專利名稱：液晶顯示裝置、液晶顯示裝置的制造方法、聚合物層形成用組合物和液晶層形成用組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置、液晶顯示裝置的制造方法、聚合物層形成用組合物和液晶層形成用組合物。更詳細(xì)地說(shuō)，涉及在取向膜上形成有聚合物層的液晶顯示裝置、該液晶顯示裝置的制造方法、適于形成聚合物層的聚合物層形成用組合物和液晶層形成用組合物。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置(LCD :Liquid Crystal Display)，是通過(guò)控制具有雙折射性的液晶分子的取向來(lái)控制光的透過(guò)/遮斷(顯示的通/斷(0N/0FF))的顯示裝置。作為L(zhǎng)CD的顯示方式，可以列舉使具有負(fù)的介電常數(shù)各向異性的液晶分子相對(duì)基板面垂直取向的垂直取向(VA=Vertical Alignment)模式，和使具有正的介電常數(shù)各向異性的液晶分子相對(duì)基板面水平取向并對(duì)液晶層施加橫向電場(chǎng)的面內(nèi)開(kāi)關(guān)(IPSdn-Plane Switching)模式等。其中，就使用具有負(fù)的介電常數(shù)各向異性的液晶分子，且設(shè)置有脊(線狀突起)、 電極的去除部(縫隙(slit))作為取向控制用構(gòu)造物的MVA(Multi-domain Vertical Alignment 多疇垂直取向)模式而言，即使不對(duì)取向膜實(shí)施摩擦處理也能夠?qū)㈦妷菏┘訒r(shí)的液晶取向方位控制成多個(gè)方位，視角特性優(yōu)異。但是，在現(xiàn)有的MVA-LCD中，突起上方或縫隙上方成為液晶分子的取向分割的邊界而使白顯示時(shí)的透過(guò)率降低，顯示時(shí)能看到暗線，在這一點(diǎn)上存在改善的余地。因此，作為獲得高亮度且能夠高速響應(yīng)的LCD的方法，提案有采用使用聚合物的預(yù)傾角賦予技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)1和幻。在使用聚合物的預(yù)傾角賦予技術(shù)中，將混合了具有聚合性的單體、低聚物等聚合性成分的液晶組合物封入基板間，在對(duì)基板間施加電壓來(lái)使液晶分子傾斜(tilt)的狀態(tài)下使單體聚合，形成聚合物。由此，即使在去除電壓施加后，也能夠得到以規(guī)定的預(yù)傾角傾斜的液晶分子，能夠?qū)⒁壕Х肿拥娜∠蚍轿灰?guī)定為一定方向。作為單體，能夠選擇通過(guò)熱、光(紫外線)等進(jìn)行聚合的材料。另外，有時(shí)也在液晶組合物中混入用于使單體的聚合反應(yīng)開(kāi)始的聚合引發(fā)劑(polymerization initator)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2003-177418號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2004-286984號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，本發(fā)明人進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)即使將液晶材料、含有聚合性單體和聚合引發(fā)劑的液晶層組合物注入到一對(duì)基板間，以規(guī)定的條件使聚合反應(yīng)發(fā)生而在取向膜上形成聚合體層，有時(shí)在所完成的液晶顯示裝置也能看到殘影，存在進(jìn)一步改善的余地。
本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)狀而完成的，其目的在于提供一種能夠減少殘影的液晶顯示
