(57)【要約】      （修正有）【課題】プレチルト方向の長期安定性を有する液晶表示装置を提供する。【解決手段】一対の基板と、一対の基板の間に挟持された液晶層３０と、液晶層と一対の基板との間に配置された配向膜と、配向膜と液晶層３０との間に配置されたポリマー層と、を備え、液晶層３０は、液晶材料を形成材料とし、液晶材料は、ポリフェニレン基を有する液晶化合物を含み、配向膜は、光反応性官能基を有するアクリル系樹脂を含む配向膜材料を形成材料とし、ポリマー層は、縮環構造を有しないアリール基を含有する（メタ）アクリレートモノマーの重合体である液晶表示装置１００。【選択図】図１
2019056723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板と、
前記一対の基板の間に挟持された液晶層と、
前記液晶層と前記一対の基板との間に配置された配向膜と、
前記配向膜と前記液晶層との間に配置されたポリマー層と、を備え、
前記液晶層は、液晶材料を形成材料とし、
前記液晶材料は、ポリフェニレン基を有する液晶化合物を含み、
前記配向膜は、光反応性官能基を有するアクリル系樹脂を含む配向膜材料を形成材料とし、
前記ポリマー層は、縮環構造を有しないアリール基を含有する（メタ）アクリレートモノマーの重合体である液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶化合物は、ターフェニル基を有する液晶化合物（Ｌ１）とテトラフェニル基を有する液晶化合物（Ｌ２）との少なくとも一方を含む請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶化合物は、ターフェニル基を有する液晶化合物（Ｌ１）とテトラフェニル基を有する液晶化合物（Ｌ２）との両方を含む請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記液晶材料の総質量に対する前記液晶化合物（Ｌ１）および前記液晶化合物（Ｌ２）の合計の含有量が、３質量％以上１５質量％以下である請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記ポリマー層は、４，４’−ビフェニレン基を有するジ（メタ）アクリレートモノマーの重合体である請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記配向膜材料は、一般式ＳｉＯｘ−ＡｌＯｘ（ｘは、１〜１２の整数）で表される無機化合物粒子を含み、
前記アクリル系樹脂の総質量に対する前記無機化合物粒子の含有量は、０質量％超７質量％未満である請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記無機化合物粒子は、一般式ＳｉＯ４−ＡｌＯ４で表される請求項６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、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、一対の基板と、これらの間に設けられた液晶層とを備える。このような構成の液晶表示装置は、液晶層に印加される電圧に応じて液晶分子の配向方向が変化することを利用して表示を行う。液晶層に電圧を印加しない状態の液晶分子の配向方向（プレチルト方向）は、従来、配向膜によって規定されていた。ここで、配向膜の法線と液晶分子のダイレクターとのなす角であるプレチルト角は、主に配向膜と液晶材料との組み合わせで決まる。プレチルト方向は、プレチルト方位とプレチルト角とによって表される。なお、プレチルト方位は、電圧を印加していない液晶層内の液晶分子の配向方向を示すベクトルのうち、液晶層面内（基板面内）における成分をいう。
【０００３】
近年、液晶分子のプレチルト方向を制御する技術として、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（以下、「ＰＳＡ技術」という）が開発された。ＰＳＡ技術は、少量の重合性化合物（典型的には光重合性モノマーである。）が混合された液晶材料を液晶パネルに封入した後、モノマーを重合させ、液晶層と配向膜との間に重合体を形成することによって、液晶分子のプレチルト方向を制御する技術である。
【０００４】
ＰＳＡ技術を用いると、重合体が生成されるときの液晶分子の配向状態が、電圧を取り去った後（電圧を印加しない状態）においても維持（記憶）される。従って、ＰＳＡ技術は、液晶層に形成される電界等を制御することによって、液晶分子のプレチルト方位およびプレチルト角を調整することができるという利点を有している。また、ＰＳＡ技術はラビング処理を必要としないので、特に、ラビング処理によってプレチルト方向を制御することが難しい垂直配向型の液晶層を形成するのに適している。
