部的配置间隔即可，但由于作为取向限制用结构物的肋部的个数变少，所以即使施加规定电压到液晶，到取向稳定为止的时间也变长，会产生响应速度变慢的问题。为了改善这种问题、实现高亮度和高速响应，提出了使用聚合物的赋予预倾角的技术(以下也称为PSA(PolymerSustainedAlignment：聚合物稳定取向)层(例如参照专利文献1～5))。
在PSA技术中，将在液晶中混合有单体、低聚物等聚合性成分的液晶组合物封入到基板间，在对基板间施加电压使液晶分子倾斜的状态下使聚合性成分聚合而聚合物化。由此，即使撤去电压的施加，液晶也具有规定的预倾角，能够规定液晶取向方位。聚合性成分的聚合通过热或光(紫外线)照射来进行。通过使用PSA技术，不需要肋部且开口率提高，同时在整个显示区域赋予小于90°的预倾角，能够实现高速响应。
另外，为了进行液晶取向限制，已知有在液晶显示装置的一对基板间形成高分子壁的方法(例如参照专利文献5)。但是，此处的高分子壁是以包围液晶层的方式形成的结构物，与在取向膜上作为薄层形成的PSA层有本质的不同。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第4175826号说明书
专利文献2：日本特开2005-221617号公报
专利文献3：日本特开2005-338613号公报
专利文献4：日本特开2008-116931号公报
专利文献5：日本特开平9-255706号公报
专利文献6：日本特开2006-058775号公报
非专利文献
非专利文献1：BulletinoftheChemicalSocietyofJapan，vol.45，847-851，1972年
发明内容
发明要解决的问题
根据本发明的发明者的探讨，使用了PSA层的赋予预倾角的技术，具有与在完成的LCD上显示图像时的显示不均相关的几个问题。首先，具有由于在单体聚合时施加电压使液晶分子的倾斜变化时在局部产生的液晶的取向异常，而在完成的LCD的图像显示中发生显示不均的问题。该显示不均根据使用的单体的不同而程度不同，并非对液晶材料有溶解性的所有单体都适于PSA层的形成。另外已有报告，即使不添加以艳佳固(IRGACURE)651(BASF公司制)为代表的光聚合引发剂，将包含PSA层形成所用的单体的组合物注入到晶胞、一边施加电压一边进行光照射、通过长时间的紫外线照射使单体聚合，由此也能够赋予PSA层垂直取向特性。另外，在这种情况下，与使用聚合引发剂的情况相比显示不均得以改善，容易得到更良好的显示品质。但是另一方面，因处理时间(生产节拍时间，tacttime)的长时间化而导致的生产性的降低成为新的问题。
在为了缩短聚合时间而添加了聚合引发剂的情况下，尽管能够缩短生产节拍时间，但有报告说会产生显示不均等有损作为显示器的性能，单纯地添加聚合引发剂难以使生产节拍时间的缩短和良好的显示品质兼得。因此，在以使高显示品质和生产节拍时间的缩短两者兼得为目标进行开发时，不添加现有的光聚合引发剂地通过光聚合形成PSA层的方法受到注目，但是聚合引发机理不明确，生产节拍时间的缩短的课题成为障碍。
本发明是鉴于上述现状而完成的，其目的在于提供一种能够使处理时间的缩短和获得良好的显示品质兼得的液晶层形成用组合物。
解决问题的方案
本发明的发明者对液晶显示中发生残影的原因进行了各种探讨后发现，到此为止的报告例子中的艳佳固651那样因光照射而发生自裂解的聚合引发剂的情况下，因该自裂解而使容易带电荷的杂质残留在液晶层中，所以会在晶胞内部产生直流偏置电压，即使施加电压液晶的取向状态也不同，其结果是会发生残影。
而且发现，为了保持良好的显示品质并且缩短生产节拍时间，作为新的方法，将二苯甲酮、乙酰苯等作为PSA层的材料添加到液晶材料中，通过由光照射引起的夺氢反应来产生羰自由基的方法是有效的。二苯甲酮和乙酰苯，由于从共存的化合物等中夺氢来产生羰自由基，所以不会在液晶中产生因自裂解而在聚合引发剂中产生的来自聚合引发剂的杂质，能够抑制显示不均、残影等显示品质的劣化，并且能够缩短生产节拍时间。另外，二苯甲酮和乙酰苯能够廉价地获得各种衍生物，而且容易合成，所以制作在这些化合物中附加聚合基的衍生物较容易。像这样，通过使产生羰自由基的化合物作为聚合引发剂发挥作用并且作为PSA层形成用的聚合性化合物使用，能够使聚合引发剂自身从液晶中相分离，从而形成PSA层。根据这种方法，与现有技术的不使用聚合引发剂的方法相比能够大幅缩短生产节拍时间，同时能够获得良好的显示品质的液晶显示面板。像这样本发明的发明者想到能够完美地解决上述问题的方案，完成本发明。
即，本发明的一个方面是含有液晶材料和单体的液晶层形成用组合物，其中上述单体为具有通过由光照射引起的夺氢反应生成羰自由基的结构的化合物。
此处表示的羰自由基，是通过羰基化合物因光激发而从氢原子提供体夺氢从而产生的自由基。
作为生成上述羰自由基的化合物的例子，可以列举分子内具有二苯甲酮结构、芴酮结构、噻吨酮结构、苯偶酰结构或乙酰苯结构的化合物。
关于液晶显示装置的构成部件因短波长成分的紫外线照射而(例如取向膜和液晶层)劣化，示于上述专利文献6中，而本发明的发明者发现，在生成上述羰自由基的化合物之中，二苯甲酮结构对350nm以上的光也吸收，芴酮结构、噻吨酮结构和苯偶酰结构对400nm以上的光也吸收，即使照射长波长成分的光也能够聚合，所以不需要短波长成分的照射，能够防止劣化。
生成上述羰自由基的化合物之中的苯偶酰结构，广泛已知具有如下性质：在存在氢原子供给体的条件下，因光照射而产生羰自由基的夺氢反应优先进行，而在不存在氢原子提供体的情况下，光裂解而产生自由基(例如参照非专利文献1)。
作为上述氢原子提供体的例子，可以列举具有烷基、烯基或芳烷基的醚、胺、硫醇或醇。
本发明的液晶层形成用组合物，由于含有通过照射光而产生羰自由基从而产生聚合反应的单体，所以不需要追加新的聚合引发剂，就在短时间内进行聚合反应，且不会产生来源于聚合引发剂的杂质。因此，能够制作液晶层内的残留DC电压的发生少、残影和显示不均等显示品质的劣化少的液晶显示装置。另外，由于只要短时间的光照射，所以能够防止长时间的光照射带来的构成部件的劣化，能够提高液晶显示装置的可靠性。
作为本发明的液晶层形成用组合物的组成，只要以这样的构成要素为必须要素形成即可，并不对其它的构成要素作特别限定。
作为本发明的液晶层形成用组合物的优选方式，可以列举以下方式。
上述化合物是由下述化学式(1)表示的化合物：
式中，
A1和A2相同或不同，表示苯环、联苯环或者碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基或烯基；
A1和A2中任一方为苯环或联苯环；
A1和A2的至少一方包含-Sp1-P1基；
A1和A2所具有的氢原子可以被-Sp1-P1基、卤素原子、-CN基、-NO2基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF5基或者碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基、烯基或芳烷基取代；
A1和A2所具有的相邻的2个氢原子可以被碳原子数1～12的直链状或支链状的亚烷基或亚烯基取代而成为环状结构；
A1和A2的烷基、烯基、亚烷基、亚烯基或芳烷基所具有的氢原子可以被-Sp1-P1基取代；
A1和A2的烷基、烯基、亚烷基、亚烯基或芳烷基所具有的-CH2-基，在氧原子、硫原子和氮原子彼此不相邻的前提下，可以被-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH＝CH-基、-CF＝CF-基、-C≡C-基、-CH＝CH-COO-基或-OCO-CH＝CH-基取代；
P1表示聚合性基团；
Sp1表示碳原子数1～6的直链状、支链状或环状的亚烷基或者亚烷氧基、或者直接结合；
m为1或2；
连接A1与Y的虚线部分和连接A2与Y的虚线部分，表示在A1与A2之间可以经由Y结合；
Y表-CH2-基、-CH2CH2-基、-CH＝CH-基、-O-基、-S-基、-NH-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、或者直接结合。
作为由上述化学式(1)表示的化合物中的m为1时的例子，可以列举以下化合物。
即，上述化合物是由下述化学式(2-1)～(2-6)
以及下述化学式(2-7)和(2-8)表示的任一化合物：
式中，
R1和R2相同或不同，表示-Sp1-P1基、氢原子、卤素原子、-CN基、-NO2基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF5基、或者碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基、芳烷基或苯基；
R1和R2的至少一方包含-Sp1-P1基；
P1表示聚合性基团；
Sp1表示碳原子数1～6的直链状、支链状或环状的亚烷基或者亚烷氧基、或者直接结合；
R1和R2的至少一方为碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基、芳烷基或苯基时，上述R1和R2的至少一方所具有的氢原子可以被氟原子、氯原子或-Sp1-P1基取代；
R1和R2所具有的-CH2-基，在氧原子、硫原子和氮原子彼此不相邻的前提下，可以被-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH＝CH-基、-CF＝CF-基、-C≡C-基、-CH＝CH-COO-基或-OCO-CH＝CH-基取代。
作为上述P1，可以列举丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、乙烯氧基、丙烯酰氨基或甲基丙烯酰氨基。
上述液晶层形成用组合物还含有-种以上的包括具有环结构的单官能或多官能的聚合性基团的单体。另外，上述一种以上的包括具有环结构的单官能或多官能的聚合性基团的单体为由下述化学式(3)表示的化合物：
P2-Sp2-R4--A3-(Z-A4)n-R3(3)
式中，
R3为-R4-Sp2-P2基、氢原子、卤素原子、-CN基、-NO2基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF5基、或者碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基；
P2表示聚合性基团；
Sp2表示碳原子数1～6的直链状、支链状或环状的亚烷基或者亚烷氧基、或者直接结合；
R3所具有的氢原子可以被氟原子或氯原子取代；
R3所具有的-CH2-基，在氧原子和硫原子彼此不相邻的前提下，可以被-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH＝CH-基、-CF＝CF-基、-C≡C-基、-CH＝CH-COO-基或-OCO-CH＝CH-基取代；
R4表示-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH＝CH-基、-CF＝CF-基、-C≡C-基、-CH＝CH-COO-基-OCO-CH＝CH-基或者直接结合；
