[发明专利]液晶取向剂及其各类应用、聚合物以及聚合物的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及液晶取向剂、液晶取向膜、液晶显示元件、相位差薄膜的形成方法、相位差薄膜、液晶显示元件、聚合物以及聚合物的制造方法。更详细地，特别是涉及适合在通过光取向法形成横电场式液晶显示元件或相位差薄膜使用的液晶取向膜时使用的液晶取向剂。

背景技术

在液晶显示元件中，为了使液晶分子针对基板面在规定方向取向，在基板表面设置液晶取向膜。该液晶取向膜通常通过尼龙等布材，在一定方向打磨基板表面形成的有机膜表面的方法(打磨法)形成。这在横电场式液晶显示元件中也是同样的。但是，如果通过打磨处理形成液晶取向膜时，打磨工序中容易产生灰尘或静电，具有在取向膜表面粘附灰尘，成为产生显示不好的原因这样的问题，以及在为具有TFT(薄膜晶体管)元件的基板的情形下，还具有由于产生的静电破坏TFT元件的电路、成为产品成品率低下的原因的问题。因此，作为在液晶盒中使液晶取向的其它手段，提出了对基板表面形成的放射线敏感性有机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(参照专利文献1～4)。该光取向法在工序中不会产生灰尘或静电，可以形成均匀的液晶取向。此外，照射放射线时，通过使用适当的光掩模，可以只对有机薄膜上的任意区域赋予液晶取向能，或者通过改变照射方向或偏光轴的方向照射多次放射线的方法或将该方法和使用光掩模的方法一起使用，也可以在一个有机薄膜上形成液晶取向方向不同的多个区域。

然而，通过光取向法形成的液晶取向膜，在形成初始即使具有所希望的预倾角显现性，但是指出了形成初始的取向状态可能会由于长时间施加电压而随着时间变化，所以要求改良。

另外，作为液晶显示元件除了具有目前已知的TN(扭曲向列)型、STN(超扭曲向列)型、VA(垂直取向)型等液晶盒的液晶显示元件以外，还已知IPS(面内切换)型或FFS(边缘场转换)型等只在对向配置的一对基板的一侧形成电极，在和基板平行的方向产生电场的横电场式液晶显示元件(专利文献5～7以及非专利文献1)。已知该横电场式液晶显示元件与现有的在两基板上形成电极并和基板垂直方向上产生电场的纵电场式的液晶显示元件相比，具有更广的视角性质，而且可以高品质地显示。横电场式的液晶显示元件由于液晶分子只在和基板平行的方向上响应电场，所以液晶分子的长轴方向的折射率变化不会成为问题，即使改变视角时，观察者确认的对比度和显示颜色的浓度变化少，因此，可以不限视角地高品质显示。为了得到这种有利的效果，有利的是入射偏振光的入射角的依赖性小，所以对横电场式的液晶显示元件而言，希望未施加电场时的初始取向性质中的预倾角小。

在这种横电场式的液晶显示元件中，在液晶取向膜中赋予液晶取向性时，为了避免上述打磨法的缺陷，希望是光取向法。然而，可以在上述光取向法中使用的液晶取向剂为了对其中含有的聚合物赋予感光性，必须大比例地含有芳香族结构。但是，如果使用大比例地含有芳香族结构的液晶取向膜，则预倾角不可避免地增大，会消除横电场式显示元件中的如上所述的有利效果。

另外，在使用光取向法的横电场式的液晶显示元件中，具有残影和烧屏问题，希望对其进行改良。特别是，上述取向状态的随时间变化引起的画面上产生的亮度差，会被观察者认为是烧屏，亟需对其进行改良。

如上所述，在横电场式的液晶显示元件中，目前还不知道可以通过光取向法而充分显现出上述有利的效果，而且可以形成显示出改良的残影性质和烧屏性质的液晶取向膜的液晶取向剂，强烈希望提供这种液晶取向剂。

在液晶显示元件中，进一步基于消除显示发色的转移、消除视角依赖性等目的，使用相位差薄膜(参照专利文献9和10)。

这种相位差薄膜通过利用塑料薄膜的延展工序的方法、使聚合性液晶在基板上固化的方法等制造。其中，通过后一种方法制造的相位差薄膜可以具有更复杂的光学性质，在液晶显示元件中极为有用。在固化聚合性液晶的方法中，由于必须要使聚合性液晶分子以相对基板面在规定方向取向的状态固化，所以一般是在基板表面设置液晶取向膜后，形成聚合性液晶分子的层，将其固化的方法。在对该液晶取向膜赋予液晶取向能时，由于具有上述同样的问题，所以在该领域也研究应用光取向法。

此外，近年来，流行表现3D(3维)图像的技术，即使在家中也可以视听3D图像的显示器正逐渐普及。作为3D图像的显示方式例如在专利文献17中提出了使用具有下述配置的偏振片的偏光眼镜的方式：在右眼用图像和左眼用图像中形成偏光状态不同的图像，右眼和左眼只看到各自的偏光状态的图像(参照专利文献11)。这种方式得到的立体图像没有闪烁，观察者戴上质轻且廉价的偏光眼镜，可以鉴赏立体图像。