专利名称：液晶显示元件及其制造方法以及液晶取向剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示元件及其制造方法以及液晶取向剂，具体而言，涉及具有通过光取向法赋予液晶取向能的液晶取向膜的液晶显示元件及其制造方法以及用于得到该液晶显示元件的液晶取向剂。
背景技术：
目前，作为液晶显示元件，例如已知的有使液晶分子相对基板垂直取向的VA(垂直取向)型液晶显示元件等。VA型液晶显示元件是在不施加电压的状态下,使液晶分子相对基板表面垂直地取向；在施加电压的状态下，使液晶分子相对基板表面水平方向地取向。这种VA型液晶显示元件目前例如通过设置肋或电极狭缝，控制垂直取向状态的液晶分子的倾斜方向。另外，近年来作为液晶取向技术，集中关注于对基板表面上形成的涂膜照射光，从而在该涂膜上赋予液晶取向能的光取向法，以代替现有的摩擦法。根据该方法，具有可以使涂膜本身显现出使液晶倾斜取向(歪斜取向)的性能，使液晶分子相对电压变化的响应速度良好的优点。另外，还具有可以高精度地控制此时液晶分子相对基板表面的预倾角的优点。针对具有通过这种光取向法形成的液晶取向膜的液晶显示元件提出有各种方案(例如，参照专利文献I或专利文献2)。在专利文献1、2中，公开了在两块基板各自的表面上，使用包含放射线敏感性聚有机硅氧烷的液晶取向剂而形成涂膜，使用具有对这些涂膜照射光的光取向膜的基板，制作液晶显示元件。现有技术文献专利文献专利文献I日本特许第4416054号公报专利文献2日本特开2010-185001号公报
发明内容
近年来，具有进一步提高液晶显示装置实现高画质的要求，为了实现这个目标，液晶显示元件有必要进一步改善液晶分子对电压变化的响应性(响应速度)。本发明是鉴于上述问题而提出的，其主要目的在于提供液晶分子对电压变化的响应性质优异的液晶显示元件及其制造方法，用于制造该液晶显示元件的液晶取向剂。本发明为了实现上述目的，采用以下手段。本发明的液晶显示元件是具有一对基板的液晶显示元件，其特征在于在前述一对基板中的一个基板表面上，形成使液晶分子相对垂直该基板表面的方向倾斜取向的第I取向膜，并且在另一个基板表面上，形成使液晶分子垂直取向的第2取向膜，前述第I取向膜使用包含具有光取向性基团的放射线敏感性化合物的液晶取向剂而形成，该光取向性基团具有来自由偶氮苯、二苯乙烯、α -亚氨基-β -酮酯、螺吡喃、螺噁嗪、肉桂酸、查尔酮、芪唑、亚苄基邻苯二甲酰亚胺、香豆素、二苯基乙炔和蒽醌构成的群组中选出的至少一种化合物的结构。另外，本发明的液晶显示元件的制造方法是具有一对基板的液晶显示元件的制造方法，其特征在于包括制造液晶显示元件的制造工序，该液晶显示元件在前述一对基板中的一个基板表面上，形成使液晶分子相对垂直该基板表面的方向倾斜取向的第I取向膜，并且在另一个基板表面上，形成使液晶分子垂直取向的第2取向膜，前述第I取向膜使用包含具有光取向性基团的放射线敏感性化合物的光取向用液晶取向剂而形成，该光取向性基团具有来自由偶氮苯、二苯乙烯、α -亚氨基-β -酮酯、螺吡喃、螺噁嗪、肉桂酸、查尔酮、芪唑、亚苄基邻苯二甲酰亚胺、香豆素、二苯基乙炔和蒽醌构成的群组中选出的至少一种化合物的结构。 根据本发明，在液晶显示元件中，一对基板具有的液晶取向膜中的一个作为使液晶分子相对垂直基板表面的方向倾斜取向的取向膜，另一个作为垂直取向膜，同时，前一个取向膜是通过包含具有特定光取向性基团的放射线敏感性化合物的液晶取向剂而形成，可以得到液晶分子相对电压变化的液晶分子的响应特性优异的液晶显示元件。在本发明中，前述光取向性基团也可以具有来自肉桂酸的结构。另外，作为前述放射线敏感性化合物可以是包含具有前述光取向性基团的聚有机硅氧烷的化合物，在这种情况下，可以作为进一步对长时间光照射的耐久性(耐光性)优异的化合物。此处，作为本发明的液晶显示元件的制造方法，具体地可以列举出下述两种方案。首先，作为第一种方案，可以列举出下述方案，即前述制造工序包括在前述一对基板中的一个基板的表面上，使用前述光取向用液晶取向剂，形成第I涂膜的第I膜形成工序；通过对前述第I涂膜照射光，使该第I涂膜成为前述第I取向膜的光照射工序；在前述一对基板中的另一个基板表面上，使用可以形成垂直取向膜的液晶取向剂，形成作为前述第2取向膜的第2涂膜的第2膜形成工序；以及使前述第I取向膜和前述第2涂膜对向地配置前述一对基板，而且在该基板间填充液晶分子，构成液晶盒的盒构成工序。