(57)【要約】【課題】電極から配向膜へのキャリアの流入が抑制された配向膜付き基板、及び、長期にわたって高い電圧保持率を維持し、かつ、焼き付きの発生を抑制できる液晶表示装置を提供する。【解決手段】表面に電極を有する基板と、上記電極と接する配向膜とを備え、上記配向膜は、側鎖にポリシロキサン構造を有する第一の高分子と、光反応性基又は垂直配向性官能基を有する第二の高分子とを含み、上記配向膜は、上記電極側に位置し、かつ上記第一の高分子から構成された第一面と、上記第一面と反対側に位置し、かつ上記第二の高分子から構成された第二面とを有し、上記配向膜中の上記第一の高分子の重量は、上記第二の高分子の重量以上である配向膜付き基板である。【選択図】図１
2019128411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に電極を有する基板と、前記電極と接する配向膜とを備え、
前記配向膜は、側鎖にポリシロキサン構造を有する第一の高分子と、光反応性基又は垂直配向性官能基を有する第二の高分子とを含み、
前記配向膜は、前記電極側に位置し、かつ前記第一の高分子から構成された第一面と、前記第一面と反対側に位置し、かつ前記第二の高分子から構成された第二面とを有し、
前記配向膜中の前記第一の高分子の重量は、前記第二の高分子の重量以上であることを特徴とする配向膜付き基板。
【請求項２】
前記ポリシロキサン構造は、シルセスキオキサン基であることを特徴とする請求項１に記載の配向膜付き基板。
【請求項３】
前記光反応性基は、シンナメート基、カルコン基、アゾベンゼン基又はクマリン基を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の配向膜付き基板。
【請求項４】
前記垂直配向性官能基は、アルキル基又はコレステロール基を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の配向膜付き基板。
【請求項５】
前記第一の高分子の主鎖は、ポリアミック酸又はポリイミドであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の配向膜付き基板。
【請求項６】
前記第一高分子と前記第二高分子との前記配向膜中の重量比率は、１：１〜９：１であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の配向膜付き基板。
【請求項７】
前記シルセスキオキサン基は、下記化学式（１）で表される構造であることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の配向膜付き基板。
【化１】
2019128411.tif 000058
（式中、Ｒは、化学式（１−ａ）で表される構造である。）
【請求項８】
前記第一の高分子は、下記化学式（２）で表される構造、又は、下記化学式（３）で表される構造を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の配向膜付き基板。
【化２】
2019128411.tif 000059
【化３】
2019128411.tif 000060
（式中、Ｘは、下記化学式（Ｘ−１）〜（Ｘ−１２）のいずれかで表される構造を表し、
Ｙ１は、下記化学式（Ｙ１−１）〜（Ｙ１−１６）のいずれかで表される構造を表し、
Ｙ２は、下記化学式（Ｙ２−１）で表される構造を表し、
Ｗは、側鎖を表す。
ｍ１及びｍ２は、それぞれ０より大きく１未満の実数である。
ｐ１及びｐ２は、それぞれ繰り返し数を表し、１以上の整数である。）
【化４】
2019128411.tif 000061
【化５】
2019128411.tif 000062
【化６】
2019128411.tif 000063
（式中、Ｒは、化学式（１−ａ）で表される構造である。）
【請求項９】
前記化学式（２）及び（３）において、ｍ１及びｍ２は０．００１以上、０．３未満であることを特徴とする請求項８に記載の配向膜付き基板。
【請求項１０】
画素電極を有するアレイ基板と、前記画素電極と接する配向膜と、液晶分子を含む液晶層と、対向電極を有する対向基板とをこの順に備え、
前記アレイ基板と前記配向膜との積層体は、請求項１〜９のいずれかに記載の配向膜付き基板であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
前記画素電極又は前記対向電極にスリットが設けられることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記画素電極と、前記配向膜に含まれるポリシロキサン構造とが接触していることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記液晶分子のプレチルト角は、８７．５〜８８．０°であることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配向膜付き基板、及び、上記配向膜付き基板を備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、表示のために液晶組成物を利用する表示装置であり、その代表的な表示方式は、一対の基板間に液晶組成物を封入した液晶パネルに対してバックライトから光を照射し、液晶組成物に電圧を印加して液晶分子の配向を変化させることにより、液晶パネルを透過する光の量を制御するものである。
【０００３】
液晶表示装置において、電圧が印加されていない状態における液晶分子の配向は、配向膜によって制御されるのが一般的である。上記配向膜は、例えば、基板上に液晶配向剤を塗布し、該塗膜に配向処理を施すことで得られる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、下記式（Ｑ）で表されるテトラカルボン酸二無水物と、下記式（Ｖ−２）で表される側鎖構造を有するジアミンまたは式（Ｖ−２）で表される側鎖構造を有するジアミンと他のジアミンの混合物を反応させて得られるポリアミック酸またはその誘導体を含有する垂直配向用液晶配向剤が開示されており、上記テトラカルボン酸二無水物がシルセスキオキサン二無水を含むこと、その具体例として、下記式（Ｓ−１）で表される化合物が特に好ましいことが開示されている。
【０００５】
【化１】
2019128411.tif 000003
【０００６】
【化２】
2019128411.tif 000004
【０００７】
【化３】
2019128411.tif 000005
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５５５６４８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
液晶表示装置は、一対の基板を備えた液晶パネルを備える。上記液晶パネルの構成としては、画素電極を備えたアレイ基板と、液晶組成物を含有する液晶層を挟んで、上記画素電極と対向して配置される対向電極を有する対向基板を備えた構成、画素電極及び対向電極を有するアレイ基板と、電極を有さない対向基板を備えた構成等が挙げられる。
【００１０】
液晶表示装置は、画素電極と対向電極との間に電圧を印加し、液晶層中の液晶分子の配向状態を変化させることで表示を行う。図６は、画素電極及び対向電極から一つの画素に対して印加される電圧の変化を示した模式図である。図６中、画素電極の印加電圧波形を網掛けで表し、対向電極の印加電圧波形を点線で表した。図６に示したように、液晶表示装置の表示を行う際には、一つの画素（表示単位）に対して、対向（共通）電極からは、一定の電圧が印加され、画素電極からは、周波数と解像度に対応した矩形波電圧（パルス電圧）が印加される。画素電極及び／又は対向電極の表面には、液晶分子の配向を制御する配向膜が配置され、上記配向膜としては、例えば、高分子から形成された誘電体が用いられる。本発明者らの検討によると、画素電極と誘電体とが接していると、印加電圧値が変化した瞬間に、誘電体を構成する高分子中に自由電子（キャリア）が流入し、電荷相互作用が起こることがある。
【００１１】
近年、液晶表示装置の高精細化が進んでおり、例えば、６０Ｈｚのフルハイビジョンでは、１フレームが１６．７ｍｓであり、画素電極の印加電圧波形のパルス幅は１５ｍｓと短い。本発明者らは、上記画素電極から誘電体（配向膜）へのキャリアの流入は、画素電極の電圧印加が高周波数であるほど起こり易い傾向があることを見出した。更に、本発明者らは、検討を行い、液晶表示装置を長期間使用することで、上記画素電極から配向膜へのキャリアの流入が継続的に起こり、液晶表示装置の電圧保持率の低下、残留ＤＣ電圧の上昇を招き、その結果、焼き付き（ＤＣ焼き付き）が発生することを見出した。
【００１２】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、電極から配向膜へのキャリアの流入が抑制された配向膜付き基板、及び、長期にわたって高い電圧保持率を維持し、かつ、焼き付きの発生を抑制できる液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、液晶表示装置を長期間使用した場合に発生する焼き付きを抑制するために、画素電極から配向膜へのキャリアの流入を抑制する方法を検討し、画素電極の表面を非誘電体で覆う方法を検討した。
【００１４】
画素電極の表面を非誘電体で覆う方法としては、配向膜を構成する液晶配向剤中に無機化合物を添加する方法が考えられるが、該方法では、配向膜中に無機化合物が均一に分布せず、画素電極の表面を均一に覆えないことがあり、キャリアの流入を充分に抑制できない。
【００１５】
他の方法として、画素電極の表面を無機化合物で覆ってから、その上に配向膜を製膜する方法が考えられるが、該方法は、工程数が増えることに加え、無機化合物で覆うために、蒸着等の真空プロセスが必要となるため、大型の液晶表示装置の製造には採用できない。
【００１６】
本発明者らは、検討を重ね、二種類の高分子材料を混合した液晶配向剤を用い、電極側に位置する面を第一面とし、上記第一面と反対側に位置する面を第二面とする二層構造の配向膜を形成する方法に着目し、上記第一面を構成する第一の高分子の側鎖に、無機成分であるポリシロキサン構造を導入することで、電極の表面に無機成分が分布し易くなることを見出した。更に、配向膜中の上記第一の高分子の重量を、上記第二面を構成する第二の高分子の重量以上することで、電極の表面にポリシロキサン構造を充分に分布させることができ、電極からの配向膜へのキャリアの流入を抑制できることを見出した。以上によって、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達することができた。
