专利名称：液晶显示装置及其制造方法
液晶显示装置及其制造方法
背景技术：
本公开涉及液晶显示装置,其包括液晶显示元件,在液晶显示元件中，液晶层被密封在一对基板之间，该基板在相对面具有取向膜，以及一种制造该液晶显示装置的方法。近年来，液晶显示器(IXD)已经常被作为液晶电视机，笔记本个人计算机，汽车导航装置等的显示器。根据介于基板之间的液晶层中包含的液晶分子的分子排列(取向)，液晶显示器被分成多种显示模式(系统)。作为显示模式，例如，常见的TNCTwisted Nematic:扭曲向列相)模式，其中液晶分子在不施加电压的状态下扭转和取向。TN模式中，液晶分子具有正的介电常数各向异性，即相比短轴方向，在液晶分子的长轴方向的介电常数大的性质。因此，液晶分子具有这样的结构，其中，液晶分子的取向方向顺次在平行于基板面的平面内旋转，并且液晶分子在垂直基板面的方向上取向。另一方面，已被越来越关注VA (垂直取向)模式，在该模式中，在不施加电压的状态下，液晶分子相对于基板面垂直取向。在VA模式中，液晶分子具有负的介电常数各向异性，即相比短轴方向，在液晶分子的长轴方向的介电常数小的性质，而且能够实现比TN模式更宽的可视角。VA模式的液晶显示器，具有通过下述透过光的结构:响应施加的电压，在相对于基板垂直的方向上取向的液晶分子，由于负的介电常数各向异性，向相对于与基板水平的方向倾斜。然而，由于相对于基板垂直的方向上取向的液晶分子的倾斜的方向是任意的，因此液晶分子的取向将被施加电压干扰，造成相对于电压的响应特性劣化。因此，为了改善响应特性，考虑了调节其中响应于电压，液晶分子倾 斜的方向的技术。具体而言，有使用取向膜赋予液晶分子预倾斜的技术(光学取向膜技术)，该取向膜通过照射下述的光形成，所述光为来自紫外光的线性偏振光或来自相对基板面倾斜的方向的紫外光等。作为光取向膜技术，例如，有通过使用来自紫外光的线性偏振光或来自相对基板面倾斜的方向的紫外光照射由聚合物形成的膜，从而形成取向膜的普通技术，该聚合物包括查耳酮结构和交联的查耳酮结构双键部分(参见日本未经审查的专利申请公开N0.10-087859、日本未审查专利申请公开N0.10-252646、和日本未审查专利申请公开N0.2002-082336)。此外，还有使用肉桂酸乙烯酯衍生物聚合物和聚酰亚胺的混合物形成取向膜的技术(参见日本未经审查的专利申请公开N0.10-232400)。另外，通过使波长为254nm的线性偏振光照射包含聚酰亚胺的膜并崩解一部分聚酰亚胺形成取向膜的技术(参见日本未经审查的专利申请公开N0.10-073821)等也很常见。另外，作为光学取向膜技术的外围技术，还有如下形成液晶取向膜的技术，所述取向膜通过在由聚合物形成的膜上照射线性偏振光或倾斜的光，形成由液晶聚合物化合物形成的膜而形成，所述聚合物包括二色性光反应构成单元例如偶氮苯衍生物(参见日本未经审查的专利申请公开N0.11-326638)。另外，通常从日本未审查专利申请公开N0.2011-095696 了解如下液晶显示装置，其为包括液晶显示元件的液晶显示装置，该液晶显示元件包括设置在一对基板的相对面侧的一对取向膜，和液晶层，液晶层在所述取向膜之间并且包含具有负的介电常数各向异性的液晶分子，其中，一对取向膜中的至少一个包含如下化合物，该化合物中，使包含能交联官能团作为侧链的聚合物化合物交联或变形，并且通过使化合物交联或变形来使液晶分子预倾斜。
发明内容
然而，利用上述光学取向膜技术，当响应特性改善的时候，在形成取向膜的时候还存在使用大型的光照射装置的问题，所述大型的光照射装置例如线性偏振光照射装置或从倾斜方向照射基板面的光照射装置。另外，为了实现更大的视角，通过在像素内提供多个次像素来划分液晶分子的取向制造具有多域的液晶显示器，因此正在使用更大规模设备，从而存在制造过程复杂的问题。具体而言，形成取向膜，以使具有多域的液晶显示器中每个次像素的预倾斜不同。因此，在使用上述的光学取向膜技术制造多域的液晶显示器的情况下，因为对每个次像素都进行光照，针对每个次像素使用掩模图案，这就导致光照射装置的规模更大。此外，虽然根据在日本未经审查的专利申请公开N0.2011-095696中公开的技术能够提高响应特性，还需要更大的预倾斜稳定性(高取向稳定性)。