另外，作为第二种方案，可以列举出下述方案，即前述制造工序包括在前述一对基板中的一个基板的表面上，使用前述光取向用液晶取向剂，形成涂膜的第I膜形成工序；在前述一对基板中的另一个基板表面上，使用实质上不含具有光取向性基团的化合物的液晶取向剂，形成前述第2取向膜的第2膜形成工序；使前述涂膜和前述第2取向膜对向地配置前述一对基板，而且在该基板间填充液晶分子，构成液晶盒的盒构成工序；以及对前述盒构成工序构成的前述液晶盒，在前述一对基板间施加电压的状态下，照射光的光照射工序。在这两种方案中，从液晶分子对电压变化的响应性的观点出发，更优选上述第一种方案。
图I是液晶显示元件的纵剖视图。图2是表示透明导电膜的图案形状的图。
具体实施例方式[液晶显示元件]以下，适当地参照附图对本发明的液晶显示元件进行说明。图I是表示本发明的液晶显示元件的一个例子的示意图。如图I所示，液晶显示元件10具有一对基板lla、llb，它们相互离开地配置。基板IlaUlb可以通过例如由浮法玻璃、钠玻璃等玻璃；聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚醚砜、聚碳酸酯、聚(脂环式烯烃)等塑料形成的透明基板构成。在一对基板中，在一个基板Ila上，和另一个基板Ilb对面侧的表面上，设置第I电极12。作为第I电极12只要是一般作为液晶显示元件的电极使用的，就没有特别的限定，可以使用例如透明导电膜。作为透明导电膜，可以使用由氧化锡(SnO2)形成的NESA膜(美国PPG公司的注册商标)、由氧化铟-氧化 锡(In2O3-SnO2)形成的ITO膜等。在第I电极12中，在和基板Ilb对面侧的表面上，形成第I取向膜13。第I取向膜13由相对垂直基板表面的方向，可以使液晶分子倾斜取向的有机薄膜而构成。换言之，如图I所示，第I取向膜13中，液晶分子从基板表面伸出的角度(预倾角)是Θ (O < Θ<90° )。第I取向膜13的膜厚优选为O. 001 I μπι，更优选为O. 005 0.5 μπι。在基板Ilb中，在和基板Ila的对面侧的表面上，设置第2电极14。作为该第2电极14可以使用和第I电极12例示的透明导电膜同样的电极。例如，在将本发明的液晶显不兀件应用于使用TFT的方式时,可以将第I电极12和第2电极14中的一个作为对向电极，将另一个作为像素电极。在第2电极14中，在和基板Ila对面侧的表面形成第2取向膜15。第2取向膜15通过使液晶分子相对基板表面垂直取向的有机薄膜构成。第2取向膜15的膜厚优选为
O.001 I μ m，更优选为 O. 005 O. 5 μ m。在第I取向膜13和第2取向膜15间，形成填充液晶分子16的液晶层17。作为液晶分子16，优选使用例如向列型液晶、碟型液晶等。特别是，优选具有负的介电各向异性的向列型液晶，具体而言，可以使用例如二氰基苯类液晶、哒嗪类液晶、西夫碱类液晶、氧化偶氮基类液晶、联苯类液晶、苯基环己烷类液晶等。液晶层17的厚度优选为I. 2 8.0 μ m，更优选为I. 3 5. 5 μ m,进一步优选为I. 4 4. O μ m。在一对基板IlaUlb的外表面分别安装偏振片18、19。作为偏振片18、19，可以使用将聚乙烯醇延展取向的同时，用醋酸纤维素保护膜夹住吸收碘称作“H膜”的偏光膜形成的偏振片或由H膜本身形成的偏振片。接着，对本发明中的第I取向膜13和第2取向膜15进行说明。本发明中的第I取向膜13和第2取向膜15分别使用包含聚酰胺酸和聚酰亚胺的至少任意一种聚合物作为聚合物成分的液晶取向剂(第I取向剂、第2取向剂)而形成。[第I取向剂]用于形成第I取向膜13的第I取向剂包含具有光取向性基团的放射线敏感性化合物构成。<放射线敏感性化合物>本发明中的放射线敏感性化合物所具有的光取向性基团是通过光照射对膜赋予各向异性的官能团，在本发明中，特别是通过产生光异性化反应和光二聚化反应的至少任意一种，对膜赋予各向异性的基团。作为形成第I取向膜13时适合使用的光取向性基团，具体的是具有来自由偶氮苯、二苯乙烯、α -亚氨基-β -酮酯、螺吡喃、螺噁嗪、肉桂酸、查尔酮、芪唑、亚苄基邻苯二甲酰亚胺、香豆素、二苯基乙炔和蒽醌构成的群组中选出的至少一种化合物的结构的基团。作为上光取向性基团，它们之中，特别优选具有来自肉桂酸结构的基团。作为来自肉桂酸的结构，具体地可以用下述式(Cl)所示，
