WO2014061756A1 - モノマー、液晶組成物、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

モノマー、液晶組成物、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法 Download PDF

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真伸 水▲崎▼
仲西　洋平
健史 野間
智至 榎本
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シャープ株式会社
東洋合成工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal composition, a liquid crystal display device, a method for producing a liquid crystal display device, and the like. More specifically, a liquid crystal composition for forming a polymer layer capable of controlling the orientation of liquid crystal molecules, and a polymer layer for controlling the orientation of liquid crystal molecules formed by polymerizing monomers contained in the liquid crystal composition.
  • the present invention relates to a liquid crystal display device including an orientation maintaining (PSA: Polymer Sustained Alignment) layer, a manufacturing method suitable for manufacturing the liquid crystal display device, and the like.
  • PSA Polymer Sustained Alignment
  • a liquid crystal display (LCD) device is a device that controls light transmission / blocking (display on / off) by controlling the orientation of liquid crystal molecules having birefringence.
  • the liquid crystal display device includes, for example, an array substrate, a color filter substrate, and a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates including the array substrate and the color filter substrate.
  • An alignment film may be provided on the liquid crystal layer side surfaces of both substrates.
  • a plurality of spacers made of an insulating material are provided on any one of the above substrates, and the two substrates are bonded together.
  • the dropping method is used, the liquid crystal material is dropped before the substrates are bonded, and when the vacuum injection method is used, the liquid crystal material is vacuum-injected after the substrates are bonded to close the injection port.
  • a liquid crystal display panel is completed by affixing a polarizing plate, retardation film, etc. on the surface on the opposite side to the liquid crystal layer side of each board
  • a gate driver, a source driver, a display control circuit, and the like are mounted on the liquid crystal display panel, and a liquid crystal display device is completed by combining a backlight and the like.
  • the PSA layer encapsulates a liquid crystal composition in which a polymerizable component such as a monomer or oligomer is mixed with a liquid crystal material, and polymerizes the polymerizable component such as a monomer or oligomer by irradiation with heat or light (for example, ultraviolet rays).
  • a polymerizable component such as a monomer or oligomer
  • heat or light for example, ultraviolet rays
  • Patent Document 1 a liquid crystal material mixed with a photopolymerizable compound is sandwiched between both substrates on which a photoalignment film is formed, and the photopolymerizable compound is polymerized by irradiating light to form an alignment maintaining layer. It is described.
  • the photo-alignment film of Patent Document 1 is an alignment film including a main chain and a polymer having a side chain including a photoreactive functional group. By irradiating light from different directions, the alignment film has different directions. A plurality of regions to which the orientation regulating force is applied can be formed.
  • this light irradiation may generate impurities from the photo-alignment film
  • the pre-tilt direction of the liquid crystal molecules is fixed by fixing the impurities by the alignment maintaining layer and suppressing the generation of impurity ions in the liquid crystal layer.
  • the decrease in voltage holding ratio and the occurrence of burn-in can be suppressed.
  • Patent Document 2 a liquid crystal composition containing a polymerizable monomer is injected between substrates, and ultraviolet light is applied while applying a voltage between opposing transparent electrodes of the substrate to polymerize the monomer. It is described that the burn-in of the liquid crystal display device can be reduced and that the monomer has one or more ring structures or condensed ring structures and two functional groups directly bonded to the ring structures or condensed ring structures. Has been.
  • spots and display unevenness may occur along the outer edge of the display area.
  • the occurrence of spots and display unevenness will be described below.
  • an area with spots appears along the outer edge of the display area of the liquid crystal display device, the brightness differs between the outer edge and the center of the display area, and display unevenness is observed.
  • the display area is an area for displaying an image recognized by an observer, and does not include a frame area.
  • a gate driver, a source driver, a display control circuit, and the like are accommodated in the frame area.
  • liquid crystal display devices tend to widen the display area, and there is a demand for narrowing the frame area.
  • the frame area is narrowed, the area where the spots and display unevenness are generated becomes conspicuous as described above, and the display quality of the liquid crystal display device is greatly deteriorated.
  • composition, liquid crystal display device capable of maintaining high display quality even under high temperature and high humidity environment, and liquid crystal display device capable of maintaining high display quality even under high temperature and high humidity environment It is intended to provide a method.
  • the inventors of the present invention have studied the cause of the occurrence of spots and display unevenness in the liquid crystal display device, and focused on the process of bonding both substrates using a sealing material in the manufacturing process of the liquid crystal display device.
  • moisture such as moisture enters from the outside of the liquid crystal display device, and the components of the sealing material elute into the liquid crystal layer together with moisture.
  • moisture such as moisture enters from the outside of the liquid crystal display device, and the components of the sealing material elute into the liquid crystal layer together with moisture.
  • the presence of these moisture and impurities in the liquid crystal layer causes spots and display unevenness.
  • liquid crystal composition containing a liquid crystal material and a radical polymerizable monomer having an amide group between both substrates, polymerizing the monomer by ultraviolet irradiation, and polymer layer (PSA layer)
  • PSA layer polymer layer
  • the —CO— possessed by the amide group (—NRCO— group) of the radical polymerizable monomer in the present invention has a very high polarity compared to the case of the ester. Causes strong dipole-dipole interactions.
  • the amide group (—NHCO—) has a nitrogen atom, and can form a hydrogen bond with a polar molecule having hydrogen bonding properties such as water through a hydrogen atom bonded to the nitrogen atom. . Therefore, radically polymerizable monomers having an amide group can strongly interact with highly polar impurities, particularly impurities having hydrogen bonding properties, so that moisture and polarity can be maintained even in high temperature and high humidity environments. Therefore, it is possible to take in high impurities and prevent impurities from remaining in the liquid crystal.
  • the monomer according to the present invention is a compound represented by the following chemical formula (1).
  • Sp 1 and Sp 2 are the same or different and each represents a linear or branched alkylene group or alkyleneoxy group having 1 to 6 carbon atoms or a direct bond.
  • a 1 represents a divalent alicyclic, aromatic monocyclic or condensed polycyclic hydrocarbon group.
  • a 2 represents a phenylene group.
  • the —CH 2 — groups of A 1 and A 2 may be substituted with —O— groups or —S— groups as long as they are not adjacent to each other.
  • a —CH ⁇ group of A 1 and A 2 may be substituted with a —N ⁇ group unless they are adjacent to each other.
  • the hydrogen atom that A 1 and A 2 have are a fluorine atom, a chlorine atom, a -CN group, or a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group, an alkylcarbonyl group, an alkoxycarbonyl group. Alternatively, it may be substituted with an alkylcarbonyloxy group, and one or more of these carbon atoms may be substituted with a silicon atom.
  • Z 1 , Z 2 and Z 3 may be the same or different and represent —O— group, —S— group, —NH— group, —CO— group, —COO— group, —OCO— group, —O—COO— Group, —OCH 2 — group, —CH 2 O— group, —SCH 2 — group, —CH 2 S— group, —N (CH 3 ) — group, —N (C 2 H 5 ) — group, —N (C 3 H 7 ) — group, —N (C 4 H 9 ) — group, —NRCO— group, —CONR— group, —CF 2 O— group, —OCF 2 — group, —CF 2 S— group, —SCF 2 — group, —N (CF 3 ) — group, —CH 2 CH 2 — group, —CF 2 CH 2 — group, —CH 2 CF 2 — group, —CF 2 CF 2 — group,
  • At least one of Z 1 , Z 2 and Z 3 represents a —NRCO— group or a —CONR— group.
  • R represents a hydrogen atom or a linear alkyl group or alkenyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • n 1 is 0 or 1.
  • the liquid crystal composition according to the present invention contains the monomer as a constituent element.
  • the compound represented by the above chemical formula (1) has, for example, a modifying group such as a linear alkyl group or alkenyl group having 1 to 6 carbon atoms. It is preferably introduced and the solubility in liquid crystal can be improved.
  • Examples of A 1 possessed by the compound represented by the chemical formula (1) include benzene-1,2-diyl group, benzene-1,3-diyl group, benzene-1,4-diyl group, pyridine-2, 3-diyl group, pyridine-2,4-triyl group, pyridine-2,5-diyl group, pyridine-2,6-diyl group, naphthalene-1,2-diyl group, naphthalene-1,4-diyl group, Naphthalene-1,5-diyl group, naphthalene-1,8-diyl group, naphthalene-2,3-diyl group, naphthalene-2,6-diyl group, naphthalene-2,7-diyl group, cyclohexane-1 , 2-diyl group, cyclohexane-1,3-diyl group, cyclohe
  • Examples of the compound represented by the chemical formula (1) include a compound represented by the following chemical formula (2).
  • a 1 represents a divalent alicyclic, aromatic monocyclic or condensed polycyclic hydrocarbon group.
  • a 2 represents a phenylene group.
  • the —CH 2 — groups of A 1 and A 2 may be substituted with —O— groups or —S— groups as long as they are not adjacent to each other.
  • a —CH ⁇ group of A 1 and A 2 may be substituted with a —N ⁇ group unless they are adjacent to each other.
  • the hydrogen atom that A 1 and A 2 have are a fluorine atom, a chlorine atom, a -CN group, or a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group, an alkylcarbonyl group, an alkoxycarbonyl group.
  • Z 1 represents an —O— group, —CO— group, —COO— group, —OCO— group, —NRCO— group, —CONR— group, or a direct bond.
  • R represents a hydrogen atom or a linear alkyl group or alkenyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • P 1 and P 2 are the same or different and represent a radical polymerizable group, and at least one is an acryloylamino group or a methacryloylamino group.
  • n 1 is 0 or 1.
  • More specific examples of the compound represented by the chemical formula (1) include compounds represented by any of the following chemical formulas (5-1) to (5-18).
  • W 1 and W 2 are the same or different and represent —H group or —CH 3 group.
  • the liquid crystal composition may further contain a monomer having a structure that generates radicals by a hydrogen abstraction reaction by light irradiation, or a monomer having a structure that generates radicals by a self-cleavage reaction by light irradiation.
  • the monomer having a structure that generates radicals by light irradiation preferably has a structure that efficiently generates radicals by irradiation with light having a wavelength component of 300 nm or more, more preferably 350 nm or more.
  • Examples of the monomer having a structure that generates radicals by a hydrogen abstraction reaction by light irradiation include a compound represented by the following chemical formula (3).
  • a 3 represents an aromatic ring.
  • a 4 represents an aromatic ring that is the same as or different from A 3 , or a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 12 carbon atoms. At least one of A 3 and A 4 includes a —Sp 3 —P group.
  • the aromatic ring possessed by at least one of A 3 and A 4 is a benzene ring or a biphenyl ring.
  • the hydrogen atoms of A 3 and A 4 are: —Sp 3 —P group, halogen atom, —CN group, —NO 2 group, —NCO group, —NCS group, —OCN group, —SCN group, —SF 5 group Alternatively, it may be substituted with an alkyl group, alkenyl group or aralkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and the alkyl group and alkenyl group may be linear or branched. Two adjacent hydrogen atoms of A 3 and A 4 may be substituted with a linear or branched alkylene group or alkenylene group having 1 to 12 carbon atoms to form a cyclic structure.
  • the hydrogen atom of the alkyl group, alkenyl group, alkylene group, alkenylene group or aralkyl group of A 3 and A 4 may be substituted with a —Sp 3 —P group.
  • the —CH 2 — group of the alkyl group, alkenyl group, alkylene group, alkenylene group or aralkyl group of A 3 and A 4 is an —O— group, —S—, unless an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom are adjacent to each other.
  • P represents a radical polymerizable group.
  • Sp 3 represents a linear, branched or cyclic alkylene group or alkyleneoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a direct bond.
  • m 1 is 1 or 2.
  • a dotted line portion connecting A 3 and Y and a dotted line portion connecting A 4 and Y indicate that a bond via Y may exist between A 3 and A 4 .
  • Y represents a —CH 2 — group, —CH 2 CH 2 — group, —CH ⁇ CH— group, —O— group, —S— group, —NH— group, —N (CH 3 ) — group, —N (C 2 H 5 ) — group, —N (C 3 H 7 ) — group, —N (C 4 H 9 ) — group, —OCH 2 — group, —CH 2 O— group, —SCH 2 — group, —CH 2 S— group or a direct bond is represented.
  • Examples of the compound represented by the chemical formula (3) include compounds represented by any of the following chemical formulas (6-1) to (6-8).
  • R 3 and R 4 are the same or different and are represented by —Sp 8 —P group, hydrogen atom, halogen atom, —CN group, —NO 2 group, —NCO group, —NCS group, —OCN group, —SCN group, -SF 5 radical, a linear or branched alkyl group or aralkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a phenyl group.
  • At least one of R 3 and R 4 includes a —Sp 8 —P group.
  • P represents a radical polymerizable group.
  • Sp 8 represents a linear, branched or cyclic alkylene group or alkyleneoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a direct bond.
  • R 3 and R 4 When at least one of R 3 and R 4 is an alkyl group, an aralkyl group, or a phenyl group having 1 to 12 carbon atoms, the hydrogen atom that R 3 and R 4 have is a fluorine atom, a chlorine atom, or —Sp It may be substituted with an 8- P group.
  • the —CH 2 — group of R 3 and R 4 is an —O— group, —S— group, —NH— group, —CO— group, —COO— unless an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom are adjacent to each other.
  • the compound having any one of the structures represented by the chemical formulas (6-1) to (6-6) has an absorption wavelength range up to about 380 nm, and is represented by the chemical formula (6-7) or (6-8).
  • the represented compound has an absorption wavelength region up to around 430 nm. Therefore, by using a compound having any one of the structures represented by the chemical formulas (6-1) to (6-8), light having a short wavelength (for example, light having a wavelength of less than 300 nm) can be cut. Even in this case, the polymerization reaction rate by light irradiation in the production of the liquid crystal display device can be increased, and the throughput can be improved.
  • the compound represented by the chemical formula (6-7) or (6-8) is more light-lighter than the compound having any one of the structures represented by the chemical formulas (6-1) to (6-6). Since the absorption wavelength range is wide and the light utilization efficiency is high, even after a polarizing plate is attached to each of a pair of substrates of a liquid crystal display device, light can be irradiated to polymerize a radical polymerizable monomer. it can.
  • R 1 represents a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 4 carbon atoms, or —Sp 6 —P.
  • R 2 represents a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 4 carbon atoms, or —Sp 7 —P.
  • P represents the same or different radical polymerizable group, and the total number is two or more.
  • Sp 4 represents a linear, branched or cyclic alkylene group, alkyleneoxy group or alkylenecarbonyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a direct bond, and is the same when m 2 is 2 or more. Or different.
  • Sp 5 represents a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, an alkyleneoxy group or an alkylenecarbonyloxy group, or a direct bond, and is the same when m 3 is 2 or more. Or different.
  • Sp 6 represents a linear, branched or cyclic alkylene group, alkyleneoxy group or alkylenecarbonyloxy group having 1 to 6 carbon atoms.
  • Sp 7 represents a linear, branched or cyclic alkylene group, alkyleneoxy group or alkylenecarbonyloxy group having 1 to 6 carbon atoms.
  • L 1 represents a —F group, —OH group, a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an aralkyl group, and when n 2 is 2 or more, , May be the same or different.
  • n 2 is 2 or more, , May be the same or different.
  • two L 1 are respectively bonded to two adjacent carbon atoms in the aromatic ring, they may be bonded to each other to form a cyclic structure, and the two L 1 may be the same or different and have a carbon number 1 to 12, a linear or branched alkylene group or alkenylene group.
  • L 2 represents an —F group, an —OH group, a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an aralkyl group, and when n 3 is 2 or more, , May be the same or different.