A3和A4相同或不同，表示1，2-亚苯基、1，3-亚苯基、1，4-亚苯基、萘-1，4-二基、萘-1，5-二基、萘-2，6-二基、1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-双环[2.2.2]亚辛基、哌啶-1，4-二基、萘-2，6-二基、十氢化萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氢化萘-2，6-二基、二氢化茚-1，3-二基、二氢化茚-1，5-二基、二氢化茚-2，5-二基、菲-1，6-二基、菲-1，8-二基、菲-2，7-二基、菲-3，6-二基、蒽-1，5-二基、蒽-1，8-二基、蒽-2，6-二基或蒽-2，7-二基；
A3和A4所具有的-CH2-基，在彼此不相邻的前提下，可以被-O-基或-S-基取代；
A3和A4所具有的氢原子可以被氟原子、氯原子、-CN基、或者碳原子数1～6的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基取代；
Z表示-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH＝CH-基、-CF＝CF-基、-C≡C-基、-CH＝CH-COO-基、-OCO-CH＝CH-基或者直接结合；
n为0、1或2。
作为上述P2，可以列举丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、乙烯氧基、丙烯酰氨基或甲基丙烯酰氨基。
上述液晶层形成用组合物还可以列举含有一种以上的促进夺氢反应的化合物的方式。作为上述促进夺氢反应的化合物，可以列举具有碳原子数1～12的烷基、烯基或芳基的醚、胺、硫醇或醇。
另外，本发明也是用上述液晶层形成用组合物适当制作的液晶显示装置。
即，本发明的另一个方面为一种液晶显示装置，上述液晶显示装置具有一对基板和被夹持在该一对基板之间的液晶层，上述液晶层含有液晶材料，上述一对基板中的至少一个基板具有：对接近的液晶分子进行取向控制的取向膜；和形成在该取向膜上，对接近的液晶分子进行取向控制的聚合物层，上述聚合物层通过在液晶层中添加的单体聚合而形成，该单体为具有通过由光照射引起的夺氢反应生成羰自由基的结构的化合物。
本发明的液晶显示装置所具有的一对基板，例如一个基板为阵列基板，另一个基板为彩色滤光片基板。阵列基板具有多个像素电极，由此以像素单位对液晶的取向进行控制。彩色滤光片基板中，多色的彩色滤光片配置在与阵列基板的像素电极分别重叠的位置，以像素单位对显示色进行控制。
本发明的液晶显示装置所具有的一对基板中的至少一个基板具有对接近的液晶分子进行取向控制的取向膜。本发明中取向膜既可以是未进行取向处理的取向膜，也可以是进行了取向处理的取向膜。
本发明的液晶显示装置所具有的一对基板中的至少一个基板具有形成在上述取向膜上、对接近的液晶分子进行取向控制的聚合物层，上述聚合物层通过在液晶层中添加的单体聚合而形成。通过形成上述聚合物层，即使不对上述取向膜进行取向处理，也能够使与取向膜和聚合物层接近的液晶分子的初始倾斜向一定方向倾斜。例如，在液晶分子预倾斜取向的状态下使单体聚合、形成聚合物层的情况下，不论上述取向膜是否进行了取向处理，聚合物层以具有使液晶分子预倾斜取向的结构的形式形成。
上述单体为具有通过由光照射引起的夺氢反应生成羰自由基的结构的化合物。由这种单体形成的聚合物层，不需要追加新的聚合引发剂由短时间的聚合反应形成，且不会产生来源于聚合引发剂的杂质，所以液晶层内的残留DC电压的发生少，残影和显示不均等的显示品质的劣化少。另外，长时间的光照射带来的构成部件的劣化得以防止，所以成为电压保持率(VHR)的稳定化等可靠性高的液晶显示装置。
作为本发明的液晶显示装置的结构，只要以这样的构成要素为必须要素形成即可，并不对其它的构成要素作特别限定。
作为本发明的液晶层形成用组合物的优选方式，可以列举与作为上述本发明的液晶层形成用组合物的优选方式说明的内容相同的方式。即可以列举，(a)上述化合物是由上述化学式(1)表示的化合物的方式；(b)由上述化学式(1)表示的化合物的m为1的方式；(c)上述化合物是由上述化学式(2-1)～(2-6)表示的任一化合物的方式；(d)上述化合物是由上述化学式(2-7)和(2-8)表示的任一化合物的方式；(e)上述P1为丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、乙烯氧基、丙烯酰氨基或甲基丙烯酰氨基的方式；(f)上述聚合物层通过一种以上的包括具有环结构的单官能或多官能的聚合性基团的单体聚合而形成的方式；(g)上述一种以上的包括具有环结构的单官能或多官能的聚合性基团的单体为由上述化学式(3)表示的化合物的方式；(h)上述P2为丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、乙烯氧基、丙烯酰氨基或甲基丙烯酰氨基的方式。
可以列举上述一种以上的包括具有环结构的单官能或多官能的聚合性基团的单体为由下述化学式(4-1)～(4-5)表示的任一化合物的方式：
式中，P2相同或不同，表示聚合性基团。作为上述P2，可以列举丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、乙烯氧基、丙烯酰氨基或甲基丙烯酰氨基。
另外，本发明也是用上述液晶层形成用组合物适当制作的液晶显示装置的制造方法。
即，本发明的另一个方面是一种液晶显示装置的制造方法，上述液晶显示装置包括一对基板和被该一对基板夹持的液晶层，上述制造方法包括：在上述一对基板中的至少一个基板形成对接近的液晶分子进行取向控制的取向膜的工序；和在上述取向膜上形成对接近的液晶分子进行取向控制的聚合物层的工序，上述形成聚合物层的工序包括使在液晶层中添加的单体聚合的工序，上述单体为具有通过光照射的夺氢反应生成羰自由基的结构的化合物。
由本发明的制造方法制造的液晶显示装置的特征，与上述本发明的液晶显示装置中说明过的特征相同。
上述单体为具有通过由光照射引起的夺氢反应生成羰自由基的结构的化合物。由这种单体形成的聚合物层，不需要追加新的聚合引发剂，在短时间进行聚合反应，且不会产生起因于聚合引发剂的杂质，所以能够制作液晶层内的残留DC电压少、残影和显示不均等显示品质的劣化少的液晶显示装置。另外，由于只要短时间的光照射即可，所以能够防止长时间的光照射带来的构成部件的劣化，能够提高液晶显示装置的可靠性。
作为本发明的液晶显示装置的制造方法，只要以这样的工序为必须工序即可，并不对其它的工序作特别限定。
作为本发明的液晶显示装置的制造方法的优选方式，可以列举与作为本发明的液晶层形成用组合物或液晶显示装置的优选方式说明过内容相同的方式。即可以列举，(a)上述化合物是由上述化学式(1)表示的化合物的方式；(b)由上述化学式(1)表示的化合物的m为1的方式；(c)上述化合物是由上述化学式(2-1)～(2-6)表示的任一化合物的方式；(d)上述化合物是由上述化学式(2-7)和(2-8)表示的任一化合物的方式；(e)上述P1为丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、乙烯氧基、丙烯酰氨基或甲基丙烯酰氨基的方式；(f)上述形成聚合物的工序还包含使一种以上的包括具有环结构的单官能或多官能的聚合性基团的单体聚合的工序的方式；(g)上述一种以上的包括具有环结构的单官能或多官能的聚合性基团的单体为由上述化学式(3)表示的化合物的方式；(h)上述P2为丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、乙烯氧基丙烯酰氨基或甲基丙烯酰氨基的方式；(i)上述一种以上的包括具有环结构的单官能或多官能的聚合性基团的单体，为由上述化学式(4-1)～(4-5)表示的任一化合物的方式。以下对其它优选方式进行说明。
作为上述形成聚合物层工序，可以列举在对液晶层施加阈值以上的状态下进行的方式。在进行PSA聚合工序时，在对液晶层施加阈值以上的电压的状态下进行光照射，由此以成为在阈值以上的电压施加状态下取向的液晶分子的形式形成聚合体，所以所形成的PSA层具有即使在之后成为无施加电压状态也作为对液晶分子规定了初始预倾角的取向膜发挥功能的结构。
作为上述形成聚合物层工序，可以列举在不对液晶层施加阈值以上的状态下进行的方式。即使在不施加阈值以上的电压的状态下，也能够长时间维持取向膜的取向限制力，能够获得减少残影和显示不均的效果。
发明效果
根据本发明，能够得到液晶层内的残留DC电压的发生少、残影和显示不均等显示品质的劣化少的液晶显示装置。另外，能够得到构成部件的劣化少、可靠性高的液晶显示装置。
附图说明
图1是实施方式1的液晶显示装置的截面示意图，表示PSA聚合工序前。
图2是实施方式1的液晶显示装置的截面示意图，表示PSA聚合工序后。
具体实施方式
以下揭示实施方式，参照附图对本发明进行更详细的说明，但本发明并不只限定于这些实施方式。
(实施方式1)
图1和图2是实施方式1的液晶显示装置的截面示意图。图1表示PSA聚合工序前，图2表示PSA聚合工序后。如图1和图2所示，实施方式1的液晶显示装置包括：阵列基板1、彩色滤光片基板2、以及被夹持在由阵列基板1和彩色滤光片基板2构成的一对基板之间的液晶层3。阵列基板1具有支承基板11，该支承基板11包括以玻璃等为材料的绝缘性的透明基板、在透明基板上形成的各种配线、像素电极、TFT(ThinFilmTransistor：薄膜晶体管)等。彩色滤光片基板2具有支承基板21，该支承基板21包括：以玻璃等为材料的绝缘性的透明基板；和在透明基板上形成的彩色滤光片、黑矩阵、共用电极等。
另外，阵列基板1在支承基板11上具有取向膜12，彩色滤光片基板2在支承基板21上具有取向膜22。取向膜12、22由具有包含酰亚胺结构的主链的高分子材料(聚酰亚胺)构成。例如，通过使用垂直取向膜作为取向膜12、22，即使不实施取向处理，也能够对液晶分子赋予大致90°的预倾角。另外，通过对垂直取向膜的表面实施取向处理，能够使液晶分子的预倾角从大致90°倾斜一定角度(初始倾斜)。垂直取向膜的材料使用具有比一般的聚合物长的侧链的化合物。
如图1所示，在PSA聚合工序前在液晶层3中存在1种或2种以上的单体4。然后，通过PSA聚合工序，单体4开始聚合，如图2所示，在取向膜12、22上形成PSA层13、23。
具体而言，PSA层13、23能够通过如下方式形成：将包含1种或2种以上的单体4和具有负的介电常数各向异性的液晶材料的液晶层形成用组合物注入到阵列基板1与彩色滤光片基板2之间形成液晶层，对液晶层3照射一定量的光使单体4光聚合。其中，图2中示出了PSA层形成于取向膜一整面的图，但实际上既可以是点状地形成多个，也可以在膜厚具有偏差。
实施方式1中所用的单体4，单体4单独地进行光吸收，产生自由基开始连锁聚合，所以不需要投入聚合引发剂。
在实施方式1中，例如在进行PSA聚合工序时，在对液晶层3施加阈值以上的电压的状态下进行光照射，由此以模仿在阈值以上的电压施加状态下取向的液晶分子的形式形成聚合体，所以所形成的PSA层具有作为即使在之后成为无施加电压状态也对液晶分子规定初始预倾角的取向膜发挥功能的结构。
在实施方式1中，在对取向膜12、22实施取向处理的情况下等，可以不在对液晶层3施加阈值以上的电压的状态下进行光照射。在取向膜12、22自身具有对液晶分子赋予预倾斜取向的特性的情况下，在取向膜12、22上形成的PSA层13、23作为进一步提高取向膜所具有的取向稳定性的膜发挥功能。由此通过长时间维持取向限制力，液晶分子被更均匀地取向限制，不仅取向的时间性变化少，而且显示不容易发生残影。另外，在实施方式1中，也可以在对取向膜12、22实施取向处理的基础上进一步在对液晶层3施加阈值以上的电压的状态下进行光照射而形成PSA层13、23，由此能够得到取向稳定性高的取向膜。