期望提供一种液晶显示装置，以及该装置的制造方法，该液晶显示装置包括液晶显示元件，该元件即使不使用大型的制造设备也能够容易地改善响应特性，并且能够赋予液晶分子更大的预倾斜稳定性(高取向稳定性)。根据本公开第一实施方式，提供一种液晶显示装置，包括:液晶显示元件，液晶显示元件包括设置在一对基板的相对面侧上的一对取向膜，和液晶层，液晶层设置在一对取向膜之间，包含负的介电常数各向异性的液晶分子，其中，一对取向膜中的至少一个包含化合物，该化合物中包含能交联官能团作为侧链的聚合物化合物是交联的(为方便起见，简称为“取向处理后化合物(post-alignment process compound) ”)，通过交联的化合物(取向处理后化合物)赋予液晶分子预倾斜(pretilt)，并且在液晶层中包含下述通式101或通式102表示的化合物中的至少一种。另外，由根据本公开第一实施方式的液晶显示装置的液晶显示元件形成根据本公开第一实施方式的液晶显示元件。在此，“能交联官能团”指的是能够形成交联结构(桥连的结构)的基团。根据本公开第二实施方式，提供一种液晶显示装置，包括:液晶显示元件，液晶显示元件包括设置在一对基板的相对面侧上的一对取向膜，和液晶层，液晶层设置在一对取向膜之间，包含负的介电常数各向异性的液晶分子，其中，一对取向膜中的至少一个包括化合物，该化合物中，包含光敏官能团作为侧链的聚合物化合物是变形的(为方便起见，简称为“取向处理后化合物”)，通过变形的化合物(取向处理后化合物)赋予液晶分子预倾斜，并且在液晶层中包含下述通式101或通式102表示的化合物中的至少一种。另外，由根据本公开第二实施方式的液晶显示装置的液晶显示元件形成根据本公开第二实施方式的液晶显示元件。在此，“光敏官能团”指的是能够吸收能量射线(energy ray)的基团。本公开第一实施方式的液晶显示装置的制造方法(或液晶显示元件的制造方法)，包括:在一对基板中的一个上形成第一取向膜，第一取向膜由包含能交联官能团作为侧链的聚合物化合物(为了方便起见，简称为“取向处理前化合物(pre-alignmentprocess compound) ”)形成；在另一块基板上形成第二取向膜；布置一对基板使得第一取向膜和第二取向膜相对，并且在第一取向膜和第二取向膜之间密封液晶层，液晶层包含具有负的介电常数各向异性的液晶分子和下述通式101或通式102表示的化合物中的至少一种；以及在密封液晶层之后，通过使聚合物化合物(取向处理前化合物)交联来赋予液晶分子预倾斜。在此，根据本公开第一实施方式的液晶显示装置的制造方法(或液晶显示元件的制造方法)，聚合物化合物(取向处理前化合物)的侧链可以在通过对液晶层施加预设电场而使液晶分子取向时，通过照射紫外线而交联。此外，在这样的情况下，优选照射紫外线，同时在液晶层上施加电场，使得相对于一对基板中的至少一个的表面，液晶分子以倾斜方向排列，此外，更优选的是，一对基板由包括像素电极的基板和包括对置电极的基板构成，并且从包括像素电极的基板侧照射紫外线。这是因为通常情况下，滤色器(color filter)形成在包括对置电极的基板侧，紫外线被滤色器吸收，存在取向膜材料的能交联官能团不反应的可能性，甚至更优选的是，从包含像素电极的基板侧照射紫外线，其中如上所述，不在包括像素电极的基板上形成滤色器。在滤色器形成在包括像素电极的基板侧的情况下，优选的是，从包括对置电极的基板侧照射紫外线。在此，从根本上说，被赋予预倾斜时液晶分子的方位角(偏斜角度(angle ofdeviation))由电场方向调节,并且极角(polar angle)(天顶角(zenith angle))由电场强度调节。根据本公开后述的第二和第三实施方式的液晶显示装置的制造方法的情况也同样如此。根据第二实施方式的液晶显示装置的制造方法(或液晶显示元件的制造方法)包括:在一对基板中的一个上形成第一取向膜，第一取向膜由包含光敏官能团作为侧链的聚合物化合物(为了方便起见，简称为“取向处理前化合物”)形成；在另一块基板上形成第二取向膜；布置一对基板从而使第一取向膜和第二取向膜相对，并且在第一取向膜和第二取向膜之间密封液晶层，液晶层包含具有负的介电常数各向异性的液晶分子和下述通式101或通式102表示的化合物中的至少一种；以及在密封液晶层之后，通过使聚合物化合物(取向处理前化合物)变形来赋予液晶分子预倾斜。