(57)【要約】【課題】  液晶層の抵抗を低下させるための添加剤として、アミンを有する添加剤を含む液晶層を備えた動的散乱型液晶表示装置を提供する。【解決手段】  実施形態によると、動的散乱型液晶表示装置は、第１基板と、第１基板から離間して対向配置された第２基板と、第１基板及び第２基板の間に配置された液晶層と、液晶層に電圧を印加するための、第１基板及び第２基板にそれぞれ配置された第１電極及び第２電極と、を備える。液晶層は、液晶層の抵抗を低下させる、ＮＨ型ヒンダードアミン化合物からなる抵抗低下剤を含む。【選択図】  図３
2020148947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板から離間して対向配置された第２基板と、
前記第１基板及び第２基板の間に配置された液晶層と、
前記液晶層に電圧を印加するための、前記第１基板及び前記第２基板にそれぞれ配置された第１電極及び第２電極と、
を備え、
前記液晶層は、前記液晶層の抵抗を低下させる、ＮＨ型ヒンダードアミン化合物からなる抵抗低下剤を含むことを特徴とする動的散乱型液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶層は、前記抵抗低下剤を１ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下含むことを特徴とする請求項１に記載の動的散乱型液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶層は、負の誘電率異方性を有するネマティック液晶を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の動的散乱型液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１基板は、前記液晶層に接して配置される第１配向膜をさらに備え、
前記第１電極及び前記第２電極は、それぞれ透明電極であり、
前記ネマティック液晶は、前記第１配向膜によって前記第１基板に対して平行方向に配向されており、
前記液晶層は、前記電圧の非印加時に光透過性を示し、前記電圧の印加時に光散乱性を示すことを特徴とする請求項３に記載の動的散乱型液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１配向膜は、前記液晶層に接する表面領域が光配向膜であることを特徴とする請求項４に記載の動的散乱型液晶表示装置。
【請求項６】
前記光配向膜は、ポリアミド酸エステルのイミド化物を含むことを特徴とする請求項５に記載の動的散乱型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動的散乱型液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動的散乱型液晶表示装置は、動的散乱モード（ＤＳＭ：Dynamic Scattering Mode）で駆動する液晶層を備える液晶表示装置である。動的散乱型液晶表示装置は、第１基板と、第１基板から離間して対向配置された第２基板と、第１基板及び第２基板にそれぞれ配置された第１電極及び第２電極とを備える。第１基板及び第２基板の間には、液晶層が封入されている。液晶層は、第１電極及び第２電極によって電圧を印加される。
【０００３】
動的散乱型液晶表示装置においては、電圧の非印加時では、液晶材料が静的に配向し、液晶層は光透過性を示す。対して、電圧の印加時では、液晶材料が動的散乱し、液晶層が光散乱性を示す。従って、動的散乱型液晶表示装置では、液晶層に対して印加する電圧を制御することで、液晶層の光透過性を示す状態と、光散乱性を示す状態とを切り替えて、表示を行うことができる。
【０００４】
動的散乱型液晶表示装置は、原理的に偏光板を必要とせず、電圧の非印加時に液晶層が光透過性を示すため、特に省消費電力の透明表示装置として有用である。透明表示装置は、例えば、建築物や車両の調光窓、文字等を表示できるショーウィンドウ又は案内板などへの適用が期待される。
動的散乱型液晶表示装置では、液晶層に対して、駆動電圧として比較的高い電圧を印加する。また、特に、調光窓などの透明表示装置として動的散乱型液晶表示装置適用すると、液晶層に対して、紫外線を含む太陽光や蛍光灯の光が常に入射する。そのため、液晶層を構成する液晶材料は、液晶表示装置の使用期間に亘って、高電圧及び入射光の存在する環境にある。
【０００５】
