液晶显示元件及其制造方法技术

本发明专利技术的课题在于提供一种液晶显示元件及其制造方法，使在电极基板上形成垂直取向膜的工序简化、使液晶组合物中的聚合性化合物聚合、使将取向控制层形成于电极基板上而进行制作时的聚合物的聚合性大幅改善、缩短元件制造时间，同时通过取向控制层而使取向稳定性变得良好、烧屏与制造时的滴痕的产生受到抑制。本发明专利技术的解决手段在于一种液晶显示元件，在具有共用电极及彩色滤光片的第一基板与具有多个像素且在每个各所述像素具有像素电极的第二基板之间，夹持有含有液晶组合物的液晶层，在第一基板及第二基板中的一基板或两基板上不具有取向膜，而具有由两种以上的聚合性化合物的聚合物所形成的取向控制层，并且含有通式(III)所表示的化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液晶显示元件及其制造方法
本专利技术关于一种作为液晶TV等的构成构件有用的液晶显示元件及其制造方法。
技术介绍
液晶显示元件从用于钟表、计算器开始，发展到用于各种测定设备、汽车用面板、文字处理机、电子记事本、打印机、计算机、电视、钟表、广告显示板等。作为液晶显示方式，其代表性的方式可列举TN(twistednematic，扭曲向列)型、STN(supertwistednematic，超扭曲向列)型、使用了TFT(薄膜晶体管)的垂直取向(verticalalignment；VA)型、IPS(in-planeswitching，平面转换)型等。对于这些液晶显示元件所使用的液晶组合物，要求对水分、空气、热、光等外部因素稳定，此外，在以室温为中心尽可能宽的温度范围内显示液晶相，为低粘性，且驱动电压低。进一步，为了针对各液晶显示元件将介电常数各向异性(Δε)、折射率各向异性(Δn)等设为最佳的值，液晶组合物由数种至数十种化合物构成。VA型显示器中，使用了Δε为负的液晶组合物，广泛用于液晶TV等。另一方面，在所有驱动方式中，均要求低电压驱动、高速响应、宽动作温度范围。即，要求Δε的绝对值大、粘度(η)小、且向列相-各向同性液体相转变温度(TNI)高。此外，必须根据Δn与单元间隙(d)的积即Δn×d的设定，将液晶组合物的Δn配合单元间隙而调节为适当范围。此外，由于在将液晶显示元件应用于电视等时重视高速响应性，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型显示器的视野角特性，广泛地使用通过在基板上设置突起构造物，而使像素中的液晶分子的取向方向分割成多个的MVA(multi-domainverticalalignment，多畴垂直取向)型的液晶显示元件。MVA型液晶显示元件在视野角特性方面优异，但具有如下问题：在基板上的突起构造物的附近与远离其的部位，液晶分子的响应速度不同，因远离突起构造物的响应速度慢的液晶分子的影响，整体而言响应速度不足；以及由突起构造物引起的透过率下降。为了解决该问题，作为与通常的MVA型液晶显示元件不同，未在单元中设置非透过性的突起构造物而在分割的像素内赋予均匀的预倾角的方法，开发出PSA液晶显示元件(polymersustainedalignment：聚合物持续取向，包括PS液晶显示元件(polymerstabilised：聚合物稳定化)。PSA液晶显示元件通过如下方式而制造：将少量聚合性化合物添加至液晶组合物中，将该液晶组合物导入至液晶单元后，一面在电极间施加电压，一面通过活性能量射线的照射，使液晶组合物中的聚合性化合物聚合。因此，在分割像素中可赋予适当的预倾角，结果可达成由透过率提高所致的对比度的提高及由赋予均匀的预倾角所致的高速响应性(例如参照专利文献1)。虽然PSA液晶显示元件在两片基板上形成垂直取向膜，但也提出了下述液晶显示元件，即，通过省略形成这样的垂直取向膜的工序，来使制造工艺简便化并提高成品率，结果，可达成低成本化(例如参照专利文献2)。关于这种方式的液晶显示元件，记载了其与PSA液晶显示元件同样地，由于可使透过率提高，因此可提高对比度，且也可期待高速响应性。然而，所制作的元件会有产生因制造工艺所引起的显示不均的情况，作为改善该情况的方法，公开了使用特定的液晶材料的方法(例如参照专利文献3)。在这样的可简化垂直取向膜的形成工序且可低成本化的液晶显示元件中，由于使液晶组合物中的聚合性化合物聚合并且将该聚合物直接作为取向控制层形成于未形成有垂直取向膜的透明电极基板上，因此制造元件时以短时间使聚合性化合物聚合在生产性方面极为重要，同时，即使聚合后的聚合性化合物在液晶组合物中仅残留微量的情况下，从液晶元件中的液晶分子的取向均一性、取向稳定性的观点而言也会具有产生不良影响的问题，从而要求取向控制层本身稳定且经过长时间也不产生变化。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002-357830号公报专利文献2：日本特开2004-302061号公报专利文献3：WO2014/123056A1号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本申请专利技术鉴于上述情况而成，其课题在于提供一种液晶显示元件及其制造方法，该液晶显示元件为简化在电极基板上形成垂直取向膜的工序，使液晶组合物中的聚合性化合物聚合而使取向控制层形成于电极基板上而制作的液晶显示元件，其具有高对比度度及高速响应的显示性能，并进一步大幅缩短通过聚合性化合物的聚合而在电极基板上形成取向控制层的时间，通过抑制聚合性化合物的未聚合物的残留来大幅抑制取向控制层的经时变化，从而提高液晶分子的取向稳定性，结果，提高了显示质量及其可靠性。