CN104903363A - 单体、液晶组合物、液晶显示装置及液晶显示装置的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种单体,其可以形成即使在高温、高湿度的环境下也可以保持高显示品质的聚合物层。本发明的单体为P-Sp1-Z2-A1-(Z1-A2)n1-Z3-Sp2-P所表示的化合物(式中,P相同或不同,表示自由基聚合性基;Z1、Z2及Z3中的至少1个表示-NRCO-基或-CONR-基)。
Description
技术领域
本发明涉及液晶组合物、液晶显示装置及液晶显示装置的制造方法等。更详细而言,涉及用以形成可以对液晶分子进行取向控制的聚合物层的液晶组合物、及具备使液晶组合物中所含的单体进行聚合而形成的控制液晶分子的取向性的聚合物层(以下,也称为取向维持(PSA:Polymer Sustained Alignment,聚合物稳定取向)层)的液晶显示装置、及适合于制作该液晶显示装置的制造方法等。
背景技术
液晶显示(LCD:Liquid Crystal Display)装置是通过控制具有双折射性的液晶分子的取向而控制光的透过/遮断(显示的打开/关闭)的机器。液晶显示装置例如具备阵列基板、彩色滤光片基板、以及夹持在包含阵列基板及彩色滤光片基板的一对基板间的液晶层。两基板的液晶层侧的表面上也可以具有取向膜。
以下,说明液晶显示装置的制造步骤的一个例子。在所述任一个基板上设置多个包含绝缘材料的间隔物,并将两基板贴合。当使用滴加法的情况下是在贴合基板前滴加液晶材料,当使用真空注入法的情况下,是在贴合基板后真空注入液晶材料,并塞住注入口。然后,通过在各基板的与液晶层侧相反侧的面上贴附偏振板、相位差膜等,而完成液晶显示面板。并且,通过在液晶显示面板上安装闸极驱动器、源极驱动器、显示控制电路等,并且组合背光源等,而完成液晶显示装置。
近年来,在取向膜上或在不具有取向膜的基板上形成控制液晶分子的取向的聚合物层(PSA层)的技术备受瞩目。PSA层是将在液晶材料中混合有单体或低聚物等聚合性成分的液晶组合物封入基板间,通过热或照射光(例如,紫外线)使单体或低聚物等聚合性成分进行聚合而形成。
专利文献1中记载了,通过将混合有光聚合性化合物的液晶材料夹持在形成有光取向膜的两基板间,并照射光,使光聚合性化合物进行聚合,而形成取向维持层。专利文献1的光取向膜是包含主链与包含光反应性官能基的侧链的高分子的取向膜,可以通过从不同方向照射光,而形成对取向膜赋予不同方向的取向限制力的多个区域。有时会因该光照射而从光取向膜产生杂质,但通过利用取向维持层将杂质固定化,而控制液晶层中的杂质离子的产生,可以固定液晶分子的预倾斜方向,并且抑制电压保持率的降低及残像的产生。
专利文献2中记载了,通过将含有可以进行聚合的单体的液晶组合物注入到基板间,一边对基板的相对的透明电极间施加电压一边照射紫外线,使该单体进行聚合,可以减轻液晶显示装置的残像,并且该单体具有1个以上的环结构或缩环结构、及与该环结构或缩环结构直接键合的2个官能基。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2009/157207号
专利文献2:日本专利特开2003-307720号公报
发明内容
[发明要解决的问题]
如果将经过PSA处理的液晶显示装置在高温、高湿度的环境下长时间使用,则有沿着显示区域的外边缘产生污点、显示不均的情况。关于产生污点、显示不均,以下进行说明。如果在高温、高湿度的环境下长时间使用,则会出现沿着液晶显示装置的显示区域的外边缘而产生污点的区域,而有显示区域的外边缘与中心部的亮度不同,观察到显示不均的情况。所谓显示区域是指显示出观察者所观察的图像的区域,不包括边框区域。在边框区域中收纳闸极驱动器、源极驱动器、显示控制电路等。
近年来,液晶显示装置有扩大显示区域的倾向,而要求缩窄边框区域。如果缩窄边框区域,则如上所述产生污点、显示不均的区域会变得显眼,因而液晶显示装置的显示品质大幅度降低。
本发明的若干态样是鉴于所述现状而完成,其目的在于提供:可以形成即使在高温、高湿度的环境下也可以保持高显示品质的聚合物层的单体及液晶组合物;即使在高温、高湿度的环境下也可以保持高显示品质的液晶显示装置;以及即使在高温、高湿度的环境下也可以保持高显示品质的液晶显示装置的制造方法。
[解决问题的技术手段]
本发明者等人对液晶显示装置上产生污点、显示不均的原因进行研究,在液晶显示装置的制造步骤中,着眼于使用密封材料将两基板贴合的步骤。而且,经过努力研究,结果发现:如果将液晶显示装置在高温、高湿度的环境下使用,则湿气等水分会从液晶显示装置的外部侵入,而有密封材料的成分与水分一并溶出到液晶层中的情况。进一步发现,该等水分、杂质等存在于液晶层中时,会产生污点、显示不均。
而且,本发明者等人进一步进行研究发现,通过将包含液晶材料与具有酰胺基的自由基聚合性单体的液晶组合物夹持在两基板间,并通过照射紫外线使单体进行聚合而形成聚合物层(PSA层),可以控制液晶分子的取向,且即使在高温、高湿度的环境下使用,也可以使污点、显示不均难以产生。
以下,对液晶显示装置的污点、显示不均的产生得到抑制的原因进行说明。
用以形成聚合物层(PSA层)的现有单体具有酯基(-COO-基)。酯基所具有的-CO-由于极性相对较高,所以会与其他极性分子(例如,水分子、源于密封材料的成分中极性高的成分等)之间产生偶极-偶极相互作用。但是,在高温、高湿的环境下,现有单体由于难以维持与水分或源于密封材料的杂质的相互作用,所以液晶层中会残存杂质等。
另一方面,本发明的自由基聚合性单体的酰胺基(-NRCO-基)所具有的-CO-由于与单体为酯的情况相比极性非常高,所以会与其他极性分子之间产生非常强的偶极-偶极相互作用。此外,酰胺基(-NHCO-)具有氮原子,经由氮原子所键合的氢原子,可以与水等具有氢键性的极性分子之间形成氢键。因此,具有酰胺基的自由基聚合性单体由于对极性高的杂质、尤其是具有氢键性的杂质具有较强的相互作用,所以即使在高温、高湿的环境下,也可以取入水分或极性高的杂质,从而可以防止在液晶中残存杂质。
如此,本发明者等人想到可以彻底解决所述问题,从而完成本发明的构成。
本发明的单体为下述化学式(1)所表示的化合物。
[化1]
(式中,
P相同或不同,表示自由基聚合性基;
Sp1及Sp2相同或不同,表示碳数1~6的直链状或支链状的亚烷基或亚烷基氧基、或者直接键;
A1表示2价的脂环式、芳香族单环式、或缩合多环式的烃基;
A2表示苯撑;
A1及A2所具有的-CH2-基可以被取代为-O-基或-S-基,只要该等基不相互邻接;
A1及A2所具有的-CH=基可以被取代为-N=基,只要该基不相互邻接;
A1及A2所具有的氢原子可以被取代为氟原子、氯原子、-CN基、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基,也可以进一步将该等的1个以上碳原子取代为硅原子;
Z1、Z2及Z3相同或不同,表示-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-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、或直接键;
Z1、Z2及Z3中的至少1个表示-NRCO-基或-CONR-基;
R表示氢原子或者碳数1~6的直链状的烷基或烯基;
n1为0或1)
本发明的液晶组合物包含所述单体作为构成要素。
如果考虑到具有酰胺基的单体向液晶中的溶解性低,则所述化学式(1)所示的化合物优选导入例如碳数1~6的直链状的烷基或烯基等修饰基,从而可以提高向液晶中的溶解性。
作为所述化学式(1)所表示的化合物所具有的A1的例子,可列举:苯-1,2-二基、苯-1,3-二基、苯-1,4-二基、吡啶-2,3-二基、吡啶-2,4-三基、吡啶-2,5-二基、吡啶-2,6-二基、萘-1,2-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,8-二基、萘-2,3-二基、萘-2,6-二基、萘-2,7-二基、环己烷-1,2-二基、环己烷-1,3-二基、环己烷-1,4-二基、十氢萘-1,2-二基、十氢萘-1,4-二基、十氢萘-1,5-二基、十氢萘-1,8-二基、十氢萘-2,3-二基、十氢萘-2,6-二基、茚满-1,1-二基、茚满-1,3-二基、茚满-1,5-二基、茚满-1,6-二基、菲-1,6-二基、菲-1,8-二基、菲-1,9-二基、菲-2,7-二基、菲-2,9-二基、菲-3,6-二基、菲-3,9-二基、菲-9,10-二基、蒽-1,4-二基、蒽-1,5-二基、蒽-1,9-二基、蒽-2,3-二基、蒽-2,6-二基、蒽-2,9-二基、或蒽-9,10-二基,作为所述A2的例子,可列举:苯-1,2-二基、苯-1,3-二基、或苯-1,4-二基。
作为所述化学式(1)所表示的化合物的例子,可列举下述化学式(2)所表示的化合物。
[化2]
(式中,
A1表示2价的脂环式、芳香族单环式、或缩合多环式的烃基;
A2表示苯撑;
A1及A2所具有的-CH2-基可以被取代为-O-基或-S-基,只要该等基不相互邻接;
A1及A2所具有的-CH=基可以被取代为-N=基,只要该基不相互邻接;
A1及A2所具有的氢原子可以被取代为氟原子、氯原子、-CN基、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基,也可以进一步将该等的1个以上碳原子取代为硅原子;
Z1表示-O-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-NRCO-基、-CONR-基、或直接键;