一般的に、動的散乱型液晶表示装置の液晶層には、液晶層の抵抗を低下させて、駆動電圧を低下させるため、液晶層にイオン性添加剤が添加されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５６−１２２８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、イオン性添加剤を添加した液晶層では、高電圧及び入射光の存在する環境下におくと、液晶材料の劣化を促進すると考えられる。その結果、イオン性添加剤を添加した液晶層を備える動的散乱型液晶表示装置では、液晶表示装置の使用期間が長期に亘ると、表示の安定性に欠けるという問題点があった。そこで、本発明者は、動的散乱型液晶表示装置の液晶層の抵抗を低下させるための添加剤として、先行文献で述べられているようなイオン性の添加剤以外に新たな添加剤が必要であると想到した。
【０００８】
本発明の課題は、液晶層の抵抗を低下させるための添加剤として、アミンを有する添加剤を含む液晶層を備えた動的散乱型液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、動的散乱型液晶表示装置は、第１基板と、第１基板から離間して対向配置された第２基板と、第１基板及び第２基板の間に配置された液晶層と、液晶層に電圧を印加するための、第１基板及び第２基板にそれぞれ配置された第１電極及び第２電極と、を備える。液晶層は、液晶層の抵抗を低下させる、ＮＨ型ヒンダードアミン化合物からなる抵抗低下剤を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、動的散乱型液晶表示装置ＤＳＰの一構成例を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示す動的散乱型液晶表示装置ＤＳＰの一部の構成例を示す断面図である。
【図３】図３は、特定の電源波形を印加した場合の試験セルの電極間電圧の推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、いくつかの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、先行する図に関して説明したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
【００１２】
＜液晶表示装置＞  
まず、実施形態に係る動的散乱型液晶表示装置ＤＳＰ（以下、液晶表示装置ＤＳＰとも称する）を、図１及び図２を参照して説明する。図１は、液晶表示装置ＤＳＰの一構成例を概略的に示す図であり、図２は、液晶表示装置ＤＳＰの一部の構成例を示す断面図である。なお、図中の第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び第３方向Ｚは、互いに直交している。ここでは、液晶表示装置ＤＳＰの一例として、単純マトリクス駆動方式の液晶パネルについて説明する。また、本発明の動的散乱型液晶表示装置は、実施形態で具体的に説明した部材以外の部材を備えていてもよい。
【００１３】
図１に示すように、液晶表示装置ＤＳＰは、第１基板ＳＵＢ１と、第１基板ＳＵＢ１から離間して対向配置された第２基板ＳＵＢ２と、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２の間に配置された液晶層ＬＣと、を備えている。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、第３方向Ｚに対して直交するＸ−Ｙ平面に対して平行に配置されている。第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２とは、これらの間に所定のセルギャップを形成した状態で貼り合わされている。液晶表示装置ＤＳＰは、電圧の印加／非印加に応じて光透過性が制御される調光エリアＡＡを備えている。調光エリアＡＡは、例えば四角形状であり、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に配置された複数のサブエリアＳＡを有している。
【００１４】
第１基板ＳＵＢ１は、第１方向Ｘに沿って延出した複数の第１電極Ｅ１を備えている。第２基板ＳＵＢ２は、第２方向Ｙに沿って延出し、第２電極Ｅ２を備えている。複数の第２電極Ｅ２は、複数の第１電極Ｅ１に対して立体的に直交するように配置されている。サブエリアＳＡは、それぞれ第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２が液晶層ＬＣを介して立体的に交差する領域に相当する。
【００１５】
