[发明专利]液晶取向剂、液晶取向膜的形成方法以及液晶显示元件

说明书

技术领域

本发明涉及液晶取向剂、液晶取向膜的形成方法以及液晶显示元件。

背景技术

以往，已知将具有正介电各向异性的向列型液晶用具有液晶取向膜的带有透明电极的基板制成三明治结构，并根据需要使液晶分子的长轴在基板间连续扭转0～360°而成的具有TN(Twisted Nematic)型、STN(Super Twisted Nematic)型、IPS(In Plane Switching)型等液晶盒的液晶显示元件(参照日本特开昭56-91277号公报和日本特开平1-120528号公报)。

在这种液晶盒中，为了使液晶分子相对于基板面在规定的方向上取向，必须在基板表面设置液晶取向膜。该液晶取向膜通常通过将形成在基板表面上的有机膜表面用人造丝等布材沿一个方向擦拭的方法(摩擦法)形成。但是，如果液晶取向膜的形成通过摩擦处理进行，则在工序中容易产生灰尘或静电，因此有在取向膜表面附着灰尘而导致发生显示不良的问题。特别是在具有TFT(Thin Film Transistor)元件的基板的情况下，所产生的静电导致TFT元件的电路破坏，成为成品率下降的原因。进而，今后在越来越高精细化的液晶显示元件中，由于伴随着像素的高密度化，基板表面产生凹凸，因此进行均匀的摩擦处理变得越来越困难。

作为使液晶盒中的液晶取向的其它方法，已知对形成在基板表面的聚乙烯基肉桂酸酯、聚酰亚胺、偶氮苯衍生物等的感光性薄膜用偏振或非偏振的射线进行辐照，由此赋予液晶取向能力的光取向法。根据该方法，可不产生静电、灰尘而实现均匀的液晶取向(参照日本特开平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)。

不过，在TN(Twisted Nematic)型、STN(Super Twisted Nematic)型等液晶盒中，液晶取向膜必须具有使液晶分子相对于基板面以一定的角度倾斜取向的预倾角(pretilt angle)特性。通过光取向法形成液晶取向膜时，预倾角通常通过使所辐照的射线射到基板面的入射方向由基板法线倾斜的方法得到。

另一方面，作为与上述不同的液晶显示元件的工作模式，已知使具有负的介电各向异性的液晶分子垂直于基板取向的垂直(homeotropic)取向模式。该工作模式中，在基板间施加电压，液晶分子向着平行于基板的方向倾斜时，必须使液晶分子从基板法线方向向着基板面内的一个方向倾斜。作为实现该倾斜的方法，例如，有在基板表面设计突起的方法、在透明电极上设置带的方法、通过使用摩擦取向膜使液晶分子从基板法线方向向着基板面内的一个方向稍微倾斜的方法(预倾方法)等。

已知上述光取向法也可以作为在垂直取向模式的液晶盒中控制液晶分子的倾斜方向的方法。即，使用通过光取向法赋予取向控制能力和预倾角表现性的垂直取向膜，可以均匀控制施加电压时液晶分子的倾斜方向(参照日本特开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)。

如此通过光取向法制造的液晶取向膜可有效地适用于各种液晶显示元件中。但是，以往的光取向膜有达到大的预倾角所需要的射线辐照量大的问题。例如报告了对含有偶氮苯衍生物的薄膜通过光取向法赋予液晶取向能力时，要得到足够的预倾角必须辐照10000J/m²以上光轴从基板法线方向倾斜的射线(参照日本特开2002-250924号公报、日本特开2004-83810号公报和J.ofthe SID 11/3，2003，p 579)。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供不进行摩擦处理而通过用偏振或非偏振的射线进行辐照，以少的曝光量就可以提供具有良好的液晶取向能力的液晶取向膜的液晶取向剂、上述液晶取向膜的形成方法和显示特性、可靠性等各性能优异的液晶显示元件。