  • n 3 is 2 or more, , May be the same or different.
  • two L 2 are respectively bonded to two adjacent carbon atoms in the aromatic ring, they may be bonded to each other to form a cyclic structure, and the two L 2 may be the same or different and have a carbon number 1 to 12, a linear or branched alkylene group or alkenylene group.
  • One or more hydrogen atoms of the alkyl group, alkenyl group, alkylene group, alkenylene group or aralkyl group of L 1 and L 2 may be substituted with an —F group or an —OH group.
  • the —CH 2 — group of the alkyl group, alkenyl group, alkylene group, alkenylene group or aralkyl group of L 1 and L 2 is —O— group, —S, unless the oxygen atom, sulfur atom and nitrogen atom are adjacent to each other.
  • n 2 is an integer from 1 to 3.
  • m 3 is an integer from 0 to 3.
  • n 2 is an integer from 0 to 4.
  • n 3 is an integer from 0 to 4.
  • the sum of m 2 and n 2 is an integer from 1 to 5.
  • the sum of m 3 and n 3 is an integer from 0 to 5.
  • the sum of m 2 and m 3 is an integer from 1 to 6.
  • Examples of the compound represented by the chemical formula (4) include a compound represented by the following chemical formula (7).
  • R 5 represents a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R 6 represents a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • P is the same or different and represents a radically polymerizable group.
  • Sp 9 represents a linear, branched or cyclic alkylene group, alkyleneoxy group or alkylenecarbonyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a direct bond.
  • Sp 10 represents a linear, branched or cyclic alkylene group, alkyleneoxy group or alkylenecarbonyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a direct bond.
  • Examples of P contained in the compounds represented by the chemical formulas (1), (3), (4), (6-1) to (6-8), (7) include a (meth) acryloyloxy group, (Meth) acryloylamino group, vinyl group, or vinyloxy group may be mentioned.
  • a pair of substrates, a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates and containing a liquid crystal material, and liquid crystal molecules formed on at least one of the pair of substrates are aligned.
  • a polymer layer to be controlled, and the polymer layer is formed by polymerization of one or more monomers, and at least one of the monomers is a liquid crystal compound represented by the following chemical formula (1) It is a display device.
  • the polymer layer may be formed by polymerizing one or more monomers added to the liquid crystal layer.
  • Sp 1 and Sp 2 are the same or different and each represents a linear or branched alkylene group or alkyleneoxy group having 1 to 6 carbon atoms or a direct bond.
  • a 1 represents a divalent alicyclic, aromatic monocyclic or condensed polycyclic hydrocarbon group.
  • a 2 represents a phenylene group.
  • the —CH 2 — groups of A 1 and A 2 may be substituted with —O— groups or —S— groups as long as they are not adjacent to each other.
  • a —CH ⁇ group of A 1 and A 2 may be substituted with a —N ⁇ group unless they are adjacent to each other.
  • the hydrogen atom that A 1 and A 2 have are a fluorine atom, a chlorine atom, a -CN group, or a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group, an alkylcarbonyl group, an alkoxycarbonyl group. Alternatively, it may be substituted with an alkylcarbonyloxy group, and one or more of these carbon atoms may be substituted with a silicon atom.
  • Z 1 , Z 2 and Z 3 may be the same or different and represent —O— group, —S— group, —NH— group, —CO— group, —COO— group, —OCO— group, —O—COO— Group, —OCH 2 — group, —CH 2 O— group, —SCH 2 — group, —CH 2 S— group, —N (CH 3 ) — group, —N (C 2 H 5 ) — group, —N (C 3 H 7 ) — group, —N (C 4 H 9 ) — group, —NRCO— group, —CONR— group, —CF 2 O— group, —OCF 2 — group, —CF 2 S— group, —SCF 2 — group, —N (CF 3 ) — group, —CH 2 CH 2 — group, —CF 2 CH 2 — group, —CH 2 CF 2 — group, —CF 2 CF 2 — group,
  • At least one of Z 1 , Z 2 and Z 3 represents a —NRCO— group or a —CONR— group.
  • R represents a hydrogen atom or a linear alkyl group or alkenyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • n 1 is 0 or 1.
  • the configuration of the liquid crystal display device of this embodiment is not particularly limited by other components as long as such components are formed as essential.
  • each component of the liquid crystal display device of the present embodiment includes the following embodiments (a) to (i) which are the same as those exemplified for the monomer and the liquid crystal composition according to the present invention. That is, (A) A 1 of the compound represented by the chemical formula (1) includes benzene-1,2-diyl group, benzene-1,3-diyl group, benzene-1,4-diyl group, pyridine-2, 3-diyl group, pyridine-2,4-triyl group, pyridine-2,5-diyl group, pyridine-2,6-diyl group, naphthalene-1,2-diyl group, naphthalene-1,4-diyl group, Naphthalene-1,5-diyl group, naphthalene-1,8-diyl group, naphthalene-2,3-diyl group, naphthalene-2,6-diyl group,
  • Another embodiment of the present invention includes a step of injecting a liquid crystal composition containing a liquid crystal material and one or more monomers between a pair of substrates, irradiating the liquid crystal composition with light, and polymerizing the monomers And a step of forming a polymer layer for controlling alignment of liquid crystal molecules on a substrate, wherein at least one of the monomers is a compound represented by the following chemical formula (1): is there.
  • Sp 1 and Sp 2 are the same or different and each represents a linear or branched alkylene group or alkyleneoxy group having 1 to 6 carbon atoms or a direct bond.
  • a 1 represents a divalent alicyclic, aromatic monocyclic or condensed polycyclic hydrocarbon group.
  • a 2 represents a phenylene group.
  • the —CH 2 — groups of A 1 and A 2 may be substituted with —O— groups or —S— groups as long as they are not adjacent to each other.
  • a —CH ⁇ group of A 1 and A 2 may be substituted with a —N ⁇ group unless they are adjacent to each other.
  • the hydrogen atom that A 1 and A 2 have are a fluorine atom, a chlorine atom, a -CN group, or a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group, an alkylcarbonyl group, an alkoxycarbonyl group. Alternatively, it may be substituted with an alkylcarbonyloxy group, and one or more of these carbon atoms may be substituted with a silicon atom.
  • Z 1 , Z 2 and Z 3 may be the same or different and represent —O— group, —S— group, —NH— group, —CO— group, —COO— group, —OCO— group, —O—COO— Group, —OCH 2 — group, —CH 2 O— group, —SCH 2 — group, —CH 2 S— group, —N (CH 3 ) — group, —N (C 2 H 5 ) — group, —N (C 3 H 7 ) — group, —N (C 4 H 9 ) — group, —NRCO— group, —CONR— group, —CF 2 O— group, —OCF 2 — group, —CF 2 S— group, —SCF 2 — group, —N (CF 3 ) — group, —CH 2 CH 2 — group, —CF 2 CH 2 — group, —CH 2 CF 2 — group, —CF 2 CF 2 — group,
  • At least one of Z 1 , Z 2 and Z 3 represents a —NRCO— group or a —CONR— group.
  • R represents a hydrogen atom or a linear alkyl group or alkenyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • n 1 is 0 or 1.
  • the method for producing a liquid crystal display device of the present invention includes a step of injecting a liquid crystal composition containing a liquid crystal material and one or more monomers between a pair of substrates.
  • a liquid crystal material and the monomer the same materials as those described in the above-described liquid crystal display device of the present invention can be used.
  • Examples of the step of forming the polymer layer include a step performed in a state where a voltage equal to or higher than a threshold is applied to the liquid crystal layer.
  • a polymer is formed in a form following liquid crystal molecules that are aligned in a state where a voltage higher than a threshold is applied to the liquid crystal layer by applying light. . Therefore, the formed polymer layer has a structure that defines a pretilt angle with respect to the liquid crystal molecules even when no voltage is applied later.
  • Examples of the step of forming the polymer layer include a step performed in a state where a voltage higher than a threshold is not applied to the liquid crystal layer. Even in a state where a voltage higher than the threshold is not applied, a polymer layer that enhances the initial alignment of liquid crystal molecules can be formed.
  • the configuration of the manufacturing method of the liquid crystal display device of the present embodiment is not particularly limited by other steps as long as such steps are formed as essential.
  • a 1 of the compound represented by the chemical formula (1) is a benzene-1,2-diyl group, a benzene-1,3-diyl group, a benzene-1,4-diyl group, pyridine-2, 3-diyl group, pyridine-2,4-triyl group, pyridine-2,5-diyl group, pyridine-2,6-diyl group, naphthalene-1,2-diyl group, naphthalene-1,4-diyl group, Naphthalene-1,5-diyl group, naphthalene-1,8-diyl group, naphthalene-2,3-diyl group, naphthalene-2,6-di
  • a monomer and a liquid crystal composition capable of forming a polymer layer capable of maintaining high display quality even in a high temperature and high humidity environment, even in a high temperature and high humidity environment.
  • a liquid crystal display device that can maintain high display quality and a method for manufacturing a liquid crystal display device that can maintain high display quality even in an environment of high temperature and high humidity can be obtained.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display device according to Embodiment 1 before the PSA polymerization step.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view after the PSA polymerization process of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to Embodiment 2 before a PSA polymerization step.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view after a PSA polymerization process of the liquid crystal display device according to the second embodiment.
  • a liquid crystal display device manufactured using the liquid crystal composition of the present invention, a liquid crystal display device of the present invention, and a liquid crystal display device manufactured by the manufacturing method of the present invention are, for example, a television, a personal computer, a mobile phone, By using it in a display device such as an information display, excellent display characteristics can be exhibited.
  • FIGS. 1 and 2 are schematic cross-sectional views of the liquid crystal display device according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 shows the PSA polymerization process before
  • FIG. 2 shows the PSA polymerization process.
  • the liquid crystal display device according to the first embodiment is sandwiched between a pair of substrates including an array substrate 110, a color filter substrate 120, and the array substrate 110 and the color filter substrate 120.
  • the array substrate 110 includes an insulating transparent substrate made of glass or the like, various wirings formed on the transparent substrate, pixel electrodes, TFTs (Thin Film Transistors), and the like.
  • the color filter substrate 120 includes an insulating transparent substrate made of glass or the like, a color filter formed on the transparent substrate, a black matrix, a common electrode, and the like.
  • the array substrate 110 and the color filter substrate 120 each include an alignment film 108 on the surface on the liquid crystal layer 105 side.
  • the liquid crystal layer 105 contains a liquid crystal material and a radical polymerizable monomer 104.
  • the radical polymerizable monomer 104 is a compound represented by the above chemical formula (1), more specifically a compound represented by the above chemical formula (2), and more specifically, the above chemical formula (5- 1) to a compound represented by any one of (5-18).
  • the radical polymerizable monomer 104 By irradiating the liquid crystal layer 105 with light, the radical polymerizable monomer 104 generates a radical, and the radical polymerizable group of the radical polymerizable monomer 104 starts and advances one after another using the radical as an active species. , Polymerize.
  • the polymer formed by the polymerization is deposited as a polymer layer (PSA layer) 107 on the alignment film 108 formed on the substrates 110 and 120 as shown in FIG.
  • stains and display unevenness that occur in an environment of high temperature and high humidity are considered to be caused by moisture, impurities, or the like entering the liquid crystal layer.
  • VHR voltage holding ratio
  • residual DC voltage a DC offset voltage
  • the radical polymerizable monomer 104 has an amide group, it can form hydrogen bonds with moisture, water-soluble impurities, and the like. Therefore, by forming the polymer layer 107 using the radical polymerizable monomer 104, the residual amount of moisture, impurities, etc.
  • a polymerization initiator is generally used.
  • a polymerization initiator for example, Irgacure 651
  • the one cleaved by ultraviolet irradiation floats as impurities in the liquid crystal. Therefore, the voltage holding ratio (VHR) is reduced.
  • VHR voltage holding ratio
  • the radical polymerizable monomer 104 since the radical polymerizable monomer 104 generates a radical itself, such a polymerization initiator is not required, and impurities derived from the polymerization initiator are not generated, so that a high voltage holding ratio (VHR) is maintained. can do.
  • the radical polymerizable monomer 104 has two polymerizable groups, it is easily taken into the polymer layer 107 when forming the polymer layer 107 and hardly remains in the liquid crystal layer as an impurity. ) Is difficult to cause.
  • a polymer layer 107 is formed on the surface of the alignment film 108 formed on the array substrate 110 and the color filter substrate 120. Further, between the array substrate 110 and the color filter substrate 120, a sealing material 103 is attached on the alignment film 108 along the outer edges of the substrates 110 and 120, and the liquid crystal layer 105 includes the sealing material 103. Thus, sealing is performed between the array substrate 110 and the color filter substrate 120. Further, the light irradiation to the liquid crystal layer 105 is performed after the liquid crystal layer 105 is sealed with the sealing material 103, so that the polymer layer 107 is formed in the region surrounded by the sealing material 103.
  • the liquid crystal layer 105 when the PSA polymerization process is performed, the liquid crystal layer 105 is irradiated with light in a state where a voltage higher than the threshold is applied, so that the liquid crystal molecules are aligned in a state where the voltage is applied higher than the threshold.
  • the formed polymer layer has a structure that defines a pretilt angle with respect to the liquid crystal molecules even when no voltage is applied later.
  • one or more radical polymerizable monomers in Embodiment 1 were used without applying a voltage higher than a threshold to the liquid crystal layer 105 when performing the PSA polymerization process.
  • a polymer layer can be produced and liquid crystal molecules can be oriented in a specific orientation relative to the substrate surface.
  • the array substrate 110, the liquid crystal layer 105, and the color filter substrate 120 are stacked in this order from the back surface side to the observation surface side of the liquid crystal display device.
  • Polarizers are provided on the back side of the array substrate 110 and the observation surface side of the color filter substrate 120.
  • a retardation plate may be further arranged for these polarizing plates, and the polarizing plate may be a circularly polarizing plate.
  • the liquid crystal display device may be any of a transmission type, a reflection type, and a reflection / transmission type. If it is a transmission type or a reflection / transmission type, the liquid crystal display device of Embodiment 1 further includes a backlight. The backlight is disposed further on the back side of the array substrate 110, and is disposed so that light is transmitted through the array substrate 110, the liquid crystal layer 105, and the color filter substrate 120 in this order.
  • the array substrate 110 includes a reflection plate for reflecting external light. Further, at least in a region where reflected light is used as a display, the polarizing plate of the color filter substrate 120 needs to be a circularly polarizing plate provided with a so-called ⁇ / 4 retardation plate.
  • the liquid crystal layer 105 is filled with a liquid crystal material having a characteristic of being aligned in a specific direction when a constant voltage is applied.
  • the orientation of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 105 is controlled by applying a voltage higher than a threshold value.
  • the liquid crystal material may have a positive dielectric anisotropy or a negative dielectric anisotropy.
  • the alignment film 108 may be a vertical alignment film or a horizontal alignment film.
  • the vertical alignment film is an alignment film that aligns liquid crystal molecules perpendicularly to the substrate surface when no voltage is applied, and may be subjected to alignment treatment.
  • Vertical alignment refers to the case where the average initial tilt angle of the liquid crystal molecules with respect to the substrate surface is 60 ° to 90 °, and preferably 80 ° to 90 °.
  • the horizontal alignment film is an alignment film that aligns liquid crystal molecules horizontally with respect to the substrate surface when no voltage is applied, and may be subjected to an alignment treatment.
  • Horizontal alignment refers to the case where the average initial tilt angle of liquid crystal molecules with respect to the substrate surface is 0 to 30 °, and preferably 0 to 10 °.
