具有橫向電場驅(qū)動型液晶表示元件用液晶取向膜的基板的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及具有橫向電場驅(qū)動型液晶表示元件用液晶取向膜的基板的制造方法。 更詳細(xì)而言，涉及用于制造殘影特性優(yōu)異的液晶表示元件的新方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 液晶表示元件作為質(zhì)量輕、截面薄且耗電低的表示裝置是已知的，近年來被用于 大型電視用途等，實現(xiàn)了顯著的發(fā)展。液晶表示元件例如是利用具備電極的一對透明基板 夾持液晶層而構(gòu)成的。并且，在液晶表示元件中，包含有機(jī)材料的有機(jī)膜被用作液晶取向膜 使液晶在基板之間呈現(xiàn)期望的取向狀態(tài)。
[0003] 即，液晶取向膜是液晶表示元件的構(gòu)成部件，其形成在夾持液晶的基板的與液晶 接觸的表面，承擔(dān)使液晶在該基板之間沿著特定方向取向這一作用。并且，對于液晶取向膜 而言，除了使液晶沿著例如平行于基板的方向等特定方向取向這一作用之外，有時還要求 對液晶預(yù)傾角進(jìn)行控制這一作用。這種液晶取向膜的控制液晶取向的能力（以下稱為取向 控制能力。）通過對構(gòu)成液晶取向膜的有機(jī)膜進(jìn)行取向處理而被賦予。
[0004] 作為用于賦予取向控制能力的液晶取向膜的取向處理方法，一直以來已知有刷磨 法。刷磨法是指如下的方法：針對基板上的聚乙烯醇、聚酰胺、聚酰亞胺等的有機(jī)膜，用棉 花、尼龍、聚酯等的布沿著一定方向摩擦（刷磨）其表面，從而使液晶沿著摩擦方向（刷磨 方向）取向。該刷磨法能夠簡便地實現(xiàn)較穩(wěn)定的液晶取向狀態(tài)，因此利用于以往的液晶表 示元件的制造工藝。并且，作為液晶取向膜中使用的有機(jī)膜，主要選擇耐熱性等可靠性、電 特性優(yōu)異的聚酰亞胺系有機(jī)膜。
[0005] 然而，對包含聚酰亞胺等的液晶取向膜的表面進(jìn)行摩擦的刷磨法存在產(chǎn)塵、產(chǎn)生 靜電的問題。另外，由于近年來的液晶表示元件的高清晰化、相應(yīng)基板上的電極或液晶驅(qū)動 用切換能動元件所導(dǎo)致的凹凸，因此，無法用布均勻地摩擦液晶取向膜的表面、無法實現(xiàn)均 勻的液晶取向。
[0006] 因而，作為不進(jìn)行刷磨的液晶取向膜的其它取向處理方法，積極地研究了光取向 法。
[0007] 光取向法有各種方法，通過直線偏振光或經(jīng)準(zhǔn)直的光而在構(gòu)成液晶取向膜的有機(jī) 膜內(nèi)形成各向異性，根據(jù)該各向異性而使液晶進(jìn)行取向。
[0008] 作為主要的光取向法，已知有分解型的光取向法。例如，對聚酰亞胺膜照射偏振紫 外線，利用分子結(jié)構(gòu)的紫外線吸收的偏振方向依賴性而發(fā)生各向異性的分解。并且，通過未 分解而殘留的聚酰亞胺使液晶進(jìn)行取向（例如參照專利文獻(xiàn)1。）。
[0009] 另外，還已知有光交聯(lián)型、光異構(gòu)化型的光取向法。例如，使用聚肉桂酸乙烯酯，照 射偏振紫外線，使平行于偏振光的2個側(cè)鏈的雙鍵部分發(fā)生二聚反應(yīng)（交聯(lián)反應(yīng)）。并且， 使液晶沿著與偏振方向垂直的方向進(jìn)行取向（例如參照非專利文獻(xiàn)1。）。另外，使用在側(cè) 鏈具有偶氮苯的側(cè)鏈型高分子時，照射偏振紫外線，使平行于偏振光的側(cè)鏈的偶氮苯部分 發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)，使液晶沿著與偏振方向垂直的方向進(jìn)行取向（例如參照非專利文獻(xiàn)2。）。 [0010] 如上述例子那樣，在利用光取向法對液晶取向膜進(jìn)行取向處理的方法中，無需進(jìn) 行刷磨，不用擔(dān)心產(chǎn)塵、產(chǎn)生靜電。并且，即使針對表面具有凹凸的液晶表示元件的基板也 能夠?qū)嵤┤∠蛱幚?，從而成為適合于工業(yè)生產(chǎn)工藝的液晶取向膜的取向處理方法。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)
[0013] 專利文獻(xiàn)1 :日本特許第3893659號公報
[0014] 非專利文獻(xiàn)
[0015] 非專利文獻(xiàn) I :M. Shadt et al.，Jpn. J. Appl. Phys. 31，2155 (1992) ·
[0016] 非專利文獻(xiàn) 2 :K. Ichimura et al.，Chem. Rev. 100, 1847 (2000).

