專利名稱：液晶顯示裝置及其制造方法
液晶顯示裝置及其制造方法
背景技術：
本公開涉及液晶顯示裝置,其包括液晶顯示元件,在液晶顯示元件中，液晶層被密封在一對基板之間，該基板在相對面具有取向膜，以及一種制造該液晶顯示裝置的方法。近年來，液晶顯示器(IXD)已經常被作為液晶電視機，筆記本個人計算機，汽車導航裝置等的顯示器。根據介于基板之間的液晶層中包含的液晶分子的分子排列(取向)，液晶顯示器被分成多種顯示模式(系統)。作為顯示模式，例如，常見的TNCTwisted Nematic:扭曲向列相)模式，其中液晶分子在不施加電壓的狀態下扭轉和取向。TN模式中，液晶分子具有正的介電常數各向異性，即相比短軸方向，在液晶分子的長軸方向的介電常數大的性質。因此，液晶分子具有這樣的結構，其中，液晶分子的取向方向順次在平行于基板面的平面內旋轉，并且液晶分子在垂直基板面的方向上取向。另一方面，已被越來越關注VA (垂直取向)模式，在該模式中，在不施加電壓的狀態下，液晶分子相對于基板面垂直取向。在VA模式中，液晶分子具有負的介電常數各向異性，即相比短軸方向，在液晶分子的長軸方向的介電常數小的性質，而且能夠實現比TN模式更寬的可視角。VA模式的液晶顯示器，具有通過下述透過光的結構:響應施加的電壓，在相對于基板垂直的方向上取向的液晶分子，由于負的介電常數各向異性，向相對于與基板水平的方向傾斜。然而，由于相對于基板垂直的方向上取向的液晶分子的傾斜的方向是任意的，因此液晶分子的取向將被施加電壓干擾，造成相對于電壓的響應特性劣化。因此，為了改善響應特性，考慮了調節其中響應于電壓，液晶分子傾 斜的方向的技術。具體而言，有使用取向膜賦予液晶分子預傾斜的技術(光學取向膜技術)，該取向膜通過照射下述的光形成，所述光為來自紫外光的線性偏振光或來自相對基板面傾斜的方向的紫外光等。作為光取向膜技術，例如，有通過使用來自紫外光的線性偏振光或來自相對基板面傾斜的方向的紫外光照射由聚合物形成的膜，從而形成取向膜的普通技術，該聚合物包括查耳酮結構和交聯的查耳酮結構雙鍵部分(參見日本未經審查的專利申請公開N0.10-087859、日本未審查專利申請公開N0.10-252646、和日本未審查專利申請公開N0.2002-082336)。此外，還有使用肉桂酸乙烯酯衍生物聚合物和聚酰亞胺的混合物形成取向膜的技術(參見日本未經審查的專利申請公開N0.10-232400)。另外，通過使波長為254nm的線性偏振光照射包含聚酰亞胺的膜并崩解一部分聚酰亞胺形成取向膜的技術(參見日本未經審查的專利申請公開N0.10-073821)等也很常見。另外，作為光學取向膜技術的外圍技術，還有如下形成液晶取向膜的技術，所述取向膜通過在由聚合物形成的膜上照射線性偏振光或傾斜的光，形成由液晶聚合物化合物形成的膜而形成，所述聚合物包括二色性光反應構成單元例如偶氮苯衍生物(參見日本未經審查的專利申請公開N0.11-326638)。另外，通常從日本未審查專利申請公開N0.2011-095696 了解如下液晶顯示裝置，其為包括液晶顯示元件的液晶顯示裝置，該液晶顯示元件包括設置在一對基板的相對面側的一對取向膜，和液晶層，液晶層在所述取向膜之間并且包含具有負的介電常數各向異性的液晶分子，其中，一對取向膜中的至少一個包含如下化合物，該化合物中，使包含能交聯官能團作為側鏈的聚合物化合物交聯或變形，并且通過使化合物交聯或變形來使液晶分子預傾斜。

發明內容
然而，利用上述光學取向膜技術，當響應特性改善的時候，在形成取向膜的時候還存在使用大型的光照射裝置的問題，所述大型的光照射裝置例如線性偏振光照射裝置或從傾斜方向照射基板面的光照射裝置。另外，為了實現更大的視角，通過在像素內提供多個次像素來劃分液晶分子的取向制造具有多域的液晶顯示器，因此正在使用更大規模設備，從而存在制造過程復雜的問題。具體而言，形成取向膜，以使具有多域的液晶顯示器中每個次像素的預傾斜不同。因此，在使用上述的光學取向膜技術制造多域的液晶顯示器的情況下，因為對每個次像素都進行光照，針對每個次像素使用掩模圖案，這就導致光照射裝置的規模更大。此外，雖然根據在日本未經審查的專利申請公開N0.2011-095696中公開的技術能夠提高響應特性，還需要更大的預傾斜穩定性(高取向穩定性)。