第１電極Ｅ１は、それぞれ調光エリアＡＡの外側に引き出され、第１ドライバＤＲ１に電気的に接続されている。第２電極Ｅ２は、それぞれ調光エリアＡＡの外側に引き出され、第２ドライバＤＲ２に電気的に接続されている。第１ドライバＤＲ１及び第２ドライバＤＲ２は、コントローラＣＮＴに接続されている。コントローラは、制御信号を生成して、第１ドライバＤＲ１及び第２ドライバＤＲ２を制御する。
【００１６】
図２に示すように、第１基板ＳＵＢ１は、第１絶縁基板１０と、上述する複数の第１電極Ｅ１と、第１絶縁膜１１と、第１配向膜ＡＬ１とを備えている。第２基板ＳＵＢ２は、第２絶縁基板２０と、上述する複数の第２電極Ｅ２と、第２絶縁膜２１と、第２配向膜ＡＬ２とを備えている。  
【００１７】
第１絶縁基板１０及び第２絶縁基板２０は、それぞれ、ガラス基板、樹脂基板のような光透過性の基板である。
【００１８】
複数の第１電極Ｅ１は、第１絶縁基板１０の上であって、第２基板ＳＵＢ２と対向する側に配置されている。複数の第１電極Ｅ１は、第１方向Ｘに延出した短冊状に形成され、第１方向Ｘに直交する第２方向Ｙに一定の間隔を置いて並んでいる。複数の第２電極Ｅ２は、第１絶縁基板１０の上であって、第２基板ＳＵＢ２と対向する側に配置されている。複数の第２電極Ｅ２は、第２方向Ｙに延出した短冊状に形成され、第２方向Ｙに直交する第１方向Ｘに一定の間隔を置いて並んでいる。第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２は、それぞれ、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）や酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などの透明な導電材料によって形成された透明電極である。
【００１９】
複数の第１電極Ｅ１の上には、それらを覆うようにして第１絶縁膜１１が設けられている。複数の第２電極Ｅ２の上には、それらを覆うようにして第２絶縁膜２１が設けられている。第１絶縁膜１１及び第２絶縁膜２１は、それぞれ、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物などの絶縁性の無機材料によって形成された無機絶縁膜であり、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。なお、第１絶縁膜１１及び第２絶縁膜２１は、設けられなくてもよい。
【００２０】
第１配向膜ＡＬ１は、第１絶縁膜１１の上に設けられている。第２配向膜ＡＬ２は、第２絶縁膜２１の上に設けられている。第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２は、第１基板ＳＵＢ１に対して平行方向である第１方向Ｘに配向処理されている。第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２の詳細な構成については後述する。
【００２１】
液晶層ＬＣは、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２の間に位置し、第１配向膜ＡＬ１と第２配向膜ＡＬ２との間に保持されている。液晶層ＬＣは、液晶材料と、液晶層ＬＣの抵抗を低下させる、ＮＨ型ヒンダードアミン化合物である抵抗低下剤とを含む液晶組成物からなる。液晶材料は、例えば負の誘電率異方性を有するネマティック液晶であり、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２によって、第１基板ＳＵＢ１に対して平行方向である第１方向Ｘに配向（ホモジニアス配向）している。液晶層ＬＣの詳細な構成については後述する。液晶層ＬＣは、第１基板ＳＵＢ１に配置される第１電極Ｅ１と、第２基板ＳＵＢ２に配置される第２電極Ｅ２とを介して、電圧が印加される。
【００２２】
このような液晶表示装置ＤＳＰにおいては、第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との間に電圧が印加されていないオフ状態において、液晶材料は、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２の間でホモジニアス配向している。このようなオフ状態では、液晶層ＬＣが光透過性を示すため、調光エリアＡＡの対応するサブエリアＳＡは透明状態を示す。一方、第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との間に一定以上の電圧が印加されたオン状態においては、液晶材料は、動的散乱状態となる。このようなオン状態では、液晶層ＬＣは光散乱性を示すため、調光エリアＡＡの対応するサブエリアＳＡは白濁状態を示す。このように、液晶表示装置ＤＳＰでは、各サブエリアＳＡに配置される液晶層ＬＣに対して印加する電圧を制御することで、液晶層ＬＣの光透過性を示す状態と、光散乱性を示す状態とを切り替えて、表示を行うことができる。
