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_3

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0_基、-0CF2_基、-CF2S_基、-SCF2_基、-N (CF3)_基、_CH2d2_基、-CF2CH2_基 、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH = CH-基、-CF = CF-基、-C = C-基、-CH = CH-C00-基、-0C0-CH =CH-基、或直接键;
[0164] Z1、Z2及Z3中的至少1个表示-NRC0-基或-C0NR-基;
[0165] R表示氢原子或者碳数1~6的直链状的烷基或烯基;
[0166] n1为0或1)
[0167] 本发明的液晶显示装置的制造方法具有向一对基板间注入含有液晶材料与一种 以上单体的液晶组合物的步骤。此处的液晶材料及单体可以使用与所述本发明的液晶显示 装置所说明的液晶材料及单体相同者。
[0168] 作为形成所述聚合物层的步骤,可列举在对液晶层施加阈值以上的电压的状态下 进行的步骤。在进行PSA聚合步骤时,通过在对液晶层施加阈值以上的电压的状态下进行 光照射,而以模仿在阈值以上的施加电压状态下取向的液晶分子的形式形成聚合物。因此, 所形成的聚合物层具有即使在以后处于未施加电压状态也会对液晶分子规定预倾角的结 构。
[0169] 作为形成所述聚合物层的步骤,可列举在液晶层施加阈值以上的电压的状态下进 行的步骤。即使在不施加阈值以上的电压的状态下,也可以形成强化液晶分子的初期取向 的聚合物层。
[0170] 作为本态样的液晶显示装置的制造方法的构成,只要是以此种步骤作为必须步骤 而形成的构成,则其他步骤没有特别限定。
[0171] 作为本态样的液晶显示装置的制造方法的具体例,可列举与本发明的单体及液晶 组合物所例示的内容相同的下述(j)~(r)的态样。即,可列举:
[0172] (j)所述化学式⑴所表示的化合物所具有的A1为苯-1,2-二基、苯-1,3-二 基、苯-1,4-二基、吡啶-2, 3-二基、吡啶-2, 4-三基、吡啶-2, 5-二基、吡啶-2, 6-二基、 蔡 _1,2_ 二基、蔡 _1,4_ 二基、蔡 _1,5_ 二基、蔡 _1,8_ 二基、蔡 _2, 3_ 二基、蔡 _2, 6_ 二基、 蔡_2, 7_二基、环己烧_1,2_二基、环己烧_1,3_二基、环己烧_1,4_二基、十氛蔡_1,2_二 基、十氢萘-1,4-二基、十氢萘-1,5-二基、十氢萘-1,8-二基、十氢萘-2, 3-二基、十氢 蔡_2, 6-二基、萌满-1,1-二基、萌满-1,3 -二基、萌满-1,5-二基、萌满-1,6-二基、 菲 _1,6_ 二基、菲 _1,8_ 二基、菲 _1,9_ 二基、菲 _2, 7_ 二基、菲 _2, 9_ 二基、菲 _3, 6_ 二基、 菲 _3, 9-二基、菲-9,10-二基、葱-1,4 -二基、葱-1,5-二基、葱-1,9-二基、葱 -2, 3-二 基、葱-2, 6-二基、葱-2, 9-二基、或葱-9,10-二基,A2为苯-1,2-二基、苯-1,3 -二基、或 苯-1,4-二基的态样、
[0173] (k)所述化学式(1)所表示的化合物为所述化学式(2)所表示的化合物的态样、
[0174] (1)所述化学式(1)所表示的化合物为所述化学式(5-1)~(5-18)中的任一化学 式所表示的化合物的态样、
[0175] (m)所述液晶组合物还含有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的态样、
[0176] (n)所述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为所述化 学式(3)所表示的化合物的态样、
[0177] (〇)所述化学式(3)所表示的化合物为所述化学式(6-1)~(6-8)中的任一化学 式所表示的化合物的态样、
[0178] (p)所述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为所 述化学式(4)所表示的化合物的态样、
[0179] (q)所述化学式(4)所表示的化合物为所述化学式(7)所表示的化合物的态样、
[0180] (r)所述化学式(1)、(3)、(4)、(6-1)~(6-8)、(7)所表示的化合物所含的P表示 (甲基)丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰胺基、乙烯基、或乙烯基氧基的态样等。
[0181][发明的效果]
[0182] 根据本发明,获得可以形成即使在高温、高湿度的环境下也可以保持高显示品质 的聚合物层的单体及液晶组合物、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、以及即使在高温、高湿度的环境下也可以保持高显示品质的液晶显示装置 的制造方法。