【００１７】
すなわち、本発明の一態様は、表面に電極を有する基板と、上記電極と接する配向膜とを備え、上記配向膜は、側鎖にポリシロキサン構造を有する第一の高分子と、光反応性基又は垂直配向性官能基を有する第二の高分子とを含み、上記配向膜は、上記電極側に位置し、かつ上記第一の高分子から構成された第一面と、上記第一面と反対側に位置し、かつ上記第二の高分子から構成された第二面とを有し、上記配向膜中の上記第一の高分子の重量は、上記第二の高分子の重量以上であることを特徴とする配向膜付き基板である。
【００１８】
本発明の他の一態様は、画素電極を有するアレイ基板と、上記画素電極と接する配向膜と、液晶分子を含む液晶層と、対向電極を有する対向基板とをこの順に備え、上記アレイ基板と上記配向膜との積層体は、本発明の配向膜付き基板であることを特徴とする液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の配向膜付き基板は、電極から配向膜へのキャリアの流入を防ぐことができる。本発明の液晶表示装置は、アレイ基板と配向膜の積層体が、本発明の配向膜付き基板であるため、長期にわたって、電圧保持率を維持し、かつ、焼き付きの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１に係る液晶表示装置の一例を示した断面模式図である。
【図２】実施形態１に係る液晶表示装置の一例を示した平面模式図である。
【図３】実施形態２に係る液晶表示装置の一例を示した断面模式図である。
【図４】実施形態２に係る液晶表示装置の一例を示した平面模式図である。
【図５】実施形態２に係る液晶表示装置の電圧印加時における電気力線を示した断面模式図である。
【図６】画素電極及び対向電極から一つの画素に対して印加される電圧の変化を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に記載された内容に限定されるものではなく、本発明の構成を充足する範囲内で、適宜設計変更を行うことが可能である。
【００２２】
［配向膜付き基板］
本発明の一態様は、表面に電極を有する基板と、上記電極と接する配向膜とを備え、上記配向膜は、側鎖にポリシロキサン構造を有する第一の高分子と、光反応性基又は垂直配向性官能基を有する第二の高分子とを含み、上記配向膜は、上記電極側に位置し、かつ上記第一の高分子から構成された第一面と、上記第一面と反対側に位置し、かつ上記第二の高分子から構成された第二面とを有し、上記配向膜中の上記第一の高分子の重量は、上記第二の高分子の重量以上であることを特徴とする配向膜付き基板である。
【００２３】
上記配向膜は、液晶層と接触させた場合に、液晶層中の液晶分子の配向を制御する機能を有する。上記配向膜は、側鎖にポリシロキサン構造を有する第一の高分子と、光反応性基又は垂直配向性官能基を有する第二の高分子とを含む。配向膜の材料として二種類の高分子を用いることで、二層構造の配向膜を形成することができる。上記二層構造の配向膜は、完全に二層に分離しているのではなく、配向膜の厚み方向において、第一及び第二の高分子の濃度が段階的に変化している。例えば、配向膜の第一面が第一の高分子から構成されるとすると、配向膜の厚み方向における第一の高分子の濃度は、上記第一面から、上記第一面と反対側に位置する第二面に向かって段階的に低くなる。一方、配向膜の上記第二面が第二の高分子から構成されるとすると、配向膜の厚み方向における第二の高分子の濃度は、上記第二面から、上記第一面に向かって段階的が低くなる。
【００２４】
上記配向膜は、上記電極側に位置し、かつ上記第一の高分子から構成された第一面を有する。ポリシロキサン構造は、電極及び基板との親和性が高いことから、第一の高分子と第二の高分子とを含む液晶配向剤を基板表面に塗工し、乾燥、焼成等を行う工程で、ポリシロキサン構造を側鎖に有する第一の高分子は電極側（基板側）に層分離して上記第一面を形成し、第二の高分子は上記第一面と反対側に第二面を形成する。なお、配向膜の構成は、例えば、飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ法）により分析することができる。ＴＯＦ−ＳＩＭＳ法により、配向膜の厚み方向の分析を行い、電極表面にポリシロキサン構造特有の−Ｓｉ−Ｏ−基由来成分を検出することで、ポリシロキサン構造の存在を確認することができる。
【００２５】
上記第一の高分子は、側鎖にポリシロキサン構造を有する。第一の高分子の側鎖にポリシロキサン構造を導入することで、ポリシロキサン構造の運動性が向上し、電極及び基板の表面により吸着し易くすることができる。本発明の配向膜付き基板は、電極の表面が絶縁性の高い無機成分（ポリシロキサン構造）で覆われることで、電極から配向膜へのキャリアの流入を防ぐことができる。そのため、本発明の配向膜付き基板を液晶表示装置に用いると、液晶表示装置を長期間使用しても、配向膜の抵抗変化が起こり難いため、残留ＤＣ値が経時的に変化することを防ぐことができる。その結果、ＤＣ焼き付き（残像）の発生を抑制し、長期信頼性の高い液晶表示装置が得られる。上記配向膜の第一面と上記電極とが重畳する面積は大きい方が好ましいが、上記電極の全てがポリシロキサン構造により覆われている必要はない。
【００２６】
なお、上記特許文献１では、ポリアミック酸又はその誘導体の主鎖に、シルセスキオキサン基が配置されることになる。主鎖に導入されたシルセスキオキサン基は、側鎖に導入されたシルセスキオキサン基よりも運動性が大きく抑制されるため、電極表面へのシルセスキオキサン基の接触効率は低下することが予想される。
【００２７】
上記配向膜は、上記第一面と反対側に位置し、かつ上記第二の高分子から構成された第二面を有する。配向膜の第二面は、本発明の配向膜付き基板を液晶表示装置に用いた場合に、液晶層と接する面である。第二の高分子は光反応性基又は垂直配向性官能基を有するため、上記第二面が第二の高分子から構成されることで、液晶層に含まれる液晶分子の配向方位を制御することができる。
【００２８】
上記ポリシロキサン構造は、シルセスキオキサン基であってもよい。上記シルセスキオキサン基は、下記化学式（１）で表される構造であってもよい。下記化学式（１）で表される構造は、カゴ型のシルセスキオキサン基である。第一の高分子の側鎖に導入しやすいことから、上記ポリシロキサン構造は、カゴ型のシルセスキオキサン基であることが好ましい。
【００２９】
【化４】
2019128411.tif 000006
（式中、Ｒは、化学式（１−ａ）で表される構造である。）
【００３０】
上記第一の高分子中のポリシロキサン構造（側鎖）の導入量は、例えば、第一の高分子全体に対して、０．１〜２０ｍｏｌ％である。上記側鎖の導入量が０．１ｍｏｌ％未満では、ポリシロキサン構造を導入する効果が得られず、電極の表面を充分に覆うことができないことがある。一方、上記側鎖の導入量が２０ｍｏｌ％を超えると、第一の高分子の溶解性が低下し、溶媒に溶け難くなることがある。
【００３１】
上記ポリシロキサン構造は、第一の高分子の主鎖と、上記化学式（１）で表されるシルセスキオキサン基との間に、アミド基を有することが好ましい。アミド基は、透明電極材料として用いられるインジウム酸化錫（ＩＴＯ）、インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）等との親和性が高いため、上記第一の高分子の側鎖にアミド基を導入することで、電極の近傍に、より上記ポリシロキサン構造を分布し易くすることができる。
【００３２】
上記第一の高分子の主鎖とシルセスキオキサン基との間にアミド基を有する構造としては、下記化学式（１−１）で表される構造が挙げられる。
【００３３】
【化５】
2019128411.tif 000007
（式中、Ｒは、化学式（１−ａ）で表される構造である。）
【００３４】
なお、上記配向膜が無機材料等の電荷相互作用を起こし難い材料で構成されている場合、電極からの印加電圧が変動しても、電極と無機配向膜との間で電子の授受が起こらず、電荷相互作用が起こらないため、配向膜を構成する材料のイオン化は起こらない。そのため、上記配向膜として誘電体を用いることで、本発明の効果を充分に発揮することができる。誘電体を構成する配向膜材料としては、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリシロキサン等を主鎖とする高分子を用いることができる。
【００３５】
上記第一の高分子の主鎖は、ポリアミック酸又はポリイミドであってもよい。ポリイミドは、ポリアミック酸に含まれるアミック酸（アミド酸）中のカルボキシル基を加熱等により脱水・環化し、イミド化したものである。本明細書では、イミド化率が５０％以上のポリアミック酸をポリイミドと称する。縮合重合させて合成するポリアミック酸又はポリイミドは、重合度を調整することで層分離させ易くすることができるため、配向膜の第一面（下層側）を構成する第一の高分子の主鎖として好適に用いることができる。
【００３６】
上記第一の高分子は、下記化学式（２）で表されるポリアミック酸を主鎖とする構造を含んでもよい。
【００３７】
【化６】
2019128411.tif 000008
（式中、Ｘは、下記化学式（Ｘ−１）〜（Ｘ−１２）のいずれかで表される構造を表し、
Ｙ１は、下記化学式（Ｙ１−１）〜（Ｙ１−１６）のいずれかで表される構造を表し、
Ｙ２は、下記化学式（Ｙ２−１）で表される構造を表し、
Ｗは、側鎖を表す。
ｍ１は、０より大きく１未満の実数である。
ｐ１は、繰り返し数を表し、１以上の整数である。）
【００３８】
【化７】
2019128411.tif 000009
【００３９】
【化８】
2019128411.tif 000010
【００４０】
【化９】
2019128411.tif 000011
（式中、Ｒは、化学式（１−ａ）で表される構造である。）
【００４１】
上記第一の高分子は、下記化学式（３）で表されるポリイミドを主鎖とする構造を含んでもよい。
【００４２】
【化１０】
2019128411.tif 000012
（式中、Ｘは、上記化学式（Ｘ−１）〜（Ｘ−１２）のいずれかで表される構造を表し、
Ｙ１は、上記化学式（Ｙ１−１）〜（Ｙ１−１６）のいずれかで表される構造を表し、
Ｙ２は、上記化学式（Ｙ２−１）で表される構造を表し、
Ｗは、側鎖を表す。
ｍ２は、０より大きく１未満の実数である。
