CN107407842B

CN107407842B - 液晶显示装置

Info

Publication number: CN107407842B
Application number: CN201680016591.9A
Authority: CN
Inventors: 水崎真伸
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2015-03-18
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2021-03-23
Anticipated expiration: 2036-03-11
Also published as: US10754198B2; US20180113337A1; CN107407842A; WO2016148041A1

Abstract

本发明提供一种使用光配向膜长期地维持良好的电压保持率、且防止了显示画面上产生残像及斑点的液晶显示装置。本发明的液晶显示装置具有有源矩阵型液晶面板及背光源，所述液晶面板具有：液晶层；一对基板，夹持所述液晶层；及配向膜，分别配置在所述一对基板的所述液晶层侧的表面；所述配向膜是由表现出光配向性的材料形成的光配向膜，且，在所述液晶层侧具有羧基，所述液晶层含有液晶材料、及选自由苯醌衍生物及蒽醌衍生物组成的群的至少一种醌衍生物。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置。更详细而言，涉及一种利用配向膜来控制液晶分子的配向的液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置是利用液晶组合物来进行显示的显示装置，其代表性的显示方式是，从背光源对于在一对基板间封入液晶组合物的液晶面板照射光，对液晶组合物施加电压而改变液晶分子的配向，由此，控制透过液晶面板的光量。这种液晶显示装置具有薄型、轻量及耗电低的特长，所以用于智能手机、平板PC、导航设备等电子设备中。近年来，在智能手机等用途中，像素向高精细化发展，随之，液晶面板内所设的配线、黑矩阵的数量或面积有增加的倾向。

液晶显示装置中，一般而言，处于未施加电压的状态下的液晶分子的配向是由经过配向处理的配向膜控制。作为配向处理的方法，目前广泛采用利用辊等摩擦配向膜表面的摩擦法。然而，因液晶面板内所设的配线、黑矩阵的数量或面积增加，所以，液晶面板内的基板表面上容易产生段差。如果基板表面存在段差，则有时无法利用摩擦法对段差附近恰当地进行摩擦。如果配向处理不均一，则会令液晶显示装置的对比度比降低。

对此，近年来，作为代替摩擦法的配向处理的方法，研究开发了对配向膜表面照射光的光配向法。根据光配向法，可不接触配向膜的表面地实施配向处理，所以，即便基板表面上存在段差，配向处理也不易产生不均匀，具有可在基板的整个面实现良好的液晶配向的优点。

而且，液晶面板内所设的配线、黑矩阵的数量或面积的增加还会令可用于显示的开口部的面积比例(开口率)降低。开口率的降低直接导致能透过液晶面板的光量减少，所以，为了维持对比度比等液晶显示装置的显示性能，在大幅提高背光源的亮度方面进行了研究。

另一方面，关于液晶显示装置中采用的液晶组合物，要求能够耐液晶显示装置的制造步骤中的负荷，且为了能使所制造的液晶显示装置长期发挥稳定的特性，还要求提高其稳定性。例如，专利文献1中揭示了如下内容：通过向液晶组合物中添加受阻胺型光稳定剂，来抑制因加热及暴露在紫外线中引起的液晶组合物的分解，改善液晶显示装置的可靠性、尤其是电压保持率的随着时间的变化。而且，专利文献2中揭示了如下内容：通过向具有负的介电常数各向异性的液晶化合物中添加1种或2种以上的酚类抗氧化剂，获得电压保持率高、对热及光稳定的液晶组合物。

现有技术文献

专利文件

[专利文献1]日本专利特开2012-224632号公报

[专利文献2]国际公开第2013/187373号

发明内容

本发明所要解决的技术问题

如上文所述，可知，对应于像素的高精细化，开始谋求光配向法的利用、或背光源的高亮度化，但结果，在液晶面板的画面的端部、或方格图案显示的端部容易产生斑点(不均匀)。另外，方格图案显示的端部的不良状况会作为残像被感测到。而且，还可知，为了扩大液晶面板上画面的比例，倾向于缩小贴合基板的密封材的宽度，液晶面板周围容易产生斑点。

本发明者经过反复研究后认为上文所述的残像及斑点是在以下流程中产生。

(1)自由基产生

通过对液晶面板照射背光源的光(能量：hν)，如下式(A-I)所示，光配向膜中所含的光官能团被激发，因光官能团开裂而产生自由基。尤其是在使用了高亮度化的背光源的情况下，自由基的产生变得明显。

[化1]

PAL:光配向膜中的光官能团

RAL:由光配向膜产生的自由基

(2-1)生成第一离子

光配向膜中产生的自由基溶出到液晶层，溶出的自由基离子化。

(2-2)生成第二离子

光配向膜中产生的自由基溶出到液晶层，自由基从光官能团转移到液晶分子，液晶分子离子化。

(2-3)生成第三离子

利用从液晶面板外部侵入的水分使中性杂质离子化。

(3)电压保持率的降低

液晶层中的离子积存在液晶面板的画面的端部、或方格图案显示的端部，该部分的电压保持率(VHR)降低，由此产生上文所述的残像及斑点。

另外，如上文所述，以往的液晶组合物也有添加了抗氧化剂、光稳定剂等添加物的情况，但这些添加物并不用于在使用光配向膜的情况下解决特有的不良状况。也就是说，液晶显示装置中，存在如下情况：氧从外部侵入到液晶面板内，如果液晶材料被氧化，那么由于氧化物会产生显示的残像或斑点。为了防止这种情况，以往，在液晶组合物中添加了具有在存在氧的条件下由于光或热的影响而产生的氧化物中使氧脱离的功能的抗氧化剂等。然而，在从光配向膜产生自由基，且该自由基与抗氧化剂反应的情况下，抗氧化剂被消耗，所以抗氧化剂无法发挥本来的作用，液晶分子或配向膜会氧化。由此产生的氧化物也会离子化，这是引起VHR降低的原因。而且，由聚酰胺酸等形成的配向膜具有羧基，光稳定剂中有与露出于液晶层侧的羧基反应且产生离子性杂质的情况。这种离子性杂质也是引起VHR降低的原因。

本发明是鉴于所述现状而完成的，其目的在于提供一种使用光配向膜长期地维持良好的电压保持率、且防止了显示画面上产生残像及斑点的液晶显示装置。

解决问题的手段

本发明者着眼于在具有光配向膜的液晶显示装置中，液晶面板的画面的端部、及方格图案显示的端部的电压保持率降低，由此令显示画面上产生残像及斑点这样的不良状况。因此，本发明者进行了深入研究，结果首次发现不良状况的原因在于：由于暴露于背光源的光下，使光配向膜中产生自由基，该自由基溶出到液晶层中。并且，本发明者进一步反复研究后发现：苯醌衍生物及蒽醌衍生物不仅是与自由基的反应性高，而且与配向膜等部件之间不会生成离子性杂质。而且，苯醌衍生物及蒽醌衍生物与存在于配向膜表面的羧基、密封材中所含的羟基、硅烷偶联剂等的亲和性高，所以，偏向于配向膜及密封剂附近，能更有效地捕捉从外部侵入的水分。进而，苯醌衍生物及蒽醌衍生物同时具有抗氧化功能，所以即便不添加抗氧化剂，也能抑制液晶材料等的氧化。由此想到，通过使液晶层中含有选自由苯醌衍生物及蒽醌衍生物组成的群中的至少一种醌衍生物作为自由基捕捉剂，能彻底解决所述问题，从而可完成本发明。

也就是说，本发明的一形态可为一种液晶显示装置，具有有源矩阵型液晶面板及背光源；所述液晶面板具有：液晶层；一对基板，夹持所述液晶层；及配向膜，分别配置在所述一对基板的所述液晶层侧的表面；所述配向膜是由表现出光配向性的材料形成的光配向膜，且，在所述液晶层侧具有羧基，所述液晶层含有液晶材料、及选自由苯醌衍生物及蒽醌衍生物组成的群的至少一种醌衍生物。

发明效果

根据本发明的液晶显示装置，因具有上文所述的构成，所以能够利用选自由苯醌衍生物及蒽醌衍生物组成的群的至少一种醌衍生物使溶出到液晶层中的自由基失活，还能够捕捉从外部侵入的水分，因此，能防止电压保持率降低。由此，能够使用光配向膜长期地维持良好的电压保持率，能防止显示画面上产生残像及斑点。

附图说明

图1是示意性地表示本实施方式的液晶显示装置的截面图。

图2是说明利用苯醌衍生物来使由光配向膜产生的自由基失活的反应机制的图。

图3是说明苯醌衍生物与水分子的反应的图。

图4是说明苯醌衍生物的抗氧化作用的图。

图5是说明本发明中的酚类抗氧化剂的作用的图。

图6是说明酚类抗氧化剂与光配向膜的反应的图。

具体实施方式

以下，说明本发明的实施方式。本发明并不限于以下实施方式中记载的内容，可在充分满足本发明的构成的范围内适当进行设计变更。

图1是示意性表示本实施方式的液晶显示装置的截面图。本实施方式的液晶显示装置具有有源矩阵型液晶面板20及背光源10，所述液晶面板20具有：液晶层23；一对基板21，夹持所述液晶层23；及配向膜22，分别配置在所述一对基板21的所述液晶层23侧的表面；所述配向膜22是由具有光配向性的材料形成的光配向膜，所述液晶层23含有液晶材料及醌衍生物30。密封材24是以包围液晶层23的周围的方式设置。图1中，醌衍生物30是选自由苯醌衍生物及蒽醌衍生物组成的群的至少一种醌衍生物。