实施方式1可以是如下方式：液晶分子的取向被在支承基板11所具有的像素电极内或者支承基板21所具有的共用电极内设置的线状的狭缝规定。在像素电极内和/或共用电极内形成有细线状的狭缝的情况下，液晶分子具有施加电压时向着线状的狭缝均匀地排列的取向性，所以通过在对液晶层3施加阈值以上的电压的状态下使单体聚合，能够形成对液晶分子赋予预倾角的PSA层。
实施方式1中使用的单体4中的一种以上，是通过由光照射引起的夺氢反应来产生羰自由基的单体，能够使用由上述化学式(1)表示的化合物，适合使用由上述化学式(2-1)～(2-8)表示的化合物。
由上述化学式(1)和上述化学式(2-1)～(2-8)表示的单体，在与液晶材料混合时不需要添加其它的聚合引发剂，仅通过光照射就能够开始聚合反应。另外，由于不会产生推定为源自聚合引发剂的容易带有电荷的杂质，所以与使用其它的单体材料形成PSA层的情况相比能够不容易发生残影。另外，实施方式1中，液晶层形成用组合物中可以添加由上述化学式(3)表示的化合物，适合使用由上述化学式(4-1)～(4-5)表示的化合物。由此，能够同样得到减少残影的效果。
对实施方式1的液晶显示装置的其它构成要素进行详述。
实施方式1的液晶显示装置中，阵列基板1、液晶层3和彩色滤光片基板2，从液晶显示装置的背面侧向观察面侧以此顺序层叠。在阵列基板1所具有的支承基板11的背面侧，设置有偏光板。另外，在彩色滤光片基板2所具有的支承基板21的观察面侧，设置有偏光板。可以对这些偏光板进一步配置相位差板，上述偏光板可以是圆偏光板。
实施方式1的液晶显示装置可以是透过型、反射型和反射透过两用型中的任一种。如果是透过型或反射透过两用型，则实施方式1的液晶显示装置还具有背光源。背光源配置在阵列基板1的更靠背面侧，配置成按照阵列基板1、液晶层3和彩色滤光片基板2的顺序使光透过。如果是反射型或反射透过两用型，则阵列基板1具有用于使外光反射的反射板。另外，至少在将反射光用作显示的区域，彩色滤光片基板2的偏光板需要是具有所谓的λ/4相位差板的圆偏光板。
实施方式1的液晶显示装置，可以是在阵列基板1中具有彩色滤光片的彩色滤光片阵列(ColorFilterOnArray)的方式。另外，实施方式1的液晶显示装置也可以是单色显示器，在这种情况下不需要配置彩色滤光片。
在液晶层3填充有具有通过施加一定电压而在特定的方向上取向的特性的液晶材料。液晶层3内的液晶分子的取向性通过施加阈值以上的电压来控制。
实施方式1的液晶显示装置，通过将液晶显示装置(例如，液晶TV(电视机)、DID(数字信息显示器))分解，进行使用核磁共振分析法(NMR：NuclearMagneticResonance)、傅里叶变换红外分光法(FT-IR：FourierTransformInfraredSpectroscopy)、质谱分析法(MS：MassSpectrometry)等的化学分析，能够确认取向膜的成分解析、PSA层中存在的PSA层形成用单体的成分解析、液晶层中所含的PSA层形成用单体的混入量、PSA层中的PSA层形成用单体的存在比等。
(实施例1)
以下表示实际制作实施方式1的液晶显示装置所具有的液晶晶胞的实施例1。首先，准备一对支承基板，将作为垂直取向膜的材料的聚酰胺酸溶液分别涂敷在一对支承基板的表面，在80℃的条件下进行5分钟预烘烤，接着在200℃的条件下进行60分钟后烘烤，形成聚酰亚胺。
接着，对后烘烤后的取向膜进行取向处理。接着，在单侧基板涂敷密封剂，在该单侧基板上滴下包含负的介电常数各向异性的液晶材料和PSA层形成用单体的液晶层形成用组合物后，与另一个基板贴合。
实施例1中将由下述化学式(5)和(6)表示的单体组合使用。由下述化学式(5)表示的化合物是联苯类的二官能团甲基丙烯酸酯单体，由下述化学式(6)表示的化合物是二苯甲酮类的二官能团甲基丙烯酸酯单体：
为了制作实施例1的液晶晶胞，进行用作PSA层形成用单体的由上述化学式(5)和(6)表示的化合物的合成。上述化合物根据以下所示的方法进行合成，但方法并不限定于此。
合成例1(4，4′-二甲基丙烯酰氧基二苯甲酮(上述化学式(6))的合成)
将4.0g的4，4′-二羟基二苯甲酮溶解于24gTHF中，添加4.7g的三乙胺后，将4.8g甲基丙烯酰氯30分钟滴下，进行1小时搅拌。之后，对搅拌溶液添加170g的1％HClaq之后，用120g二氯乙烷(ClCH2CH2Cl)萃取，用水进行分液洗净。之后，除去二氯乙烷。接着用硅胶柱色谱法(乙酸乙酯/己烷＝1∶5)进行精炼，得到4.5g目的物4，4′-二甲基丙烯酰氧基二苯甲酮。作为反应路径，用下述化学反应式(7)表示：
实施例1中调制的样品是以下的样品A～E。样品A为在液晶层形成用组合物中包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体。样品B为在液晶层形成用组合物中包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、0.03wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体。样品C为在液晶层形成用组合物中包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、0.1wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体。样品D为在液晶层形成用组合物中包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、0.15wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体。样品E为在液晶层形成用组合物中不含有单体。
接着，对被一对基板夹持的液晶层在无施加电压的状态下照射黑光(blacklight)(在300～370nm具有峰值波长的紫外光)进行聚合反应，由此分别完成在垂直取向膜上形成有PSA层的液晶晶胞。紫外线的照射时间为30分钟。作为紫外光光源，使用东芝照明科技公司制的FHF-32BLB。其中，FHF-32BLB是在310nm具有小的发光强度、在330nm以上具有大的发光强度的紫外光光源。
接着，对完成后的各液晶晶胞分别测定残留DC电压(mV)。以下表示对各样品测定残留DC电压时的结果。表1是表示使用上述各样品的残留DC电压(mV)的测定结果的表。实施例1中残留DC电压的值，通过在施加10小时DC偏置电压2V之后，用闪烁消除法(FlickerEliminationMethod)决定。
另外，对完成后的各液晶晶胞分别测定电压保持率(VHR)。VHR通过施加1V的脉冲电压后，确认16.61ms间的电荷保持来决定。另外，VHR的测定进行了共计两次，分别在初始阶段和用冷阴极管(CCFL：ColdCathodeFluorescentLamp)背光源照射光并且通电后经过1000小时后的阶段。
表1是表示使用上述各样品的残留DC电压(mV)和VHR(％)的测定结果的表。
[表1]
包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体的组合物，需要紫外光的长时间照射(例如，4小时以上)，在30分钟的照射下不形成稳定的PSA层，残留DC电压为160mV。由此显示了：仅单独使用联苯类单体作为单体无法改善残影残像。
通过使用包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、包含0.03wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体的组合物，残留DC电压变小为-20mV，能够获得残留DC电压的改善效果。由此显示了：即使在使用二官能团联苯类单体的情况下，通过与作为夺氢型的引发剂的二官能团二苯甲酮类单体一起使用，由于聚合引发剂不会残留在液晶层中地进行聚合，所以能够获得显示不均和残影残像的改善效果。而且，聚合基附加在引发剂中，未反应引发剂也能够作为单体反应，所以液晶层中不残留单体地进行聚合，所以能够获得显示不均和残影残像的改善效果。
另外，通过使用包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、包含0.1wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体的组合物，残留DC电压变小为-20mV，与样品B同样能够获得残留DC电压的改善效果。另外显示了，根据样品B和样品C的结果可知，仅少量添加二官能团二苯甲酮类单体就能够获得残留DC电压的改善效果。
而且，通过使用包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、包含0.15wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体的组合物，残留DC电压变小为+20mV，与样品B和样品C同样能够获得残留DC电压的改善效果。
在不添加单体不形成PSA层的情况下，残留DC电压为250mV这么高的值。作为其理由，在由液晶层和取向膜的聚酰亚胺侧链构成的界面容易蓄积电荷可以认为是主要原因。
样品A～D的任一个样品都为99％以上，没有看到电压保持率(VHR)明显降低，能够获得高可靠性。这可以认为是因为紫外线的照射时间为30分钟较短。另一方面，在未形成PSA层的样品E，VHR的值降低到98％程度，可以看到可靠性的降低。由此可知，如果不形成PSA层，则VHR会降低。
综上可知，通过在液晶材料中添加由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体，用该混合物形成PSA层，能够设计残留DC电压少的液晶显示装置。
另外可知，由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体，在波长330～370nm附近显示吸收性，是能够缩短紫外光照射的聚合时间的单体。
(实施例2)
以下表示实际制作实施方式1的液晶显示装置所具有的液晶晶胞的实施例2。实施例2中使用的液晶晶胞，除了不对取向膜实施取向处理、以及PSA层形成时在施加阈值以上的电压的状态下进行光照射以外，用与实施例1同样的方法制作各样品。
实施例2中调制的样品是以下的样品F～J。样品F为在液晶层形成用组合物中包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体。样品G为在液晶层形成用组合物中包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、0.03wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体。样品H为在液晶层形成用组合物中包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、0.1wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体。样品I为在液晶层形成用组合物中包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、0.15wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体。样品J为在液晶层形成用组合物中不含有单体。