ｐ２は、繰り返し数を表し、１以上の整数である。）
【００４３】
上記第一の高分子は、配向性官能基を含むことが好ましい。上記配向性官能基は、上記化学式（２）及び（３）において、側鎖Ｗに導入されることがより好ましい。側鎖Ｗに導入される配向性官能基は、一種であってもよいし、二種以上であってもよい。上記第一の高分子中の配向性官能基は、水平配向性官能基であってもよいし、垂直配向性官能基であってもよい。本明細書中、「水平配向性官能基」、「垂直配向性官能基」とは、本発明の配向膜付き基板を液晶表示装置に用いた場合に、液晶層に電圧を印加しない電圧無印加時において、液晶層中の液晶分子を配向膜に対して、それぞれ、略水平、略垂直に配向させる配向規制力を発現させる官能基をいう。略水平とは、プレチルト角が１０°以下であることが好ましく、５°以下であることがより好ましく、２°以下であることが更に好ましい。略垂直とは、プレチルト角が８３°以上であることが好ましく、８５°以上であることがより好ましい。垂直配向性官能基を有する場合、液晶分子のプレチルト角は、８７．５〜８８．０°であることが特に好ましい。なお、本明細書において「プレチルト角」とは、配向膜を形成した基板面と平行な方向からの液晶分子の傾きの角度（液晶分子の長軸が形成する角度）を表し、基板面と平行な角度が０°、基板面の法線の角度が９０°である。
【００４４】
上記第一の高分子中の配向性官能基は、光反応部位を含む光反応性基であってもよい。上記光反応部位とは、紫外光、可視光等の光（電磁波）が照射されることによって構造変化を生じ得る構造を意味する。上記光反応部位の構造変化としては、例えば、二量化（二量体形成）、異性化、光フリース転移、分解等が挙げられる。上記光反応部位の構造変化に起因して、配向膜の配向規制力が発現したり、配向膜の配向規制力の大きさ及び／又は向きが変化したりする。配向規制力とは、配向膜近傍に存在する液晶分子の配向を規制する性質をいう。本明細書中、光反応性基には、上記水平配向性官能基及び垂直配向性官能基のうち、光反応部位を含む官能基が含まれる。本明細書中、光反応性基を有する第一の高分子及び／又は光反応性基を有する第二の高分子を含む配向膜を、光配向膜ともいう。
【００４５】
本発明者らの検討によると、光配向膜を用いると、電極から光配向膜へのキャリアの流入が起こり易く、液晶表示装置の長期間の使用による電圧保持率（ＶＨＲ）の低下、残留ＤＣ電圧（ｒＤＣ）の上昇に起因する焼き付きの発生がより顕著に発生する。本発明の配向膜付き基板は、無機成分であるポリシロキサン構造が電極表面に分布しやすいため、電極から配向膜へのキャリアの流入を抑制することができる。そのため、配向膜として光配向膜を用いた場合に、より効果的にＨＲの低下、焼き付きの発生を抑制することができる。
【００４６】
以下に、光配向膜を用いた場合に、ＶＨＲの低下、及び、焼き付きが発生しやすい理由を説明する。光反応性基の多くは、光反応部位としてπ共役構造を有し、電子の授受が比較的起こり易い。そのため、電極と光反応性基とが接触していると、電極に印加される電圧値が変動した瞬間に、電極から光反応部位に電子が注入されたり、電極が光反応部位から電子を受け取ったりする。光配向膜を用いると、液晶表示装置の駆動中に、このような電子の受け渡しが起こり、光配向膜の抵抗が変化することで、液晶層中に存在するイオン性不純物の光配向膜の表面への吸着密度にムラが生じる。これにより、部分的に光配向膜の残留ＤＣ電圧値が変化し、焼き付きがより顕著に発生する。また、このような電子の受け渡しによる酸化還元反応が継続的に行われ、光反応性基から最終的にイオンが形成されることで、液晶表示装置のＶＨＲの低下等の電気特性の劣化を引き起こし易い。
【００４７】
上記水平配向性官能基のうち、光反応部位を含まない官能基としては、下記化学式（Ｗ−１−１）〜（Ｗ−１−８）のいずれかで表される構造が挙げられる。
【００４８】
【化１１】
2019128411.tif 000013
【００４９】
上記垂直配向性官能基のうち、光反応部位を含まない官能基としては、下記化学式（Ｗ−２−１）〜（Ｗ−２−７）のいずれかで表される構造が挙げられる。
【００５０】
【化１２】
2019128411.tif 000014
【００５１】
上記垂直配向性官能基は、アルキル基又はコレステロール基を含んでもよい。アルキル基を含む垂直配向性官能基は、フェニル基又はピリジン骨格を含むことが好ましく、フェニル基又はピリジン骨格と、更にエステル結合を含むことがより好ましい。上記アルキル基を含む垂直配向性官能基としては、上記化学式（Ｗ−２−５）〜（Ｗ−２−７）で表される構造が挙げられる。コレステロール基を含む垂直配向性官能基としては、上記化学式（Ｗ−２−１）〜（Ｗ−２−４）で表される構造が挙げられる。
【００５２】
上記水平配向性官能基のうち、光反応部位を含む官能基としては、下記化学式（Ｗ−３−１）〜（Ｗ−３−６）のいずれかで表される構造が挙げられる。本明細書中、光反応部位を含む水平配向性官能基を「水平光配向性官能基」ともいう。下記化学式（Ｗ−３−１）〜（Ｗ−３−３）で表される構造は、シンナメート基を含む水平光配向性官能基の例示である。下記化学式（Ｗ−３−４）で表される構造は、カルコン基を含む水平光配向性官能基の例示である。下記化学式（Ｗ−３−５）で表される構造は、アゾベンゼン基を含む水平光配向性官能基の例示である。下記化学式（Ｗ−３−６）で表される構造は、クマリン基を含む水平光配向性官能基の例示である。
【００５３】
【化１３】
2019128411.tif 000015
【００５４】
上記垂直配向性官能基のうち、光反応部位を含む官能基としては、下記化学式（Ｗ−４−１）〜（Ｗ−４−２４）のいずれかで表される構造が挙げられる。本明細書中、光反応部位を含む垂直配向性官能基を「垂直光配向性官能基」ともいう。下記化学式（Ｗ−４−１）〜（Ｗ−４−２１）で表される構造は、シンナメート基を含む垂直光配向性官能基の例示である。下記化学式（Ｗ−４−２２）で表される構造は、カルコン基を含む垂直光配向性官能基の例示である。下記化学式（Ｗ−４−２３）で表される構造は、アゾベンゼン基を含む垂直光配向性官能基の例示である。下記化学式（Ｗ−４−２４）で表される構造は、クマリン基を含む垂直光配向性官能基の例示である。
【００５５】
【化１４】
2019128411.tif 000016
【００５６】
【化１５】
2019128411.tif 000017
【００５７】
【化１６】
2019128411.tif 000018
【００５８】
【化１７】
2019128411.tif 000019
【００５９】
光反応性基は、光反応部位としてπ共役構造を有するものが好ましく、例えば、芳香族基を有するものが挙げられる。芳香族基を有する光反応性基としては、上記シンナメート基、カルコン基、アゾベンゼン基及びクマリン基が挙げられる。シンナメート基、カルコン基、アゾベンゼン基及びクマリン基は、発達したπ共役構造を有するため、電極との間で電子の授受が起こり易く、光配向膜の抵抗が変化するため、部分的にＤＣオフセット電圧のムラが発生し易い。そのため、上記光反応性基として、シンナメート基、カルコン基、アゾベンゼン基又はクマリン基を含む場合に、より効果的にＶＨＲの低下、焼き付きの発生を抑制することができる。「ＤＣオフセット電圧」とは、例えば、画素電極から一定の電圧が印加されている状態で、共通電極から印加される定常電圧が、グランド状態（０Ｖ）からどれだけずれているかを指す。表示エリア中の場所により、異なるＤＣオフセット電圧が発生すると、焼き付きが発生し易くなる。
【００６０】
上記第一の高分子は、上記化学式（２）で表される構造、又は、上記化学式（３）で表される構造を含んでもよい。
【００６１】
上記化学式（２）及び（３）において、ｍ１及びｍ２は０．００１以上、０．３未満であってもよい。ｍ１及びｍ２が、０．３以上であると、溶媒に対する溶解性が低下することがある。
【００６２】
上記第二の高分子は、光反応性基又は垂直配向性官能基を有する。第二の高分子は、配向膜の第二面を構成し、上記第二面は、本発明の配向膜付き基板を液晶表示装置に用いた場合に、液晶層と接する面であることから、液晶分子の配向には、第二の高分子が有する配向性官能基が大きく寄与する。上記第二の高分子は、側鎖に光反応性基又は垂直配向性官能基を含むことが好ましい。
【００６３】
上記第二の高分子の主鎖は、ポリアミック酸、ポリイミド、又は、ポリシロキサンであってもよい。
【００６４】
上記第二の高分子は、下記化学式（４）で表されるポリアミック酸を主鎖とする構造を含んでもよい。
【００６５】
【化１８】
2019128411.tif 000020
（式中、Ｘは、上記化学式（Ｘ−１）〜（Ｘ−１２）のいずれかで表される構造を表し、
Ｙ１は、上記化学式（Ｙ１−１）〜（Ｙ１−１６）のいずれかで表される構造を表し、
Ｗは、側鎖を表す。
ｐ３は、繰り返し数を表し、１以上の整数である。）
【００６６】
上記第二の高分子は、下記化学式（５）で表されるポリイミドを主鎖とする構造を含んでもよい。
【００６７】
【化１９】
2019128411.tif 000021
（式中、Ｘは、上記化学式（Ｘ−１）〜（Ｘ−１２）のいずれかで表される構造を表し、
Ｙ１は、上記化学式（Ｙ１−１）〜（Ｙ１−１６）のいずれかで表される構造を表し、
Ｗは、側鎖を表す。
ｐ４は、繰り返し数を表し、１以上の整数である。）
【００６８】
上記第二の高分子は、下記化学式（６）で表されるポリシロキサンを主鎖とする構造を含んでもよい。
【００６９】
【化２０】
2019128411.tif 000022
（式中、αは、−Ｈ、−ＯＨ、メトキシ基、又は、エトキシ基を表し、
Ｗは、側鎖を表す。
ｍ３は、０より大きく１未満の実数である。
ｐ５は、繰り返し数を表し、１以上の整数である。）
【００７０】
上記化学式（６）において、ｍ３は０．０１  以上、０．５以下であってもよい。
【００７１】
上記光反応性基又は垂直配向性官能基は、上記化学式（４）〜（６）において、側鎖Ｗに導入されることが好ましい。側鎖Ｗに導入される光反応性基又は垂直配向性官能基は、一種であってもよいし、二種以上であってもよい。上述のように、配向膜として光配向膜を用いた場合に、より効果的にＶＨＲの低下、焼き付きの発生を抑制できることから、第二の高分子は、光反応性基を有することが好ましい。本発明の配向膜付き基板を縦電界モードの液晶表示装置に用いる場合には、上記第二の高分子は、垂直配向性官能基を含むことが好ましく、垂直光配向性官能基を含むことがより好ましい。
【００７２】
上記第二の高分子に含まれる、光反応部位を含まない垂直配向性官能基としては、上記化学式（Ｗ−２−１）〜（Ｗ−２−７）のいずれかで表される構造が挙げられる。