  • tilt angle is an angle between the major axis of the liquid crystal molecules and the substrate surface in the range of 0 ° to 90 °, and the “average tilt angle” is also referred to as “tilt angle”. Further, the average of the tilt angles of the liquid crystal molecules with respect to the respective substrates when no voltage is applied is referred to as “average initial tilt angle”, and hereinafter simply referred to as “pre-tilt angle”. Examples of the alignment treatment method include a rubbing method and a photo-alignment method.
  • the array substrate 110 and the color filter substrate 120 may be attached using a sealing material.
  • the sealing material is one that is cured by heat, one that is cured by irradiation with ultraviolet light, and one that is cured by heat and ultraviolet light. Any of those that can be cured by irradiation may be used.
  • the liquid crystal display device disassembles a liquid crystal display device (for example, a mobile phone, a monitor, a liquid crystal TV (television), an information display), a nuclear magnetic resonance analysis (NMR), a Fourier transform.
  • a liquid crystal display device for example, a mobile phone, a monitor, a liquid crystal TV (television), an information display
  • NMR nuclear magnetic resonance analysis
  • the monomer component present in the polymer layer is analyzed by performing chemical analysis using infrared spectroscopy (FT-IR: Fourier Transform Infrared Spectroscopy), mass spectrometry (MS: Mass Spectrometry), etc. The type of can be determined.
  • FT-IR Fourier Transform Infrared Spectroscopy
  • MS mass spectrometry
  • the second embodiment is the same as the first embodiment except that in addition to the radical polymerizable monomer used in the first embodiment, another monomer having a structure that generates radicals by light irradiation is used.
  • FIGS. 3 and 4 are schematic cross-sectional views of the liquid crystal display device according to the second embodiment.
  • FIG. 3 shows before the PSA polymerization step
  • FIG. 4 shows after the PSA polymerization step.
  • the liquid crystal display device according to the second embodiment is sandwiched between a pair of substrates including the array substrate 210, the color filter substrate 220, and the array substrate 210 and the color filter substrate 220.
  • the array substrate 210 includes an insulating transparent substrate made of glass or the like, and various wirings, pixel electrodes, TFTs, and the like formed on the transparent substrate.
  • the color filter substrate 220 includes an insulating transparent substrate made of glass or the like, a color filter formed on the transparent substrate, a black matrix, a common electrode, and the like.
  • the array substrate 210 and the color filter substrate 220 each include an alignment film 208 on the surface on the liquid crystal layer 205 side.
  • the liquid crystal layer 205 contains a liquid crystal material, a first radical polymerizable monomer 204, and a second radical polymerizable monomer 206.
  • the first radical polymerizable monomer 204 is a compound represented by the above chemical formula (1), more specifically, a compound represented by the above chemical formula (2), and more specifically, the above chemical formula.
  • the second radical polymerizable monomer 206 is a monomer having a structure that generates radicals by light irradiation, and a hydrogen abstraction reaction by light irradiation listed in the chemical formula (3) or (6-1) to (6-8).
  • It may be a compound having a structure that generates a radical due to the above, or a compound having a structure that generates a radical by a self-cleavage reaction by light irradiation described in the chemical formula (4) or (7).
  • the polymerization reaction can be advanced without the need to newly add a polymerization initiator, which can further prevent a decrease in voltage holding ratio (VHR). it can.
  • VHR voltage holding ratio
  • each of the first radical polymerizable monomer 204 and the second radical polymerizable monomer 206 alone generates a radical, and the radical is used as an active species to generate the first radical polymerization.
  • the radically polymerizable groups of the polymerizable monomer 204 and the second radically polymerizable monomer 206 start and proceed one after another and polymerize.
  • the polymer formed by the polymerization is deposited as a polymer layer (PSA layer) 207 on the alignment film 208 formed on the substrates 210 and 220 as shown in FIG.
  • a polymer layer 207 is formed on the surface of the alignment film 208 formed on the array substrate 210 and the color filter substrate 220. Further, between the array substrate 210 and the color filter substrate 220, a sealing material 203 is attached on the alignment film 208 along the outer edges of the substrates 210 and 220, and the liquid crystal layer 205 includes the sealing material 203. Thus, sealing is performed between the array substrate 210 and the color filter substrate 220. In addition, since light irradiation to the liquid crystal layer 205 is performed after the liquid crystal layer 205 is sealed with the sealant 203, the polymer layer 207 is formed in a region surrounded by the sealant 203.
  • the second embodiment similarly to the first embodiment, it is possible to obtain a liquid crystal display device that can maintain high display quality even in an environment of high temperature and high humidity. Furthermore, by using together a monomer having a structure that generates radicals by light irradiation, a polymer layer can be formed in a short irradiation time, so that throughput can be improved.
  • alignment film material was apply
  • pre-baking was performed at 80 ° C. for 5 minutes, followed by post-baking at 200 ° C. for 60 minutes.
  • a sealing material was applied to the one-side substrate, and a liquid crystal composition containing a liquid crystal material having negative dielectric anisotropy and a radical polymerizable monomer was dropped while irradiating ultraviolet rays at 5 J / cm 2 .
  • the sealing material can be temporarily cured by dropping the liquid crystal composition while irradiating ultraviolet rays.
  • beads were dispersed as spacers on the counter substrate, pasted together, and heated at 100 ° C. to perform main curing on the sealing material.
  • Example 1 a naphthalene compound represented by the following chemical formula (9) was added as a radical polymerizable monomer so as to be 0.25 wt% with respect to the entire liquid crystal composition.
  • the compound represented by the following chemical formula (9) is 1-methacrylamino-5-methacryloxynaphthalene obtained by the above synthesis example.
  • Comparative Examples 1 and 2 were produced.
  • a compound represented by the following chemical formula (10) was added as a radical polymerizable monomer so as to be 0.25 wt% with respect to the entire liquid crystal composition.
  • no radical polymerizable monomer was added.
  • Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 with the voltage of 10 V applied between the transparent electrodes of the upper and lower substrates, non-polarized ultraviolet light 2.57 mW / cm 2 was irradiated to the substrate from the normal direction for 20 minutes. The radical polymerizable monomer was then polymerized to complete the liquid crystal cell.
  • the non-polarized ultraviolet light source a black light FHF-32BLB (wavelength region: 300 to 370 nm) manufactured by Toshiba Lighting & Technology was used.
  • the initial voltage holding ratio (VHR), the voltage holding ratio (VHR) after the aging test, and the residual DC voltage after the aging test were measured.
  • the aging test was performed by leaving it to stand for 1000 hours in an environment of a temperature of 45 ° C. and a humidity of 90%.
  • VHR The voltage holding ratio
  • a pulse voltage was applied between the electrodes of both substrates of the liquid crystal cell, and charges were charged between the electrodes. Thereafter, the interelectrode potential in an open period (period in which no voltage was applied) of 16.6 msec was measured, and the ratio of the retained charge amount was measured.
  • the residual DC voltage was measured by applying a DC offset voltage of 1 V to the liquid crystal cell for 10 hours and performing a flicker elimination method.
  • Table 1 shows the measurement results of the initial voltage holding ratio (initial VHR), the voltage holding ratio (VHR) after the aging test, and the residual DC voltage after the aging test in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. It was.
  • Example 1 the initial voltage holding ratio (initial VHR) was as high as 99% or more, and the voltage holding ratio (VHR) after the aging test did not decrease much and was higher than those of Comparative Examples 1 and 2.
  • the residual DC voltage after the aging test in Example 1 was significantly lower than those in Comparative Examples 1 and 2.
  • Comparative Examples 1 and 2 the initial voltage holding ratio (initial VHR) showed a high value, but the voltage holding ratio (VHR) after the aging test both decreased to the 93% level.
  • the residual DC voltage was 130 mV in Comparative Example 1 and 170 mV in Comparative Example 2, and both showed high values.
  • the compound represented by the chemical formula (10) used in Comparative Example 1 has a polymer layer but does not have an amide group, it has hydrogen bonds with moisture, impurities and the like that have entered the liquid crystal layer. It is considered that the voltage holding ratio (VHR) after the aging test was lowered and a high residual DC voltage was generated. In Comparative Example 2, it is considered that the voltage holding ratio (VHR) after the aging test was lowered and a high residual DC voltage was generated because moisture, impurities and the like entered the liquid crystal layer.
  • Evaluation test 2 Examples 2 to 4 in which liquid crystal cells were actually produced in the form according to Embodiment 2 are shown below.
  • the method for producing the liquid crystal cell used in Evaluation Test 2 was that radical polymerization was performed by adding a monomer having a structure that generates a radical by a hydrogen abstraction reaction by light irradiation or a self-cleavage reaction by light irradiation to the liquid crystal composition.
  • the liquid crystal cells produced in Evaluation Test 2 are the following Examples 2 to 4.
  • the naphthalene compound represented by the chemical formula (9) was added as a radical polymerizable monomer so that the amount was 0.25% by weight with respect to the entire liquid crystal composition.
  • Example 2 a monomer having a structure that generates radicals by hydrogen abstraction reaction or self-cleavage reaction by light irradiation was added.
  • a benzophenone compound represented by the following chemical formula (11) was added to the liquid crystal composition so as to be 0.05% by weight.
  • Example 3 the following chemical formula (12) was used.
  • the benzyl compound represented by the chemical formula (13) below was added to 0.05 wt% in Example 4 so that the benzyl compound represented by 0.05 wt% was added.
  • the compounds represented by the following chemical formulas (11) and (12) are monomers having a structure that generates radicals by a hydrogen abstraction reaction by light irradiation, and the compounds represented by the following chemical formula (13) are self-induced by light irradiation. It is a monomer having a structure that generates radicals by a cleavage reaction.
  • the initial voltage holding ratio (VHR), the voltage holding ratio (VHR) after the aging test, and the residual DC voltage after the aging test were measured.
  • the voltage holding ratio (VHR) measurement method, residual DC voltage measurement method, and aging test method are the same as those in Evaluation Test 1.
  • Table 2 below shows the measurement results of the initial voltage holding ratio (initial VHR), the voltage holding ratio after the aging test (VHR), and the residual DC voltage after the aging test in Examples 2 to 4.
  • the initial voltage holding ratio (initial VHR) was as high as 99% or more, and the voltage holding ratio (VHR) after the aging test was also high. In all of Examples 2 to 4, the residual DC voltage was low.
  • a polymer layer could be formed by irradiation. Since the formed polymer layer has an amide group, it forms hydrogen bonds with moisture, impurities, etc. that have entered the liquid crystal layer, and has a high voltage holding ratio (VHR) after the aging test and a low residual DC voltage. It is thought.
  • VHR voltage holding ratio
  • a monomer having an amide group as represented by the chemical formula (9) a monomer having a structure that generates a radical by a hydrogen abstraction reaction by light irradiation, or a radical by a self-cleavage reaction by light irradiation.
  • a liquid crystal display device capable of maintaining high display quality even in an environment of high temperature and high humidity was obtained by using in combination with a monomer having a structure that generates the.
  • Example 5 in which a liquid crystal cell was actually fabricated in the form according to Embodiment 1 is shown.
  • the production method of the liquid crystal cell used in Evaluation Test 3 was evaluated except that a polyimide horizontal alignment film having a low imidization rate was formed on the substrate and a liquid crystal material having positive dielectric anisotropy was used. Similar to Test 1.
  • Example 5 a naphthalene compound represented by the chemical formula (9) was added as a radical polymerizable monomer so as to be 0.25 wt% with respect to the entire liquid crystal composition.
  • Comparative Examples 3 and 4 were produced.
  • the compound represented by the chemical formula (10) was added as a radical polymerizable monomer so as to be 0.25 wt% with respect to the entire liquid crystal composition.
  • no radical polymerizable monomer was added.
  • the initial voltage holding ratio (VHR), the voltage holding ratio (VHR) after the aging test, and the residual DC voltage after the aging test were measured.
  • the voltage holding ratio (VHR) measurement method, residual DC voltage measurement method, and aging test method are the same as those in Evaluation Test 1.
  • Table 3 shows the measurement results of the initial voltage holding ratio (initial VHR), the voltage holding ratio (VHR) after the aging test, and the residual DC voltage after the aging test of Example 5 and Comparative Examples 3 and 4. It was.
  • Example 5 the initial voltage holding ratio (initial VHR) was as high as 98% or more, and the voltage holding ratio (VHR) after the aging test did not decrease much and was higher than those of Comparative Examples 3 and 4.
  • the residual DC voltage after the aging test of Example 5 was significantly lower than those of Comparative Examples 3 and 4.
  • Comparative Examples 3 and 4 the initial voltage holding ratio (initial VHR) showed a high value, but the voltage holding ratio (VHR) after the aging test was up to 92% in Comparative Example 3, and Comparative Example 4 was It decreased to the 90% level.
  • the residual DC voltage was 120 mV for Comparative Example 3 and 170 mV for Comparative Example 4, both showing high values.
  • the compound represented by the chemical formula (10) used in Comparative Example 3 has a polymer layer but does not have an amide group, it has hydrogen bonds with moisture, impurities and the like that have entered the liquid crystal layer. It is considered that the voltage holding ratio (VHR) after the aging test was lowered and a high residual DC voltage was generated. In Comparative Example 4, it is considered that the voltage holding ratio (VHR) after the aging test was lowered and a high residual DC voltage was generated because moisture, impurities and the like entered the liquid crystal layer.
  • Evaluation Test 4 Examples 6 to 8 in which liquid crystal cells were actually produced in the form according to Embodiment 2 are shown below.
  • the method for producing the liquid crystal cell used in Evaluation Test 4 is that the liquid crystal composition was further added with a monomer having a structure that generates radicals by a hydrogen abstraction reaction by light irradiation or a self-cleavage reaction by light irradiation, and The same as Evaluation Test 3 except that the light irradiation time for polymerizing the radical polymerizable monomer was set to 10 minutes.
  • the liquid crystal cells prepared in Evaluation Test 4 are the following Examples 6 to 8.
  • a naphthalene compound represented by the above chemical formula (9) was added as a radical polymerizable monomer so that the amount was 0.25% by weight based on the whole liquid crystal composition.
  • Example 6 a monomer having a structure that generates radicals by hydrogen abstraction reaction or self-cleavage reaction by light irradiation was added.
  • the benzophenone-based compound represented by the chemical formula (11) was added to 0.05% by weight with respect to the entire liquid crystal composition, and in Example 7, the chemical formula (12) was used.
  • the benzyl compound represented by the chemical formula (13) was added to 0.05 wt% so that the benzyl compound represented by 0.05 wt% was added in Example 8.
  • the compounds represented by the chemical formulas (11) and (12) are monomers having a structure that generates radicals by a hydrogen abstraction reaction by light irradiation, and the compounds represented by the chemical formula (13) are self-induced by light irradiation. It is a monomer having a structure that generates radicals by a cleavage reaction.
  • the initial voltage holding ratio (VHR), the voltage holding ratio (VHR) after the aging test, and the residual DC voltage after the aging test were measured.
  • the voltage holding ratio (VHR) measurement method, residual DC voltage measurement method, and aging test method are the same as those in Evaluation Test 1.
  • Table 4 shows the measurement results of the initial voltage holding ratio (initial VHR), the voltage holding ratio after the aging test (VHR), and the residual DC voltage after the aging test in Examples 6 to 8.
  • the initial voltage holding ratio (initial VHR) was as high as 98% or more, and the voltage holding ratio (VHR) after the aging test was not significantly reduced. Further, in all of Examples 6 to 8, the residual DC voltage showed a low value.
  • a polymer layer could be formed by irradiation. Since the formed polymer layer has an amide group, it forms hydrogen bonds with moisture, impurities, etc. that have entered the liquid crystal layer, and has a high voltage holding ratio (VHR) after the aging test and a low residual DC voltage. It is thought.
