[发明专利]光配向剂、配向膜及使用此配向膜的液晶显示元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种配向膜、此配向膜的制造方法以及具有此配向膜的液 晶显示元件。

背景技术

液晶显示元件被使用在以笔记本电脑(notebook computer)或台式电 脑(desktop computer)的荧幕(monitor)为代表、摄像机(video camera) 的取景器(view finder)、投影显示器(projection display)等各种液 晶显示装置中，近来也开始用于电视(television)中。另外，液晶显示 元件也可以用作光学打印头(optical printer head)、光学傅里叶变换元 件、光阀(light valve)等光电子学(optoelectronics)相关元件。现 有的液晶显示元件的主流是使用向列型液晶(nematic liquid crystal)的 显示元件，并且以下模式的液晶显示元件已付诸实用：扭曲向列(Twisted Nematic，TN)模式，位于一块基板附近的液晶的配向方向与位于另一基板 附近的液晶的配向方向彼此间扭转90度的角度；超扭曲向列(Super Twisted Nematic，STN)模式，所述配向方向通常扭转大于等于180度的角 度；以及使用薄膜晶体管的所谓薄膜晶体管(Thin-film-transistor，TFT) 模式。

但是，这些液晶显示元件的能够合适地观看到图像的视角狭窄，从倾 斜方向观看时，存在亮度或对比度下降的情况，而且存在半色调(halftone) 下发生亮度反转的情况。近年来，利用使用光学补偿膜的TN型液晶显示元 件、同时应用垂直配向与突起结构物的技术的多区域垂直配向 (Multi-domain Vertical Alignment，MVA)模式(例如参照日本专利第 2947350号公报)或者横向电场方式的面内切换(In-Plane Switching，IPS) 模式(例如参照日本专利第2940354号公报)等，来改善所述视角问题。

液晶显示元件技术的发展不仅可以通过这些驱动方式或元件结构的改 良来达成，也可以通过对显示元件中所使用的构成构件加以改良而达成。显 示元件所使用的构成构件中，特别是液晶配向膜，是关系到液晶显示元件 的显示品质的一个重要的要素，伴随着显示元件的高品质化，液晶配向膜 的作用变得越来越重要。

对于这种液晶配向膜而言，为了使液晶显示元件获得均匀的显示特 性，必须将液晶的分子排列控制得均匀，因此，要求所述液晶配向膜使基板 上的液晶分子朝一个方向均匀配向而且与基板表面形成一定的倾斜角(预 倾角)。如此，将基板上的液晶分子的方向排列成同样方向的液晶配向膜成 为液晶显示元件的制造步骤中的重要且必不可缺的技术。

液晶配向膜是使用液晶配向剂来制备的。目前主要使用的液晶配向剂 是将聚酰胺酸(polyamic acid)或可溶性的聚酰亚胺(polyimide)溶解 于有机溶剂中所得的溶液。将这种溶液涂布在基板上之后，通过加热等方法 而形成膜，从而形成聚酰亚胺系液晶配向膜。也对聚酰胺酸以外的各种液晶 配向剂进行了研究，但是从耐热性、耐化学性(耐液晶性)、涂布性、液晶 配向性、电特性、光学特性、显示特性等方面而言几乎都不能付诸实用。

在工业上，广泛采用简便而且能够进行大面积的高速处理的摩擦法 (rubbing)来作为配向处理法。摩擦法是使用植有尼龙(nylon)、人造丝 (rayon)、聚酯等纤维的布沿一个方向摩擦液晶配向膜的表面的处理，由 此可以使液晶分子获得同样的配向。但是，有人指出摩擦法会导致产生灰 尘、静电等问题。

迄今为止，通过摩擦处理而实施了配向处理的液晶配向膜上的液晶配 向机制提出了以下两种：

(1)通过摩擦处理而产生的细纹沟槽(microgroove)所带来的液晶 配向膜的表面形状效果

(2)通过摩擦处理而单轴配向的液晶配向膜与和此液晶配向膜接触的 液晶单分子层的分子间相互作用

近年来，已确认(1)表面形状效果的作用相对较小，占主要地位的是 (2)分子间相互作用所发挥的作用。