直O(jiān)用于解決課題的方法本發(fā)明人對(duì)液晶顯示裝置發(fā)生殘影的原因進(jìn)行了各種研究之后，著眼于進(jìn)行聚合反應(yīng)后的液晶層中所含的成分。而且，發(fā)現(xiàn)即使在一系列的聚合反應(yīng)結(jié)束之后，液晶層中也殘存有未反應(yīng)的單體和聚合引發(fā)劑，并且如果未反應(yīng)的單體殘留在液晶層中，則由于完成后的一般使用狀態(tài)下的背光源光的影響或者組裝工序后的檢查用老化(aging)工序的影響，未反應(yīng)的單體慢慢地開(kāi)始聚合反應(yīng)，其結(jié)果是，導(dǎo)致預(yù)傾角變化，液晶顯示時(shí)產(chǎn)生殘影。另外，本發(fā)明人進(jìn)一步進(jìn)行深入研究后，認(rèn)為對(duì)于由預(yù)傾角的變化引起的殘影， 通過(guò)將液晶層中的聚合引發(fā)劑的濃度調(diào)整到一定以下，能夠消除液晶顯示中會(huì)看到殘影的原因，能夠完美地解決上述課題，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。即，本發(fā)明的液晶顯示裝置，其特征在于具有一對(duì)基板和夾持在該一對(duì)基板間的液晶層，該一對(duì)基板的至少一個(gè)具有取向膜和在該取向膜上的聚合物層，該聚合物層通過(guò)聚合而形成，該聚合通過(guò)相對(duì)于聚合性單體在1摩爾％以下的聚合引發(fā)劑使聚合性單體開(kāi)始反應(yīng)。本發(fā)明的液晶顯示裝置所具有的液晶層的控制模式，可以是扭曲向列(TN =Twisted Nematic)模式、VA模式、IPS模式等，并不做特別限定。另外，通過(guò)設(shè)為一對(duì)基板中的一個(gè)或兩個(gè)具有由電介質(zhì)構(gòu)成的突起物等取向控制用結(jié)構(gòu)物和/或設(shè)置在電極內(nèi)的縫隙的MVA 模式、4D-RTN(4domain Reverse TN，四疇反向扭曲向列)模式，能夠?qū)崿F(xiàn)廣視野角。本發(fā)明的液晶顯示裝置所具有的一對(duì)基板，例如可以將一個(gè)用作陣列基板，另一個(gè)用作彩色濾光片基板。陣列基板具有多個(gè)像素電極，由此以像素單位對(duì)液晶的取向進(jìn)行控制。彩色濾光片基板，將例如由R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))等構(gòu)成的彩色濾光片配置在與陣列基板的像素電極分別重疊的位置，以像素單位控制顯示色。本發(fā)明的液晶顯示裝置所具有的一對(duì)基板中的至少一個(gè)具有取向膜。本發(fā)明中取向膜使相鄰的液晶分子在一定方向上取向，包括未進(jìn)行取向處理的取向膜和實(shí)施過(guò)取向處理的取向膜。作為上述取向膜例如可以列舉樹(shù)脂膜。上述取向膜可以不進(jìn)行取向處理，而采用例如用一般的垂直取向膜材料形成的垂直取向膜和用一般的水平取向膜材料形成的水平取向膜。作為實(shí)施取向處理時(shí)的取向處理的方法，可以列舉例如摩擦處理、光取向處理。本發(fā)明的液晶顯示裝置所具有的一對(duì)基板中的至少一個(gè)，在上述取向膜上具有聚合物層，上述聚合物層通過(guò)聚合而形成，該聚合通過(guò)相對(duì)于聚合性單體在1摩爾％以下的聚合引發(fā)劑使聚合性單體開(kāi)始反應(yīng)。優(yōu)選的是，上述聚合引發(fā)劑相對(duì)于聚合性單體在0. 1 摩爾％以下，更優(yōu)選的是，上述聚合引發(fā)劑相對(duì)于聚合性單體在0. 01摩爾％以下。但是，如果完全不投入聚合引發(fā)劑，則由于聚合反應(yīng)無(wú)法充分進(jìn)行而殘存未聚合單體的影響使預(yù)傾角變化，或者由交聯(lián)密度不充分導(dǎo)致的液晶的彈性能的影響而帶來(lái)的預(yù)傾角的變化，所以顯示時(shí)容易產(chǎn)生殘影。換言之，本發(fā)明的液晶顯示裝置所具有的聚合物層，由于由通過(guò)聚合引發(fā)劑的作用使聚合反應(yīng)開(kāi)始而形成的聚合物構(gòu)成，所以基于以未聚合單體的殘存為原因的預(yù)傾角的變化的殘影受到抑制，且通過(guò)進(jìn)行充分的聚合反應(yīng)而得到交聯(lián)密度高的聚合物層，所以基于由來(lái)自外部的應(yīng)力導(dǎo)致的預(yù)傾角的變化的殘影受到抑制。作為上述聚合性單體，可以列舉通過(guò)光的照射使聚合反應(yīng)開(kāi)始的聚合性單體和通過(guò)加熱使聚合反應(yīng)開(kāi)始的聚