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 發(fā)明要解決的問題
[0018] 如上所述，與作為液晶表示元件的取向處理方法而一直以來進(jìn)行工業(yè)利用的刷磨 法相比，光取向法無需刷磨工序這一工序，因此具備明顯的優(yōu)點(diǎn)。并且，與刷磨所產(chǎn)生的取 向控制能力基本固定的刷磨法相比，光取向法能夠變更偏振光的照射量來控制取向控制能 力。然而，在光取向法想要實現(xiàn)與利用刷磨法時的程度相同的取向控制能力的情況下，有時 需要大量的偏振光的照射量或者無法實現(xiàn)穩(wěn)定的液晶取向。
[0019] 例如，在上述專利文獻(xiàn)1所述的分解型光取向法中，需要對聚酰亞胺膜照射60分 鐘的由功率500W的高壓汞燈發(fā)出的紫外光等，需要長時間且大量的紫外線照射。另外，在 二聚型、光異構(gòu)化型光取向法的情況下，有時需要數(shù)J(焦耳）~數(shù)十J左右的大量紫外線 照射。進(jìn)而，在光交聯(lián)型、光異構(gòu)化型光取向法的情況下，液晶取向的熱穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性 差，因此制成液晶表示元件時，存在發(fā)生取向不良、表示殘影的問題。尤其是，橫向電場驅(qū)動 型的液晶表示元件中，將液晶分子在面內(nèi)進(jìn)行切換，因此容易發(fā)生液晶驅(qū)動后的液晶取向 偏移，由AC驅(qū)動引起的表示殘影被視作明顯的課題。
[0020] 因此，對于光取向法而言，要求實現(xiàn)取向處理的高效率化、穩(wěn)定的液晶取向，要求 能夠?qū)σ壕∠蚰じ咝У刭x予高取向控制能力的液晶取向膜、液晶取向劑。
[0021] 本發(fā)明的目的在于，提供以高效率被賦予取向控制能力、殘影特性優(yōu)異的、具有橫 向電場驅(qū)動型液晶表示元件用液晶取向膜的基板以及具有該基板的橫向電場驅(qū)動型液晶 表示元件。
[0022] 另外，本發(fā)明的目的在于，在上述目的的基礎(chǔ)上，提供在液晶取向膜界面吸附液晶 中的離子性雜質(zhì)、具有提升了電壓保持率的橫向電場驅(qū)動型液晶元件以及用于該元件的液 晶取向膜。
[0023] 用于解決問題的方案
[0024] 本發(fā)明人等為了實現(xiàn)上述課題而進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)如下發(fā)明。
[0025] 〈1> 一種聚合物組合物，其含有：
[0026] (A)在特定的溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出液晶性的感光性側(cè)鏈型高分子；
[0027] (B)分子內(nèi)具有1個伯氨基和含氮芳香族雜環(huán)、且前述伯氨基鍵合于脂肪族烴基 或非芳香族環(huán)式烴基的胺化合物；以及
[0028] (C)有機(jī)溶劑。
[0029] 〈2>上述〈1>中，（A)成分可以具有會發(fā)生光交聯(lián)、光異構(gòu)化或光弗利斯重排的感 光性側(cè)鏈。
[0030] 〈3>上述〈1>或〈2>中，⑶成分可以是下述式A_[l](式中，Y11為具有脂肪族烴 基或非芳香族環(huán)式烴基的2價有機(jī)基團(tuán)，Y 12為含氮芳香族雜環(huán)）所示的胺化合物。
[0032] 〈4>上述〈1>~〈3>的任一者中，㈧成分可以具有選自由下述式⑴~（6)組成 的組中的任一種感光性側(cè)鏈。
[0035] 式中，A、B、D 各自獨(dú)立地表示單鍵、-0-、-CH2-、-COO-、-0C0-、-C0NH-、-NH-C0-、-CH = CH-CO-O-或-O-CO-CH = CH-;