接着，一边对被一对基板夹持的液晶层在施加5V的电压一边照射黑光(blacklight)(在300～370nm具有峰值波长的紫外光)进行聚合反应，由此分别完成在垂直取向膜上形成有PSA层的液晶晶胞。紫外线的照射时间为30分钟。作为紫外光光源，使用东芝照明科技公司制的FHF-32BLB。
接着，对完成后的各液晶晶胞分别测定残留DC电压(mV)。实施例2中残留DC电压的值，通过在施加10小时DC偏置电压2V之后，用闪烁消除法决定。
另外，对完成后的各液晶晶胞分别测定电压保持率(VHR)。VHR通过施加1V的脉冲电压后，确认16.61ms间的电荷保持来决定。另外，VHR的测定进行了共计两次，分别在初始阶段和用冷阴极管(CCFL：ColdCathodeFluorescentLamp)背光源照射光并且通电后经过1000小时后的阶段。
表2是表示使用上述各样品的残留DC电压(mV)和VHR(％)的测定结果的表。
[表2]
包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体的组合物，需要紫外光的长时间照射(例如，4小时以上)，在30分钟的照射下不形成稳定的PSA层，残留DC电压为170mV。由此显示了，仅单独使用联苯类单体作为单体无法改善残影残像。
通过使用包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、包含0.03wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体的组合物，残留DC电压变小为-10mV，能够获得残留DC电压的改善效果。由此显示了，即使在使用二官能团联苯类单体的情况下，通过与作为夺氢型的引发剂的二官能团二苯甲酮类单体一起使用，由于聚合引发剂不会残留在液晶层中地进行聚合，所以能够获得显示不均和残影残像的改善效果。而且，聚合基附加在引发剂中，未反应引发剂也能够作为单体反应，所以液晶层中不残留单体地进行聚合，所以能够获得显示不均和残影残像的改善效果。
另外，通过使用包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、包含0.1wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体的组合物，残留DC电压变小为-10mV，与样品G同样能够获得残影残像的改善效果。另外显示了，根据样品G和样品H的结果可知，仅少量添加二官能团二苯甲酮类单体就能够获得残留DC电压的改善效果。
而且，通过使用包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、包含0.15wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体的组合物，残留DC电压变小为0mV，与样品G和样品H同样能够获得残留DC电压的改善效果。
实施例2中没有对取向膜实施取向处理，在不添加单体不形成PSA层的情况下，不形成聚合物层，所以预倾角为90°且不能测定。
样品F～I的任一个样品都为99％以上，没有看到电压保持率(VHR)明显降低，能够获得高可靠性。这可以认为是因为紫外线的照射时间为30分钟较短。另一方面，在未形成PSA层的样品J，VHR降低到98％程度，可以看到可靠性的降低。由此可知，如果不形成PSA层，则连可靠性方面也会产生问题。
综上可知，通过在液晶材料中添加由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体，用该混合物形成PSA层，能够设计残留DC电压少的液晶显示装置。
另外可知，由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体，在波长330～370nm附近显示吸收性，是能够缩短紫外光照射的聚合时间的单体。
而且，将实施例1和实施例2比较可知，在使用二官能团二苯甲酮类作为单体的情况下，通过施加电压型的PSA工序和无施加电压型的PSA工序都能够抑制残留DC电压的发生，能够减少显示不均和残影。
(实施例3)
以下表示实际制作实施方式1的液晶显示装置所具有的液晶晶胞的实施例3。实施例3中使用的液晶晶胞，除了液晶层形成用组合物中包含的聚合性单体的成分和重量比不同、以及紫外线的照射时间为15分钟以外，用与实施例1同样的方法制作样品。
实施例3中使用由下述化学式(8)和上述化学式(6)表示的单体中的1种或将这2种组合使用。由下述化学式(8)表示的化合物为菲类的二官能团甲基丙烯酸酯单体：
实施例3中调制的样品是以下的样品K～O。样品K为在液晶层形成用组合物中包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体。样品L为在液晶层形成用组合物中包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、0.03wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体。样品M为在液晶层形成用组合物中包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、0.1wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体。样品N为在液晶层形成用组合物中包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、0.15wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体。样品O在液晶层形成用组合物中不含有单体。
接着，对被一对基板夹持的液晶层在无施加电压的状态下照射黑光(在300～370nm具有峰值波长的紫外光)进行聚合反应，由此分别完成在垂直取向膜上形成有PSA层的液晶晶胞。紫外线的照射时间为15分钟。作为紫外光光源，使用东芝照明科技公司制的FHF-32BLB。
接着，对完成后的各液晶晶胞分别测定残留DC电压(mV)。实施例3中残留DC电压的值，通过在施加10小时DC偏置电压2V之后，用闪烁消除法来决定。
另外，对完成后的各液晶晶胞分别测定电压保持率(VHR)。VHR通过施加1V的脉冲电压后，确认16.61ms间的电荷保持来决定。另外，VHR的测定进行了共计两次，分别在初始阶段和用冷阴极管(CCFL：ColdCathodeFluorescentLamp)背光源照射光并且通电后经过1000小时后的阶段。
表3是表示使用上述各样品的残留DC电压(mV)和VHR(％)的测定结果的表。
[表3]
含有0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体的组合物，残留DC电压为0mV。由此显示了，即使在单独使用菲类单体作为单体的情况下，残影残像也得到改善。
通过使用包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、包含0.03wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体的组合物，残留DC电压变小为-20mV，与不添加的情况相比减小了20mV，能够获得残留DC电压的改善效果。由此显示了，与作为夺氢型的引发剂的二官能团二苯甲酮类单体一起不是使用二官能团联苯类单体而是使用二官能团菲类单体，由此能够以更短时间进行聚合反应，能够获得残影残像的改善效果和显示不均的抑制效果。
另外，通过使用包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、包含0.1wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体的组合物，残留DC电压变小为-20mV，与不添加的情况相比减小了20mV，与样品L同样能够获得残留DC电压的改善效果。另外显示了，根据样品L和样品M的结果可知，仅少量添加二官能团二苯甲酮类单体就能够获得残影残像的改善效果和显示不均的抑制效果。
而且，通过使用包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、包含0.15wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体的组合物，残留DC电压变小为-20mV，与不添加的情况相比减小了20mV，与样品L和样品M同样能够获得残影残像的改善效果和显示不均的抑制效果。
在不添加单体不形成PSA层的情况下，残留DC电压为250mV这么高的值。作为其理由，在由液晶层和取向膜的聚酰亚胺侧链构成的界面容易蓄积电荷可以认为是主要原因。
样品K～N的任一个样品都为99％以上，没有看到电压保持率(VHR)明显降低，能够获得高可靠性。这可以认为是因为紫外线的照射时间为15分钟较短。另一方面，在未形成PSA层的样品O，VHR的值降低到98％程度，可以看到可靠性的降低。由此可知，如果不形成PSA层，则VHR会降低。
综上可知，通过在液晶材料中添加由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体和由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体，用该混合物形成PSA层，能够设计更短时间且残留DC电压少的液晶显示装置。
另外可知，由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体，在波长330～370nm附近显示吸收性，是能够缩短紫外光照射的聚合时间的单体。
(实施例4)
以下表示实际制作实施方式1的液晶显示装置所具有的液晶晶胞的实施例4。实施例4中使用的液晶晶胞，除了不对取向膜实施取向处理、以及PSA层形成时在施加阈值以上的电压的状态下进行光照射以外，用与实施例3同样的方法制作各样品。
实施例4中使用由上述化学式(8)和上述化学式(6)表示的单体中的1种或将这2种组合使用。由上述化学式(8)表示的化合物为菲类的二官能团甲基丙烯酸酯单体。
实施例4中调制的样品是以下的样品P～T。样品P为在液晶层形成用组合物中包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体。样品Q为在液晶层形成用组合物中包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、0.03wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体。样品R为在液晶层形成用组合物中包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、0.1wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体。样品S为在液晶层形成用组合物中包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、0.15wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体。样品T为在液晶层形成用组合物中不含有单体。
接着，对被一对基板夹持的液晶层在无施加电压的状态下照射黑光(在300～370nm具有峰值波长的紫外光)进行聚合反应，由此分别完成在垂直取向膜上形成有PSA层的液晶晶胞。紫外线的照射时间为15分钟。作为紫外光光源，使用东芝照明科技公司制的FHF-32BLB。
