[发明专利]液晶取向剂、聚有机硅氧烷、液晶取向膜及其形成方法以及液晶显示元件

说明书

技术领域

本发明涉及液晶取向剂、聚有机硅氧烷、液晶取向膜及其形 成方法以及液晶显示元件。

背景技术

迄今，已知具有将具有正介电各向异性的向列型液晶在带有 具有液晶取向膜的透明电极的基板中形成夹层结构，并根据需要 使液晶分子的长轴在基板间连续地扭转0～360°的TN型(扭曲向 列)和STN(超扭曲向列)型、液晶分子的长轴相对于基板在水平方 向上取向的IPS(面内切换)型等各种液晶盒的液晶显示元件(参考 专利文献1～4)。

在这种液晶盒中，作为使液晶取向的手段，现有在基板表面 上形成有机膜，然后通过用人造纤维等布料对该有机膜表面以一 定方向摩擦而使其产生液晶取向能，将其作为液晶取向膜的方法 (进行打磨处理的方法)、向基板表面斜向蒸镀氧化硅的方法或通过 Langmuir-Blodgett法(LB法)形成具有长链烷基的单分子膜的方法 等。其中，从基板尺寸、液晶取向均一性、处理时间和处理成本 的角度考虑，通常通过打磨处理产生液晶取向能。

但是，若通过打磨处理进行液晶的取向，则存在由于工序中 容易产生粉尘、静电，从而导致取向膜表面附着粉尘而成为显示 不良发生的原因的问题。特别是在使用具有TFT(薄膜晶体管)元件 的基板的情况下，还存在产生的静电导致TFT元件电路损坏而成 为成品率下降的原因的问题。并且，在今后日益高度精密化的液 晶显示元件中，随着像素的高密度化，基板表面难免产生凹凸不 平，故而使得均匀地进行打磨处理日益渐渐变得困难起来。

作为使液晶盒中的液晶取向膜产生液晶取向能的其它方法， 已知通过对基板表面上形成的聚乙烯肉桂酸酯、聚酰亚胺等感光 性薄膜照射偏光或非偏光的射线而使其产生液晶取向能的光取向 法。若采用该方法，则不会产生静电和粉尘，可实现均一的液晶 取向(参考专利文献6～16和19～21)。

不过，在TN型(扭曲向列)、STN(超扭曲向列)型等的液晶盒 中，液晶取向膜必需使液晶分子相对于基板面以预定的角度(预倾 角)倾斜取向(参考专利文献2)。在采用光取向法形成液晶取向膜的 情况下，预倾角通常通过用入射方向从基板法线发生倾斜的射线 照射基板面而产生(参考专利文献6)。

另外，作为上述以外的液晶显示元件的工作模式，还已知使 具有负介电各向异性的液晶分子在基板间垂直取向的垂直 (homeotrophic)取向模式。在该工作模式中，在向基板间施加电压 使液晶分子向与基板平行的方向倾斜时，必须使液晶分子从基板 法线方向向基板面内的一个方向倾斜。作为达到这种目的的手段， 已提出了例如在基板表面上设置突起的方法、使透明电极上设置 条带的方法、采用打磨取向膜使液晶分子从基板法线方向向基板 面内的一个方向略微事先倾斜(使其预倾斜)的方法等(参考专利文 献5和非专利文献1～3)。

上述光取向法，已知在垂直取向模式的液晶显示元件中作为 控制液晶分子倾斜方向的方法也是很有用的(参考专利文献15～ 21)。

这样，采用上述光取向法制造的液晶取向膜，可以有效地应 用于液晶显示元件。但是，以往采用光取向法制造的液晶取向膜， 其预倾角不稳定，也就是说，虽然液晶取向膜刚刚形成时能够显 示出良好的预倾角性能，但是存在预倾角性能随着时间的推移而 下降的问题。

【专利文献】

【专利文献1】日本特开平4-153622号公报

【专利文献2】日本特开昭60-107020号公报

【专利文献3】日本特开昭56-91277号公报

【专利文献4】美国专利第5928733号说明书

【专利文献5】日本特开平11-258605号公报

【专利文献6】日本特开平9-222605号公报

【专利文献7】日本特开平6-287453号公报

【专利文献8】日本特开平10-251646号公报

【专利文献9】日本特开平11-2815号公报

【专利文献10】日本特开平11-152475号公报

【专利文献11】日本特开2000-144136号公报

【专利文献12】日本特开2000-319510号公报

【专利文献13】日本特开2000-281724号公报