[0036] S為碳數(shù)1~12的亞烷基，鍵合于它們的氫原子任選被鹵素基團(tuán)取代；
[0037] T為單鍵或碳數(shù)1~12的亞烷基，鍵合于它們的氫原子任選被鹵素基團(tuán)取代；
[0038] 1表示選自1價的苯環(huán)、萘環(huán)、聯(lián)苯環(huán)、呋喃環(huán)、吡咯環(huán)和碳數(shù)5~8的脂環(huán)式烴中 的環(huán)，或者是選自這些取代基中的相同或不同的2~6個環(huán)借助鍵合基團(tuán)B鍵合而成的基 團(tuán)，鍵合于它們的氫原子各自獨(dú)立地任選被-COORJ式中，R。表示氫原子或碳數(shù)1~5的烷 基）、-N02、-CN、-CH = C(CN)2、-CH = CH-CN、鹵素基團(tuán)、碳數(shù)1~5的烷基、或碳數(shù)1~5的 烷氧基取代；
[0039] 乙為選自由2價的苯環(huán)、萘環(huán)、聯(lián)苯環(huán)、呋喃環(huán)、吡咯環(huán)、碳數(shù)5~8的脂環(huán)式烴和 它們的組合組成的組中的基團(tuán)，鍵合于它們的氫原子各自獨(dú)立地任選被-N0 2、-CN、-CH = C (CN) 2、-CH = CH-CN、鹵素基團(tuán)、碳數(shù)1~5的烷基、或碳數(shù)1~5的烷氧基取代；
[0040] R表示羥基、碳數(shù)1~6的烷氧基，或者表示與Y1相同的定義；
[0041] X 表示單鍵、-COO-、-0⑶-、-N = N-、-CH = CH-、-C E C-、-CH = CH-CO-O-或-O-CO-CH = CH-，X的數(shù)量達(dá)到2時，X任選彼此相同或不同；
[0042] Cou表示香豆素-6-基或香豆素-7-基，鍵合于它們的氫原子各自獨(dú)立地任選 被-N02、-CN、-CH = C(CN)2、-CH = CH-CN、鹵素基團(tuán)、碳數(shù)1~5的烷基、或碳數(shù)1~5的烷 氧基取代；
[0043] ql和q2中的一者為1，另一者為0 ;
[0044] q3 為 0 或 1 ;
[0045] P和Q各自獨(dú)立地為選自由2價的苯環(huán)、萘環(huán)、聯(lián)苯環(huán)、呋喃環(huán)、吡咯環(huán)、碳數(shù)5~ 8的脂環(huán)式烴和它們的組合組成的組中的基團(tuán)；其中，X為-CH = CH-C0-0-、-O-CO-CH = CH-時，-CH = CH-所鍵合的一側(cè)的P或Q為芳香環(huán)，P的數(shù)量達(dá)到2以上時，P任選彼此相 同或不同，Q的數(shù)量達(dá)到2以上時，Q任選彼此相同或不同；
[0046] 11 為0或 1;
[0047] 12為0~2的整數(shù)；
[0048] 11和12均為0時，T為單鍵時A也表示單鍵；
[0049] 11為1時，T為單鍵時B也表示單鍵；
[0050] H和I各自獨(dú)立地為選自2價的苯環(huán)、萘環(huán)、聯(lián)苯環(huán)、呋喃環(huán)、吡咯環(huán)和它們的組合 中的基團(tuán)。
[0051] 〈5>上述〈1>~〈3>的任一者中，（A)成分可以具有選自由下述式（7)~（10)組 成的組中的任一種感光性側(cè)鏈。
[0052] 式中，A、B、D、R具有與上述相同的定義；
[0053] 1表示1~12的整數(shù)；
[0054] m表示0~2的整數(shù)，ml、m2表示1~3的整數(shù)；
[0055] η表示0~12的整數(shù)（其中，η = 0時，B為單鍵）。
[0056]