在此，根据本公开第二实施方式的液晶显示装置的制造方法(或液晶显示元件的制造方法)，聚合物化合物(取向处理前化合物)的侧链可以在通过对液晶层施加预设电场而使液晶分子取向时，通过照射紫外线而变形。根据第三实施方式的液晶显示装置的制造方法(或液晶显示元件的制造方法)包括:在一对基板中的一个上形成第一取向膜，第一取向膜由包含能交联官能团或光敏官能团作为侧链的聚合物化合物(为了方便起见，简称为“取向处理前化合物”)形成；在另一块基板上形成第二取向膜；布置一对基板从而使第一取向膜和第二取向膜相对，并且在第一取向膜和第二取向膜之间密封液晶层，液晶层包含具有负的介电常数各向异性的液晶分子和下述通式101或通式102表示的化合物中的至少一种；以及在密封液晶层之后，通过向聚合物化合物(取向处理前化合物)照射能量射线来赋予液晶分子预倾斜。在此，能量射线的实例包括紫外线、X-射线和电子射线。根据本公开第三实施方式的液晶显示装置的制造方法(或液晶显示元件的制造方法)，在通过对液晶层施加预设电场而使液晶分子取向时，向聚合物化合物照射作为能量射线的紫外线。通式101以及通式102为
CH(4_n) (R1)n (101)(R2)m-A-⑴。(102)。在此，在通式101中，R1表示可以分别独立地被取代的苯基或环己基，和η是3或4，以及在通式102中，“Α”表示苯环或环己烷环，R2表示可以分别独立地被取代的苯基、环戊二烯基或萘基，X分别独立地表示卤素原子，m是3，以及P是0 3的整数。根据本公开第一实施方式的液晶显示装置或包含上述优选形式的根据本公开第一实施方式的液晶显示装置的制造方法可以一般地在下文中简称为“本公开第一实施方式”，根据本公开第二实施方式的液晶显示装置或包含上述优选形式的根据本公开第二实施方式的液晶显示装置的制造方法可以一般地在下文中简称为“本公开第二实施方式”，以及包含上述优选形式的根据本公开第三实施方式的液晶显示装置的制造方法可以一般地在下文中简称为“本公开第三实施方式”。根据本公开第一 第三实施方式，通式101通式102表示的化合物的R1或R2中的取代基可以是选自下述组中的至少一种，该组由卤原子、具有广8个碳原子的烃基、和具有Γ6个碳原子的烷氧基组成。此外，在这样的情况下，卤原子优选采取氟原子或氯原子的形式，这样可以获得具有高电阻率和优异的可靠性的液晶层，且氟原子是更为优选的。此外，根据包括上述优选形式的本公开第一 第三实施方式，通式101或通式102表示的化合物相对于通式101或通式102表示的化合物与液晶分子的总量的质量比优选为0.1质量9Γ5质量％。如果该质量比等于或大于0.1质量％，将获得充分诸如响应速度改善的效果。另一方面，如果超过5质量％,会担心通式101或通式102表示的化合物不能容易的溶解，倾向于产生聚集，并且在较广的温度范围内液晶分子不显示向列型液晶相(nematicliquid crystal phase)。根据包括上述优选形式的本公开第一 第三实施方式，通常，由多个液晶分子构成液晶层，其中，至少一 种液晶分子是具有负的介电常数各向异性的液晶分子。根据包括上述优选形式的本公开的第一、第二、第三实施方式，该聚合物化合物(取向处理前化合物)或构成一对取向膜中的至少一个的化合物(取向处理后化合物)可以由包含式I表示的基团作为侧链的化合物形成。在此，为方便起见，这样的构成称为“本公开的IA构成、本公开的2A构成和本公开的3A构成”。-Rl-R2-R3(l)在此，Rl是具有三个或更多个碳原子的直链或支链的二价有机基团，其与聚合物化合物或交联的化合物(取向处理前化合物或取向处理后化合物)的主链连接，R2是包括多个环结构的二价有机基团，其中构成环结构的原子中的一个与Rl连接，和R3是包括氢原子、齒原子、烧基、烧氧基和碳酸酷基的一价基团、或它们的衍生物。备选地，根据包括上述优选形式的本公开的第一、第二、第三实施方式，该聚合物化合物(取向处理前化合物)或构成一对取向膜中的至少一个的化合物(取向处理后化合物)可以由包含式2表示的基团作为侧链的化合物形成。在此，为方便起见，这样的构成称为“本公开的IB构成、本公开的2B构成和本公开的3B构成”。