【００７３】
上記第二の高分子中の垂直配向性官能基は、アルキル基又はコレステロール基を含んでもよい。アルキル基を含む垂直配向性官能基は、フェニル基又はピリジン骨格を含むことが好ましく、フェニル基又はピリジン骨格と、更にエステル結合を含むことがより好ましい。上記アルキル基を含む垂直配向性官能基としては、上記化学式（Ｗ−２−５）〜（Ｗ−２−７）で表される構造が挙げられる。コレステロール基を含む垂直配向性官能基としては、上記化学式（Ｗ−２−１）〜（Ｗ−２−４）で表される構造が挙げられる。
【００７４】
上記第二の高分子に含まれる、光反応部位を含む垂直配向性官能基としては、上記化学式（Ｗ−４−１）〜（Ｗ−４−２４）のいずれかで表される構造が挙げられ、光反応部位を含む水平配向性官能基としては、上下記化学式（Ｗ−３−１）〜（Ｗ−３−３）のいずれかで表される構造が挙げられる。
【００７５】
上記第二の高分子中の光反応性基は、シンナメート基、カルコン基、アゾベンゼン基又はクマリン基を含んでもよい。シンナメート基を含む光反応性基としては、上記化学式（Ｗ−３−１）〜（Ｗ−３−３）及び（Ｗ−４−１）〜（Ｗ−４−２１）で表される構造が挙げられる。カルコン基を含む光反応性基としては、上記化学式（Ｗ−３−４）及び（Ｗ−４−２２）で表される構造が挙げられる。アゾベンゼン基を含む光反応性基としては、上記化学式（Ｗ−３−５）及び（Ｗ−４−２３）で表される構造が挙げられる。クマリン基を含む光反応性基としては、上記化学式（Ｗ−３−６）及び（Ｗ−４−２４）で表される構造が挙げられる。
【００７６】
上記配向膜中の上記第一の高分子の重量は、上記第二の高分子の重量以上である。上記第一の高分子の重量が、上記第二の高分子の重量未満であると、配向膜の第一面に分布するポリシロキサン構造の量が少なく、電極の表面をポリシロキサン構造で充分に覆えないため、電極から配向膜へのキャリアの流入を充分に抑制できない。上記第一高分子と上記第二高分子との上記配向膜中の重量比率は、１：１〜９：１であってもよい。
【００７７】
上記配向膜は、基板表面に形成された電極と接する。これにより、上記配向膜の第一面が、上記電極と接することとなり、第一面を構成する第一の高分子の側鎖に導入されたポリシロキサン構造が、上記電極の表面を覆い、上記配向膜から電極へのキャリアの流入を防ぐことができる。
【００７８】
上記表面に電極を有する基板としては、液晶表示装置に用いるアレイ基板、カラーフィルタ基板、アレイ基板とカラーフィルタ基板とが積層されたアレイオンカラーフィルタ基板等が挙げられる。
【００７９】
上記アレイ基板としては、液晶表示装置の分野において通常使用されるものを用いることができる。アレイ基板を平面視したときの構成としては、透明基板上に、複数本の平行なゲート信号線；ゲート信号線に対して直交する方向に伸び、かつ、互いに平行に形成された複数本のソース信号線；ゲート信号線とソース信号線との交点に対応して配置された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等のアクティブ素子；ゲート信号線とソース信号線とによって区画された領域（画素）毎にマトリクス状に配置された電極等が設けられた構成が挙げられる。
【００８０】
上記透明基板としては、例えば、フロートガラス、ソーダガラス等のガラス；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、脂環式ポリオレフィン等のプラスチック等からなるものが挙げられる。
【００８１】
上記電極は、極性の異なる電圧が周期的に印加される電極であることが好ましい。上記電極としては、例えば、画素ごとに配置される画素電極が挙げられる。
【００８２】
上記電極は、透明導電材料により形成されることが好ましい。上記透明導電材料としては、例えば、インジウム酸化錫（ＩＴＯ）、インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）等が挙げられる。
【００８３】
上記電極には、スリットが設けられていてもよい。液晶表示装置では、液晶分子の配向方位を領域ごとに異ならせるために、配向膜に対して配向分割を行うことがある。上記配向分割は、例えば、光配向膜に対して、異なる方位から直線偏光紫外線を照射することにより行うことができる。液晶分子の配向方位が異なる領域の境界では、液晶分子の配向が安定せず、透過率が低下し、暗線として現れることがある。そこで、電極にスリットを設けることで、液晶分子の配向を安定させ、暗線の発生を抑制し、液晶表示装置の表示領域の透過率を向上させることができる。一方で、電極にスリットを設けると、画素電極と対向電極との間で発生する電気力線に歪みが生じ、ＤＣオフセット電圧の電束密度が部分的に高くなることから、残留ＤＣ電圧が大きくなる。本発明の配向膜付き基板は、配向膜の第一面を構成する第一の高分子の側鎖に、ポリシロキサン構造が導入されていることで、電極から配向膜へのキャリアの流入を防ぐことができる。そのため、電極にスリットを設けて電気力線に歪みが生じた場合であっても、充分にＶＨＲの低下、焼き付きの発生を抑制することができる。
【００８４】
上記スリットの形状は特に限定されないが、例えば、線状の開口等が挙げ有られる。上記スリットは複数設けられてもよい。上記スリットの幅は、例えば、１．０〜１０．０μｍである。
【００８５】
本発明の配向膜付き基板は、液晶表示装置のアレイ基板に好適用いられる。本発明の配向膜付き基板を備えた液晶表示装置の配向モードは特に限定されないが、光配向膜を用いた場合に、より効果的にＨＲの低下、焼き付きの発生を抑制できることから、精密なプレチルト角の制御が必要である縦電界モードの液晶表示装置に好適に用いることができる。縦電界モードの液晶表示装置としては、電圧無印加時には、液晶分子は配向膜に対して略垂直に配向し、電圧を印加することで液晶分子を傾斜させて表示を行う垂直配向ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｅ）モード、電圧を印加することで液晶分子の配向方位がねじれることで表示を行う垂直配向ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、一方の基板にリブ等を設けたＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード等の液晶表示装置が挙げられる。特に、光配向膜を用いた縦電界モードの液晶表示装置であり、かつ、画素電極及び対向電極の少なくとも一方に開口（スリット）が設けられた液晶表示装置に好適に用いることができる。
【００８６】
［液晶表示装置］
＜実施形態１＞
本発明の他の一態様は、画素電極を有するアレイ基板と、上記画素電極と接する配向膜と、液晶分子を含む液晶層と、対向電極を有する対向基板とをこの順に備え、上記アレイ基板と上記配向膜との積層体は、本発明の配向膜付き基板であることを特徴とする液晶表示装置である。
【００８７】
以下に、図１及び２を用いて、実施形態１に係る液晶表示装置１００Ａについて説明する。液晶表示装置１００Ａは、電圧印加時に、アレイ基板側に設けられた画素電極と対向基板に設けられた対向電極との間で縦電界を発生させて表示を行う表示モードの液晶表示装置である。実施形態１では、上記表示モードについて説明するが、本発明の液晶表示装置の表示モードは、このような表示モードに限定されない。
【００８８】
図１は、実施形態１に係る液晶表示装置の一例を示した断面模式図である。図２は、実施形態１に係る液晶表示装置の一例を示した平面模式図である。図２は、一画素の平面模式図であり、画素電極と対向電極との間に電圧が印加されていない電圧無印状態における平面模式図である。図１は、図２のＸ−Ｘ´線における断面模式図である。図１及び後述する図３中、液晶分子３１のアレイ基板２０側の長軸端部を始点（以下、「液晶ダイレクタのテール」ともいう）３１Ｓとし、対向基板４０側の長軸端部を終点（以下、「液晶ダイレクタのヘッド」ともいう）３１Ｔとした。図２及び後述する図４中、液晶分子３１はピン（円錐体）によって表されており、円錐の底面が対向基板４０側（観察者側）を表し、円錐の頂点がアレイ基板２０側を表す。
【００８９】
図１に示したように、実施形態１に係る液晶表示装置１００Ａは、第一の透明基板２１上に画素電極２２を有するアレイ基板２０と、第一の配向膜２３と、液晶分子３１を含有する液晶層３０と、第二の配向膜４３と、第二の透明基板４１上に対向電極４２を有する対向基板４０とをこの順に備える。液晶層３０の周囲にシール剤（図示せず）を有する。アレイ基板２０及び対向基板４０の液晶層３０と反対側にはそれぞれ、偏光板（直線偏光子）が配置されてもよい。これらの部材により、液晶パネルが構成される。図示していないが、液晶表示装置１００Ａは、アレイ基板２０の背面にバックライトを備える。
【００９０】
上記アレイ基板と上記配向膜との積層体は、上述した本発明の配向膜付き基板である。すなわち、上述した本発明の配向膜付き基板において、基板の表面に形成された電極が画素電極２２であり、電極と接する配向膜が第一の配向膜２３である。
【００９１】
液晶層３０は、少なくとも１種の液晶材料を含有する層であれば特に限定されない。上記液晶材料としては、液晶表示装置の分野において通常使用されるものを用いることができる。上記液晶材料は、下記式で定義される誘電率異方性（Δε）が負の値を有する液晶材料（ネガ型の液晶材料）が好ましい。
Δε＝（液晶分子の長軸方向の誘電率）−（液晶分子の短軸方向の誘電率）
【００９２】
対向基板４０としては、カラーフィルタ基板が挙げられる。上記カラーフィルタ基板としては、液晶表示装置の分野において通常使用されるものを用いることができ、例えば、透明基板上に、格子状に形成されたブラックマトリクス、格子すなわち画素の内側に形成されたカラーフィルタ等が設けられ、その上に対向電極４２が配置された構成が挙げられる。
【００９３】
実施形態１では、画素電極２２、対向電極４２ともに、開口（スリット）を設けない平面電極であってもよい。画素電極２２及び対向電極４２が開口を設けない平面電極である場合、画素電極２２と対向電極４２との間に発生する電気力線は、一つの画素内で均一であるため、対向電極４２に印加する電圧を調整することで、ＤＣオフセット電圧を０とすることができる。
【００９４】