[0057] 〈6>上述〈1>~〈3>的任一者中，（A)成分可以具有選自由下述式（11)~（13)組 成的組中的任一種感光性側(cè)鏈。
[0058] 式中，A、X、1、m、ml和R具有與上述相同的定義。
[0060] 〈7>上述〈1>~〈3>的任一者中，㈧成分可以具有下述式（14)或（15)所示的感 光性側(cè)鏈。
[0061] 式中，A、1、ml和m2具有與上述相同的定義。
[0063] 〈8>上述〈1>~〈3>的任一者中，（A)成分可以具有下述式（16)或（17)所示的感 光性側(cè)鏈。
[0064] 式中，A、X、1和m具有與上述相同的定義。
[0065]
[0066] 〈9>上述〈1>~〈3>的任一者中，㈧成分可以具有下述式（18)或（19)所示的感 光性側(cè)鏈。
[0067] 式中，A、B、Yp ql、q2、ml和m2具有與上述相同的定義。
[0068] &表示氫原子、-勵2、-^-01 = (^抑2、-01 = 0?^、鹵素基團(tuán)、碳數(shù)1~5的烷 基、或碳數(shù)1~5的烷氧基。
[0070] 〈10>上述〈1>~〈3>的任一者中，（A)成分可以具有下述式（20)所示的感光性側(cè) 鏈。
[0071] 式中，A、Y1、X、1和m具有與上述相同的定義。
[0073] 〈11>上述〈1>~〈10>的任一者中，（A)成分可以具有選自由下述式（21)~（31) 組成的組中的任一種液晶性側(cè)鏈。
[0074] 式中，A、B、ql和q2具有與上述相同的定義；
[0075] ￥3為選自由1價的苯環(huán)、萘環(huán)、聯(lián)苯環(huán)、呋喃環(huán)、含氮雜環(huán)和碳數(shù)5~8的脂環(huán)式 烴、以及它們的組合組成的組中的基團(tuán)，鍵合于它們的氫原子各自獨(dú)立地任選被-N0 2、-CN、 鹵素基團(tuán)、碳數(shù)1~5的烷基、或碳數(shù)1~5的烷氧基取代；
[0076] R3表示氫原子、-N02、-CN、-CH = C(CN)2、-CH = CH-CN、鹵素基團(tuán)、1價的苯環(huán)、萘 環(huán)、聯(lián)苯環(huán)、呋喃環(huán)、含氮雜環(huán)、碳數(shù)5~8的脂環(huán)式烴、碳數(shù)1~12的烷基、或碳數(shù)1~12 的烷氧基；
[0077] 1表示1~12的整數(shù)，m表示0~2的整數(shù)，其中，式（23)~（24)中，所有的m的 總和為2以上，式（25)~（26)中，所有的m的總和為1以上，ml、m2和m3各自獨(dú)立地表示 1~3的整數(shù)；
[0078] R2表示氫原子、-NO 2、_CN、鹵素基團(tuán)、1價的苯環(huán)、萘環(huán)、聯(lián)苯環(huán)、呋喃環(huán)、含氮雜環(huán)、 以及碳數(shù)5~8的脂環(huán)式烴和烷基或烷氧基；
[0079] Z1' Z2表示單鍵、-CO-、-CH 20_、-CH = N-、-CF2-O
[0082] 〈12> -種具有橫向電場驅(qū)動型液晶表示元件用液晶取向膜的基板的制造方法，其 通過具備如下工序而得到被賦予了取向控制能力的前述液晶取向膜：
[0083] [I]將上述〈1>~〈11>中任一項所述的組合物涂布在具有橫向電場驅(qū)動用導(dǎo)電膜 的基板上而形成涂膜的工序；
[0084] [II]對[I]中得到的涂膜照射偏振紫外線的工序；以及
[0085] [III]將[II]中得到的涂膜進(jìn)行加熱的工序。
[0086] 〈13> -種具有橫向電場驅(qū)動型液晶表示元件用液晶取向膜的基板，其是通過上述 〈12>的方法而制造的。
[0087] 〈14> 一種橫向電場驅(qū)動型液晶表示元件，其具有上述〈13>的基板。