R表示氢原子或者碳数1~6的直链状的烷基或烯基;
P1及P2相同或不同,表示自由基聚合性基,其中至少1个为丙烯酰胺基或甲基丙烯酰胺基;
n1为0或1)
作为所述化学式(1)所表示的化合物的更具体的例子,可列举下述化学式(5-1)~(5-18)中的任一化学式所表示的化合物。
[化3-1]
[化3-2]
[化3-3]
(式中,W1及W2相同或不同,表示-H基或-CH3基)
所述液晶组合物还可以含有具有通过由光照射引起的去氢反应而生成自由基的结构的单体、或具有通过由光照射引起的自身裂解反应而生成自由基的结构的单体。
作为自由基聚合性单体,在单独使用所述化学式(1)、(2)、或(5-1)~(5-18)中的任一化学式所记载的化合物的情况下,虽然可以形成聚合物层(PSA层),但需要长时间照射包含300nm附近的波长成分的光。但是,因长时间照射300nm附近的波长成分,液晶显示装置的面板内的构造物会劣化,而有损害作为显示装置的性能的例子。
因此,就保持品质的观点而言,有效的是并用所述具有通过照射光而生成自由基的结构的单体,而缩短聚合反应所需的光照射时间。此外,所述具有通过照射光而生成自由基的结构的单体优选具有通过照射具有300nm以上、更优选350nm以上的波长成分的光而高效率地产生自由基的结构。
作为所述具有通过由光照射引起的去氢反应而生成自由基的结构的单体的例子,可列举下述化学式(3)所表示的化合物。
[化4]
(式中,
A3表示芳香环;
A4表示与A3相同或不同的芳香环、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基或烯基;
A3及A4的至少一个包含-Sp3-P基;
A3及A4的至少一个所具有的芳香环为苯环或联苯环;
A3及A4所具有的氢原子可以被取代为-Sp3-P基、卤素原子、-CN基、-NO2基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF5基、或者碳数1~12的烷基、烯基或芳烷基,该烷基及烯基可以为直链状也可以为支链状;
A3及A4所具有的邻接的2个氢原子可以被取代为碳数1~12的直链状或支链状的亚烷基或烯撑而形成环状结构;
A3及A4的烷基、烯基、亚烷基、烯撑或芳烷基所具有的氢原子可以被取代为-Sp3-P基;
A3及A4的烷基、烯基、亚烷基、烯撑或芳烷基所具有的-CH2-基只要氧原子、硫原子及氮原子不相互邻接则可以被取代为-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH=CH-基、-CF=CF-基、-C≡C-基、-CH=CH-COO-基、或-OCO-CH=CH-基;
P表示自由基聚合性基;
Sp3表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基或亚烷基氧基、或者直接键;
m1为1或2;
将A3与Y相连的虚线部分、及将A4与Y相连的虚线部分表示在A3与A4之间可以存在经由Y的键;
Y表示-CH2-基、-CH2CH2-基、-CH=CH-基、-O-基、-S-基、-NH-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、或直接键)
作为所述化学式(3)所表示的化合物的例子,可列举下述化学式(6-1)~(6-8)中的任一化学式所表示的化合物。
[化5]
(式中,
R3及R4相同或不同,表示-Sp8-P基、氢原子、卤素原子、-CN基、-NO2基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF5基、碳数1~12的直链状或支链状的烷基或芳烷基、或者苯基;
R3及R4的至少一个包含-Sp8-P基;
P表示自由基聚合性基;
Sp8表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基或亚烷基氧基、或者直接键;
R3及R4中的至少一个为碳数1~12的烷基或芳烷基、或者苯基时,R3及R4所具有的氢原子可以被取代为氟原子、氯原子或-Sp8-P基;
R3及R4所具有的-CH2-基只要氧原子、硫原子及氮原子不相互邻接则可以被取代为-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH=CH-基、-CF=CF-基、-C≡C-基、-CH=CH-COO-基、或-OCO-CH=CH-基)
具有所述化学式(6-1)~(6-6)所表示的任一结构的化合物具有到380nm附近为止的吸收波长区域,所述化学式(6-7)或(6-8)所表示的化合物具有到430nm附近为止的吸收波长区域。因此,通过并用具有所述化学式(6-1)~(6-8)所表示的任一结构的化合物,即使截止短波长的光(例如,具有小于300nm的波长的光),也可以加快液晶显示装置的制造中的由光照射引起的聚合反应速度,从而可以改善生产量。此外,所述化学式(6-7)或(6-8)所表示的化合物由于光的吸收波长区域广于具有所述化学式(6-1)~(6-6)所表示的任一结构的化合物,光利用效率提高,所以即使在将偏振板分别贴附在液晶显示装置的一对基板上之后,也可以照射光而使自由基聚合性单体进行聚合。
作为所述具有通过由光照射引起的自身裂解反应而生成自由基的结构的单体的例子,可列举下述化学式(4)所表示的化合物。
[化6]
(式中,
R1表示碳数1~4的直链状或支链状的烷基或烯基、或者-Sp6-P;
R2表示碳数1~4的直链状或支链状的烷基或烯基、或者-Sp7-P;
P表示相同或不同的自由基聚合性基,总数为两个以上;
Sp4表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基、亚烷基氧基或亚烷基羰氧基、或者直接键,m2为2个以上的情况下可以相同也可以不同;
Sp5表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基、亚烷基氧基或亚烷基羰氧基、或者直接键,m3为2个以上的情况下可以相同也可以不同;
Sp6表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基、亚烷基氧基或亚烷基羰氧基;
Sp7表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基、亚烷基氧基或亚烷基羰氧基;
L1表示-F基、-OH基、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基或烯基、或芳烷基,n2为2个以上的情况下可以相同也可以不同;
2个L1分别键合在芳香环上的2个邻接的碳原子上的情况下,也可以相互键合而形成环状结构,该2个L1相同或不同,成为碳数1~12的直链状或支链状的亚烷基或烯撑;
L2表示-F基、-OH基、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基或烯基、或芳烷基,n3为2个以上的情况下可以相同也可以不同;
2个L2分别键合在芳香环上的2个邻接的碳原子上的情况下,也可以相互键合而形成环状结构,该2个L2相同或不同,成为碳数1~12的直链状或支链状的亚烷基或烯撑;
L1及L2的烷基、烯基、亚烷基、烯撑或芳烷基所具有的1个以上氢原子可以被取代为-F基或-OH基;
L1及L2的烷基、烯基、亚烷基、烯撑或芳烷基所具有的-CH2-基只要氧原子、硫原子及氮原子不相互邻接则可以被取代为-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、或-Sp5-P基;
m2为1~3中的任一个整数;
m3为0~3中的任一个整数;
n2为0~4中的任一个整数;
n3为0~4中的任一个整数;
m2与n2的合计为1~5中的任一个整数;
m3与n3的合计为0~5中的任一个整数;
m2与m3的合计为1~6中的任一个整数)
作为所述化学式(4)所表示的化合物的例子,可列举下述化学式(7)所表示的化合物。
[化7]
(式中,
R5表示碳数1~4的直链状或支链状的烷基或烯基;
R6表示碳数1~4的直链状或支链状的烷基或烯基;
P相同或不同,表示自由基聚合性基;
Sp9表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基、亚烷基氧基或亚烷基羰氧基、或者直接键;
Sp10表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基、亚烷基氧基或亚烷基羰氧基、或者直接键)
作为所述化学式(1)、(3)、(4)、(6-1)~(6-8)、(7)所表示的化合物所含的P的例子,可列举:(甲基)丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰胺基、乙烯基、或乙烯基氧基。
本发明的另一个态样是一种液晶显示装置,其具备一对基板、被该一对基板所夹持且含有液晶材料的液晶层、以及形成在该一对基板的至少一个基板上的对液晶分子进行取向控制的聚合物层,该聚合物层是通过使一种以上的单体进行聚合而形成,该单体的至少一种为下述化学式(1)所表示的化合物。该聚合物层也可以是通过使添加到液晶层中的一种以上的单体进行聚合而形成的层。
[化8]
(式中,
P相同或不同,表示自由基聚合性基;
Sp1及Sp2相同或不同,表示碳数1~6的直链状或支链状的亚烷基或亚烷基氧基、或者直接键;
A1表示2价的脂环式、芳香族单环式、或缩合多环式的烃基;