【００２３】
なお、上記実施形態において、液晶表示装置ＤＳＰは、単純マトリクス駆動方式の液晶パネルとして説明したが、液晶層が動的散乱モードで駆動できる構成であれば、これに限定されない。当該液晶表示装置ＤＳＰとしては、例えば縦電界を利用する表示モードのアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルとして構成してもよい。
【００２４】
なお、上記実施形態において、液晶材料は、負の誘電率異方性を有するネマティック液晶として説明したが、液晶層が動的散乱モードで駆動できる構成であれば、これに限定されない。液晶材料が、負の誘電率異方性を有するネマティック液晶であると、抵抗低下剤を溶解しやすく、電圧印加時により液晶材料が動的散乱状態となりやすいため好ましい。液晶材料は、正の誘電率異方性を有するものであってもよく、コレステリック液晶、スメクティック液晶等であってもよい。また、液晶層ＬＣは、液晶材料の初期配向がホモジニアス配向であるものを説明したが、これに限定されない。液晶層ＬＣは、液晶材料の初期配向がツイスト配向又は垂直配向であるものであってもよい。
【００２５】
＜液晶層＞  
液晶層ＬＣは、上記液晶材料に加えて、液晶層ＬＣの抵抗を低下させる抵抗低下剤として、ＮＨ型ヒンダードアミン化合物を含む。
本発明者は、動的散乱型液晶表示装置における液晶層の抵抗を低下させるためのアミンを有する化合物について鋭意検討した結果、ＮＨ型ヒンダードアミン化合物が特に有用であることを見出した。ヒンダードアミン化合物の中でも、ＮＨ型以外の、ＮＯラジカル型、ＮＯＨ型、及びＮメチル型の各ヒンダードアミン化合物は、いずれも液晶層の抵抗を低下させる効果に乏しかった。
【００２６】
ＮＨ型ヒンダードアミン化合物は、含窒素複素環（ピペリジン等）の窒素に水素が結合した化合物であり、いくつかの実施形態において、ＮＨ型ヒンダードアミン化合物は、下記式（１）：
【００２７】
【化１】
2020148947.tif 000003
（式（１）中、Ｅは、酸素、窒素、炭素、水素若しくはそれら２つ以上の組合せから構成される有機基であり、Ｒ１１〜Ｒ1４は、炭素数１〜５のアルキル基である）で表される化合物である。
【００２８】
式（１）で示されるヒンダードアミン化合物の例は、２，２，６，６−テトラメチルピペリジンを含む。さらに、式（１）で示されるＮＨ型ヒンダードアミン化合物の他の例を以下に示す。
【００２９】
【化２】
2020148947.tif 000004
【００３０】
【化３】
2020148947.tif 000005
ＮＨ型ヒンダードアミン化合物は、液晶層ＬＣ中に溶解しやすくなるため、分子量が小さいものが好ましい。そのため、上記ヒンダードアミン化合物の例の中でも、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、及びセバシン酸ビス(２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジルが好ましい。上記ヒンダードアミン化合物としては、例えば、ＢＡＳＦジャパン株式会社製のＴｉｎｕｖｉｎ（登録商標） ７７０ ＤＦのセバシン酸ビス(２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジルが使用できる。
【００３１】
いくつかの実施形態において、液晶層ＬＣの抵抗率は、１０１０Ω・ｃｍ以下である。液晶層ＬＣの抵抗率は、１０７Ω・ｃｍ〜１０９Ω・ｃｍであることが好ましい。液晶層の抵抗率が１０９Ω・ｃｍ以下であると、動的散乱型液晶表示装置の駆動電圧を低くすることができるため好ましい。一方、液晶層ＬＣの抵抗率が１０７Ω・ｃｍ未満であると、液晶材料を動的散乱状態にしたときの電流が大きくなり、消費電力が増加するため好ましくない。液晶層ＬＣの抵抗率の測定方法については、後述する。
【００３２】
このような液晶表示装置ＤＳＰにおいて、ＮＨ型ヒンダードアミン化合物は、抵抗低下剤として作用するとともに、液晶層を構成する液晶材料に対して光安定化剤としても作用する。一般的に、液晶層は、液晶表示装置の使用期間に亘って、比較的高い電圧及び光が入射する環境にある。そのため、液晶表示装置の使用期間が長期に亘ると、液晶層中にラジカルが発生し、液晶材料の一部を分解して、液晶層の物性が劣化する虞がある。ＮＨ型ヒンダードアミン化合物は、光安定化剤として、液晶層中に発生したラジカルを失活させ、高電圧及び光が入射する環境下での液晶材料の分解を抑制することもできるため、液晶層の物性の劣化を抑制することができる。