作为有源矩阵型液晶面板20，只要具有液晶层23、夹持所述液晶层23的一对基板21、及分别配置在所述一对基板21的液晶层23侧的表面的配向膜22即可，可使用采用有源矩阵型显示方式的通常的液晶面板。有源矩阵型显示方式中，通常，当各像素内所设的薄膜晶体管(TFT)等有源元件导通时，信号电压通过TFT而施加到电极，且在有源元件为关闭的期间内保持此时被充电到像素的电荷。电压保持率(VHR：Voltage Holding Ratio)表示在1帧期间(例如，16.7ms)内保持所充电的电荷的比例。也就是说，VHR低意味着施加于液晶层的电压容易随时间而衰减，在有源矩阵型显示方式中，要求提高VHR。

作为一对基板21，可列举例如有源矩阵基板(TFT基板)及彩色滤光片基板(CF基板)的组合。作为有源矩阵基板，可使用液晶显示装置领域中通常使用的类型。作为俯视有源矩阵基板时的构成，可列举如下构成：在透明基板上设有多根平行的栅极信号线；在与栅极信号线正交的方向上延伸，且彼此平行地形成的多根源极信号线；对应于栅极信号线与源极信号线的交点而配置的TFT等有源元件；呈矩阵状配置在由栅极信号线与源极信号线划分的区域内的像素电极等。在水平配向模式下，TFT基板上还设有公共布线、及连接于公共布线的对向电极等。作为所述TFT，适宜采用利用氧化物半导体形成沟道的类型。作为所述氧化物半导体，可使用例如由铟(In)、镓(Ga)、锌(Zn)及氧(O)构成的化合物(In-Ga-Zn-O)、由铟(In)、锡(Tin)、锌(Zn)及氧(O)构成的化合物(In-Tin-Zn-O)、或由铟(In)、铝(Al)、锌(Zn)及氧(O)构成的化合物(In-Al-Zn-O)等。

作为所述彩色滤光片基板，可使用液晶显示装置的领域中通常使用的类型。作为彩色滤光片基板的构成，可列举在透明基板上设置有形成为格子状的黑矩阵、及形成在格子即像素的内侧的彩色滤光片等的构成。在垂直配向模式下，彩色滤光片基板上还设有公共布线、及连接于公共布线的公共电极等。

另外，就一对基板21而言，可在一侧基板上形成彩色滤光片及有源矩阵这两者。

而且，在一对基板21与液晶层23之间介置有配向膜22。配向膜22具有对液晶层23中的液晶分子的配向进行控制的功能，当对液晶层23的施加电压低于阈值电压(包括未施加电压)时，主要利用配向膜22的功能来控制液晶层23中的液晶分子的配向。在此状态下，液晶分子的长轴相对于一对基板21的表面而形成的角度被称为“预倾角”。另外，本说明书中的“预倾角”表示液晶分子相对于平行于基板面的方向的倾斜角度，平行于基板面的角度为0°，基板面的法线的角度为90°。

由配向膜22赋予的液晶分子的预倾角的大小并无特别限制，配向膜22可为水平配向膜，也可为垂直配向膜。当显示模式为边缘场开关(FFS：Fringe Field Switching)模式、面内开关(IPS：In-Plane Switching)模式等水平配向模式时，优选水平配向膜。当为水平配向膜时，预倾角优选实质上为0°(例如，小于10°)，从获得长期地维持良好的对比度特性的效果的观点出发，更优选0°。尤其是在FFS模式或IPS模式下，从视角特性的观点出发，预倾角也优选0°，但当显示模式为扭转向列(TN：Twisted Nematic)模式时，因模式上的制约，预倾角例如设定为约2°。另一方面，当显示模式为四畴反向扭曲向列(4D-RTN：4-DomainReverse Twisted Nematic)模式、4D-PSA(4-Domain Polymer Sustained Alignment)模式、FB-PSA(Fish Bone Polymer Sustained Alignment)模式等垂直配向模式时，优选垂直配向膜。当为垂直配向膜时，预倾角优选实质上为90°。尤其是在4D-RTN模式、4D-PSA模式下，预倾角优选设定为85.0°～89.7°。

配向膜22是由表现出光配向性的材料形成的光配向膜。所谓表现出光配向性的材料，是指所有的、通过照射紫外光、可见光等光(电磁波)而产生结构变化、且体现出限制其附近存在的液晶分子的配向的性质(配向限制力)的材料、或配向限制力的大小及/或方向发生变化的材料。

作为表现出光配向性的材料，可列举例如包含通过光照射而发生二聚化(形成二聚物)、异构化、光弗里斯重排、分解等反应的光反应部位的材料。作为通过光照射而二聚化及异构化的光反应部位(官能团)，适宜使用例如下式(B-1)所示的肉桂酸酯、下式(B-2-1)所示的4-查耳酮、下式(B-2-2)所示的4'-查耳酮、下式(B-3)所示的香豆素、下式(B-4)所示的茋。另外，下式(B-1-I)表示肉桂酸酯的异构化反应及二聚化反应。

[化2]

[化3]

而且，作为通过光照射而异构化的光反应部位(官能团)，适宜使用例如偶氮苯。下式(B-5-1)中表示偶氮苯的反式体，下式(B-5-2)中表示偶氮苯的顺式体。

[化4]

作为通过光照射而进行光弗里斯重排的光反应部位，适宜使用例如下式(B-6)所示的酚酯结构。酚酯结构如下式(B-6-I)所示进行光弗里斯重排。

[化5]

[化6]

作为通过光照射而分解的光反应部位，适宜使用例如环丁烷结构。作为包含环丁烷结构的光配向膜，可列举例如使下式(B-7-1)所示的具有环丁烷结构的酸酐与下式(B-7-2)所示的二胺化合物作为单体进行共聚而得的聚合物。另外，下式(B-7-1)所示的环丁烷结构中的氢原子也可被其他原子或官能团取代。

[化7]

如果所述式(B-7-1)所示的具有环丁烷结构的酸酐与所述式(B-7-2)所示的二胺化合物反应，则如下式(B-7-I)所示形成聚酰胺酸。如果对光配向膜进行加热，则如下式(B-7-II)所示形成聚酰亚胺。所得的光配向膜中混合有下式(B-7-I)所示的聚酰胺酸单元、及下式(B-7-II)所示的聚酰亚胺单元。而且，如果受到光照射，则下式(B-7-II)所示的聚合物如下式(B-7-III)所示，环丁烷结构开环，表现出光配向性。

[化8]

所述配向膜22的液晶层侧具有羧基。所述配向膜22是通过例如使所述式(B-7-1)所示的具有环丁烷结构的酸酐与所述式(B-7-2)所示的二胺缩合聚合而获得。当使这些材料缩合聚合而形成配向膜时，由于混合有聚酰胺酸单元与聚酰亚胺单元，因此在配向膜的液晶层侧露出羧基。羧基与密封材中的环氧树脂、硅烷偶联剂等的亲和性高，能提高配向膜与密封材的密接强度，另一方面，当液晶组合物中含有可与酸反应的化合物时，该化合物会与羧基反应且产生离子性杂质，从而有可能会生成自由基。然而，所述苯醌衍生物及蒽醌衍生物不会与羧基等酸反应，所以，苯醌衍生物及蒽醌衍生物自身不会离子化而能捕捉自由基。

而且，本实施方式中，也可采用聚合物稳定配向(PSA：Polymer SustainedAlignment)技术。PSA技术中，将含有光聚合性单体的液晶组合物封入一对基板21间，之后，向液晶层23照射光而使光聚合性单体聚合，由此，在配向膜22表面形成聚合体(聚合物)，利用该聚合体使液晶的初始倾斜(预倾斜)固定化。

作为应用PSA技术的示例，可列举例如在配向膜22的液晶层23侧的表面具有包含使下式(C)表示的光聚合性单体聚合而得的聚合物的层的形态。

A1-Y-A2 (C)

(式中，Y表示包含至少1个苯环及/或缩合苯环的结构，所述苯环及所述缩合苯环中的氢原子也可被卤素原子取代，A1及A2中的至少一方表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，A1及A2直接与所述苯环或所述缩合苯环键合。)

所述式(C)中的骨架Y优选由下式(C-1)、(C-2)或(C-3)表示的结构。另外，下式(C-1)、(C-2)及(C-3)中的氢原子也可分别独立地被卤素原子取代。

[化9]

作为由所述式(C)表示的光聚合性单体的具体例，可列举例如下式(C-1-1)、(C-1-2)、(C-3-1)。

[化10]

本实施方式中，液晶层23含有液晶材料及醌衍生物30。醌衍生物30是选自由下文叙述的下式(F-1)及(F-2)表示的苯醌衍生物以及下式(G-1)及(G-2)表示的蒽醌衍生物组成的群的至少一种醌衍生物。