A2表示苯撑;
A1及A2所具有的-CH2-基可以被取代为-O-基或-S-基,只要该等基不相互邻接;
A1及A2所具有的-CH=基可以被取代为-N=基,只要该基不相互邻接;
A1及A2所具有的氢原子可以被取代为氟原子、氯原子、-CN基、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基,也可以进一步将该等的1个以上碳原子取代为硅原子;
Z1、Z2及Z3相同或不同,表示-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-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、或直接键;
Z1、Z2及Z3中的至少1个表示-NRCO-基或-CONR-基;
R表示氢原子或者碳数1~6的直链状的烷基或烯基;
n1为0或1)
作为本态样的液晶显示装置的构成,只要是以此种构成要素作为必须要素而形成的构成,则其他构成要素没有特别限定。
作为本态样的液晶显示装置的各构成要素的具体例,可列举与本发明的单体及液晶组合物所例示的内容相同的下述(a)~(i)的态样。即,可列举:
(a)所述化学式(1)所表示的化合物所具有的A1为苯-1,2-二基、苯-1,3-二基、苯-1,4-二基、吡啶-2,3-二基、吡啶-2,4-三基、吡啶-2,5-二基、吡啶-2,6-二基、萘-1,2-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,8-二基、萘-2,3-二基、萘-2,6-二基、萘-2,7-二基、环己烷-1,2-二基、环己烷-1,3-二基、环己烷-1,4-二基、十氢萘-1,2-二基、十氢萘-1,4-二基、十氢萘-1,5-二基、十氢萘-1,8-二基、十氢萘-2,3-二基、十氢萘-2,6-二基、茚满-1,1-二基、茚满-1,3-二基、茚满-1,5-二基、茚满-1,6-二基、菲-1,6-二基、菲-1,8-二基、菲-1,9-二基、菲-2,7-二基、菲-2,9-二基、菲-3,6-二基、菲-3,9-二基、菲-9,10-二基、蒽-1,4-二基、蒽-1,5-二基、蒽-1,9-二基、蒽-2,3-二基、蒽-2,6-二基、蒽-2,9-二基、或蒽-9,10-二基,A2为苯-1,2-二基、苯-1,3-二基、或苯-1,4-二基的态样、
(b)所述化学式(1)所表示的化合物为所述化学式(2)所表示的化合物的态样、
(c)所述化学式(1)所表示的化合物为所述化学式(5-1)~(5-18)中的任一化学式所表示的化合物的态样、
(d)所述单体还含有具有通过由光照射引起的去氢反应而生成自由基的结构的单体、或具有通过由光照射引起的自身裂解反应而生成自由基的结构的单体的态样、
(e)所述具有通过由光照射引起的去氢反应而生成自由基的结构的单体为所述化学式(3)所表示的化合物的态样、
(f)所述化学式(3)所表示的化合物为所述化学式(6-1)~(6-8)中的任一化学式所表示的化合物的态样、
(g)所述具有通过由光照射引起的自身裂解反应而生成自由基的结构的单体为所述化学式(4)所表示的化合物的态样、
(h)所述化学式(4)所表示的化合物为所述化学式(7)所表示的化合物的态样、
(i)所述化学式(1)、(3)、(4)、(6-1)~(6-8)、(7)所表示的化合物所含的P表示(甲基)丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰胺基、乙烯基、或乙烯基氧基的态样等。
本发明的另一个态样是一种液晶显示装置的制造方法,其包括向一对基板间注入含有液晶材料与一种以上单体的液晶组合物的步骤,以及对该液晶组合物照射光,使该单体聚合,而在基板上形成对液晶分子进行取向控制的聚合物层的步骤,该单体的至少一种为下述化学式(1)所表示的化合物。
[化9]
(式中,
P相同或不同,表示自由基聚合性基;
Sp1及Sp2相同或不同,表示碳数1~6的直链状或支链状的亚烷基或亚烷基氧基、或者直接键;
A1表示2价的脂环式、芳香族单环式、或缩合多环式的烃基;
A2表示苯撑;
A1及A2所具有的-CH2-基可以被取代为-O-基或-S-基,只要该等基不相互邻接;
A1及A2所具有的-CH=基可以被取代为-N=基,只要该基不相互邻接;
A1及A2所具有的氢原子可以被取代为氟原子、氯原子、-CN基、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基,也可以进一步将该等的1个以上碳原子取代为硅原子;
Z1、Z2及Z3相同或不同,表示-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-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、或直接键;
Z1、Z2及Z3中的至少1个表示-NRCO-基或-CONR-基;
R表示氢原子或者碳数1~6的直链状的烷基或烯基;
n1为0或1)
本发明的液晶显示装置的制造方法具有向一对基板间注入含有液晶材料与一种以上单体的液晶组合物的步骤。此处的液晶材料及单体可以使用与所述本发明的液晶显示装置所说明的液晶材料及单体相同者。
作为形成所述聚合物层的步骤,可列举在对液晶层施加阈值以上的电压的状态下进行的步骤。在进行PSA聚合步骤时,通过在对液晶层施加阈值以上的电压的状态下进行光照射,而以模仿在阈值以上的施加电压状态下取向的液晶分子的形式形成聚合物。因此,所形成的聚合物层具有即使在以后处于未施加电压状态也会对液晶分子规定预倾角的结构。
作为形成所述聚合物层的步骤,可列举在液晶层施加阈值以上的电压的状态下进行的步骤。即使在不施加阈值以上的电压的状态下,也可以形成强化液晶分子的初期取向的聚合物层。
作为本态样的液晶显示装置的制造方法的构成,只要是以此种步骤作为必须步骤而形成的构成,则其他步骤没有特别限定。
作为本态样的液晶显示装置的制造方法的具体例,可列举与本发明的单体及液晶组合物所例示的内容相同的下述(j)~(r)的态样。即,可列举:
(j)所述化学式(1)所表示的化合物所具有的A1为苯-1,2-二基、苯-1,3-二基、苯-1,4-二基、吡啶-2,3-二基、吡啶-2,4-三基、吡啶-2,5-二基、吡啶-2,6-二基、萘-1,2-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,8-二基、萘-2,3-二基、萘-2,6-二基、萘-2,7-二基、环己烷-1,2-二基、环己烷-1,3-二基、环己烷-1,4-二基、十氢萘-1,2-二基、十氢萘-1,4-二基、十氢萘-1,5-二基、十氢萘-1,8-二基、十氢萘-2,3-二基、十氢萘-2,6-二基、茚满-1,1-二基、茚满-1,3-二基、茚满-1,5-二基、茚满-1,6-二基、菲-1,6-二基、菲-1,8-二基、菲-1,9-二基、菲-2,7-二基、菲-2,9-二基、菲-3,6-二基、菲-3,9-二基、菲-9,10-二基、蒽-1,4-二基、蒽-1,5-二基、蒽-1,9-二基、蒽-2,3-二基、蒽-2,6-二基、蒽-2,9-二基、或蒽-9,10-二基,A2为苯-1,2-二基、苯-1,3-二基、或苯-1,4-二基的态样、
(k)所述化学式(1)所表示的化合物为所述化学式(2)所表示的化合物的态样、
(l)所述化学式(1)所表示的化合物为所述化学式(5-1)~(5-18)中的任一化学式所表示的化合物的态样、
(m)所述液晶组合物还含有具有通过由光照射引起的去氢反应而生成自由基的结构的单体、或具有通过由光照射引起的自身裂解反应而生成自由基的结构的单体的态样、
(n)所述具有通过由光照射引起的去氢反应而生成自由基的结构的单体为所述化学式(3)所表示的化合物的态样、
(o)所述化学式(3)所表示的化合物为所述化学式(6-1)~(6-8)中的任一化学式所表示的化合物的态样、
(p)所述具有通过由光照射引起的自身裂解反应而生成自由基的结构的单体为所述化学式(4)所表示的化合物的态样、
(q)所述化学式(4)所表示的化合物为所述化学式(7)所表示的化合物的态样、
(r)所述化学式(1)、(3)、(4)、(6-1)~(6-8)、(7)所表示的化合物所含的P表示(甲基)丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰胺基、乙烯基、或乙烯基氧基的态样等。
[发明的效果]
根据本发明,获得可以形成即使在高温、高湿度的环境下也可以保持高显示品质的聚合物层的单体及液晶组合物、即使在高温、高湿度的环境下也可以保持高显示品质的液晶显示装置、以及即使在高温、高湿度的环境下也可以保持高显示品质的液晶显示装置的制造方法。
附图说明
图1是实施方式1的液晶显示装置在PSA聚合步骤前的剖面示意图。
图2是实施方式1的液晶显示装置在PSA聚合步骤后的剖面示意图。
图3是实施方式2的液晶显示装置在PSA聚合步骤前的剖面示意图。
图4是实施方式2的液晶显示装置在PSA聚合步骤后的剖面示意图。
具体实施方式
以下,揭示实施方式,参照附图对本发明的一个态样进行更详细说明,但本发明并不仅限于该等实施方式。
使用本发明的液晶组合物所制作的液晶显示装置、本发明的液晶显示装置、及通过本发明的制造方法所制作的液晶显示装置可以通过用于例如电视、个人计算机、移动电话、信息显示器等的显示机器,而发挥出优异的显示特性。
(实施方式1)