-Rll-R12-R13-R14(2) 在此，RlI是具有f 20个，优选3 12个碳原子的直链或支链的，包括醚基或酯基的二价有机基团，其与聚合物化合物或交联的化合物(取向处理前化合物或取向处理后化合物)的主链连接，或RlI是醚基或酯基，其与聚合物化合物或交联的化合物(取向处理前化合物或取向处理后化合物)的主链连接，R12是例如包括下组结构中的任何一种的二价基团，该结构包括查耳酮、肉桂酸酯(cinnamate)、肉桂酰(cinnamoyl)、香豆素、马来酰亚胺、二苯甲酮、降冰片烯、谷维素和脱乙酰壳多糖，或者是亚乙炔基，R13是包括多个环结构的二价有机基团，R14是包括氢原子、卤原子、烷基、烷氧基和碳酸酯基的一价基团、或它们的衍生物。备选地，根据包括上述优选形式的本公开第一实施方式，通过使聚合物化合物(取向处理前化合物)交联获得的化合物(取向处理后化合物)可以由侧链和相对基板支撑侧链的主链构成，侧链由连接到主链且其中部分侧链经交联的交联部和连接到交联部的末端结构部构成，以及通过使液晶分子沿着末端结构部或被该末端结构部夹持(interpose)而赋予预倾斜。备选地，根据本公开第二实施方式，通过使聚合物化合物(取向处理前化合物)变形获得的化合物(取向处理后化合物)可以由侧链和相对基板支撑侧链的主链构成，侧链由连接到主链且其中部分侧链是变形的变形部和连接到变形部的末端结构部构成，以及通过使液晶分子沿着末端结构部或被该末端结构部夹持而赋予预倾斜。备选地，根据本公开第三实施方式，通过向聚合物化合物照射能量射线获得的化合物可以由侧链和相对基板支撑侧链的主链构成，侧链可以由连接到主链的交联部或变形部和连接到交联部或变形部的末端结构部构成，交联部或变形部中的一部分是交联的或变形的，以及通过使液晶分子沿着末端结构部或被该末端结构部夹持而赋予预倾斜。在此，为方便起见，这样的构成称为“本公开的IC构成、本公开的2C构成和本公开的3C构成”。在本公开的IC构成、本公开的2C构成和本公开的3C构成中，末端结构部可能包含介晶基团。备选地，根据包括上述优选形式的本公开第一实施方式，通过使聚合物化合物(取向处理前化合物)交联获得的化合物(取向处理后化合物)可以由侧链和相对基板支撑侧链的主链构成，侧链由连接到主链且其中部分侧链经交联的交联部和连接到交联部的末端结构部构成，末端结构部包含介晶基团。在此，为方便起见，这样的构成称为“本公开的ID构成”。此外，在本公开的ID构成中，主链和交联部可以通过共价连接，以及交联部和末端结构部可以通过共价连接。备选地，根据本公开第二实施方式，通过使聚合物化合物(取向处理前化合物)变形获得的化合物(取向处理后化合物)可以由侧链和相对基板支撑侧链的主链构成，侧链由连接到主链且其中部分侧链是变形的变形部和连接到变形部的末端结构部构成，末端结构部包含介晶基团。在此，为方便起见，这样的构成称为“本公开的2D构成”。备选地，根据本公开第三实施方式，通过向聚合物化合物(取向处理前化合物)照射能量射线获得的化合物(取向处理后化合物)可以由侧链和相对基板支撑侧链的主链构成，侧链可以由连接到主链的交联部或变形部和连接到交联部或变形部的末端结构部构成，交联部或变形部中的一部分是交联的或变形的，末端结构部包括介晶基团。在此，为方便起见，这样的构成被称为“本公开的3D构成”。根据包括本公开的IA构成 本公开的ID构成的本公开第一实施方式，侧链(更具体地说，交联部)可包含光致二聚的(photodimerized)光敏基团。此外，根据包括上述的优选结构和形式的本公开第一 第三实施方式，第一取向膜的表面粗糙度Ra可以是等于或小于lnm，或一对取向膜的至少一个的表面粗糙度Ra可以是等于或小于lnm。在此，为方便起见，这样的构成被称为“本公开的IE构成、本公开的2E构成和本公开的3E构成”。在此，表面粗糙度Ra根据JIS B 0601:2001规定。此外，根据包括上述的优选结构和形式的本公开的第一 第三实施方式，第二取向膜可由构成第一取向膜的聚合物化合物(取向处理前化合物)形成，或一对取向膜可以具有相同的组分。然而，只要所述一对取向膜由本公开的第一 第三实施方式规定的聚合物化合物(取向处理前化合物)构成即可，一对取向膜可具有不同的组分，或第二取向膜可由不同于构成第一取向膜的聚合物化合物(取向处理前化合物)的聚合物化合物(取向处理前化合物)形成。此外，根据包括上述的优选结构和形式的本公开的第一 第三实施方式，可以设置由形成在电极上的狭缝(slit)或设置在基板上的突起(protrusion)形成的取向调节单
