液晶取向膜的制造方法、液晶取向膜及液晶显示元件的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种使高效率的光取向处理成为可能的液晶取向膜的制造方法、由此制得的液晶取向膜及液晶显示元件。在基板上形成包含具有光反应基的聚酰亚胺前体的薄膜，对所述薄膜面一边加热一边照射偏振的紫外线，在所述基板上制成由包含聚酰亚胺前体的高分子构成的液晶取向膜。
【专利说明】液晶取向膜的制造方法、液晶取向膜及液晶显示元件
【技术领域】
[0001]本发明涉及液晶取向膜的制造方法、由该制造方法制得的液晶取向膜及使用该液晶取向膜的液晶显示元件。
【背景技术】
[0002]液晶显示元件已知作为轻量、薄型且低耗电的显示设备，近年来被用于大型电视机用途等，实现着令人瞩目的发展。液晶显示元件例如由具备电极的一对透明基板夹持液晶层而构成。此外，液晶显不兀件中，由有机材料构成的有机I旲被用作液晶取向I旲以使液晶在基板间达到所需的取向状态。
[0003]也就是说，液晶取向膜作为液晶显示元件的构成部件，形成于夹持液晶的基板的与液晶接触的面上，起到使液晶在该基板间朝一定的方向取向的作用。而且，液晶取向膜除了具有使液晶朝着例如与基板平行的方向等一定的方向取向的作用以外，还有控制液晶的预倾角的作用。这样的液晶取向膜的控制液晶取向的能力(以下称为取向控制能力)通过对构成液晶取向膜的有机膜进行取向处理来赋予。
[0004]目前，工业上利用的主要的液晶取向膜通过将聚酰亚胺前体(聚酰胺酸('Jr ^
卜''酸)、聚酰胺酸酯)、聚酰亚胺等的溶液构成的聚酰亚胺类液晶取向剂涂布于基板、经成膜而制成。
[0005]此外，在使液晶相对于基板面呈水平取向、平行取向或倾斜取向等的场合下，目前在成膜之后通过摩擦来进行表面延伸处理。于是，作为摩擦处理的替代，提出了利用由偏振紫外线照射等引起的各向异性光化学反应的方法，近年来进行了面向工业化的研究。
[0006]摩擦处理是对基板上的聚乙烯醇、聚酰胺或聚酰亚胺等的有机膜用棉、尼龙、聚酯等的布朝着一定方向摩擦(rubbing)其表面、使液晶朝着摩擦方向(rubbing方向)取向的方法。该摩擦法能够简便地实现比较稳定的液晶取向状态，因此可在以往的液晶显示元件的制造工艺中利用。
[0007]但是，对由聚酰亚胺等构成的液晶取向膜的表面进行摩擦的摩擦法存在产生扬尘或静电的问题。此外，由于近年来液晶显示元件的高分辨率化、由对应的基板上的电极或液晶驱动用的开关有源元件(能動素子)所产生的凹凸，用布不能均匀地摩擦液晶取向膜的表面，无法实现均一的液晶取向。
[0008]作为代替摩擦处理的液晶取向膜的取向处理方法，光取向法正被积极研究中。例如，提出了利用由偏振紫外线照射等引起的各向异性光化学反应的光取向方法，近年来进行了面向工业化的研究。
[0009]光取向法有若干种方法，但通常采用由经直线偏振或校准(日文:平行化)的光使构成液晶取向膜的有机膜的表面形成各向异性、使液晶按照该各向异性来取向的方法。
[0010]作为主要的具体光取向法，已知有分解型的光取向法。所谓分解型的光取向法，例如是以下方法:对聚酰亚胺膜照射偏振紫外线，利用分子结构的紫外线吸收的偏振方向依赖性而产生各向异性的分解，由不分解而残留的聚酰亚胺使液晶取向(例如参照专利文献I)。
[0011]此外，还已知二聚型(日文:二量化型)的光取向法。所谓二聚型的光取向法，例如是以下方法:使用聚乙烯醇肉桂酸酯，照射偏振紫外线，在与偏振光平行的2个侧链的双键部分发生二聚反应，使液晶朝着与偏振光方向正交的方向取向(例如参照非专利文献I)。
[0012]像上述这样利用光取向法进行的液晶取向膜的取向处理方法中，无需摩擦处理，没有产生扬尘或静电之虞。此外，利用光取向法进行的液晶取向膜的取向处理方法对表面有凹凸的液晶显示元件的基板也能实施取向处理，因此适宜作为工业上的生产工艺。
[0013]此外，提高液晶显示元件的显示特性，现采用的是对聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亚胺的结构进行改变的方法，将特性不同的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亚胺进行掺混的方法，还有加入添加剂的方法等，进行着液晶取向性或电气特性的改善、预倾角的控制等。例如，提出了使用具有特定结构的基团作为侧链的聚合物的方案(参照专利文献2)。
[0014]但是，随着液晶显示元件的高性能化、大面积化、显示设备的省电化等，对液晶取向膜所需特性的要求也变得日益严格。在专利文献2等使用以往的液晶取向剂的场合下，烧屏特性不足，存在因A C (交流)驱动引起液晶取向性能变化而产生残像的问题。
[0015]现有技术文献
[0016]专利文献