以下,揭示实施方式1的液晶显示装置的一个例子。图1及图2是实施方式1的液晶显示装置的剖面示意图,图1表示PSA聚合步骤前,图2表示PSA聚合步骤后。如图1及图2所示,实施方式1的液晶显示装置具备阵列基板110、彩色滤光片基板120、以及夹持在包含阵列基板110及彩色滤光片基板120的一对基板间的液晶层105。阵列基板110具备以玻璃等作为材料的绝缘性的透明基板、与形成在透明基板上的各种布线、像素电极、TFT(Thin Film Transistor,薄膜晶体管)等。彩色滤光片基板120具备以玻璃等作为材料的绝缘性的透明基板、与形成在透明基板上的彩色滤光片、黑矩阵、共用电极等。阵列基板110及彩色滤光片基板120分别在液晶层105侧的表面上具备取向膜108。
如图1所示,在PSA聚合步骤前,液晶层105中包含液晶材料与自由基聚合性单体104。自由基聚合性单体104为所述化学式(1)所表示的化合物,更具体而言,为所述化学式(2)所表示的化合物,进而具体而言,为所述化学式(5-1)~(5-18)中的任一化学式所表示的化合物。
通过对液晶层105照射光,自由基聚合性单体104会生成自由基,以该自由基作为活性种,自由基聚合性单体104所具有的自由基聚合性基逐个引发并进行链聚合,而进行聚合。通过聚合而形成的聚合物如图2所示,是在基板110及120上所形成的取向膜108上以聚合物层(PSA层)107的形式析出。
如上所述,认为在高温、高湿度的环境下产生的污点及显示不均的原因是水分及杂质等侵入到液晶层中。如果水分及杂质等侵入到液晶层中,则电压保持率(VHR)会降低,液晶层内部容易产生直流偏移电压(以下,也称为残留DC电压)。自由基聚合性单体104由于具有酰胺基,所以可以与水分、水溶性的杂质等形成氢键。因此,通过使用自由基聚合性单体104而形成聚合物层107,可以减少液晶层中的水分、杂质等的残存量,从而可以抑制电压保持率(VHR)的降低及残留DC电压的产生。其结果为,可以获得即使在高温、高湿度的环境下也可以保持高显示品质的液晶显示装置。
另外,在现有的PSA技术中,一般使用聚合引发剂,在使用聚合引发剂(例如,Irgacure651等)的情况下,由于通过照射紫外线而裂解的聚合引发剂会作为杂质而漂浮在液晶中,所以会使电压保持率(VHR)降低。在实施方式1中,自由基聚合性单体104由于自身会生成自由基,所以不需要此种聚合引发剂,不会产生源于聚合引发剂的杂质,因此可维持高电压保持率(VHR)。另外,自由基聚合性单体104由于具有2个聚合性基,所以在形成聚合物层107时容易被取入到聚合物层107中,而不易作为杂质残存在液晶层中,因此不易引起电压保持率(VHR)的降低。
如图2所示,在实施方式1中,在形成在阵列基板110及彩色滤光片基板120上的取向膜108的表面上形成有聚合物层107。另外,在阵列基板110与彩色滤光片基板120之间,沿着该等基板110、120的外边缘,在取向膜108上贴附有密封材料103,液晶层105是利用密封材料103将阵列基板110与彩色滤光片基板120之间加以密封。另外,对液晶层105照射光由于是在利用密封材料103密封液晶层105之后进行,所以在由密封材料103包围的区域内形成聚合物层107。
在实施方式1中,在进行PSA聚合步骤时,通过在对液晶层105施加阈值以上的电压的状态下进行光照射,而以模仿在阈值以上的施加电压状态下取向的液晶分子的形式形成聚合物。在该情况下,所形成的聚合物层具有即使在以后处于未施加电压状态也会对液晶分子规定预倾角的结构。另外,通过对取向膜108实施取向处理,在进行PSA聚合步骤时,即使不对液晶层105施加阈值以上的电压,在使用实施方式1的一种以上的自由基聚合性单体的情况下,也可以制作聚合物层,可以使液晶分子相对于基板面沿着特定方位取向。
对实施方式1的液晶显示装置的其他构成要素进行详细说明。
在实施方式1的液晶显示装置中,从液晶显示装置的背面侧起朝向观察面侧依序层压有阵列基板110、液晶层105及彩色滤光片基板120。在阵列基板110的背面侧及彩色滤光片基板120的观察面侧,具备偏振板。对于该等偏振板,可以进一步配置相位差板,所述偏振板也可以为圆偏振板。
实施方式1的液晶显示装置可以为透过型、反射型及反射透过两用型中的任一类型。如果为透过型或反射透过两用型,则实施方式1的液晶显示装置还具备背光源。背光源是配置在阵列基板110的进一步的背面侧,是配置为使光以阵列基板110、液晶层105及彩色滤光片基板120的顺序透过。如果为反射型或反射透过两用型,则阵列基板110具备用以反射外部光的反射板。另外,在至少将反射光用于显示的区域,彩色滤光片基板120的偏振板需为具备所谓λ/4相位差板的圆偏振板。
在液晶层105中,填充有具有通过施加一定电压而沿特定方向取向的特性的液晶材料。液晶层105内的液晶分子通过施加阈值以上的电压而控制其取向性。该液晶材料可以是具有正介电常数各向异性的液晶材料,也可以是具有负介电常数各向异性的液晶材料。
所述取向膜108可以是垂直取向膜,也可以是水平取向膜。所谓垂直取向膜是指在未施加电压时,使液晶分子相对于基板面垂直地取向的取向膜,也可以实施取向处理。所谓垂直取向是指液晶分子相对于基板面的平均初期倾斜角为60°~90°的情况,优选80°~90°。所谓水平取向膜是指在未施加电压时,使液晶分子相对于基板面水平地取向的取向膜,也可以实施取向处理。所谓水平取向是指液晶分子相对于基板面的平均初期倾斜角为0~30°的情况,优选0~10°。“倾斜角”是将液晶分子的长轴与基板面所成的角度以0°~90°的范围表示的角,也将“平均倾斜角”称为“预倾斜角”。另外,将未施加电压时的液晶分子相对于各基板的倾斜角的平均值称为“平均初期倾斜角”,以下,也简称为“预倾角”。作为取向处理方法,可列举:摩擦法、光取向法等。
阵列基板110与彩色滤光片基板120也可以使用密封材料加以贴附,作为密封材料,可以使用因热而硬化的密封材料、通过照射紫外光而硬化的密封材料、以及通过热及照射紫外光均发生硬化的密封材料中的任一种。
实施方式1的液晶显示装置可以将液晶显示装置(例如,移动电话、监视器、液晶TV(电视)、信息显示器)加以分解,并使用核磁共振分析法(NMR:Nuclear MagneticResonance)、傅里叶变换红外光谱法(FT-IR:Fourier Transform Infrared Spectroscopy)、质谱分析法(MS:Mass Spectrometry)等进行化学分析,而分析出聚合物层中所存在的单体成分,从而确定单体成分的种类。
(实施方式2)
实施方式2除了使用实施方式1中所使用的自由基聚合性单体以外,还使用具有通过照射光而生成自由基的结构的其他单体,除此以外,与实施方式1相同。
以下,揭示实施方式2的液晶显示装置的一个例子。图3及图4是实施方式2的液晶显示装置的剖面示意图。图3表示PSA聚合步骤前,图4表示PSA聚合步骤后。如图3及图4所示,实施方式2的液晶显示装置具备阵列基板210、彩色滤光片基板220、以及夹持在包含阵列基板210及彩色滤光片基板220的一对基板间的液晶层205。阵列基板210具备以玻璃等作为材料的绝缘性的透明基板、与形成在透明基板上的各种布线、像素电极、TFT等。彩色滤光片基板220具备以玻璃等作为材料的绝缘性的透明基板、与形成在透明基板上的彩色滤光片、黑矩阵、共用电极等。阵列基板210及彩色滤光片基板220分别在液晶层205侧的表面上具备取向膜208。
如图3所示,在PSA聚合步骤前,液晶层205中包含液晶材料、第一自由基聚合性单体204及第二自由基聚合性单体206。第一自由基聚合性单体204为所述化学式(1)所表示的化合物,更具体而言,为所述化学式(2)所表示的化合物,进而具体而言,为所述化学式(5-1)~(5-18)中的任一化学式所表示的化合物。第二自由基聚合性单体206为具有通过照射光而生成自由基的结构的单体,也可以为所述化学式(3)或(6-1)~(6-8)所列举的具有通过由光照射引起的去氢反应而生成自由基的结构的化合物,还可以为所述化学式(4)或(7)所列举的具有通过由光照射引起的自身裂解反应而生成自由基的结构的化合物。通过并用具有通过照射光而生成自由基的结构的单体,可以在不需要新追加聚合引发剂的情况下进行聚合反应,可以进一步防止电压保持率(VHR)的降低。
通过对液晶层205照射光,第一自由基聚合性单体204及第二自由基聚合性单体206中的任一个单独生成自由基,以该自由基作为活性种,第一自由基聚合性单体204及第二自由基聚合性单体206所具有的自由基聚合性基逐个引发并进行链聚合,而进行聚合。通过聚合而形成的聚合物如图4所示,在基板210及220上所形成的取向膜208上以聚合物层(PSA层)207的形式析出。
如图4所示,在实施方式2中,在阵列基板210及彩色滤光片基板220上所形成的取向膜208的表面上形成有聚合物层207。另外,在阵列基板210与彩色滤光片基板220之间,沿着该等基板210、220的外边缘在取向膜208上贴附有密封材料203,液晶层205利用密封材料203将阵列基板210与彩色滤光片基板220之间加以密封。另外,对液晶层205照射光由于是在利用密封材料203密封液晶层205之后进行,所以在由密封材料203包围的区域内形成聚合物层207。
在实施方式2中,与实施方式1同样地可以获得即使在高温、高湿度的环境下也可以保持高显示品质的液晶显示装置。此外,由于通过并用具有通过照射光而生成自由基的结构的单体,可以凭借短照射时间而形成聚合物层,所以可以提高生产量。
(合成例)
以下,作为所述化学式(1)所表示的自由基聚合性单体的具体例,揭示合成1-甲基丙烯酰胺基-5-甲基丙烯酰氧基萘的合成例。
