液晶顯示元件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種不使介電常數(shù)各向異性、粘度、向列相上限溫度、旋轉(zhuǎn)粘度（γ1）等作為液晶顯示元件的諸多特性以及液晶顯示元件的圖像保留特性惡化的、制造時的滴下痕跡不易發(fā)生的液晶顯示元件及其制造方法。本發(fā)明的液晶顯示元件10的特征是，包括：夾持于第一基板11和第二基板12之間的液晶組合物層13，以及含有作為主鏈具有聚酰亞胺骨架、作為側(cè)鏈具有交聯(lián)性官能團的聚合性化合物的聚合物的垂直取向膜16、17，構(gòu)成液晶組合物層13的液晶組合物含有通式（I）、（II）表示的化合物。
【專利說明】液晶顯示元件及其制造方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及作為液晶TV等的構(gòu)成部件有用的液晶顯示元件及其制造方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]液晶顯示元件用于以鐘表、電子計算器為代表，各種測定儀器、汽車用面板(panel)、文字處理器、電子記事本、打印機、計算機、電視機、鐘表、廣告顯示板等。作為液晶顯示方式，其代表性的可以舉出TN (扭曲向列)型、STN (超扭曲向列)型、使用TFT (薄膜晶體管)的垂直取向型(垂直取向，VA)、IPS (平面轉(zhuǎn)換)型等。要求用于這些液晶顯示元件的液晶組合物對于水分、空氣、熱、光等外在因素穩(wěn)定，另外在以室溫為中心的盡可能寬的溫度范圍內(nèi)顯示液晶相，粘性低，并且驅(qū)動電壓低。進一步，為了使對于每個液晶顯示元件，介電常數(shù)各向異性(Λ ε )、折射率各向異性(Λη)等取到最適宜的值，液晶組合物由幾種至幾十種的化合物構(gòu)成。
[0003]VA型顯示器中使用Λ ε為負的液晶組合物，廣泛用于液晶TV等。另一方面，所有的驅(qū)動方式中都要求低電壓驅(qū)動、高速響應(yīng)、寬操作溫度范圍。即，要求Λ ε的絕對值大，粘度(11)小，向列相-各向同性液相轉(zhuǎn)變溫度(Tni)高。另外，有必要設(shè)定作為Λη和單元間隙(d)之積的AnXd，將液晶組合物的Λη與單元間隙結(jié)合而調(diào)節(jié)至適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。另外，在將液晶顯示元件用于電視機等的情況中重視高速響應(yīng)性，因此要求旋轉(zhuǎn)粘度(Y1)小的液晶組合物。
[0004]另一方面，為了改善VA型顯示器的視角特性，從而廣泛使用通過在基板上設(shè)置突起結(jié)構(gòu)物而將像素中的液晶分子的取向方向分割為多個的MVA (多疇垂直取向)型液晶顯示元件。MVA型液晶顯示元件從視角特性的方面來看優(yōu)異，但與基板上的突起結(jié)構(gòu)物附近相分離的部位相比，液晶分子的響應(yīng)速度不同，由于從突起結(jié)構(gòu)物分離的響應(yīng)速度慢的液晶分子的影響，而存在整體的響應(yīng)速度不足的問題，以及存在突起結(jié)構(gòu)物引起的透射率降低的問題。為了解決該問題，與通常的MVA`型液晶顯示元件不同，作為在單元中不設(shè)置非透過性的突起結(jié)構(gòu)物、在分割的像素內(nèi)賦予均一的預(yù)傾角的方法，開發(fā)了 PSA液晶顯示元件(polymer sustained alignment:聚合物穩(wěn)定取向，含有PS液晶顯示元件(polymerstabilised:聚合物穩(wěn)定化))。PSA液晶顯示元件是通過將少量的反應(yīng)性單體添加至液晶組合物，將該液晶組合物導(dǎo)入液晶單元后，通過一邊在電極間施加電壓一邊照射活性能量射線，使液晶組合物中的反應(yīng)性單體聚合，從而制造。因此，能夠在分割像素中賦予適當(dāng)?shù)念A(yù)傾角，結(jié)果，能夠通過透射率的提高來實現(xiàn)對比度的提高，以及通過賦予均一的預(yù)傾角從而實現(xiàn)高速響應(yīng)性(例如，參照專利文獻I)。然而，在PSA液晶顯示元件中，需要在液晶組合物中添加反應(yīng)性單體，在要求高電壓保持率的有源矩陣液晶顯示元件中問題多，還存在發(fā)生圖像保留等顯示不良的問題。
