[发明专利]液晶取向剂、液晶取向膜及其形成方法、液晶显示元件的相位差膜及液晶单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种液晶取向剂，尤其涉及一种可以通过光取向法来赋予良好的液晶取向性、并且使用基底选择的自由度高的液晶取向剂。 

背景技术

在液晶显示元件、具备液晶层的相位差膜等中，为了使液晶分子相对于基底面朝既定的方向取向，在基底表面上设置着液晶取向膜。此液晶取向膜通常是通过利用人造丝等的布材将形成在基底表面上的有机膜表面朝一个方向摩擦的方法(摩擦法)来形成。但是，若通过摩擦处理来形成液晶取向膜，则在摩擦工序中容易产生尘埃或静电，因此有尘埃附着在取向膜表面上而导致产生显示不良的问题，除此以外，在具有薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)元件的基底的情况下，也有以下问题：由所产生的静电引起TFT元件的电路破坏，导致产品良率降低。因此，作为在液晶显示元件中对液晶进行取向的其他方法，公开了以下的光取向法：对形成在基底表面上的感放射线性的有机薄膜照射偏光或非偏光的放射线，由此赋予液晶取向能力(参照专利文献1～专利文献4)。该光取向法除了期待应用于液晶显示元件以外，也期待将其应用于具备液晶层的相位差膜中。 

关于液晶显示元件，除了扭曲向列(Twisted Nematic，TN)型、超扭曲向列(Super Twisted Nematic，STN)型、垂直取向(Vertical Alignment，VA)型等具有纵向电场方式的液晶单元的液晶显示元件以外，共面切换(In-Plane Switching，IPS)型或边缘场切换(Fringe Field Switching，FFS)型等横向电场方式的液晶显示元件也为人所知，所述横向电场方式的液晶显示元件在相向配置的一对基底的仅单侧形成电极，在与基底平行的方向 上产生电场(专利文献5～专利文献7)。此横向电场方式的液晶显示元件与纵向电场方式的液晶显示元件相比较，具有更广的视角特性，另外能进行高品质的显示。横向电场方式的液晶显示元件由于液晶分子仅在与基底平行的方向上响应电场，因此液晶分子的长轴方向的折射率变化不成问题，即便在变化了视角的情况下，观察者所看到的对比度及显示颜色的浓淡变化也少，因此与视角无关而能进行高品质的显示。为了获得此种有利的效果，有利的是入射偏光的入射角依存性少，因此在横向电场方式的液晶显示元件中，理想的是未施加电场时的初期取向特性的预倾角低。 

在横向电场方式的液晶显示元件中，在对液晶取向膜赋予液晶取向性时，为了避免所述摩擦法的缺点，理想的是利用光取向法。但是，所述光取向法中可以应用的液晶取向剂为了对其中所含有的聚合物赋予感光性而以大的比例含有芳香族结构。但是，若使用以大的比例含有芳香族结构的液晶取向膜，则预倾角不可避免地增大，从而将横向电场方式的液晶显示元件中的如上所述般的有利效果抵消。 

作为利用光取向法稳定地表现出相对较低的预倾角的液晶取向膜材料，已公开了在聚酰亚胺的主链上导入环丁烷环的技术(专利文献8)。此技术是基于以下构思，即，通过光照射将存在于刚直的聚酰亚胺中的环丁烷环分解，在聚合物膜中形成凹凸形状，利用该凹凸形状来表现出液晶取向能力。此技术为1997年提出申请的旧技术，但尚未达成实用。可认为其原因在于以下2点。 

(1)所述聚酰亚胺是对由以下溶液、即含有作为聚酰亚胺的前驱物的聚酰胺酸的溶液所形成的涂膜进行热酰亚胺化处理而形成，但该热酰亚胺化并未完全进行。因此，聚合物的一部分中残留柔软的酰胺酸结构，因此由光照射所致的环丁烷环的分解变得不充分，所以难以获得预期的液晶取向能力；以及 

(2)聚酰胺酸或聚酰亚胺对通用的有机溶剂缺乏溶解性，因此为了确保涂布性，溶剂仅可使用溶解性极高的特定的非质子性极性溶剂。这种溶剂侵蚀通用的大部分塑料类，因此含有该溶剂的液晶取向剂无法应用到树脂基底上，不适应液晶显示元件的轻量化的要求，除此以外，于多使用三乙酰纤维素(Triacetyl Cellulose，TAC)作为基底的相位差膜中的应用大 幅度地受到限制。 

[现有技术文献] 

[专利文献] 

[专利文献1]日本专利特开2003—307736号公报 

[专利文献2]日本专利特开2004—163646号公报 

[专利文献3]日本专利特开2002—250924号公报 

[专利文献4]日本专利特开2004—83810号公报 

[专利文献5]美国专利第5928733号说明书 

[专利文献6]日本专利特开昭56—91277号公报 

[专利文献7]日本专利特开2008—46184号公报