如下述化学反应式(8)所示,将可以在市场上取得的1-氨基-5-羟基萘2.0g溶解于四氢呋喃(THF)14g中,向其中添加三乙基胺(TEA)3.18g及4-二甲基氨基吡啶(DMAP)0.15g并进行搅拌,将液温冷却到15℃。向其中以10分钟滴加将甲基丙烯酸酐4.84g溶解于THF 5ml中而成的溶液。在滴加后,搅拌2小时,添加1%HCl水溶液30g,进一步搅拌10分钟。其后,使用甲基异丁基酮55g进行萃取,利用纯水清洗4次。其后,通过以乙酸乙酯/己烷(10/90)溶液作为展开溶剂,将蒸馏去除溶剂而获得的残渣通过管柱层析法进行纯化,而以22%的产率获得下述化合物。
[化10]
所获得的化合物的1H-NMR(400MHz)的分析结果如下所示。1H-NMR(CDCl3,ppm):δ=2.16(s,3H,甲基)、2.17(s,3H,甲基)、5.57(s,1H,乙烯基)、5.88(s,1H,乙烯基)、5.96(s,1H,乙烯基)、6.53(s,1H,乙烯基)、7.25(d,2H,苯环)、7.53(t,1H,苯环)、7.75(m,2H,苯环)、7.91(s,1H,氨基)、8.06(d,1H,苯环)
根据所述分析结果,确认所获得的化合物为作为目标物的1-甲基丙烯酰胺基-5-甲基丙烯酰氧基萘。
(评价试验1)
以下,以依据实施方式1的形式揭示实际制作液晶单元的实施例1。
首先,准备在表面具有透明电极的一对基板,将基板清洗后,在两基板上涂布取向膜材料,而形成聚酰亚胺系垂直取向膜。在形成取向膜后,在80℃下进行5分钟预烘烤,继续在200℃下进行60分钟后烘烤。其后,在单侧基板上涂布密封材料,一边照射5J/cm2的紫外线,一边滴加含有具有负介电常数各向异性的液晶材料与自由基聚合性单体的液晶组合物。通过一边照射紫外线一边滴加液晶组合物,可以对密封材料实施暂时硬化。其后,通过在对向基板上散布珠子作为间隔物,进行贴合,并在100℃下进行加热,而对密封材料实施正式硬化。
在实施例1中,以相对于液晶组合物整体成为0.25重量%的方式添加下述化学式(9)所表示的萘系化合物作为自由基聚合性单体。下述化学式(9)所表示的化合物是所述合成例所获得的1-甲基丙烯酰胺基-5-甲基丙烯酰氧基萘。
[化11]
作为实施例1的比较对象,制作比较例1及2。在比较例1中,以相对于液晶组合物整体成为0.25重量%的方式添加下述化学式(10)所表示的化合物作为自由基聚合性单体。在比较例2中,没有添加自由基聚合性单体。
[化12]
对于实施例1、比较例1及2,在对上下基板所具有的透明电极间施加10V电压的状态下,对基板从法线方向照射2.57mW/cm2的无偏振紫外光20分钟,而进行自由基聚合性单体的聚合,从而完成液晶单元。无偏振紫外光的光源是使用东芝照明技术(Toshiba Lighting&Technology)公司制造的黑光灯FHF-32BLB(波长区域:300~370nm)。
针对所完成的各液晶单元,测定各液晶单元的初期的电压保持率(VHR)、老化试验后的电压保持率(VHR)、及老化试验后的残留DC电压。老化试验是通过在温度45℃、湿度90%的环境下放置1000小时而进行。
在高温、高湿度的环境下进行老化试验,并测定老化试验后的电压保持率(VHR)、及残留DC电压,由此可以评价所述的污点及显示不均的产生程度。在老化试验后的电压保持率(VHR)高且残留DC电压低的情况下,可以认为是即使在高温、高湿度的环境下也可以保持高显示品质的液晶显示装置。
电压保持率(VHR)是使用东阳特克尼卡公司制造的6254型液晶物性测定系统进行测定。首先,在液晶单元的两基板所具有的电极间施加脉冲电压,而对电极间充入电荷。其后,测定16.6毫秒的开放期间(不施加电压的期间)的电极间电位,测定所保持的电荷量的比率。
残留DC电压是对液晶单元施加1V的直流偏移电压10小时,并通过闪烁消除法(flicker elimination method)而进行测定。
将实施例1、比较例1及2的初期电压保持率(初期VHR)、老化试验后的电压保持率(VHR)、及老化试验后的残留DC电压的测定结果示于下述表1。
[表1]
| 相对于液晶组合物整体的单体的浓度 | 初期VHR(%) | 老化试验后的VHR(%) | 老化试验后的残留DC电压(mV) | |
| 实施例1 | 化学式(9):0.25(重量%) | 99.4 | 98.1 | 20 |
| 比较例1 | 化学式(10):0.25(重量%) | 99.1 | 93.0 | 130 |
| 比较例2 | 未添加单体(没有聚合物层) | 99.4 | 93.2 | 170 |
在实施例1中,初期电压保持率(初期VHR)较高,为99%以上,老化试验后的电压保持率(VHR)没有太过降低,高于比较例1及2。实施例1的老化试验后的残留DC电压显示出显著低于比较例1及2的值。另一方面,在比较例1及2中,初期电压保持率(初期VHR)虽然显示出较高值,但老化试验后的电压保持率(VHR)均降低到93%水平。关于残留DC电压,比较例1为130mV,比较例2为170mV,均显示出较高值。
对以上结果进行研究,认为实施例1的由化学式(9)所表示的化合物所形成的聚合物层(PSA层)由于具有酰胺基,所以会与侵入到液晶层中的水分、杂质等形成氢键,因此老化试验后的电压保持率(VHR)高,且残留DC电压低。
另一方面,认为比较例1所使用的化学式(10)所表示的化合物虽然形成了聚合物层,但由于不具有酰胺基,所以无法与侵入到液晶层中的水分、杂质等充分地形成氢键,老化试验后的电压保持率(VHR)降低,且产生高残留DC电压。认为比较例2由于水分、杂质等侵入到液晶层中,所以老化试验后的电压保持率(VHR)降低,且产生高残留DC电压。
据此,通过使用所述化学式(9)所表示的具有酰胺基的单体,而获得即使在高温、高湿度的环境下也可以保持高显示品质的液晶显示装置。
(评价试验2)
以下,以依据实施方式2的形式揭示实际制作液晶单元的实施例2~4。评价试验2中所使用的液晶单元的制作方法除了向液晶组合物中进一步添加具有通过由光照射引起的去氢反应或由光照射引起的自身裂解反应而生成自由基的结构的单体、且将用以使自由基聚合性单体进行聚合的光照射时间设为10分钟以外,与评价试验1相同。
评价试验2中所制作的液晶单元是以下的实施例2~4。在实施例2~4中,以相对于液晶组合物整体分别成为0.25重量%的方式添加所述化学式(9)所表示的萘系化合物作为自由基聚合性单体。
此外,在实施例2~4中,添加具有通过由光照射引起的去氢反应或自身裂解反应而生成自由基的结构的单体。在实施例2中,以相对于液晶组合物整体成为0.05重量%的方式添加下述化学式(11)所表示的二苯甲酮系化合物,在实施例3中,以相对于液晶组合物整体成为0.05重量%的方式添加下述化学式(12)所表示的苯偶酰系化合物,在实施例4中,以相对于液晶组合物整体成为0.05重量%的方式添加下述化学式(13)所表示的苯偶酰缩酮系化合物。
下述化学式(11)及(12)所表示的化合物是具有通过由光照射引起的去氢反应而生成自由基的结构的单体,下述化学式(13)所表示的化合物是具有通过由光照射引起的自身裂解反应而生成自由基的结构的单体。
[化13]
[化14]
[化15]
针对所完成的各液晶单元,测定各液晶单元的初期的电压保持率(VHR)、老化试验后的电压保持率(VHR)、及老化试验后的残留DC电压。电压保持率(VHR)的测定方法、残留DC电压的测定方法、及老化试验的方法与评价试验1相同。
将实施例2~4的初期电压保持率(初期VHR)、老化试验后的电压保持率(VHR)、及老化试验后的残留DC电压的测定结果示于下述表2。
[表2]
| 相对于液晶组合物整体的单体的浓度 | 初期VHR(%) | 老化试验后的VHR(%) | 老化试验后的残留DC电压(mV) | |
| 实施例2 | 化学式(9):0.25(重量%)+化学式(11):0.05(重量%) | 99.4 | 97.9 | 20 |
| 实施例3 | 化学式(9):0.25(重量%)+化学式(12):0.05(重量%) | 99.4 | 97.7 | 30 |
| 实施例4 | 化学式(9):0.25(重量%)+化学式(13):0.05(重量%) | 99.4 | 98 | 10 |
在实施例2~4中,初期电压保持率(初期VHR)均显示出99%以上的较高值,老化试验后的电压保持率(VHR)也显示出较高值。另外,在实施例2~4中,残留DC电压均显示出较低值。
根据以上结果,通过并用所述化学式(9)所表示的具有酰胺基的自由基聚合性单体、与所述化学式(11)及(12)所表示的具有通过由光照射引起的去氢反应而生成自由基的结构的单体、或所述化学式(13)所表示的具有通过由光照射引起的自身裂解反应而生成自由基的结构的单体,凭借短时间的光照射而成功形成了聚合物层。认为由于所形成的聚合物层具有酰胺基,所以会与侵入到液晶层中的水分、杂质等形成氢键,老化试验后的电压保持率(VHR)高,且残留DC电压低。
据此,通过并用所述化学式(9)所表示的具有酰胺基的单体、与具有通过由光照射引起的去氢反应而生成自由基的结构的单体或具有通过由光照射引起的自身裂解反应而生成自由基的结构的单体,而获得即使在高温、高湿度的环境下也可以保持高显示品质的液晶显示装置。
(评价试验3)
以下,以依据实施方式1的形式揭示实际制作液晶单元的实施例5。评价试验3中所使用的液晶单元的制作方法除了在基板上形成有酰亚胺化率低的聚酰亚胺系水平取向膜、且使用具有正介电常数各向异性的液晶材料以外,与评价试验1相同。
在实施例5中,以相对于液晶组合物整体成为0.25重量%的方式添加所述化学式(9)所表示的萘系化合物作为自由基聚合性单体。