【０００５】
例えば、特許文献１には、ＰＳＡ技術を用いた液晶表示装置が開示されている。特許文献１に記載の液晶表示装置においては、ネマチック液晶材料がターフェニル環構造を有する液晶性化合物を必須成分として含み、液晶層が光重合物の原料である光重合性化合物の一部をさらに含むことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５４７６４２７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、特許文献１に記載されているような従来のＰＳＡ技術を用いた液晶表示装置は、市場要求に応じて、プレチルト方向の長期安定性が求められていた。
【０００８】
本発明の一態様はこのような事情に鑑みてなされたものであって、プレチルト方向の長期安定性を有する液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、一対の基板と、一対の基板の間に挟持された液晶層と、液晶層と一対の基板との間に配置された配向膜と、配向膜と液晶層との間に配置されたポリマー層と、を備え、液晶層は、液晶材料を形成材料とし、液晶材料は、ポリフェニレン基を有する液晶化合物を含み、配向膜は、光反応性官能基を有するアクリル系樹脂を含む配向膜材料を形成材料とし、ポリマー層は、縮環構造を有しないアリール基を含有する（メタ）アクリレートモノマーの重合体である液晶表示装置を提供する。
【００１０】
本発明の一態様においては、液晶化合物は、ターフェニル基を有する液晶化合物（Ｌ１）とテトラフェニル基を有する液晶化合物（Ｌ２）との少なくとも一方を含む構成としてもよい。
【００１１】
本発明の一態様においては、液晶化合物は、ターフェニル基を有する液晶化合物（Ｌ１）とテトラフェニル基を有する液晶化合物（Ｌ２）との両方を含む構成としてもよい。
【００１２】
本発明の一態様においては、液晶材料の総質量に対する液晶化合物（Ｌ１）および液晶化合物（Ｌ２）の合計の含有量が、３質量％以上１５質量％以下である構成としてもよい。
【００１３】
本発明の一態様においては、ポリマー層は、４，４’−ビフェニレン基を有するジ（メタ）アクリレートモノマーの重合体である構成としてもよい。
【００１４】
本発明の一態様においては、配向膜材料は、一般式ＳｉＯｘ−ＡｌＯｘ（ｘは、１〜１２の整数）で表される無機化合物粒子を含み、アクリル系樹脂の総質量に対する無機化合物粒子の含有量は、０質量％超７質量％未満である構成としてもよい。
【００１５】
本発明の一態様においては、無機化合物粒子は、一般式ＳｉＯ４−ＡｌＯ４で表される構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一態様によれば、プレチルト方向の長期安定性を有する液晶表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本実施形態の液晶表示装置を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図１を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
【００１９】
＜液晶表示装置＞
図１は、本実施形態の液晶表示装置を模式的に示す断面図である。図１に示すように、本実施形態の液晶表示装置１００は、一方の基板１１および他方の基板２１と、一方の基板１１および他方の基板２１の間に挟持された液晶層３０と、液晶層３０と一方の基板１１との間に配置された第１配向膜１２と、液晶層３０と他方の基板２１との間に配置された第２配向膜２２と、第１配向膜１２と液晶層３０との間に配置された第１ポリマー層４０と、第２配向膜２２と液晶層３０との間に配置された第２ポリマー層５０と、を備える。
【００２０】
なお、一方の基板１１および他方の基板２１は、特許請求の範囲における「一対の基板」に相当する。また、第１配向膜１２および第２配向膜２２は、特許請求の範囲における「配向膜」に相当する。また、第１ポリマー層４０および第２ポリマー層５０は、特許請求の範囲における「ポリマー層」に相当する。本実施形態において、「ポリマー層」と言うときには、第１ポリマー層４０と第２ポリマー層５０との両方を意味する。
【００２１】
本実施形態の液晶表示装置１００は、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）方式、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式の液晶表示装置に適用される。
【００２２】
［一方の基板］