【００３３】
ＮＨ型ヒンダードアミン化合物からなる抵抗低下剤は、立体障害が大きいため、配向膜の表面に配位しにくい。配向膜の表面への配位は、液晶層の抵抗率の上昇をもたらすため、ＮＨ型ヒンダードアミン化合物は、液晶層の抵抗率を効果的に低下させることができる抵抗低下剤となる。
【００３４】
ＮＨ型ヒンダードアミン化合物からなる抵抗低下剤は、少ない添加量で液晶層の抵抗率を効果的に低下することができる。一般的に、３０Ｖ程度の駆動電圧によって液晶層を動的散乱モードで駆動するためには、液晶層の抵抗率が１０１０Ω・ｃｍ以下である必要がある。しかしながら、液晶層の抵抗率を低下させるためイオン性添加剤を液晶層に多量に添加すると、液晶層にイオン性添加剤が析出して、液晶層の物性が劣化する虞がある。ＮＨ型ヒンダードアミン化合物からなる抵抗低下剤は、他の種類のヒンダードアミン化合物（例えば、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルフリーラジカル等のＮＯラジカル型ヒンダードアミン化合物）とは異なり、光安定化剤として液晶層に発生したラジカルを触媒的に失活させる循環的なサイクルに入る際に副生成物を発生する。この副生成物は、ＮＨ型ヒンダードアミン化合物そのものと合わせて、液晶層の抵抗率を低下させるように作用する。そのため、ＮＨ型ヒンダードアミン化合物は、少ない添加量で、液晶層の抵抗率を効果的に低下することのできる抵抗低下剤となる。
【００３５】
いくつかの実施形態において、ＮＨ型ヒンダードアミン化合物は、液晶層ＬＣ中に１ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下含まれる。ＮＨ型ヒンダードアミン化合物は、液晶層ＬＣ中に５０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下含まれることが好ましい。ＮＨ型ヒンダードアミン化合物の液晶層ＬＣ中の濃度が１ｐｐｍ未満であると、液晶層ＬＣの抵抗率を十分に低下できない虞があり得る。ＮＨ型ヒンダードアミン化合物の液晶層ＬＣ中の濃度が１０００ｐｐｍを超えると、ヒンダードアミン化合物の液晶層ＬＣ中に溶解しにくくなり、液晶層ＬＣ中に析出する可能性があり得る。
【００３６】
従って、実施形態によれば、液晶層の抵抗を低下させるための添加剤として、アミンを有する添加剤を含む液晶層を備えた動的散乱型液晶表示装置を提供することができる。実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰは、例えば、省消費電力の透明表示装置として使用でき、建築物や車両の調光窓、文字などを表示できるショーウィンドウ、スクリーン又は案内板などへ適用できる。
【００３７】
いくつかの実施形態において、液晶層ＬＣは、更にＮＯラジカル型ヒンダードアミン化合物、ＮＯＨ型ヒンダードアミン化合物又はＮメチル型ヒンダードアミン化合物等のＮＨ型ヒンダードアミン化合物以外のヒンダードアミン化合物を含んでいてもよい。
【００３８】
いくつかの実施形態において、ＮＯラジカル型ヒンダードアミン化合物は、下記式（２）：
【００３９】
【化４】
2020148947.tif 000006
（式（２）中、Ｅは、酸素、窒素、炭素、水素若しくはそれら２つ以上の組合せから構成される有機基であり、Ｒ２１〜Ｒ２４は、炭素数１〜５のアルキル基である）で表される化合物である。
【００４０】
式（２）で示されるＮＯラジカル型ヒンダードアミン化合物の例は、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルフリーラジカルを含む。式（２）で示されるＮＯラジカル型ヒンダードアミン化合物の他の例は、上記ＮＨ型ヒンダードアミン化合物の例における＞ＮＨを、＞ＮＯラジカルに置き換えた化合物である。
【００４１】
いくつかの実施形態において、ＮＯＨ型ヒンダードアミン化合物は、下記式（３）：
【００４２】
【化５】
2020148947.tif 000007
（式（３）中、Ｅは、酸素、窒素、炭素、水素若しくはそれら２つ以上の組合せから構成される有機基であり、Ｒ３１〜Ｒ３４は、炭素数１〜５のアルキル基である）で表される化合物である。
【００４３】