期望提供一種液晶顯示裝置，以及該裝置的制造方法，該液晶顯示裝置包括液晶顯示元件，該元件即使不使用大型的制造設備也能夠容易地改善響應特性，并且能夠賦予液晶分子更大的預傾斜穩定性(高取向穩定性)。根據本公開第一實施方式，提供一種液晶顯示裝置，包括:液晶顯示元件，液晶顯示元件包括設置在一對基板的相對面側上的一對取向膜，和液晶層，液晶層設置在一對取向膜之間，包含負的介電常數各向異性的液晶分子，其中，一對取向膜中的至少一個包含化合物，該化合物中包含能交聯官能團作為側鏈的聚合物化合物是交聯的(為方便起見，簡稱為“取向處理后化合物(post-alignment process compound) ”)，通過交聯的化合物(取向處理后化合物)賦予液晶分子預傾斜(pretilt)，并且在液晶層中包含下述通式101或通式102表示的化合物中的至少一種。另外，由根據本公開第一實施方式的液晶顯示裝置的液晶顯示元件形成根據本公開第一實施方式的液晶顯示元件。在此，“能交聯官能團”指的是能夠形成交聯結構(橋連的結構)的基團。根據本公開第二實施方式，提供一種液晶顯示裝置，包括:液晶顯示元件，液晶顯示元件包括設置在一對基板的相對面側上的一對取向膜，和液晶層，液晶層設置在一對取向膜之間，包含負的介電常數各向異性的液晶分子，其中，一對取向膜中的至少一個包括化合物，該化合物中，包含光敏官能團作為側鏈的聚合物化合物是變形的(為方便起見，簡稱為“取向處理后化合物”)，通過變形的化合物(取向處理后化合物)賦予液晶分子預傾斜，并且在液晶層中包含下述通式101或通式102表示的化合物中的至少一種。另外，由根據本公開第二實施方式的液晶顯示裝置的液晶顯示元件形成根據本公開第二實施方式的液晶顯示元件。在此，“光敏官能團”指的是能夠吸收能量射線(energy ray)的基團。本公開第一實施方式的液晶顯示裝置的制造方法(或液晶顯示元件的制造方法)，包括:在一對基板中的一個上形成第一取向膜，第一取向膜由包含能交聯官能團作為側鏈的聚合物化合物(為了方便起見，簡稱為“取向處理前化合物(pre-alignmentprocess compound) ”)形成；在另一塊基板上形成第二取向膜；布置一對基板使得第一取向膜和第二取向膜相對，并且在第一取向膜和第二取向膜之間密封液晶層，液晶層包含具有負的介電常數各向異性的液晶分子和下述通式101或通式102表示的化合物中的至少一種；以及在密封液晶層之后，通過使聚合物化合物(取向處理前化合物)交聯來賦予液晶分子預傾斜。在此，根據本公開第一實施方式的液晶顯示裝置的制造方法(或液晶顯示元件的制造方法)，聚合物化合物(取向處理前化合物)的側鏈可以在通過對液晶層施加預設電場而使液晶分子取向時，通過照射紫外線而交聯。此外，在這樣的情況下，優選照射紫外線，同時在液晶層上施加電場，使得相對于一對基板中的至少一個的表面，液晶分子以傾斜方向排列，此外，更優選的是，一對基板由包括像素電極的基板和包括對置電極的基板構成，并且從包括像素電極的基板側照射紫外線。這是因為通常情況下，濾色器(color filter)形成在包括對置電極的基板側，紫外線被濾色器吸收，存在取向膜材料的能交聯官能團不反應的可能性，甚至更優選的是，從包含像素電極的基板側照射紫外線，其中如上所述，不在包括像素電極的基板上形成濾色器。在濾色器形成在包括像素電極的基板側的情況下，優選的是，從包括對置電極的基板側照射紫外線。在此，從根本上說，被賦予預傾斜時液晶分子的方位角(偏斜角度(angle ofdeviation))由電場方向調節,并且極角(polar angle)(天頂角(zenith angle))由電場強度調節。根據本公開后述的第二和第三實施方式的液晶顯示裝置的制造方法的情況也同樣如此。根據第二實施方式的液晶顯示裝置的制造方法(或液晶顯示元件的制造方法)包括:在一對基板中的一個上形成第一取向膜，第一取向膜由包含光敏官能團作為側鏈的聚合物化合物(為了方便起見，簡稱為“取向處理前化合物”)形成；在另一塊基板上形成第二取向膜；布置一對基板從而使第一取向膜和第二取向膜相對，并且在第一取向膜和第二取向膜之間密封液晶層，液晶層包含具有負的介電常數各向異性的液晶分子和下述通式101或通式102表示的化合物中的至少一種；以及在密封液晶層之后，通過使聚合物化合物(取向處理前化合物)變形來賦予液晶分子預傾斜。