図１に示す一方の基板１１は、ＴＦＴ基板である。一方の基板１１は、駆動用ＴＦＴ素子を有している。駆動用ＴＦＴ素子のドレイン電極、ゲート電極、およびソース電極は、それぞれ画素電極、ゲートバスライン、およびソースバスラインに電気的に接続されている。各画素は、ソースバスライン、ゲートバスラインの電気配線を介して電気的に接続されている。
【００２３】
一方の基板１１の各部材の形成材料は、通常知られた材料を用いることができる。一方の基板１１が有する駆動用ＴＦＴの半導体層の材料としては、ＩＧＺＯ（インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、酸素（Ｏ）を含む４元混晶半導体材料）が好ましい。ＩＧＺＯを半導体層の形成材料として用いた場合、得られる半導体層ではオフリーク電流が小さいため、電荷のリークが抑制される。これにより、液晶層３０に電圧印加後の休止期間を長くすることができる。その結果、画像を表示する期間中の電圧印加回数を減らすことができ、液晶表示装置１００の消費電力を低減することができる。
【００２４】
一方の基板１１は、各画素に駆動用ＴＦＴを備えるアクティブマトリクス方式であってもよく、各画素が駆動用ＴＦＴを備えていない単純マトリクス方式であってもよい。
【００２５】
［第１配向膜］
第１配向膜１２は、表面に接する液晶層３０に配向規制力を与える機能を有する。第１配向膜１２は、液晶層３０に対してプレチルト角を与える光配向膜である。光配向膜は、配向膜の形成材料が光反応性官能基を有し、光照射することで配向規制力を付与したものである。
【００２６】
第１配向膜１２は、光反応性官能基を有するアクリル系樹脂を含む配向膜材料を形成材料とする。これにより、第１配向膜１２は、液晶層３０に対して０°より大きいプレチルト角を与えることができる。
【００２７】
上記光反応性官能基として、アゾベンゼン基、シンナメート基、クマリン基およびカルコン基からなる群から選ばれる少なくとも一つが好ましく、アゾベンゼン基とカルコン基との少なくとも一方がより好ましい。
【００２８】
下記式（ａ１）および式（ａ２）に光反応性官能基としてアゾベンゼン基を有するアクリル系樹脂を例示する。
【００２９】
【化１】
2019056723.tif 000003
（式中のｎは重合度を意味する。）
【００３０】
下記式（ｂ１）〜式（ｂ６）に光反応性官能基としてシンナメート基を有するアクリル系樹脂を例示する。
【００３１】
【化２】
2019056723.tif 000004
（式中のｎは上記と同様の意味である。）
【００３２】
下記式（ｃ１）に光反応性官能基としてクマリン基を有するアクリル系樹脂を例示する。
【００３３】
【化３】
2019056723.tif 000005
（式中のｎは上記と同様の意味である。）
【００３４】
下記式（Ｄ１）および式（Ｄ２）に光反応性官能基としてカルコン基を有するアクリル系樹脂を例示する。
【００３５】
【化４】
2019056723.tif 000006
（式中のｎは上記と同様の意味である。）
【００３６】
（無機化合物粒子）
上述した配向膜材料は、無機化鉱物粒子をさらに含むことが好ましい。配向膜材料に含まれる無機化合物粒子は、例えば一般式ＳｉＯｘ−ＡｌＯｘで表される化合物である。上式において、ｘは１〜１２の整数である。
【００３７】
第１配向膜１２が上記無機化合物粒子を含むことにより、第１配向膜１２の熱安定性が向上する。第１配向膜１２の熱安定性が向上する理由を、以下のモデルを用いて考察した。
【００３８】
アクリル系樹脂は、複数の柔軟性の高い分子鎖から構成される。このようなアクリル系樹脂は高温状態で分子鎖の配列が乱れやすい。その結果、従来の配向膜の熱安定性は低下すると考えられる。一方、本実施形態の第１配向膜１２でも、アクリル系樹脂の分子鎖は動くものの、上記無機化合物粒子が支点となることで、分子鎖の配列の乱れを抑えることができる。したがって、第１配向膜１２は、熱安定性が向上すると考えられる。
【００３９】
一般式ＳｉＯｘ−ＡｌＯｘで表される無機化合物粒子は、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ自体は非イオン性であるため、液晶表示装置１００の信頼性への影響を小さくすることができる。
【００４０】
また、一般式ＳｉＯｘ−ＡｌＯｘで表される無機化合物粒子は、内部に空隙を有する略球状構造をしている。これにより、第１配向膜１２の面内において、ＳｉＯｘ−ＡｌＯｘが均一に分散されやすい。その結果、第１配向膜１２の面内における熱安定性を均一にできる。
【００４１】
