[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

液晶显示元件用于以钟表、电子计算器为代表，各种测定仪器、汽车用面板(panel)、文字处理器、电子记事本、打印机、计算机、电视机、钟表、广告显示板等。作为液晶显示方式，其代表性的可以举出TN(扭曲向列)型、STN(超扭曲向列)型、使用TFT(薄膜晶体管)的垂直取向型(垂直取向，VA)、IPS(平面转换)型等。要求用于这些液晶显示元件的液晶组合物对于水分、空气、热、光等外在因素稳定，另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，并且驱动电压低。进一步，为了使对于每个液晶显示元件，介电常数各向异性(Δε)、折射率各向异性(Δn)等取到最适宜的值，液晶组合物由几种至几十种的化合物构成。

VA型显示器中使用Δε为负的液晶组合物，广泛用于液晶TV等。另一方面，所有的驱动方式中都要求低电压驱动、高速响应、宽操作温度范围。即，要求Δε的绝对值大，粘度(η)小，向列相-各向同性液相转变温度(T_ni)高。另外，有必要设定作为Δn和单元间隙(d)之积的Δn×d，将液晶组合物的Δn与单元间隙结合而调节至适当的范围内。另外，在将液晶显示元件用于电视机等的情况中重视高速响应性，因此要求旋转粘度(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，从而广泛使用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)型液晶显示元件。MVA型液晶显示元件从视角特性的方面来看优异，但与基板上的突起结构物附近相分离的部位相比，液晶分子的响应速度不同，由于从突起结构物分离的响应速度慢的液晶分子的影响，而存在整体的响应速度不足的问题，以及存在突起结构物引起的透射率降低的问题。为了解决该问题，与通常的MVA型液晶显示元件不同，作为在单元中不设置非透过性的突起结构物、在分割的像素内赋予均一的预倾角的方法，开发了PSA液晶显示元件(polymer sustained alignment：聚合物稳定取向，含有PS液晶显示元件(polymer stabilised：聚合物稳定化))。PSA液晶显示元件是通过将少量的反应性单体添加至液晶组合物，将该液晶组合物导入液晶单元后，通过一边在电极间施加电压一边照射活性能量射线，使液晶组合物中的反应性单体聚合，从而制造。因此，能够在分割像素中赋予适当的预倾角，结果，能够通过透射率的提高来实现对比度的提高，以及通过赋予均一的预倾角从而实现高速响应性(例如，参照专利文献1)。然而，在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，还存在发生图像保留等显示不良的问题。

作为改良PSA液晶显示元件的缺点、不在液晶组合物中混入液晶材料以外的异物、对液晶分子赋予均一的预倾角的方法，开发了将反应性单体混入取向膜材料中、将液晶组合物导入液晶单元后、通过一边在电极间施加电压一边照射活性能量射线而使取向膜中的反应性单体聚合的方式(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发生着大的变化。也就是说，以往的真空注入法在制造大型的面板时，制造过程需要大量的时间，因此在大型面板的制造中，利用ODF(one-drop-fill，滴注)方式的制造方法成为主流(例如，参照专利文献5)。该方式与真空注入法相比，由于能够缩短注入时间，因此成为液晶显示元件的制造方法的主流。但是，出现了新的问题，即：将液晶组合物滴下的滴下痕迹在制作液晶显示元件后仍以滴下的形状在液晶显示元件中残留的现象。这里，滴下痕迹定义为在显示黑色的情况中将液晶组合物滴下的痕迹浮现出白色的现象。特别地，在前述取向膜材料中添加反应性单体以对液晶分子赋予预倾角的方式中，由于在液晶组合物向基板滴下时作为异物的反应性单体存在于取向膜中，因此容易发生滴下痕迹的问题。另外，通常滴下痕迹的发生大多由于液晶材料的选择而发生，其原因不明。

作为滴下痕迹的抑制方法，公开了液晶组合物中混合的聚合性化合物进行聚合以在液晶组合物层中形成聚合物层，从而利用与取向控制膜的关系来抑制产生的滴下痕迹的方法(例如，参照专利文献6)。然而，在该方法中，与PSA方式等同样地，存在液晶组合物中添加的反应性单体引起的显示上的图像保留的问题，对于滴下痕迹的抑制而言其效果也不充分，需要开发一种维持作为液晶显示元件的基本特性、并且图像保留、滴下痕迹不易发生的液晶显示元件。

现有技术文献