【附图说明】
[0183] 图1是实施方式1的液晶显示装置在PSA聚合步骤前的剖面示意图。
[0184] 图2是实施方式1的液晶显示装置在PSA聚合步骤后的剖面示意图。
[0185] 图3是实施方式2的液晶显示装置在PSA聚合步骤前的剖面示意图。
[0186] 图4是实施方式2的液晶显示装置在PSA聚合步骤后的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0187] 以下,揭示实施方式,参照附图对本发明的一个态样进行更详细说明,但本发明并 不仅限于该等实施方式。
[0188] 使用本发明的液晶组合物所制作的液晶显示装置、本发明的液晶显示装置、及通 过本发明的制造方法所制作的液晶显示装置可以通过用于例如电视、个人计算机、移动电 话、信息显示器等的显示机器,而发挥出优异的显示特性。
[0189](实施方式1)
[0190] 以下,揭示实施方式1的液晶显示装置的一个例子。图1及图2是实施方式1的 液晶显示装置的剖面示意图,图1表示PSA聚合步骤前,图2表示PSA聚合步骤后。如图1 及图2所示,实施方式1的液晶显示装置具备阵列基板110、彩色滤光片基板120、以及夹 持在包含阵列基板110及彩色滤光片基板120的一对基板间的液晶层105。阵列基板110 具备以玻璃等作为材料的绝缘性的透明基板、与形成在透明基板上的各种布线、像素电极、 TFT(ThinFilmTransistor,薄膜晶体管)等。彩色滤光片基板120具备以玻璃等作为材 料的绝缘性的透明基板、与形成在透明基板上的彩色滤光片、黑矩阵、共用电极等。阵列基 板110及彩色滤光片基板120分别在液晶层105侧的表面上具备取向膜108。
[0191] 如图1所示,在PSA聚合步骤前,液晶层105中包含液晶材料与自由基聚合性单体 104。自由基聚合性单体104为所述化学式(1)所表示的化合物,更具体而言,为所述化学 式(2)所表示的化合物,进而具体而言,为所述化学式(5-1)~(5-18)中的任一化学式所 表不的化合物。
[0192] 通过对液晶层105照射光,自由基聚合性单体104会生成自由基,以该自由基作为 活性种,自由基聚合性单体104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2所示,是在基板110及120上所形成的取向膜108 上以聚合物层(PSA层)107的形式析出。
[0193] 如上所述,认为在高温、高湿度的环境下产生的污点及显示不均的原因是水分及 杂质等侵入到液晶层中。如果水分及杂质等侵入到液晶层中,则电压保持率(VHR)会降低, 液晶层内部容易产生直流偏移电压(以下,也称为残留DC电压)。自由基聚合性单体104 由于具有酰胺基,所以可以与水分、水溶性的杂质等形成氢键。因此,通过使用自由基聚合 性单体104而形成聚合物层107,可以减少液晶层中的水分、杂质等的残存量,从而可以抑 制电压保持率(VHR)的降低及残留DC电压的产生。其结果为,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。
[0194] 另外,在现有的PSA技术中,一般使用聚合引发剂,在使用聚合引发剂(例如, Irgacure651等)的情况下,由于通过照射紫外线而裂解的聚合引发剂会作为杂质而漂浮 在液晶中,所以会使电压保持率(VHR)降低。在实施方式1中,自由基聚合性单体104由于 自身会生成自由基,所以不需要此种聚合引发剂,不会产生源于聚合引发剂的杂质,因此可 维持高电压保持率(VHR)。另外,自由基聚合性单体104由于具有2个聚合性基,所以在形 成聚合物层107时容易被取入到聚合物层107中,而不易作为杂质残存在液晶层中,因此不 易引起电压保持率(VHR)的降低。
[0195] 如图2所示,在实施方式1中,在形成在阵列基板110及彩色滤光片基板120上的 取向膜108的表面上形成有聚合物层107。另外,在阵列基板110与彩色滤光片基板120之 间,沿着该等基板110、120的外边缘,在取向膜108上贴附有密封材料103,液晶层105是利 用密封材料103将阵列基板110与彩色滤光片基板120之间加以密封。另外,对液晶层105 照射光由于是在利用密封材料103密封液晶层105之后进行,所以在由密封材料103包围 的区域内形成聚合物层107。
[0196] 在实施方式1中,在进行PSA聚合步骤时,通过在对液晶层105施加阈值以上的电 压的状态下进行光照射,而以模仿在阈值以上的施加电压状态下取向的液晶分子的形式形 成聚合物。在该情况下,所形成的聚合物层具有即使在以后处于未施加电压状态也会对液 晶分子规定预倾角的结构。另外,通过对取向膜108实施取向处理,在进行PSA聚合步骤时, 即使不对液晶层105施加阈值以上的电压,在使用实施方式1的一种以上的自由基聚合性 单体的情况下,也可以制作聚合物层,可以使液晶分子相对于基板面沿着特定方位取向。