[0088] 〈15> -種橫向電場驅(qū)動型液晶表示元件的制造方法，其通過具備如下工序而得到 該液晶表示元件：
[0089] 準(zhǔn)備上述〈13>的基板（第1基板）的工序；
[0090] 獲得具有前述液晶取向膜的第2基板的工序，其通過具備下述工序[I' ]、[II' ] 和[III' ]而得到被賦予了取向控制能力的液晶取向膜；以及
[0091] [IV]以前述第1基板和第2基板的液晶取向膜隔著液晶相對的方式，對向配置前 述第1基板和第2基板，從而得到液晶表示元件的工序，
[0092] 所述工序[I' ]、[II' ]和[III' ]為：
[0093] [I' ]在第2基板上涂布聚合物組合物而形成涂膜的工序，所述聚合物組合物含 有：(A)在特定的溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出液晶性的感光性側(cè)鏈型高分子，（B) 1分子中具有2個以 上的選自羥基、羥基烷基、烷氧基、烷氧基烷基、氧雜環(huán)丙烷基、環(huán)氧基、異氛酸醋基、氧雜環(huán) 丁烷基、環(huán)碳酸酯基、三烷氧基甲硅烷基和聚合性不飽和鍵基團(tuán)中的至少1種取代基的交 聯(lián)性化合物，以及（C)有機(jī)溶劑；
[0094] [II' ]對[I' ]中得到的涂膜照射偏振紫外線的工序；以及
[0095] [III' ]將[II' ]中得到的涂膜進(jìn)行加熱的工序。
[0096] 〈16> -種橫向電場驅(qū)動型液晶表示元件，其是通過上述〈15>的方法制造的。
[0097] 另外，作為另一面而發(fā)現(xiàn)如下發(fā)明。
[0098] <P1> -種具有橫向電場驅(qū)動型液晶表示元件用液晶取向膜的基板的制造方法，其 通過具備如下工序而得到被賦予了取向控制能力的前述液晶取向膜，
[0099] [I]將聚合物組合物涂布在具有橫向電場驅(qū)動用導(dǎo)電膜的基板上而形成涂膜的工 序，所述聚合物組合物含有：(A)在特定的溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出液晶性的感光性側(cè)鏈型高分 子，（B)分子內(nèi)具有1個伯氨基和含氮芳香族雜環(huán)、且前述伯氨基鍵合于脂肪族烴基或非芳 香族環(huán)式烴基的胺化合物，（C)有機(jī)溶劑；
[0100] [II]對[I]中得到的涂膜照射偏振紫外線的工序；以及
[0101] [III]將[II]中得到的涂膜進(jìn)行加熱的工序。
[0102] <P2>上述<P1>中，（A)成分可以具有會發(fā)生光交聯(lián)、光異構(gòu)化或光弗利斯重排的 感光性側(cè)鏈。
[0103] <P3>上述<P1>或<P2>中，（B)成分可以是下述式A_[l](式中，Y 11為具有脂肪族 烴基或非芳香族環(huán)式烴基的2價有機(jī)基團(tuán)，Y12為含氮芳香族雜環(huán)）所示的胺化合物。
[0105] <P4>上述<P1>~<P3>的任一者中，（A)成分可以具有選自由下述式⑴~（6) 組成的組中的任一種感光性側(cè)鏈。
[0108] 式中，A、B、D 各自獨(dú)立地表示單鍵、-0-、-CH2-、-COO-、-0C0-、-C0NH-、-NH-C0-、-CH = CH-CO-O-或-O-CO-CH = CH-;
[0109] S為碳數(shù)I~12的亞烷基，鍵合于它們的氫原子任選被鹵素基團(tuán)取代；
[0110] T為單鍵或碳數(shù)1~12的亞烷基，鍵合于它們的氫原子任選被鹵素基團(tuán)取代；