接着，对完成后的各液晶晶胞分别测定残留DC电压(mV)。实施例4中残留DC电压的值，通过在施加10小时DC偏置电压2V之后，用闪烁消除法来决定。
另外，对完成后的各液晶晶胞分别测定电压保持率(VHR)。VHR通过施加1V的脉冲电压后，确认16.61ms间的电荷保持来决定。另外，VHR的测定进行了共计两次，分别在初始阶段和用冷阴极管(CCFL：ColdCathodeFluorescentLamp)背光源照射光并且通电后经过1000小时后的阶段。
表4是表示使用上述各样品的残留DC电压(mV)和VHR(％)的测定结果的表。
[表4]
含有0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体的组合物，残留DC电压为0mV。由此显示了，即使在单独使用菲类单体作为单体的情况下，残影残像也得到改善。
通过使用包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、包含0.03wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体的组合物，残留DC电压变小为-20mV，与不添加的情况相比减小了20mV，能够获得残留DC电压的改善效果。由此显示了，与作为夺氢型的引发剂的二官能团二苯甲酮类单体一起不是使用二官能团联苯类单体而是使用二官能团菲类单体，由此能够以更短时间进行聚合反应，能够获得残影残像的改善效果和显示不均的抑制效果。
另外，通过使用包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、包含0.1wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体的组合物，残留DC电压变小为-20mV，与不添加的情况相比减小了20mV，与样品Q同样能够获得残影残像的改善效果。另外显示了，根据样品Q和样品R的结果可知，仅少量添加二官能团二苯甲酮类单体就能够获得显示不均和残影残像的改善效果。
而且，通过使用包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、包含0.15wt％的由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体的组合物，残留DC电压变小为-20mV，与不添加的情况相比减小了20mV，与样品Q和样品R同样能够获得显示不均和残影残像的改善效果。
实施例4中没有对取向膜实施取向处理，在不添加单体不形成PSA层的情况下，不形成聚合物层，所以倾斜角为90°且不能测定。
样品P～S的任一个样品都为99％以上，没有看到电压保持率(VHR)明显降低，能够获得高可靠性。这可以认为是因为紫外线的照射时间为15分钟较短。另一方面，在未形成PSA层的样品T，VHR的值降低到98％程度，可以看到可靠性的降低。由此可知，如果不形成PSA层，则VHR会降低。
综上可知，通过在液晶材料中添加由上述化学式(6)表示的二官能团二苯甲酮类单体和由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体，用该混合物形成PSA层，能够设计更短时间且残留DC电压少的液晶显示装置。
另外可知，由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体，在波长330～370nm附近显示吸收性，是能够缩短紫外光照射的聚合时间的单体。
而且，将实施例3和实施例4比较可知，在使用二官能团二苯甲酮类作为单体的情况下，通过施加电压型的PSA工序和无施加电压型的PSA工序都能够抑制残留DC电压的发生，能够减少显示不均和残影残像，能够抑制显示不均。
(实施例5)
以下表示实际制作实施方式1的液晶显示装置所具有的液晶晶胞的实施例5。实施例5中使用的液晶晶胞，除了液晶层形成用组合物中包含的聚合性单体的成分和重量比不同以外，用与实施例1同样的方法制作各样品。
实施例5中将由上述化学式(5)和下述化学式(9)表示的单体组合使用。由上述化学式(5)表示的化合物为联苯类的二官能团甲基丙烯酸酯单体。由下述化学式(9)表示的化合物为苯偶酰类的二官能团甲基丙烯酸酯单体：
为了制作实施例5的液晶晶胞，进行用作PSA层形成用单体的由上述化学式(9)表示的化合物的合成。上述化合物根据以下所示的方法进行合成，但方法并不限定于此。
合成例2(4，4′-二羟基苯偶酰)
首先，将从市场上能够买到的5.0g的4，4′-二甲氧基苯偶酰溶解于乙酸95ml中。接着，使溶液为70℃，将31.2g的48％HBr水溶液在10分钟滴下。接着，将滴下后的溶液在110℃搅拌70小时。之后，添加150g水使之结晶化。将结晶化后的混合液过滤，用250g水将晶体洗净后干燥，由此得到4.0g目的物。作为反应路径，以下述化学反应式(10)表示：
合成例3(4，4′-二甲基丙烯酰氧基苯偶酰(上述化学式(9))的合成)
除了以4，4′-二羟基苯偶酰为原材料，用硅胶柱色谱法(乙酸乙酯/己烷＝1∶4)进行精炼以外，用与合成例1同样的方法，得到5.6g目的物4，4′-二甲基丙烯酰氧基苯偶酰。作为反应路径，以下述化学反应式(11)表示：
实施例5中调制的样品是以下的样品U～W。样品U为在液晶层形成用组合物中包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、0.03wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体。样品V为在液晶层形成用组合物中包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、0.1wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体。样品W为在液晶层形成用组合物中包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、0.15wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体。
接着，对被一对基板夹持的液晶层在无施加电压的状态下照射黑光(在300～370nm具有峰值波长的紫外光)进行聚合反应，由此分别完成在垂直取向膜上形成有PSA层的液晶晶胞。紫外线的照射时间为30分钟。作为紫外光光源，使用东芝照明科技公司制的FHF-32BLB。
接着，对完成后的各液晶晶胞分别测定残留DC电压(mV)。实施例5中残留DC电压的值，通过在施加10小时DC偏置电压2V之后，用闪烁消除法来决定。
另外，对完成后的各液晶晶胞分别测定电压保持率(VHR)。VHR通过施加1V的脉冲电压后，确认16.61ms间的电荷保持来决定。另外，VHR的测定进行了共计两次，分别在初始阶段和用冷阴极管(CCFL：ColdCathodeFluorescentLamp)背光源照射光并且通电后经过1000小时后的阶段。
表5是表示使用上述各样品的残留DC电压(mV)和VHR(％)的测定结果的表。
[表5]
通过使用包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、包含0.03wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体的组合物，残留DC电压变小为-20mV，能够获得残留DC电压的改善效果。由此显示了，即使在使用二官能团联苯类单体的情况下，通过与作为夺氢型的引发剂的二官能团苯偶酰类单体一起使用，由于聚合引发剂不会残留在液晶层中地进行聚合，所以能够获得显示不均和残影残像的改善效果。而且，聚合基附加在引发剂中，未反应引发剂也能够作为单体反应，所以液晶层中不残留单体地进行聚合，所以能够获得显示不均和残影残像的改善效果。
另外，通过使用包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、包含0.1wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体的组合物，残留DC电压变小为-10mV，与样品U同样能够获得残留DC电压的改善效果。另外显示了，根据样品U和样品V的结果可知，仅少量添加二官能团苯偶酰类单体就能够获得残留DC电压的改善效果。
而且，通过使用包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、包含0.15wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体的组合物，残留DC电压变小为+10mV，与样品U和样品V同样能够获得残留DC电压的改善效果。
样品U～W的任一个样品都为99％以上，没有看到电压保持率(VHR)明显降低，能够获得高可靠性。这可以认为是因为紫外线的照射时间为30分钟较短。
综上可知，通过在液晶材料中添加由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体，用该混合物形成PSA层，能够设计残留DC电压少的液晶显示装置。
另外可知，由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体，在波长330～420nm附近显示吸收性，是能够缩短紫外光照射的聚合时间的单体。
(实施例6)
以下表示实际制作实施方式1的液晶显示装置所具有的液晶晶胞的实施例6。实施例6中使用的液晶晶胞，除了不对取向膜实施取向处理、以及PSA层形成时在施加阈值以上的电压的状态下进行光照射以外，用与实施例5同样的方法制作各样品。
实施例6中调制的样品是以下的样品X～Z。样品X为在液晶层形成用组合物中包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、0.03wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体。样品Y为在液晶层形成用组合物中包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、0.1wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体。样品Z为在液晶层形成用组合物中包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、0.15wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体。
接着，一边对被一对基板夹持的液晶层在施加5V的电压一边照射黑光(在300～370nm具有峰值波长的紫外光)进行聚合反应，由此分别完成在垂直取向膜上形成有PSA层的液晶晶胞。紫外线的照射时间为30分钟。作为紫外光光源，使用东芝照明科技公司制的FHF-32BLB。
接着，对完成后的各液晶晶胞分别测定残留DC电压(mV)。实施例6中残留DC电压的值，通过在施加10小时DC偏置电压2V之后，用闪烁消除法来决定。
另外，对完成后的各液晶晶胞分别测定电压保持率(VHR)。VHR通过施加1V的脉冲电压后，确认16.61ms间的电荷保持来决定。另外，VHR的测定进行了共计两次，分别在初始阶段和用冷阴极管(CCFL：ColdCathodeFluorescentLamp)背光源照射光并且通电后经过1000小时后的阶段。