在此，根據本公開第二實施方式的液晶顯示裝置的制造方法(或液晶顯示元件的制造方法)，聚合物化合物(取向處理前化合物)的側鏈可以在通過對液晶層施加預設電場而使液晶分子取向時，通過照射紫外線而變形。根據第三實施方式的液晶顯示裝置的制造方法(或液晶顯示元件的制造方法)包括:在一對基板中的一個上形成第一取向膜，第一取向膜由包含能交聯官能團或光敏官能團作為側鏈的聚合物化合物(為了方便起見，簡稱為“取向處理前化合物”)形成；在另一塊基板上形成第二取向膜；布置一對基板從而使第一取向膜和第二取向膜相對，并且在第一取向膜和第二取向膜之間密封液晶層，液晶層包含具有負的介電常數各向異性的液晶分子和下述通式101或通式102表示的化合物中的至少一種；以及在密封液晶層之后，通過向聚合物化合物(取向處理前化合物)照射能量射線來賦予液晶分子預傾斜。在此，能量射線的實例包括紫外線、X-射線和電子射線。根據本公開第三實施方式的液晶顯示裝置的制造方法(或液晶顯示元件的制造方法)，在通過對液晶層施加預設電場而使液晶分子取向時，向聚合物化合物照射作為能量射線的紫外線。通式101以及通式102為
CH(4_n) (R1)n (101)(R2)m-A-⑴。(102)。在此，在通式101中，R1表示可以分別獨立地被取代的苯基或環己基，和η是3或4，以及在通式102中，“Α”表示苯環或環己烷環，R2表示可以分別獨立地被取代的苯基、環戊二烯基或萘基，X分別獨立地表示鹵素原子，m是3，以及P是0 3的整數。根據本公開第一實施方式的液晶顯示裝置或包含上述優選形式的根據本公開第一實施方式的液晶顯示裝置的制造方法可以一般地在下文中簡稱為“本公開第一實施方式”，根據本公開第二實施方式的液晶顯示裝置或包含上述優選形式的根據本公開第二實施方式的液晶顯示裝置的制造方法可以一般地在下文中簡稱為“本公開第二實施方式”，以及包含上述優選形式的根據本公開第三實施方式的液晶顯示裝置的制造方法可以一般地在下文中簡稱為“本公開第三實施方式”。根據本公開第一 第三實施方式，通式101通式102表示的化合物的R1或R2中的取代基可以是選自下述組中的至少一種，該組由鹵原子、具有廣8個碳原子的烴基、和具有Γ6個碳原子的烷氧基組成。此外，在這樣的情況下，鹵原子優選采取氟原子或氯原子的形式，這樣可以獲得具有高電阻率和優異的可靠性的液晶層，且氟原子是更為優選的。此外，根據包括上述優選形式的本公開第一 第三實施方式，通式101或通式102表示的化合物相對于通式101或通式102表示的化合物與液晶分子的總量的質量比優選為0.1質量9Γ5質量％。如果該質量比等于或大于0.1質量％，將獲得充分諸如響應速度改善的效果。另一方面，如果超過5質量％,會擔心通式101或通式102表示的化合物不能容易的溶解，傾向于產生聚集，并且在較廣的溫度范圍內液晶分子不顯示向列型液晶相(nematicliquid crystal phase)。根據包括上述優選形式的本公開第一 第三實施方式，通常，由多個液晶分子構成液晶層，其中，至少一 種液晶分子是具有負的介電常數各向異性的液晶分子。根據包括上述優選形式的本公開的第一、第二、第三實施方式，該聚合物化合物(取向處理前化合物)或構成一對取向膜中的至少一個的化合物(取向處理后化合物)可以由包含式I表示的基團作為側鏈的化合物形成。在此，為方便起見，這樣的構成稱為“本公開的IA構成、本公開的2A構成和本公開的3A構成”。-Rl-R2-R3(l)在此，Rl是具有三個或更多個碳原子的直鏈或支鏈的二價有機基團，其與聚合物化合物或交聯的化合物(取向處理前化合物或取向處理后化合物)的主鏈連接，R2是包括多個環結構的二價有機基團，其中構成環結構的原子中的一個與Rl連接，和R3是包括氫原子、齒原子、燒基、燒氧基和碳酸酷基的一價基團、或它們的衍生物。備選地，根據包括上述優選形式的本公開的第一、第二、第三實施方式，該聚合物化合物(取向處理前化合物)或構成一對取向膜中的至少一個的化合物(取向處理后化合物)可以由包含式2表示的基團作為側鏈的化合物形成。在此，為方便起見，這樣的構成稱為“本公開的IB構成、本公開的2B構成和本公開的3B構成”。