[发明专利]液晶取向剂和液晶显示元件

说明书

技术领域

本发明涉及液晶取向剂和液晶显示元件。

背景技术

目前，作为液晶显示元件，已知具有所谓TN型(Twisted Nematic：扭曲向列)液晶盒的TN型液晶显示元件，其在设置了透明导电膜的基板表面上形成由有机树脂等构成的液晶取向膜，作为液晶显示元件用的基板，将这两块相对设置，在其间隙内形成具有正的介电各向异性的向列型液晶层，构成夹层结构的盒，液晶分子的长轴从一块基板向另一块基板连续地扭转90°。另外，还开发了实现对比度比TN型液晶显示元件更高的STN(Super Twisted Nematic：超扭曲向列)型液晶显示元件或视角依赖性少的IPS(In-Plane Switching：面内切换)型液晶显示元件、使用具有负介电各向异性的向列型液晶的VA(Vertical Alignment：垂直取向)型液晶显示元件等(专利文献1～5)。

这些各种液晶显示元件的运行原理大致区分为透过型和反射型。透过型液晶显示元件利用元件运行时来自元件背面的背光用光源的透过光强度的变化进行显示。反射型液晶显示元件不使用背光用光源，在驱动元件时，利用阳光等来自外部的光的反射光的强度变化进行显示，与透过型相比，由于耗电量少，所以认为特别有利在户外使用。

对于透过型液晶显示元件而言，其中具有的液晶取向膜长时间暴露在来自背光光源的光中。特别是，除了商业用途以外，近年来作为家庭影院的需求提高的液晶投影仪的用途中，使用金属卤化物灯等照射强度非常高的光源。另外，还认为伴随照射强度强的光，在运行时，液晶显示元件整体自身的温度上升。

反射型液晶显示元件在户外使用的可能性大，在这种情况下，包含强的紫外光的太阳光作为光源。另外，反射型液晶显示元件在其原理方面，与透过型的相比光在元件内通过的距离更长。

此外，例如有普及在家用汽车内设置透过型液晶显示元件、反射型液晶显示元件的趋势，与目前研究的方式相比，作为液晶显示元件的使用方式，现实问题是在高温下的使用和设置环境。

然而，在液晶显示元件的制造工序中，从缩短工艺和提高效率的观点出发而开始使用的方式是液晶滴加方式，也就是ODF(One Drop Fill：液晶滴注)方式。ODF方式与预先使用热固化型密封剂，在装配的空液晶盒中注入液晶的现有的方法不同，是在涂布液晶取向膜的一侧基板的必要位置涂布紫外光固化性密封剂后，在必要位置滴加液晶，贴合另一块基板后，对整面照射紫外光，使密封剂固化，制造液晶盒。此时照射的紫外光通常是强到每1平方厘米为几焦耳以上。也就是，在液晶显示元件制造工序中，液晶取向膜和液晶一起暴露在该强的紫外光下。

这样，在液晶显示元件中，随着其多功能化、多用途化、制造工艺的改良等，要求即使暴露在高强度的光照射、高温环境、长时间运行等一直以来没有被考虑的严酷环境中，而且在该环境下，液晶取向性、电压保持率等电性质或者显示性质比目前的更优异，进而要求液晶显示元件有更长的寿命。

作为构成液晶显示元件的液晶取向膜的材料，到目前为止已知聚酰亚胺、聚酰胺酸、聚酰胺和聚酯等有机树脂。特别是，聚酰亚胺在有机树脂中，显示出耐热性、和液晶的亲和性、机械强度等优异的物性，所以在大多液晶显示元件中使用(专利文献6～8)。

然而，在近年的液晶显示元件中，由于上述这种制造环境、使用环境的过度苛刻化，新的要求也变强，目前允许的有机树脂可以实现的程度的耐热性、耐光性还不足。

因此，对耐热性、耐光性优异的液晶取向膜进行研究。例如，在专利文献9中公开了由具有4个烷氧基的硅化合物和具有3个烷氧基的硅化合物得到的聚有机硅氧烷溶液形成的垂直取向型液晶取向膜，说明了作为液晶取向膜的垂直取向性、耐热性和均匀性优异，而且作为涂布液的稳定性也优异。但是，根据该技术形成的液晶取向膜还无法满足伴随目前的制造环境、使用环境的过苛刻化而要求的性能，而且涂布液的保存稳定性也不足，所以在工业上使用时的便利性还有问题。

此外，作为液晶显示元件对不产生残影问题，也就是电性质优异的液晶取向剂的开发要求依然强烈。