表6是表示使用上述各样品的残留DC电压(mV)和VHR(％)的测定结果的表。
[表6]
通过使用包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、包含0.03wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体的组合物，残留DC电压变小为-10mV，能够获得残留DC电压的改善效果。由此显示了，即使在使用二官能团联苯类单体的情况下，通过与作为夺氢型的引发剂的二官能团苯偶酰类单体一起使用，由于聚合引发剂不会残留在液晶层中地进行聚合，所以能够获得显示不均和残影残像的改善效果。而且，聚合基附加在引发剂中，未反应引发剂也能够作为单体反应，所以液晶层中不残留单体地进行聚合，所以能够获得显示不均和残影残像的改善效果。
另外，通过使用包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、包含0.1wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体的组合物，残留DC电压变小为-10mV，与样品X同样能够获得残留DC电压的改善效果。另外显示了，根据样品X和样品Y的结果可知，仅少量添加二官能团苯偶酰类单体就能够获得残留DC电压的改善效果。
而且，通过使用包含0.3wt％的由上述化学式(5)表示的二官能团联苯类单体、包含0.15wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体的组合物，残留DC电压变小为0mV，与样品X和样品Y同样能够获得残留DC电压的改善效果。
样品X～Z的任一个样品都为99％以上，没有看到电压保持率(VHR)明显降低，能够获得高可靠性。这可以认为是因为紫外线的照射时间为30分钟较短。
综上可知，通过在液晶材料中添加由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体，用该混合物形成PSA层，能够设计残留DC电压少的液晶显示装置。
另外可知，由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体，在波长330～420nm附近显示吸收性，是能够缩短紫外光照射的聚合时间的单体。
而且，将实施例5和实施例6比较可知，在使用二官能团苯偶酰类单体作为单体的情况下，通过施加电压型的PSA工序和无施加电压型的PSA工序都能够抑制残留DC电压的发生，能够减少显示不均和残影。
(实施例7)
以下表示实际制作实施方式1的液晶显示装置所具有的液晶晶胞的实施例7。实施例7中使用的液晶晶胞，除了液晶层形成用组合物中包含的聚合性单体的成分和重量比不同、以及紫外线的照射时间为15分钟以外，用与实施例5同样的方法制作各样品。
实施例7中将由上述化学式(8)和上述化学式(9)表示的单体组合使用。由上述化学式(8)表示的化合物为菲类的二官能团甲基丙烯酸酯单体。由上述化学式(9)表示的化合物为苯偶酰类的二官能团甲基丙烯酸酯单体。
实施例7中调制的样品是以下的样品a～c。样品a为在液晶层形成用组合物中包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、0.03wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体。样品b为在液晶层形成用组合物中包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、0.1wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体。样品c为在液晶层形成用组合物中包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、0.15wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体。
接着，对被一对基板夹持的液晶层在无施加电压的状态下照射不黑光(在300～370nm具有峰值波长的紫外光)进行聚合反应，由此分别完成在垂直取向膜上形成有PSA层的液晶晶胞。紫外线的照射时间为15分钟。作为紫外光光源，使用东芝照明科技公司制的FHF-32BLB。
接着，对完成后的各液晶晶胞分别测定残留DC电压(mV)。实施例7中残留DC电压的值，通过在施加10小时DC偏置电压2V之后，用闪烁消除法来决定。
另外，对完成后的各液晶晶胞分别测定电压保持率(VHR)。VHR通过施加1V的脉冲电压后，确认16.61ms间的电荷保持来决定。另外，VHR的测定进行了共计两次，分别在初始阶段和用冷阴极管(CCFL：ColdCathodeFluorescentLamp)背光源照射光并且通电后经过1000小时后的阶段。
表7是表示使用上述各样品的残留DC电压(mV)和VHR(％)的测定结果的表。
[表7]
通过使用包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、包含0.03wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体的组合物，残留DC电压变小为-10mV，能够获得残留DC电压的改善效果。由此显示了，与作为夺氢型的引发剂的二官能团苯偶酰类单体一起不是使用二官能团联苯类单体而是使用二官能团菲类单体，由此能够以更短时间进行聚合反应，能够获得残影残像的改善效果和显示不均抑制效果。
另外，通过使用包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、包含0.1wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体的组合物，残留DC电压变小为-10mV，与样品a同样能够获得残留DC电压的改善效果。另外显示了，根据样品a和样品b的结果可知，仅少量添加二官能团苯偶酰类单体就能够获得残留DC电压的改善效果。
而且，通过使用包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、包含0.15wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体的组合物，残留DC电压变小为0mV，与样品a和样品b同样能够获得残留DC电压的改善效果。
样品a～c的任一个样品都为99％以上，没有看到电压保持率(VHR)明显降低，能够获得高可靠性。这可以认为是因为紫外线的照射时间为15分钟较短。
综上可知，通过在液晶材料中添加由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体和由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体，用该混合物形成PSA层，能够设计更短时间且残留DC电压少的液晶显示装置。
(实施例8)
以下表示实际制作实施方式1的液晶显示装置所具有的液晶晶胞的实施例8。实施例8中使用的液晶晶胞，除了不对取向膜实施取向处理、以及PSA层形成时在施加阈值以上的电压的状态下进行光照射以外，用与实施例7同样的方法制作各样品。
实施例8中调制的样品是以下的样品d～f。样品d为在液晶层形成用组合物中包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、0.03wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体。样品e为在液晶层形成用组合物中包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团联苯类单体、0.1wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体。样品f为在液晶层形成用组合物中包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、0.15wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体。
接着，对被一对基板夹持的液晶层在无施加电压的状态下照射黑光(在300～370nm具有峰值波长的紫外光)进行聚合反应，由此分别完成在垂直取向膜上形成有PSA层的液晶晶胞。紫外线的照射时间为15分钟。作为紫外光光源，使用东芝照明科技公司制的FHF-32BLB。
接着，对完成后的各液晶晶胞分别测定残留DC电压(mV)。实施例8中残留DC电压的值，通过在施加10小时DC偏置电压2V之后，用闪烁消除法来决定。
另外，对完成后的各液晶晶胞分别测定电压保持率(VHR)。VHR通过施加1V的脉冲电压后，确认16.61ms间的电荷保持来决定。另外，VHR的测定进行了共计两次，分别在初始阶段和用冷阴极管(CCFL：ColdCathodeFluorescentLamp)背光源照射光并且通电后经过1000小时后的阶段。
表8是表示使用上述各样品的残留DC电压(mV)和VHR(％)的测定结果的表。
[表8]
通过使用包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、包含0.03wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体的组合物，残留DC电压变小为-10mV，能够获得残留DC电压的改善效果。由此显示了，与作为夺氢型的引发剂的二官能团苯偶酰类单体一起不是使用二官能团联苯类单体而是使用二官能团菲类单体，由此能够以更短时间进行聚合反应，能够获得残影残像的改善效果和显示不均的抑制效果。
另外，通过使用包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、包含0.1wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体的组合物，残留DC电压变小为-10mV，与样品d同样能够获得残留DC电压的改善效果。另外显示了，根据样品d和样品e的结果可知，仅少量添加二官能团苯偶酰类单体就能够获得残留DC电压的改善效果。
而且，通过使用包含0.6wt％的由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体、包含0.1wt％的由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体的组合物，残留DC电压变小为-10mV，与样品d和样品e同样能够获得残留DC电压的改善效果。
样品d～f的任一个样品都为99％以上，没有看到电压保持率(VHR)明显降低，能够获得高可靠性。这可以认为是因为紫外线的照射时间为15分钟较短。
综上可知，通过在液晶材料中添加由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体和由上述化学式(8)表示的二官能团菲类单体，用该混合物形成PSA层，能够设计更短时间且残留DC电压少的液晶显示装置。
另外可知，由上述化学式(9)表示的二官能团苯偶酰类单体，在波长330～420nm附近显示吸收性，是能够缩短紫外光照射的聚合时间的单体。