制作比较例3及4作为实施例5的比较对象。在比较例3中,以相对于液晶组合物整体成为0.25重量%的方式添加所述化学式(10)所表示的化合物作为自由基聚合性单体。在比较例4中,没有添加自由基聚合性单体。
针对所完成的各液晶单元,测定各液晶单元的初期的电压保持率(VHR)、老化试验后的电压保持率(VHR)、及老化试验后的残留DC电压。电压保持率(VHR)的测定方法、残留DC电压的测定方法、及老化试验的方法与评价试验1相同。
将实施例5、比较例3及4的初期电压保持率(初期VHR)、老化试验后的电压保持率(VHR)、及老化试验后的残留DC电压的测定结果示于下述表3。
[表3]
| 相对于液晶组合物整体的单体的浓度 | 初期VHR(%) | 老化试验后的VHR(%) | 老化试验后的残留DC电压(mV) | |
| 实施例5 | 化学式(9):0.25(重量%) | 98.4 | 97.0 | 0 |
| 比较例3 | 化学式(10):0.25(重量%) | 98.3 | 92.5 | 120 |
| 比较例4 | 未添加单体(没有聚合物层) | 96.5 | 90.1 | 170 |
在实施例5中,初期电压保持率(初期VHR)较高,为98%以上,老化试验后的电压保持率(VHR)没有太过降低,高于比较例3及4。实施例5的老化试验后的残留DC电压显示出显著低于比较例3及4的较低值。另一方面,在比较例3及4中,初期电压保持率(初期VHR)虽然显示出较高值,但关于老化试验后的电压保持率(VHR),比较例3中降低到92%水平,比较例4中降低到90%水平。关于残留DC电压,比较例3为120mV,比较例4为170mV,均显示出较高值。
对以上结果进行研究,认为实施例5的由化学式(9)所表示的化合物所形成的聚合物层(PSA层)由于具有酰胺基,所以会与侵入到液晶层中的水分、杂质等形成氢键,因此老化试验后的电压保持率(VHR)高,且残留DC电压低。
另一方面,认为比较例3所使用的化学式(10)所表示的化合物虽然形成了聚合物层,但由于不具有酰胺基,所以无法与侵入到液晶层中的水分、杂质等充分地形成氢键,老化试验后的电压保持率(VHR)降低,且产生高残留DC电压。认为比较例4由于水分、杂质等侵入到液晶层中,所以老化试验后的电压保持率(VHR)降低,且产生高残留DC电压。
据此,即使在使用聚酰胺酸系取向膜、即酰亚胺化率低的聚酰亚胺系水平取向膜的情况下,通过使用所述化学式(9)所表示的具有酰胺基的单体,也获得即使在高温、高湿度的环境下也可以保持高显示品质的液晶显示装置。
(评价试验4)
以下,以依据实施方式2的形式揭示实际制作液晶单元的实施例6~8。评价试验4中所使用的液晶单元的制作方法除了向液晶组合物进一步添加具有通过由光照射引起的去氢反应或由光照射引起的自身裂解反应而生成自由基的结构的单体、且将用以使自由基聚合性单体进行聚合的光照射时间设为10分钟以外,与评价试验3相同。
评价试验4中所制作的液晶单元是以下的实施例6~8。在实施例6~8中,以相对于液晶组合物整体分别成为0.25重量%的方式添加所述化学式(9)所表示的萘系化合物作为自由基聚合性单体。
此外,在实施例6~8中,添加具有通过由光照射引起的去氢反应或自身裂解反应而生成自由基的结构的单体。在实施例6中,以相对于液晶组合物整体成为0.05重量%的方式添加所述化学式(11)所表示的二苯甲酮系化合物,在实施例7中,以相对于液晶组合物整体成为0.05重量%的方式添加所述化学式(12)所表示的苯偶酰系化合物,在实施例8中,以相对于液晶组合物整体成为0.05重量%的方式添加所述化学式(13)所表示的苯偶酰缩酮系化合物。
所述化学式(11)及(12)所表示的化合物是具有通过由光照射引起的去氢反应而生成自由基的结构的单体,所述化学式(13)所表示的化合物是具有通过由光照射引起的自身裂解反应而生成自由基的结构的单体。
针对所完成的各液晶单元,测定各液晶单元的初期的电压保持率(VHR)、老化试验后的电压保持率(VHR)、及老化试验后的残留DC电压。电压保持率(VHR)的测定方法、残留DC电压的测定方法、及老化试验的方法与评价试验1相同。
将实施例6~8的初期电压保持率(初期VHR)、老化试验后的电压保持率(VHR)、及老化试验后的残留DC电压的测定结果示于下述表4。
[表4]
| 相对于液晶组合物整体的单体的浓度 | 初期VHR(%) | 老化试验后的VHR(%) | 老化试验后的残留DC电压(mV) | |
| 实施例6 | 化学式(9):0.25(重量%)+化学式(11):0.05(重量%) | 98.6 | 97.0 | 10 |
| 实施例7 | 化学式(9):0.25(重量%)+化学式(12):0.05(重量%) | 98.5 | 96.5 | 30 |
| 实施例8 | 化学式(9):0.25(重量%)+化学式(13):0.05(重量%) | 98.7 | 97.1 | 0 |
在实施例6~8中,初期电压保持率(初期VHR)均显示出98%以上的较高值,老化试验后的电压保持率(VHR)也均未大幅度降低。另外,在实施例6~8中,残留DC电压均显示出较低值。
根据以上结果,通过并用所述化学式(9)所表示的具有酰胺基的自由基聚合性单体、与所述化学式(11)及(12)所表示的具有通过由光照射引起的去氢反应而生成自由基的结构的单体、或所述化学式(13)所表示的具有通过由光照射引起的自身裂解反应而生成自由基的结构的单体,凭借短时间的光照射而成功形成了聚合物层。认为由于所形成的聚合物层具有酰胺基,所以会与侵入到液晶层中的水分、杂质等形成氢键,老化试验后的电压保持率(VHR)高,且残留DC电压低。
据此,通过并用所述化学式(9)所表示的具有酰胺基的单体、与具有通过由光照射引起的去氢反应而生成自由基的结构的单体、或具有通过由光照射引起的自身裂解反应而生成自由基的结构的单体,而获得即使在高温、高湿度的环境下也可以保持高显示品质的液晶显示装置。
根据评价试验1~4的结果,使用垂直取向膜及水平取向膜中的任一种,均获得即使在高温、高湿度的环境下也可以保持高显示品质的液晶显示装置。另外,使用介电常数各向异性为正的液晶材料、及介电常数各向异性为负的液晶材料中的任一种,均获得即使在高温、高湿度的环境下也可以保持高显示品质的液晶显示装置。
[符号说明]
103、203 密封材料
104、204 (第一)自由基聚合性单体
105、205 液晶层
206 (第二)自由基聚合性单体
107、207 聚合物层(PSA层)
108、208 取向膜
110、210 阵列基板
120、220 彩色滤光片基板
Claims (16)
1.一种单体,其特征在于:其是下述化学式(1)所表示的化合物,
(式中,
P相同或不同,表示自由基聚合性基;
Sp1及Sp2相同或不同,表示碳数1~6的直链状或支链状的亚烷基或亚烷基氧基、或者直接键;
A1表示2价的脂环式、芳香族单环式、或缩合多环式的烃基;
A2表示苯撑;
A1及A2所具有的-CH2-基可以被取代为-O-基或-S-基,只要该等基不相互邻接;
A1及A2所具有的-CH=基可以被取代为-N=基,只要该基不相互邻接;
A1及A2所具有的氢原子可以被取代为氟原子、氯原子、-CN基、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基,也可以进一步将该等的1个以上碳原子取代为硅原子;
Z1、Z2及Z3相同或不同,表示-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-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、或直接键;
Z1、Z2及Z3中的至少1个表示-NRCO-基或-CONR-基;
R表示氢原子或者碳数1~6的直链状的烷基或烯基;
n1为0或1)。
2.根据权利要求1所述的单体,其中所述化学式(1)所表示的化合物为下述化学式(2)所表示的化合物,
(式中,
A1表示2价的脂环式、芳香族单环式、或缩合多环式的烃基;
A2表示苯撑;
A1及A2所具有的-CH2-基可以被取代为-O-基或-S-基,只要该等基不相互邻接;
A1及A2所具有的-CH=基可以被取代为-N=基,只要该基不相互邻接;
A1及A2所具有的氢原子可以被取代为氟原子、氯原子、-CN基、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基,也可以进一步将该等的1个以上碳原子取代为硅原子;
Z1表示-O-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-NRCO-基、-CONR-基、或直接键;
R表示氢原子或者碳数1~6的直链状的烷基或烯基;
P1及P2相同或不同,表示自由基聚合性基,其中至少1个为丙烯酰胺基或甲基丙烯酰胺基;
n1为0或1)。
3.一种液晶组合物,其特征在于:含有权利要求1或2所述的单体与液晶材料。
4.根据权利要求3所述的液晶组合物,其中所述液晶组合物还含有具有通过由光照射引起的去氢反应而生成自由基的结构的单体、或具有通过由光照射引起的自身裂解反应而生成自由基的结构的单体。
5.根据权利要求4所述的液晶组合物,其中所述具有通过由光照射引起的去氢反应而生成自由基的结构的单体为下述化学式(3)所表示的化合物,
(式中,
A3表示芳香环;
A4表示与A3相同或不同的芳香环、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基或烯基;
A3及A4的至少一个包含-Sp3-P基;
A3及A4的至少一个所具有的芳香环为苯环或联苯环;