[0111] 1表示選自1價的苯環(huán)、萘環(huán)、聯(lián)苯環(huán)、呋喃環(huán)、吡咯環(huán)和碳數(shù)5~8的脂環(huán)式烴中 的環(huán)，或者是選自這些取代基中的相同或不同的2~6個環(huán)借助鍵合基團(tuán)B鍵合而成的基 團(tuán)，鍵合于它們的氫原子各自獨(dú)立地任選被-COOR 0 (式中，R。表示氫原子或碳數(shù)1~5的烷 基）、-N02、-CN、-CH = C(CN)2、-CH = CH-CN、鹵素基團(tuán)、碳數(shù)1~5的烷基、或碳數(shù)1~5的 烷氧基取代；
[0112] 乙為選自由2價的苯環(huán)、萘環(huán)、聯(lián)苯環(huán)、呋喃環(huán)、吡咯環(huán)、碳數(shù)5~8的脂環(huán)式烴和 它們的組合組成的組中的基團(tuán)，鍵合于它們的氫原子各自獨(dú)立地任選被-N0 2、-CN、-CH = C (CN) 2、-CH = CH-CN、鹵素基團(tuán)、碳數(shù)1~5的烷基、或碳數(shù)1~5的烷氧基取代；
[0113] R表示羥基、碳數(shù)1~6的烷氧基，或者表示與Y1相同的定義；
[0114] X 表示單鍵、-C00-、-0⑶-、-N = N-、-CH = CH-、-C E c-、-CH = CH-C0-0-或-0-C0-CH = CH-;
[0115] Cou表示香豆素-6-基或香豆素-7-基，鍵合于它們的氫原子各自獨(dú)立地任選 被-N02、-CN、-CH = C(CN)2、-CH = CH-CN、鹵素基團(tuán)、碳數(shù)1~5的烷基、或碳數(shù)1~5的烷 氧基取代；
[0116] ql和q2中的一者為1，另一者為0 ;
[0117] q3為0或 1;
[0118] P和Q各自獨(dú)立地為選自由單鍵、2價的苯環(huán)、萘環(huán)、聯(lián)苯環(huán)、呋喃環(huán)、吡咯環(huán)、碳數(shù) 5~8的脂環(huán)式烴和它們的組合組成的組中的基團(tuán)。其中，X為-CH = CH-C〇-〇-、-〇-C〇-CH =CH-時，-CH = CH-所鍵合的一側(cè)的P或Q為芳香環(huán)；
[0119] H和I各自獨(dú)立地為選自2價的苯環(huán)、萘環(huán)、聯(lián)苯環(huán)、呋喃環(huán)、吡咯環(huán)和它們的組合 中的基團(tuán)。
[0120] <P5>上述<P1>~<P3>的任一者中，（A)成分可以具有選自由下述式（7)~（10) 組成的組中的任一種感光性側(cè)鏈。
[0121] 式中，A、B、D、YpXjjP R具有與上述相同的定義；
[0122] 1表示1~12的整數(shù)；
[0123] m表示0~2的整數(shù)，ml、m2表示1~3的整數(shù)；
[0124] η表示0~12的整數(shù)（其中，n = 0時，B為單鍵）。
[0126] <Ρ6>上述<Ρ1>~<Ρ3>的任一者中，（A)成分可以具有選自由下述式（11)~（13) 組成的組中的任一種感光性側(cè)鏈。
[0127] 式中，A、X、l、m和R具有與上述相同的定義。
[0129] <P7>上述<P1>~<P3>的任一者中，（A)成分可以具有下述式（14)或（15)所示 的感光性側(cè)鏈。
[0130] 式中，A、Yp X、1、ml和m2具有與上述相同的定義。
[0132] <P8>上述<P1>~<P3>的任一者中，（A)成分可以具有下述式（16)或（17)所示 的感光性側(cè)鏈。
[0133] 式中，A、X、1和m具有與上述相同的定義。
[0135] <P9>上述<P1>~<P3>的任一者中，（A)成分可以具有下述式（18)或（19)所示 的感光性側(cè)鏈。
[0136] 式中，A、B、ql、q2、ml和m2具有與上述相同的定義。
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