ＳｉＯｘ−ＡｌＯｘの粒子径は、０．０５μｍ以上０．２μｍ以下であることが好ましい。ＳｉＯｘ−ＡｌＯｘの粒子径が０．０５μｍ以上であると、第１配向膜１２中でＳｉＯｘ−ＡｌＯｘが均一に分散されやすい。その結果、第１配向膜１２の面内における熱安定性を均一にすることができ、かつ、向上させることができる。また、ＳｉＯｘ−ＡｌＯｘの粒子径が０．２μｍ以下であると、第１配向膜１２の厚さを均一に制御できる。また、ＳｉＯｘ−ＡｌＯｘの粒子径が０．２μｍ以下であると、電荷蓄積による焼き付き（残留ＤＣモードによる焼き付き）を小さくできる。
【００４２】
本明細書において、ＳｉＯｘ−ＡｌＯｘの粒子径は、ＳｉＯｘ−ＡｌＯｘを高極性溶媒に分散させた分散溶液を動的光散乱法により測定した値を採用する。高極性溶媒としては、エタノールなどのアルコール系の溶媒が用いられる。ＳｉＯｘ−ＡｌＯｘの濃度は、分散溶液全量に対して０．０１〜５質量％の範囲に調整される。
【００４３】
また、ＡｌＯｘが若干親水性を示す。これらのことから、一般式ＳｉＯｘ−ＡｌＯｘで表される無機化合物粒子は、この略球状構造の内部に水または親水性化合物を取り込むことが可能である。液晶表示装置１００の耐湿性向上の効果が得られる。
【００４４】
中でも、第１配向膜１２に含まれる無機化合物粒子は、ＳｉＯ４−ＡｌＯ４が好適である。
【００４５】
アクリル系樹脂の総質量に対する上記無機化合物粒子の含有量は、０質量％超が好ましく、１質量％以上がより好ましい。また、アクリル系樹脂の総質量に対する上記無機化合物粒子の含有量は、７質量％未満が好ましく、５質量％以下がより好ましい。
【００４６】
上記無機化合物粒子が０質量％超であると、熱安定性の向上効果が得られる。一方、上記無機化合物粒子が７質量％未満であると、透明性の高い第１配向膜１２が得られる。
【００４７】
第１配向膜１２は、アクリル系樹脂を含む配向膜材料に上記無機化合物粒子を添加し、フィルム状に形成することにより得られる。上記無機化合物粒子であるＳｉＯｘ−ＡｌＯｘは酸化物であるため、アクリル系樹脂中の酸素原子の非共有電子対と相互作用する。これにより、上記無機化合物粒子は、アクリル系樹脂を形成材料とする膜中に均一に分散させることができる。
【００４８】
［液晶層］
液晶層３０は、液晶材料を形成材料とする。液晶材料は、ポリフェニレン基を有する液晶化合物を含むことが好ましい。ポリフェニレン基を有する液晶化合物は、ターフェニル基を有する液晶化合物とテトラフェニル基を有する液晶化合物との少なくとも一方を含むことが好ましい。ターフェニル基を有する液晶化合物は、下記式（１）で表される。テトラフェニル基を有する液晶化合物は、下記式（２）で表される。
【００４９】
本明細書において、ターフェニル基を有する液晶化合物を「液晶化合物（Ｌ１）」と称することがある。テトラフェニル基を有する液晶化合物を「液晶化合物（Ｌ２）」と称することがある。
【００５０】
【化５】
2019056723.tif 000007
［式中、Ｒ１およびＲ２は、互いに独立に炭素数が０〜６の直鎖アルキル基を表す。また、芳香環に結合している１以上の水素原子は、互いに独立にハロゲン原子に置換されていてもよい。］
【００５１】
上記Ｒ１およびＲ２で表される直鎖アルキル基は、エチル基、プロピル基、ブチル基が好ましい。
【００５２】
芳香環に結合している１以上の水素原子と置換してもよいハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、ホウ素原子またはヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
【００５３】
本実施形態の液晶表示装置をＯＣＢ方式の液晶表示装置として用いる場合、ポリフェニレン基を有する液晶化合物は、液晶化合物（Ｌ１）と液晶化合物（Ｌ２）との両方を含むことが好ましい。液晶化合物（Ｌ１）を含む液晶材料は回転粘度が低い。そのため、得られる液晶表示装置は、上記回転粘度の上昇に起因する応答速度の低下が生じにくい傾向がある。また、液晶化合物（Ｌ１）は、回転粘度の上昇に起因する低温安定性が高い傾向がある。一方、液晶化合物（Ｌ２）は、Δｎが高い傾向がある。したがって、液晶化合物（Ｌ１）と液晶化合物（Ｌ２）との両方を併用することで、液晶材料のΔｎが高く、かつ液晶表示装置の高速応答を実現できる。
【００５４】
液晶材料の総質量に対する液晶化合物（Ｌ１）および液晶化合物（Ｌ２）の合計の含有量は、３質量％以上１５質量％以下である。液晶化合物（Ｌ１）および液晶化合物（Ｌ２）の合計の含有量が３質量％以上であると、Δｎが十分に高い液晶材料を得ることができる。Δｎが十分に高い液晶材料を用いると、液晶セルの厚さを小さくできる。このような液晶セルを用いる液晶表示装置は、特にＯＣＢ方式の液晶表示装置に好適に適用できる。一方、液晶化合物（Ｌ１）および液晶化合物（Ｌ２）の合計の含有量が１５質量％以下であると、液晶材料の回転粘度が高くなり過ぎず、得られる液晶表示装置の応答速度を高い状態で維持しやすい。