＜液晶材料＞

液晶材料可以为下式(P)定义的介电常数各向异性(Δε)具有负值的液晶材料，也可以为该介电常数各向异性(Δε)具有正值的液晶材料。也就是说，液晶材料可具有负的介电常数各向异性，也可具有正的介电常数各向异性。作为具有负的介电常数各向异性的液晶材料，可使用例如Δε为-1～-20的液晶材料。作为具有正的介电常数各向异性的液晶材料，可使用例如Δε为1～20的液晶材料。

Δε＝(长轴方向的介电常数)-(短轴方向的介电常数)(P)

另外，在未添加自由基捕捉剂的以往的液晶显示装置中，使用具有负的介电各向异性的液晶材料时，与使用具有正的介电常数各向异性的液晶材料时相比，有残像及斑点的不良状况更明显地显现的倾向。可推断其原因在于：具有负的介电各向异性的液晶材料中，在短轴方向上存在大的极化，因此，已离子化时的VHR降低的影响变大。也就是说，本发明中使用的苯醌衍生物及蒽醌衍生物在将具有负的介电各向异性的液晶材料与光配向膜组合而成的***中发挥大的效果。

液晶材料的至少一成分优选具有烯基结构的化合物。作为具有烯基结构的化合物，可列举例如下式(D-1)、(D-2)或(D-3)表示的化合物。

[化11]

(式中，m、n为相同或不同的整数，优选1～6。)

作为所述式(D-1)表示的具有烯基结构的化合物的具体例，可列举例如下式(D-1-1)。

[化12]

具有烯基结构的化合物可降低液晶材料的粘度。因此，因液晶材料的至少一成分为具有烯基结构的化合物，所以就具有正或负的任一种介电各向异性的液晶材料而言，能改善响应速度。另一方面，烯基部位的双键容易受到自由基的攻击，因此认为，尤其是在与光配向膜的组合中，容易成为VHR降低的重要因素。

液晶材料的至少一成分优选含有烷氧基结构的化合物。作为含有烷氧基结构的化合物，可列举例如下式(E-1)、(E-2)、(E-3)、(E-4)或(E-5)表示的化合物。

[化13]

(式中，m、n为相同或不同的整数，优选1～7。)

作为由所述式(E-3)表示的含有烷氧基结构的化合物的具体例，可列举例如下式(E-3-1)表示的化合物。

[化14]

＜苯醌衍生物及蒽醌衍生物＞

苯醌衍生物及蒽醌衍生物作为自由基捕捉剂发挥作用。苯醌衍生物及蒽醌衍生物与由光配向膜产生的配向膜自由基、或该配向膜自由基转移到液晶中的液晶自由基高效地反应，使配向膜自由基或液晶自由基失活。而且，与配向膜等部件间不生成离子性杂质，能捕捉自由基。进而，能捕捉从外部侵入的水分，所以，也能抑制因从液晶面板外部侵入的水分使中性杂质离子化的情况。利用这些作用，能抑制液晶显示装置的VHR的降低，能防止画面上产生斑点及残像。

图2是说明利用苯醌衍生物使由光配向膜产生的自由基失活的反应机制的图。如图2的式(A-I)所示，光配向膜中的光官能团P_AL是通过照射光(能量：hν)而被激发，且产生配向膜自由基R_AL。如图2的式(A-II)所示，添加到构成液晶层23的液晶材料中的苯醌衍生物能够选择性地与配向膜自由基R_AL反应，使配向膜自由基R_AL失活。然而，苯醌衍生物自身是通过羰基与配向膜自由基R_AL反应而生成新的自由基(-O·)。如图2的式(A-III)所示，新的自由基(-O·)会与其他配向膜自由基R_AL键合，所以由苯醌衍生物产生的自由基及配向膜自由基R_AL均会消失。苯醌衍生物能利用一个苯醌骨架捕捉两个自由基，因此自由基捕捉效率高。如以上所述，在添加了苯醌衍生物的***中，按照式(A-I)→式(A-II)→式(A-III)的顺序进行反应。式(A-II)及式(A-III)的反应分别为可逆反应，反复进行自由基的捕捉与放出的循环，因此能阻碍由自由基发生的离子化。结果，苯醌衍生物能够不减少而持续地使产生的自由基失活，能够长期地持续阻碍由自由基产生离子。也就是说，利用苯醌衍生物，能够以少的添加量来长期地抑制因暴露于背光源光而导致的VHR降低。

图3是说明苯醌衍生物与水分子的反应的图。如图3所示，苯醌衍生物中的两个羰基的氧原子与两个水分子可形成氢键。而且，苯醌衍生物与配向膜表面上存在的羧基、密封材中所含的羟基、硅烷偶联剂等的亲和性高，且偏向于配向膜及密封材附近，所以能有效地捕捉从外部侵入的水分。因此，即便密封材的宽度变窄，也能防止液晶面板周围出现斑点。

图4是说明苯醌衍生物的抗氧化作用的图。图4中的R表示液晶材料、配向膜、密封材中所含的烷基等。如图4的式(I-I)所示，如果氧侵入液晶面板，施加光能或热能，则液晶材料、配向膜、密封材中所含的烷基(R)等被氧化，产生氧化物质(ROOH)。由该氧化物质产生自由基，在不存在抗氧化剂或自由基捕捉剂的条件下，自由基离子化。当液晶材料被氧化且被离子化时，在液晶层23中产生离子。而且，当配向膜或密封剂被氧化时，从构成配向膜或密封剂的聚合物解离的氧化物质会被离子化且溶出到液晶层23中，所以，在液晶层23中会产生离子。因此，因液晶层23中的离子而引起VHR降低。另一方面，如果添加苯醌衍生物，则利用苯醌衍生物与氧化前的烷基(R)的反应(式(I-II))、及苯醌衍生物与氧化物质(ROOH)的反应(式(I-III))，使得在自由基离子化前，抗氧化剂与自由基反应，且能防止因液晶材料、光配向膜及密封材氧化而产生离子。图4的式(I-II)或(I-III)的任一情况下，苯醌衍生物都可利用一个苯醌骨架捕捉两个自由基。而且，一个苯醌骨架捕捉的两个自由基的捕捉概率相等，所以如图4的式(I-II)所示，能捕捉因RH开裂而形成的两个自由基(-R·及·H-)这两者。因此，能有效抑制液晶材料、配向膜、密封材等部件的氧化、及由氧化物产生离子。因此，通过向液晶材料中添加苯醌衍生物，即便不添加抗氧化剂，也能抑制因氧化导致的离子的产生及VHR的降低。另外，即便另外向液晶材料中添加抗氧化剂，也没有什么问题。

另外，图2～4中是以下式(F-1)表示的苯醌衍生物为例进行说明，但下式(F-2)表示的苯醌衍生物、及下式(G-1)及(G-2)表示的蒽醌衍生物也可获得同样的效果。因此，通过使液晶层23含有选自由下式(F-1)及(F-2)表示的苯醌衍生物、以及下式(G-1)及(G-2)表示的蒽醌衍生物组成的群的至少一种醌衍生物，能抑制VHR降低，且能防止产生斑点及残像。

另外，作为通过使用选自由苯醌衍生物及蒽醌衍生物组成的群的至少一种醌衍生物、而能大幅抑制液晶层23中离子的产生的效果，是能将驱动液晶显示装置时的帧期间设定得长。也就是说，可进行液晶显示装置的低频驱动，结果，能将功耗抑制得较低。

苯醌衍生物是下式(F-1)或(F-2)表示的化合物。

[化15]

(式中，X及Y表示一价的有机基团。)

所述式(F-1)或(F-2)表示的苯醌衍生物也可包含一分子中具有两个苯醌骨架的化合物，可列举例如下式(F-1-1)、(F-1-2)、(F-1-3)、(F-1-4)、(F-1-5)或(F-1-6)表示的化合物。

[化16]

(式中，n表示2～18的偶数。)

作为所述式(F-1-1)表示的一分子中具有两个苯醌骨架的苯醌衍生物的具体例，可列举例如下式(F-1-1-1)表示的化合物。

[化17]

所述式(F-1)或(F-2)表示的苯醌衍生物也可包含一分子中具有一个苯醌骨架的化合物，作为所述式(F-1)表示的苯醌衍生物的具体例，可列举例如下式(F-1-7)、(F-1-8)、(F-1-9)或(F-1-10)表示的化合物，作为所述式(F-2)表示的苯醌衍生物的具体例，可列举例如下式(F-2-1)、(F-2-2)、(F-2-3)、(F-2-4)或(F-2-5)表示的化合物。

[化18]

(式中，m表示1～18的整数。)

[化19]

(式中，m及p分别独立地表示1～18的整数。)

作为所述式(F-2-3)表示的一分子中具有一个苯醌骨架的苯醌衍生物的具体例，可列举例如下式(F-2-3-1)表示的化合物。

[化20]

蒽醌衍生物是下式(G-1)或(G-2)表示的化合物。

[化21]

(式中，X及Y表示一价的有机基团。)

所述式(G-1)或(G-2)表示的蒽醌衍生物也可包含一分子中具有两个蒽醌骨架的化合物，可列举例如下式(G-1-1)、(G-1-2)、(G-1-3)、(G-1-4)、(G-1-5)或(G-1-6)表示的化合物。