J Li ο根据包括上述的优选结构和形式的本公开的第一 第三实施方式，主链可以在重复单元内包含酰亚胺键。另外，聚合物化合物(取向处理后化合物)可包括如下结构，其中在一对基板的预设方向上布置液晶分子。此外，一对基板由包括像素电极的基板和包括对置电极的基板构成。根据本公开实施方式的垂直取向(VA)模式的液晶显示装置，在该模式中，通过取向处理后化合物(交联的化合物或变形的化合物)来赋予液晶分子预倾斜，其赋予的预取向后的取向界面上的液晶分子的形变(distortion)被认为比其他模式的液晶显示装置大。因此，通过在液晶层中包含通式101或通式102表示的化合物中的至少一种，能够缓解赋予了预倾斜后的液晶分子在取向界面上大的形变，作为结果，能够稳定预倾斜(高取向稳定性)和进一步提高响应速度。此外，作为能够缓解赋予了预倾斜后的液晶分子在取向界面上大的形变的结果，能够抑制取向缺陷的发生，和能够提供其中不易出现对比度降低的液晶显示装置。此外，在根据本公开第一实施方式的液晶显示装置，由于一对取向膜中的至少一个包括化合物，在该化合物中包含能交联官能团作为侧链的聚合物化合物是交联的，通过交联的化合物赋予液晶分子预倾斜。因此，如果在像素电极和对置电极之间施加电场，液晶分子的长轴方向在相对于基板面的预设方向响应，确保良好的显示特性。而且，由于通过交联的化合物赋予液晶分子预倾斜，相对于没有赋予液晶分子预倾斜的情况，电极之间的电场的响应速度更快，并且与未使用交联的化合物赋予预倾斜的情况相比，更容易保持良好的显示特性。根据本公开第一实施方式的液晶显示装置的制造方法，在形成包含聚合物化合物(该聚合物化合物包含能交联官能团作为侧链)的第一取向膜后，液晶层被密封在第一取向膜和第二取向膜之间。在此，通过第一取向膜和第二取向膜，液晶层内的液晶分子整体上处于被布置于在相对于第一取向膜和第二取向膜的表面上的预设方向(例如，水平方向，垂直方向，或倾斜方向(diagonal direction))的状态。接着，在施加电场的同时，使能交联官能团反应从而使聚合物化合物交联。在这样操作时，能够赋予交联的化合物附近的液晶分子预倾斜。即，通过在布置了液晶分子的状态下使聚合物化合物交联，可以在即使在密封液晶层之前，没有向取向膜照射线性偏振光或倾斜方向上的光，以及即使不使用大型设备的情况下，也能够赋予液晶分子预倾斜。因此，相对于没有赋予液晶分子预倾斜的情况，响应速度提高。
在根据本公开第二实施方式的液晶显示装置中，由于所述一对取向膜中的至少一个包括化合物，在该化合物中包含光敏官能团作为侧链的聚合物化合物是变形的，通过变形的化合物赋予液晶分子预倾斜。因此，如果在像素电极和对置电极之间施加电场，液晶分子的长轴方向在相对于基板面的预设方向相应，确保良好的显示特性。而且，由于通过交联的化合物赋予液晶分子预倾斜，相对于没有赋予液晶分子预倾斜的情况，电极之间的电场的响应速度更快，并且与未使用变形的化合物赋予预倾斜的情况相比，更容易保持良好的显示特性。根据本公开第二实施方式的液晶显示装置的制造方法，在形成包含聚合物化合物(该聚合物化合物包含光敏官能团作为侧链)的第一取向膜后，液晶层被密封在第一取向膜和第二取向膜之间。通过第一取向膜和第二取向膜，液晶层内的液晶分子整体上处于被布置于在相对于第一取向膜和第二取向膜的表面上的预设方向(例如，水平方向，垂直方向，或倾斜方向)的状态。接着，在施加电场的同时，使聚合物化合物变形。在这样操作时，能够赋予变形的化合物附近的液晶分子预倾斜。即，通过在布置了液晶分子的状态下使聚合物化合物变形，可以在即使在密封液晶层之前，没有向取向膜照射线性偏振光或倾斜方向上的光，以及即使不使用大型设备的情况下，也能够赋予液晶分子预倾斜。因此，相对于没有赋予液晶分子预倾斜的情况，响应速度提高。根据本公开第三实施方式的液晶显示装置的制造方法，通过向聚合物化合物(取向处理前化合物)照射能量射线，赋予液晶分子预倾斜。即，通过在布置了液晶分子的状态下使聚合物化合物的侧链交联或变形，可以在即使在密封液晶层之前，没有向取向膜照射线性偏振光或倾斜方向上的光，以及即使不使用大型设备的情况下，也能够赋予液晶分子预倾斜。因此，相对于没有赋予液晶分子预倾斜的情况，响应速度提高。