  • VHR voltage holding ratio
  • a monomer having an amide group as represented by the chemical formula (9) a monomer having a structure that generates a radical by a hydrogen abstraction reaction by light irradiation, or a radical by a self-cleavage reaction by light irradiation.
  • a liquid crystal display device capable of maintaining high display quality even in an environment of high temperature and high humidity was obtained by using in combination with a monomer having a structure that generates the.
  • a liquid crystal display device capable of maintaining high display quality was obtained regardless of whether the vertical alignment film or the horizontal alignment film was used, or even in an environment of high temperature and high humidity. Further, there is provided a liquid crystal display device that can maintain high display quality even when using either a liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy or a negative liquid crystal material, or in an environment of high temperature and high humidity. Obtained.

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Abstract

本発明は、高温、高湿度の環境下であっても、高い表示品質を保持できるポリマー層を形成することが可能なモノマーを提供する。本発明のモノマーは、Ｐ－Ｓｐ１－Ｚ２－Ａ１－（Ｚ１－Ａ２）ｎ１－Ｚ３－Ｓｐ２－Ｐで表される化合物である。（式中、Ｐは、同一又は異なって、ラジカル重合性基を表す。Ｚ１、Ｚ２及びＺ３の少なくとも１つは、－ＮＲＣＯ－基又は－ＣＯＮＲ－基を表す。）

Description

モノマー、液晶組成物、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法
本発明は、液晶組成物、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法等に関する。より詳しくは、液晶分子を配向制御することができるポリマー層を形成するための液晶組成物、及び、液晶組成物中に含まれるモノマーを重合させて形成した液晶分子の配向性を制御するポリマー層（以下、配向維持（ＰＳＡ：Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）層ともいう。）を備える液晶表示装置、及び、該液晶表示装置を作製するために好適な製造方法等に関するものである。
液晶表示（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）装置は、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）を制御する機器である。液晶表示装置は、例えば、アレイ基板と、カラーフィルタ基板と、アレイ基板及びカラーフィルタ基板からなる一対の基板間に狭持された液晶層とを備える。両基板の液晶層側の表面上は、配向膜を有していてもよい。
以下に、液晶表示装置の製造工程の一例を説明する。上記のいずれか一方の基板に、絶縁材料からなるスペーサを複数設け、両基板を貼り合わせる。滴下法を用いる場合には、基板の貼合せ前に液晶材料を滴下し、真空注入法を用いる場合には、基板の貼合せ後に液晶材料を真空注入し、注入口を塞ぐ。そして、各基板の液晶層側と反対側の面上に、偏光板、位相差フィルム等を貼り付けることにより、液晶表示パネルが完成する。更に、液晶表示パネルに、ゲートドライバー、ソースドライバー、表示制御回路等を実装するとともに、バックライト等を組み合わせることによって、液晶表示装置が完成する。
近年、配向膜上又は配向膜を有さない基板上に、液晶分子の配向を制御するポリマー層（ＰＳＡ層）を形成する技術が注目を集めている。ＰＳＡ層は、液晶材料にモノマーや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、熱又は光（例えば、紫外線）照射によって、モノマーやオリゴマー等の重合性成分を重合して形成する。
特許文献１には、光重合性化合物を混合した液晶材料を、光配向膜を形成した両基板間に挟持し、光を照射することによって光重合性化合物を重合させ、配向維持層を形成することが記載されている。特許文献１の光配向膜は、主鎖と、光反応性官能基を含む側鎖を有する高分子を含む配向膜であり、異なる方向から光を照射することで、配向膜に対し異なる方向の配向規制力を付与する複数の領域を形成することができる。この光照射により、光配向膜から不純物が発生することがあるが、配向維持層により、不純物を固定化し、液晶層中での不純物イオンの発生を抑制することで、液晶分子のプレチルト方向を固定化しつつ、電圧保持率の低下及び焼き付きの発生を抑制することができる。
特許文献２には、重合可能なモノマーを含有している液晶組成物を基板間に注入し、基板の相対する透明電極の間に電圧を印加しながら紫外線を照射し、該モノマーを重合することで、液晶表示装置の焼付きを軽減できること、該モノマーが１つ以上の環構造あるいは縮環構造と、該環構造あるいは縮環構造と直接結合している２つの官能基とを有することが記載されている。
国際公開第２００９／１５７２０７号 特開２００３－３０７７２０号公報
ＰＳＡ処理を行った液晶表示装置を高温、高湿度の環境下で長時間使用すると、表示領域の外縁に沿ってシミ、表示ムラが発生することがある。シミ、表示ムラの発生について、以下に説明する。高温、高湿度の環境下で長時間使用すると、液晶表示装置の表示領域の外縁に沿ってシミが発生した領域が現れ、表示領域の外縁と中心部とで輝度が異なり、表示ムラが観察されることがある。表示領域とは、観察者が認識する画像を表示する領域であり、額縁領域は含まれない。額縁領域には、ゲートドライバー、ソースドライバー、表示制御回路等が収容される。
近年、液晶表示装置は、表示領域を広くする傾向にあり、額縁領域を狭くする要請がある。額縁領域を狭くすると、上述のようにシミ、表示ムラが発生した領域が目立つことになるので、液晶表示装置の表示品質は大きく低下する。
本発明のいくつかの態様は、上記現状に鑑みてなされたものであり、高温、高湿度の環境下であっても、高い表示品質を保持できるポリマー層を形成することが可能なモノマー及び液晶組成物、高温、高湿度の環境下であっても、高い表示品質を保持できる液晶表示装置、並びに、高温、高湿度の環境下であっても、高い表示品質を保持できる液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、液晶表示装置にシミ、表示ムラが発生する原因について検討し、液晶表示装置の製造工程において、シール材を用いて両基板を貼り合せる工程に着目した。そして、鋭意検討を行ったところ、液晶表示装置を高温、高湿度の環境下で使用すると、液晶表示装置の外部から湿気等の水分が浸入し、水分と共にシール材の成分が液晶層中に溶出する場合があることを見いだした。更に、これらの水分、不純物等が液晶層中に存在することにより、シミ、表示ムラが発生することを見いだした。
そして、本発明者らは更に検討し、液晶材料と、アミド基を有するラジカル重合性モノマーとを含む液晶組成物を、両基板間に挟持し、紫外線照射によりモノマーを重合させポリマー層（ＰＳＡ層）を形成することで、液晶分子の配向を制御でき、かつ、高温、高湿度の環境下で使用しても、シミ、表示ムラを発生させ難くすることができることを見いだした。
以下に、液晶表示装置のシミ、表示ムラの発生が抑制される理由を説明する。
ポリマー層（ＰＳＡ層）を形成するために用いられる従来のモノマーは、エステル基（－ＣＯＯ－基）を有する。エステル基が有する－ＣＯ－は、極性が比較的高いため、他の極性分子（例えば、水分子、シール材由来の成分のうち、極性が高いもの等）との間で双極子－双極子相互作用を生じさせる。しかし、高温、高湿の環境下では、従来のモノマーは、水分やシール材由来の不純物との相互作用を維持することが困難となるので、液晶層中に不純物等が残存してしまう。
一方、本発明におけるラジカル重合性モノマーのアミド基（－ＮＲＣＯ－基）が有する－ＣＯ－は、エステルの場合と比較して非常に極性が高いため、他の極性分子との間で、非常に強い双極子－双極子相互作用を生じさせる。更に、アミド基（－ＮＨＣＯ－）は、窒素原子を有し、窒素原子に結合した水素原子を介して、水等の水素結合性を有する極性分子との間で水素結合を形成することができる。そのため、アミド基を有するラジカル重合性モノマーは、極性が高い不純物、特に水素結合性を有する不純物と強く相互作用を持つことができるため、高温、高湿の環境下であっても、水分や極性が高い不純物を取り込むことができ、液晶中に不純物が残存することを防ぐことができる。
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、本発明に係る構成に到達したものである。
本発明に係るモノマーは、下記化学式（１）で表される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 （式中、
Ｐは、同一又は異なって、ラジカル重合性基を表す。
Ｓｐ１及びＳｐ２は、同一又は異なって、炭素数１～６の、直鎖状若しくは分岐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。
Ａ１は、２価の、脂環式、芳香族単環式、又は、縮合多環式の炭化水素基を表す。
Ａ２は、フェニレン基を表す。
Ａ１及びＡ２が有する－ＣＨ２－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。
Ａ１及びＡ２が有する－ＣＨ＝基は、互いに隣接しない限り－Ｎ＝基で置換されていてもよい。
Ａ１及びＡ２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１～１２の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基、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に置換されていてもよく、更にこれらの炭素原子の１つ以上がケイ素原子に置換されていても良い。
Ｚ１、Ｚ２及びＺ３は、同一又は異なって、－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、－ＮＲＣＯ－基、－ＣＯＮＲ－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、又は、直接結合を表す。
Ｚ１、Ｚ２及びＺ３の少なくとも１つは、－ＮＲＣＯ－基又は－ＣＯＮＲ－基を表す。
Ｒは、水素原子又は炭素数１～６の直鎖状のアルキル基若しくはアルケニル基を表す。
ｎ１は、０又は１である。）　
本発明に係る液晶組成物は、上記モノマーを構成要素として含む。
アミド基を有するモノマーの液晶への溶解性が低い点を考慮すると、上記化学式（１）に示す化合物は、例えば、炭素数１～６の直鎖状のアルキル基又はアルケニル基等の修飾基を導入することが好ましく、液晶への溶解性を向上させることができる。
上記化学式（１）で表される化合物が有するＡ１の例としては、ベンゼン－１，２－ジイル基、ベンゼン－１，３－ジイル基、ベンゼン－１，４－ジイル基、ピリジン－２，３－ジイル基、ピリジン－２，４－トリイル基、ピリジン－２，５－ジイル基、ピリジン－２，６－ジイル基、ナフタレン－１，２－ジイル基、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－１，８－ジイル基、ナフタレン－２，３－ジイル基、ナフタレン－２，６－ジイル基、ナフタレン－２，７－ジイル基、シクロへキサン－１，２－ジイル基、シクロへキサン－１，３－ジイル基、シクロへキサン－１，４－ジイル基、デカヒドロナフタレン－１，２－ジイル基、デカヒドロナフタレン－１，４－ジイル基、デカヒドロナフタレン－１，５－ジイル基、デカヒドロナフタレン－１，８－ジイル基、デカヒドロナフタレン－２，３－ジイル基、デカヒドロナフタレン－２，６－ジイル基、インダン－１，１－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－１，６－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－１，９－ジイル基、フェナントレン－２，７－ジイル基、フェナントレン－２，９－ジイル基、フェナントレン－３，６－ジイル基、フェナントレン－３，９－ジイル基、フェナントレン－９，１０－ジイル基、アントラセン－１，４－ジイル基、アントラセン－１，５－ジイル基、アントラセン－１，９－ジイル基、アントラセン－２，３－ジイル基、アントラセン－２，６－ジイル基、アントラセン－２，９－ジイル基、又は、アントラセン－９，１０－ジイル基が挙げられ、上記Ａ２の例としては、ベンゼン－１，２－ジイル基、ベンゼン－１，３－ジイル基、又は、ベンゼン－１，４－ジイル基が挙げられる。
上記化学式（１）で表される化合物の例としては、下記化学式（２）で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 （式中、
Ａ１は、２価の、脂環式、芳香族単環式、又は、縮合多環式の炭化水素基を表す。
Ａ２は、フェニレン基を表す。
Ａ１及びＡ２が有する－ＣＨ２－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。
Ａ１及びＡ２が有する－ＣＨ＝基は、互いに隣接しない限り－Ｎ＝基で置換されていてもよい。
Ａ１及びＡ２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１～１２の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基、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に置換されていてもよく、更にこれらの炭素原子の１つ以上がケイ素原子に置換されていても良い。
Ｚ１は、－Ｏ－基、－ＣＯ－基、－ＣＯＯ－基、－ＯＣＯ－基、－ＮＲＣＯ－基、－ＣＯＮＲ－基、又は、直接結合を表す。
Ｒは、水素原子又は炭素数１～６の直鎖状のアルキル基若しくはアルケニル基を表す。
Ｐ１及びＰ２は、同一又は異なって、ラジカル重合性基を表し、少なくとも１つは、アクリロイルアミノ基又はメタクリロイルアミノ基である。
ｎ１は、０又は１である。）
上記化学式（１）で表される化合物のより具体的な例としては、下記化学式（５－１）～（５－１８）のいずれかで表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 （式中、Ｗ１及びＷ２は、同一又は異なって、－Ｈ基又は－ＣＨ３基を表す。）
上記液晶組成物は、更に、光照射による水素引き抜き反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマー、又は、光照射による自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーを含有してもよい。
ラジカル重合性モノマーとして、上記化学式（１）、（２）、又は（５－１）～（５－１８）のいずれかに記載の化合物を単独で用いた場合には、ポリマー層（ＰＳＡ層）を形成できるものの、３００ｎｍ付近の波長成分を含む光を長時間照射する必要がある。しかし、３００ｎｍ付近の波長成分を長時間照射することにより、液晶表示装置のパネル内の構造物が劣化し、表示装置としての性能を損なう例がある。
従って品質保持の観点からは、上記光照射によってラジカルを生成する構造を有するモノマーを併せて用い、重合反応に要する光照射時間を短縮することが有効である。更に、上記光照射によってラジカルを生成する構造を有するモノマーは、３００ｎｍ以上、より好ましくは３５０ｎｍ以上の波長成分を有する光を照射することによって、効率よくラジカルを発生する構造を有することが好ましい。
上記光照射による水素引き抜き反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーの例としては、下記化学式（３）で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 （式中、
Ａ３は、芳香環を表す。
Ａ４は、Ａ３と同一若しくは異なる芳香環、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。
Ａ３及びＡ４の少なくとも一方は、－Ｓｐ３－Ｐ基を含む。
Ａ３及びＡ４の少なくとも一方が有する芳香環は、ベンゼン環又はビフェニル環である。
Ａ３及びＡ４が有する水素原子は、－Ｓｐ３－Ｐ基、ハロゲン原子、－ＣＮ基、－ＮＯ２基、－ＮＣＯ基、－ＮＣＳ基、－ＯＣＮ基、－ＳＣＮ基、－ＳＦ５基、又は、炭素数１～１２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く、該アルキル基及びアルケニル基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。
Ａ３及びＡ４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。
Ａ３及びＡ４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、－Ｓｐ３－Ｐ基で置換されていてもよい。
Ａ３及びＡ４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－ＣＨ２－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、－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、又は、－ＯＣＯ－ＣＨ＝ＣＨ－基で置換されていてもよい。
Ｐは、ラジカル重合性基を表す。
Ｓｐ３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。
ｍ１は、１又は２である。
Ａ３とＹとをつなぐ点線部分、及び、Ａ４とＹとをつなぐ点線部分は、Ａ３とＡ４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、－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、又は、直接結合を表す。）　
上記化学式（３）で表される化合物の例としては、下記化学式（６－１）～（６－８）のいずれかで表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 （式中、
Ｒ３及びＲ４は、同一若しくは異なって、－Ｓｐ８－Ｐ基、水素原子、ハロゲン原子、－ＣＮ基、－ＮＯ２基、－ＮＣＯ基、－ＮＣＳ基、－ＯＣＮ基、－ＳＣＮ基、－ＳＦ５基、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ラルキル基、又は、フェニル基を表す。
Ｒ３及びＲ４の少なくとも一方は、－Ｓｐ８－Ｐ基を含む。
Ｐは、ラジカル重合性基を表す。
Ｓｐ８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。
Ｒ３及びＲ４の少なくとも一方が、炭素数１～１２の、アルキル基若しくはアラルキル基、又は、フェニル基であるとき、Ｒ３及びＲ４が有する水素原子は、フッ素原子、塩素原子又は－Ｓｐ８－Ｐ基に置換されていてもよい。
Ｒ３及びＲ４が有する－ＣＨ２－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、－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、又は、－ＯＣＯ－ＣＨ＝ＣＨ－基で置換されていてもよい。）