[化22]

(式中，n表示2～18的偶数。)

作为所述式(G-1-1)表示的一分子中具有两个蒽醌骨架的蒽醌衍生物的具体例，可列举例如下式(G-1-1-1)表示的化合物。

[化23]

所述式(G-1)或(G-2)表示的蒽醌衍生物也可包含一分子中具有一个蒽醌骨架的化合物，作为所述式(G-1)表示的蒽醌衍生物的具体例，可列举例如下式(G-1-7)、(G-1-8)、(G-1-9)或(G-1-10)表示的化合物，作为所述式(G-2)表示的蒽醌衍生物的具体例，可列举例如下式(G-2-1)、(G-2-2)、(G-2-3)、(G-2-4)或(G-2-5)表示的化合物。

[化24]

(式中，m表示1～18的整数。)

[化25]

(式中，m及p分别独立地表示1018的整数。)

作为所述式(G-2-3)表示的一分子中具有一个蒽醌骨架的蒽醌衍生物的具体例，可列举例如下式(G-2-3-1)表示的化合物。

[化26]

苯醌衍生物或蒽醌衍生物的浓度优选1ppm以上，5000ppm以下。只要在此范围内，则能充分使由光配向膜产生的自由基失活，尤其充分获得抑制VHR降低的效果。另外，苯醌衍生物及蒽醌衍生物可稳定地存在，因此，如果苯醌衍生物及蒽醌衍生物的浓度过高，则液晶配向性可能不理想。因此，为了抑制苯醌衍生物或蒽醌衍生物的浓度，也可不添加下文叙述的抗氧化剂。苯醌衍生物或蒽醌衍生物的浓度的更优选的上限为500ppm，更优选的上限为250ppm。另外，当同时使用选自由苯醌衍生物及蒽醌衍生物组成的群的两种以上的衍生物时，两种以上的衍生物的合计浓度优选为所述浓度范围。

＜抗氧化剂＞

苯醌衍生物及蒽醌衍生物同时具有抗氧化功能，因此，即便不添加抗氧化剂，也能抑制液晶材料等的氧化，但也可向液晶层23添加抗氧化剂。作为抗氧化剂，可使用例如下式(H)表示的酚类抗氧化剂。而且，液晶层23也可含有酚类抗氧化剂以外的其他抗氧化剂。

[化27]

(式中，X表示一价的有机基团。)

图5是说明本发明中的酚类抗氧化剂的作用的图。图5中的R表示液晶材料、配向膜、密封材中所含的烷基等。如图4的式(I-I)所示，如果氧侵入液晶面板，施加光能或热能，则液晶材料、配向膜、密封材中所含的烷基(R)等被氧化，产生氧化物质(ROOH)，且由该氧化物质产生自由基。通过添加抗氧化剂，如图5的式(J-I)及(J-II)所示，在自由基离子化前，抗氧化剂与自由基反应，能够防止因液晶材料、光配向膜及密封材的氧化而产生离子。而且，在图5的式(J-I)及(J-II)所示的循环中，抗氧化剂的量未减少，因此能长期地防止自由基的离子化。

如图5所示，抗氧化剂具有通过反复进行氢基的脱离→加成→脱离这一循环而使氧化物中的氧脱离(还原)的功能，能长期地抑制因氧化导致的劣化(分解或离子化)。然而，存在抗氧化剂因抗氧化剂与光配向膜间的反应等而被消耗的情况。图6是说明酚类抗氧化剂与光配向膜的反应的图。如图6的式(K-I)所示，当对光配向膜照射背光源的紫外光时，作为光官能团的肉桂酸酯基开裂而产生自由基(-CO·及-O·)。接着，如图6的式(K-II)所示，所产生的自由基与抗氧化剂反应，由此使抗氧化剂自身自由基化。此处，如图6的式(K-III)所示，存在被自由基化的抗氧化剂与因肉桂酸酯基开裂而产生的光配向膜侧的自由基键合的情况。在式(K-III)的情况下，与光配向膜侧链的自由基键合的抗氧化剂无法重新恢复为抗氧化剂，因此，液晶层23中的抗氧化剂的量逐渐减少。这样，如果抗氧化剂长期地持续消耗，则可能无法充分防止液晶层23或光配向膜的氧化。另外，图6的式(K-I)中，表示配向膜的主链侧为碳原子时(-COO-)，但当配向膜的主链侧为氧原子时(-OCO-)也同样如此。而且，图6中，是以肉桂酸酯基为例进行说明，但可知，当使用偶氮苯基等其他光官能团时也同样会引起抗氧化剂的消耗。与此相对，本实施方式中，通过与选自由苯醌衍生物及蒽醌衍生物组成的群的至少一种醌衍生物组合地使用抗氧化剂，而防止抗氧化剂被消耗。关于自由基捕捉剂，不论是否是氧化物，都具有捕捉配向膜或液晶中的自由基的功能，通过重复进行自由基的捕捉与放出而防止自由基的离子化。认为，利用与自由基的反应性比抗氧化剂更高的苯醌衍生物及蒽醌衍生物持续捕捉光配向膜或液晶中的自由基，由此，能抑制抗氧化剂被消耗的反应，从而持续维持抗氧化功能。

作为所述式(H)表示的抗氧化剂的具体例，可列举例如下式(H-1)、(H-2)或(H-3)表示的抗氧化剂，更具体而言，可列举下式(H-1-1)。

[化28]

(式中，n是整数，优选3～20。)

[化29]

作为所述式(H)表示的酚类抗氧化剂的其他具体例，可列举例如下式(H-a)、(H-b)、(H-c)、(H-d)、(H-e)或(H-f)表示的化合物。

[化30]

抗氧化剂的浓度优选1ppm以上，10重量％以下。只要在此范围内，则能防止从外部侵入液晶面板内的氧使液晶材料氧化，所以能防止因氧化物引起的显示上的残像及斑点。而且，不会妨碍苯醌衍生物及蒽醌衍生物的效果，且还能利用抗氧化剂使由光配向膜产生的自由基的一部分失活，且能抑制VHR的降低。浓度的更优选的下限为10ppm，更优选的上限为5重量％，更优选的上限为1重量％。

所述液晶面板的配向模式并无特别限制，可使用例如FFS模式、IPS模式等水平配向模式；4D-RTN模式、4D-PSA模式、FB-PSA模式等垂直配向模式；TN模式。

当所述液晶面板的配向模式为水平配向模式时，容易由光配向膜产生自由基，因此，可明显获得添加有选自由苯醌衍生物及蒽醌衍生物组成的群的至少一种醌衍生物的效果。也就是说，在垂直配向模式的光配向处理(偏振UV照射)中，仅使预倾角相对于90°略微倾斜即可，但在水平配向模式的光配向处理中，须以更高的精度控制液晶配向的方位(基板面内的方向)。因此，水平配向模式的光配向处理中的照射量通常比垂直配向模式中的大一个数量级以上，容易利用副反应而产生比垂直配向模式更多的自由基。液晶层中所含的选自由苯醌衍生物及蒽醌衍生物组成的群的至少一种醌衍生物能够使在光配向处理时产生的自由基失活，因此，能有效地防止液晶面板完成后(液晶注入后)残留自由基。

FFS模式中，在至少一个基板21上设有包括面状电极、狭缝电极、及配置在面状电极与狭缝电极之间的绝缘膜的结构(FFS电极结构)，在邻接于基板21的液晶层23中形成倾斜电场(边缘电场)。通常，从液晶层23侧起，依序配置狭缝电极、绝缘膜、面状电极。作为狭缝电极，可使用例如具有其全周被电极包围的线状的开口部作为狭缝的电极，或是具有多个梳齿部、且配置在梳齿部间的线状的切口构成狭缝的梳型形状的电极。

IPS模式中，在至少一个基板21上设有一对梳形电极，在邻接于基板21的液晶层23中形成有横向电场。作为一对梳形电极，例如可使用分别具有多个梳齿部、且以梳齿部彼此啮合的方式配置的电极对。

4D-RTN模式中，在一个基板21上设有像素电极，在另一基板21上设有公共电极，在邻接于基板21的液晶层23中形成有纵向电场。一对基板21具有垂直配向膜，且以配向处理方向彼此正交的方式配置。4D-RTN模式中，在一个像素内可规定彼此不同的4个配向方向，因此具有优良的视角特性。另一方面，因须高精度地控制预倾角，所以适宜使用光配向处理。

本实施方式的液晶面板20通常由以包围液晶层23周围的方式设置的密封材24将一对基板21彼此贴合，将液晶层23保持在特定的区域。作为密封材24，可使用例如含有无机填料或有机填料及硬化剂的环氧树脂等，也可还含有硅烷偶联剂。

而且，也可在一对基板21的与液晶层23相反的一侧分别配置偏光板(线性偏振片)。作为偏光板，典型的可列举，使聚乙烯醇(PVA)膜中吸附配向具有二色性的碘络合物等各向异性材料的偏光板。通常，在PVA膜的双面层压三醋酸纤维素膜等保护膜而供实用。而且，在偏光板与一对基板21之间，也可配置相位差膜等光学膜。