液晶表示装置１００Ａでは、バックライトから液晶パネルに光が入射し、液晶層３０中の液晶分子３１の配向を切り換えることによって、液晶パネルを透過する光の量が制御される。液晶分子３１の配向の切り替えは、画素電極２２及び対向電極４２により、液晶層３０に電圧を印加することによって行われる。電圧印加時には、画素電極２２と対向電極４２との間で、縦電界が形成される。液晶層３０への印加電圧が閾値未満のとき（電圧無印加時）には、第一の配向膜２３及び第二の配向膜４３によって、液晶分子３１の初期配向が規制される。
【００９５】
第一の配向膜２３及び第二の配向膜４３は、垂直配向膜であることが好ましい。液晶表示装置１００Ａでは、電圧無印加時に、液晶分子３１は、アレイ基板２０及び対向基板４０に対して実質的に垂直に配向する。ここで、「実質的に垂直」であるとは、第一の配向膜２３及び第二の配向膜４３に施された光配向処理によって、液晶分子３１が、アレイ基板２０及び対向基板４０に対してわずかに傾斜して配向していることを意味する。電圧無印加時における液晶分子３１のアレイ基板２０及び対向基板４０に対するプレチルト角は、８５°以上９０°未満であることが好ましい。液晶分子３１のプレチルト角は、８７．５〜８８．０°であることがより好ましい。画素電極２２及び対向電極４２間に電圧が印加されると液晶層３０内に縦電界が発生し、液晶分子３１は、電圧無印加時から傾斜方位を維持しつつ、更に大きく傾斜配向する。液晶分子３１は、電圧無印加時には実質的に垂直に配向（わずかに傾斜配向）しており、電圧印加時に、電圧無印加時の傾斜方位を維持しつつ大きく傾斜配向することから、配向ベクトルの始点３１Ｓ及び終点３１Ｔは、液晶層３０に電圧を印加した状態で確認すればよい。
【００９６】
図２に示したように、液晶表示装置１００Ａにおいて、一つの画素１０Ａは、第一のドメイン１０ａ、第二のドメイン１０ｂ、第三のドメイン１０ｃ、及び、第四のドメイン１０ｄの４つの配向領域に分割されている。良好な視野角特性を得る観点から、第一のドメイン１０ａの配向ベクトル、第二のドメイン１０ｂの配向ベクトル、第三のドメイン１０ｃの配向ベクトル及び第四のドメイン１０ｄの配向ベクトルは、９０°ずつ異なる方向を向くことが好ましい。一つの画素について、一方向に４つのドメインを形成し、かつ、各ドメインの配向ベクトルを９０°ずつ異ならせることで、一画素のサイズを小さくしつつ、暗線の発生を抑制して透過率を向上させ、かつ、視野角特性を向上させることができる。本明細書では、液晶分子３１の始点３１Ｓから終点３１Ｔに向かう方位を配向ベクトルとして説明する。上記配向ベクトルは、アレイ基板２０側の第一の配向膜２３に対する液晶分子３１の傾斜方位と同一方向となり、対向基板４０側の第二の配向膜４３に対する液晶分子３１の傾斜方位とは逆方向となる。本明細書中、「方位」とは、基板面に投影して見たときの向きをいい、基板面の法線方向からの傾斜角（極角、プレチルト角）は考慮されない。
【００９７】
一例を示すと、第一のドメイン１０ａの配向ベクトルと第二のドメイン１０ｂの配向ベクトルとは、終点同士が向かい合い、かつ互いに直交し（略９０°の角度をなし）、第二のドメイン１０ｂの配向ベクトルと第三のドメイン１０ｃの配向ベクトルとは、始点同士が向かい合い、かつ互いに平行であり（約１８０°の角度をなし）、第三のドメイン１０ｃの配向ベクトルと第四のドメイン１０ｄの配向ベクトルとは、終点同士が向かい合い、かつ互いに直交する（略９０°の角度をなす）。
なお、本明細書において、「直交する（略９０°の角度をなす）」とは、具体的には、７５〜１０５°の角度をなし、好ましくは、８０°〜１００°の角度をなし、より好ましくは、８５°〜９５°の角度をなすことを意味する。本明細書において、「平行な（約１８０°の角度をなす）」とは、本発明の効果が得られる範囲内において実質的に平行であればよく、具体的には、−１５〜＋１５°の角度をなし、好ましくは、−１０°〜＋１０°の角度をなし、より好ましくは、−５°〜＋５°の角度をなすことを意味する。
【００９８】
第一〜第四のドメイン１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、及び、１０ｄのそれぞれにおいて、第一の配向膜２３及び第二の配向膜４３は、電圧無印加時での、液晶分子３１のツイスト角が４５°以下となるように配向処理されていることが好ましい。上記ツイスト角は、略０°であることがより好ましい。上記略０°とは、０°±１０°の範囲をいう。上記ツイスト角とは、第一の配向膜２３に対する液晶分子３１の傾斜方位と、第二の配向膜４３に対する液晶分子４１の傾斜方位とがなす角度をいう。
【００９９】
第一の配向膜２３は、画素電極２２側に位置し、上記第一の高分子から構成された第一面２３ａと、上記第一面と反対側に位置し、かつ上記第二の高分子から構成された第二面２３ｂとを有する。第一の配向膜２３は画素電極２２と接し、画素電極２２側の第一面は、側鎖にポリシロキサン構造を有する第一の高分子から構成されている。これにより、画素電極２２から第一の配向膜２３へのキャリアの流入を防ぐことができ、ＶＨＲの低下、焼き付きの発生を抑制することができる。
【０１００】
画素電極２２と、第一の配向膜２３に含まれるポリシロキサン構造とが接触してもよい。画素電極２２とポリシロキサン構造とが接触していることで、より確実に電極から配向膜へのキャリアの流入を抑制することができる。
【０１０１】
上記ポリシロキサン構造は、シルセスキオキサン基であってもよい。上記シルセスキオキサン基は、上記化学式（１）で表される構造であってもよい。また、上記化学式（１−１）で表される、上記第一の高分子の主鎖とシルセスキオキサン基との間にアミド基を有する構造であってもよい。
【０１０２】
液晶表示装置１００Ａにおいて、第一の配向膜２３は、垂直配向膜であることが好ましいことから、実施形態１では、第二の高分子は、側鎖（例えば、上記化学式（４）〜（６）中の側鎖Ｗ）に垂直配向性官能基を有することが好ましく、垂直光配向性官能基を有することがより好ましい。一方で、第一の配向膜２３が垂直配向膜であっても、第一の高分子は、側鎖にポリシロキサン構造を有していればよく、他の側鎖（例えば、上記化学式（２）又は（３）中の側鎖Ｗ）の種類は特に限定されない。
【０１０３】
第二の配向膜４３に含まれる高分子の種類は特に限定されず、第一の配向膜２３と同様に上記第一の高分子及び上記第二の高分子を含んでもよいし、上記第一及び第二の高分子とは異なる高分子を含んでもよい。また、第二の配向膜４３は、一種類の高分子から構成されてもよい。図６を用いて説明したように、液晶表示装置の表示を行う際に、対向電極には一定の共通電圧が印加されているため、パルス電圧が印加される画素電極とは異なり、対向電極から第二の配向膜４３へのキャリアの流入は起こらない。そのため、第二の配向膜４３は、第一の配向膜２３のように、側鎖にポリシロキサン構造を有する高分子により形成された配向膜でなくてもよい。
【０１０４】
第二の配向膜４３は、配向性官能基を有する高分子を含んでもよい。液晶表示装置１００Ａにおいて、第二の配向膜４３は、垂直配向膜であることが好ましい。そのため、実施形態１では、第二の配向膜４３に含まれる高分子は、側鎖に垂直配向性官能基を有することが好ましく、垂直光配向性官能基を有することがより好ましい。対向電極からは、一定電圧しか印加されず、画素電極とは異なり経時的な印加電圧の変動が起こらないため、対向電極と第二の配向膜４３との間では、すぐに電圧が平衡状態になり、電荷の相互作用による酸化還元反応が起こらない。そのため、対向電極と光反応性基とが接触していても、光反応性基イオン化等は起こらない。
【０１０５】
第二の配向膜４３に含まれる高分子の主鎖は、ポリアミック酸、ポリイミド、又は、ポリシロキサンであってもよい。
【０１０６】
液晶表示装置１００Ａは、更に、第一の配向膜２３及び第二の配向膜４３の表面にポリマー層を備えてもよい。上記ポリマー層は、液晶分子の配向を制御する層であり、配向維持層（ＰＳＡ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）ともいう。上記ポリマー層は、例えば、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アレイ基板と対向基板との間に封入し、熱又は光（例えば、紫外線）照射によって、モノマー等を重合させて形成することができる。
【０１０７】
上記ポリマー層を形成するモノマーとしては、例えば、下記化学式（７−１）〜（７−５）で表されるいずれかの化合物が挙げられる。
【０１０８】
【化２１】
2019128411.tif 000023
【０１０９】
上記偏光板としては、液晶表示装置の分野において通常使用されるものを用いることができる。アレイ基板２０及び対向基板４０と上記偏光板との間には、位相差層等の光学フィルムが配置されていてもよい。
【０１１０】
上記バックライトとしては、液晶表示装置の分野において通常使用されるものを用いることができる。上記バックライトとしては、可視光を含む光を発するものであれば特に限定されず、可視光のみを含む光を発するものであってもよく、可視光及び紫外光の両方を含む光を発するものであってもよい。液晶表示装置によるカラー表示が可能とするためには、上記バックライトは、白色光を発するものが好適に用いられる。バックライトの光源としては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）が好適に用いられる。なお、本明細書において、「可視光」とは、波長３８０ｎｍ以上、８００ｎｍ未満の光（電磁波）を意味する。
【０１１１】
本実施形態の液晶表示装置は、上記液晶パネル及び上記バックライトの他、ＴＣＰ（テープ・キャリア・パッケージ）、ＰＣＢ（プリント配線基板）等の外部回路；視野角拡大フィルム、輝度向上フィルム等の光学フィルム；ベゼル（フレーム）等の複数の部材により構成されるものであり、部材によっては、他の部材に組み込まれていてもよい。既に説明した部材以外の部材については特に限定されず、液晶表示装置の分野において通常使用されるものを用いることができるので、説明を省略する。
【０１１２】
＜実施形態２＞
以下に、図３〜５を用いて、実施形態２に係る液晶表示装置１００Ｂについて説明する。図３は、実施形態２に係る液晶表示装置の一例を示した断面模式図である。図４は、実施形態２に係る液晶表示装置の一例を示した平面模式図である。図３〜５に示したように、実施形態２では、画素電極２２にスリット２２ａが設けられている。液晶表示装置１００Ｂは、画素電極２２にスリット２２ａを設けたこと以外は、実施形態１に係る液晶表示装置１００Ａと同様の構成を有するため、共通する構成については説明を省略する。
【０１１３】