【００５５】
液晶材料の総質量に対する液晶化合物（Ｌ１）および液晶化合物（Ｌ２）の合計の含有量は、５質量％以上がより好ましい。また、液晶材料の総質量に対する液晶化合物（Ｌ１）および液晶化合物（Ｌ２）の合計の含有量は、１５質量％以下が好ましく、１２質量％以下がより好ましい。
【００５６】
液晶化合物（Ｌ１）と液晶化合物（Ｌ２）との含有比率は、質量比でＬ１：Ｌ２＝２：１〜５０：１が好ましく、１０：１〜３０：１がより好ましい。液晶化合物（Ｌ１）と液晶化合物（Ｌ２）との含有比率が上記範囲であると、液晶材料の回転粘度が高くなり過ぎず、得られる液晶表示装置の応答速度を高い状態で維持しやすい。
【００５７】
液晶材料には、誘電異方性が負のネガ型液晶材料を用いてもよく、誘電異方性が正のポジ型液晶材料を用いてもよい。
【００５８】
誘電異方性が正のポジ型液晶材料としては、誘電異方性が正の極性液晶化合物と、非極性液晶化合物との混合物が挙げられる。誘電異方性が正の極性液晶化合物としては、例えば、以下の化合物などが挙げられる。
【００５９】
【化６】
2019056723.tif 000008
（式中、Ｒ０は、炭素数が１〜１２の飽和アルキル基を示す。）
【００６０】
誘電異方性が負のネガ型液晶材料としては、誘電異方性が負の極性液晶化合物と、非極性液晶化合物との混合物が挙げられる。誘電異方性が負の極性液晶化合物としては、例えば、以下の化合物などが挙げられる。
【００６１】
【化７】
2019056723.tif 000009
（式中、ｎおよびｍは、１〜１８のいずれかの整数である。）
【００６２】
非極性液晶化合物は、ポジ型液晶材料およびネガ型液晶材料で共通であり、例えば、以下の化合物などが挙げられる。
【００６３】
【化８】
2019056723.tif 000010
（式中、Ｒは、炭素数が１〜８の直鎖アルキル基を示す。）
【００６４】
［ポリマー層］
本実施形態の液晶表示装置１００はプレチルト角を１０°以上とするため、ポリマー層を備えている。詳しくは後述するが、従来の液晶表示装置において、ポリマー層を得るためには、液晶材料に光重合性のモノマーを含有させ、一方の基板側から紫外光を照射し、モノマーを光重合させる。ＯＣＢ方式の液晶表示装置を得るため、液晶材料中にターフェニル基を有する液晶化合物（Ｌ１）およびテトラフェニル基を有する液晶化合物（Ｌ２）を含有させると、両基板間でポリマー層の厚さが異なることがある。これにより、両基板間でプレチルト角が異なり、液晶分子のプレチルト配向の安定性が低くなる。
【００６５】
これは、液晶材料中の液晶化合物（Ｌ１）および液晶化合物（Ｌ２）が紫外光を吸収することにより、光照射面側と、光照射面とは反対側とで光照射量の差が大きくなったためであると考えられる。これにより、光照射面とは反対側の付近に存在しているモノマーが液晶材料中を光照射面側に移動し、光照射面側では、光照射面とは反対側よりも多くのモノマーが消費される。その結果、光照射面側では、光照射面とは反対側と比べてポリマー層の厚さが大きくなったと考えられる。
【００６６】
発明者らが鋭意検討を重ねた結果、両基板の液晶層側の面に設けられた配向膜の形成材料であるアクリル系樹脂に対して親和性が高いモノマーを用いることにより、上記問題を解決できることを見出した。すなわち、アクリル系樹脂を含む配向膜に対して親和性が高いモノマーを用いることにより、液晶材料中でもモノマーの移動を抑制し、光照射面側と、光照射面とは反対側とでモノマーの消費量の差を小さくできることが分かった。その結果、光照射面側と、光照射面とは反対側とでポリマー層の厚さの差を小さくできることが分かった。
【００６７】
本実施形態では、このようなアクリル系樹脂に対して親和性が高いモノマーとして縮環構造を有しないアリール基を含有する（メタ）アクリレートモノマーを用いる。上記モノマーは、（メタ）アクリル基を有することでアクリル系樹脂に対して親和性が高い。また、アリール基を有することで、液晶材料への溶解性が高い。また、アリール基を有することで、得られる重合体が剛直になり、プレチルト角の安定性向上に寄与できる。さらに、縮環構造を有しないアリール基は、縮環構造を有するアリール基と比べて、共役が伸びておらず紫外光を吸収しにくい。そのため、縮環構造を有しないアリール基を有することで、光照射面側と、光照射面とは反対側とで光照射量の差が少なくなる。これにより、光照射面側と、光照射面とは反対側とでモノマーの消費量の差を小さくできる。
【００６８】
上記縮環構造を有しないアリール基としては、例えば１，４−フェニレン基、４，４’−ビフェニレン基が挙げられる。
【００６９】