如图1所示，本实施方式的液晶显示装置中，背光源10配置在液晶面板的背面侧。具有此种构成的液晶显示装置一般被称为透过型液晶显示装置。作为背光源10，只要能发出含有可见光的光则无特别限制，可为发出仅含有可见光的光的类型，也可为发出含有可见光及紫外光这两者的光的类型。为了能够使液晶显示装置进行彩色显示，适宜使用发出白色光的背光源10。作为背光源10的种类，适宜使用例如发光二极管(LED)。另外，本说明书中，“可见光”是指波长380nm以上且小于800nm的光(电磁波)。

另外，本发明的特征在于：利用选自由苯醌衍生物及蒽醌衍生物组成的群的至少一种醌衍生物，使因暴露在背光源10的光中而由光配向膜产生的自由基失活。因此，当背光源10的发光光谱的至少一部分与光配向膜的吸收光谱的至少一部分重叠时，能使苯醌衍生物及蒽醌衍生物有效地发挥功能。

本实施方式的液晶显示装置中除了液晶面板20及背光源10之外，还包括TCP(带载封装)、PCB(印刷配线基板)等外部电路；视角扩大膜、亮度提高膜等光学膜；边框(帧)等多个部件，还可利用部件而组装到其他部件。对于已说明的部件以外的部件并无特别限制，可使用液晶显示装置领域中通常使用的类型，因此省略说明。

以上，已说明了本发明的实施方式，但所说明的各个事项全部可适用于整个本发明。

以下，以实施例及比较例对本发明进行更详细的说明，但本发明并不限于这些实施例。

(实施例1)

按照以下方法，实际制作具有四畴反向扭曲向列模式(4D-RTN模式)的液晶面板的液晶显示装置。

首先，准备具有TFT、像素电极等的TFT基板、及具有黑矩阵、彩色滤光片、公共电极等的CF基板。并且，在TFT基板及CF基板各自的表面上涂布配向膜溶液。配向膜溶液的固体成分是以聚硅氧烷结构为主骨架、侧链含有作为光官能团的下式(B-1)所示的肉桂酸酯基的聚合物材料、及、聚酰胺酸。

[化31]

接着，为了使配向膜溶液中的溶剂挥发，以80℃对两基板加热。接着，作为正式烧结，以230℃对两基板加热。通过正式烧结，在聚酰胺酸结构的一部分发生酰亚胺化(脱水闭环反应)，形成聚酰亚胺结构。此后，作为光配向处理，对两基板的表面以22mJ/cm²的强度照射主波长313nm的线性偏振光。线性偏振光的偏振方向设定为相对于涂布有配向膜溶液的面倾斜40°。通过照射线性偏振光，在肉桂酸酯基中发生异构化反应及二聚化反应，表现出配向限制力。通过以上操作，获得在光照射下表现出充分的配向限制力的垂直配向膜。正式烧结后的膜厚为100nm。所得的配向膜是如下双层结构：在基板侧形成聚酰胺酸聚合的聚合物层，在其上形成由以所述聚硅氧烷结构为主骨架、侧链包含作为光官能团的所述式(B-1)所示的肉桂酸酯基的聚合物材料聚合而成的聚合物层。

接着，在TFT基板上滴下液晶组合物，利用点胶机在CF基板上描绘热·可见光同时使用密封材。并且，以配向处理方向彼此正交的方式将TFT基板与CF基板贴合，且将液晶组合物封入基板间。所述配向膜因聚酰胺酸的一部分露出表面，所以在液晶层侧具有羧基。贴合基板时，对显示区域进行遮光，进行曝光以使密封材硬化。密封材的宽度为1.0mm。

作为液晶组合物，使用在包含下式(D-1-1)的具有烯基结构的化合物的液晶材料中添加下式(F-1-1-1)的苯醌衍生物所得的物质。苯醌衍生物的浓度相对于液晶组合物的总量为200ppm。液晶材料具有负的介电各向异性(△ε＝-3.5)。

[化32]

[化33]

此后，以偏光轴为正交尼科尔关系的方式，在TFT基板的背面侧(背光源光的入射面侧)及CF基板的观察面侧(背光源光的出射面侧)粘贴一对偏光板，制作4D-RTN模式用的液晶面板。

接着，在液晶面板的背面侧安装具有白色LED的背光源，完成实施例1的液晶显示装置。

(比较例1)

向液晶组合物中添加苯醌衍生物，除此以外，与实施例1相同地制作4D-RTN模式用的液晶面板。

(比较例2)

代替通过光照射而表现出配向限制力的光配向膜，而形成通过摩擦处理来表现出配向限制力的摩擦配向膜，且在液晶组合物中未添加苯醌衍生物，除此以外，与实施例1相同地制作4D-RTN模式用的液晶面板。

比较例2中，作为配向膜溶液的固体成分，使用无光反应部位且在主链中含有聚酰胺酸结构的聚合物材料。而且，未实施光配向处理而实施了摩擦处理，在垂直于基板面的方式表现出配向限制力。

(评估试验1)

对实施例1及比较例1、2中制作的液晶面板，在点亮背光源(亮度8000cd/m²)的状态下通电1000小时。此时，液晶显示装置的画面上，在黑色背景上显示出白色方格图案。对于各液晶面板测定通电前(初始)及1000小时后的VHR。而且，当通电1000小时后，使画面整体进行64级灰度显示，目测观察各液晶面板的画面，确认有无斑点及残像。结果示于表1。

[表1]

根据表1可知，实施例1与比较例1的比较结果表示：通过向液晶材料添加苯醌衍生物，能抑制VHR的降低。而且，比较例1与比较例2的比较结果表示：比较例1中产生的明显的VHR的降低是因光配向膜引起。也就是说，可知，实施例1中确认的效果在苯醌衍生物与光配向膜的组合中表现得明显。而且，比较例1中，画面上发现斑点及残像。比较例2中虽然未发现斑点，但可观测到略微的残像。另一方面，在将苯醌衍生物添加到液晶材料中的实施例1中，未观察到斑点及残像。

而且，具有烯基结构的液晶成分可有效降低液晶材料的粘度。另一方面，烯基结构中所含的双键容易受到自由基的攻击，因此当与可能会成为自由基的产生源的光配向膜组合使用时，容易成为VHR降低的重要因素。实施例1中，通过将苯醌衍生物添加到液晶材料中，能有效地防止自由基向烯基结构攻击。另外，关于具有烯基结构的液晶成分，从改善液晶显示装置的响应速度的观点出发，不仅可对于具有负的介电各向异性的液晶材料进行添加，而且也可对于具有正的介电常数各向异性的液晶材料进行添加。

(实施例2)

与实施例1同样，实际制作具有4D-RTN模式用的液晶面板的液晶显示装置。配向膜溶液的固体成分使用与实施例1相同的类型。

在TFT基板及CF基板各自的表面上涂布配向膜溶液后，为了使配向膜溶液中的溶剂挥发，以80℃对两基板加热。接着，作为正式烧结，以230℃加热两基板。此后，作为光配向处理，对于两基板的表面以20mJ/cm²的强度照射主波长为313nm的线性偏振光。线性偏振光的偏振方向设定为相对于涂布有配向膜溶液的面倾斜40°。通过以上操作，获得在光照射下表现出充分的配向限制力的垂直配向膜。正式烧结后的膜厚为100nm。

接着，与实施例1同样，将TFT基板与CF基板贴合，且将液晶组合物封入基板间。所述配向膜因聚酰胺酸的一部分露出表面，所以在液晶层侧具有羧基。密封材的宽度为1.0mm。作为液晶组合物，使用在液晶材料中添加下式(G-1-1-1)的蒽醌衍生物所得的物质。蒽醌衍生物的浓度相对于液晶组合物的总量为200ppm。液晶材料具有负的介电各向异性(△ε＝-3.5)。

[化34]

此后，以偏光轴成为正交尼科尔关系的方式，在TFT基板的背面侧(背光源光的入射面侧)及CF基板的观察面侧(背光源光的出射面侧)粘贴一对偏光板，制作4D-RTN模式用的液晶面板。接着，在液晶面板的背面侧安装具有白色LED的背光源，完成实施例2的液晶显示装置。

(比较例3)

向液晶组合物中添加蒽醌衍生物，除此以外，与实施例2同样地制作4D-RTN模式用的液晶面板。

(评估试验2)

与评估试验1同样，对实施例2及比较例3中制作的液晶面板通电1000小时，测定通电前(初始)及1000小时后的VHR。而且，目测观察各液晶面板的画面，确认有无斑点及残像。结果示于表2。

[表2]

根据表2可知，实施例2与比较例3的比较结果表示：通过向液晶材料添加蒽醌衍生物，能抑制VHR的降低。而且，实施例2与比较例3的比较结果表示：即便液晶组合物中未添加含有具有烯基结构的化合物的液晶材料，也能通过添加蒽醌衍生物来抑制VHR的降低。而且，比较例3中虽然未发现斑点，但观测到了略微的残像。另一方面，在液晶材料中添加了蒽醌衍生物的实施例2中，未观察到斑点及残像。

(实施例3)