図４に示したように、液晶表示装置１００Ｂは、一つの画素１０Ｂについて、第一のドメイン１０ａ、第二のドメイン１０ｂ、第三のドメイン１０ｃ、及び、第四のドメイン１０ｄの４つの配向領域に分割されている。各ドメインの境界では、液晶分子の配向が安定せず、透過率が低下し、暗線として現れることがある。液晶表示装置１００Ｂでは、画素電極２２にスリット２２ａを設けることで、液晶分子３１の配向を安定させ、暗線の発生を抑制し、液晶表示装置の表示領域の透過率を向上させることができる。
【０１１４】
図５は、実施形態２に係る液晶表示装置の電圧印加時における電気力線を示した断面模式図である。図５中、電気力線を点線で表した。図５に示したように、画素電極２２にスリット２２ａを設けた液晶表示装置１００Ｂでは、画素電極と対向電極との間で発生する電気力線に歪みが生じ、画素電極部分で電束密度が部分的に高くなる。そのため、一画素中で印加されるＤＣオフセット電圧が部分的に異なる。対向電極４２に印加する電圧を調整しても、電気力線を均一にはできないため、ＤＣオフセット電圧を０にすることはできない。実施形態２では、第一の配向膜２３の第一面２３ａを構成する第一の高分子の側鎖に、ポリシロキサン構造が導入されていることで、画素電極２２から第一の配向膜２３へのキャリアの流入を防ぐことができる。そのため、電極にスリットを設けた液晶表示装置において、より効果的にＶＨＲの低下、焼き付きの発生を抑制することができる。
【０１１５】
実施形態２は、電極にスリットを設けたことにより電気力線に歪みが発生し、その歪みにより生じるＤＣオフセット電圧の影響を防ぐことができるものであるから、上記スリットは、画素電極２２及び対向電極４２のいずれに設けられてもよい。液晶表示装置１００Ｂでは、画素電極２２にスリットを設け、対向電極４２にはスリットを設けない構成を例示したが、スリットを設ける電極は特に限定されず、画素電極２２及び対向電極４２のいずれか一方、又は、両方にスリットが設けられてもよい。
【０１１６】
対向電極４２にスリットを設け、画素電極２２にはスリットを設けない構成とした場合でも、第一の配向膜２３の第一面を構成する第一の高分子の側鎖に、ポリシロキサン構造が導入されていることで、画素電極２２から第一の配向膜２３へのキャリアの流入を防ぐことができ、充分にＶＨＲの低下、焼き付きの発生を抑制することができる。
【０１１７】
液晶分子３１の配向をより安定させる観点からは、上記画素電極２２にスリット２２ａが設けられることが好ましい。
【０１１８】
スリット２２ａは、第一、第二、第三及び第四のドメイン１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの配向ベクトルと平行に複数本設けられることが好ましい。複数本のスリットを設けることにより、アレイ基板表面に平行で、スリット部分の延伸方向に垂直な横電界を形成する。この横電界により、液晶分子３１の配向方向が変化し、液晶分子３１はスリット部分と平行な方向に配向する。
【０１１９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、説明された個々の事項は、すべて本発明全般に対して適用され得るものである。
【０１２０】
以下に実施例及び比較例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【０１２１】
＜実施例１−１＞
（シルセスキオキサン基含有ジアミンの合成）
以下に、シルセスキオキサン基含有ジアミンの合成例を示す。まず、下記反応式（Ａ）に示したように、下記化学式（８）で表されるジニトロフェニル酢酸３ｇ（１３．３ｍｍｏｌ）をベンゼン２０ｍＬに溶解させ、塩化チオニル（ＳＯＣｌ２）を滴下し、下記化学式（９）で表されるジニトロフェニル酸クロリド（１２．１ｍｍｏｌ、収率：９１％）を合成した。反応式（Ａ）〜（Ｃ）中、各化学式番号の横に記載した「Ｍ．Ｗ．」は、重量平均分子量を示す。
【０１２２】
【化２２】
2019128411.tif 000024
【０１２３】
次に、下記反応式（Ｂ）に示したように、下記化学式（１０）で表されるＰＳＳ−［３−（２−アミノエチル）アミノ］プロピル−へプタイソブチル置換体１３ｇ（１４ｍｍｏｌ）と、トリエチルアミン（Ｎ（Ｅｔ）３）１．５ｇ（１５ｍｍｏｌ）とが含まれるベンゼン溶液（５０ｍＬ）中に、上記反応式（Ａ）で得られたジニトロフェニル酸クロリド（化学式（９））２．９ｇ（１２ｍｍｏｌ）を含むベンゼン溶液（１０ｍＬ）を、室温、窒素雰囲気下で滴下し、その後、５時間室温で反応させた。反応終了後、不純物を水で抽出させた後、トルエンと酢酸エチルとを４：１で混合した溶液を用いてカラムクロマトグラフィーにて精製し、下記化学式（１１）で表される化合物を１０．０ｇ（収率：７４％）得た。
【０１２４】
【化２３】
2019128411.tif 000025
【０１２５】
その後、下記反応式（Ｃ）に示したように、反応式（Ｂ）で得られた化学式（１１）で表される化合物９ｇを、ソルミックスＡＰ−１（日本アルコール販売株式会社製）２０ｍＬに溶解させ、ラネー・ニッケル（Ｎｉ）触媒０．５ｇを加え、オートクレーブ中に仕込んだ。系内を水素（Ｈ２）置換し、室温、０．４ＭＰａの圧力下で一晩放置した。高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）にて反応停止を確認し、セライトを通して反応液をろ過した。ろ液を留出が無くなるまで濃縮し、得られた粗液体を減圧蒸留し、下記化学式（１２）で表されるシルセスキオキサン基含有ジアミン６．１３ｇ（収率：７２％）を得た。
【０１２６】
【化２４】
2019128411.tif 000026
【０１２７】
（第一の高分子の合成）
上記で合成した化学式（１２）で表されるシルセスキオキサン基含有ジアミン０．００５モルと、下記化学式（１３）で表されるジアミン０．０９５モルとを含むｇ−ブチロラクトン溶液に、下記化学式（１４）で表される酸無水物を０．１０モル加え、６０℃で１２時間反応させた。
【０１２８】
【化２５】
2019128411.tif 000027
【０１２９】
【化２６】
2019128411.tif 000028
【０１３０】
これにより、下記化学式（２）で表されるランダム構造のポリアミック酸を含む第一の高分子Ａ１−１を合成した。第一の高分子Ａ１−１は、下記化学式（２）中のｍ１が０．００１であった。
【０１３１】
【化２７】
2019128411.tif 000029
（式中、Ｘは、下記化学式（Ｘ−５）で表される構造を表し、
Ｙ１は、下記化学式（Ｙ１−１）又は（Ｙ１−２）で表される構造を表し、
Ｙ２は、下記化学式（Ｙ２−１）で表される構造を表し、
Ｗは、水素原子を表す。
ｐ１は、繰り返し数を表し、１以上の整数である。）
【０１３２】
【化２８】
2019128411.tif 000030
【０１３３】
【化２９】
2019128411.tif 000031
【０１３４】
【化３０】
2019128411.tif 000032
【０１３５】
【化３１】
2019128411.tif 000033
（式中、Ｒは、化学式（１−ａ）で表される構造である。）
【０１３６】
（第二の高分子の合成）
下記化学式（１５）で表されるシンナメート基含有ジアミン０．１モルのｇ−ブチロラクトン溶液に、上記化学式（１４）で表される酸無水物０．１０モルを加え、６０℃で１２時間反応させた。
【０１３７】
【化３２】
2019128411.tif 000034
【０１３８】
これにより、下記化学式（４）で表されるランダム構造のポリアミック酸を含む第二の高分子Ｂ１を合成した。
【０１３９】
【化３３】
2019128411.tif 000035
（式中、Ｘは、上記化学式（Ｘ−５）で表される構造を表し、
Ｙ１は、上記化学式（Ｙ１−１）で表される構造を表し、
Ｗは、下記化学式（Ｗ−４−３）で表される構造を表す。
ｐ３は、繰り返し数を表し、１以上の整数である。）
【０１４０】
【化３４】
2019128411.tif 000036
【０１４１】
（液晶配向剤の調整）
第一の高分子Ａ１−１と第二の高分子Ｂ１との重量比率が４：１となるように、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）とγ−ブチロラクトンの混合溶液に混合し、液晶配向剤を調整した。
【０１４２】
（液晶セルの作製）
画素電極として、開口部（スリット）を設けたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）電極を有するアレイ基板と、対向電極として、開口部を設けない平面状のＩＴＯ電極（ベタ電極）を有する対向基板を用意した。両基板の表面に上記液晶配向剤を塗布し、９０℃で５分間の仮焼成を行い、その後、２００℃で４０分間の本焼成を行った。続いて、両基板の表面に、中心波長３３０ｎｍの直線偏光紫外光を２０ｍＪ／ｃｍ２照射することで、プレチルト角が８７．５°になるように光配向処理を行い、光反応性基を有する二層構造の垂直配向膜を備えたアレイ基板及び対向基板を作製した。上記配向膜の各電極側が第一面であり、上記第一面と反対側が第二面である。
【０１４３】
一方の基板に、ディスペンサを使用して紫外線硬化性シール剤を描画し、他方の基板上の所定の位置に、ネガ型の液晶材料を滴下した。上記液晶材料は、ネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）が９０℃、誘電率異方性（Δε）が−３．０、屈折率異方性（Δｎ）が０．０９のものを用いた。続いて、真空下にて両基板を貼り合わせ、シール剤を紫外光にて硬化させた。１３０℃で４０分間加熱し、液晶層中の液晶分子を等方相にする再配向処理を行い、その後室温まで冷却して実施例１−１に係る液晶セルを作製した。実施例１−１は、液晶表示装置１００Ｂの具体例である。
【０１４４】
＜実施例１−２〜１−４及び比較例１＞
（液晶配向剤の調整）
第一の高分子の合成において、上記化学式（１３）で表されるジアミンと上記化学式（１２）で表されるシルセスキオキサン基含有ジアミンとの重量比率を変えたこと以外は、第一の高分子Ａ１−１と同様にして、それぞれ、上記化学式（２）中のｍ１が０．０１である第一の高分子Ａ１−２、上記ｍ１が０．１である第一の高分子Ａ１−３、及び、上記ｍ１が０．２である第一の高分子Ａ１−４を合成した。
【０１４５】
第一の高分子の合成において、上記化学式（１２）で表されるシルセスキオキサン基含有ジアミンを添加せず、上記化学式（１３）で表されるジアミン０．１モルを含むｇ−ブチロラクトン溶液に、上記化学式（１４）で表される酸無水物を０．１０モル加え、６０℃で１２時間反応させることにより、上記化学式（２）中のｍ１が０である第一の高分子Ａ１−５を合成した。