解决课题的技术手段本申请专利技术人等为了解决上述课题，针对各种液晶组合物和液晶组合物中的聚合性化合物进行探讨，结果发现：通过在液晶组合物中含有聚合性化合物，将液晶组合物导入至液晶单元后，一边对电极间施加电压，一边照射活性能量射线，从而使液晶组合物中的上述聚合性化合物聚合，在这样的方式中，不在构成液晶单元的基板中的一个或两个基板上设置垂直取向膜，而是组合作为液晶组合物及聚合性化合物的特定的化合物，可解决上述课题，从而完成本申请专利技术。也就是说，本申请专利技术提供一种液晶显示元件，其特征在于，为在具有共用电极的第一基板与具有多个像素且在每个各上述像素具有像素电极的第二基板之间夹持有含有液晶组合物的液晶层而成的液晶显示元件，在上述第一基板及第二基板中的一基板或两基板上不具有取向膜，而具有由两种以上的聚合性化合物的聚合物所形成的取向控制层，且上述液晶组合物含有通式(III)所表示的化合物及通式(II)所表示的化合物。(式中，R5α及R6α分别独立地表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，l3及l4分别独立地表示0或1，G2表示单键、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-或-OCF2-，L1～L6分别独立地表示氢原子或氟原子。)(式中，R3α表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，R4α表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数4～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数3～8的烯氧基，存在的Q1表示1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，Q2表示反式-1,4-亚环己基或反式-1,4-亚环己烯基，G1表示-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-或-OCF2-，存在的G2表示单键、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-或-OCF2-，l2表示0、1或2，在l2为2时，2个Q2及G2可相同也可不同。)此外，本申请专利技术提供一种液晶显示元件的制造方法，其为如下液晶显示元件的制造方法：该液晶显示元件在具有共用电极及彩色滤光片层的第一基板与具有多个像素且在每个各上述像素具有像素电极的第二基板之间，夹持有含有液晶组合物的液晶层，且在上述像素中具有预倾方向不同的2个以上的区域；该制造方法中，在上述第一基板与上述第二基板中的一基板或两基板上不设置取向膜，而夹持含聚合性化合物的液晶组合物，该含聚合性化合物的液晶组合物含有通式(III)所表示的化合物及通式(II)所表示的化合物。(式中，R5α及R6α本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液晶显示元件，其特征在于，其为在具有共用电极的第一基板与具有多个像素且在每个各所述像素具有像素电极的第二基板之间夹持有含有液晶组合物的液晶层而成的液晶显示元件，在所述第一基板及第二基板中的一基板或两基板上不具有取向膜，而具有由两种以上的聚合性化合物的聚合物所形成的取向控制层，所述液晶组合物含有通式(III)所表示的化合物、及通式(II)所表示的化合物，[化1]

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.12 JP 2016-0795561.一种液晶显示元件，其特征在于，其为在具有共用电极的第一基板与具有多个像素且在每个各所述像素具有像素电极的第二基板之间夹持有含有液晶组合物的液晶层而成的液晶显示元件，在所述第一基板及第二基板中的一基板或两基板上不具有取向膜，而具有由两种以上的聚合性化合物的聚合物所形成的取向控制层，所述液晶组合物含有通式(III)所表示的化合物、及通式(II)所表示的化合物，[化1]式中，R5α及R6α分别独立地表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，l3及l4分别独立地表示0或1，G2表示单键、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-或-OCF2-，L1～L6分别独立地表示氢原子或氟原子，[化2]式中，R3α表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数2～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数2～8的烯氧基，R4α表示碳原子数1～8的烷基、碳原子数4～8的烯基、碳原子数1～8的烷氧基或碳原子数3～8的烯氧基，存在的Q1表示1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，Q2表示反式-1,4-亚环己基或反式-1,4-亚环己烯基，G1表示-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-或-OCF2-，存在的G2表示单键、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-或-OCF2-，l2表示0、1或2，在l2为2时，2个Q2及G2可相同也可不同。