按照以下的方法实际制作边缘场开关模式(FFS模式)的液晶面板。

首先，准备具有TFT、FFS电极结构等的TFT基板、及具有黑矩阵、彩色滤光片等的彩色滤光片基板(CF基板)。并且，在TFT基板及CF基板各自的表面上，涂布配向膜溶液。配向膜溶液的固体成分是主链中包含聚酰胺酸结构及具有光配向性的偶氮苯结构的聚合物材料。

接着，为了使配向膜溶液中的溶剂挥发，以70℃加热两基板。接着，作为光配向处理，对于两基板的表面以2000mJ/cm²的强度照射主波长为365nm的线性偏振光。线性偏振光的偏振方向设定为与液晶配向的方向正交。通过照射线性偏振光，在偶氮苯结构中发生反式-顺式异构化反应，表现出配向限制力。偶氮苯结构的反式体具有下述(B-5-1)所示的结构，顺式体具有下述(B-5-2)所示的结构。

[化35]

此后，作为正式烧结，以220℃加热两基板。通过正式烧结，在聚酰胺酸结构的一部分发生酰亚胺化(脱水闭环反应)，形成聚酰亚胺结构。通过以上操作，获得在光照射下表现出充分的配向限制力的水平配向膜。正式烧结后的膜厚为100nm。

接着，与实施例1同样，将TFT基板与CF基板贴合，且将液晶组合物封入基板间。作为液晶组合物，使用与实施例1相同的类型。所述配向膜因未酰亚胺化的聚酰胺酸的一部分露出表面，所以在液晶层侧具有羧基。密封材的宽度为0.8mm。

此后，以偏光轴成为正交尼科尔关系的方式，在TFT基板的背面侧(背光源光的入射面侧)及CF基板的观察面侧(背光源光的出射面侧)粘贴一对偏光板。如以上所述，制作FFS模式用的液晶面板。接着，在液晶面板的背面侧安装具有白色LED的背光源，完成实施例3的液晶显示装置。

(比较例4)

液晶组合物中未添加苯醌衍生物，除此以外，与实施例3同样地制作FFS模式用的液晶面板。

(比较例5)

代替通过光照射而表现出配向限制力的光配向膜，形成通过摩擦处理而表现出配向限制力的摩擦配向膜，且液晶组合物中未添加苯醌衍生物，除此以外，与实施例3相同地制作FFS模式用的液晶面板。比较例5中，作为配向膜溶液的固体成分，使用主链中包含聚酰胺酸结构的聚合物材料。而且，未实施光配向处理而实施了摩擦处理。

(评估试验3)

与评估试验1同样，对实施例3、比较例4及比较例5中制作的液晶面板通电1000小时，测定通电前(初始)及1000小时后的VHR。而且，目测观察各液晶面板的画面，确认有无斑点及残像。结果示于表3。

[表3]

根据表3可知，实施例3与比较例4的比较结果表示：通过向液晶材料中添加苯醌衍生物，能抑制VHR的降低。而且，比较例4与比较例5的比较结果表示：比较例4中产生的明显的VHR的降低是因光配向膜引起。也就是说，可知，实施例3中确认的效果在苯醌衍生物与光配向膜的组合中体现得明显。而且，比较例4中，画面上发现斑点及残像。比较例5中虽然未发现斑点，但观测到了略微的残像。另一方面，在向液晶材料中添加了苯醌衍生物的实施例3中，未观察到斑点及残像。

关于因光配向膜令VHR降低的理由，认为有如下理由。实施例3及比较例4中使用的光配向膜中所含的偶氮苯结构是由接近可见光区域的波长365nm的光而受到配向处理。另一方面，液晶显示装置的背光源为了进行彩色显示而主要发出可见光区域的光，但根据比较例4的结果可推断，背光源的发光光谱的短波长侧与偶氮苯结构的吸收光谱的长波长侧虽然在实际的光谱分析中处于难以检测的等级，但有略微重叠，产生自由基。认为例如，如下述反应式所示，利用背光源的光，在偶氮苯结构中发生光开裂反应。相对于此，根据实施例3的结果可知：苯醌衍生物能有效地使由光配向膜的反应而产生的自由基失活，能防止VHR的降低。

[化36]

另外，作为与偶氮苯结构同样地利用接近可见光区域的波长的光受到配向处理的光反应部位，可列举肉桂酸酯、查耳酮、香豆素、茋、酚酯等。因认为这些光反应部位虽然仅吸收极少的量但均会吸收340nm以上的波长的光，所以，能与偶氮苯结构同样地吸收背光源的光而成为自由基的产生源。例如，就肉桂酸酯、查耳酮及酚酯而言，发生光弗里斯重排(酯基开裂)而产生自由基，就查耳酮而言，如下述反应式所示，发生夺氢或光开裂而产生自由基。因此，在使用包含这些光反应部位的光配向膜时，也优选向液晶材料中添加苯醌衍生物。

[化37]

(实施例4)

与实施例3相同，实际制作具有FFS模式的液晶面板的液晶显示装置。配向膜溶液的固体成分是包含由下式(B-7-1)的酸酐与下式(B-7-2)的二胺化合物缩合聚合而得的聚酰胺酸结构的聚合物材料。另外，下式(B-7-1)的酸酐中的环丁烷的氢原子也可被其他原子或官能团取代。

[化38]

接着，为了使配向膜溶液中的溶剂挥发，以70℃加热两基板。接着，作为正式烧结，以230℃加热两基板。通过正式烧结，在聚酰胺酸结构的一部分发生酰亚胺化(脱水闭环反应)，形成聚酰亚胺结构。此后，作为光配向处理，对于两基板的表面以600mJ/cm²的强度照射主波长为254nm的线性偏振光。线性偏振光的偏振方向设定为与液晶配向的方向正交。通过照射线性偏振光，如下式(B-7-A)所示，发生环丁烷部位开裂的分解反应，该高分子链方向的配向限制力消失，由此在与其正交的方位上表现出配向限制力。通过以上操作，获得在光照射下表现出充分的配向限制力的水平配向膜。正式烧结后的膜厚为100nm。

[化39]

接着，与实施例1相同，将TFT基板与CF基板贴合，且将液晶组合物封入基板间。所述配向膜因聚酰胺酸的一部分露出表面，所以在液晶层侧具有羧基。密封材的宽度为0.8mm。作为液晶组合物，使用在包含下式(E-3-1)的具有烷氧基结构的化合物的液晶材料中添加与实施例1相同的所述式(F-1-1-1)的苯醌衍生物而得的物质。苯醌衍生物的浓度相对于液晶组合物的总量为200ppm。液晶材料具有负的介电各向异性(△ε＝-3.5)。

[化40]

此后，以偏光轴成为正交尼科尔关系的方式，在TFT基板的背面侧(背光源光的入射面侧)及CF基板的观察面侧(背光源光的出射面侧)粘贴一对偏光板，制作FFS模式用的液晶面板。接着，在液晶面板的背面侧安装具有白色LED的背光源，完成实施例4的液晶显示装置。

(比较例6)

液晶组合物中未添加苯醌衍生物，除此以外，与实施例4同样地制作比较例6的液晶显示装置。

(评估试验4)

与评估试验1同样，对实施例4及比较例6中制作的液晶面板通电1000小时，测定通电前(初始)及1000小时后的VHR。而且，目测观察各液晶面板的画面，确认有无斑点及残像。结果示于表4。

[表4]

根据表4可知，比较例6中，VHR比实施例4进一步降低，且表示：通过向液晶材料中添加苯醌衍生物，能抑制VHR的降低。而且，比较例6中虽然未发现斑点，但观测到了略微的残像。另一方面，在向液晶材料中添加了苯醌衍生物的实施例4中，未观察到斑点及残像。

实施例4中使用的光配向膜中所含的环丁烷结构如下述反应式所示，通常，通过主要吸收波长300nm以下的光，在反应中间阶段生成自由基。然而，包含环丁烷结构的光配向膜存在为了降低配向处理时的曝光量为改良为光吸收性佳的结构。在进行了此种改良的情况下，对于更长波长侧的光的吸光度增大，但是，背光源的发光光谱的短波长侧可能会与光配向膜的吸收光谱的长波长侧重叠。而且，因配向处理时的曝光量多达数百mJ/cm²以上，所以，配向处理时生成的自由基的一部分也有可能在完成液晶面板后也不失活。因此，在具有环丁烷结构的分解型光配向膜中，也存在产生残像的原因，比较例6中可确认产生了残像。而且，根据实施例4的结果可知，苯醌衍生物能有效地使因光配向膜的反应而产生的自由基失活，防止残像。

[化41]

而且，实施例4中使用的液晶材料中的烷氧基结构适宜用于调整具有负的介电各向异性的液晶材料(负型液晶)的介电各向异性的大小。另外，对于具有正的介电各向异性的液晶材料(正型液晶)，无须使用烷氧基便能容易地调整介电各向异性的大小。在以往的液晶显示装置中，当使用包含烷氧基结构的液晶材料时，VHR有降低的倾向，当与光配向膜组合时，该倾向尤其明显，当如本发明所述添加苯醌衍生物时，能抑制VHR的降低。关于其理由，可利用下述的假想模型1～5进行说明。

[假想模型1]