[0005]作為改良PSA液晶顯示元件的缺點、不在液晶組合物中混入液晶材料以外的異物、對液晶分子賦予均一的預(yù)傾角的方法，開發(fā)了將聚酰亞胺等取向膜材料作為設(shè)有由于紫外線等而具有反應(yīng)性的側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)而形成取向膜、將液晶組合物導(dǎo)入液晶單元后、通過一邊在電極間施加電壓一邊照射活性能量射線而使取向膜中的反應(yīng)性單體聚合的方式(例如，參照專利文獻2和3)。
[0006]另一方面，隨著液晶顯示元件的大畫面化，液晶顯示元件的制造方法也發(fā)生著大的變化。也就是說，以往的真空注入法在制造大型的面板時，制造過程需要大量的時間，因此在大型面板的制造中，利用ODF (on e-dr op-f i 11,滴注)方式的制造方法成為主流(例如，參照專利文獻4)。該方式與真空注入法相比，由于能夠縮短注入時間，因此成為液晶顯示元件的制造方法的主流。但是，出現(xiàn)了新的問題，即:將液晶組合物滴下的滴下痕跡在制作液晶顯示元件后仍以滴下的形狀在液晶顯示元件中殘留的現(xiàn)象。這里，滴下痕跡定義為在顯示黑色的情況中將液晶組合物滴下的痕跡浮現(xiàn)出白色的現(xiàn)象。特別地，在通過使前述取向膜材料為設(shè)有由于紫外線等而具有反應(yīng)性的側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)從而對液晶分子賦予預(yù)傾角的方式中，由于在液晶組合物向基板滴下時取向膜中具有反應(yīng)性的取代基殘留，因此容易發(fā)生滴下痕跡的問題。另外，通常滴下痕跡的發(fā)生大多由于液晶材料的選擇而發(fā)生，其原因不明。
[0007]作為滴下痕跡的抑制方法，公開了液晶組合物中混合的聚合性化合物進行聚合以在液晶組合物層中形成聚合物層，從而利用與取向控制膜的關(guān)系來抑制產(chǎn)生的滴下痕跡的方法(例如，參照專利文獻5)。然而，在該方法中，與PSA方式等同樣地，存在液晶組合物中添加的反應(yīng)性單體引起的顯示上的圖像保留的問題，對于滴下痕跡的抑制而言其效果也不充分，需要開發(fā)一種維持作為液晶顯示元件的基本特性、并且圖像保留、滴下痕跡不易發(fā)生的液晶顯示元件。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:日本特開2002-357830號公報
[0011]專利文獻2:日本特開2011-95696號公報
[0012]專利文獻3:日本特開2011-95697號公報
[0013]專利文獻4:日本特開平6-235925號公報
[0014]專利文獻5:日本特開2006-58755號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]發(fā)明要解決的問題
[0016]本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，目的在于提供一種不使介電常數(shù)各向異性、粘度、向列相上限溫度、旋轉(zhuǎn)粘度(Y1)等作為液晶顯示元件的諸多特性以及液晶顯示元件的圖像保留特性惡化的、制造時的滴下痕跡不易發(fā)生的液晶顯示元件及其制造方法。
[0017]用于解決問題的方法
[0018]本發(fā)明人等為了解決上述問題，研究了各種液晶組合物與液晶顯示元件中的預(yù)傾角的賦予方法的組合，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在向垂直取向膜中導(dǎo)入具有反應(yīng)性的骨架、將液晶組合物導(dǎo)入液晶單元后、通過一邊在電極間施加電壓一邊照射活性能量射線以使取向膜中的反應(yīng)性取代基反應(yīng)的方式中，通過組合特定的液晶組合物，能夠解決前述問題，從而完成了本發(fā)明。
[0019]S卩,本發(fā)明涉及一種液晶顯示元件,其特征在于,所述液晶顯示元件包括具有電極的第一基板、具有電極的第二基板、以及夾持于前述第一基板和前述第二基板之間的液晶組合物層，在前述第一基板的電極和前述第二基板的電極之間，與前述第一基板和前述第二基板大致垂直地施加電荷，并控制前述液晶組合物層中的液晶分子；在前述第一基板和前述第二基板中的至少一方具有將前述液晶組合物層中的液晶分子的取向方向控制為相對于前述第一基板和前述第二基板中與前述液晶組合物層鄰接的面大致垂直的垂直取向膜，該垂直取向膜包含作為主鏈具有聚酰亞胺骨架、作為側(cè)鏈具有交聯(lián)性官能團的聚合性化合物的聚合物，構(gòu)成前述液晶組合物層的液晶組合物含有下述通式(I)表示的化合物、以及下述通式(II)表示的化合物。