上記化学式（６－１）～（６－６）で表されるいずれかの構造を有する化合物は、吸収波長域を３８０ｎｍ付近まで有し、上記化学式（６－７）又は（６－８）で表される化合物は、吸収波長域を４３０ｎｍ付近まで有する。したがって、上記化学式（６－１）～（６－８）で表されるいずれかの構造を有する化合物を併せて用いることで、短波長の光（例えば、３００ｎｍ未満の波長をもつ光）をカットしても、液晶表示装置の製造における、光照射による重合反応速度を速くすることができ、スループットを改善することができる。更に、上記化学式（６－７）又は（６－８）で表される化合物は、上記化学式（６－１）～（６－６）で表されるいずれかの構造を有する化合物よりも光の吸収波長域が広く、光利用効率が高くなるため、液晶表示装置の一対の基板のそれぞれに偏光板を貼り付けた後であっても、光を照射し、ラジカル重合性モノマーを重合させることができる。
上記光照射による自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーの例としては、下記化学式（４）で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 （式中、
Ｒ１は、炭素数１～４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、又は、－Ｓｐ６－Ｐを表す。
Ｒ２は、炭素数１～４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、又は、－Ｓｐ７－Ｐを表す。
Ｐは、同一又は異なるラジカル重合性基を表し、総数が二以上である。
Ｓｐ４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、アルキレンオキシ基若しくはアルキレンカルボニルオキシ基、又は、直接結合を表し、ｍ２が２以上の場合は、同一であっても、異なっていてもよい。
Ｓｐ５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、アルキレンオキシ基若しくはアルキレンカルボニルオキシ基、又は、直接結合を表し、ｍ３が２以上の場合は、同一であっても、異なっていてもよい。
Ｓｐ６は、炭素数１～６の、直鎖状、分枝状又は環状のアルキレン基、アルキレンオキシ基又はアルキレンカルボニルオキシ基を表す。
Ｓｐ７は、炭素数１～６の、直鎖状、分枝状又は環状のアルキレン基、アルキレンオキシ基又はアルキレンカルボニルオキシ基を表す。
Ｌ１は、－Ｆ基、－ＯＨ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若しくはアルケニル基、又は、アラルキル基を表し、ｎ２が２以上の場合は、同一であっても、異なっていてもよい。
２つのＬ１が、芳香環における２つの隣接する炭素原子にそれぞれ結合している場合、互いに結合して環状構造となっていてもよく、該２つのＬ１は、同一又は異なって、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となる。
Ｌ２は、－Ｆ基、－ＯＨ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若しくはアルケニル基、又は、アラルキル基を表し、ｎ３が２以上の場合は、同一であっても、異なっていてもよい。
２つのＬ２が、芳香環における２つの隣接する炭素原子にそれぞれ結合している場合、互いに結合して環状構造となっていてもよく、該２つのＬ２は、同一又は異なって、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となる。
Ｌ１及びＬ２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１つ以上の水素原子は、－Ｆ基又は－ＯＨ基に置換されていてもよい。
Ｌ１及びＬ２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－ＣＨ２－基はそれぞれ、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、－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、－Ｓｐ４－Ｐ基、又は、－Ｓｐ５－Ｐ基で置換されていてもよい。
ｍ２は、１～３のいずれかの整数である。
ｍ３は、０～３のいずれかの整数である。
ｎ２は、０～４のいずれかの整数である。
ｎ３は、０～４のいずれかの整数である。
ｍ２とｎ２の合計は、１～５のいずれかの整数である。
ｍ３とｎ３の合計は、０～５のいずれかの整数である。
ｍ２とｍ３の合計は、１～６のいずれかの整数である。）
上記化学式（４）で表される化合物の例としては、下記化学式（７）で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 （式中、
Ｒ５は、炭素数１～４の、直鎖状又は分枝状のアルキル基又はアルケニル基を表す。
Ｒ６は、炭素数１～４の、直鎖状又は分枝状のアルキル基又はアルケニル基を表す。
Ｐは、同一又は異なって、ラジカル重合性基を表す。
Ｓｐ９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、アルキレンオキシ基若しくはアルキレンカルボニルオキシ基、又は、直接結合を表す。
Ｓｐ１０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、アルキレンオキシ基若しくはアルキレンカルボニルオキシ基、又は、直接結合を表す。）
上記化学式（１）、（３）、（４）、（６－１）～（６－８）、（７）で表される化合物に含まれるＰの例としては、（メタ）アクリロイルオキシ基、（メタ）アクリロイルアミノ基、ビニル基、又は、ビニルオキシ基が挙げられる。
本発明の他の一態様は、一対の基板と、該一対の基板に挟持され、液晶材料を含有する液晶層と、該一対の基板の少なくとも一方の基板上に形成された、液晶分子を配向制御するポリマー層とを備え、該ポリマー層は、一種以上の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、該モノマーの少なくとも一つは、下記化学式（１）で表される化合物である液晶表示装置である。該ポリマー層は、液晶層中に添加された一種以上のモノマーが重合することによって形成されたものであってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 （式中、
Ｐは、同一又は異なって、ラジカル重合性基を表す。
Ｓｐ１及びＳｐ２は、同一又は異なって、炭素数１～６の、直鎖状若しくは分岐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。
Ａ１は、２価の、脂環式、芳香族単環式、又は、縮合多環式の炭化水素基を表す。
Ａ２は、フェニレン基を表す。
Ａ１及びＡ２が有する－ＣＨ２－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。
Ａ１及びＡ２が有する－ＣＨ＝基は、互いに隣接しない限り－Ｎ＝基で置換されていてもよい。
Ａ１及びＡ２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１～１２の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基、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に置換されていてもよく、更にこれらの炭素原子の１つ以上がケイ素原子に置換されていても良い。
Ｚ１、Ｚ２及びＺ３は、同一又は異なって、－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、－ＮＲＣＯ－基、－ＣＯＮＲ－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、又は、直接結合を表す。
Ｚ１、Ｚ２及びＺ３の少なくとも１つは、－ＮＲＣＯ－基又は－ＣＯＮＲ－基を表す。
Ｒは、水素原子又は炭素数１～６の直鎖状のアルキル基若しくはアルケニル基を表す。
ｎ１は、０又は１である。）
本態様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。
本態様の液晶表示装置の各構成要素の具体例としては、本発明に係るモノマー及び液晶組成物で例示した内容と同様の下記（ａ）～（ｉ）の態様が挙げられる。すなわち、
（ａ）上記化学式（１）で表される化合物が有するＡ１は、ベンゼン－１，２－ジイル基、ベンゼン－１，３－ジイル基、ベンゼン－１，４－ジイル基、ピリジン－２，３－ジイル基、ピリジン－２，４－トリイル基、ピリジン－２，５－ジイル基、ピリジン－２，６－ジイル基、ナフタレン－１，２－ジイル基、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－１，８－ジイル基、ナフタレン－２，３－ジイル基、ナフタレン－２，６－ジイル基、ナフタレン－２，７－ジイル基、シクロへキサン－１，２－ジイル基、シクロへキサン－１，３－ジイル基、シクロへキサン－１，４－ジイル基、デカヒドロナフタレン－１，２－ジイル基、デカヒドロナフタレン－１，４－ジイル基、デカヒドロナフタレン－１，５－ジイル基、デカヒドロナフタレン－１，８－ジイル基、デカヒドロナフタレン－２，３－ジイル基、デカヒドロナフタレン－２，６－ジイル基、インダン－１，１－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－１，６－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－１，９－ジイル基、フェナントレン－２，７－ジイル基、フェナントレン－２，９－ジイル基、フェナントレン－３，６－ジイル基、フェナントレン－３，９－ジイル基、フェナントレン－９，１０－ジイル基、アントラセン－１，４－ジイル基、アントラセン－１，５－ジイル基、アントラセン－１，９－ジイル基、アントラセン－２，３－ジイル基、アントラセン－２，６－ジイル基、アントラセン－２，９－ジイル基、又は、アントラセン－９，１０－ジイル基であり、Ａ２は、ベンゼン－１，２－ジイル基、ベンゼン－１，３－ジイル基、又は、ベンゼン－１，４－ジイル基である態様、
（ｂ）上記化学式（１）で表される化合物は、上記化学式（２）で表される化合物である態様、
（ｃ）上記化学式（１）で表される化合物は、上記化学式（５－１）～（５－１８）のいずれかで表される化合物である態様、
（ｄ）上記モノマーは、更に、光照射による水素引き抜き反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマー、又は、光照射による自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーを含有する態様、
（ｅ）上記光照射による水素引き抜き反応によってラジカルを生成する構造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態様、
（ｆ）上記化学式（３）で表される化合物は、上記化学式（６－１）～（６－８）のいずれかで表される化合物である態様、
（ｇ）上記光照射による自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーは、上記化学式（４）で表される化合物である態様、
（ｈ）上記化学式（４）で表される化合物は、上記化学式（７）で表される化合物である態様、
（ｉ）上記化学式（１）、（３）、（４）、（６－１）～（６－８）、（７）で表される化合物に含まれるＰは、（メタ）アクリロイルオキシ基、（メタ）アクリロイルアミノ基、ビニル基、又は、ビニルオキシ基を表す態様等が挙げられる。
本発明の他の一態様は、一対の基板間に、液晶材料と、一種以上のモノマーとを含有する液晶組成物を注入する工程と、該液晶組成物に光を照射し、該モノマーを重合させて、基板上に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、該モノマーの少なくとも一つは、下記化学式（１）で表される化合物である液晶表示装置の製造方法である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 （式中、
Ｐは、同一又は異なって、ラジカル重合性基を表す。
Ｓｐ１及びＳｐ２は、同一又は異なって、炭素数１～６の、直鎖状若しくは分岐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。
Ａ１は、２価の、脂環式、芳香族単環式、又は、縮合多環式の炭化水素基を表す。
Ａ２は、フェニレン基を表す。
Ａ１及びＡ２が有する－ＣＨ２－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。
Ａ１及びＡ２が有する－ＣＨ＝基は、互いに隣接しない限り－Ｎ＝基で置換されていてもよい。
Ａ１及びＡ２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１～１２の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基、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に置換されていてもよく、更にこれらの炭素原子の１つ以上がケイ素原子に置換されていても良い。
Ｚ１、Ｚ２及びＺ３は、同一又は異なって、－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、－ＮＲＣＯ－基、－ＣＯＮＲ－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、又は、直接結合を表す。
Ｚ１、Ｚ２及びＺ３の少なくとも１つは、－ＮＲＣＯ－基又は－ＣＯＮＲ－基を表す。
Ｒは、水素原子又は炭素数１～６の直鎖状のアルキル基若しくはアルケニル基を表す。
ｎ１は、０又は１である。）
本発明の液晶表示装置の製造方法は、一対の基板間に、液晶材料と、一種以上のモノマーとを含有する液晶組成物を注入する工程を有する。ここでの液晶材料及びモノマーは、上述の本発明の液晶表示装置で説明したものと同様のものを用いることができる。
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工程が挙げられる。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。そのため、形成されるポリマー層は、後に電圧無印加状態となっても液晶分子に対しプレチルト角を規定する構造をもつことになる。
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工程が挙げられる。閾値以上の電圧を印加しない状態であっても、液晶分子の初期配向を強化するポリマー層を形成することができる。
本態様の液晶表示装置の製造方法の構成としては、このような工程を必須として形成されるものである限り、その他の工程により特に限定されるものではない。
本態様の液晶表示装置の製造方法の具体例としては、本発明に係るモノマー及び液晶組成物で例示した内容と同様の下記（ｊ）～（ｒ）の態様が挙げられる。すなわち、
（ｊ）上記化学式（１）で表される化合物が有するＡ１は、ベンゼン－１，２－ジイル基、ベンゼン－１，３－ジイル基、ベンゼン－１，４－ジイル基、ピリジン－２，３－ジイル基、ピリジン－２，４－トリイル基、ピリジン－２，５－ジイル基、ピリジン－２，６－ジイル基、ナフタレン－１，２－ジイル基、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－１，８－ジイル基、ナフタレン－２，３－ジイル基、ナフタレン－２，６－ジイル基、ナフタレン－２，７－ジイル基、シクロへキサン－１，２－ジイル基、シクロへキサン－１，３－ジイル基、シクロへキサン－１，４－ジイル基、デカヒドロナフタレン－１，２－ジイル基、デカヒドロナフタレン－１，４－ジイル基、デカヒドロナフタレン－１，５－ジイル基、デカヒドロナフタレン－１，８－ジイル基、デカヒドロナフタレン－２，３－ジイル基、デカヒドロナフタレン－２，６－ジイル基、インダン－１，１－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－１，６－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－１，９－ジイル基、フェナントレン－２，７－ジイル基、フェナントレン－２，９－ジイル基、フェナントレン－３，６－ジイル基、フェナントレン－３，９－ジイル基、フェナントレン－９，１０－ジイル基、アントラセン－１，４－ジイル基、アントラセン－１，５－ジイル基、アントラセン－１，９－ジイル基、アントラセン－２，３－ジイル基、アントラセン－２，６－ジイル基、アントラセン－２，９－ジイル基、又は、アントラセン－９，１０－ジイル基であり、Ａ２は、ベンゼン－１，２－ジイル基、ベンゼン－１，３－ジイル基、又は、ベンゼン－１，４－ジイル基である態様、
（ｋ）上記化学式（１）で表される化合物は、上記化学式（２）で表される化合物である態様、
（ｌ）上記化学式（１）で表される化合物は、上記化学式（５－１）～（５－１８）のいずれかで表される化合物である態様、
（ｍ）上記液晶組成物は、更に、光照射による水素引き抜き反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマー、又は、光照射による自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーを含有する態様、
（ｎ）上記光照射による水素引き抜き反応によってラジカルを生成する構造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態様、
（ｏ）上記化学式（３）で表される化合物は、上記化学式（６－１）～（６－８）のいずれかで表される化合物である態様、
（ｐ）上記光照射による自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーは、上記化学式（４）で表される化合物である態様、
（ｑ）上記化学式（４）で表される化合物は、上記化学式（７）で表される化合物である態様、
（ｒ）上記化学式（１）、（３）、（４）、（６－１）～（６－８）、（７）で表される化合物に含まれるＰは、（メタ）アクリロイルオキシ基、（メタ）アクリロイルアミノ基、ビニル基、又は、ビニルオキシ基を表す態様等が挙げられる。
本発明によれば、高温、高湿度の環境下であっても、高い表示品質を保持できるポリマー層を形成することが可能なモノマー及び液晶組成物、高温、高湿度の環境下であっても、高い表示品質を保持できる液晶表示装置、並びに、高温、高湿度の環境下であっても、高い表示品質を保持できる液晶表示装置の製造方法が得られる。
実施形態１に係る液晶表示装置のＰＳＡ重合工程前の断面模式図。 実施形態１に係る液晶表示装置のＰＳＡ重合工程後の断面模式図。 実施形態２に係る液晶表示装置のＰＳＡ重合工程前の断面模式図。 実施形態２に係る液晶表示装置のＰＳＡ重合工程後の断面模式図。
以下に実施形態を掲げ、本発明の一態様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。
本発明の液晶組成物を用いて作製された液晶表示装置、本発明の液晶表示装置、及び、本発明の製造方法によって作製された液晶表示装置は、例えば、テレビジョン、パーソナルコンピュータ、携帯電話、インフォメーションディスプレイ等の表示機器に用いることで、優れた表示特性を発揮することができる。
（実施形態１）
以下に、実施形態１に係る液晶表示装置の一例を示す。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り、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１１０と、カラーフィルタ基板１２０と、アレイ基板１１０及びカラーフィルタ基板１２０からなる一対の基板間に狭持された液晶層１０５とを備える。アレイ基板１１０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。カラーフィルタ基板１２０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。アレイ基板１１０及びカラーフィルタ基板１２０は、液晶層１０５側の表面上に配向膜１０８をそれぞれ備える。
図１に示すように、ＰＳＡ重合工程前において、液晶層１０５中には、液晶材料とラジカル重合性モノマー１０４とが含まれている。ラジカル重合性モノマー１０４は、上記化学式（１）で表される化合物であり、より具体的には、上記化学式（２）で表される化合物であり、更に具体的には、上記化学式（５－１）～（５－１８）のいずれかで表される化合物である。