图1是根据本公开实施方式的液晶显示装置的示意局部剖视图；图2A是从水平方向观察的通式101表示的化合物和液晶分子被混合的状态的概略图，图2B是从水平方向观察的通式102表示的化合物和液晶分子被混合的状态的概略图，以及2C是从顶部观察的通式102表示的化合物和液晶分子被混合的状态的概略图；图3是用于说明液晶分子的预倾斜的示意图；图4是说明图1所示的液晶显示装置的制造方法的流程图；图5是表示用于说明图1所示的液晶显示装置的制造方法的取向膜内的聚合物化合物(取向处理前化合物)状态的示意图；图6是用于说明图1所示的液晶显示装置的制造方法的基板等的示意局部剖视图；图7是说明图6后续过程的基板等的示意局部剖视图；图8A和SB分别是说明图7后续过程的基板等的示意局部剖视图，以及表示取向膜内的聚合物化合物(取向处理后化合物)状态的示意图；图9是图1所示的液晶显示装置的电路结构图；图1OA和图1OB是用于说明有序参数(order parameter)的示意剖视图；图11是本公开实施方式的液晶显示装置的变形方式的示意局部剖视图12是图11中示出的液晶显示装置的变形方式的示意局部剖视图；图13是本公开实施方式的液晶显示装置的另一个变形方式的示意局部剖视图；图14是描述交联的聚合物化合物和液晶分子之间的关系的概略图；以及图15是描述变形的聚合物化合物和液晶分子之间的关系的概略图。
具体实施例方式在此，虽然下面将参考附图，基于本技术的实施方式和实施例来描述本公开的实施方式，本公开的实施方式并不限于本技术的实施方式和实施例，并且本技术的实施方式和实施例中的各种数值和材料是例举的。在此，将以下述顺序描述。1.对本公开的实施方式的液晶显示装置的共通(common)配置和结构进行描述2.基于技术的实施方式，对本公开的实施方式的液晶显示装置以及制造该液晶显示装置的方法进行描述3.基于实施例，对本公开的实施方式的液晶显示装置以及制造该液晶显示装置的方法进行描述，因此，接下来对本公开的实施方式的液晶显示装置(液晶显示元件)的共通配置和结构进行描述图1示出的是根据本公开的第一 第三实施方式的液晶显示装置(或液晶显示元件)的示意局部剖视图。该液晶显示装置包括多个像素10(10A、10B、10C...) ο在液晶显示装置(液晶显示元件)中，隔着取向膜22和32，在TFT (Thin Film Transistor:薄膜晶体管)基板20和CF(滤色器)基板30之间，设置液晶层40，该液晶层包含具有负的介电常数各向异性的液晶分子41。该液晶层40进一步包括通式101表示的具有三维形状的分子(具有三维扩展的分子)的化合物，通式102表示的具有平面形状的分子(具有平面扩展的分子)的化合物，或者具有三维形状的分子(三维形状的分子)的通式102中的至少一种。在此，为方便起见，将通式101或通式102表示的化合物称为“赋予预倾斜稳定性的化合物(pretiltstability conferring compound)”。在通式102中的“A”是环己烧环的情况下,该分子具有三维形状(具有三维扩展的分子)。另外，在通式102中的“A”是苯环的情况下，通常，该分子具有平面形状(具有平面扩展的分子)。以这样的方式，该液晶层40是个系统，在该系统中，具有负的介电常数各向异性的液晶分子41和赋予预倾斜稳定性的化合物被混合。在此，液晶分子41通常包括介晶骨架。液晶显示装置(液晶显示元件)是所谓的透射型，并且显示模式是垂直取向(VA)模式。在图1中，展示了非驱动的状态，在该状态下，不施加驱动电压。式101A 101F作为通式101化合物的具体例子，102-A 102-E作为通式102化合物
的具体例子，如下所示。
权利要求