[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種液晶顯示元件，其特征在于，所述液晶顯示元件包括具有電極的第一基板、具有電極的第二基板、以及夾持于所述第一基板和所述第二基板之間的液晶組合物層，在所述第一基板的電極和所述第二基板的電極之間與所述第一基板和所述第二基板大致垂直地施加電荷，并控制所述液晶組合物層中的液晶分子； 在所述第一基板和所述第二基板中的至少一方具有將所述液晶組合物層中的液晶分子的取向方向控制為相對于所述第一基板和所述第二基板中與所述液晶組合物層鄰接的面大致垂直的垂直取向膜，該垂直取向膜包含作為主鏈具有聚酰亞胺骨架、作為側(cè)鏈具有交聯(lián)性官能團的聚合性化合物的聚合物，構(gòu)成所述液晶組合物層的液晶組合物含有下述通式(I)表示的化合物、以及下述通式(II)表示的化合物，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示元件，其中，其具有多個像素，且該像素中具有預(yù)傾角不同的2個以上區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示元件，其中，所述垂直取向膜中，主鏈為熱固性聚酰亞胺或者可溶性聚酰亞胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示元件，其中，所述第一基板具有共同電極，所述第二基板具有通過薄膜晶體管而被驅(qū)動的像素電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示元件，其中，所述像素電極在從像素的中心出發(fā)的4個方向上梳齒狀地具有狹縫，且所述液晶組合物層中的液晶分子具有以不同方向取向的4個區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示元件，其中，所述液晶組合物層通過滴下法而形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示元件，其中，所述液晶組合物含有所述通式(I)表示的化合物30-50質(zhì)量％，含有所述通式(II)表示的化合物30-65質(zhì)量％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示元件，其中，所述垂直取向膜中，熱固性聚酰亞胺骨架為從聚酰胺酸、聚酰亞胺、聚酰胺酸酯、聚酯、聚酰胺、聚有機硅氧烷、纖維素衍生物、聚縮醛衍生物、聚苯乙烯衍生物以及聚(苯乙烯-苯基馬來酰亞胺)衍生物、聚(甲基)丙烯酸酯衍生物組成的組中選擇的至少I種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示元件，其中，所述液晶組合物含有下述通式(III)表示的化合物5~20質(zhì)量％,
10.一種制造方法，其特征在于，所述制造方法是液晶顯示元件的制造方法，其在具有共同電極的第一基板和具有像素電極的第二基板中的至少一方涂布含有作為主鏈具有熱固性聚酰亞胺或者可溶性聚酰亞胺骨架、作為側(cè)鏈具有交聯(lián)性官能團的化合物的垂直取向材料，通過加熱形成取向膜之后，利用所述第一基板和所述第二基板夾持液晶組合物，在所述共同電極和所述像素電極之間在施加了電壓的狀態(tài)下照射活性能量射線，從而使所述取向膜中的聚合性化合物聚合； 所述液晶組合物含有下述通式(I)表示的化合物、以及下述通式(II)表示的化合物，
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶顯示元件的制造方法，其中，所述活性能量射線為紫外線，其強度為2mW/cm_2~100mW/cm_2，照射總能量為IOJ~300J。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶顯示元件的制造方法，其中，所述液晶組合物含有所述通式(I)表示的化合物30~50質(zhì)量％，含有所述通式(II)表示的化合物5~20質(zhì)量％，含有所述通式(III)表示的化合物30~50質(zhì)量％。
【文檔編號】C09K19/12GK103460120SQ201280014225
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月30日
【發(fā)明者】小川真治, 巖下芳典, 栗山毅 申請人:Dic株式會社