9合性單體等，其結(jié)果是，形成聚合物層。另外，作為上述聚合引發(fā)劑，可以列舉自由基聚合引發(fā)劑，作為上述聚合，可以列舉自由基聚合。通過(guò)上述聚合物層，上述取向膜即使不實(shí)施取向處理，也能夠使相鄰的液晶分子在一定方向上規(guī)則地傾斜。例如，在液晶分子預(yù)傾斜取向的狀態(tài)下使單體聚合來(lái)形成聚合物層的情況下，與上述取向膜是否進(jìn)行過(guò)取向處理無(wú)關(guān)，聚合物層以具有相對(duì)于液晶分子預(yù)傾斜取向的結(jié)構(gòu)的形態(tài)形成。作為本發(fā)明的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)，只要以這樣的構(gòu)成要素為必須要素而形成， 則其他的構(gòu)成要素并不做特別限定。優(yōu)選上述聚合物層通過(guò)光照射而形成，上述聚合性單體通過(guò)光照射進(jìn)行聚合，上述聚合引發(fā)劑是自由基聚合引發(fā)劑，上述聚合是通過(guò)光照射進(jìn)行的自由基聚合。由此，能夠在常溫下容易地開(kāi)始聚合反應(yīng)。自由基聚合由引發(fā)反應(yīng)、增長(zhǎng)反應(yīng)和終止反應(yīng)這三個(gè)元反應(yīng)構(gòu)成，通常為如下的自由基反應(yīng)機(jī)理。[化1]I2 —21·(引發(fā)反應(yīng))I · +M — IM ·(增長(zhǎng)反應(yīng))I-(M) n_rM · +1-(M) m_rM- — I- (M) n+m_I(終止反應(yīng))(上述反應(yīng)式中，I表示自由基聚合引發(fā)劑，M表示聚合性單體。)在上述聚合引發(fā)劑為自由基聚合引發(fā)劑的情況下，優(yōu)選上述自由基聚合引發(fā)劑具有使自由基聚合停止的功能。通過(guò)將自由基聚合引發(fā)劑添加到液晶層中，由于自由基聚合反應(yīng)的反應(yīng)速度大幅提升，所以未反應(yīng)的單體難以殘留，基于預(yù)傾角變化的殘影受到抑制。 但是，在液晶層中所含的單體發(fā)生基于自由基聚合引發(fā)劑的自由基聚合的情況下，在所形成的聚合物的末端殘存有自由基，這會(huì)成為在取向膜內(nèi)和聚合物層內(nèi)產(chǎn)生殘留DC電壓的原因。如果上述自由基聚合引發(fā)劑能夠通過(guò)與單體結(jié)合而發(fā)生引發(fā)反應(yīng)，進(jìn)一步能夠通過(guò)與聚合物的末端結(jié)合使自由基聚合反應(yīng)停止，則能夠使自由基難以殘存在構(gòu)成聚合物層的聚合物中，能夠使蓄積于取向膜和聚合物層的殘留DC電壓減少。其結(jié)果是，能夠抑制基于殘留DC電壓的殘影的發(fā)生。構(gòu)成上述聚合物層的聚合物的分子量分布為8以下。在此所謂分子量分布，定義為聚合物的重量平均分子量/數(shù)量平均分子量。只要聚合物的分子量分布在8以下，則意味著充分地進(jìn)行了聚合，基于預(yù)傾角變化的殘影受到抑制。分子量分布例如能夠用凝膠滲透色譜法(GPC =Gel Permeation Chromatography)測(cè)定。在形成聚合物的分子量分布為 8以下的聚合物層的情況下，優(yōu)選上述聚合引發(fā)劑是自由基聚合引發(fā)劑，上述聚合是自由基聚合。優(yōu)選上述自由基聚合引發(fā)劑含有由下述通式(1)[化2]
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，其特征在于具有一對(duì)基板和被夾持在該一對(duì)基板間的液晶層， 該一對(duì)基板的至少一個(gè)具有取向膜和在該取向膜上的聚合物層， 該聚合物層通過(guò)聚合而形成，該聚合通過(guò)相對(duì)于聚合性單體為1摩爾％以下的聚合引發(fā)劑使聚合性單體開(kāi)始反應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述聚合物層通過(guò)光照射而形成，所述聚合性單體通過(guò)光照射進(jìn)行聚合， 所述聚合弓I發(fā)劑是自由基聚合弓I發(fā)劑， 所述聚合是通過(guò)光照射進(jìn)行的自由基聚合。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述自由基聚合引發(fā)劑具有使自由基聚合停止的功能。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述一對(duì)基板都具有電極，所述聚合物層，在通過(guò)該電極對(duì)液晶層施加閾值以上的電壓的狀態(tài)下，通過(guò)聚合性單體的聚合而形成。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述取向膜由含具有光反應(yīng)性官能團(tuán)的化合物的材料構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述取向膜是樹(shù)脂膜。