液晶層において、上記ＮＨ型以外のヒンダードアミン化合物は、光安定化剤として、液晶層中に発生したラジカルを失活させ、高電圧及び入射光の存在する環境下での液晶材料の分解を抑制することができるため、液晶層の物性の劣化を抑制することができる。これらＮＨ型以外のヒンダードアミン化合物は、例えば、液晶層中に１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの濃度で含まれる。なお、上記ＮＨ型ヒンダードアミン化合物及び上記ＮＨ型以外のヒンダードアミン化合物は、特開２００７−１９７７３１号公報の００３２段落に記載された化合物を使用してもよい。
【００４４】
いくつかの実施形態において、液晶層ＬＣは、さらにヒンダードフェノール化合物を含んでもいてもよい。
【００４５】
いくつかの実施形態において、ヒンダードフェノール化合物は、下記式（４−１）：
【００４６】
【化６】
2020148947.tif 000008
（式（４−１）中、Ｒ５１は、酸素、窒素、炭素、水素、硫黄若しくはそれら２つ以上の組合せから構成される有機基である）で表されるか、下記式（４−２）：
【００４７】
【化７】
2020148947.tif 000009
（式（４−２）中、Ｒ５２及びＲ５３は、それぞれ独立に、アルキル基であり、Ｒ５４は、酸素、窒素、炭素、水素、硫黄若しくはそれら２つ以上の組合せから構成される有機基である）で表されるか、下記式（４−３）：
【００４８】
【化８】
2020148947.tif 000010
（式（４−３）中、Ｒ５５及びＲ５６は、それぞれ独立に、酸素、窒素、炭素、水素若しくはそれら２つ以上の組合せから構成される有機基であり、Ｒ５７は、ベンゾトリアゾール骨格を有する基である）で表されるか、又は下記式（４−４）：
【００４９】
【化９】
2020148947.tif 000011
（式（４−４）中、ｎは、１〜１２の整数である）で表される。
【００５０】
式（４−１）で示されるヒンダードフェノール化合物の例は、ジブチルヒドロキシトルエンを含む。さらに、式（４−１）で示されるヒンダードフェノール化合物の例を以下に示す（以下の例において、ｎは、３〜２０の整数である）。
【００５１】
【化１０】
2020148947.tif 000012
【００５２】
【化１１】
2020148947.tif 000013
【００５３】
式（４−２）で示されるヒンダードフェノール化合物の例を以下に示す。
【００５４】
【化１２】
2020148947.tif 000014
【００５５】
式（４−３）で示されるヒンダードフェノール化合物の例を以下に示す。
【００５６】
【化１３】
2020148947.tif 000015
【００５７】
液晶層において、上記ヒンダードフェノール化合物は、光安定化剤として、液晶層中に発生したラジカルを失活させ、高電圧及び入射光の存在する環境下での液晶材料の分解を抑制することができるため、液晶層の物性の劣化を抑制することができる。これらヒンダードフェノール化合物は、例えば、液晶層中に１ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍの濃度で含まれる。
【００５８】
いくつかの実施形態において、液晶層ＬＣは、さらに抵抗低下剤としてイオン性添加剤を含んでいてもよい。実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰでは、ＮＨ型ヒンダードアミン化合物が光安定剤としても機能するため、イオン添加剤による液晶材料の劣化を抑制することができる。イオン性添加剤を液晶層に添加すると、液晶層の抵抗率を更に低下させることができ、液晶層の駆動電圧を更に低下させることができる。イオン性添加剤の例は、アンモニウム塩、オキソニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、セレノニウム塩である。これらイオン性添加剤は、例えば、液晶層中に１ｐｐｍ〜５００ｐｐｍの濃度で含まれる。
【００５９】
＜配向膜＞  
配向膜（第１配向膜ＡＬ１、第２配向膜ＡＬ２）は、一般的な配向膜用の材料、例えばポリイミドを用いることができる。配向膜（第１配向膜ＡＬ１、第２配向膜ＡＬ２）の配向処理は、一般的な配向膜の配向処理、例えば、ラビング布で擦ること（ラビング処理）を用いることができる。配向膜（第１配向膜ＡＬ１、第２配向膜ＡＬ２）は、少なくとも液晶層に接する表面領域が光配向膜であることが好ましい。光配向膜とは、光分解性の配向膜に対して光配向処理を施した配向膜である。
【００６０】
（光配向膜の材料）
光分解性の配向膜は、例えば、下記式（５）で示される繰り返し単位を有するポリイミドを含む。
【００６１】
【化１４】
2020148947.tif 000016
【００６２】