1.一种液晶显示装置，包括: 液晶显示元件，其包括 一对取向膜，其设置在一对基板的相对面侧上，和 液晶层，其包含具有负的介电常数各向异性的液晶分子，该液晶层设置在所述一对取向膜之间， 其中，所述一对取向膜中的至少一个包含化合物，该化合物中，包含能交联官能团作为侧链的聚合物化合物是交联的， 通过所述交联的化合物赋予所述液晶分子预倾斜，以及 在所述液晶层中包含下述通式101或通式102表示的化合物中的至少一种， CH(4_n) (R1)n (101)(R2)m-A-(X)p (102) 其中 在通式101中，R1表示可以分别独立地被取代的苯基或环己基，和η是3或4，以及在通式102中，“Α”表示苯环或环己烷环，R2表示可以分别独立地被取代的苯基、环戊二烯基或萘基，X分别独立地表示卤素原子，m是3，以及P是0 3的整数。
2.一种液晶显示装置，包括: 液晶显示元件， 其包括 一对取向膜，其设置在一对基板的相对面侧上，和 液晶层，其包含具有负的介电常数各向异性的液晶分子，该液晶层设置在所述一对取向膜之间， 其中，所述一对取向膜中的至少一个包含化合物，该化合物中，包含光敏官能团作为侧链的聚合物化合物是变形的， 通过所述变形的化合物赋予所述液晶分子预倾斜，以及 在所述液晶层中，包含下述通式101或通式102表示的化合物中的至少一种， CH(4_n) (R1)n (101)(R2)m-A-(X)p (102) 其中 在通式101中，R1表示可以分别独立地被取代的苯基或环己基，和η是3或4，以及在通式102中，“Α”表示苯环或环己烷环，R2表示可以分别独立地被取代的苯基、环戊二烯基或萘基，X分别独立地表示卤素原子，m是3，以及P是0 3的整数。
3.根据权利要求1的液晶显示装置， 其中，所述通式101或通式102表示的化合物的R1或R2中的取代基是选自下组中的至少一种，该组由卤原子、具有广8个碳原子的烃基和具有1飞个碳原子的烷氧基组成。
4.根据权利要求3的液晶显示装置， 其中，所述卤原子为氟原子或氯原子。
5.根据权利要求1的液晶显示装置， 其中，通式101或通式102表示的化合物相对于通式101或通式102表示的化合物和液晶分子的总量的质量比是0.1质量9Γ5质量％。
6.根据权利要求1的液晶显示装置，其中，构成所述一对取向膜中的至少一个的化合物进一步含有包含式I表示的基团作为侧链的化合物，-Rl-R2-R3(l) 在此，Rl是具有三个或更多碳原子的直链或支链的二价有机基团，其与聚合物化合物的主链连接，R2是包括多个环结构的二价有机基团，其中构成环结构的原子中的一个与Rl连接，和R3是包括氢原子、卤原子、烷基、烷氧基和碳酸酯基的一价基团、或它们的衍生物。
7.根据权利要求1的液晶显示装置， 其中，构成所述一对取向膜中的至少一个的化合物进一步含有包含式2表示的基团作为侧链的化合物， -R11-R12-R13-R14⑵ 在此，Rll是具有f 20个，优选3 12个碳原子的直链或支链的，包括醚基或酯基的二价有机基团，其与聚合物化合物的主链连接，或Rll是醚基或酯基，其与聚合物化合物的主链连接，R12是二价基团，包括查耳酮、肉桂酸酯、肉桂酰、香豆素、马来酰亚胺、二苯甲酮、降冰片烯、谷维素、和脱乙酰壳多糖中的任何一种，或是亚乙炔基，R13是包括多个环结构的二价有机基团，和R14是包括氢原子、卤原子、烷基、烷氧基、以及碳酸酯基的一价基团，或它们的衍生物。
8.根据权利要求1的液晶显示装置， 其中，通过使聚合物化合物交联获得的化合物由侧链和相对基板支撑该侧链的主链构成， 所述侧链由连接到所述主链且其中部分所述侧链经交联的交联部和连接到所述交联部的末端结构部构成，以及 通过使液晶分子沿着该末端结构部或被该末端结构部夹持而赋予预倾斜。
9.根据权利要求2的液晶显示装置， 其中，通过使聚合物化合物变形获得的化合物由侧链和相对基板支撑该侧链的主链构成， 所述侧链由连接到所述主链且其中部分所述侧链是变形的变形部和连接到所述变形部的末端结构部构成，以及 通过使液晶分子沿着该末端结构部或被该末端结构部夹持而赋予预倾斜。
10.根据权利要求1的液晶显示装置， 其中，通过使聚合物化合物交联获得的化合物由侧链和相对基板支撑该侧链的主链构成， 所述侧链由连接到所述主链且其中部分侧链经交联的交联部和连接到所述交联部且包含介晶基团的末端结构部构成。