而且，将实施例7和实施例8比较可知，在使用二官能团苯偶酰类单体作为单体的情况下，通过施加电压型的PSA工序和无施加电压型的PSA工序都能够抑制残留DC电压的发生，能够减少显示不均和残影。
另外，本申请以2010年9月7日提出的日本专利申请2010-200147号为基础，基于巴黎公约或进入国家阶段的该国法规主张优先权。该申请的内容全部作为参考被引入本申请。
符号说明
1：阵列基板
2：彩色滤光片基板
3：液晶层
4：单体
11、21：支承基板
12、22：取向膜
13、23：PSA层(聚合物层)

Claims (19)

1.一种液晶层形成用组合物，其特征在于：
所述液晶层形成用组合物含有液晶材料和单体，
该单体为具有通过由光照射引起的夺氢反应生成羰自由基的结构的化合物，
所述化合物是选自由下述化学式(2-1)、(2-3)～(2-6)表示的化合物以及由下述化学式(2-7)和(2-8)表示的化合物中的任一化合物：
式中，
R1和R2相同或不同，表示-Sp1-P1基、氢原子、卤素原子、-CN基、-NO2基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF5基、或者碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基、芳烷基或苯基；
R1和R2中的至少一方包含-Sp1-P1基；
P1表示聚合性基团；
Sp1表示碳原子数1～6的直链状、支链状或环状的亚烷基或亚烷氧基、或者直接结合；
R1和R2中的至少一方为碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基、芳烷基或苯基时，该R1和R2中的至少一方所具有的氢原子可以被氟原子、氯原子或-Sp1-P1基取代；
R1和R2所具有的-CH2-基，在氧原子、硫原子和氮原子彼此不相邻的前提下，可以被-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH＝CH-基、-CF＝CF-基、-C≡C-基、-CH＝CH-COO-基或-OCO-CH＝CH-基取代。
2.一种液晶层形成用组合物，其特征在于：
所述液晶层形成用组合物含有液晶材料和单体，
该单体为具有通过由光照射引起的夺氢反应生成羰自由基的结构的化合物，
所述化合物是由下述化学式(1)表示的化合物：
式中，
A1和A2相同或不同，表示苯环、联苯环或者碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基或烯基；
A1和A2中的任一方为苯环或联苯环；
A1和A2中的至少一方包含-Sp1-P1基；
A1和A2所具有的氢原子可以被-Sp1-P1基、卤素原子、-CN基、-NO2基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF5基或者碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基、烯基或芳烷基取代；
A1和A2所具有的相邻的2个氢原子可以被碳原子数1～12的直链状或支链状的亚烷基或亚烯基取代而成为环状结构；
A1和A2的烷基、烯基、亚烷基、亚烯基或芳烷基所具有的氢原子可以被-Sp1-P1基取代；
A1和A2的烷基、烯基、亚烷基、亚烯基或芳烷基所具有的-CH2-基，在氧原子、硫原子和氮原子彼此不相邻的前提下，可以被-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH＝CH-基、-CF＝CF-基、-C≡C-基、-CH＝CH-COO-基或-OCO-CH＝CH-基取代；
P1表示聚合性基团；
Sp1表示碳原子数1～6的直链状、支链状或环状的亚烷基或者亚烷氧基、或者直接结合；
m为1或2；
连接A1与Y的虚线部分和连接A2与Y的虚线部分，表示A1与A2之间可以经由Y结合；
Y表示-CH2-基、-CH2CH2-基、-CH＝CH-基、-O-基、-S-基、-NH-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、或者直接结合，
所述液晶层形成用组合物还含有一种以上的包括具有环结构的单官能或多官能的聚合性基团的单体，所述一种以上的包括具有环结构的单官能或多官能的聚合性基团的单体为由下述化学式(3)表示的化合物：
P2-Sp 2-R4-A3(Z-A4)n-R3(3)，
式中，
R3为-R4-Sp2-P2基、氢原子、卤素原子、-CN基、-NO2基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF5基、或者碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基；
P2表示聚合性基团；
Sp2表示碳原子数1～6的直链状、支链状或环状的亚烷基或亚烷氧基、或者直接结合；
R3所具有的氢原子可以被氟原子或氯原子取代；
R3所具有的-CH2-基，在氧原子和硫原子彼此不相邻的前提下，可以被-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH＝CH-基、-CF＝CF-基、-C≡C-基、-CH＝CH-COO-基或-OCO-CH＝CH-基取代；
R4表示-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH＝CH-基、-CF＝CF-基、-C≡C-基、-CH＝CH-COO-基、-OCO-CH＝CH-基或者直接结合；
A3和A4相同或不同，表示1,2-亚苯基、1,3-亚苯基、1,4-亚苯基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-2,6-二基、1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-双环[2.2.2]亚辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氢化萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基、二氢化茚-1,3-二基、二氢化茚-1,5-二基、二氢化茚-2,5-二基、菲-1,6-二基、菲-1,8-二基、菲-2,7-二基、菲-3,6-二基、蒽-1,5-二基、蒽-1,8-二基、蒽-2,6-二基或蒽-2,7-二基；
A3和A4所具有的-CH2-基，在彼此不相邻的前提下，可以被-O-基或-S-基取代；
A3和A4所具有的氢原子可以被氟原子、氯原子、-CN基、或者碳原子数1～6的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基取代；
Z表示-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH＝CH-基、-CF＝CF-基、-C≡C-基、-CH＝CH-COO-基、-OCO-CH＝CH-基或者直接结合；
n为0、1或2。
3.如权利要求2所述的液晶层形成用组合物，其特征在于：
所述m为1。
4.如权利要求3所述的液晶层形成用组合物，其特征在于：
所述化合物是由下述化学式(2-1)～(2-6)表示的任一化合物：
式中，
R1和R2相同或不同，表示-Sp1-P1基、氢原子、卤素原子、-CN基、-NO2基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF5基、或者碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基、芳烷基或苯基；
R1和R2中的至少一方包含-Sp1-P1基；
P1表示聚合性基团；
Sp1表示碳原子数1～6的直链状、支链状或环状的亚烷基或亚烷氧基、或者直接结合；
R1和R2中的至少一方为碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基、芳烷基或苯基时，该R1和R2中的至少一方所具有的氢原子可以被氟原子、氯原子或-Sp1-P1基取代；
R1和R2所具有的-CH2-基，在氧原子、硫原子和氮原子彼此不相邻的前提下，可以被-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH＝CH-基、-CF＝CF-基、-C≡C-基、-CH＝CH-COO-基或-OCO-CH＝CH-基取代。
5.如权利要求2所述的液晶层形成用组合物，其特征在于：
所述化合物是由下述化学式(2-7)和(2-8)表示的任一化合物：
式中，
R1和R2相同或不同，表示-Sp1-P1基、氢原子、卤素原子、-CN基、-NO2基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF5基、或者碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基、芳烷基或苯基；
R1和R2中的至少一方包含-Sp1-P1基；
P1表示聚合性基团；
Sp1表示碳原子数1～6的直链状、支链状或环状的亚烷基或亚烷氧基、或者直接结合；
R1和R2中的至少一方为碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基、芳烷基或苯基时，该R1和R2中的至少一方所具有的氢原子可以被氟原子、氯原子或-Sp1-P1基取代；
R1和R2所具有的-CH2-基，在氧原子、硫原子和氮原子彼此不相邻的前提下，可以被-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH＝CH-基、-CF＝CF-基、-C≡C-基、-CH＝CH-COO-基或-OCO-CH＝CH-基取代。
6.如权利要求2～5中任一项所述的液晶层形成用组合物，其特征在于：
所述P1为丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、乙烯氧基、丙烯酰氨基或甲基丙烯酰氨基。
7.如权利要求1所述的液晶层形成用组合物，其特征在于：
所述液晶层形成用组合物还含有一种以上的包括具有环结构的单官能或多官能的聚合性基团的单体。
8.如权利要求7所述的液晶层形成用组合物，其特征在于：
所述一种以上的包括具有环结构的单官能或多官能的聚合性基团的单体为由下述化学式(3)表示的化合物：
P2-Sp 2-R4-A3-（Z-A4）n-R3(3)，
式中，
R3为-R4-Sp2-P2基、氢原子、卤素原子、-CN基、-NO2基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF5基、或者碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基；
P2表示聚合性基团；
Sp2表示碳原子数1～6的直链状、支链状或环状的亚烷基或亚烷氧基、或者直接结合；
R3所具有的氢原子可以被氟原子或氯原子取代；
R3所具有的-CH2-基，在氧原子和硫原子彼此不相邻的前提下，可以被-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH＝CH-基、-CF＝CF-基、-C≡C-基、-CH＝CH-COO-基或-OCO-CH＝CH-基取代；