液晶層１０５へ光を照射することにより、ラジカル重合性モノマー１０４はラジカルを生成し、そのラジカルを活性種として、ラジカル重合性モノマー１０４のもつラジカル重合性基が次々に連鎖重合を開始、進行させ、重合する。重合によって形成されたポリマーは、図２に示すように、基板１１０及び１２０上に形成された配向膜１０８上にポリマー層（ＰＳＡ層）１０７として析出される。
上述のように、高温、高湿度の環境下で発生するシミ及び表示ムラは、液晶層中に水分及び不純物等が浸入することが原因であると考えられる。液晶層中に水分及び不純物等が浸入すると、電圧保持率（ＶＨＲ）が低下し、液晶層内部に直流オフセット電圧（以下、残留ＤＣ電圧ともいう。）が発生し易くなる。ラジカル重合性モノマー１０４は、アミド基を有するため、水分、水溶性の不純物等と水素結合を形成することができる。そのため、ラジカル重合性モノマー１０４を用いてポリマー層１０７を形成することにより、液晶層中の水分、不純物等の残存量を減らすことができ、電圧保持率（ＶＨＲ）の低下及び残留ＤＣ電圧の発生を抑制することができる。その結果、高温、高湿度の環境下であっても、高い表示品質を保持できる液晶表示装置を得ることができる。
また、従来のＰＳＡ技術では、一般的に重合開始剤が用いられていたが、重合開始剤（例えば、Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１等）を用いた場合は、紫外線照射により開裂したものが、不純物として液晶中に漂うため電圧保持率（ＶＨＲ）を低下させる。実施形態１では、ラジカル重合性モノマー１０４は自らラジカルを生成するため、このような重合開始剤を必要とせず、重合開始剤に由来する不純物が発生しないため、高い電圧保持率（ＶＨＲ）を維持することができる。また、ラジカル重合性モノマー１０４は、重合性基を２つ有するため、ポリマー層１０７を形成する際にポリマー層１０７に取り込まれ易く、不純物として液晶層中に残存し難いため、電圧保持率（ＶＨＲ）の低下を引き起こし難い。
図２に示すように、実施形態１においては、アレイ基板１１０及びカラーフィルタ基板１２０上に形成された配向膜１０８の表面上に、ポリマー層１０７が形成されている。また、アレイ基板１１０とカラーフィルタ基板１２０との間には、これらの基板１１０、１２０の外縁に沿って配向膜１０８上にシール材１０３が貼り付けられており、液晶層１０５は、シール材１０３によってアレイ基板１１０とカラーフィルタ基板１２０との間に封止される。また、液晶層１０５に対する光の照射は、シール材１０３による液晶層１０５の封止後になされるので、シール材１０３によって囲まれた領域内にポリマー層１０７が形成されることになる。
実施形態１においては、ＰＳＡ重合工程を行う際に、液晶層１０５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。この場合、形成されるポリマー層は、後に電圧無印加状態となっても液晶分子に対しプレチルト角を規定する構造をもつことになる。また、配向膜１０８に配向処理を施すことで、ＰＳＡ重合工程を行う際に、液晶層１０５に対し閾値以上の電圧を印加せずとも、実施形態１における一種以上のラジカル重合性モノマーを用いた場合には、ポリマー層を作製することができ、液晶分子を基板面に対して特定の方位に配向させることができる。
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。
実施形態１に係る液晶表示装置においては、アレイ基板１１０、液晶層１０５及びカラーフィルタ基板１２０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１１０の背面側及びカラーフィルタ基板１２０の観察面側には、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。
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１１０の更に背面側に配置され、アレイ基板１１０、液晶層１０５及びカラーフィルタ基板１２０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１１０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１２０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。
液晶層１０５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１０５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。該液晶材料は、正の誘電率異方性を有するものであっても、負の誘電率異方性を有するものであってもよい。
上記配向膜１０８は、垂直配向膜であっても、水平配向膜であってもよい。垂直配向膜とは、電圧無印加時において、液晶分子を基板面に対して垂直に配向させる配向膜であり、配向処理が施されていてもよい。垂直配向とは、基板面に対する液晶分子の平均初期傾斜角が、６０°～９０°の場合をいい、好ましくは８０°～９０°である。水平配向膜とは、電圧無印加時において、液晶分子を基板面に対して水平に配向させる配向膜であり、配向処理が施されていてもよい。水平配向とは、基板面に対する液晶分子の平均初期傾斜角が、０～３０°の場合をいい、好ましくは０～１０°である。「傾斜角」は、液晶分子の長軸と基板面とがなす角度を０°～９０°の範囲で表したものであり、「平均傾斜角」を「チルト角」ともいう。また、電圧無印加時における液晶分子の各基板に対する傾斜角の平均を「平均初期傾斜角」といい、以下、単純に「プレチルト角」ともいう。配向処理方法としては、ラビング法、光配向法等が挙げられる。
アレイ基板１１０とカラーフィルタ基板１２０とは、シール材を用いて貼り付けられていてもよく、シール材としては、熱により硬化するもの、紫外光の照射により硬化するもの、並びに、熱及び紫外光照射のいずれによっても硬化するもののいずれを用いてもよい。
実施形態１に係る液晶表示装置は、液晶表示装置（例えば、携帯電話、モニター、液晶ＴＶ（テレビジョン）、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、ポリマー層中に存在するモノマー成分の解析を行い、モノマー成分の種類を決定することができる。
（実施形態２）
実施形態２は、実施形態１で用いたラジカル重合性モノマーに加え、更に、光照射によってラジカルを生成する構造を有する他のモノマーを用いた点以外は、実施形態１と同様である。
以下に、実施形態２に係る液晶表示装置の一例を示す。図３及び図４は、実施形態２に係る液晶表示装置の断面模式図である。図３はＰＳＡ重合工程前を示し、図４はＰＳＡ重合工程後を示す。図３及び図４に示すように、実施形態２に係る液晶表示装置は、アレイ基板２１０と、カラーフィルタ基板２２０と、アレイ基板２１０及びカラーフィルタ基板２２０からなる一対の基板間に狭持された液晶層２０５とを備える。アレイ基板２１０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等とを備える。カラーフィルタ基板２２０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。アレイ基板２１０及びカラーフィルタ基板２２０は、液晶層２０５側の表面上に配向膜２０８をそれぞれ備える。
図３に示すように、ＰＳＡ重合工程前において、液晶層２０５中には、液晶材料、第一のラジカル重合性モノマー２０４及び第二のラジカル重合性モノマー２０６が含まれている。第一のラジカル重合性モノマー２０４は、上記化学式（１）で表される化合物であり、より具体的には、上記化学式（２）で表される化合物であり、更に具体的には、上記化学式（５－１）～（５－１８）のいずれかで表される化合物である。第二のラジカル重合性モノマー２０６は、光照射によってラジカルを生成する構造を有するモノマーであり、上記化学式（３）又は（６－１）～（６－８）に挙げられる光照射による水素引き抜き反応によってラジカルを生成する構造を有する化合物であってもよく、上記化学式（４）又は（７）に挙げられる光照射による自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有する化合物であってもよい。光照射によってラジカルを生成する構造を有するモノマーを併せて用いることで、新たに重合開始剤を追加する必要なく重合反応を進行させることができ、より電圧保持率（ＶＨＲ）の低下を妨げることができる。
液晶層２０５へ光を照射することにより、第一のラジカル重合性モノマー２０４及び第二のラジカル重合性モノマー２０６のいずれも単独でラジカルを生成し、そのラジカルを活性種として、第一のラジカル重合性モノマー２０４及び第二のラジカル重合性モノマー２０６のもつラジカル重合性基が次々に連鎖重合を開始、進行させ、重合する。重合によって形成されたポリマーは、図４に示すように、基板２１０及び２２０上に形成された配向膜２０８上にポリマー層（ＰＳＡ層）２０７として析出される。
図４に示すように、実施形態２においては、アレイ基板２１０及びカラーフィルタ基板２２０上に形成された配向膜２０８の表面上に、ポリマー層２０７が形成されている。また、アレイ基板２１０とカラーフィルタ基板２２０との間には、これらの基板２１０、２２０の外縁に沿って配向膜２０８上にシール材２０３が貼り付けられており、液晶層２０５は、シール材２０３によってアレイ基板２１０とカラーフィルタ基板２２０との間に封止される。また、液晶層２０５に対する光の照射は、シール材２０３による液晶層２０５の封止後になされるので、シール材２０３によって囲まれた領域内にポリマー層２０７が形成されることになる。
実施形態２においても、実施形態１と同様に、高温、高湿度の環境下であっても、高い表示品質を保持できる液晶表示装置を得ることができる。更に、光照射によってラジカルを生成する構造を有するモノマーを併せて用いることで、短い照射時間でポリマー層を形成することができるため、スループットを向上させることができる。
（合成例）
以下に、上記化学式（１）で表されるラジカル重合性モノマーの具体例として、１－メタクリルアミノ－５－メタクリルオキシナフタレンを合成した合成例を示す。
下記化学反応式（８）に示すように、市場より入手可能な１－アミノ－５－ヒドロキシナフタレン２．０ｇをテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１４ｇに溶解し、これにトリエチルアミン（ＴＥＡ）３．１８ｇ及び４－ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）０．１５ｇを添加して攪拌し、液温が１５℃となるまで冷却した。そこにメタクリル酸無水物４．８４ｇをＴＨＦ５ｍｌに溶解したものを、１０分間かけて滴下した。滴下後、２時間攪拌し、１％ＨＣｌ水溶液３０ｇを添加して、更に１０分攪拌した。その後、メチルイソブチルケトン５５ｇを用いて抽出し、純水で４回洗浄した。その後、溶媒を留去して得られた残渣を、酢酸エチル／ヘキサン（１０／９０）溶液を展開溶媒として、カラムクロマトグラフィーにより精製することで、下記化合物を収率２２％で得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
得られた化合物の１Ｈ－ＮＭＲ（４００ＭＨｚ）による分析結果は、以下に示すとおりである。１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，ｐｐｍ）：δ＝２．１６（ｓ，３Ｈ，メチル基）、２．１７（ｓ，３Ｈ，メチル基）、５．５７（ｓ，１Ｈ，ビニル基）、５．８８（ｓ，１Ｈ，ビニル基）、５．９６（ｓ，１Ｈ，ビニル基）、６．５３（ｓ，１Ｈ，ビニル基）、７．２５（ｄ，２Ｈ，ベンゼン環）、７．５３（ｔ，１Ｈ，ベンゼン環）、７．７５（ｍ，２Ｈ，ベンゼン環）、７．９１（ｓ，１Ｈ，アミノ基）、８．０６（ｄ，１Ｈ，ベンゼン環）
上記の分析結果により、得られた化合物は、目的物である１－メタクリルアミノ－５－メタクリルオキシナフタレンであることが確認された。
（評価試験１）
以下に、実施形態１に準じた形で、実際に液晶セルを作製した実施例１を示す。
まず、透明電極を表面に有する一対の基板を用意し、基板を洗浄した後、両基板に配向膜材料を塗布しポリイミド系垂直配向膜を形成した。配向膜を形成した後、８０℃で５分間プリべークを行い、引き続き２００℃で６０分間ポストべークを行った。その後、片側基板にシール材を塗布し、紫外線を５Ｊ／ｃｍ２照射しながら、負の誘電率異方性を有する液晶材料とラジカル重合性モノマーとを含有する液晶組成物を滴下した。紫外線を照射しながら液晶組成物を滴下することで、シール材に仮硬化を施すことができる。その後、対向基板上にスペーサーとしてビーズを散布し、貼り合わせを行い、１００℃で加熱することによりシール材に本硬化を施した。
実施例１では、ラジカル重合性モノマーとして、下記化学式（９）で表されるナフタレン系化合物を液晶組成物全体に対して０．２５重量％となるように添加した。下記化学式（９）で表される化合物は、上記合成例により得られた１－メタクリルアミノ－５－メタクリルオキシナフタレンである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
実施例１の比較対象として、比較例１及び２を作製した。比較例１では、ラジカル重合性モノマーとして、下記化学式（１０）で表される化合物を液晶組成物全体に対して０．２５重量％となるように添加した。比較例２では、ラジカル重合性モノマーを添加しなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
実施例１、比較例１及び２に、上下基板が有する透明電極間に１０Ｖの電圧を印加した状態で、無偏光紫外光２．５７ｍＷ／ｃｍ２を基板に対して法線方向から２０分間照射し、ラジカル重合性モノマーの重合を行い、液晶セルを完成させた。無偏光紫外光光源は、東芝ライテック社製ブラックライトＦＨＦ－３２ＢＬＢ（波長領域：３００～３７０ｎｍ）を用いた。
完成した各液晶セルについて、各液晶セルの初期の電圧保持率（ＶＨＲ）、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）、及び、エージング試験後の残留ＤＣ電圧を測定した。エージング試験は、温度４５℃、湿度９０％の環境下で、１０００時間放置することで行った。
高温、高湿度の環境下でエージング試験を行い、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）、及び、残留ＤＣ電圧を測定することで、上述のシミ及び表示ムラの発生の程度を評価することができる。エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）が高く、かつ、残留ＤＣ電圧が低い場合は、高温、高湿度の環境下であっても、高い表示品質を保持できる液晶表示装置であるといえる。
電圧保持率（ＶＨＲ）は、東陽テクニカ社製の６２５４型液晶物性測定システムを用いて測定した。まず、液晶セルの両基板が有する電極間にパルス電圧を印加し、電極間に電荷を充電した。その後、１６．６ｍ秒間の開放期間（電圧を印加しない期間）の電極間電位を測定し、保持される電荷量の割合を測定した。
残留ＤＣ電圧は、液晶セルに１Ｖの直流オフセット電圧を１０時間印加し、フリッカ消去法により測定を行った。
下記表１に、実施例１、比較例１及び２の、初期電圧保持率（初期ＶＨＲ）、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）、及び、エージング試験後の残留ＤＣ電圧の測定結果を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000027
実施例１では、初期電圧保持率（初期ＶＨＲ）は９９％以上と高く、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）は、あまり低下せず、比較例１及び２より高かった。実施例１のエージング試験後の残留ＤＣ電圧は、比較例１及び２と比べて顕著に低い値を示した。一方、比較例１及び２では、初期電圧保持率（初期ＶＨＲ）は高い値を示したが、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）は、ともに９３％台まで低下した。残留ＤＣ電圧は、比較例１が１３０ｍＶ、比較例２が１７０ｍＶとなり、ともに高い値を示した。
以上の結果について検討すると、実施例１の化学式（９）で表される化合物から形成されたポリマー層（ＰＳＡ層）は、アミド基を有するため、液晶層中に浸入した水分、不純物等と水素結合を形成するため、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）が高く、かつ、残留ＤＣ電圧が低かったと考えられる。
一方で、比較例１に用いた化学式（１０）で表される化合物は、ポリマー層は形成しているものの、アミド基を有さないため、液晶層中に浸入した水分、不純物等と水素結合を充分に形成することができず、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）が低下し、かつ、高い残留ＤＣ電圧が発生したと考えられる。比較例２は、液晶層中に水分、不純物等が浸入したため、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）が低下し、かつ、高い残留ＤＣ電圧が発生したと考えられる。
以上により、上記化学式（９）で表されるような、アミド基を有するモノマーを用いることで、高温、高湿度の環境下であっても、高い表示品質を保持できる液晶表示装置が得られた。
（評価試験２）
以下に、実施形態２に準じた形で、実際に液晶セルを作製した実施例２～４を示す。評価試験２で用いた液晶セルの作製方法は、液晶組成物に、更に光照射による水素引き抜き反応、又は、光照射による自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーを添加した点、ラジカル重合性モノマーを重合させるための光照射時間を１０分とした点以外は、評価試験１と同様である。
評価試験２において作製した液晶セルは、以下の実施例２～４である。実施例２～４では、ラジカル重合性モノマーとして、上記化学式（９）で表されるナフタレン系化合物を、液晶組成物全体に対して、それぞれ０．２５重量％となるように添加した。
更に、実施例２～４では、光照射による水素引き抜き反応又は自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーを添加した。液晶組成物全体に対して、実施例２では、下記化学式（１１）で表されるベンゾフェノン系化合物を、０．０５重量％となるように添加し、実施例３では、下記化学式（１２）で表されるベンジル系化合物を０．０５重量％となるように添加し、実施例４では、下記化学式（１３）で表されるベンジルケタール系化合物を０．０５重量％となるように添加した。
下記化学式（１１）及び（１２）で表される化合物は、光照射による水素引き抜き反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーであり、下記化学式（１３）で表される化合物は、光照射による自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
完成した各液晶セルについて、各液晶セルの初期の電圧保持率（ＶＨＲ）、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）、及び、エージング試験後の残留ＤＣ電圧を測定した。電圧保持率（ＶＨＲ）の測定方法、残留ＤＣ電圧の測定方法、及び、エージング試験の方法は、評価試験１と同様である。
下記表２に、実施例２～４の、初期電圧保持率（初期ＶＨＲ）、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）、及び、エージング試験後の残留ＤＣ電圧の測定結果を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031
実施例２～４の全てにおいて、初期電圧保持率（初期ＶＨＲ）は、９９％以上と高い値を示し、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）も、高い値を示した。また、実施例２～４の全てにおいて、残留ＤＣ電圧は低い値を示した。
以上の結果より、上記化学式（９）で表されるような、アミド基を有するラジカル重合性モノマーと、上記化学式（１１）及び（１２）で表されるような、光照射による水素引き抜き反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマー、又は、上記化学式（１３）で表されるような、光照射による自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーとを併せて用いることで、短時間の光照射で、ポリマー層を形成することができた。形成されたポリマー層が、アミド基を有するため、液晶層中に浸入した水分、不純物等と水素結合を形成し、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）が高く、かつ、残留ＤＣ電圧が低かったと考えられる。
