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_4

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进行聚合反应,可以进一步防止电压保持率(VHR)的降低。
[0208] 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。
[0209] 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。
[0210] 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。
[0211] (合成例)
[0212] 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。
[0213] 如下述化学反应式⑶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°C。向其中以10分钟滴加将甲基丙烯酸酐4. 84g 溶解于THF5ml中而成的溶液。在滴加后,搅拌2小时,添加1%HC1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。
[0214][化 10]
[0215]
[0216] 所获得的化合物的1H-NMR(400MHz)的分析结果如下所示。1H-NMR(⑶Cl3,ppm): S=2.16(s,3H,甲基)、2.17(s,3H,甲基)、5.57(s,lH,乙烯基)、5.88(s,lH,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)
[0217] 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。
[0218](评价试验1)
[0219] 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。
[0220] 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°C下进行5分钟预烘烤,继 续在200°C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 °C下进行加热,而对密封材料实 施正式硬化。
[0221] 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。
[0222] [化 11]
[0223]
[0224] 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 物整体成为〇. 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。
[0225][化 12]
[0226]
[0227] 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)。
[0228] 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°C、湿度 90%的环境下放置1000小时而进行。
[0229] 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 保持尚显不品质的液晶显不装置。
[0230] 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。
[0231] 残留DC电压是对液晶单元施加IV的直流偏移电压10小时,并通过闪烁消除法 (flickereliminationmethod)而进行测定。
[0232] 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。
[0233] [表1]
[0234]
[0235] 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。
[0236] 对以上结果进行研宄,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。
[0237] 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。
[0238] 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。
[0239](评价试验2)
[0240] 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。
[0241] 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。
[0242] 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 物整体成为〇. 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。
[0243] 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。
[0244][化 13]
[0245]

[0250] 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。
[0251] 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。
[0252][表 2]
[0253]
[0254] 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。
[0255] 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。
[0256] 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。
[0257](评价试验3)
[0258] 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。
[0259] 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。
[0260] 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。
[0261] 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。
[0262] 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。
[0263] [表 3]
[0264]
[0265] 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。
[0266] 对以上结果进行研宄,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。
[0267] 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。
[0268] 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。
[0269] (评价试验4)
[0270] 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。
[0271] 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%
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