7.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于 構(gòu)成所述聚合物層的聚合物的分子量分布為8以下。
8.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述聚合弓I發(fā)劑是自由基聚合弓I發(fā)劑，所述聚合是自由基聚合。
9.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述自由基聚合引發(fā)劑含有由下述通式(1)表示的化學(xué)結(jié)構(gòu) [化1]
10.如權(quán)利要求8或9所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述自由基聚合引發(fā)劑，含有選自下述通式(3-1) (3-8)和下述通式(4-1) G-3) 中的至少ー種化合物 [化3]
11.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征在干所述自由基聚合引發(fā)劑含有由下述通式( 和下述通式(6)表示的兩種化合物 [化5]
12.如權(quán)利要求8或11所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述自由基聚合包含由下述反應(yīng)式(8)表示的化學(xué)反應(yīng) [化8]
13.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述自由基聚合引發(fā)劑具有使自由基聚合停止的功能。
14.如權(quán)利要求8或13所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述自由基聚合引發(fā)劑含有由下述通式(9)表示的化學(xué)結(jié)構(gòu) [化9]
15.如權(quán)利要求8、13或14所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述自由基聚合引發(fā)劑，含有選自下述通式(10-1) (10-17)和下述通式(11-1) (11-3)中的至少一種化合物 [化 10]
16.如權(quán)利要求1 15中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述取向膜在未施加電壓時(shí)使液晶層內(nèi)的液晶分子垂直取向。
17.如權(quán)利要求16所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述取向膜由含具有光反應(yīng)性官能團(tuán)的化合物的材料構(gòu)成。
18.如權(quán)利要求17所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述光反應(yīng)性官能團(tuán)是肉桂酸酯基、查耳酮基、二苯乙炔基、香豆素基或偶氮苯基。
19.如權(quán)利要求16 18中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述取向膜由共聚物構(gòu)成，該共聚物含有具有含光反應(yīng)性官能團(tuán)的側(cè)鏈的單體單元； 和具有不含光反應(yīng)性官能團(tuán)的側(cè)鏈的單體單元。
20.如權(quán)利要求17 19中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述取向膜在未施加電壓時(shí)，使液晶層內(nèi)的液晶分子在相對(duì)于取向膜表面的法線方向傾斜的方向上傾斜。