-Rll-R12-R13-R14(2) 在此，RlI是具有f 20個，優選3 12個碳原子的直鏈或支鏈的，包括醚基或酯基的二價有機基團，其與聚合物化合物或交聯的化合物(取向處理前化合物或取向處理后化合物)的主鏈連接，或RlI是醚基或酯基，其與聚合物化合物或交聯的化合物(取向處理前化合物或取向處理后化合物)的主鏈連接，R12是例如包括下組結構中的任何一種的二價基團，該結構包括查耳酮、肉桂酸酯(cinnamate)、肉桂酰(cinnamoyl)、香豆素、馬來酰亞胺、二苯甲酮、降冰片烯、谷維素和脫乙酰殼多糖，或者是亞乙炔基，R13是包括多個環結構的二價有機基團，R14是包括氫原子、鹵原子、烷基、烷氧基和碳酸酯基的一價基團、或它們的衍生物。備選地，根據包括上述優選形式的本公開第一實施方式，通過使聚合物化合物(取向處理前化合物)交聯獲得的化合物(取向處理后化合物)可以由側鏈和相對基板支撐側鏈的主鏈構成，側鏈由連接到主鏈且其中部分側鏈經交聯的交聯部和連接到交聯部的末端結構部構成，以及通過使液晶分子沿著末端結構部或被該末端結構部夾持(interpose)而賦予預傾斜。備選地，根據本公開第二實施方式，通過使聚合物化合物(取向處理前化合物)變形獲得的化合物(取向處理后化合物)可以由側鏈和相對基板支撐側鏈的主鏈構成，側鏈由連接到主鏈且其中部分側鏈是變形的變形部和連接到變形部的末端結構部構成，以及通過使液晶分子沿著末端結構部或被該末端結構部夾持而賦予預傾斜。備選地，根據本公開第三實施方式，通過向聚合物化合物照射能量射線獲得的化合物可以由側鏈和相對基板支撐側鏈的主鏈構成，側鏈可以由連接到主鏈的交聯部或變形部和連接到交聯部或變形部的末端結構部構成，交聯部或變形部中的一部分是交聯的或變形的，以及通過使液晶分子沿著末端結構部或被該末端結構部夾持而賦予預傾斜。在此，為方便起見，這樣的構成稱為“本公開的IC構成、本公開的2C構成和本公開的3C構成”。在本公開的IC構成、本公開的2C構成和本公開的3C構成中，末端結構部可能包含介晶基團。備選地，根據包括上述優選形式的本公開第一實施方式，通過使聚合物化合物(取向處理前化合物)交聯獲得的化合物(取向處理后化合物)可以由側鏈和相對基板支撐側鏈的主鏈構成，側鏈由連接到主鏈且其中部分側鏈經交聯的交聯部和連接到交聯部的末端結構部構成，末端結構部包含介晶基團。在此，為方便起見，這樣的構成稱為“本公開的ID構成”。此外，在本公開的ID構成中，主鏈和交聯部可以通過共價連接，以及交聯部和末端結構部可以通過共價連接。備選地，根據本公開第二實施方式，通過使聚合物化合物(取向處理前化合物)變形獲得的化合物(取向處理后化合物)可以由側鏈和相對基板支撐側鏈的主鏈構成，側鏈由連接到主鏈且其中部分側鏈是變形的變形部和連接到變形部的末端結構部構成，末端結構部包含介晶基團。在此，為方便起見，這樣的構成稱為“本公開的2D構成”。備選地，根據本公開第三實施方式，通過向聚合物化合物(取向處理前化合物)照射能量射線獲得的化合物(取向處理后化合物)可以由側鏈和相對基板支撐側鏈的主鏈構成，側鏈可以由連接到主鏈的交聯部或變形部和連接到交聯部或變形部的末端結構部構成，交聯部或變形部中的一部分是交聯的或變形的，末端結構部包括介晶基團。在此，為方便起見，這樣的構成被稱為“本公開的3D構成”。根據包括本公開的IA構成 本公開的ID構成的本公開第一實施方式，側鏈(更具體地說，交聯部)可包含光致二聚的(photodimerized)光敏基團。此外，根據包括上述的優選結構和形式的本公開第一 第三實施方式，第一取向膜的表面粗糙度Ra可以是等于或小于lnm，或一對取向膜的至少一個的表面粗糙度Ra可以是等于或小于lnm。在此，為方便起見，這樣的構成被稱為“本公開的IE構成、本公開的2E構成和本公開的3E構成”。在此，表面粗糙度Ra根據JIS B 0601:2001規定。此外，根據包括上述的優選結構和形式的本公開的第一 第三實施方式，第二取向膜可由構成第一取向膜的聚合物化合物(取向處理前化合物)形成，或一對取向膜可以具有相同的組分。然而，只要所述一對取向膜由本公開的第一 第三實施方式規定的聚合物化合物(取向處理前化合物)構成即可，一對取向膜可具有不同的組分，或第二取向膜可由不同于構成第一取向膜的聚合物化合物(取向處理前化合物)的聚合物化合物(取向處理前化合物)形成。此外，根據包括上述的優選結構和形式的本公開的第一 第三實施方式，可以設置由形成在電極上的狹縫(slit)或設置在基板上的突起(protrusion)形成的取向調節單