A3及A4所具有的氢原子可以被取代为-Sp3-P基、卤素原子、-CN基、-NO2基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF5基、或者碳数1~12的烷基、烯基或芳烷基,该烷基及烯基可以为直链状也可以为支链状;
A3及A4所具有的邻接的2个氢原子可以被取代为碳数1~12的直链状或支链状的亚烷基或烯撑而形成环状结构;
A3及A4的烷基、烯基、亚烷基、烯撑或芳烷基所具有的氢原子可以被取代为-Sp3-P基;
A3及A4的烷基、烯基、亚烷基、烯撑或芳烷基所具有的-CH2-基只要氧原子、硫原子及氮原子不相互邻接则可以被取代为-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH=CH-基、-CF=CF-基、-C≡C-基、-CH=CH-COO-基、或-OCO-CH=CH-基;
P表示自由基聚合性基;
Sp3表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基或亚烷基氧基、或者直接键;
m1为1或2;
将A3与Y相连的虚线部分、及将A4与Y相连的虚线部分表示在A3与A4之间可以存在经由Y的键;
Y表示-CH2-基、-CH2CH2-基、-CH=CH-基、-O-基、-S-基、-NH-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、或直接键)。
6.根据权利要求4所述的液晶组合物,其中所述具有通过由光照射引起的自身裂解反应而生成自由基的结构的单体为下述化学式(4)所表示的化合物,
(式中,
R1表示碳数1~4的直链状或支链状的烷基或烯基、或者-Sp6-P;
R2表示碳数1~4的直链状或支链状的烷基或烯基、或者-Sp7-P;
P表示相同或不同的自由基聚合性基,总数为两个以上;
Sp4表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基、亚烷基氧基或亚烷基羰氧基、或者直接键,m2为2个以上的情况下可以相同也可以不同;
Sp5表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基、亚烷基氧基或亚烷基羰氧基、或者直接键,m3为2个以上的情况下可以相同也可以不同;
Sp6表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基、亚烷基氧基或亚烷基羰氧基;
Sp7表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基、亚烷基氧基或亚烷基羰氧基;
L1表示-F基、-OH基、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基或烯基、或芳烷基,n2为2个以上的情况下可以相同也可以不同;
2个L1分别键合在芳香环上的2个邻接的碳原子上的情况下,也可以相互键合而形成环状结构,该2个L1相同或不同,成为碳数1~12的直链状或支链状的亚烷基或烯撑;
L2表示-F基、-OH基、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基或烯基、或芳烷基,n3为2个以上的情况下可以相同也可以不同;
2个L2分别键合在芳香环上的2个邻接的碳原子上的情况下,也可以相互键合而形成环状结构,该2个L2相同或不同,成为碳数1~12的直链状或支链状的亚烷基或烯撑;
L1及L2的烷基、烯基、亚烷基、烯撑或芳烷基所具有的1个以上氢原子可以被取代为-F基或-OH基;
L1及L2的烷基、烯基、亚烷基、烯撑或芳烷基所具有的-CH2-基只要氧原子、硫原子及氮原子不相互邻接则可以被取代为-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、或-Sp5-P基;
m2为1~3中的任一个整数;
m3为0~3中的任一个整数;
n2为0~4中的任一个整数;
n3为0~4中的任一个整数;
m2与n2的合计为1~5中的任一个整数;
m3与n3的合计为0~5中的任一个整数;
m2与m3的合计为1~6中的任一个整数)。
7.一种液晶显示装置,其特征在于:具备
一对基板、
被该一对基板所夹持且含有液晶材料的液晶层、及
形成在该一对基板的至少一个基板上的对液晶分子进行取向控制的聚合物层,
该聚合物层是通过使一种以上的单体进行聚合而形成,
该单体的至少一种为下述化学式(1)所表示的化合物,
(式中,
P相同或不同,表示自由基聚合性基;
Sp1及Sp2相同或不同,表示碳数1~6的直链状或支链状的亚烷基或亚烷基氧基、或者直接键;
A1表示2价的脂环式、芳香族单环式、或缩合多环式的烃基;
A2表示苯撑;
A1及A2所具有的-CH2-基可以被取代为-O-基或-S-基,只要该等基不相互邻接;
A1及A2所具有的-CH=基可以被取代为-N=基,只要该基不相互邻接;
A1及A2所具有的氢原子可以被取代为氟原子、氯原子、-CN基、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基,也可以进一步将该等的1个以上碳原子取代为硅原子;
Z1、Z2及Z3相同或不同,表示-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-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、或直接键;
Z1、Z2及Z3中的至少1个表示-NRCO-基或-CONR-基;
R表示氢原子或者碳数1~6的直链状的烷基或烯基;
n1为0或1)。
8.根据权利要求7所述的液晶显示装置,其中所述化学式(1)所表示的化合物为下述化学式(2)所表示的化合物,
(式中,
A1表示2价的脂环式、芳香族单环式、或缩合多环式的烃基;
A2表示苯撑;
A1及A2所具有的-CH2-基可以被取代为-O-基或-S-基,只要该等基不相互邻接;
A1及A2所具有的-CH=基可以被取代为-N=基,只要该基不相互邻接;
A1及A2所具有的氢原子可以被取代为氟原子、氯原子、-CN基、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基,也可以进一步将该等的1个以上碳原子取代为硅原子;
Z1表示-O-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-NRCO-基、-CONR-基、或直接键;
R表示氢原子或者碳数1~6的直链状的烷基或烯基;
P1及P2相同或不同,表示自由基聚合性基,其中至少1个为丙烯酰胺基或甲基丙烯酰胺基;
n1为0或1)。
9.根据权利要求7或8所述的液晶显示装置,其中所述单体还含有具有通过由光照射引起的去氢反应而生成自由基的结构的单体、或具有通过由光照射引起的自身裂解反应而生成自由基的结构的单体。
10.根据权利要求9所述的液晶显示装置,其中所述具有通过由光照射引起的去氢反应而生成自由基的结构的单体为下述化学式(3)所表示的化合物,
(式中,
A3表示芳香环;
A4表示与A3相同或不同的芳香环、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基或烯基;
A3及A4的至少一个包含-Sp3-P基;
A3及A4的至少一个所具有的芳香环为苯环或联苯环;
A3及A4所具有的氢原子可以被取代为-Sp3-P基、卤素原子、-CN基、-NO2基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF5基、或者碳数1~12的烷基、烯基或芳烷基,该烷基及烯基可以为直链状也可以为支链状;
A3及A4所具有的邻接的2个氢原子可以被取代为碳数1~12的直链状或支链状的亚烷基或烯撑而形成环状结构;
A3及A4的烷基、烯基、亚烷基、烯撑或芳烷基所具有的氢原子可以被取代为-Sp3-P基;
A3及A4的烷基、烯基、亚烷基、烯撑或芳烷基所具有的-CH2-基只要氧原子、硫原子及氮原子不相互邻接则可以被取代为-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH=CH-基、-CF=CF-基、-C≡C-基、-CH=CH-COO-基、或-OCO-CH=CH-基;
P表示自由基聚合性基;
Sp3表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基或亚烷基氧基、或者直接键;
m1为1或2;
将A3与Y相连的虚线部分、及将A4与Y相连的虚线部分表示在A3与A4之间可以存在经由Y的键;
Y表示-CH2-基、-CH2CH2-基、-CH=CH-基、-O-基、-S-基、-NH-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、或直接键)。
11.根据权利要求9所述的液晶显示装置,其中所述具有通过由光照射引起的自身裂解反应而生成自由基的结构的单体为下述化学式(4)所表示的化合物,
(式中,
R1表示碳数1~4的直链状或支链状的烷基或烯基、或者-Sp6-P;
R2表示碳数1~4的直链状或支链状的烷基或烯基、或者-Sp7-P;
P表示相同或不同的自由基聚合性基,总数为两个以上;
Sp4表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基、亚烷基氧基或亚烷基羰氧基、或者直接键,m2为2个以上的情况下可以相同也可以不同;