式（５）において、Ａは４価の有機基である。Ａの例は、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン等の脂肪族環式化合物、或いはそれら化合物に置換基を結合した化合物である。
【００６３】
式（５）において、Ｄは、Ａｒ０、又はＡｒ１−Ｚ−Ａｒ２であり、Ａｒ０、Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ独立に、芳香族環式化合物又は脂肪族環式化合物である。Ａｒ０、Ａｒ１及びＡｒ２の例は、フェニレン、ビフェニレン、オキシビフェニレン、ビフェニレンアミン、ナフタレン、アントラセン等の芳香族環式化合物、シクロヘキセン、ビシクロヘキセン等の脂肪族環式化合物、或いはそれら化合物に置換基を結合した化合物である。Ｚは、有機基である。Ｚの例は、酸素、窒素、硫黄、炭素及び水素、又はそれら２つ以上の組合せから構成される有機基である。
【００６４】
ポリイミドは、ポリイミド酸系化合物を加熱してイミド化することにより得ることができる。すなわち、ポリイミドは、ポリアミド酸系化合物のイミド化物である。ポリアミド酸系化合物は、例えば、下記式（６）で示される繰り返し単位を有するポリアミド酸又はポリアミド酸エステルである。
【００６５】
【化１５】
2020148947.tif 000017
【００６６】
式（６）において、Ａ及びＤは式（５）で定義した通りであり、Ｒａ及びＲｂは、−Ｈ又は−ＣｍＨ２ｍ＋１のアルキル基であり、ｍは１又は２である。
【００６７】
ポリアミド酸エステルは、ポリアミド酸に、例えばＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドジアルキルアセタールを反応させることによって製造することができる。或いは、ポリアミド酸エステルは、特開２０００−２７３１７２号公報に記載された方法によっても製造することができる。
【００６８】
（光配向膜の製造）
いくつかの実施形態において、光配向膜は、上述したポリアミド酸系化合物を有機溶媒中に分散又は分散させた光配向膜用ワニスを用いて基板上に形成できる。
【００６９】
光配向膜用ワニスに用いられる有機溶媒の例は、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−メチルカプロラクタム、２−ピロリドン、Ｎ−エチルピロリドン、Ｎ−ビニルピロリドン、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、１，３−ジメチル−イミダゾリジノン、エチルアミルケトン、メチルノニルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジグライム、及び４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノンである。
【００７０】
光配向膜は、例えば以下のようにして基板上に形成できる。最初に、上記光配向膜用ワニスを基板（第１基板ＳＵＢ１、第２基板ＳＵＢ２）上に塗布し、加熱し、イミド化してポリイミドに変換する。  
【００７１】
次に、未変換のポリアミド酸系化合物及びイミド化したポリイミドを含む膜に光配向処理を行ない、配向制御能を付与することによって、光配向膜を形成することができる。光配向処理は、例えば、又は波長２５４ｎｍから３６５ｎｍ領域の偏光紫外線を照射することにより行なうことができる。
【００７２】
液晶層と接する表面領域が光配向膜であると、ラビング法で配向処理を行ったときと比較して、ラビングの際の配向膜の削り屑による輝点の発生を抑制することができるため好ましい。
【００７３】
液晶層と接する表面領域がポリアミド酸エステルのイミド化物である光配向膜は、ポリアミド酸のイミド化物である配向膜と比較して、表面領域の極性が小さくなる。そのため、当該光配向膜の表面において、ＮＨ型ヒンダードアミン化合物からなる抵抗低下剤が配位しにくいため、液晶層の抵抗率の上昇を抑制できる。そのため、ＮＨ型ヒンダードアミン化合物の添加量が少ない場合でも、液晶層の抵抗率を効果的に低下させることができる。そのため、液晶層を動的散乱モードで駆動するための駆動電圧を低くすることができる。
【００７４】
なお、配向膜は、単層のものに限られず、２層を有するものであってもよい。２層を有する配向膜は、例えば液晶層と接する第１層が上記ポリアミド酸エステルのイミド化物であり、第１層の下側に配置された第２層が上記ポリアミド酸のイミド化物である。このような２層を有する配向膜は、上記ポリアミド酸エステル及び上記ポリアミド酸が共存する配向膜用ワニスを用いることによって形成することができる。或いは、２層を有する配向膜は、特開２０１６−６６０５３号公報又は特開２０１７−９０７８１号公報に記載された方法によっても形成することができる。