烷氧基结构(尤其是甲氧基、乙氧基)是供电子基团，在曝露在光下的情况下获得共振结构。下式表示具有烷氧基结构的化合物的一部分，且表示与烷氧基结构对应的3个共振结构。其中，中央所示的共振结构(a)、及右方所示的共振结构(b)为离子状态，因此成为使VHR降低的原因。而且，共振结构(a)及(b)分别因氧的存在而变为具有过氧化物结构的结构(a')及(b')。具有过氧化物结构的结构(a')及(b')分别如(a”)及(b”)所示容易地自由基化。因所产生的自由基的离子化而引起VHR降低。

[化42]

[假想模型2]

如下述反应式所示，烷氧基结构(-OR)容易受到由光配向膜产生的自由基R_AL的攻击，产生4种模式的自由基生成反应。因所产生的自由基的离子化而引起VHR降低。

[化43]

[假想模型3]

如下述反应式所示，由光配向膜产生的自由基R_AL与液晶层中的氧键合而形成过氧化物结构(ROO·)。烷氧基结构(-OR)容易受到过氧化物结构的攻击，产生5种模式的自由基生成反应。而且，在各种模式中，在自由基生成反应后，也连锁地反复进行其他自由基生成反应。因所产生的自由基的离子化而引起VHR降低。另外，经过该过氧化物结构的自由基连锁反应作为自动氧化反应而被众人所知。

[化44]

[假想模型4]

包含烷氧基结构的负型液晶是由极化大的分子结构构成，所以杂质离子的溶解度高于正型液晶，液晶中容易存在可动离子。可动离子具有消除已充电的电荷的效果，因此，结果为，VHR降低。

以上的假想模型1～3中有自由基参与，能通过利用自由基捕捉剂捕捉自由基来应对。而且，假想模型4表明：与正型液晶相比，负型液晶由于经过自由基生成而产生的离子性杂质而受到的影响大，自由基的捕捉间接地也成为针对假想模型4的对策。通过以上操作，使液晶层中含有自由基捕捉剂，由此，能够得到抑制在使用含有烷氧基结构的液晶材料的情况下产生的VHR降低的效果。

[假想模型5]

包含烷氧基结构的化合物即便未受到由光配向膜等产生的自由基的转移(攻击)，也会如下式所示,通过吸收紫外光等的光(能量：hν)，而产生哪怕是单独的自由基。因所产生的自由基的离子化而引起VHR降低。苯醌衍生物能吸收紫外光，蒽醌衍生物不仅可吸收紫外光，而且还可吸收波长达430nm附近的可见光。进而，苯醌衍生物及蒽醌衍生物在液晶层内可偏向于配向膜的附近。因此，如果向液晶材料中添加选自由苯醌衍生物及蒽醌衍生物组成的群的至少一种醌衍生物，则能吸收与包含烷氧基结构的化合物相比先入射到液晶层的紫外光，即便添加量少(数百ppm级别)，也能有效地抑制由具有烷氧基的化合物产生自由基，能防止斑点及残像。

[化45]

(实施例5)

与实施例3相同，实际制作具有FFS模式的液晶面板的液晶显示装置。配向膜溶液的固体成分是以聚硅氧烷结构为主骨架、侧链包含作为光官能团的所述式(B-1)的肉桂酸酯基的聚合物材料、及、聚酰胺酸。

在TFT基板及CF基板各自的表面上涂布配向膜溶液后，为了使配向膜溶液中的溶剂挥发，以70℃加热两基板。接着，作为正式烧结，以230℃加热两基板。此后，作为光配向处理，对于两基板的表面以200mJ/cm²的强度照射主波长为313nm的线性偏振光。线性偏振光的偏振方向设定为与液晶配向的方向正交。通过照射线性偏振光，在肉桂酸酯基中产生异构化反应及二聚化反应，表现出配向限制力。通过以上操作，获得在光照射下表现出充分的配向限制力的水平配向膜。正式烧结后的膜厚为100nm。

接着，与实施例1相同，将TFT基板与CF基板贴合，且将液晶组合物封入基板间。所述配向膜因聚酰胺酸的一部分露出表面，所以在液晶层侧具有羧基。密封材的宽度0.8mm。作为液晶组合物，使用向包含所述式(D-1-1)的具有烯基结构的化合物的液晶材料中添加所述式(F-1-1-1)的苯醌衍生物、及下式(H-f)的抗氧化剂而得的物质。苯醌衍生物的浓度相对于液晶组合物的总量为200ppm。抗氧化剂的浓度相对于液晶组合物的总量为0.1重量％。液晶材料具有正的介电各向异性(△ε＝+9.0)。

[化46]

此后，以偏光轴成为正交尼科尔关系的方式，在TFT基板的背面侧(背光源光的入射面侧)及CF基板的观察面侧(背光源光的出射面侧)粘贴一对偏光板，制作FFS模式用的液晶面板。接着，在液晶面板的背面侧安装具有白色LED的背光源，完成实施例5的液晶显示装置。

(比较例7)

液晶组合物中未添加苯醌衍生物及抗氧化剂，除此以外，与实施例5相同地制作比较例7的液晶显示装置。

(评估试验5)

与评估试验1同样，对实施例5及比较例7中制作的液晶面板通电1000小时，测定通电前(初始)及1000小时后的VHR。而且，目测观察各液晶面板的画面，确认有无斑点及残像。结果示于表5。

[表5]

比较例7中，产生斑点及残像。认为该斑点及残像的原因在于VHR降低。另一方面，实施例5中，通过添加苯醌衍生物及抗氧化剂，观察不到这种不良状况。实施例5与比较例7的比较结果表示：即便同时使用苯醌衍生物与抗氧化剂，也能无问题地抑制VHR的降低。

(实施例6)

接着，与实施例1相同，将TFT基板与CF基板贴合，且将液晶组合物封入基板间。所述配向膜因聚酰胺酸的一部分露出表面，所以在液晶层侧具有羧基。密封材的最细的部分的宽度为0.6mm以下。作为液晶组合物，使用向包含所述式(D-1-1)的具有烯基结构的化合物的液晶材料中添加所述式(F-1-1-1)的苯醌衍生物添加而得的物质。苯醌衍生物的浓度相对于液晶组合物的总量为200ppm。液晶材料具有负的介电各向异性(△ε＝-3.5)。

此后，以偏光轴成为正交尼科尔关系的方式，在TFT基板的背面侧(背光源光的入射面侧)及CF基板的观察面侧(背光源光的出射面侧)粘贴一对偏光板，制作FFS模式用的液晶面板。接着，在液晶面板的背面侧安装具有白色LED的背光源，完成实施例6的液晶显示装置。

(比较例8)

液晶组合物中未添加苯醌衍生物，除此以外，与实施例6相同地制作比较例8的液晶显示装置。

(评估试验6)

与评估试验1同样，对实施例6及比较例8中制作的液晶面板通电1000小时，测定通电前(初始)及1000小时后的VHR。而且，目测观察各液晶面板的画面，确认有无斑点及残像。结果示于表6。

[表6]

根据表6可知，实施例6与比较例8的比较结果表示：通过向液晶材料中添加苯醌衍生物，能抑制VHR的降低。而且，比较例8中，观察到斑点及残像。认为这种斑点及残像是因下述原因产生：通过将密封件宽度设为0.6mm以下，令水分从液晶面板的外部侵入，使液晶层内的离子性杂质增加。另一方面，在向液晶材料中添加苯醌衍生物的实施例6中，未观察到这种不良状况。认为其原因在于：苯醌衍生物具有偏向于配向膜附近及密封件附近的性质，因此能有效地捕捉从外部侵入的水分。

(实施例7)

在TFT基板及CF基板各自的表面上涂布配向膜溶液后，为了使配向膜溶液中的溶剂挥发，以70℃加热两基板。接着，作为正式烧结，以230℃加热两基板。此后，作为光配向处理，对于两基板的表面以20mJ/cm²的强度照射主波长为313nm的线性偏振光。线性偏振光的偏振方向设定为与液晶配向的方向正交。通过照射线性偏振光，在肉桂酸酯基中发生异构化反应及二聚化反应，表现出配向限制力。通过以上操作，获得通过光照射而表现出配向限制力的水平配向膜。正式烧结后的膜厚为100nm。另外，本实施例中，与使用相同的配向膜溶液地实施例5相比，减小了光配向处理时的曝光量，但如下文所述，通过使液晶材料中添加的光聚合性单体在配向膜表面聚合，提高了配向限制力。

接着，与实施例1相同，将TFT基板与CF基板贴合，且将液晶组合物封入基板间。所述配向膜因聚酰胺酸的一部分露出表面，所以在液晶层侧具有羧基。密封材的宽度0.8mm。作为液晶组合物，使用向与实施例1相同的包含所述式(D-1-1)的具有烯基结构的化合物的液晶材料中添加下式(C-3-1)的光聚合性单体、及所述式(F-1-1-1)的苯醌衍生物而得的物质。光聚合性单体的配合量相对于液晶组合物的总量为0.25wt％。苯醌衍生物的浓度相对于液晶组合物的总量为200ppm。液晶材料具有负的介电各向异性(△ε＝-3.5)。

[化47]