上記モノマーとして、４，４’−ビフェニレン基を有するジ（メタ）アクリレートモノマーを用いることが好ましい。第１ポリマー層４０および第２ポリマー層５０は、４，４’−ビフェニレン基を有するジ（メタ）アクリレートモノマーの重合体である。なお、本発明において、「（メタ）アクリレートモノマー」とは、アクリレートモノマーとメタクリレートモノマーの両方を言う。
【００７０】
４，４’−ビフェニレン基を有するジ（メタ）アクリレートモノマーは、下記一般式（１）および一般式（２）で表される。
【００７１】
【化９】
2019056723.tif 000011
（式（１）中、ｙは０以上６以下の整数である。）
【００７２】
【化１０】
2019056723.tif 000012
（式（２）中、ｙは上記と同様である。）
【００７３】
式（１）および式（２）における４，４’−ビフェニレン基中の水素原子は、互いに独立に、ハロゲン原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基に置換されていてもよい。
【００７４】
式（１）および式（２）におけるｙが０以上であると、第１配向膜１２および第２配向膜２２への親和性は高くなる。一方、ｙが６以下であると、柔軟性が大きくなり過ぎず、熱安定性を高い状態で維持できる。熱安定性を高いと、プレチルト角の安定性（信頼性）が向上する。
【００７５】
［他方の基板］
図１に示す他方の基板２１は、カラーフィルタ基板である。他方の基板２１は、例えば、入射する光の一部を吸収し赤色光を透過させる赤色カラーフィルタ層、入射する光の一部を吸収し緑色光を透過させる緑色カラーフィルタ層、入射する光の一部を吸収し青色光を透過させる青色カラーフィルタ層を有している。
【００７６】
さらに、他方の基板２１は、基板表面の平坦化とカラーフィルタ層からの色材成分の溶出を防ぐことを目的として、表面を覆うオーバーコート層を有していてもよい。
【００７７】
［第２配向膜］
第２配向膜２２は、第１配向膜１２と同様に、表面に接する液晶層３０に配向規制力を与える機能を有する。第２配向膜２２は、第１配向膜１２と同様に、液晶層３０に対してプレチルト角を与える光配向膜である。第１配向膜１２は、上述した配向膜材料を形成材料とする。
【００７８】
第１配向膜１２が液晶層３０の液晶材料に与えるプレチルト角と、第２配向膜２２が液晶層３０の液晶材料に与えるプレチルト角は、同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００７９】
第１配向膜１２による液晶層３０の液晶材料の配向方向と、第２配向膜２２による液晶層３０の液晶材料の配向方向とは、一方の基板１１の法線方向からの視野（一方の基板１１を平面視したときの視野）において反平行配向に設定されているとよい。「反平行配向」とは、一方の基板１１を平面視したときの視野において、液晶材料の方位角が同じであることをいう。
【００８０】
その他、液晶表示装置１００は、一方の基板１１と他方の基板２１との間に配置され、液晶層３０の周囲を囲むシール部や、液晶層３０の厚さを規定するための柱状構造物であるスペーサを有していてもよい。
【００８１】
＜液晶表示装置の製造方法＞
本実施形態の液晶表示装置１００の製造方法について説明する。以下では、第１配向膜１２と第２配向膜２２とが同一の材料で形成される場合について説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００８２】
まず、一対の基板（一方の基板１１および他方の基板２１）に配向膜材料を製膜し、光配向処理を施し、配向膜（第１配向膜１２および第２配向膜２２）を形成する。続いて、一対の基板を貼り合わせる。貼り合わせた一対の基板の間に液晶材料と４，４’−ビフェニレン基を有するジ（メタ）アクリレートモノマーとを含む液晶組成物を注入し、液晶層３０を形成する。最後に、電圧を印加しながら、一方の基板１１側から紫外線を照射することにより液晶組成物中の上記ジ（メタ）アクリレートモノマーを光重合させ、ポリマー層（第１ポリマー層４０および第２ポリマー層）を形成する。このようにして、液晶表示装置１００を得る。
【００８３】
本実施形態の液晶表示装置１００の製造方法では、従来の液晶表示装置の製造方法と比べて、光照射面の反対側に多くのモノマーが留まる。そのため、本実施形態の液晶表示装置１００の製造方法において、光照射面の反対側のモノマーを十分重合させるためには、従来の液晶表示装置の製造方法よりも紫外線の照射時間を長くすることが好ましい。
【００８４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。
【実施例】
【００８５】
以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００８６】
［ＶＨＲ測定］