J Li ο根據包括上述的優選結構和形式的本公開的第一 第三實施方式，主鏈可以在重復單元內包含酰亞胺鍵。另外，聚合物化合物(取向處理后化合物)可包括如下結構，其中在一對基板的預設方向上布置液晶分子。此外，一對基板由包括像素電極的基板和包括對置電極的基板構成。根據本公開實施方式的垂直取向(VA)模式的液晶顯示裝置，在該模式中，通過取向處理后化合物(交聯的化合物或變形的化合物)來賦予液晶分子預傾斜，其賦予的預取向后的取向界面上的液晶分子的形變(distortion)被認為比其他模式的液晶顯示裝置大。因此，通過在液晶層中包含通式101或通式102表示的化合物中的至少一種，能夠緩解賦予了預傾斜后的液晶分子在取向界面上大的形變，作為結果，能夠穩定預傾斜(高取向穩定性)和進一步提高響應速度。此外，作為能夠緩解賦予了預傾斜后的液晶分子在取向界面上大的形變的結果，能夠抑制取向缺陷的發生，和能夠提供其中不易出現對比度降低的液晶顯示裝置。此外，在根據本公開第一實施方式的液晶顯示裝置，由于一對取向膜中的至少一個包括化合物，在該化合物中包含能交聯官能團作為側鏈的聚合物化合物是交聯的，通過交聯的化合物賦予液晶分子預傾斜。因此，如果在像素電極和對置電極之間施加電場，液晶分子的長軸方向在相對于基板面的預設方向響應，確保良好的顯示特性。而且，由于通過交聯的化合物賦予液晶分子預傾斜，相對于沒有賦予液晶分子預傾斜的情況，電極之間的電場的響應速度更快，并且與未使用交聯的化合物賦予預傾斜的情況相比，更容易保持良好的顯示特性。根據本公開第一實施方式的液晶顯示裝置的制造方法，在形成包含聚合物化合物(該聚合物化合物包含能交聯官能團作為側鏈)的第一取向膜后，液晶層被密封在第一取向膜和第二取向膜之間。在此，通過第一取向膜和第二取向膜，液晶層內的液晶分子整體上處于被布置于在相對于第一取向膜和第二取向膜的表面上的預設方向(例如，水平方向，垂直方向，或傾斜方向(diagonal direction))的狀態。接著，在施加電場的同時，使能交聯官能團反應從而使聚合物化合物交聯。在這樣操作時，能夠賦予交聯的化合物附近的液晶分子預傾斜。即，通過在布置了液晶分子的狀態下使聚合物化合物交聯，可以在即使在密封液晶層之前，沒有向取向膜照射線性偏振光或傾斜方向上的光，以及即使不使用大型設備的情況下，也能夠賦予液晶分子預傾斜。因此，相對于沒有賦予液晶分子預傾斜的情況，響應速度提高。
在根據本公開第二實施方式的液晶顯示裝置中，由于所述一對取向膜中的至少一個包括化合物，在該化合物中包含光敏官能團作為側鏈的聚合物化合物是變形的，通過變形的化合物賦予液晶分子預傾斜。因此，如果在像素電極和對置電極之間施加電場，液晶分子的長軸方向在相對于基板面的預設方向相應，確保良好的顯示特性。而且，由于通過交聯的化合物賦予液晶分子預傾斜，相對于沒有賦予液晶分子預傾斜的情況，電極之間的電場的響應速度更快，并且與未使用變形的化合物賦予預傾斜的情況相比，更容易保持良好的顯示特性。根據本公開第二實施方式的液晶顯示裝置的制造方法，在形成包含聚合物化合物(該聚合物化合物包含光敏官能團作為側鏈)的第一取向膜后，液晶層被密封在第一取向膜和第二取向膜之間。通過第一取向膜和第二取向膜，液晶層內的液晶分子整體上處于被布置于在相對于第一取向膜和第二取向膜的表面上的預設方向(例如，水平方向，垂直方向，或傾斜方向)的狀態。接著，在施加電場的同時，使聚合物化合物變形。在這樣操作時，能夠賦予變形的化合物附近的液晶分子預傾斜。即，通過在布置了液晶分子的狀態下使聚合物化合物變形，可以在即使在密封液晶層之前，沒有向取向膜照射線性偏振光或傾斜方向上的光，以及即使不使用大型設備的情況下，也能夠賦予液晶分子預傾斜。因此，相對于沒有賦予液晶分子預傾斜的情況，響應速度提高。根據本公開第三實施方式的液晶顯示裝置的制造方法，通過向聚合物化合物(取向處理前化合物)照射能量射線，賦予液晶分子預傾斜。即，通過在布置了液晶分子的狀態下使聚合物化合物的側鏈交聯或變形，可以在即使在密封液晶層之前，沒有向取向膜照射線性偏振光或傾斜方向上的光，以及即使不使用大型設備的情況下，也能夠賦予液晶分子預傾斜。因此，相對于沒有賦予液晶分子預傾斜的情況，響應速度提高。


