[发明专利]液晶取向剂、液晶取向膜以及液晶显示元件

说明书

技术领域

本发明涉及液晶取向剂、液晶取向膜以及液晶显示元件。更详细地，涉及一种液晶取向剂、由其形成的液晶取向膜、具有该液晶取向膜的液晶显示元件，其中该液晶取向剂可以形成液晶取向性良好，而且在强光照射下或者高温下这样苛刻环境中使用或保存或者长时间运行后，也不会损害电压保持率等电性质，可以良好地保持液晶取向状态，不会产生余影现象的液晶取向膜。

背景技术

目前，作为液晶显示元件，已知具有所谓TN型(TwistedNematic，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形成的液晶取向膜，作为液晶显示元件用的基板，将其2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，该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，最近还开发了对比度比TN型液晶显示元件更高的STN(Super Twisted Nematic，超扭曲向列)型液晶显示元件以及视角依赖性少的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)型液晶显示元件等。

上述各种液晶显示元件的运行原理可以区分为透过型和反射型。透过型液晶显示元件是利用元件驱动时，来自元件背面的背光用光源的透光的强度变化，进行显示的元件。反射型液晶显示元件是不使用背光光源，元件驱动时，利用太阳光等来自外部的光的反射光的强度变化，进行显示的元件，与透过型元件相比，由于耗电少，所以可以认为在户外使用时特别有利。

对透过型液晶显示元件来说，其中具有的液晶取向膜可以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要也逐渐升高的液晶放映机用途中，使用金属卤化物灯等照射强度非常高的光源。另外，伴随照射强度高的光，可以认为驱动时，液晶显示器元件自身的温度也升高。

另一方面，在为反射型液晶显示元件时，户外使用的可能性增大，在这种情况下，包含强烈的紫外光的太阳光成为光源。另外，在为反射型元件时，在原理方面，与透过型相比，元件内透过光的距离更长。

此外，透过型液晶显示元件、反射型液晶显示元件，例如都有普遍设置在家用轿车内等的趋势，作为液晶显示元件的使用形态与目前研究的方案相比，要在高的温度下进行使用和设置环境越来越现实。

然而，在液晶显示元件的制造工序中，基于缩短工艺和提高效率的观点而开始使用的是液晶滴加方式，也就是ODF(One Drop Fill)方式。ODF方式与预先使用热固化性密封剂，将液晶注入安装的空的液晶盒中的目前的方法不同，是在涂敷液晶取向膜的一侧基板的必要位置涂敷紫外光固化性的密封剂后，将液晶滴加在必要位置，和另一个基板贴合后，整面照射紫外光，使密封剂固化，制造液晶盒的方法。此时照射的紫外光通常是在每1平方厘米为几焦耳以上的强度。也就是，在液晶显示元件的制造工序中，液晶取向膜和液晶一起暴露在这种强的紫外光下。

在这种液晶显示元件中，由于其多功能化、多用途化、制造工序的改良等，所以需要获得能适应高强度的光照射、高温环境、长时间运行等目前无法使用的苛刻的环境，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的显示元件，进而进一步延长液晶显示元件的寿命。

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的有聚酰亚胺、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、与液晶的亲和性、机械强度等优异的物性，所以在大多的液晶显示元件中使用(参照日本特开平9-197411号公报、日本特开2003-149648号公报和日本特开2003-107486号公报)。

然而，在近年的液晶显示元件中，随着上述制造环境、使用环境的更严苛，新的要求增强，目前可以使用的有机树脂所能达到的耐热性、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，在日本特开平9-281502号公报中，公开了由聚硅氧烷溶液形成的垂直取向型的液晶取向膜，该聚硅氧烷溶液由具有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，还说明了该液晶取向膜垂直取向性、耐热性和均匀性优异，此外作为涂敷液的稳定性也优异。

但是，日本特开平9-281502号公报的技术得到的液晶取向膜无法满足目前的制造环境、使用环境的过严所要求的性能，而且涂敷液的保存稳定性还不足，所以在工业使用方面，便利性还有问题。