权利要求
1.一种液晶显示元件,该液晶显示元件具有一对基板,其特征在于 在前述一对基板中的一个基板表面上，形成使液晶分子相对垂直该基板表面的方向倾斜取向的第I取向膜，并且在另一个基板表面上，形成使液晶分子垂直取向的第2取向膜，前述第I取向膜使用包含具有光取向性基团的放射线敏感性化合物的液晶取向剂而形成， 该光取向性基团具有来自由偶氮苯、二苯乙烯、a -亚氨基-0 -酮酯、螺吡喃、螺噁嗪、肉桂酸、查尔酮、芪唑、亚苄基邻苯二甲酰亚胺、香豆素、二苯基乙炔和蒽醌构成的群组中选出的至少一种化合物的结构。
2.根据权利要求I所记载的液晶显示元件，其中前述光取向性基团具有来自肉桂酸的结构。
3.根据权利要求I或2所记载的液晶显示元件，其中作为前述放射线敏感性化合物包含具有前述光取向性基团的聚有机硅氧烷。
4.一种液晶显示元件的制造方法，该制造方法是具有一对基板的液晶显示元件的制造方法，其特征在于 包括制造液晶显示元件的制造工序，该液晶显示元件在前述一对基板中的一个基板表面上，形成使液晶分子相对垂直该基板表面的方向倾斜取向的第I取向膜，并且在另一个基板表面上，形成使液晶分子垂直取向的第2取向膜， 前述第I取向膜使用包含具有光取向性基团的放射线敏感性化合物的光取向用液晶取向剂而形成， 该光取向性基团具有来自由偶氮苯、二苯乙烯、a -亚氨基-酮酯、螺吡喃、螺噁嗪、肉桂酸、查尔酮、芪唑、亚苄基邻苯二甲酰亚胺、香豆素、二苯基乙炔和蒽醌构成的群组中选出的至少一种化合物的结构。
5.根据权利要求4所记载的液晶显示元件的制造方法，其特征在于，前述制造工序包括 在前述一对基板中的一个基板的表面上，使用前述光取向用液晶取向剂，形成第I涂膜的第I膜形成工序； 通过对前述第I涂膜照射光，使该第I涂膜成为前述第I取向膜的光照射工序； 在前述一对基板中的另一个基板表面上，使用可以形成垂直取向膜的液晶取向剂，形成作为前述第2取向膜的第2涂膜的第2膜形成工序；以及 使前述第I取向膜和前述第2涂膜对向地配置前述一对基板，而且在该基板间填充液晶分子，构成液晶盒的盒构成工序。
6.根据权利要求4所记载的液晶显示元件的制造方法，其中前述制造工序包括 在前述一对基板中的一个基板的表面上，使用前述光取向用液晶取向剂，形成涂膜的第I膜形成工序； 在前述一对基板中的另一个基板表面上，使用实质上不含具有光取向性基团的化合物的液晶取向剂，形成前述第2取向膜的第2膜形成工序； 使前述涂膜和前述第2取向膜对向地配置前述一对基板，而且在该基板间填充液晶分子，构成液晶盒的盒构成工序；以及 对前述盒构成工序构成的前述液晶盒，在前述一对基板间施加电压的状态下，照射光的光照射工序。
7.根据权利要求4所记载的液晶显示元件的制造方法，其中前述光取向性基团具有来自肉桂酸的结构。
8.根据权利要求4 7所记载的液晶显示元件的制造方法，其中作为前述光反应性化合物包含具有前述光取向性基团的聚有机硅氧烷。
9.一种液晶取向剂,该液晶取向剂用于制造权利要求I 3任一项所记载的液晶显不元件。
全文摘要
本发明涉及液晶显示元件及其制造方法以及液晶取向剂。本发明提供一种液晶取向剂，该液晶取向剂用于得到在高温环境下显示出高的电压保持率，而且低残影性质优异的液晶显示元件。液晶显示元件(10)是在一对基板(11a、11b)中的一个基板表面上，形成使液晶分子相对垂直该基板表面的方向倾斜取向的第1取向膜(13)，并且在另一个基板表面上，形成使液晶分子垂直取向的第2取向膜(15)。特别是，第1取向膜(13)使用包含具有光取向性基团的放射线敏感性化合物的液晶取向剂而形成，该光取向性基团具有来自由偶氮苯、二苯乙烯、α-亚氨基-β-酮酯、螺吡喃、螺噁嗪、肉桂酸、查尔酮、芪唑、亚苄基邻苯二甲酰亚胺、香豆素、二苯基乙炔和蒽醌构成的群组中选出的至少一种化合物的结构。
文档编号G02F1/1337GK102629030SQ201210028210
公开日2012年8月8日 申请日期2012年2月3日 优先权日2011年2月4日
发明者宫本佳和, 德久博昭, 杉山文隆 申请人:Jsr株式会社