[0197] 对实施方式1的液晶显示装置的其他构成要素进行详细说明。
[0198] 在实施方式1的液晶显示装置中,从液晶显示装置的背面侧起朝向观察面侧依序 层压有阵列基板110、液晶层105及彩色滤光片基板120。在阵列基板110的背面侧及彩色 滤光片基板120的观察面侧,具备偏振板。对于该等偏振板,可以进一步配置相位差板,所 述偏振板也可以为圆偏振板。
[0199] 实施方式1的液晶显示装置可以为透过型、反射型及反射透过两用型中的任一类 型。如果为透过型或反射透过两用型,则实施方式1的液晶显示装置还具备背光源。背光 源是配置在阵列基板110的进一步的背面侧,是配置为使光以阵列基板110、液晶层105及 彩色滤光片基板120的顺序透过。如果为反射型或反射透过两用型,则阵列基板110具备 用以反射外部光的反射板。另外,在至少将反射光用于显示的区域,彩色滤光片基板120的 偏振板需为具备所谓A/4相位差板的圆偏振板。
[0200] 在液晶层105中,填充有具有通过施加一定电压而沿特定方向取向的特性的液晶 材料。液晶层105内的液晶分子通过施加阈值以上的电压而控制其取向性。该液晶材料 可以是具有正介电常数各向异性的液晶材料,也可以是具有负介电常数各向异性的液晶材 料。
[0201] 所述取向膜108可以是垂直取向膜,也可以是水平取向膜。所谓垂直取向膜是指 在未施加电压时,使液晶分子相对于基板面垂直地取向的取向膜,也可以实施取向处理。 所谓垂直取向是指液晶分子相对于基板面的平均初期倾斜角为60°~90°的情况,优选 80°~90°。所谓水平取向膜是指在未施加电压时,使液晶分子相对于基板面水平地取向 的取向膜,也可以实施取向处理。所谓水平取向是指液晶分子相对于基板面的平均初期倾 斜角为〇~30°的情况,优选0~10°。"倾斜角"是将液晶分子的长轴与基板面所成的角 度以0°~90°的范围表示的角,也将"平均倾斜角"称为"预倾斜角"。另外,将未施加电 压时的液晶分子相对于各基板的倾斜角的平均值称为"平均初期倾斜角",以下,也简称为 "预倾角"。作为取向处理方法,可列举:摩擦法、光取向法等。
[0202] 阵列基板110与彩色滤光片基板120也可以使用密封材料加以贴附,作为密封材 料,可以使用因热而硬化的密封材料、通过照射紫外光而硬化的密封材料、以及通过热及照 射紫外光均发生硬化的密封材料中的任一种。
[0203] 实施方式1的液晶显示装置可以将液晶显示装置(例如,移动电话、监视 器、液晶TV(电视)、信息显示器)加以分解,并使用核磁共振分析法(NMRAuclear MagneticResonance)、傅里叶变换红外光谱法(FT_IR:FourierTransformInfrared Spectroscopy)、质谱分析法(MS:MassSpectrometry)等进行化学分析,而分析出聚合物 层中所存在的单体成分,从而确定单体成分的种类。
[0204](实施方式2)
[0205] 实施方式2除了使用实施方式1中所使用的自由基聚合性单体以外,还使用具有 通过照射光而生成自由基的结构的其他单体,除此以外,与实施方式1相同。
[0206] 以下,揭示实施方式2的液晶显示装置的一个例子。图3及图4是实施方式2的 液晶显示装置的剖面示意图。图3表示PSA聚合步骤前,图4表示PSA聚合步骤后。如图 3及图4所示,实施方式2的液晶显示装置具备阵列基板210、彩色滤光片基板220、以及夹 持在包含阵列基板210及彩色滤光片基板220的一对基板间的液晶层205。阵列基板210 具备以玻璃等作为材料的绝缘性的透明基板、与形成在透明基板上的各种布线、像素电极、 TFT等。彩色滤光片基板220具备以玻璃等作为材料的绝缘性的透明基板、与形成在透明基 板上的彩色滤光片、黑矩阵、共用电极等。阵列基板210及彩色滤光片基板220分别在液晶 层205侧的表面上具备取向膜208。
[0207] 如图3所示,在PSA聚合步骤前,液晶层205中包含液晶材料、第一自由基聚合性 单体204及第二自由基聚合性单体206。第一自由基聚合性单体204为所述化学式(1)所 表示的化合物,更具体而言,为所述化学式(2)所表示的化合物,进而具体而言,为所述化 学式(5-1)~(5-18)中的任一化学式所表示的化合物。第二自由基聚合性单体206为具 有通过照射光而生成自由基的结构的单体,也可以为所述化学式(3)或(6-1)~(6-8)所 列举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化合物,还可以为所述化 学式(4)或(7)所列举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化 合物。通过并用具有通过照射光而生成自由基的结构的单体,可以在不需要新追加聚合引 发剂的情况下
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