圖1是根據本公開實施方式的液晶顯示裝置的示意局部剖視圖；圖2A是從水平方向觀察的通式101表示的化合物和液晶分子被混合的狀態的概略圖，圖2B是從水平方向觀察的通式102表示的化合物和液晶分子被混合的狀態的概略圖，以及2C是從頂部觀察的通式102表示的化合物和液晶分子被混合的狀態的概略圖；圖3是用于說明液晶分子的預傾斜的示意圖；圖4是說明圖1所示的液晶顯示裝置的制造方法的流程圖；圖5是表示用于說明圖1所示的液晶顯示裝置的制造方法的取向膜內的聚合物化合物(取向處理前化合物)狀態的示意圖；圖6是用于說明圖1所示的液晶顯示裝置的制造方法的基板等的示意局部剖視圖；圖7是說明圖6后續過程的基板等的示意局部剖視圖；圖8A和SB分別是說明圖7后續過程的基板等的示意局部剖視圖，以及表示取向膜內的聚合物化合物(取向處理后化合物)狀態的示意圖；圖9是圖1所示的液晶顯示裝置的電路結構圖；圖1OA和圖1OB是用于說明有序參數(order parameter)的示意剖視圖；圖11是本公開實施方式的液晶顯示裝置的變形方式的示意局部剖視圖12是圖11中示出的液晶顯示裝置的變形方式的示意局部剖視圖；圖13是本公開實施方式的液晶顯示裝置的另一個變形方式的示意局部剖視圖；圖14是描述交聯的聚合物化合物和液晶分子之間的關系的概略圖；以及圖15是描述變形的聚合物化合物和液晶分子之間的關系的概略圖。
具體實施例方式在此，雖然下面將參考附圖，基于本技術的實施方式和實施例來描述本公開的實施方式，本公開的實施方式并不限于本技術的實施方式和實施例，并且本技術的實施方式和實施例中的各種數值和材料是例舉的。在此，將以下述順序描述。1.對本公開的實施方式的液晶顯示裝置的共通(common)配置和結構進行描述2.基于技術的實施方式，對本公開的實施方式的液晶顯示裝置以及制造該液晶顯示裝置的方法進行描述3.基于實施例，對本公開的實施方式的液晶顯示裝置以及制造該液晶顯示裝置的方法進行描述，因此，接下來對本公開的實施方式的液晶顯示裝置(液晶顯示元件)的共通配置和結構進行描述圖1示出的是根據本公開的第一 第三實施方式的液晶顯示裝置(或液晶顯示元件)的示意局部剖視圖。該液晶顯示裝置包括多個像素10(10A、10B、10C...) ο在液晶顯示裝置(液晶顯示元件)中，隔著取向膜22和32，在TFT (Thin Film Transistor:薄膜晶體管)基板20和CF(濾色器)基板30之間，設置液晶層40，該液晶層包含具有負的介電常數各向異性的液晶分子41。該液晶層40進一步包括通式101表示的具有三維形狀的分子(具有三維擴展的分子)的化合物，通式102表示的具有平面形狀的分子(具有平面擴展的分子)的化合物，或者具有三維形狀的分子(三維形狀的分子)的通式102中的至少一種。在此，為方便起見，將通式101或通式102表示的化合物稱為“賦予預傾斜穩定性的化合物(pretiltstability conferring compound)”。在通式102中的“A”是環己燒環的情況下,該分子具有三維形狀(具有三維擴展的分子)。另外，在通式102中的“A”是苯環的情況下，通常，該分子具有平面形狀(具有平面擴展的分子)。以這樣的方式，該液晶層40是個系統，在該系統中，具有負的介電常數各向異性的液晶分子41和賦予預傾斜穩定性的化合物被混合。在此，液晶分子41通常包括介晶骨架。液晶顯示裝置(液晶顯示元件)是所謂的透射型，并且顯示模式是垂直取向(VA)模式。在圖1中，展示了非驅動的狀態，在該狀態下，不施加驅動電壓。式101A 101F作為通式101化合物的具體例子，102-A 102-E作為通式102化合物
