[发明专利]液晶取向剂、液晶取向膜及液晶显示元件

说明书

技术领域

本发明涉及能够形成抑制光反应性的下降、进行利用光而实施的液晶取向控制、而且使液晶的响应速度提高的液晶取向膜的液晶取向剂、液晶取向膜、以及液晶显示元件。

背景技术

液晶显示元件作为轻量、薄型且低耗电的显示器件众所周知，近年来被应用于大型的电视机用途等，已取得了惊人的发展。

液晶显示元件是在一对基板间夹持并封入液晶层的同时，使液晶层的液晶在基板之间以规定方向进行取向而构成的。在液晶显示元件中，液晶通过对设置在一对基板上的电极施加电压来进行响应，进行取向变化。

液晶显示元件利用通过施加电压而导致的液晶的取向变化，可进行所希望的图像的显示。

该液晶显示元件有液晶分子的初期取向状态或通过施加电压而导致的取向变化的形态不同的多种液晶模式。例如，作为液晶分子的初期取向状态，已知在一对基板间液晶90°扭转取向的TN(扭转向列Twisted Nematic)模式等。

近年，在液晶显示元件的显示方式中，使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取向(VA：Vertical Alignment)模式的液晶显示元件得到了积极开发(例如参照专利文献1以及专利文献2。)。

在该VA模式液晶显示元件中，通过施加电压，垂直取向的液晶向规定方向一致倾斜的同时进行取向变化以与基板平行。于是，VA模式液晶显示元件可实现高对比度和宽视角、而且可实现优异的响应特性。

该VA模式液晶显示元件为了能够进行上述的液晶的取向变化，因此要求液晶形成大致垂直取向的状态作为没有施加电压时的液晶的初期取向状态。即，VA模式液晶显示元件要求液晶形成从基板的法线方向向着面内的规定方向略微倾斜的取向状态作为液晶的初期取向状态。

已知在VA模式液晶显示元件中，有数种实现上述的液晶的大致垂直取向状态的方式。

例如，在VA模式液晶显示元件中，已知在夹持液晶的TFT基板或滤色基板上形成实现上述的液晶的大致垂直取向状态的突起结构的MVA(多畴垂直取向Multi-domain Vertical Alignment)方式。此外，还已知在由夹持液晶层的基板的ITO(氧化铟锡Indium Tin Oxide)等构成的电极上设置狭缝结构、通过形成的倾斜电场来控制液晶的倾斜方向的PVA(图案垂直取向Patterned Vertical Alignment)方式。作为其它方式，还有PSA(聚合物稳定取向Polymer susutained Alignment)方式。

该PSA方式是在液晶中添加光聚合性化合物，在液晶层被夹持在基板间的状态下施加电场而使液晶倾斜取向。接着，在该液晶倾斜取向的状态下在液晶层上照射光、例如UV(紫外线)。其结果是，光聚合性化合物进行光聚合，使液晶层中形成预倾角，在通过施加电压将倾斜取向的液晶的取向方向固定化的同时，提高了液晶的响应速度。

由于PSA方式通过施加电压来控制液晶的倾斜取向方向，因此不需要在构成液晶显示元件的基板上的电极上形成狭缝的结构或设置MVA方式这样的突起结构。因此，具有制造简化、可得到优异的面板透射率的特征，在VA模式液晶显示元件的上述各种方式中是近年来尤其受到瞩目的技术(参照专利文献1)。

然而，在PSA方式的液晶显示元件中，存在添加入液晶的聚合性化合物的溶解性低、若增加其添加量则在低温时会发生析出的问题。此外，另一方面，如果减少聚合性化合物的添加量，则无法获得良好的取向状态、响应速度。此外，还存在残留于液晶中的未反应的聚合性化合物成为液晶中的杂质而使液晶显示元件的可靠性降低的问题。

于是，提出了将上述的聚合性化合物的功能作为侧链结构导入聚合物，由该聚合物形成液晶取向膜，制造VA模式液晶显示元件的技术(参照专利文献4。)。

在该技术中，在基板上涂布使用了在聚合物分子中导入了光反应性侧链的结构的聚合物的液晶取向剂。然后，由通过进行烧成而形成的液晶取向膜来夹持液晶层，在该液晶层上一边施加电压一边照射紫外线来制作液晶显示元件。

其结果是，即使是没有在液晶中添加聚合性化合物的组成，也能够通过施加电压来控制液晶进行倾斜取向的方向，此外，能够得到响应速度快的液晶显示元件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2008/117615号文本

专利文献2：日本专利特开2008-76950号公报

专利文献3：日本专利特开2004-302061号公报

专利文献4：日本专利特开2011-95967号公报

发明内容