得られた各液晶セルについて、株式会社東陽テクニカ製６２５４型ＶＨＲメーターを用いて、１Ｖ、６０Ｈｚ、７０℃の条件でＶＨＲを測定した。ここで、ＶＨＲとは１フレーム期間中に充電された電荷が保持される割合を意味する。
【００８７】
ＶＨＲが大きい液晶セルの方が良品であると判断できる。また、後述する熱安定性試験前後で、ＶＨＲの低下が少ない液晶セルの方が、熱安定性が高いと判断できる。
【００８８】
［プレチルト角測定］
得られた各液晶セルの一対の基板について、ＡＸＯＭＥＴＲＩＣＳ社製ＡｘｏＳｃａｎを用いて２５℃環境下でプレチルト角を測定した。ここで、プレチルト角とは電圧を印加しない状態における液晶材料の基板に対する角度を意味する。
【００８９】
［ベンド転移時間］
得られた各液晶セルについて、５Ｖの電圧を印加した際に、液晶材料がスプレイ配向からベンド配向に転移する様子を目視で観察し、転移に要した時間を測定した。
【００９０】
［液晶セルの作製（実施例１−１〜１−３）］
（配向膜材料の調製）
アクリル系樹脂を含む光配向膜溶剤（光異性化タイプ）に、無機化合物粒子としてＳｉＯ４−ＡｌＯ４を添加した。無機化合物粒子の添加量は、アクリル系樹脂の総質量に対して、０質量％（実施例１−１）、１質量％（実施例１−２）、５質量％（実施例１−３）とした。添加後、得られた配向膜材料を暗所で一週間放置した。
【００９１】
（液晶組成物の調製）
ターフェニル基を有する液晶化合物（Ｌ１）とテトラフェニル基を有する液晶化合物（Ｌ２）との合計の質量が、液晶材料の総質量に対して８質量％であるポジ型の液晶材料（Ｔｎｉ  ８５℃、Δｎ  ０．１５、Δε  ７．０）を用意した。この液晶材料にモノマー（Ａ１）を、液晶組成物の総質量に対して０．５質量％添加し、液晶組成物を得た。なお、液晶化合物（Ｌ１）と液晶化合物（Ｌ２）との含有比率は、質量比でＬ１：Ｌ２＝２０：１であった。
【００９２】
【化１１】
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【００９３】
（ベンド配向セルの作製）
一対の基板に、上述の「配向膜材料の調製」で得られた配向膜材料を製膜し、水平配向となるように光配向処理を施した。続いて、一対の基板を、液晶セルの厚さが３ｍｍになるように貼り合わせた。引き続き、貼り合わせた一対の基板の間に、上述の「液晶材料の調製」で得られた液晶組成物を注入し、積層体を得た。最後に、１０ＶのＡＣ電圧を印加しながら、東芝製ＦＨＦ３２ＢＬＢを用いて、一方の基板側から積層体に紫外線４Ｊ／ｃｍ２（３６５ｎｍ照度計）を２時間照射した。このようにして、図１に示すような構成の液晶セルを作製した。
【００９４】
なお、プレチルト角測定用に同様の条件のアンチパラレルセル（一対の基板に配向膜材料を製膜し、配向方向が互いに１８０°異なるように光配向処理を施したセル）も作製した。
【００９５】
［実施例１−４］
上述の「液晶組成物の調製」において、モノマー（Ａ１）の代わりにモノマー（Ａ２）を液晶組成物の総質量に対して、１質量％添加したこと以外は、実施例１−３と同様にして液晶セルを作製した。
【００９６】
【化１２】
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【００９７】
得られた各液晶セルを７０℃オーブン内で５００時間放置し、熱安定性試験を実施した。そして、熱安定性試験前後のＶＨＲ、プレチルト角、ベンド転移時間を測定した。結果を表１に示す。なお、本実施例では、各液晶セルにおける一対の基板のシール幅が十分に大きいため、湿度の影響を無視できる。
【００９８】
【表１】
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【００９９】
表１に示す通り、本発明を適用した実施例１−１〜１−４の液晶セルでは、熱安定性試験前における両基板間のプレチルト角の差が小さかった。また、実施例１−１〜１−４の液晶セルでは、熱安定性試験前後で両基板側ともプレチルト角の低下が抑えられた。その結果、実施例１−１〜１−４の液晶セルでは、ベント転移時間の増加が少なかった。このことから、実施例１−１〜１−４の液晶セルは熱安定性試験前後で、プレチルト方向の長期安定性を有していると言える。
【０１００】
また、配向膜中にＳｉＯ４−ＡｌＯ４を添加した実施例１−２〜１−４の液晶セルでは、無添加の実施例１−１の液晶セルと比べて、熱安定性試験前後でのプレチルト角の低下が小さかった。このことから、実施例１−２〜１−４の液晶セルは、実施例１−１と比べて熱安定性が向上したと言える。
【０１０１】
また、上述したように実施例１−２〜１−４の液晶セルのプレチルト角が安定化した結果、実施例１−１と比べてベント転移時間の増加がより少なかった。このことから、実施例１−２〜１−４の液晶セルは、実施例１−１と比べてプレチルト方向の長期安定性を有していると言える。
