液晶显示元件的制造方法、液晶取向剂以及液晶显示元件的制作方法

液晶显示元件的制造方法、液晶取向剂以及液晶显示元件的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种液晶取向剂以及液晶显示元件的制造方法，所述液晶取向剂在特定方式的液晶显示元件中，液晶取向性优异，老化特性良好，且可抑制在长时间的连续驱动后，特别是长时间地暴露于光中的情况下的电特性的劣化。本发明于液晶显示元件的制造方法中经过如下步骤：于具有导电膜的基板的导电膜侧，涂布含有具有光取向性结构及聚合性碳-碳双键的聚合物的液晶取向剂等来形成涂膜，形成有所述涂膜的基板的所述涂膜经由液晶层而形成与不具有导电膜的基板对向配置的构成的液晶单元，在对所述导电膜间不施加电压的状态下对所述液晶单元进行光照射。
【专利说明】液晶显示元件的制造方法、液晶取向剂以及液晶显示元件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种液晶显示元件的制造方法、液晶取向剂以及液晶显示元件。
【背景技术】
[0002]作为液晶显示元件，除了使用扭转向列(Twisted Nematic, TN)型、超扭转向列(Super Twisted Nematic, STN)型等所代表的具有正介电各向异性的向列型液晶的水平取向模式的液晶显示元件以外，已知使用具有负介电各向异性的向列型液晶的垂直(homeotropic)取向模式的垂直取向(Vertical Alignment, VA)型液晶显示元件。进而，还已知共面切换(In-Plane Switching, IPS)型或边缘场切换(Fringe Field Switching,FFS)型等仅于对向配置的一对基板中的其中一块上形成电极而在与基板平行的方向上产生电场的横向电场方式的液晶显示元件。
[0003]已知，横向电场方式的液晶显示元件与在两基板上形成电极而在与基板垂直的方向上产生电场的现有纵向电场方式的液晶显示元件相比，具有视角广的特性，另外，可进行高品质的显示。进而已知，横向电场方式的液晶显示元件的预倾角越低，则可获得越良好的视角特性及越高的对比度。因此，对横向电场方式的液晶显示元件期望无电场施加时的初始取向特性中的预倾角低。
[0004]所述液晶显示元件中，为了使液晶分子相对于基板面而在规定的方向上取向，在基板表面形成液晶取向膜。作为对液晶取向膜赋予取向性的方法，近年来，代替利用人造丝等布材料将形成于基板表面的有机膜表面在一个方向上擦拭的方法(摩擦法)，而提出通过对形成于基板表面的感放射线性有机薄膜照射偏光或者非偏光的放射线来赋予液晶取向能力的光取向法(参照专利文献I?专利文献5)。该光取向法不仅在步骤中抑制灰尘或静电产生，而且可形成均匀的液晶取向膜。进而，也可以通过在照射放射线时使用适当的光罩，而仅对有机薄膜上的任意区域赋予液晶取向能力，或者通过使用多次照射改变了照射方向或者偏光轴方向的放射线的方法或者将所述方法与使用光罩的方法并用，而于一片有机薄膜上形成液晶取向方向不同的多个区域。除此以外，利用光取向法来形成的液晶取向膜也可以通过使用自垂直方向对基板表面照射偏光放射线等方法，而在原理上将预倾角设为零，能够制造极高品质的显示元件。
[0005][现有技术文献]
[0006][专利文献]
[0007]专利文献1:日本专利特开2003-307736号公报
[0008]专利文献2:日本专利特开2004-163646号公报
[0009]专利文献3:日本专利特开2002-250924号公报
[0010]专利文献4:日本专利特开2004-83810号公报
[0011]专利文献5:日本专利特开2010-217868号公报

【发明内容】
[0012][发明所解决的课题]
[0013]由于如上所述的很多优点，而期望利用光取向法来制造横向电场方式的液晶显示元件。然而，使用所述光取向法的横向电场方式的液晶显示元件中，残像以及老化有时会成为问题，这些问题的改良很重要。尤其，由于所述取向状态的经时变化而引起的在画面上产生的亮度差被观察者辨认为老化而成为问题。另外，随着液晶显示元件可进行高亮度的显示，如上所述白天在户外使用液晶显示元件的情况增加，由此，液晶显示元件以及其所具备的液晶取向膜会长时间地暴露于现有的使用实施方式中所未考虑到的程度的强紫外线中。因此，近年来，液晶取向膜的耐紫外线性的提高成为重要问题。
[0014]横向电场方式的液晶显示元件由于无论视角如何均可进行高品质的显示的优异显示性能，而在医疗用显示器或大型显示器、进而便携式终端用小型显示器等用途中广泛使用。尤其是最近，随着平板型电脑或智能手机等新媒体的出现，当务之急是开发出不论视角如何均可进行更高品质的显示且量产性优异的显示元件。
[0015]根据如上所述的背景，期望提供一种液晶取向剂，其于横向电场方式的液晶显示元件中，不仅可利用光取向法而充分表现出如上所述的有利效果，而且显示出经改善的残像特性以及老化特性，且可形成即便通过大量的紫外线照射，电压保持率下降的问题也少的液晶取向膜。
[0016]本发明是鉴于所述情况而形成，课题在于提供一种液晶取向剂，其于特定方式的液晶显示元件中，液晶取向性优异，老化特性良好，且可抑制在长时间的连续驱动后，特别是长时间暴露于光中的情况下的电特性的劣化。课题尤其在于提供一种在IPS模式、FFS模式等横电解方式的液晶显示元件中可达成所述课题的液晶取向剂、使用该液晶取向剂而形成的液晶取向膜以及液晶显示元件。
[0017][解决课题的技术手段]
[0018]为了解决所述课题而形成的发明的一方面为提供一种液晶显示元件的制造方法，其特征在于经过如下步骤:于具有由导电膜形成的一对电极的第I基板的所述导电膜侧，涂布选自由以下液晶取向剂所组成的组群中的至少任一种液晶取向剂而形成涂膜:[A]含有具有光取向性结构及聚合性碳-碳双键的聚合物的液晶取向剂、[B]含有具有光取向性结构的聚合物以及具有聚合性碳-碳双键的成分的液晶取向剂、以及[C]含有具有光取向性结构及聚合性碳-碳双键的聚合物以及具有聚合性碳-碳双键的成分的液晶取向剂；形成于所述第I基板上的涂膜经由使用液晶分子来形成的液晶层，而形成与第2基板对向配置的构成的液晶单元，于施加所述液晶层中的液晶分子不会驱动的规定电压的状态、或者对所述一对电极间不施加电压的状态下，对所述液晶单元进行光照射。
[0019]利用所述制造方法而获得的液晶显示元件不仅液晶取向性优异，而且老化特性良好，难以产生由长时间的连续驱动所引起的电特性的劣化。尤其适合于制造IPS模式、FFS模式等横电解方式的液晶显示元件。
[0020]所述光照射的步骤可设为于使所述一对电极间电性非连接的状态且对该电极间不施加电压的状态下，对所述液晶单元进行光照射的步骤。或者，所述光照射的步骤可设为于对所述一对电极间施加OV电压作为所述规定电压的状态下，对所述液晶单元进行光照射的步骤，或者于使所述一对电极间电性连接的状态且对该电极间不施加电压的状态下，对所述液晶单元进行光照射的步骤。通过在施加OV电压的状态、或者使电极间连接且不施加电压的状态(使其短路的状态)下进行光照射，可减小由静电等引起的带电的影响。另夕卜，为了进一步减小带电的影响，优选为在对所述液晶单元的光照射前或者光照射中，更包括利用除电装置来进行所述液晶单元的除电的步骤。
[0021]本发明的另一方面为提供[A]含有具有光取向性结构及聚合性碳-碳双键的聚合物的液晶取向剂。另外，提供[B]含有具有光取向性结构的聚合物、以及具有聚合性碳-碳双键的成分的液晶取向剂。进而，提供[C]含有具有光取向性结构及聚合性碳-碳双键的聚合物、以及具有聚合性碳-碳双键的成分的液晶取向剂。
[0022]所述液晶取向剂可通过含有特定的聚合物，而于液晶显示元件中，不仅液晶取向性优异，而且老化特性良好，可抑制由长时间的连续驱动所引起的电特性的劣化。尤其是若于制造横电解方式的液晶显示元件中使用该液晶取向剂，则能够更显著地发挥所述效果。
[0023]另外，本发明的一方面为提供使用所述液晶取向剂来形成的液晶取向膜。该液晶取向膜由于是利用所述液晶取向剂来形成，故而不仅液晶取向性优异，而且老化特性良好，难以产生由长时间的连续驱动所引起的电特性的劣化。另外进而，在本发明一方面中提供具备所述液晶取向膜的液晶显示元件。
【专利附图】

【附图说明】
[0024]图1是表示实施例以及比较例中使用的基板的导电膜的图案的说明图。
[0025]图2是表示FFS模式的液晶显示元件的结构的剖面图。
【具体实施方式】
[0026]以下，对本发明的液晶取向剂、液晶显示元件以及其制造方法进行说明。
[0027](液晶取向剂)
[0028]本发明的液晶取向剂为选自由以下液晶取向剂所组成的组群中的至少一种:[A]含有具有光取向性结构及聚合性碳-碳双键的聚合物的液晶取向剂；[B]含有具有光取向性结构的聚合物、以及具有聚合性碳-碳双键的成分的液晶取向剂；以及[C]含有具有光取向性结构及聚合性碳-碳双键的聚合物、以及具有聚合性碳-碳双键的成分的液晶取向剂。
[0029]此处，所谓光取向性结构，是指包含光取向性基及分解型光取向部的概念。光取向性结构可采用由通过光异构化或光二聚化、光分解等而显示出光取向性的多种化合物而来的基团，例如可列举:含有偶氮苯或其衍生物作为基本骨架的含偶氮苯的基团、含有肉桂酸或其衍生物作为基本骨架的具有肉桂酸结构的基团、含有查耳酮(chalcone)或其衍生物作为基本骨架的含查耳酮的基团、含有二苯甲酮或其衍生物作为基本骨架的含二苯甲酮的基团、具有香豆素或其衍生物作为基本骨架的含香豆素的基团、含有聚酰亚胺或其衍生物作为基本骨架的含聚酰亚胺的结构等。
[0030][A]、[B]以及[C]的液晶取向剂中所含有的具有光取向性结构的聚合物、以及具有光取向性结构及聚合性碳-碳双键的聚合物(以下也将这些聚合物称为“特定聚合物”)例如可设为选自由[a]侧链上具有光取向性基的聚合物(以下也称为“[a]聚合物”)、[b]主链上具有光取向性基的聚合物(以下也称为“[b]聚合物”)、以及[c]具有分解型光取向性的聚合物(以下也称为“[c]聚合物”)所组成的组群中的至少I种聚合物。
[0031]([a]聚合物)[0032][a]聚合物可使用主链骨架为聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚有机硅氧烷等的聚合物。其中，优选为设为聚有机硅氧烷(以下也称为“ [a]聚有机硅氧烷”)。
[0033]若考虑到高的取向能力、及聚有机硅氧烷骨架等向主链骨架中的导入容易性，则[a]聚合物所具有的光取向性基优选为含有肉桂酸或其衍生物作为基本骨架的具有肉桂酸结构的基团。
[0034]用于获得[a]聚合物的方法并无特别限定。例如，于获得侧链上具有光取向性基的聚有机硅氧烷的情况下，可制成具有环氧基的聚有机硅氧烷(以下也称为含环氧基的聚有机硅氧烷)与具有光取向性基的羧酸的反应产物，所述具有光取向性基的羧酸例如为选自由下述式(Al)所表示的化合物以及下述式(A2)所表示的化合物所组成的组群中的至少I种化合物。另外，聚合性碳-碳双键可利用公知的方法而取入至聚合物中，例如可以如日本专利特愿2011-095224号公报中记载的方式进行。
[0035]更具体而言，为了获得[A]及[C]的液晶取向剂中所含有的“具有光取向性结构及聚合性碳-碳双键的聚合物”，例如可列举以下方法:(i)使用包含具有环氧基的水解性硅烷化合物(Si)、及具有聚合性碳-碳双键的水解性硅烷化合物(s2)的硅烷化合物进行水解缩合后，使由此所得的含环氧基的聚有机硅氧烷、与具有光取向性基的羧酸进行反应的方法；(ii)使用包含所述硅烷化合物(Si)的硅烷化合物进行水解后，将由此所得的含环氧基的聚有机硅氧烷、与包含具有光取向性基的羧酸以及具有聚合性碳-碳双键的羧酸的羧酸进行反应的方法等。
[0036]另外，为了获得[B]的液晶取向剂中所含有的“具有光取向性结构的聚合物”，例如可列举如下方法使用不含所述硅烷化合物(s2)，而包含所述硅烷化合物(Si)的硅烷化合物进行水解缩合后，使由此所得的含环氧基的聚有机硅氧烷与不含具有聚合性碳-碳双键的羧酸，而包含具有光取向性基的羧酸的羧酸进行反应的方法等。
[0037]
【权利要求】
1.一种液晶显示元件的制造方法，其特征在于经过如下步骤: 于具有由导电膜形成的一对电极的第I基板的所述导电膜侧，涂布选自由以下液晶取向剂所组成的组群中的至少任一种液晶取向剂来形成涂膜， [A]含有具有光取向性结构及聚合性碳-碳双键的聚合物的液晶取向剂、 [B]含有具有所述光取向性结构的聚合物、以及具有所述聚合性碳-碳双键的成分的液晶取向剂、以及 [C]含有具有所述光取向性结构及所述聚合性碳-碳双键的聚合物、以及具有所述聚合性碳-碳双键的成分的液晶取向剂；并且 形成于所述第I基板上的所述涂膜经由使用液晶分子来形成的液晶层，而形成与第2基板对向配置的构成的液晶单元； 于对所述一对电极间施加所述液晶层中的所述液晶分子不会驱动的规定电压的状态、或者不施加电压的状态下，对所述液晶单元进行光照射。
2.根据权利要求1所述的液晶显示元件的制造方法，其中于对所述一对电极间施加OV电压作为所述规定电压的状态下对所述液晶单元进行所述光照射。
3.根据权利要求1所述的液晶显示元件的制造方法，其中于将所述一对电极间电性连接的状态且对所述电极间不施加所述电压的状态下对所述液晶单元进行所述光照射。
4.根据权利要求1所述的液晶显示元件的制造方法，其中于将所述一对电极间电性非连接的状态且对所述电极间不施加所述电压的状态下，对所述液晶单元进行所述光照射。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶显示元件的制造方法，其中更包括于对所述液晶单元的光照射前或者光照射中，利用除电装置进行所述液晶单元的除电的步骤。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的液晶显示元件的制造方法，其中所述液晶显示元件为横电解方式。
7.—种液晶取向剂,含有具有光取向性结构及聚合性碳-碳双键的聚合物。
8.—种液晶取向剂,含有具有光取向性结构的聚合物、以及具有聚合性碳-碳双键的成分。
9.一种液晶取向剂,含有具有光取向性结构及聚合性碳-碳双键的聚合物、以及具有聚合性碳-碳双键的成分。
10.一种液晶取向膜，使用根据权利要求7至9中任一项所述的液晶取向剂来形成。
11.一种液晶显示元件，具备根据权利要求10所述的液晶取向膜。
【文档编号】G02F1/1337GK103748506SQ201280040659
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2012年6月29日 优先权日:2011年8月31日
【发明者】永尾隆, 宫本佳和, 徳久博昭, 西川通则 申请人:Jsr株式会社