[发明专利]液晶显示元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及作为液晶TV等的构成部件有用的液晶显示元件及其制造方法。

背景技术

液晶显示元件正在被应用于以时钟、计算器为首的各种测定设备、汽车用面板、文字处理器、电子记事本、打印机、计算机、电视机、时钟、广告显示板等。作为液晶显示方式，可以列举TN(扭曲向列)型、STN(超扭曲向列)型、使用了TFT(薄膜晶体管)的垂直取向型(Vertical alignment；VA)、IPS(平面转换)型等作为其代表性的方式。这些液晶显示元件中使用的液晶组合物需要对水分、空气、热、光等外界因素稳定、此外在以室温为中心的尽可能宽的温度范围内显示液晶相、粘性低且驱动电压低。进而，为了针对各液晶显示元件将介电常数各向异性(Δε)、折射率各向异性(Δn)等设为最适值，液晶组合物是由数种至数十种化合物构成的。

VA型显示器中使用的是Δε为负的液晶组合物，广泛用于液晶TV等。另一方面，所有驱动方式中均需要低电压驱动、高速响应、宽工作温度范围。即，需要Δε的绝对值大、粘度(η)小、向列相-各向同性液体相转变温度(T_ni)高。此外，根据Δn与单元间隔(d)之积即Δn×d的设定，需要结合单元间隔将液晶组合物的Δn调节至适当的范围。而且，当将液晶显示元件应用于电视机等时重视高速响应性，因此需要旋转粘度(γ₁)小的液晶组合物。

另一方面，为了改善VA型显示器的视角特性，通过在基板上设置突起结构物而将像素中的液晶分子的取向方向分割为多个的MVA(多畴垂直取向)型的液晶显示元件实现了广泛使用。MVA型液晶显示元件在视角特性方面是优异的，但在离开于基板上的突起结构物附近的部位，液晶分子的响应速度不同，由于离开于突起结构物的响应速度慢的液晶分子的影响，存在作为整体的响应速度不充分的问题，存在突起结构物导致的透射率降低的问题。为了解决这个问题，作为与通常的MVA型液晶显示元件不同、不在单元中设置非透射性的突起结构物的、在分割而成的像素内赋予均匀的预倾角的方法，正在开发PSA液晶显示元件(polymer sustained alignment：聚合物维持取向，包括PS液晶显示元件(polymer stabilised：聚合物稳定化)。)。PSA液晶显示元件通过下述方法制造：在液晶组合物中添加少量反应性单体，将该液晶组合物导入至液晶单元，然后，一边在电极间施加电压，一边照射活性能量射线，从而使液晶组合物中的反应性单体聚合。因此，能够在分割像素中赋予适当的预倾角，作为结果，能够实现通过透射率提高所带来的对比度提高以及通过赋予均匀的预倾角所带来的高速响应性(例如参照专利文献1)。然而，PSA液晶显示元件中，需要在液晶组合物中添加反应性单体，在要求高的电压保持率的有源矩阵液晶显示元件中问题多，还存在发生烧屏等显示不良的问题。

作为对PSA液晶显示元件的缺点进行改良、液晶组合物中不混入液晶材料以外的异物、对液晶分子赋予均匀的预倾角的方法，正在开发下述方式：在取向膜材料中混入反应性单体，将液晶组合物导入至液晶单元，然后，一边在电极间施加电压，一边照射活性能量射线，从而使取向膜中的反应性单体聚合(例如参照专利文献2、3和4)。

另一方面，随着液晶显示元件的大画面化，液晶显示元件的制造方法也在发生很大变化。即，在制造大型面板时，以往的真空注入法的制造工艺需要大量时间，因而，在大型面板的制造中，利用ODF(one-drop-fill)方式的制造方法正在成为主流(例如参照专利文献5)。该方式与真空注入法相比能够缩短注入时间，因而正在成为液晶显示元件的制造方法的主流。可是，在制作液晶显示元件后，滴加液晶组合物形成的滴痕按照滴加形状残留在液晶显示元件中的现象成了新的问题。其中，滴痕定义为，黑显示时滴加液晶组合物的痕迹浮现白色的现象。尤其在前述取向膜材料中添加反应性单体而对液晶分子赋予预倾角的方式中，在向基板滴加液晶组合物时，作为异物的反应性单体存在于取向膜中，因而容易发生滴痕问题。此外，一般而言，滴痕的产生很多是因液晶材料的选择而发生的，其原因尚不明确。

作为抑制滴痕的方法，公开了下述方法：通过混合于液晶组合物中的聚合性化合物聚合而在液晶组合物层中形成聚合物层，抑制由于与取向控制膜的关系而产生的滴痕(例如参照专利文献6)。然而，该方法中，与PSA方式等同样地，存在由添加于液晶组合物中的反应性单体导致的显示的烧屏的问题，对于滴痕的抑制，其效果也不充分，需要开发维持了作为液晶显示元件的基本特性而难以发生烧屏、滴痕的液晶显示元件。

现有技术文献

专利文献