[0017]专利文献I日本专利第3893659号公报
[0018]专利文献2日本专利特表2001-517719号公报
[0019]非专利文献`
[0020]非专利文献1M.Shadt 等，Jpn.J.Appl.Phys.31，2155 (1992)
【发明内容】
[0021 ] 发明所要解决的技术问题
[0022]光取向法与迄今为止作为液晶显示元件的取向处理方法在工业上使用的摩擦处理相比，无需摩擦处理工艺本身，具备很大的优点。
[0023]但是，例如在上述专利文献I记载的分解型的光取向法中，必需对聚酰亚胺膜照射60分钟自输出功率500W的高压汞灯发出的紫外光等，需要长时间且大量的紫外线照射。
[0024]此外，在二聚型的光取向法中，有时需要几~几十焦耳(J)左右的大量紫外线照射。而且，即使在对液晶取向膜的紫外线照射量能够为几十~几百毫焦(mj)左右的少量的场合下，为了得到均一的液晶取向，也需要增大光反应基的导入量。因此，紫外线照射之后仍有未反应基残留，使用这样的液晶取向膜的液晶显示元件，因背光或外光而引起未反应基反应，存在发生液晶取向状态变化的不良的问题。如此，必需大量的紫外线照射或未反应基残留被认为是导致液晶取向膜用有机膜的光反应效率降低的原因。
[0025]也就是说，光反应效率更高的液晶取向膜用的有机膜材料的开发及能够提高的光反应效率的液晶取向膜的制造方法的开发正在寻求中。
[0026]本发明的目的在于提供一种实现高的光反应效率、使高效的取向处理成为可能的液晶取向膜的制造方法、具备由此制得的液晶取向膜的液晶显示元件。
[0027]本发明的目的还在于提供一种使用采用新颖的二胺而制得的聚酰亚胺前体的液晶取向膜的制造方法，使用由此制得的液晶取向膜的、因A C驱动引起的液晶取向性能的变化得以减少的、残像特性良好的液晶显示元件。
[0028]解决技术问题所采用的技术方案
[0029]本发明人进行了深入研究，结果发现了以下(I)~(12)的要点，从而完成了本发明。
[0030](I)液晶取向膜的制造方法，其特征在于，在基板上形成包含具有光反应基的聚酰亚胺或聚酰亚胺前体的薄膜，对所述薄膜面一边加热一边照射偏振的紫外线，在所述基板上制成由包含聚酰亚胺前体的高分子构成的液晶取向膜。
[0031](2)如上述(I)所述的液晶取向膜的制造方法，其中，所述具有光反应基的聚酰亚胺前体包含下述式[I]表示的重复单元和下述式[2]表示的重复单元，
[0032]【化I】
[0033]
【权利要求】
1.液晶取向膜的制造方法，其特征在于，在基板上形成包含具有光反应基的聚酰亚胺或聚酰亚胺前体的薄膜，对所述薄膜面一边加热一边照射偏振的紫外线，在所述基板上制成由包含聚酰亚胺前体的高分子构成的液晶取向膜。
2.如权利要求1所述的液晶取向膜的制造方法，其特征在于，所述具有光反应基的聚酰亚胺前体包含下述式[I]表示的重复单元和下述式[2]表示的重复单元， 【化I】
3.如权利要求1所述的液晶取向膜的制造方法，其特征在于，所述具有光反应基的聚酰亚胺前体包含下述式[I]表示的重复单元和下述式[3]表示的重复单元， 【化3】
4.如权利要求1所述的液晶取向膜的制造方法，其特征在于，所述具有光反应基的聚酰亚胺前体通过使包含下述式[4]表示的二胺的二胺成分与四羧酸二酐进行缩聚反应而得， 【化5】
5.如权利要求1~4中任一项所述的液晶取向膜的制造方法，其特征在于，所述薄膜的厚度为5~300nm。
6.如权利要求1~5中任一项所述的液晶取向膜的制造方法，其特征在于，所述具有光反应基的聚酰亚胺前体的含量为0.1~30质量％ ,使用含有溶剂的液晶取向剂而形成所述薄膜。
7.如权利要求1~6中任一项所述的液晶取向膜的制造方法，其特征在于，所述加热的温度是从具有光反应基的聚酰亚胺前体不转化为聚酰亚胺的温度范围内选择的温度。
8.如权利要求1~7中任一项所述的液晶取向膜的制造方法，其特征在于，所述加热的温度在50°C~300°C的范围内。
9.如权利要求1~8中任一项所述的液晶取向膜的制造方法，其特征在于，所述加热的温度在80°C~250°C的范围内。
10.如权利要求1~9中任一项所述的液晶取向膜的制造方法，其特征在于，紫外线的照射量为100~lOOOmJ。
11.液晶取向膜，其特征在于，由权利要求1~10中任一项所述的液晶取向膜的制造方法制成。
12.液晶显示元件，其特征在于，具有权利要求11所述的液晶取向膜。
【文档编号】G02F1/1337GK103827740SQ201280031708
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年6月28日 优先权日:2011年6月28日
【发明者】川月喜弘, 近藤瑞穗, 后藤耕平, 万代淳彦, 南悟志, 名木达哉 申请人:日产化学工业株式会社, 公立大学法人兵库县立大学