11.根据权利要求2的液晶显示装置， 其中，通过使聚合物化合物变形获得的化合物由侧链和相对基板支撑该侧链的主链构成， 所述侧链由连接到所述主链且其中部分侧链是变形的变形部和连接到所述变形部且包含介晶基团的末端结构部构成。
12.根据权利要求1的液晶显示装置，其中，所述一对取向膜中的至少一个的表面粗糙度Ra等于或小于lnm。
13.根据权利要求1的液晶显示装置， 其中，所述一对取向膜具有相同的组成。
14.根据权利要求1的液晶显示装置， 其中，设置取向调节单元，其由形成在电极上的狭缝或设置在基板上的突起形成。
15.一种液晶显示装置的制造方法，该方法包括: 在一对基板中的一个上形成第一取向膜，该第一取向膜含有包含能交联官能团作为侧链的聚合物化合物； 在一对基板中的另一个上形成第二取向 膜； 布置所述一对基板使得第一取向膜和第二取向膜相对，和在所述第一取向膜和所述第二取向膜之间密封液晶层，该液晶层包含具有负的介电常数各向异性的液晶分子和通式101或通式102表示的化合物中的至少一种；以及 在密封所述液晶层之后，通过使所述聚合物化合物交联来赋予所述液晶分子预倾斜， CH(4_n) (R1)n (101)(R2)m-A-(X)p (102) 其中 在通式101中，R1表示可以分别独立地被取代的苯基或环己基，和η是3或4，以及在通式102中，“Α”表示苯环或环己烷环，R2表示可以分别独立地被取代的苯基、环戊二烯基或萘基，X分别独立地表示卤素原子，m是3，以及P是0 3的整数。
16.一种液晶显示装置的制造方法，该方法包括: 在一对基板中的一个上形成第一取向膜，该第一取向膜含有包含光敏官能团作为侧链的聚合物化合物； 在一对基板中的另一个上形成第二取向膜； 布置所述一对基板使得第一取向膜和第二取向膜相对，和在所述第一取向膜和所述第二取向膜之间密封液晶层，该液晶层包含具有负的介电常数各向异性的液晶分子和通式101或通式102表示的化合物中的至少一种；以及 在密封所述液晶层之后，通过使所述聚合物化合物变形来赋予所述液晶分子预倾斜， CH(4_n) (R1)n (101)(R2)m-A-(X)p (102) 其中 在通式101中，R1表示可以分别独立地被取代的苯基或环己基，和η是3或4，以及在通式102中，“Α”表示苯环或环己烷环，R2表示可以分别独立地被取代的苯基、环戊二烯基或萘基，X分别独立地表示卤素原子，m是3，以及P是0 3的整数。
17.一种液晶显示装置的制造方法，该方法包括: 在一对基板中的一个上形成第一取向膜，该第一取向膜含有包含能交联官能团或光敏官能团作为侧链的聚合物化合物； 在一对基板中的另一个上形成第二取向膜； 布置所述一对基板使得第一取向膜和第二取向膜相对，和在所述第一取向膜和所述第二取向膜之间密封液晶层，该密封液晶层包含具有负的介电常数各向异性的液晶分子和通式101或通式102表示的化合物中的至少一种；以及 在密封所述液晶层之后，通过向所述聚合物化合物照射能量射线来赋予所述液晶分子预倾斜， CH(4-n) (R1)n(IOl)(R2)m-A-Wp (102) 其中 在通式101中，R1表示可以分别独立地被取代的苯基或环己基，和η是3或4，以及在通式102中，“Α”表示苯环或环己烷环，R2表示可以分别独立地被取代的苯基、环戊二烯基或萘基，X分别独立地表示卤素原子，m是3，以及P是0 3的整数。
全文摘要
本发明涉及液晶显示装置及其制造方法。本发明涉及一种包括液晶显示元件的液晶显示装置，该液晶显示元件包括设置在一对基板的相对面侧的一对取向膜，和设置在一对取向膜之间的液晶层，液晶层包含具有负的介电常数各向异性的液晶分子，其中，一对取向膜中的至少一个包括化合物，该化合物中，包含能交联官能团作为侧链的聚合物化合物是交联的，通过该交联的化合物赋予液晶分子预倾斜，并且在液晶层中包括下述通式101或通式102表示的化合物中的至少一种。CH(4-n)(R1)n (101)；(R2)m-A-(X)p (102)。
文档编号G02F1/1333GK103163688SQ20121053180
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月11日 优先权日2011年12月16日
发明者芝原靖司, 诹访俊一, 宫川干司, 仲村真彦, 矶崎忠昭 申请人:索尼公司