另外，作为光聚合性单体，也可使用所述式(C-3-1)的单体以外的单体。

可使用例如，将所述式(C-3-1)的单体的骨架部分变更为联苯的所述式(C-1-1)的单体、对于所述式(C-1-1)的单体将末端的甲基丙烯酸酯基变更为丙烯酸酯基的所述式(C-1-2)的单体。进而，在所述式(C-1-1)、(C-1-2)及(C-1-3)中，骨架部分中存在的氢原子可独立地被卤素原子取代。

密封材硬化后，对液晶面板的显示区域以3000mJ/cm²的强度照射不可见的光。由此，液晶分子进入液晶层中的光聚合性单体且在配向膜表面聚合。结果，利用光聚合性单体的聚合体使配向膜表面的液晶配向固定化，能获得充分的配向限制力。

此后，以偏光轴成为正交尼科尔关系的方式，在TFT基板的背面侧(背光源光的入射面侧)及CF基板的观察面侧(背光源光的出射面侧)粘贴一对偏光板，制作FFS模式用的液晶面板。接着，在液晶面板的背面侧安装具有白色LED的背光源，完成实施例7的液晶显示装置。

(比较例9)

液晶组合物中未添加苯醌衍生物，除此以外，与实施例7相同地制作比较例9的液晶显示装置。

(评估试验7)

与评估试验1同样，对实施例7及比较例9中制作的液晶面板通电1000小时，测定通电前(初始)及1000小时后的VHR。而且，目测观察各液晶面板的画面，确认有无斑点及残像。结果示于表7。

[表7]

根据表7可知，实施例7与比较例9的比较结果表示：通过向液晶材料中添加苯醌衍生物及抗氧化剂，能抑制VHR的降低。比较例9中，观察到斑点及残像。认为该斑点及残像的原因在于VHR降低。另一方面，实施例7中，通过添加苯醌衍生物，未观察到这种不良状况。

实施例7及比较例9中使用的光聚合性单体成为自由基产生源。因此，实施例7及比较例9中，除了光配向膜之外，光聚合性单体也作为自由基产生源存在，成为液晶层中容易产生自由基的条件。相对于此，通过向液晶材料中添加苯醌衍生物，不仅能够有效地使通过光配向膜的反应而产生的自由基失活，而且能够有效地使在PSA处理后残留的光聚合性单体失活。而且，通过向液晶材料中添加抗氧化剂，也能获得同样的效果。通过以上操作，比较例9中产生了斑点及残像，实施例7中能有效地防止斑点及残像。

(实施例8)

作为醌衍生物，使用下式(F-2-3-1)表示的一分子中具有一个苯醌骨架的化合物，除此以外，与实施例3相同地制作实施例8的液晶显示装置。

[化48]

(实施例9)

作为醌衍生物，使用下式(G-2-3-1)表示的一分子中具有一个蒽醌骨架的化合物，除此以外，与实施例3相同地制作实施例9的液晶显示装置。

[化49]

(评估试验8)

与评估试验1同样，对实施例8及实施例9中制作的液晶面板通电1000小时，测定通电前(初始)及1000小时后的VHR。而且，目测观察各液晶面板的画面，确认有无斑点及残像。结果示于表8。

[表8]

根据表8可知，在作为醌衍生物使用一分子中具有一个苯醌骨架的化合物的实施例8、及作为醌衍生物使用一分子中具有一个蒽醌骨架的化合物的实施例9中都能抑制VHR的降低。而且，实施例8及实施例9都能有效地防止斑点及残像。

[附记]

本发明的一形态可为一种液晶显示装置，具有有源矩阵型液晶面板及背光源；所述液晶面板具有：液晶层；一对基板，夹持所述液晶层；及配向膜，分别配置在所述一对基板的所述液晶层侧的表面；所述配向膜是由表现出光配向性的材料形成的光配向膜，且，在所述液晶层侧具有羧基，所述液晶层含有液晶材料、下式(1-1)及(1-2)表示的苯醌衍生物、以及选自由下式(2-1)及(2-2)表示的蒽醌衍生物组成的群的至少一种醌衍生物。根据所述形态，利用选自由苯醌衍生物及蒽醌衍生物组成的群的至少一种醌衍生物能高效地捕捉溶出到液晶层中的自由基并使其失活，因此能防止VHR降低。由此，能利用光配向膜长期地维持良好的VHR，能防止显示画面上产生残像及斑点。

[化50]

[化51]

(式中，X及Y表示一价的有机基团。)

所述苯醌衍生物可包含下式(3-1)、(3-2)、(3-3)、(3-4)、(3-5)或(3-6)表示的一分子中具有两个苯醌骨架的化合物，也可包含下式(5-1)、(5-2)、(5-3)、(5-4)、(5-5)、(5-6)、(5-7)、(5-8)或(5-9)表示的一分子中具有一个苯醌骨架的化合物。这些化合物与自由基的反应性高，因此能迅速地使液晶层中的自由基失活。

[化52]

(式中，n表示2018的偶数。)

[化53]

(式中，m及p分别独立地表示1～18的整数。)

所述蒽醌衍生物可含有下式(4-1)、(4-2)、(4-3)、(4-4)、(4-5)或(4-6)表示的一分子中具有两个蒽醌骨架的化合物，也可含有下式(6-1)、(6-2)、(6-3)、(6-4)、(6-5)、(6-6)、(6-7)、(6-8)或(6-9)表示的一分子中具有一个蒽醌骨架的化合物。这些化合物与自由基的反应性高，因此能迅速地使液晶层中的自由基失活。

[化54]

(式中，n表示2～18的偶数。)

[化55]

(式中，m及p分别独立地表示1～18的整数。)

作为所述光配向膜，可列举包含选自由肉桂酸酯、查耳酮、香豆素、茋、偶氮苯及酚酯组成的群的至少一个光反应部位的类型。而且，作为所述光配向膜，也可为由含有下式(7)表示的酸酐的单体聚合而得的聚合物。这些光配向膜的吸收光谱的长波长侧与背光源的发光光谱的短波长侧重叠，通过照射背光源的光而产生自由基。因此，当运用选自由苯醌衍生物及蒽醌衍生物组成的群的至少一种醌衍生物时，能充分获得防止VHR降低的效果。

[化56]

(式中，氢原子也可被取代。)

作为所述液晶材料的至少一成分，也可使用具有烯基结构的化合物，作为具有所述烯基结构的化合物，可列举下式(8-1)、(8-2)或(8-3)表示的化合物。具有烯基结构的液晶成分有利于降低液晶材料的粘度，但烯基结构中所含的双键容易受到自由基的攻击。因此，当使用选自由苯醌衍生物及蒽醌衍生物组成的群的至少一种醌衍生物时，能充分获得防止VHR降低的效果。

[化57]

(式中，m、n是相同或不同的整数。)

所述液晶材料也可具有负的介电各向异性。以往，当使用具有负的介电各向异性的液晶材料时，与使用具有正的介电常数各向异性的液晶材料时相比，残像及斑点的不良状况有表现得更明显的倾向。因此，当使用选自由苯醌衍生物及蒽醌衍生物组成的群的至少一种醌衍生物时，能更充分地获得防止VHR降低的效果。

所述液晶材料的至少一成分也可为包含烷氧基结构的化合物，作为包含所述烷氧基结构的化合物，可列举下式(9-1)、(9-2)、(9-3)、(9-4)或(9-5)表示的化合物。烷氧基结构(尤其是甲氧基、乙氧基)的共振结构中包含离子状态，因此成为VHR降低的原因。因此，通过使用选自由苯醌衍生物及蒽醌衍生物组成的群的至少一种醌衍生物，可谋求防止VHR进一步降低。

[化58]

(式中，m、n是相同或不同的整数。)

作为所述液晶面板的配向模式，适宜使用四畴反向扭曲向列模式、边缘场开关模式或面内开关模式。

4D-RTN模式、FFS模式及IPS模式的配向处理中，须高精度地控制液晶配向的方位，所以适宜使用光配向处理。苯醌衍生物及蒽醌衍生物在与光配向膜的组合中，能明显地防止VHR降低。而且，水平配向模式的光配向处理中的照射量通常比垂直配向模式中的大一个数量级以上，容易通过副反应而产生比垂直配向模式更多的自由基，因此，当使用选自由苯醌衍生物及蒽醌衍生物组成的群的至少一种醌衍生物时，能充分地获得防止VHR降低的效果。

所述液晶面板中，在所述配向膜的所述液晶层侧的表面上，也可具有包含由下式(10)表示的光聚合性单体聚合而得的聚合物的层，作为所述式(10)中的Y，可列举下式(11-1)、(11-2)或(11-3)表示的结构。在为了进行PSA处理而将光聚合性单体添加到液晶层中的情况下，除了光配向膜之外，光聚合性单体也成为自由基产生源，因此，成为更容易在液晶层中产生自由基的条件。因此，当使用选自由苯醌衍生物及蒽醌衍生物组成的群的至少一种醌衍生物时，能充分获得防止VHR降低的效果。

A1-Y-A2(10)

[化59]

(式中，氢原子也可被卤素原子取代)

以上所示的本发明的各形态可在不脱离本发明宗旨的范围内适当组合。

符号说明

10：背光源

20：液晶面板

21：基板

22：配向膜

23：液晶层

24：密封材

30：醌衍生物