21.如權(quán)利要求1 20中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述液晶顯示裝置具有多個(gè)像素，所述液晶層的與多個(gè)像素中的每一個(gè)像素對(duì)應(yīng)的區(qū)域，被分割成液晶分子的取向方向相互不同的多個(gè)區(qū)域。
22.如權(quán)利要求21所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述多個(gè)區(qū)域是4個(gè)區(qū)域。
23.一種液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于所述液晶顯示裝置具有一對(duì)基板和夾持在該一對(duì)基板間的液晶層， 所述液晶顯示裝置的制造方法包括 在該一對(duì)基板的至少一個(gè)形成取向膜的工序；和在該取向膜上形成聚合物層的工序，該聚合物層由通過(guò)聚合引發(fā)劑進(jìn)行引發(fā)反應(yīng)所得到的聚合物形成，構(gòu)成該聚合物層的聚合物的分子量分布為8以下。
24.如權(quán)利要求23所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于所述制造方法，在形成聚合物層的工序之前，具有使單體和相對(duì)于單體為1摩爾％以下的濃度的聚合引發(fā)劑溶解在液晶材料中的工序。
25.如權(quán)利要求23或M所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于所述形成聚合物層的工序，是在對(duì)液晶層施加閾值以上的電壓的狀態(tài)下，通過(guò)利用聚合引發(fā)劑進(jìn)行的引發(fā)反應(yīng)使聚合開(kāi)始，在垂直取向膜上形成聚合物層的工序。
26.如權(quán)利要求23或M所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于所述制造方法包括對(duì)取向膜進(jìn)行光照射來(lái)進(jìn)行取向處理的工序，該取向膜由含具有光反應(yīng)性官能團(tuán)的化合物的材料構(gòu)成。
27.如權(quán)利要求沈所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于所述光反應(yīng)性官能團(tuán)是肉桂酸酯基、查耳酮基、二苯乙炔基、香豆素基或偶氮苯基。
28.如權(quán)利要求沈或27所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于所述取向膜由共聚物構(gòu)成，該共聚物含有具有含光反應(yīng)性官能團(tuán)的側(cè)鏈的單體單元； 和具有不含光反應(yīng)性官能團(tuán)的側(cè)鏈的單體單元。
29.—種聚合物層形成用組合物，其特征在于 含有聚合性單體和聚合弓I發(fā)劑，該聚合引發(fā)劑的濃度相對(duì)于聚合性單體在1摩爾％以下。
30.如權(quán)利要求四所述的聚合物層形成用組合物，其特征在于 所述聚合性單體是通過(guò)光照射進(jìn)行聚合的單體，所述聚合弓I發(fā)劑是自由基聚合弓I發(fā)劑。
31.如權(quán)利要求四或30所述的聚合物層形成用組合物，其特征在于 所述聚合引發(fā)劑具有使聚合停止的功能。
32.一種液晶層形成用組合物，其特征在于，含有權(quán)利要求四 31中任一項(xiàng)所述的聚合物層形成用組合物；和液晶材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠減少殘影的液晶顯示裝置。本發(fā)明的液晶顯示裝置，具有一對(duì)基板和夾持在上述一對(duì)基板間的液晶層，該液晶顯示裝置的特征在于上述一對(duì)基板的至少一個(gè)具有取向膜和在該取向膜上的聚合物層，上述聚合物層通過(guò)聚合而形成，該聚合通過(guò)相對(duì)于聚合性單體在1摩爾％以下的聚合引發(fā)劑使聚合性單體開(kāi)始反應(yīng)。
文檔編號(hào)C08F20/00GK102378938SQ200980158500
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月6日
發(fā)明者仲西洋平, 川平雄一, 水崎真伸, 片山崇 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社