以上により、上記化学式（９）で表されるような、アミド基を有するモノマーと、更に、光照射による水素引き抜き反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマー、又は、光照射による自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーとを併せて用いることで、高温、高湿度の環境下であっても、高い表示品質を保持できる液晶表示装置が得られた。　
（評価試験３）
以下に、実施形態１に準じた形で、実際に液晶セルを作製した実施例５を示す。評価試験３で用いた液晶セルの作製方法は、基板上にイミド化率の低いポリイミド系水平配向膜を形成した点、正の誘電率異方性をもつ液晶材料を用いた点以外は、評価試験１と同様である。
実施例５では、ラジカル重合性モノマーとして、上記化学式（９）で表されるナフタレン系化合物を液晶組成物全体に対して０．２５重量％となるように添加した。
実施例５の比較対象として、比較例３及び４を作製した。比較例３では、ラジカル重合性モノマーとして、上記化学式（１０）で表される化合物を液晶組成物全体に対して０．２５重量％となるように添加した。比較例４では、ラジカル重合性モノマーを添加しなかった。
完成した各液晶セルについて、各液晶セルの初期の電圧保持率（ＶＨＲ）、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）、及び、エージング試験後の残留ＤＣ電圧を測定した。電圧保持率（ＶＨＲ）の測定方法、残留ＤＣ電圧の測定方法、及び、エージング試験の方法は、評価試験１と同様である。
下記表３に、実施例５、比較例３及び４の、初期電圧保持率（初期ＶＨＲ）、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）、及び、エージング試験後の残留ＤＣ電圧の測定結果を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000032
実施例５では、初期電圧保持率（初期ＶＨＲ）は９８％以上と高く、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）は、あまり低下せず、比較例３及び４より高かった。実施例５のエージング試験後の残留ＤＣ電圧は、比較例３及び４と比べて顕著に低い値を示した。一方、比較例３及び４では、初期電圧保持率（初期ＶＨＲ）は高い値を示したが、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）は、比較例３は９２％台まで、比較例４は９０％台まで低下した。残留ＤＣ電圧は、比較例３が１２０ｍＶ、比較例４が１７０ｍＶとなり、ともに高い値を示した。
以上の結果について検討すると、実施例５の化学式（９）で表される化合物から形成されたポリマー層（ＰＳＡ層）は、アミド基を有するため、液晶層中に浸入した水分、不純物等と水素結合を形成するため、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）が高く、かつ、残留ＤＣ電圧が低かったと考えられる。
一方で、比較例３に用いた化学式（１０）で表される化合物は、ポリマー層は形成しているものの、アミド基を有さないため、液晶層中に浸入した水分、不純物等と水素結合を充分に形成することができず、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）が低下し、かつ、高い残留ＤＣ電圧が発生したと考えられる。比較例４は、液晶層中に水分、不純物等が浸入したため、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）が低下し、かつ、高い残留ＤＣ電圧が発生したと考えられる。
以上により、ポリアミック酸系配向膜、すなわち、イミド化率の低いポリイミド系水平配向膜を用いた場合であっても、上記化学式（９）で表されるような、アミド基を有するモノマーを用いることで、高温、高湿度の環境下であっても、高い表示品質を保持できる液晶表示装置が得られた。
（評価試験４）
以下に、実施形態２に準じた形で、実際に液晶セルを作製した実施例６～８を示す。評価試験４で用いた液晶セルの作製方法は、液晶組成物に、更に光照射による水素引き抜き反応、又は、光照射による自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーを添加した点、及び、ラジカル重合性モノマーを重合させるための光照射時間を１０分とした点以外は、評価試験３と同様である。
評価試験４において作製した液晶セルは、以下の実施例６～８である。実施例６～８では、ラジカル重合性モノマーとして、上記化学式（９）で表されるナフタレン系化合物を、液晶組成物全体に対して、それぞれ０．２５重量％となるように添加した。
更に、実施例６～８では、光照射による水素引き抜き反応又は自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーを添加した。液晶組成物全体に対して、実施例６では、上記化学式（１１）で表されるベンゾフェノン系化合物を、０．０５重量％となるように添加し、実施例７では、上記化学式（１２）で表されるベンジル系化合物を０．０５重量％となるように添加し、実施例８では、上記化学式（１３）で表されるベンジルケタール系化合物を０．０５重量％となるように添加した。
上記化学式（１１）及び（１２）で表される化合物は、光照射による水素引き抜き反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーであり、上記化学式（１３）で表される化合物は、光照射による自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーである。
完成した各液晶セルについて、各液晶セルの初期の電圧保持率（ＶＨＲ）、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）、及び、エージング試験後の残留ＤＣ電圧を測定した。電圧保持率（ＶＨＲ）の測定方法、残留ＤＣ電圧の測定方法、及び、エージング試験の方法は、評価試験１と同様である。
下記表４に、実施例６～８の、初期電圧保持率（初期ＶＨＲ）、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）、及び、エージング試験後の残留ＤＣ電圧の測定結果を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000033
実施例６～８の全てにおいて、初期電圧保持率（初期ＶＨＲ）は、９８％以上と高い値を示し、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）も、大きく低下しなかった。また、実施例６～８の全てにおいて、残留ＤＣ電圧は低い値を示した。
以上の結果より、上記化学式（９）で表されるような、アミド基を有するラジカル重合性モノマーと、上記化学式（１１）及び（１２）で表されるような、光照射による水素引き抜き反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマー、又は、上記化学式（１３）で表されるような、光照射による自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーとを併せて用いることで、短時間の光照射で、ポリマー層を形成することができた。形成されたポリマー層が、アミド基を有するため、液晶層中に浸入した水分、不純物等と水素結合を形成し、エージング試験後の電圧保持率（ＶＨＲ）が高く、かつ、残留ＤＣ電圧が低かったと考えられる。
以上により、上記化学式（９）で表されるような、アミド基を有するモノマーと、更に、光照射による水素引き抜き反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマー、又は、光照射による自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーとを併せて用いることで、高温、高湿度の環境下であっても、高い表示品質を保持できる液晶表示装置が得られた。
評価試験１～４の結果より、垂直配向膜及び水平配向膜のいずれを用いても、高温、高湿度の環境下であっても、高い表示品質を保持できる液晶表示装置が得られた。また、誘電率異方性が正である液晶材料、及び、負である液晶材料のいずれを用いても、高温、高湿度の環境下であっても、高い表示品質を保持できる液晶表示装置が得られた。
１０３、２０３：シール材
１０４、２０４：（第一の）ラジカル重合性モノマー
１０５、２０５：液晶層
２０６：（第二の）ラジカル重合性モノマー
１０７、２０７：ポリマー層（ＰＳＡ層）
１０８、２０８：配向膜
１１０、２１０：アレイ基板
１２０、２２０：カラーフィルタ基板
　

Claims (16)

  1. 下記化学式（１）で表される化合物であることを特徴とするモノマー。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式中、
    Ｐは、同一又は異なって、ラジカル重合性基を表す。
    Ｓｐ１及びＳｐ２は、同一又は異なって、炭素数１～６の、直鎖状若しくは分岐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。
    Ａ１は、２価の、脂環式、芳香族単環式、又は、縮合多環式の炭化水素基を表す。
    Ａ２は、フェニレン基を表す。
    Ａ１及びＡ２が有する－ＣＨ２－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。
    Ａ１及びＡ２が有する－ＣＨ＝基は、互いに隣接しない限り－Ｎ＝基で置換されていてもよい。
    Ａ１及びＡ２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１～１２の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基、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に置換されていてもよく、更にこれらの炭素原子の１つ以上がケイ素原子に置換されていても良い。
    Ｚ１、Ｚ２及びＺ３は、同一又は異なって、－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、－ＮＲＣＯ－基、－ＣＯＮＲ－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、又は、直接結合を表す。
    Ｚ１、Ｚ２及びＺ３の少なくとも１つは、－ＮＲＣＯ－基又は－ＣＯＮＲ－基を表す。
    Ｒは、水素原子又は炭素数１～６の直鎖状のアルキル基若しくはアルケニル基を表す。
    ｎ１は、０又は１である。）
  2. 前記化学式（１）で表される化合物は、下記化学式（２）で表される化合物であることを特徴とする請求項１に記載のモノマー。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     （式中、
    Ａ１は、２価の、脂環式、芳香族単環式、又は、縮合多環式の炭化水素基を表す。
    Ａ２は、フェニレン基を表す。
    Ａ１及びＡ２が有する－ＣＨ２－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。
    Ａ１及びＡ２が有する－ＣＨ＝基は、互いに隣接しない限り－Ｎ＝基で置換されていてもよい。
    Ａ１及びＡ２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１～１２の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基、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に置換されていてもよく、更にこれらの炭素原子の１つ以上がケイ素原子に置換されていても良い。
    Ｚ１は、－Ｏ－基、－ＣＯ－基、－ＣＯＯ－基、－ＯＣＯ－基、－ＮＲＣＯ－基、－ＣＯＮＲ－基、又は、直接結合を表す。
    Ｒは、水素原子又は炭素数１～６の直鎖状のアルキル基若しくはアルケニル基を表す。
    Ｐ１及びＰ２は、同一又は異なって、ラジカル重合性基を表し、少なくとも１つは、アクリロイルアミノ基又はメタクリロイルアミノ基である。
    ｎ１は、０又は１である。）
  3. 請求項１又は２に記載のモノマーと液晶材料とを含有することを特徴とする液晶組成物。
  4. 前記液晶組成物は、更に、光照射による水素引き抜き反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマー、又は、光照射による自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーを含有することを特徴とする請求項３に記載の液晶組成物。
  5. 前記光照射による水素引き抜き反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーは、下記化学式（３）で表される化合物であることを特徴とする請求項４に記載の液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     （式中、
    Ａ３は、芳香環を表す。
    Ａ４は、Ａ３と同一若しくは異なる芳香環、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。
    Ａ３及びＡ４の少なくとも一方は、－Ｓｐ３－Ｐ基を含む。
    Ａ３及びＡ４の少なくとも一方が有する芳香環は、ベンゼン環又はビフェニル環である。
    Ａ３及びＡ４が有する水素原子は、－Ｓｐ３－Ｐ基、ハロゲン原子、－ＣＮ基、－ＮＯ２基、－ＮＣＯ基、－ＮＣＳ基、－ＯＣＮ基、－ＳＣＮ基、－ＳＦ５基、又は、炭素数１～１２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く、該アルキル基及びアルケニル基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。
    Ａ３及びＡ４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。
    Ａ３及びＡ４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、－Ｓｐ３－Ｐ基で置換されていてもよい。
    Ａ３及びＡ４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－ＣＨ２－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、－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、又は、－ＯＣＯ－ＣＨ＝ＣＨ－基で置換されていてもよい。
    Ｐは、ラジカル重合性基を表す。
    Ｓｐ３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。
    ｍ１は、１又は２である。
    Ａ３とＹとをつなぐ点線部分、及び、Ａ４とＹとをつなぐ点線部分は、Ａ３とＡ４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、－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、又は、直接結合を表す。）　
  6. 前記光照射による自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーは、下記化学式（４）で表される化合物であることを特徴とする請求項４に記載の液晶組成物。　
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     （式中、
    Ｒ１は、炭素数１～４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、又は、－Ｓｐ６－Ｐを表す。
    Ｒ２は、炭素数１～４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、又は、－Ｓｐ７－Ｐを表す。
    Ｐは、同一又は異なるラジカル重合性基を表し、総数が二以上である。
    Ｓｐ４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、アルキレンオキシ基若しくはアルキレンカルボニルオキシ基、又は、直接結合を表し、ｍ２が２以上の場合は、同一であっても、異なっていてもよい。
    Ｓｐ５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、アルキレンオキシ基若しくはアルキレンカルボニルオキシ基、又は、直接結合を表し、ｍ３が２以上の場合は、同一であっても、異なっていてもよい。
    Ｓｐ６は、炭素数１～６の、直鎖状、分枝状又は環状のアルキレン基、アルキレンオキシ基又はアルキレンカルボニルオキシ基を表す。
    Ｓｐ７は、炭素数１～６の、直鎖状、分枝状又は環状のアルキレン基、アルキレンオキシ基又はアルキレンカルボニルオキシ基を表す。
    Ｌ１は、－Ｆ基、－ＯＨ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若しくはアルケニル基、又は、アラルキル基を表し、ｎ２が２以上の場合は、同一であっても、異なっていてもよい。
    ２つのＬ１が、芳香環における２つの隣接する炭素原子にそれぞれ結合している場合、互いに結合して環状構造となっていてもよく、該２つのＬ１は、同一又は異なって、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となる。
    Ｌ２は、－Ｆ基、－ＯＨ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若しくはアルケニル基、又は、アラルキル基を表し、ｎ３が２以上の場合は、同一であっても、異なっていてもよい。
    ２つのＬ２が、芳香環における２つの隣接する炭素原子にそれぞれ結合している場合、互いに結合して環状構造となっていてもよく、該２つのＬ２は、同一又は異なって、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となる。
    Ｌ１及びＬ２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１つ以上の水素原子は、－Ｆ基又は－ＯＨ基に置換されていてもよい。
    Ｌ１及びＬ２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－ＣＨ２－基はそれぞれ、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、－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、－Ｓｐ４－Ｐ基、又は、－Ｓｐ５－Ｐ基で置換されていてもよい。
    ｍ２は、１～３のいずれかの整数である。
    ｍ３は、０～３のいずれかの整数である。
    ｎ２は、０～４のいずれかの整数である。
    ｎ３は、０～４のいずれかの整数である。
    ｍ２とｎ２の合計は、１～５のいずれかの整数である。
    ｍ３とｎ３の合計は、０～５のいずれかの整数である。
    ｍ２とｍ３の合計は、１～６のいずれかの整数である。）
  7. 一対の基板と、
    該一対の基板に挟持され、液晶材料を含有する液晶層と、
    該一対の基板の少なくとも一方の基板上に形成された、液晶分子を配向制御するポリマー層とを備え、
    該ポリマー層は、一種以上の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、
    該モノマーの少なくとも一つは、下記化学式（１）で表される化合物である
    ことを特徴とする液晶表示装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     （式中、
    Ｐは、同一又は異なって、ラジカル重合性基を表す。
    Ｓｐ１及びＳｐ２は、同一又は異なって、炭素数１～６の、直鎖状若しくは分岐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。
    Ａ１は、２価の、脂環式、芳香族単環式、又は、縮合多環式の炭化水素基を表す。
    Ａ２は、フェニレン基を表す。