【０１０２】
さらに、実施例１−４では、モノマー（Ａ１）中にアルキレン基を導入したモノマー（Ａ２）を用いることで、液晶組成物中でのモノマーの溶解性が向上した。液晶組成物中でのモノマーの濃度が向上した結果、熱安定性試験前後でのプレチルト角の変化量が、実施例１−２および実施例１−３と比べてさらに小さかった。このことから、実施例１−４の液晶セルは、実施例１−２および実施例１−３と比べてさらに熱安定性が向上したと言える。
【０１０３】
この理由としては、液晶組成物中でのモノマーの濃度が向上した結果、ポリマー層の厚さが大きくなったためであると推測される。また、別の理由としては、配向膜面上で、より配向膜の露出が少なくなるように（つまり配向膜と液晶層の直接接触が少なくなるように）ポリマー層が形成されたためであると推測される。
【０１０４】
［液晶セルの作製（参考例１〜３、実施例２−１）］
上述の「ベンド配向セルの作製」において、照射時間を、０．５時間間隔で０．５〜２時間に変更したこと以外は、実施例１−３と同様にして液晶セルを作製した。
【０１０５】
得られた各液晶セルを７０℃オーブン内で１００時間放置し、熱安定性試験を実施した。そして、熱安定性試験前後のＶＨＲ、プレチルト角、ベンド転移時間を測定した。結果を表２に示す。
【０１０６】
【表２】
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【０１０７】
表２に示すように、上述の「ベンド配向セルの作製」において、紫外光の照射時間が長いほど、熱安定性試験前後でのプレチルト角の変化量が小さく、ベンド転移時間の変化も小さかった。このことから、紫外光の照射時間が長いほど、液晶表示装置におけるプレチルト方向の長期安定性が向上すると言える。
【０１０８】
また、紫外光の照射時間が短いほど初期のＶＨＲが低かった。このことから、紫外光の照射時間が長いほど、信頼性の高い液晶表示装置が得られると言える。以上のことから、プレチルト方向の長期安定性を有し、信頼性の高い液晶表示装置を得るためには、照射時間を約２時間以上とするとよいことが確認された。
【０１０９】
［液晶セルの作製（実施例３−１、比較例３−１および比較例３−２）］
上述の「液晶組成物の調製」において、用いるモノマーとして、モノマー（Ａ１）、モノマー（Ｂ１）、モノマー（Ｃ１）を液晶組成物の総質量に対して、０．５質量％ずつそれぞれ添加したこと以外は、実施例１−３と同様にして液晶セルを作製した。
【０１１０】
【化１３】
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【０１１１】
【化１４】
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【０１１２】
得られた各液晶セルを７０℃オーブン内で１００時間放置し、熱安定性試験を実施した。そして、熱安定性試験前後のＶＨＲ、プレチルト角、ベンド転移時間を測定した。結果を表３に示す。
【０１１３】
【表３】
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【０１１４】
表３に示すように、本発明を適用した実施例３−１の液晶セルでは、比較例３−１および比較例３−２の液晶セルと比べて、一方の基板と他方の基板とでプレチルト角の差が小さかった。その結果、実施例３−１の液晶セルでは、熱安定性試験前後でベント転移時間の増加が少なかった。このことから、実施例３−１の液晶セルは、プレチルト方向の長期安定性を有していると言える。
【０１１５】
この理由としては、以下のように推測される。実施例３−１で用いたモノマー（Ａ１）は、４，４’−ビフェニレン基を有している。４，４’−ビフェニレン基は、比較例３−１で用いたモノマー（Ｂ１）が有するフェナントレン基や、比較例３−２で用いたモノマー（Ｃ１）が有するアントラセン基と比べて、配向膜に含まれるアクリル系樹脂との親和性が高いと考えられる。そのため、モノマー（Ａ１）が２つの配向膜のそれぞれの表面近傍に分布したと考えられる。その結果、一方の基板側と他方の基板側との両方において、ポリマー層が均一となるように形成されたと考えられる。これにより、実施例３−１の液晶セルでは、一方の基板と他方の基板とでプレチルト角の差が小さかったと推測される。
【０１１６】
以上の結果から、本発明が有用であることが示された。
【符号の説明】
【０１１７】
１１…一方の基板、１２…第１配向膜、２１…他方の基板、２２…第２配向膜、３０…液晶層、４０…第１ポリマー層、５０…第２ポリマー層、１００…液晶表示装置
【図１】
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