【００７５】
＜実施例＞
以下、本発明を実施例及び比較例により説明する。実施例及び比較例に係る試験セルに対して、以下に示す測定条件で電圧保持率を測定し、液晶層の抵抗率を評価した。試験セルの液晶層の抵抗率は、試験セルの電圧保持率から評価できる。試験セルの電圧保持率が３５％未満であるとき、液晶層の抵抗率は１０１０Ω・ｃｍより低くなり、液晶層を動的散乱モードで駆動することが可能となる。
【００７６】
実施例及び比較例に係る試験セルでは、液晶層を構成する液晶組成物の構成が互いに相違する。実施例及び比較例に係る試験セルの液晶組成物は、液晶材料として、負の誘電率異方性を有するネマティック液晶を使用した。実施例の試験セルの液晶組成物は、さらに抵抗低下剤としてＮＨ型ヒンダードアミン化合物である２，２，６，６−テトラメチルピペリジンを２００ｐｐｍ含む。一方、比較例１の試験セルの液晶組成物は、さらにＮＯラジカル型ヒンダードアミン化合物である４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルフリーラジカルを１００ｐｐｍ含む。また、比較例２の試験セルの液晶組成物は、液晶材料のみであって他の材料を含まない。
【００７７】
試験セルは、以下のように作製した。まず、それぞれ電極面積２ｃｍ２であって、それぞれ注入口を有するＩＴＯ薄膜を有するガラス基板を２つ用意する。続いて、２つのＩＴＯ薄膜を有するガラス基板上に配向膜をそれぞれ形成した。この配向膜は、液晶層と接する上層が光分解性のポリアミド酸エステルのイミド化物であり、下層がポリアミド酸のイミド化物である２層を有する光分解性の配向膜である。次に、この光分解性の配向膜に、偏向紫外線を照射して光配向処理を行った。続いて、５μｍ径のスペーサを介して、配向膜がホモジニアス配向になるように２つの基板を貼り合わせて、注入口を２箇所有する空セルを作製した。次いで、空セルに各液晶組成物を注入後、紫外線硬化性樹脂で封口して試験セルを作製した。
【００７８】
図３は、特定の電源波形を印加した場合の実施例及び比較例に係る試験セルの電極間電圧の推移を示すグラフである。測定は、外部電源によって、測定温度６０℃にて、パルス電圧（電圧±５Ｖ、パルス幅４ｍｓｅｃ）を１ｓｅｃ間隔で、試験セルに印加して行った。
【００７９】
図３の試験セルの電極間電圧の推移を示すグラフから、以下のように電圧保持率を算出した。この測定した電圧の時間に対する積分値（面積Ａ）を求めた。他方、１ｓｅｃ間の間で電極間電圧が変化しない場合の電圧の時間に対する積分値（面積Ｂ）を求めた。電圧保持率は、式：（面積Ａ／面積Ｂ）×１００（％）により算出した。
【００８０】
なお、各試験セルの液晶層の抵抗率（ρ）は、各試験セルに対して、エヌエフ回路ブロック社製のＬＣＲメーターで測定することができる。
【００８１】
実施例の試験セルは、液晶層中に、液晶層の抵抗を低下させるＮＨ型ヒンダードアミン化合物からなる抵抗低下剤を２００ｐｐｍ含む。実施例の試験セルでは、図３に示すような、顕著な電圧降下が得られ、低い液晶層の抵抗率が得られた。その結果、実施例の試験セルでは、液晶層を動的散乱モードで駆動するための駆動電圧を低くすることができる。また、実施例の試験セルは、ＮＨ型ヒンダードアミン化合物が光安定化剤としても作用することによって液晶層が含む液晶材料の分解を抑制できると考えられるため、液晶層の物性が劣化しにくく、長期安定性が期待できる。
また、実施例の試験セルはＮＨ型ヒンダードアミン化合物を含み、比較例２の試験セルはＮＯラジカル型ヒンダードアミン化合物を含む。比較例１の試験セルでは、図３に示すように、顕著な電圧降下が得られず、比較例１の試験セルの液晶層の抵抗率が高いことがわかる。このことから、ＮＨ型ヒンダードアミン化合物は、ＮＯラジカル型ヒンダードアミン化合物と比較して、液晶層の抵抗率を低下する効果が有意に高く、優れた抵抗低下剤として作用することがわかる。
【００８２】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８３】
ＤＳＰ…動的散乱型液晶表示装置  ＳＵＢ１…第１基板  ＳＵＢ２…第２基板  ＬＣ…液晶層  ＡＡ…調光エリア  ＳＡ…サブエリア  ＤＲ１…第１ドライバ  ＤＲ２…第２ドライバ  ＣＮＴ…コントローラ  １０…第１絶縁基板  １１…第１絶縁膜  ２０…第２絶縁基板  ＡＬ１…第１配向膜  ＡＬ２…第２配向膜  Ｅ１…第１電極  Ｅ２…第２電極
【図１】
2020148947.tif 000018
【図２】
2020148947.tif 000019
【図３】
2020148947.tif 000020