    Ａ１及びＡ２が有する－ＣＨ２－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。
    Ａ１及びＡ２が有する－ＣＨ＝基は、互いに隣接しない限り－Ｎ＝基で置換されていてもよい。
    Ａ１及びＡ２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１～１２の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基、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に置換されていてもよく、更にこれらの炭素原子の１つ以上がケイ素原子に置換されていても良い。
    Ｚ１、Ｚ２及びＺ３は、同一又は異なって、－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、－ＮＲＣＯ－基、－ＣＯＮＲ－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、又は、直接結合を表す。
    Ｚ１、Ｚ２及びＺ３の少なくとも１つは、－ＮＲＣＯ－基又は－ＣＯＮＲ－基を表す。
    Ｒは、水素原子又は炭素数１～６の直鎖状のアルキル基若しくはアルケニル基を表す。
    ｎ１は、０又は１である。）
  8. 前記化学式（１）で表される化合物は、下記化学式（２）で表される化合物であることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
     （式中、
    Ａ１は、２価の、脂環式、芳香族単環式、又は、縮合多環式の炭化水素基を表す。
    Ａ２は、フェニレン基を表す。
    Ａ１及びＡ２が有する－ＣＨ２－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。
    Ａ１及びＡ２が有する－ＣＨ＝基は、互いに隣接しない限り－Ｎ＝基で置換されていてもよい。
    Ａ１及びＡ２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１～１２の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基、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に置換されていてもよく、更にこれらの炭素原子の１つ以上がケイ素原子に置換されていても良い。
    Ｚ１は、－Ｏ－基、－ＣＯ－基、－ＣＯＯ－基、－ＯＣＯ－基、－ＮＲＣＯ－基、－ＣＯＮＲ－基、又は、直接結合を表す。
    Ｒは、水素原子又は炭素数１～６の直鎖状のアルキル基若しくはアルケニル基を表す。
    Ｐ１及びＰ２は、同一又は異なって、ラジカル重合性基を表し、少なくとも１つは、アクリロイルアミノ基又はメタクリロイルアミノ基である。
    ｎ１は、０又は１である。）
  9. 前記モノマーは、更に、光照射による水素引き抜き反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマー、又は、光照射による自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーを含有することを特徴とする請求項７又は８に記載の液晶表示装置。
  10. 前記光照射による水素引き抜き反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーは、下記化学式（３）で表される化合物であることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
     （式中、
    Ａ３は、芳香環を表す。
    Ａ４は、Ａ３と同一若しくは異なる芳香環、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。
    Ａ３及びＡ４の少なくとも一方は、－Ｓｐ３－Ｐ基を含む。
    Ａ３及びＡ４の少なくとも一方が有する芳香環は、ベンゼン環又はビフェニル環である。
    Ａ３及びＡ４が有する水素原子は、－Ｓｐ３－Ｐ基、ハロゲン原子、－ＣＮ基、－ＮＯ２基、－ＮＣＯ基、－ＮＣＳ基、－ＯＣＮ基、－ＳＣＮ基、－ＳＦ５基、又は、炭素数１～１２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く、該アルキル基及びアルケニル基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。
    Ａ３及びＡ４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。
    Ａ３及びＡ４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、－Ｓｐ３－Ｐ基で置換されていてもよい。
    Ａ３及びＡ４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－ＣＨ２－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、－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、又は、－ＯＣＯ－ＣＨ＝ＣＨ－基で置換されていてもよい。
    Ｐは、ラジカル重合性基を表す。
    Ｓｐ３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。
    ｍ１は、１又は２である。
    Ａ３とＹとをつなぐ点線部分、及び、Ａ４とＹとをつなぐ点線部分は、Ａ３とＡ４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、－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、又は、直接結合を表す。）
  11. 前記光照射による自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーは、下記化学式（４）で表される化合物であることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
     （式中、
    Ｒ１は、炭素数１～４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、又は、－Ｓｐ６－Ｐを表す。
    Ｒ２は、炭素数１～４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、又は、－Ｓｐ７－Ｐを表す。
    Ｐは、同一又は異なるラジカル重合性基を表し、総数が二以上である。
    Ｓｐ４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、アルキレンオキシ基若しくはアルキレンカルボニルオキシ基、又は、直接結合を表し、ｍ２が２以上の場合は、同一であっても、異なっていてもよい。
    Ｓｐ５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、アルキレンオキシ基若しくはアルキレンカルボニルオキシ基、又は、直接結合を表し、ｍ３が２以上の場合は、同一であっても、異なっていてもよい。
    Ｓｐ６は、炭素数１～６の、直鎖状、分枝状又は環状のアルキレン基、アルキレンオキシ基又はアルキレンカルボニルオキシ基を表す。
    Ｓｐ７は、炭素数１～６の、直鎖状、分枝状又は環状のアルキレン基、アルキレンオキシ基又はアルキレンカルボニルオキシ基を表す。
    Ｌ１は、－Ｆ基、－ＯＨ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若しくはアルケニル基、又は、アラルキル基を表し、ｎ２が２以上の場合は、同一であっても、異なっていてもよい。
    ２つのＬ１が、芳香環における２つの隣接する炭素原子にそれぞれ結合している場合、互いに結合して環状構造となっていてもよく、該２つのＬ１は、同一又は異なって、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となる。
    Ｌ２は、－Ｆ基、－ＯＨ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若しくはアルケニル基、又は、アラルキル基を表し、ｎ３が２以上の場合は、同一であっても、異なっていてもよい。
    ２つのＬ２が、芳香環における２つの隣接する炭素原子にそれぞれ結合している場合、互いに結合して環状構造となっていてもよく、該２つのＬ２は、同一又は異なって、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となる。
    Ｌ１及びＬ２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１つ以上の水素原子は、－Ｆ基又は－ＯＨ基に置換されていてもよい。
    Ｌ１及びＬ２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－ＣＨ２－基はそれぞれ、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、－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、－Ｓｐ４－Ｐ基、又は、－Ｓｐ５－Ｐ基で置換されていてもよい。
    ｍ２は、１～３のいずれかの整数である。
    ｍ３は、０～３のいずれかの整数である。
    ｎ２は、０～４のいずれかの整数である。
    ｎ３は、０～４のいずれかの整数である。
    ｍ２とｎ２の合計は、１～５のいずれかの整数である。
    ｍ３とｎ３の合計は、０～５のいずれかの整数である。
    ｍ２とｍ３の合計は、１～６のいずれかの整数である。）
  12. 一対の基板間に、液晶材料と、一種以上のモノマーとを含有する液晶組成物を注入する工程と、
    該液晶組成物に光を照射し、該モノマーを重合させて、基板上に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、
    該モノマーの少なくとも一つは、下記化学式（１）で表される化合物である
    ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
     （式中、
    Ｐは、同一又は異なって、ラジカル重合性基を表す。
    Ｓｐ１及びＳｐ２は、同一又は異なって、炭素数１～６の、直鎖状若しくは分岐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。
    Ａ１は、２価の、脂環式、芳香族単環式、又は、縮合多環式の炭化水素基を表す。
    Ａ２は、フェニレン基を表す。
    Ａ１及びＡ２が有する－ＣＨ２－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。
    Ａ１及びＡ２が有する－ＣＨ＝基は、互いに隣接しない限り－Ｎ＝基で置換されていてもよい。
    Ａ１及びＡ２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１～１２の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基、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に置換されていてもよく、更にこれらの炭素原子の１つ以上がケイ素原子に置換されていても良い。
    Ｚ１、Ｚ２及びＺ３は、同一又は異なって、－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、－ＮＲＣＯ－基、－ＣＯＮＲ－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、又は、直接結合を表す。
    Ｚ１、Ｚ２及びＺ３の少なくとも１つは、－ＮＲＣＯ－基又は－ＣＯＮＲ－基を表す。
    Ｒは、水素原子又は炭素数１～６の直鎖状のアルキル基若しくはアルケニル基を表す。
    ｎ１は、０又は１である。）
  13. 前記化学式（１）で表される化合物は、下記化学式（２）で表される化合物であることを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
     （式中、
    Ａ１は、２価の、脂環式、芳香族単環式、又は、縮合多環式の炭化水素基を表す。
    Ａ２は、フェニレン基を表す。
    Ａ１及びＡ２が有する－ＣＨ２－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。
    Ａ１及びＡ２が有する－ＣＨ＝基は、互いに隣接しない限り－Ｎ＝基で置換されていてもよい。
    Ａ１及びＡ２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１～１２の直鎖状若しくは分枝状のアルキル基、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に置換されていてもよく、更にこれらの炭素原子の１つ以上がケイ素原子に置換されていても良い。
    Ｚ１は、－Ｏ－基、－ＣＯ－基、－ＣＯＯ－基、－ＯＣＯ－基、－ＮＲＣＯ－基、－ＣＯＮＲ－基、又は、直接結合を表す。
    Ｒは、水素原子又は炭素数１～６の直鎖状のアルキル基若しくはアルケニル基を表す。
    Ｐ１及びＰ２は、同一又は異なって、ラジカル重合性基を表し、少なくとも１つは、アクリロイルアミノ基又はメタクリロイルアミノ基である。
    ｎ１は、０又は１である。）
  14. 前記液晶組成物は、更に、光照射による水素引き抜き反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマー、又は、光照射による自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーを含有することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
  15. 前記光照射による水素引き抜き反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーは、下記化学式（３）で表される化合物であることを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
     （式中、
    Ａ３は、芳香環を表す。
    Ａ４は、Ａ３と同一若しくは異なる芳香環、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。
    Ａ３及びＡ４の少なくとも一方は、－Ｓｐ３－Ｐ基を含む。
    Ａ３及びＡ４の少なくとも一方が有する芳香環は、ベンゼン環又はビフェニル環である。
    Ａ３及びＡ４が有する水素原子は、－Ｓｐ３－Ｐ基、ハロゲン原子、－ＣＮ基、－ＮＯ２基、－ＮＣＯ基、－ＮＣＳ基、－ＯＣＮ基、－ＳＣＮ基、－ＳＦ５基、又は、炭素数１～１２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く、該アルキル基及びアルケニル基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。
    Ａ３及びＡ４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。
    Ａ３及びＡ４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、－Ｓｐ３－Ｐ基で置換されていてもよい。
    Ａ３及びＡ４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－ＣＨ２－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、－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、又は、－ＯＣＯ－ＣＨ＝ＣＨ－基で置換されていてもよい。
    Ｐは、ラジカル重合性基を表す。
    Ｓｐ３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。
    ｍ１は、１又は２である。
    Ａ３とＹとをつなぐ点線部分、及び、Ａ４とＹとをつなぐ点線部分は、Ａ３とＡ４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、－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、又は、直接結合を表す。）
  16. 前記光照射による自己開裂反応によってラジカルを生成する構造を有するモノマーは、下記化学式（４）で表される化合物であることを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
     （式中、
    Ｒ１は、炭素数１～４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、又は、－Ｓｐ６－Ｐを表す。
    Ｒ２は、炭素数１～４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、又は、－Ｓｐ７－Ｐを表す。
    Ｐは、同一又は異なるラジカル重合性基を表し、総数が二以上である。
    Ｓｐ４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、アルキレンオキシ基若しくはアルキレンカルボニルオキシ基、又は、直接結合を表し、ｍ２が２以上の場合は、同一であっても、異なっていてもよい。
    Ｓｐ５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、アルキレンオキシ基若しくはアルキレンカルボニルオキシ基、又は、直接結合を表し、ｍ３が２以上の場合は、同一であっても、異なっていてもよい。
    Ｓｐ６は、炭素数１～６の、直鎖状、分枝状又は環状のアルキレン基、アルキレンオキシ基又はアルキレンカルボニルオキシ基を表す。
    Ｓｐ７は、炭素数１～６の、直鎖状、分枝状又は環状のアルキレン基、アルキレンオキシ基又はアルキレンカルボニルオキシ基を表す。
    Ｌ１は、－Ｆ基、－ＯＨ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若しくはアルケニル基、又は、アラルキル基を表し、ｎ２が２以上の場合は、同一であっても、異なっていてもよい。
    ２つのＬ１が、芳香環における２つの隣接する炭素原子にそれぞれ結合している場合、互いに結合して環状構造となっていてもよく、該２つのＬ１は、同一又は異なって、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となる。
    Ｌ２は、－Ｆ基、－ＯＨ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若しくはアルケニル基、又は、アラルキル基を表し、ｎ３が２以上の場合は、同一であっても、異なっていてもよい。
    ２つのＬ２が、芳香環における２つの隣接する炭素原子にそれぞれ結合している場合、互いに結合して環状構造となっていてもよく、該２つのＬ２は、同一又は異なって、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となる。
    Ｌ１及びＬ２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１つ以上の水素原子は、－Ｆ基又は－ＯＨ基に置換されていてもよい。
    Ｌ１及びＬ２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－ＣＨ２－基はそれぞれ、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、－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、－Ｓｐ４－Ｐ基、又は、－Ｓｐ５－Ｐ基で置換されていてもよい。
    ｍ２は、１～３のいずれかの整数である。
    ｍ３は、０～３のいずれかの整数である。
    ｎ２は、０～４のいずれかの整数である。
    ｎ３は、０～４のいずれかの整数である。
    ｍ２とｎ２の合計は、１～５のいずれかの整数である。
    ｍ３とｎ３の合計は、０～５のいずれかの整数である。
    ｍ２とｍ３の合計は、１～６のいずれかの整数である。）
    　
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