Sp5表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基、亚烷基氧基或亚烷基羰氧基、或者直接键,m3为2个以上的情况下可以相同也可以不同;
Sp6表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基、亚烷基氧基或亚烷基羰氧基;
Sp7表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基、亚烷基氧基或亚烷基羰氧基;
L1表示-F基、-OH基、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基或烯基、或芳烷基,n2为2个以上的情况下可以相同也可以不同;
2个L1分别键合在芳香环上的2个邻接的碳原子上的情况下,也可以相互键合而形成环状结构,该2个L1相同或不同,成为碳数1~12的直链状或支链状的亚烷基或烯撑;
L2表示-F基、-OH基、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基或烯基、或芳烷基,n3为2个以上的情况下可以相同也可以不同;
2个L2分别键合在芳香环上的2个邻接的碳原子上的情况下,也可以相互键合而形成环状结构,该2个L2相同或不同,成为碳数1~12的直链状或支链状的亚烷基或烯撑;
L1及L2的烷基、烯基、亚烷基、烯撑或芳烷基所具有的1个以上氢原子可以被取代为-F基或-OH基;
L1及L2的烷基、烯基、亚烷基、烯撑或芳烷基所具有的-CH2-基只要氧原子、硫原子及氮原子不相互邻接则可以被取代为-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、或-Sp5-P基;
m2为1~3中的任一个整数;
m3为0~3中的任一个整数;
n2为0~4中的任一个整数;
n3为0~4中的任一个整数;
m2与n2的合计为1~5中的任一个整数;
m3与n3的合计为0~5中的任一个整数;
m2与m3的合计为1~6中的任一个整数)。
12.一种液晶显示装置的制造方法,其特征在于具有如下步骤:
向一对基板间注入含有液晶材料与一种以上单体的液晶组合物的步骤、以及
对该液晶组合物照射光,使该单体聚合,而在基板上形成对液晶分子进行取向控制的聚合物层的步骤,
该单体的至少一种为下述化学式(1)所表示的化合物,
(式中,
P相同或不同,表示自由基聚合性基;
Sp1及Sp2相同或不同,表示碳数1~6的直链状或支链状的亚烷基或亚烷基氧基、或者直接键;
A1表示2价的脂环式、芳香族单环式、或缩合多环式的烃基;
A2表示苯撑;
A1及A2所具有的-CH2-基可以被取代为-O-基或-S-基,只要该等基不相互邻接;
A1及A2所具有的-CH=基可以被取代为-N=基,只要该基不相互邻接;
A1及A2所具有的氢原子可以被取代为氟原子、氯原子、-CN基、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基,也可以进一步将该等的1个以上碳原子取代为硅原子;
Z1、Z2及Z3相同或不同,表示-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-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、或直接键;
Z1、Z2及Z3中的至少1个表示-NRCO-基或-CONR-基;
R表示氢原子或者碳数1~6的直链状的烷基或烯基;
n1为0或1)。
13.根据权利要求12所述的液晶显示装置的制造方法,其中所述化学式(1)所表示的化合物为下述化学式(2)所表示的化合物,
(式中,
A1表示2价的脂环式、芳香族单环式、或缩合多环式的烃基;
A2表示苯撑;
A1及A2所具有的-CH2-基可以被取代为-O-基或-S-基,只要该等基不相互邻接;
A1及A2所具有的-CH=基可以被取代为-N=基,只要该基不相互邻接;
A1及A2所具有的氢原子可以被取代为氟原子、氯原子、-CN基、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基,也可以进一步将该等的1个以上碳原子取代为硅原子;
Z1表示-O-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-NRCO-基、-CONR-基、或直接键;
R表示氢原子或者碳数1~6的直链状的烷基或烯基;
P1及P2相同或不同,表示自由基聚合性基,其中至少1个为丙烯酰胺基或甲基丙烯酰胺基;
n1为0或1)。
14.根据权利要求12或13所述的液晶显示装置的制造方法,其中所述液晶组合物还含有具有通过由光照射引起的去氢反应而生成自由基的结构的单体、或具有通过由光照射引起的自身裂解反应而生成自由基的结构的单体。
15.根据权利要求14所述的液晶显示装置的制造方法,其中所述具有通过由光照射引起的去氢反应而生成自由基的结构的单体为下述化学式(3)所表示的化合物,
(式中,
A3表示芳香环;
A4表示与A3相同或不同的芳香环、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基或烯基;
A3及A4的至少一个包含-Sp3-P基;
A3及A4的至少一个所具有的芳香环为苯环或联苯环;
A3及A4所具有的氢原子可以被取代为-Sp3-P基、卤素原子、-CN基、-NO2基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF5基、或者碳数1~12的烷基、烯基或芳烷基,该烷基及烯基可以为直链状也可以为支链状;
A3及A4所具有的邻接的2个氢原子可以被取代为碳数1~12的直链状或支链状的亚烷基或烯撑而形成环状结构;
A3及A4的烷基、烯基、亚烷基、烯撑或芳烷基所具有的氢原子可以被取代为-Sp3-P基;
A3及A4的烷基、烯基、亚烷基、烯撑或芳烷基所具有的-CH2-基只要氧原子、硫原子及氮原子不相互邻接则可以被取代为-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH=CH-基、-CF=CF-基、-C≡C-基、-CH=CH-COO-基、或-OCO-CH=CH-基;
P表示自由基聚合性基;
Sp3表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基或亚烷基氧基、或者直接键;
m1为1或2;
将A3与Y相连的虚线部分、及将A4与Y相连的虚线部分表示在A3与A4之间可以存在经由Y的键;
Y表示-CH2-基、-CH2CH2-基、-CH=CH-基、-O-基、-S-基、-NH-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、或直接键)。
16.根据权利要求14所述的液晶显示装置的制造方法,其中所述具有通过由光照射引起的自身裂解反应而生成自由基的结构的单体为下述化学式(4)所表示的化合物,
(式中,
R1表示碳数1~4的直链状或支链状的烷基或烯基、或者-Sp6-P;
R2表示碳数1~4的直链状或支链状的烷基或烯基、或者-Sp7-P;
P表示相同或不同的自由基聚合性基,总数为两个以上;
Sp4表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基、亚烷基氧基或亚烷基羰氧基、或者直接键,m2为2个以上的情况下可以相同也可以不同;
Sp5表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基、亚烷基氧基或亚烷基羰氧基、或者直接键,m3为2个以上的情况下可以相同也可以不同;
Sp6表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基、亚烷基氧基或亚烷基羰氧基;
Sp7表示碳数1~6的直链状、支链状或环状的亚烷基、亚烷基氧基或亚烷基羰氧基;
L1表示-F基、-OH基、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基或烯基、或芳烷基,n2为2个以上的情况下可以相同也可以不同;
2个L1分别键合在芳香环上的2个邻接的碳原子上的情况下,也可以相互键合而形成环状结构,该2个L1相同或不同,成为碳数1~12的直链状或支链状的亚烷基或烯撑;
L2表示-F基、-OH基、或者碳数1~12的直链状或支链状的烷基或烯基、或芳烷基,n3为2个以上的情况下可以相同也可以不同;
2个L2分别键合在芳香环上的2个邻接的碳原子上的情况下,也可以相互键合而形成环状结构,该2个L2相同或不同,成为碳数1~12的直链状或支链状的亚烷基或烯撑;
L1及L2的烷基、烯基、亚烷基、烯撑或芳烷基所具有的1个以上氢原子可以被取代为-F基或-OH基;
L1及L2的烷基、烯基、亚烷基、烯撑或芳烷基所具有的-CH2-基只要氧原子、硫原子及氮原子不相互邻接则可以被取代为-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、或-Sp5-P基;
m2为1~3中的任一个整数;
m3为0~3中的任一个整数;
n2为0~4中的任一个整数;
n3为0~4中的任一个整数;
m2与n2的合计为1~5中的任一个整数;
m3与n3的合计为0~5中的任一个整数;
m2与m3的合计为1~6中的任一个整数)。
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