【０１４６】
第一の高分子Ａ１−２〜Ａ−５と第二の高分子Ｂ１との重量比率が、それぞれ４：１となるように、ＮＭＰとγ−ブチロラクトンの混合溶液に混合し、各液晶配向剤を調整した。
【０１４７】
（液晶セルの作製）
開口部を設けたＩＴＯ電極を有するアレイ基板と、開口部を設けないＩＴＯ電極を有する対向基板を用意した。両基板の表面に上記で得られた各液晶配向剤を塗布し、実施例１−１と同様にして、仮焼成、本焼成、及び、光配向処理を行い、光反応性基を有する二層構造の垂直配向膜を備えたアレイ基板及び対向基板を作製した。その後、実施例１−１と同様にして、液晶材料を滴下し、両基板を貼り合わせて、実施例１−２〜１−４及び比較例１に係る液晶セルを作製した。実施例１−２〜１−４及び比較例１は、液晶表示装置１００Ｂの具体例である。
【０１４８】
＜実施例１−５＞
（液晶セルの作製）
画素電極として、開口部を設けないＩＴＯ電極を有するアレイ基板と、対向電極として、開口部を設けないＩＴＯ電極を有する対向基板を用意した。両基板の表面に、第一の高分子Ａ１−３と第二の高分子Ｂ１との重量比率が４：１である液晶配向剤を塗布し、実施例１−１と同様にして、仮焼成、本焼成、及び、光配向処理を行い、光反応性基を有する二層構造の垂直配向膜を備えたアレイ基板及び対向基板を作製した。その後、実施例１−１と同様にして、液晶材料を滴下し、両基板を貼り合わせて、実施例１−５に係る液晶セルを作製した。実施例１−５は、液晶表示装置１００Ａの具体例である。
【０１４９】
＜比較例２＞
（液晶セルの作製）
液晶配向剤として、第一の高分子Ａ１−５と第二の高分子Ｂ１との重量比率が４：１である液晶配向剤用いたこと以外は実施例１−５と同様にして、比較例２に係る液晶セルを作製した。
【０１５０】
＜高温通電試験＞
実施例１−２〜１−５、比較例１及び２について、液晶セルの信頼性を評価するため、以下の通電試験を行った。上記通電試験は、３０００Ｃｄ／ｍ２のバックライト上に各液晶セルを置き、バックライト光を照射しながら、７０℃で液晶層に５Ｖの電圧を１０００時間印加した。高温（７０℃）で通電試験を行うことで、室温（２５℃）よりも画素電極から配向膜に流入するキャリアによる影響が大きく、バックライト光の照射による部材の劣化等が進みやすいため、長期安定性の指標とした。
【０１５１】
通電試験前（初期）と通電試験後の各液晶セルについて、電圧保持率（ＶＨＲ）、残留ＤＣ電圧（ｒＤＣ）及びコントラスト（ＣＲ）を測定した。ＶＨＲは、ＶＨＲ測定システム（東陽テクニカ社、６２５４型）を用いて、１Ｖ、７０℃の条件で測定した。ｒＤＣは、フリッカ消去法を用いて、ＤＣオフセット電圧が２Ｖとなるように、画素電極から６０Ｈｚの交流（ＡＣ）電圧３Ｖを２時間印加した後のｒＤＣを測定した。ＣＲは、トプコン社製、ＵＬ−１を用いて、２５℃の環境下で測定した。実施例１−１〜１−５、比較例１及び２の結果を下記表１に示した。
【０１５２】
【表１】
2019128411.tif 000037
【０１５３】
表１に示したように、配向膜が側鎖にポリシロキサン構造を有する第一の高分子を含む実施例１−１〜１−５は、いずれも、通電試験後のＶＨＲの低下は小さく、ｒＤＣの増加も小さかった。これは、配向膜がポリシロキサン構造（より具体的にはシルセスキオキサン基）を有する第一の高分子を含むことで、画素電極の表面にポリシロキサン構造が分布しているため、画素電極から配向膜へのキャリアの流入が抑制されたためであると考えられる。
【０１５４】
一方で、配向膜が、ポリシロキサン構造を有さない第一の高分子を含む比較例１は、通電試験後に、ＶＨＲが低下し、ｒＤＣが顕著に増加した。比較例１では、ポリシロキサン構造が画素電極の表面に存在しないため、通電試験の間に画素電極から配向膜にキャリアの流入が起こり、配向膜の抵抗が変化したことにより、ｒＤＣが増加したと考えられる。配向膜の抵抗が低下すると、ＤＣオフセット成分がより多く液晶層に印加されるので、ｒＤＣは増加傾向を示す。また、配向膜の抵抗が低下したことで、結果としてＶＨＲも低下傾向を示したものと考えられる。
【０１５５】
全面ベタの画素電極を用いた実施例１−５と比較例２について検討すると、比較例２は、配向膜中がポリシロキサン構造を有さない第一の高分子を含むため、画素電極から配向膜にキャリアの流入が起こり、配向膜の抵抗が低下し、ＶＨＲ低下が起こったと考えられる。実施例１−５では、通電試験後のＶＨＲの低下は小さく、ｒＤＣの増加も小さかったことから、全面ベタの画素電極を用いた液晶セルにおいても、配向膜がポリシロキサン構造を有する第一の高分子を含むことで、画素電極から配向膜へのキャリアの流入が抑制できることが確認された。
【０１５６】
また、比較例２は、比較例１に比べて通電試験後のｒＤＣの値が小さかった。これは、比較例２では、画素電極に開口を設けていないため、液晶層の全領域に、均一なＤＣオフセット電圧が印加されるのに対し、開口を設けた画素電極を用いた比較例１では、液晶層中での電気力線が電極部分に集中するため、電極部分には開口部分よりも大きいＤＣオフセット電圧が印加される。ＤＣオフセット電圧が均一でないことから、比較例１は比較例２と比べてｒＤＣが大きくなったと考えられる。このことから、スリットを設けた電極を用いた場合に、より効果的にｒＤＣを抑制できることが分かった。
【０１５７】
なお、全ての実施例及び比較例で、初期と通電試験後とでコントラストが変化しなかったことから、上記比較例において発生する焼き付きは、配向膜中に局在する電荷の影響で発生するものであることが確認された。
【０１５８】
＜実施例２−１〜２−４及び比較例３＞
（液晶配向剤の調整）
第一の高分子Ａ１−３と、第二の高分子Ｂ１との重量比率が、１９：１、９：１、２：１、１：１、及び、１：２となるように、ＮＭＰとγ−ブチロラクトンの混合溶液に混合し、各液晶配向剤を調整した。
【０１５９】
（液晶セルの作製）
開口部を設けたＩＴＯ電極を有するアレイ基板と、開口部を設けないＩＴＯ電極を有する対向基板を用意し、両基板の表面に上記で得られた各液晶配向剤を塗布し、実施例１−１と同様にして、仮焼成、本焼成、及び、光配向処理を行い、光反応性基を有する二層構造の垂直配向膜を備えたアレイ基板及び対向基板を作製した。その後、実施例１−１と同様にして、液晶材料を滴下し、両基板を貼り合わせて、実施例２−１〜２−４及び比較例３に係る液晶セルをそれぞれ作製した。
【０１６０】
実施例２−１〜２−４、及び、比較例３について、実施例１−１と同様にしてバックライト上で高温通電試験を行い、初期と通電試験後のＶＨＲ、ｒＤＣ及びＣＲを測定した。実施例１−３、２−１〜２−４、及び、比較例３の結果を下記表２に示した。
【０１６１】
【表２】
2019128411.tif 000038
【０１６２】
表２に示したように、配向膜中の第一の高分子の重量が、第二の高分子の重量以上である実施例１−３、２−１〜２−４では、通電試験後のＶＨＲの低下は小さく、ｒＤＣの増加も小さかった。第一の高分子の重量比率が高い実施例２−１では、通電試験後のＶＨＲの低下が小さく、ｒＤＣの増加も小さいものの、光配向処理によるプレチルト角が、所望の８７．５°より高くなった。これは、液晶層に接している配向膜の第二面に存在する第一の高分子の量が、他の実施例よりも多く、液晶分子の配向に寄与する第二の高分子の量が少なかったためであると考えられる。実施例２−１の結果から、垂直配向膜に対して、所望のプレチルト角を発現させる観点からは、第一高分子と第二高分子との配向膜中の重量比率は、１：１〜９：１であることが好ましいことがわかった。
【０１６３】
一方で、第二の高分子の重量が第一の高分子の重量よりも高い比較例３では、画素電極の表面へのポリシロキサン構造の充分量が少ないため、画素電極から配向膜へのキャリアの流入を充分に抑制できず、通電試験後にＶＨＲが低下し、ｒＤＣが顕著に増加したと考えられる。
【０１６４】
＜実施例３−１〜３−４及び比較例４＞
（液晶配向剤の調整）
第一の高分子Ａ１−１、Ａ１−２、Ａ１−３、Ａ１−４及びＡ１−５と、下記化学式（６）で表されるポリシロキサンを含む第二の高分子Ｂ２との重量比率が、それぞれ８５：１５となるように、ＮＭＰとγ−ブチロラクトンの混合溶液に混合し、各液晶配向剤を調整した。第二の高分子Ｂ２は、下記化学式（６）中のｍ３が０．５であった。
【０１６５】
【化３５】
2019128411.tif 000039
（式中、αは、メトキシ基を表し、
Ｗは、側鎖を表す。
ｐ５は、繰り返し数を表し、１以上の整数である。）
【０１６６】
上記化学式（６）において、側鎖Ｗには、下記化学式（Ｗ−４−１）で表される構造と下記化学式（Ｗ−４−２）で表される構造の導入量が、１：１となるように調整した。
【０１６７】
【化３６】
2019128411.tif 000040
【０１６８】
【化３７】
2019128411.tif 000041
【０１６９】
（液晶セルの作製）
開口部を設けたＩＴＯ電極を有するアレイ基板と、開口部を設けないＩＴＯ電極を有する対向基板を用意し、両基板の表面に上記で得られた各液晶配向剤を塗布し、本焼成の温度を２３０℃としたこと、プレチルト角が８７．７°になるように光配向処理を施したこと以外は、実施例１−１と同様にして、光反応性基を有する二層構造の垂直配向膜を備えたアレイ基板及び対向基板を作製した。その後、実施例１−１と同様にして、液晶材料を滴下し、両基板を貼り合わせて、実施例３−１〜３−４及び比較例４に係る液晶セルを作製した。実施例３−１〜３−４及び比較例４は、液晶表示装置１００Ｂの具体例である。
【０１７０】
実施例３−１〜３−４及び比較例４について、実施例１−１と同様にしてバックライト上で高温通電試験を行い、初期と通電試験後のＶＨＲ、ｒＤＣ及びＣＲを測定した。結果を下記表３に示した。
【０１７１】
【表３】
2019128411.tif 000042
【０１７２】
表３に示したように、実施例３−１〜３−４は、第二の高分子の主鎖をポリシロキサンに変更したが、実施例１−１〜１−４と同様に、配向膜が、側鎖にポリシロキサン構造を有する第一の高分子を含むことで、画素電極の表面にポリシロキサン構造が分布し、画素電極から配向膜へのキャリアの流入が抑制されたと考えられる。その結果、配向膜の抵抗値変化が起こらず、通電試験後のＶＨＲの低下が及びｒＤＣの増加が抑制されたと考えられる。
【０１７３】
＜実施例４−１〜４−４及び比較例５＞
以下に、リブを有する基板と、電極にスリットを有する基板とを用いたＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの液晶セルを作製した。また、両基板の表面には、光反応性基を有さない垂直配向膜を形成した。