2.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其中，所述两种以上的聚合性化合物为通式(X1a)所表示的化合物的至少一种，进一步，为选自由通式(X2a)所表示的化合物、通式(X2b)所表示的化合物、通式(X2c)所表示的化合物、及通式(X2d)所表示的化合物所组成的组中的至少一种，[化3]式中，R3及R4分别独立地表示氢原子或甲基，C4及C5分别独立地表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、哒嗪-3,6-二基、1,3-二烷-2,5-二基、环己烯-1,4-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,6-二基、2,6-亚萘基或茚满-2,5-二基，这些基团中，1,4-亚苯基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、2,6-亚萘基及茚满-2,5-二基中的1个或2个以上的氢原子可分别独立地经氟原子、氯原子、甲基、三氟甲基或三氟甲氧基取代，Z3及Z5分别独立地表示单键或碳原子数1～15的亚烷基，该亚烷基中的1个或2个以上的亚甲基可以在氧原子不相互直接连接的情况下分别独立地经氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，该亚烷基中的1个或2个以上的氢原子可分别独立地经氟原子、甲基或乙基取代，Z4表示单键、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH2O-、-OCH2CH2-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH2CH2OCO-、-COOCH2CH2-、-CH2CH2COO-、-OCOCH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-CH＝CHCOO-、-OCOCH＝CH-、-COO-或-OCO-，n2表示0、1或2，在n2为2时，存在的多个C4及Z4可相同也可不同，[化4]式中，A1表示氢原子或甲基，A2表示单键或碳原子数1～15的亚烷基，该亚烷基中的1个或2个以上的亚甲基可以在氧原子不相互直接连接的情况下分别独立地经氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，该亚烷基中的1个或2个以上的氢原子可分别独立地经氟原子、甲基或乙基取代，A3及A6分别独立地表示氢原子、卤原子或碳原子数1～18的烷基，该烷基中的1个或2个以上的亚甲基可以在氧原子不相互直接连接的情况下分别独立地经氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，该烷基中的1个或2个以上的氢原子可分别独立地经卤原子或碳原子数1～17的烷基取代，A4及A7分别独立地表示氢原子、卤原子或碳原子数1～10的烷基，该烷基中的1个或2个以上的亚甲基可以在氧原子不相互直接连接的情况下分别独立地经氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，该烷基中的1个或2个以上的氢原子可分别独立地经卤原子或碳原子数1～9的烷基取代，k表示1～40，B1、B2及B3分别独立地表示氢原子、碳原子数1～10的直链状或支链状的烷基、或者通式(I-b)所表示的基团，该烷基中的1个或2个以上的亚甲基可以在氧原子不相互直接连接的情况下分别独立地经氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，该烷基中的1个或2个以上的氢原子可分别独立地经卤原子或碳原子数3～6的三烷氧基硅基取代，[化5]式中，A9表示氢原子或甲基，A8表示单键或碳原子数1～15的亚烷基，该亚烷基中的1个或2个以上的亚甲基可以在氧原子不相互直接连接的情况下分别独立地经氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，该亚烷基中的1个或2个以上的氢原子可分别独立地经氟原子、甲基或乙基取代，其中，存在的B1、B2及B3中，成为所述通式(I-b)所表示的基团的个数为0或1个，[化6]式中，R7表示氢原子或甲基，6元环T1、T2及T3分别独立地表示下列中的任一者，[化7]其中，m表示1至4的整数，n4表示0或1，Y1及Y2分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C≡C-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-(CH2)4-、-CH2CH2CH...

【专利技术属性】
技术研发人员：小坂翔太，栗泽和树，
申请(专利权)人：DIC株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP