液晶取向膜的制造方法、光取向剂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膜的制造方法、光取向剂及液晶显示元件，所述制造方法可获得残留电荷的积蓄量少且显示高的电压保持率的液晶显示元件。液晶取向膜的制造方法包含如下步骤：将液晶取向剂涂布于基板上而形成涂膜的步骤，所述液晶取向剂包含(A)聚合物与(B)聚合物而作为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所构成的群组的至少一种聚合物成分，且(A)聚合物是在主链具有下述式(1)所表示的结构(Y)的聚合物，其中，在X1为-NH-的情况下，由聚合反应所形成的酰胺键除外；对该涂膜进行光照射而制成液晶取向膜的步骤；式(1)中，X1是硫原子、氧原子或-NH-；“*”表示结合键；2个“*”中的至少一个键结于芳香环上。
【专利说明】液晶取向膜的制造方法、光取向剂及液晶显示元件
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种液晶取向膜的制造方法、光取向剂及液晶显示元件，详细而言涉 及一种利用光取向技术而对膜赋予液晶取向性的技术。
【背景技术】
[0002] 现在，作为液晶显示元件，开发了电极结构或所使用的液晶分子的物性等不同 的各种驱动方式，例如已知有扭转向列（TwistedNematic,TN)型、超扭转向列（Super TwistedNematic，STN)型、垂直取向（VerticalAlignment，VA)型等纵向电场方式，共面 切换（In-PlaneSwitching，IPS)型、边缘场转换（FringeFieldSwitching，FFS)型等横 向电场方式等各种液晶显示元件。这些中，在纵向电场方式的液晶显示元件中，以在对向配 置的一对基板的各个上形成电极，于与基板垂直的方向产生电场的方式而构成，相对于此， 在横向电场方式的液晶显不兀件中，以在一对基板中的其中一个上形成电极，于与基板平 行的方向产生电场的方式而构成。因此，可知横向电场方式的液晶显示元件与以往的纵向 电场方式相比而言，可实现对比度或视角特性的提高。
[0003] 液晶显示元件利用基板上所形成的液晶取向膜而控制液晶分子的取向状态。作为 该液晶取向膜的材料，自耐热性、机械强度、与液晶的亲和性等各种特性良好的方面考虑， 一般使用聚酰胺酸或聚酰亚胺。而且，作为对由液晶取向剂所形成的高分子薄膜赋予液晶 取向能力的方法，近年来，提出利用光异构化或光二聚化、光分解等的光取向法作为代替摩 擦法的技术。该光取向法是通过对形成于基板上的感放射线性的有机薄膜照射偏光或非偏 光的放射线而对膜赋予各向异性，由此而控制液晶分子的取向的方法。与现有的摩擦法相 比而言，利用该方法可抑制步骤内的尘埃或静电的产生，因此可抑制由于尘埃等所引起的 显示不良的产生或良率的降低。而且，还具有可对基板上所形成的有机薄膜均一地赋予液 晶取向能力的优点。
[0004] 作为应用于光取向法中的液晶取向剂，现在提出各种液晶取向剂（例如参照专利 文献1?专利文献4)。在专利文献1中揭示了含有在侧链具有包含查耳酮结构的基的聚合 物的液晶取向剂，在专利文献2中揭示了含有具有类黄酮（flavonoid)结构的聚合物的液 晶取向剂。而且，在专利文献3中揭示了含有具有偶氮苯结构或蒽结构的聚合物的液晶取 向剂，在专利文献4中揭示了含有低分子量的偶氮化合物的液晶取向剂。
[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
【发明内容】
[0011] [发明所欲解决的课题]
[0012] 在横向电场方式的液晶显示元件中，具有广的视角特性或良好的对比度特性，另 一方面由于残留电荷积蓄所造成的残像（图像的留痕）成为问题。
[0013] 而且，通过将利用光取向法而得的液晶取向膜应用于横向电场方式的液晶显示元 件中，可期待获得光取向法的所述特性。然而，在通过照射紫外线等而产生化学变化的光取 向法的情况下，与现有的利用摩擦处理的液晶取向膜相比较而言一般存在电气特性差的倾 向。特别是在伴随聚合物的光分解的情况下，存在如下的问题：在液晶单元中，杂质离子增 力口，电压保持率容易降低。而且，推测由光取向法所得的液晶取向膜的液晶的取向控制力并 不充分，在横向电场方式的液晶显示元件中成为留痕的一个原因。另一方面，随着液晶面板 在近年的高品质化，作为液晶显示元件，要求液晶显示元件的电气特性或低残像性优异的 液晶显示元件。
[0014] 本发明是鉴于所述课题而成，其主要目的在于提供能够获得残留电荷的积蓄量少 且显示高的电压保持率的液晶显示元件的液晶取向膜的制造方法。
[0015] [解决课题的手段]
[0016] 本发明人等人为了达成如上所述的现有技术的课题而进行了积极研究，关注光弗 莱斯重排（photo-Friesrearrangement)反应作为通过光照射而在膜上产生各向异性的机 构。该光弗莱斯重排反应是通过由苯基酯重排反应为芳香族羟基酮而使分子结构的骨架变 化。而且，本发明人等人基于该关注点，使用在主链具有特定结构（在芳香环上键结有酯基 或硫酯基而成的结构）的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺的至少一种聚合物作为液晶取 向剂的聚合物成分的一部分，利用光取向法而形成液晶取向膜，结果发现可解决所述课题， 从而完成本发明。具体而言，通过本发明而提供以下的液晶取向膜的制造方法、光取向剂、 及液晶显示元件。
[0017] 本发明在一个形态中提供一种液晶取向膜的制造方法，包含如下步骤：将液晶取 向剂涂布于基板上而形成涂膜的步骤，所述液晶取向剂包含（A)聚合物与（B)聚合物而作 为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所构成的群组的至少一种聚合物成分，且（A) 聚合物是在主链具有下述式（1)所表示的结构（Y)(其中，在X1为-NH-的情况下，由聚合 反应所形成的酰胺键除外）的聚合物；对所述涂膜进行光照射而制成液晶取向膜的步骤；
[0018] [化 1]
[0019]
【权利要求】
1. 一种液晶取向膜的制造方法，其特征在于，包含如下步骤： 将液晶取向剂涂布于基板上而形成涂膜的步骤，所述液晶取向剂包含（A)聚合物与 (B)聚合物而作为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所构成的群组的至少一种聚合 物成分，且所述（A)聚合物是在主链具有下述式（1)所表示的结构（Y)的聚合物，其中，在 X1为-NH-的情况下，由聚合反应所形成的酰胺键除外； 对所述涂膜进行光照射而制成液晶取向膜的步骤； [化1]
式⑴中，X1是硫原子、氧原子或-NH-分别表示结合键；其中，2个中的至少 一个键结于芳香环上。
2. 根据权利要求1所述的液晶取向膜的制造方法，其中 氟原子及硅原子中的至少一种特定原子的含有率在所述（A)聚合物与所述（B)聚合物 中不同。
3. 根据权利要求2所述的液晶取向膜的制造方法，其中 与所述（B)聚合物相比而言，所述（A)聚合物的所述特定原子的含有率较高。
4. 根据权利要求2或3所述的液晶取向膜的制造方法，其中 在具有所述特定原子的聚合物中，具有所述特定原子的重复单元相对于所述聚合物的 所有重复单元的含有比例为1摩尔％?70摩尔％。
5. 根据权利要求1或2所述的液晶取向膜的制造方法，其中 所述㈧聚合物与所述⑶聚合物的含有比率以重量比A/B计而言为2/8?8/2。
6. 根据权利要求1或2所述的液晶取向膜的制造方法，其中 所述（A)聚合物及所述（B)聚合物中的至少任一个具有选自由下述式（2-1)所表示的 结构、下述式（2-2)所表示的结构及含氮杂环所构成的群组的至少一种结构（Z)，其中下述 式（2-2)所表示的结构中，由单体的聚合而形成的酰胺键中所含的结构除外； [化2]
式（2-1)中，R1是卤素原子、碳数为1?10的烷基或碳数为1?10的烷氧基，rl是 0?2的整数，r2是0?3的整数；其中，满足rl+r2彡4 ;"*1"表示结合键；式（2-2)中， R2是氢原子或碳数为1?6的烷基；"*2"表示结合键。
7. 根据权利要求6所述的液晶取向膜的制造方法，其中 在具有所述结构（Z)的聚合物中，具有所述结构（Z)的重复单元相对于所述聚合物的 所有重复单元的含有比例为2摩尔％?40摩尔％。
8. 根据权利要求6所述的液晶取向膜的制造方法，其中 所述（A)聚合物及所述（B)聚合物中的至少任一个具有氟原子及硅原子中的至少一种 特定原子， 所述（A)聚合物及所述（B)聚合物中，所述特定原子的含有率低的聚合物具有所述结 构⑵。
9. 根据权利要求6所述的液晶取向膜的制造方法，其中 所述（B)聚合物具有所述结构（Z)。
10. 根据权利要求6所述的液晶取向膜的制造方法，其中 所述（A)聚合物具有所述结构（Y)、与氟原子及硅原子的至少一种特定原子， 所述（B)聚合物具有所述结构（Z)，且与所述（A)聚合物相比而言，所述特定原子的含 有率较低。
11. 根据权利要求1或2所述的液晶取向膜的制造方法，其中 所述（B)聚合物是使四羧酸二酐与二胺反应而所得的聚合物，所述四羧酸二酐包含选 自由2,3,5_三羧基环戊基乙酸二酐、双环[3.3.0]辛烷-2,4,6,8-四羧酸-2 :4,6 :8-二 酐、1，3, 3a，4, 5,9b-六氢-8-甲基-5-(四氢-2, 5-二氧代-3-呋喃基）-萘并[l，2-c]呋 喃-1，3-二酮、1，3, 3a，4, 5,9b-六氢-5-(四氢-2, 5-二氧代-3-呋喃基）-萘并[1，2-c] 呋喃-1，3-二酮、1，2, 3,4-环丁烷四羧酸二酐、环戊烷四羧酸二酐、及环己烷四羧酸二酐所 构成的群组的至少一种。
12. 根据权利要求1或2所述的液晶取向膜的制造方法，其中 所述（A)聚合物在主链具有下述式（3)所表示的结构； [化3]
式（3)中，k及i分别独立为0或1，1是2?9的整数，j是1?4的整数；分别表 示结合键。
13. -种光取向剂，其特征在于：包含（A)聚合物与（B)聚合物而作为选自由聚酰胺 酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所构成的群组的至少一种聚合物成分，且所述（A)聚合物是在 主链具有下述式（1)所表示的结构（Y)的聚合物，其中，在X 1为-NH-的情况下，由聚合反 应所形成的酰胺键除外； [化4]
式⑴中，X1是硫原子、氧原子或-NH-分别表示结合键；其中，2个中的至少 一个键结于芳香环上。
14. 一种液晶显示元件，其特征在于，包含利用根据权利要求1至12中任一项所述的液 晶取向膜的制造方法而制造的液晶取向膜。
【文档编号】G02F1/1337GK104516151SQ201410446150
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2013年10月7日
【发明者】秋池利之, 野辺洋平, 村主拓弥, 安池伸夫, 马场美智子, 平野哲 申请人:Jsr株式会社