[发明专利]液晶取向剂和液晶取向膜的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及液晶取向剂、液晶取向膜的制造方法和液晶显示元件。

背景技术

目前，已知的有具有TN(扭曲向列)型、STN(超扭曲向列)型、IPS(面内切换)型等液晶盒的液晶显示元件，这些液晶显示元件是将具有正的介电各向异性的向列型液晶，用具有液晶取向膜的带透明电极的基板形成夹层结构，根据需要，将液晶分子的长轴在基板间连续扭曲0～360°形成(日本特开昭56-91277号公报和日本特开平1-120528号公报)。

在这种液晶盒中，由于将液晶分子相对基板表面在规定方向取向，所以必须在基板表面设置液晶取向膜。该液晶取向膜通常将基板表面上形成的有机膜表面用人造丝等布料，在一个方向上摩擦的方法(摩擦法)形成。但是，如果通过打磨处理形成液晶取向膜，则在工序中，容易产生灰尘和静电，所以还具有在取向膜表面粘附灰尘，成为产生显示不佳的原因这种问题。特别是，在为具有TFT(薄膜晶体管)元件的基板时，还具有会由于产生的静电破坏TFT元件的电路，成为效率低下的原因的问题。此外，在今后精度越来越高的液晶显示元件中，随着像素的高密度化，会由于基板表面产生的凹凸，而难以均匀地进行打磨处理。

作为对液晶盒中的液晶取向的其它方法，已知的有对基板表面形成的聚乙烯醇肉桂酸酯、聚酰亚胺、偶氮苯衍生物等感光性薄膜照射偏振光或非偏振光的放射线，赋予液晶取向能的光取向法。根据该方法，可以不产生静电和灰尘，实现均匀的液晶取向(日本特开平6-287453号公报、日本特开平10-251646号公报、日本特开平11-2815号公报、日本特开平11-152475号公报、日本特开2000-144136号公报、日本特开2000-319510号公报、日本特开2000-281724号公报、日本特开平9-297313号公报、日本特开2003-307736号公报、日本特开2004-163646号公报和日本特开2002-250924号公报)。

然而，在TN(扭曲向列)型、STN(超扭曲向列)型等液晶盒中，液晶取向膜必须使液晶分子对基板表面以规定角度倾斜取向，具有预倾角性质。在通过光取向法形成液晶取向膜时，预倾角通常通过从照射的放射线对基板面的入射方向对基板法线倾斜而进行赋予。

另一方面，作为和上述不同的液晶显示元件的运行模式，还已知的是将具有负的介电各向异性的液晶分子在基板上垂直取向的垂直(Homeotropic)取向模式。该运行模式必须是在基板间施加电压，将液晶分子朝向和基板平行方向倾斜时，液晶分子从基板法线方向向基板面内的一个方向倾斜。作为这种方法，提出了例如在基板表面设置突起的方法；在透明电极上设置条纹的方法；通过使用摩擦取向膜，将液晶分子从基板法线方向朝向基板表面内的一个方向预先略微倾斜(预倾斜)的方法等。

已知的是前述光取向法作为一种控制垂直取向模式的液晶盒中的液晶分子倾斜的方法，是有用的。也就是，已知的是通过使用由光取向法赋予取向控制能和预倾角显现性的垂直取向膜，可以均匀地控制电压施加时液晶分子的倾斜方向(日本特开2003-307736号公报、日本特开2004-163646号公报、日本特开2004-83810号公报、日本特开平9-211468号公报和日本特开2003-114437号公报)。

像这样，通过光取向法制造的液晶取向膜可以有效地适用于各种液晶显示元件中。然而，目前的光取向膜具有为了得到较大的预倾角，而必要的放射线照射量大的问题。例如，报道了通过光取向法对含有偶氮苯衍生物的薄膜赋予液晶取向能时，为了得到足够的预倾角，必须照射10,000J/m²以上的光轴从基板法线倾斜的放射线(日本特开2002-250924号公报和日本特开2004-83810号公报以及J.of the SID 11/3，2003，p579)。

另外，通过光取向法制造的液晶取向膜在作为主成分的聚合物的侧链具有感光性部位，在目前已知的光取向性材料中，无法排除侧链的感光性部位会在液晶面板制造工序中的加热时(特别是后烘焙时)热分解的可能性，所以成为问题。

如上所示，目前为止还不知道一种液晶取向剂，该液晶取向剂可以通过放射线照射量少的光取向法，形成具有良好的液晶取向能、优异的电性质和高的耐热性的液晶取向膜，在后烘焙时不会产生热分解问题。

发明内容