的具體例子，如下所示。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，包括: 液晶顯示元件，其包括 一對取向膜，其設置在一對基板的相對面側上，和 液晶層，其包含具有負的介電常數各向異性的液晶分子，該液晶層設置在所述一對取向膜之間， 其中，所述一對取向膜中的至少一個包含化合物，該化合物中，包含能交聯官能團作為側鏈的聚合物化合物是交聯的， 通過所述交聯的化合物賦予所述液晶分子預傾斜，以及 在所述液晶層中包含下述通式101或通式102表示的化合物中的至少一種， CH(4_n) (R1)n (101)(R2)m-A-(X)p (102) 其中 在通式101中，R1表示可以分別獨立地被取代的苯基或環己基，和η是3或4，以及在通式102中，“Α”表示苯環或環己烷環，R2表示可以分別獨立地被取代的苯基、環戊二烯基或萘基，X分別獨立地表示鹵素原子，m是3，以及P是0 3的整數。
2.一種液晶顯示裝置，包括: 液晶顯示元件， 其包括 一對取向膜，其設置在一對基板的相對面側上，和 液晶層，其包含具有負的介電常數各向異性的液晶分子，該液晶層設置在所述一對取向膜之間， 其中，所述一對取向膜中的至少一個包含化合物，該化合物中，包含光敏官能團作為側鏈的聚合物化合物是變形的， 通過所述變形的化合物賦予所述液晶分子預傾斜，以及 在所述液晶層中，包含下述通式101或通式102表示的化合物中的至少一種， CH(4_n) (R1)n (101)(R2)m-A-(X)p (102) 其中 在通式101中，R1表示可以分別獨立地被取代的苯基或環己基，和η是3或4，以及在通式102中，“Α”表示苯環或環己烷環，R2表示可以分別獨立地被取代的苯基、環戊二烯基或萘基，X分別獨立地表示鹵素原子，m是3，以及P是0 3的整數。
3.根據權利要求1的液晶顯示裝置， 其中，所述通式101或通式102表示的化合物的R1或R2中的取代基是選自下組中的至少一種，該組由鹵原子、具有廣8個碳原子的烴基和具有1飛個碳原子的烷氧基組成。
4.根據權利要求3的液晶顯示裝置， 其中，所述鹵原子為氟原子或氯原子。
5.根據權利要求1的液晶顯示裝置， 其中，通式101或通式102表示的化合物相對于通式101或通式102表示的化合物和液晶分子的總量的質量比是0.1質量9Γ5質量％。
6.根據權利要求1的液晶顯示裝置，其中，構成所述一對取向膜中的至少一個的化合物進一步含有包含式I表示的基團作為側鏈的化合物，-Rl-R2-R3(l) 在此，Rl是具有三個或更多碳原子的直鏈或支鏈的二價有機基團，其與聚合物化合物的主鏈連接，R2是包括多個環結構的二價有機基團，其中構成環結構的原子中的一個與Rl連接，和R3是包括氫原子、鹵原子、烷基、烷氧基和碳酸酯基的一價基團、或它們的衍生物。
7.根據權利要求1的液晶顯示裝置， 其中，構成所述一對取向膜中的至少一個的化合物進一步含有包含式2表示的基團作為側鏈的化合物， -R11-R12-R13-R14⑵ 在此，Rll是具有f 20個，優選3 12個碳原子的直鏈或支鏈的，包括醚基或酯基的二價有機基團，其與聚合物化合物的主鏈連接，或Rll是醚基或酯基，其與聚合物化合物的主鏈連接，R12是二價基團，包括查耳酮、肉桂酸酯、肉桂酰、香豆素、馬來酰亞胺、二苯甲酮、降冰片烯、谷維素、和脫乙酰殼多糖中的任何一種，或是亞乙炔基，R13是包括多個環結構的二價有機基團，和R14是包括氫原子、鹵原子、烷基、烷氧基、以及碳酸酯基的一價基團，或它們的衍生物。
8.根據權利要求1的液晶顯示裝置， 其中，通過使聚合物化合物交聯獲得的化合物由側鏈和相對基板支撐該側鏈的主鏈構成， 所述側鏈由連接到所述主鏈且其中部分所述側鏈經交聯的交聯部和連接到所述交聯部的末端結構部構成，以及 通過使液晶分子沿著該末端結構部或被該末端結構部夾持而賦予預傾斜。
9.根據權利要求2的液晶顯示裝置， 其中，通過使聚合物化合物變形獲得的化合物由側鏈和相對基板支撐該側鏈的主鏈構成， 所述側鏈由連接到所述主鏈且其中部分所述側鏈是變形的變形部和連接到所述變形部的末端結構部構成，以及 通過使液晶分子沿著該末端結構部或被該末端結構部夾持而賦予預傾斜。
10.根據權利要求1的液晶顯示裝置， 其中，通過使聚合物化合物交聯獲得的化合物由側鏈和相對基板支撐該側鏈的主鏈構成， 所述側鏈由連接到所述主鏈且其中部分側鏈經交聯的交聯部和連接到所述交聯部且包含介晶基團的末端結構部構成。