R4表示-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH＝CH-基、-CF＝CF-基、-C≡C-基、-CH＝CH-COO-基、-OCO-CH＝CH-基或者直接结合；
A3和A4相同或不同，表示1,2-亚苯基、1,3-亚苯基、1,4-亚苯基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-2,6-二基、1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-双环[2.2.2]亚辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氢化萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基、二氢化茚-1,3-二基、二氢化茚-1,5-二基、二氢化茚-2,5-二基、菲-1,6-二基、菲-1,8-二基、菲-2,7-二基、菲-3,6-二基、蒽-1,5-二基、蒽-1,8-二基、蒽-2,6-二基或蒽-2,7-二基；
A3和A4所具有的-CH2-基，在彼此不相邻的前提下，可以被-O-基或-S-基取代；
A3和A4所具有的氢原子可以被氟原子、氯原子、-CN基、或者碳原子数1～6的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基取代；
Z表示-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH＝CH-基、-CF＝CF-基、-C≡C-基、-CH＝CH-COO-基、-OCO-CH＝CH-基或者直接结合；
n为0、1或2。
9.如权利要求8所述的液晶层形成用组合物，其特征在于：
所述P2为丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、乙烯氧基、丙烯酰氨基或甲基丙烯酰氨基。
10.一种液晶显示装置，其特征在于：
所述液晶显示装置具有一对基板和被夹持在该一对基板之间的液晶层，
该液晶层含有液晶材料，
该一对基板中的至少一个基板具有：对接近的液晶分子进行取向控制的取向膜；和形成在该取向膜上，对接近的液晶分子进行取向控制的聚合物层，
该聚合物层通过在液晶层中添加的单体聚合而形成，
该单体为具有通过由光照射引起的夺氢反应生成羰自由基的结构的化合物。
11.如权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述化合物是由下述化学式(1)表示的化合物：
式中，
A1和A2相同或不同，表示苯环、联苯环或者碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基或烯基；
A1和A2中的任一方为苯环或联苯环；
A1和A2中的至少一方包含-Sp1-P1基；
A1和A2所具有的氢原子可以被-Sp1-P1基、卤素原子、-CN基、-NO2基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF5基或者碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基、烯基或芳烷基取代；
A1和A2所具有的相邻的2个氢原子可以被碳原子数1～12的直链状或支链状的亚烷基或亚烯基取代而成为环状结构；
A1和A2的烷基、烯基、亚烷基、亚烯基或芳烷基所具有的氢原子可以被-Sp1-P1基取代；
A1和A2的烷基、烯基、亚烷基、亚烯基或芳烷基所具有的-CH2-基，在氧原子、硫原子和氮原子彼此不相邻的前提下，可以被-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH＝CH-基、-CF＝CF-基、-C≡C-基、-CH＝CH-COO-基或-OCO-CH＝CH-基取代；
P1表示聚合性基团；
Sp1表示碳原子数1～6的直链状、支链状或环状的亚烷基或者亚烷氧基、或者直接结合；
m为1或2；
连接A1与Y的虚线部分和连接A2与Y的虚线部分，表示A1与A2之间可以经由Y结合；
Y表示-CH2-基、-CH2CH2-基、-CH＝CH-基、-O-基、-S-基、-NH-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、或者直接结合。
12.如权利要求11所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述m为1。
13.如权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述化合物是由下述化学式(2-1)～(2-6)表示的任一化合物：
式中，
R1和R2相同或不同，表示-Sp1-P1基、氢原子、卤素原子、-CN基、-NO2基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF5基、或者碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基、芳烷基或苯基；
R1和R2中的至少一方包含-Sp1-P1基；
P1表示聚合性基团；
Sp1表示碳原子数1～6的直链状、支链状或环状的亚烷基或者亚烷氧基、或者直接结合；
R1和R2中的至少一方为碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基、芳烷基或苯基时，该R1和R2中的至少一方所具有的氢原子可以被氟原子、氯原子或-Sp1-P1基取代；
R1和R2所具有的-CH2-基，在氧原子、硫原子和氮原子彼此不相邻的前提下，可以被-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH＝CH-基、-CF＝CF-基、-C≡C-基、-CH＝CH-COO-基或-OCO-CH＝CH-基取代。
14.如权利要求11所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述化合物是由下述化学式(2-7)和(2-8)表示的任一化合物：
式中，
R1和R2相同或不同，表示-Sp1-P1基、氢原子、卤素原子、-CN基、-NO2基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF5基、或者碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基、芳烷基或苯基；
R1和R2中的至少一方包含-Sp1-P1基；
P1表示聚合性基团；
Sp1表示碳原子数1～6的直链状、支链状或环状的亚烷基或者亚烷氧基、或者直接结合；
R1和R2中的至少一方为碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基、芳烷基或苯基时，该R1和R2中的至少一方所具有的氢原子可以被氟原子、氯原子或-Sp1-P1基取代；
R1和R2所具有的-CH2-基，在氧原子、硫原子和氮原子彼此不相邻的前提下，可以被-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH＝CH-基、-CF＝CF-基、-C≡C-基、-CH＝CH-COO-基或-OCO-CH＝CH-基取代。
15.如权利要求11～14中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述P1为丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、乙烯氧基、丙烯酰氨基或甲基丙烯酰氨基。
16.如权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述聚合物层通过一种以上的包括具有环结构的单官能或多官能的聚合性基团的单体聚合而形成。
17.如权利要求16所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述一种以上的包括具有环结构的单官能或多官能的聚合性基团的单体为由下述化学式(3)表示的化合物：
P2-Sp 2-R4-A3-(Z-A4)n-R3(3)，
式中，
R3为-R4-Sp2-P2基、氢原子、卤素原子、-CN基、-NO2基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF5基、或者碳原子数1～12的直链状或支链状的烷基；
P2表示聚合性基团；
Sp2表示碳原子数1～6的直链状、支链状或环状的亚烷基或者亚烷氧基、或者直接结合；
R3所具有的氢原子可以被氟原子或氯原子取代；
R3所具有的-CH2-基，在氧原子和硫原子彼此不相邻的前提下，可以被-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH＝CH-基、-CF＝CF-基、-C≡C-基、-CH＝CH-COO-基或-OCO-CH＝CH-基取代；
R4表示-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH＝CH-基、-CF＝CF-基、-C≡C-基、-CH＝CH-COO-基、-OCO-CH＝CH-基或者直接结合；
A3和A4相同或不同，表示1,2-亚苯基、1,3-亚苯基、1,4-亚苯基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-2,6-二基、1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-双环[2.2.2]亚辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氢化萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基、二氢化茚-1,3-二基、二氢化茚-1,5-二基、二氢化茚-2,5-二基、菲-1,6-二基、菲-1,8-二基、菲-2,7-二基、菲-3,6-二基、蒽-1,5-二基、蒽-1,8-二基、蒽-2,6-二基或蒽-2,7-二基；
A3和A4所具有的-CH2-基，在彼此不相邻的前提下，可以被-O-基或-S-基取代；
A3和A4所具有的氢原子可以被氟原子、氯原子、-CN基、或者碳原子数1～6的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基取代；
Z表示-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH＝CH-基、-CF＝CF-基、-C≡C-基、-CH＝CH-COO-基、-OCO-CH＝CH-基或者直接结合；
n为0、1或2。
18.如权利要求17所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述化合物是由下述化学式(4-1)～(4-5)表示的任一化合物：
式中，P2相同或不同，表示聚合性基团。
19.如权利要求17或18所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述P2为丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、乙烯氧基、丙烯酰氨基或甲基丙烯酰氨基。
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