【０１７４】
（液晶配向剤の調整）
下記化学式（２）で表されるポリアミック酸を含み、下記化学式（２）中のｍ１が０．００１である第一の高分子Ａ２−１、上記ｍ１が０．０１である第一の高分子Ａ２−２、上記ｍ１が０．１である第一の高分子Ａ２−３、上記ｍ１が０．２である第一の高分子Ａ２−４、及び、ｍ１が０である第一の高分子Ａ２−５を合成した。第一の高分子Ａ２−１〜Ａ２−５と、下記化学式（４）で表されるポリアミック酸を含む第二の高分子Ｂ３との重量比率が、７：３となるように、ＮＭＰとγ−ブチロラクトンの混合溶液に混合し、各液晶配向剤を調整した。
【０１７５】
【化３８】
2019128411.tif 000043
（式中、Ｘは、下記化学式（Ｘ−５）で表される構造を表し、
Ｙ１は、下記化学式（Ｙ１−１）で表される構造を表し、
Ｙ２は、下記化学式（Ｙ２−１）で表される構造を表し、
Ｗは、下記化学式（Ｗ−２−１）で表される構造を表す。
ｐ１は、繰り返し数を表し、１以上の整数である。）
【０１７６】
【化３９】
2019128411.tif 000044
【０１７７】
【化４０】
2019128411.tif 000045
【０１７８】
【化４１】
2019128411.tif 000046
（式中、Ｒは、化学式（１−ａ）で表される構造である。）
【０１７９】
【化４２】
2019128411.tif 000047
【０１８０】
【化４３】
2019128411.tif 000048
（式中、Ｘは、上記化学式（Ｘ−５）で表される構造を表し、
Ｙ１は、上記化学式（Ｙ１−１）で表される構造を表し、
Ｗは、上記化学式（Ｗ−２−１）で表される構造を表す。
ｐ３は、繰り返し数を表し、１以上の整数である。）
【０１８１】
（液晶セルの作製）
画素電極として、開口部を設けたＩＴＯ電極を有するアレイ基板と、対向電極として、開口部を設けないＩＴＯ電極を有し、かつ上記ＩＴＯ電極上に突起物（リブ）を有する対向基板を用意した。両基板の表面に上記で得られた各液晶配向剤を塗布し、光配向処理を行わずに、実施例１−１と同様にして、仮焼成、及び、本焼成を行い、光反応性基を有さない垂直配向膜を備えたアレイ基板及び対向基板を作製した。
【０１８２】
その後、一方の基板に、ディスペンサを使用して紫外線硬化性シール剤を描画し、他方の基板上の所定の位置に、ネガ型の液晶材料を滴下した。上記液晶材料は、ネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）が８０℃、誘電率異方性（Δε）が−３．２、屈折率異方性（Δｎ）が０．１０のものを用いた。続いて、実施例１−１と同様にして、両基板の貼り合わせ、シール剤の硬化、再配向処理を行い、室温まで冷却して、実施例４−１〜４−４及び比較例５に係る液晶セルをそれぞれ作製した。
【０１８３】
実施例４−１〜４−４及び比較例５について、実施例１−１と同様にしてバックライト上で高温通電試験を行い、初期と通電試験後のＶＨＲ、ｒＤＣ及びＣＲを測定した。結果を下記表４に示した。
【０１８４】
【表４】
2019128411.tif 000049
表４に示したように、光反応性基を有さない垂直配向膜を用いたＭＶＡモードの実施例４−１〜４−４でも、実施例１−１〜１−４と同様に、配向膜が側鎖にポリシロキサン構造を有する第一の高分子を含むことで、画素電極の表面にポリシロキサン構造が分布し、画素電極から配向膜へのキャリアの流入が抑制されたと考えられる。その結果、配向膜の抵抗値変化が起こらず、通電試験後のＶＨＲの低下が及びｒＤＣの増加が抑制されたと考えられる。
【０１８５】
＜実施例５及び比較例６＞
以下に、光反応性基を有さない垂直配向膜上に、更に配向制御層（ＰＳＡ）を有するＭＶＡモードの液晶セルを作製した。
【０１８６】
（液晶配向剤の調整）
第一の高分子Ａ２−４及びＡ２−５と、第二の高分子Ｂ３との重量比率が、それぞれ７：３となるように、ＮＭＰとγ−ブチロラクトンの混合溶液に混合し、各液晶配向剤を調整した。
【０１８７】
（液晶セルの作製）
開口部を設けたＩＴＯ電極を有するアレイ基板と、開口部を設けないＩＴＯ電極を有する対向基板を用意した。両基板の表面に上記で得られた各液晶配向剤を塗布し、光配向処理を行わずに、実施例１−１と同様にして、仮焼成、及び、本焼成を行い、実施例１−１と同様にして、光反応性基を有さない垂直配向膜を備えたアレイ基板及び対向基板を作製した。
【０１８８】
その後、一方の基板に、ディスペンサを使用して紫外線硬化性シール剤を描画し、他方の基板上の所定の位置に、下記化学式（１６）で表されるＰＳＡ形成用モノマーと、ネガ型の液晶材料とを含有する液晶組成物を滴下した。上記液晶材料は、ネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）が８５℃、誘電率異方性（Δε）が−２．８、屈折率異方性（Δｎ）が０．０９５ものを用いた。続いて、実施例１−１と同様にして、両基板の貼り合わせ、シール剤の硬化、再配向処理を行い、室温まで冷却した。最後に、液晶層に１０Ｖの電圧を印加しながら紫外光を５Ｊ／ｃｍ２照射することで、上記ＰＳＡ形成用モノマーを重合させ、配向膜の表面に配向制御層を形成し、実施例５及び比較例６に係る液晶セルをそれぞれ作製した。
【０１８９】
【化４４】
2019128411.tif 000050
【０１９０】
実施例５及び比較例６について、実施例１−１と同様にしてバックライト上で高温通電試験を行い、初期と通電試験後のＶＨＲ、ｒＤＣ及びＣＲを測定した。結果を下記表５に示した。
【０１９１】
【表５】
2019128411.tif 000051
【０１９２】
表５に示したように、配向膜上に配向制御層を有する実施例５も、実施例１−４、３−４及び４−４と同様に、配向膜が側鎖にポリシロキサン構造を有する第一の高分子を含むことで、画素電極の表面にポリシロキサン構造が分布し、画素電極から配向膜へのキャリアの流入が抑制されたと考えられる。その結果、配向膜の抵抗値変化が起こらず、通電試験後のＶＨＲの低下が及びｒＤＣの増加が抑制されたと考えられる。
【０１９３】
［付記］
本発明の一態様は、表面に電極を有する基板と、上記電極と接する配向膜とを備え、上記配向膜は、側鎖にポリシロキサン構造を有する第一の高分子と、光反応性基又は垂直配向性官能基を有する第二の高分子とを含み、上記配向膜は、上記電極側に位置し、かつ上記第一の高分子から構成された第一面と、上記第一面と反対側に位置し、かつ上記第二の高分子から構成された第二面とを有し、上記配向膜中の上記第一の高分子の重量は、上記第二の高分子の重量以上であることを特徴とする配向膜付き基板である。
【０１９４】
本発明の一態様において、上記ポリシロキサン構造は、シルセスキオキサン基であってもよい。
【０１９５】
本発明の一態様において、上記光反応性基は、シンナメート基、カルコン基、アゾベンゼン基又はクマリン基を含んでもよい。
【０１９６】
本発明の一態様において、上記垂直配向性官能基は、アルキル基又はコレステロール基を含んでもよい。
【０１９７】
本発明の一態様において、上記第一の高分子の主鎖は、ポリアミック酸又はポリイミドであってもよい。
【０１９８】
本発明の一態様において、上記第一高分子と上記第二高分子との上記配向膜中の重量比率は、１：１〜９：１であってもよい。
【０１９９】
本発明の一態様において、上記シルセスキオキサン基は、下記化学式（１）で表される構造であってもよい。
【０２００】
【化４５】
2019128411.tif 000052
（式中、Ｒは、化学式（１−ａ）で表される構造である。）
【０２０１】
本発明の一態様において、上記第一の高分子は、下記化学式（２）で表される構造、又は、下記化学式（３）で表される構造を含んでもよい。
【０２０２】
【化４６】
2019128411.tif 000053
【０２０３】
【化４７】
2019128411.tif 000054
（式中、Ｘは、下記化学式（Ｘ−１）〜（Ｘ−１２）のいずれかで表される構造を表し、
Ｙ１は、下記化学式（Ｙ１−１）〜（Ｙ１−１６）のいずれかで表される構造を表し、
Ｙ２は、下記化学式（Ｙ２−１）で表される構造を表し、
Ｗは、側鎖を表す。
ｍ１及びｍ２は、それぞれ０より大きく１未満の実数である。
ｐ１及びｐ２は、それぞれ繰り返し数を表し、１以上の整数である。）
【０２０４】
【化４８】
2019128411.tif 000055
【０２０５】
【化４９】
2019128411.tif 000056
【０２０６】
【化５０】
2019128411.tif 000057
（式中、Ｒは、化学式（１−ａ）で表される構造である。）
【０２０７】
本発明の一態様において、上記化学式（２）及び（３）において、ｍ１及びｍ２は０．００１以上、０．３未満であってもよい。
【０２０８】
本発明の一態様において、上記電極は、スリットが設けられていてもよい。
【０２０９】
本発明の他の一態様は、画素電極を有するアレイ基板と、上記画素電極と接する配向膜と、液晶分子を含む液晶層と、対向電極を有する対向基板とをこの順に備え、上記アレイ基板と上記配向膜との積層体は、本発明の配向膜付き基板であることを特徴とする液晶表示装置である。
【０２１０】
本発明の他の一態様において、上記画素電極又は上記対向電極にスリットが設けられてもよい。
【０２１１】
本発明の他の一態様において、上記画素電極と、上記配向膜に含まれるポリシロキサン構造とが接触していてもよい。
【０２１２】
本発明の他の一態様において、上記液晶分子のプレチルト角は、８７．５〜８８．０°であってもよい。
【０２１３】
以上に示した本発明の各態様は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよい。
【符号の説明】
【０２１４】
１０Ａ、１０Ｂ：画素
１０ａ：第一のドメイン
１０ｂ：第二のドメイン
１０ｃ：第三のドメイン
１０ｄ：第四のドメイン
２０：アレイ基板
２１：第一の透明基板
２２：画素電極
２２ａ：スリット
２３：第一の配向膜
２３ａ：第一の配向膜の第一面
２３ｂ：第一の配向膜の第二面
３０：液晶層
３１：液晶分子
３１Ｓ：始点（液晶ダイレクタのテール）
３１Ｔ：終点（液晶ダイレクタのヘッド）
４０：対向基板
４１：第二の透明基板
４２：対向電極
４３：第二の配向膜
１００Ａ、１００Ｂ：液晶表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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