11.根據權利要求2的液晶顯示裝置， 其中，通過使聚合物化合物變形獲得的化合物由側鏈和相對基板支撐該側鏈的主鏈構成， 所述側鏈由連接到所述主鏈且其中部分側鏈是變形的變形部和連接到所述變形部且包含介晶基團的末端結構部構成。
12.根據權利要求1的液晶顯示裝置，其中，所述一對取向膜中的至少一個的表面粗糙度Ra等于或小于lnm。
13.根據權利要求1的液晶顯示裝置， 其中，所述一對取向膜具有相同的組成。
14.根據權利要求1的液晶顯示裝置， 其中，設置取向調節單元，其由形成在電極上的狹縫或設置在基板上的突起形成。
15.一種液晶顯示裝置的制造方法，該方法包括: 在一對基板中的一個上形成第一取向膜，該第一取向膜含有包含能交聯官能團作為側鏈的聚合物化合物； 在一對基板中的另一個上形成第二取向 膜； 布置所述一對基板使得第一取向膜和第二取向膜相對，和在所述第一取向膜和所述第二取向膜之間密封液晶層，該液晶層包含具有負的介電常數各向異性的液晶分子和通式101或通式102表示的化合物中的至少一種；以及 在密封所述液晶層之后，通過使所述聚合物化合物交聯來賦予所述液晶分子預傾斜， CH(4_n) (R1)n (101)(R2)m-A-(X)p (102) 其中 在通式101中，R1表示可以分別獨立地被取代的苯基或環己基，和η是3或4，以及在通式102中，“Α”表示苯環或環己烷環，R2表示可以分別獨立地被取代的苯基、環戊二烯基或萘基，X分別獨立地表示鹵素原子，m是3，以及P是0 3的整數。
16.一種液晶顯示裝置的制造方法，該方法包括: 在一對基板中的一個上形成第一取向膜，該第一取向膜含有包含光敏官能團作為側鏈的聚合物化合物； 在一對基板中的另一個上形成第二取向膜； 布置所述一對基板使得第一取向膜和第二取向膜相對，和在所述第一取向膜和所述第二取向膜之間密封液晶層，該液晶層包含具有負的介電常數各向異性的液晶分子和通式101或通式102表示的化合物中的至少一種；以及 在密封所述液晶層之后，通過使所述聚合物化合物變形來賦予所述液晶分子預傾斜， CH(4_n) (R1)n (101)(R2)m-A-(X)p (102) 其中 在通式101中，R1表示可以分別獨立地被取代的苯基或環己基，和η是3或4，以及在通式102中，“Α”表示苯環或環己烷環，R2表示可以分別獨立地被取代的苯基、環戊二烯基或萘基，X分別獨立地表示鹵素原子，m是3，以及P是0 3的整數。
17.一種液晶顯示裝置的制造方法，該方法包括: 在一對基板中的一個上形成第一取向膜，該第一取向膜含有包含能交聯官能團或光敏官能團作為側鏈的聚合物化合物； 在一對基板中的另一個上形成第二取向膜； 布置所述一對基板使得第一取向膜和第二取向膜相對，和在所述第一取向膜和所述第二取向膜之間密封液晶層，該密封液晶層包含具有負的介電常數各向異性的液晶分子和通式101或通式102表示的化合物中的至少一種；以及 在密封所述液晶層之后，通過向所述聚合物化合物照射能量射線來賦予所述液晶分子預傾斜， CH(4-n) (R1)n(IOl)(R2)m-A-Wp (102) 其中 在通式101中，R1表示可以分別獨立地被取代的苯基或環己基，和η是3或4，以及在通式102中，“Α”表示苯環或環己烷環，R2表示可以分別獨立地被取代的苯基、環戊二烯基或萘基，X分別獨立地表示鹵素原子，m是3，以及P是0 3的整數。
全文摘要
本發明涉及液晶顯示裝置及其制造方法。本發明涉及一種包括液晶顯示元件的液晶顯示裝置，該液晶顯示元件包括設置在一對基板的相對面側的一對取向膜，和設置在一對取向膜之間的液晶層，液晶層包含具有負的介電常數各向異性的液晶分子，其中，一對取向膜中的至少一個包括化合物，該化合物中，包含能交聯官能團作為側鏈的聚合物化合物是交聯的，通過該交聯的化合物賦予液晶分子預傾斜，并且在液晶層中包括下述通式101或通式102表示的化合物中的至少一種。CH(4-n)(R1)n (101)；(R2)m-A-(X)p (102)。
文檔編號G02F1/1333GK103163688SQ20121053180
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月11日 優先權日2011年12月16日
發明者芝原靖司, 諏訪俊一, 宮川干司, 仲村真彥, 磯崎忠昭 申請人:索尼公司