液晶显示元件制造技术

本发明专利技术提供一种具有高的对比度的液晶显示元件。一种液晶显示元件，包括：电极组群，形成于经相向配置的一对基板的其中一者或两者上；多个有源元件，与所述电极组群连接；液晶取向膜，形成于所述一对基板各自的相向的面上；以及液晶组合物，夹持于所述一对基板间且具有负的介电各向异性，且所述液晶显示元件中，液晶取向膜为由包含如下聚合物的液晶取向剂形成的液晶取向膜，所述聚合物是使含有作为二胺类的选自式(1)所表示的二胺化合物中的至少一种化合物及四羧酸二酐类的原料组合物聚合而成。式(1)中，R1及R2为氢等，R1与R2可成为一体而形成可经取代的亚甲基；X为卤素等；n为0、1、2、3或4。或4。或4。

【技术实现步骤摘要】
液晶显示元件


[0001]本专利技术涉及一种包含具有负的介电各向异性的液晶组合物的液晶显示元件。特别是涉及一种具有面内切换(in
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plane switching，IPS)、垂直取向(vertical alignment，VA)、边缘场切换(fringe field switching，FFS)、电场感应光反应取向(field
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induced photo
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reactive alignment，FPA)等模式的液晶显示元件。也涉及一种聚合物稳定取向型的液晶显示元件。

技术介绍

[0002]液晶显示元件中，基于液晶分子的运行模式的分类为相变(phase change，PC)、扭转向列(twisted nematic，TN)、超扭转向列(super twisted nematic，STN)、电控双折射(electrically controlled birefringence，ECB)、光学补偿弯曲(optically compensated bend，OCB)、面内切换(in
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plane switching，IPS)、垂直取向(vertical alignment，VA)、边缘场切换(fringe field switching，FFS)、电场感应光反应取向(field
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induced photo
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reactive alignment，FPA)等模式。基于元件的驱动方式的分类为无源矩阵(passive matrix，PM)与有源矩阵(active matrix，AM)。PM被分类为静态式(static)、多路复用式(multiplex)等，AM被分类为薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)、金属
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绝缘体
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金属(metal insulator metal，MIM)等。TFT的分类为非晶硅(amorphous silicon)及多晶硅(polycrystal silicon)。后者根据制造工序而分类为高温型与低温型。基于光源的分类为利用自然光的反射型、利用背光的透过型、以及利用自然光与背光两者的半透过型。
[0003]液晶显示元件含有具有向列相的液晶组合物。所述组合物具有适当的特性。通过提高所述组合物的特性，可获得具有良好特性的AM元件。将这些特性中的关联归纳于下述表1中。基于市售的AM元件来对组合物的特性进一步进行说明。向列相的温度范围与元件可使用的温度范围相关联。向列相的优选上限温度为约70℃以上，而且向列相的优选下限温度为约
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10℃以下。组合物的粘度与元件的响应时间相关联。为了以元件显示动态图像，优选为响应时间短。理想为短于1毫秒的响应时间。因此，优选为组合物的粘度小。更优选为低温下的粘度小。
[0004]表1.组合物的特性与AM元件的特性
[0005][0006]组合物的光学各向异性与元件的对比度相关联。根据元件的模式，而需要大的光学各向异性或小的光学各向异性，即适当的光学各向异性。组合物的光学各向异性(Δn)与
元件的单元间隙(d)的积(Δn
×
d)被设计成使对比度为最大。适当的积的值依存于运行模式的种类。VA模式的元件中，所述值为约0.30μm至约0.40μm的范围，IPS模式或FFS模式的元件中，所述值为约0.20μm至约0.30μm的范围。这些情况下，对单元间隙小的元件而言优选为具有大的光学各向异性的组合物。组合物的大的介电各向异性有助于元件中的低阈值电压、小的消耗电力与大的对比度。因此，优选为大的介电各向异性。组合物的大的比电阻有助于元件的大的电压保持率与大的对比度。因此，优选为在初始阶段中具有大的比电阻的组合物。优选为在长时间使用后，具有大的比电阻的组合物。组合物对光或热的稳定性与元件的寿命相关联。在所述稳定性高时，元件的寿命长。此种特性对用于液晶监视器、液晶电视等的AM元件而言优选。
[0007]通用的液晶显示元件中，液晶分子的垂直取向可利用特定聚酰亚胺取向膜来达成。聚合物稳定取向(polymer sustained alignment，PSA)型的液晶显示元件中，使聚合物与取向膜加以组合。首先，将添加有少量聚合性化合物的组合物注入至元件中。继而，一边对所述元件的基板之间施加电压，一边对组合物照射紫外线。聚合性化合物进行聚合而在组合物中生成聚合物的网状结构。所述组合物中，能够利用聚合物来控制液晶分子的取向，因此元件的响应时间缩短，图像的烧痕得到改善。具有TN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS、FPA之类的模式的元件中可期待聚合物的此种效果。
[0008]具有TN模式的AM元件中使用具有正的介电各向异性的组合物。具有VA模式的AM元件中使用具有负的介电各向异性的组合物。具有IPS模式或FFS模式的AM元件中使用具有正或负的介电各向异性的组合物。聚合物稳定取向(polymer sustained alignment，PSA)型的AM元件中使用具有正或负的介电各向异性的组合物。具有负的介电各向异性的液晶组合物的例子在下述专利文献1中有公开。
[0009]为了使这些液晶显示元件具有均匀的显示特性，需要控制液晶分子的排列。担负此种作用的是液晶取向膜。液晶取向膜是与液晶显示元件的显示品质有关的重要要素之一，伴随着显示元件的高品质化，液晶取向膜的作用逐年变得重要。
[0010]在液晶取向膜的形成中，目前主要使用使聚酰胺酸、可溶性的聚酰亚胺或聚酰胺酸酯溶解于有机溶剂中而成的溶液(清漆)。在通过这些清漆来形成液晶取向膜时，将清漆涂布于基板上，然后通过加热等而将涂膜固化来形成各种液晶取向膜，视需要实施适合于所述显示模式的取向处理。
[0011]具体而言，例如，作为将用于制成液晶取向膜的聚酰亚胺膜形成于基板上的方法，除将含有作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸的液晶取向剂涂布于基板上，然后进行煅烧而制成聚酰亚胺膜的方法；或将含有溶剂可溶性聚酰亚胺的液晶取向剂涂布于基板上，去除溶剂来制成聚酰亚胺膜的方法以外，还已知有将含有由含酰亚胺基的二胺获得的含酰亚胺基的聚酰胺酸的液晶取向剂涂布于基板上的方法(例如，参照专利文献2)。
[0012]另外，作为取向处理方法，已知有：利用布等擦拭取向膜的表面而使聚合物分子的方向整齐的摩擦法；及通过对取向膜照射直线偏光的紫外线而使聚合物分子产生光异构化或二聚化等光化学变化，对膜赋予各向异性的光取向法。其中，光取向法与摩擦法相比，取向的均匀性高且为非接触的取向处理法，因此具有不损伤膜、或者可减低起尘或静电等使液晶显示元件产生显示不良的原因等优点。
[0013]另外，作为所述光取向法之一，已知有分解型的光取向法。所述分解型光取向法例
如为如下方法：通过对聚酰亚胺膜照射偏光紫外线，并利用分子结构的紫外线吸收的偏光方向依存性而使其产生各向异性分解，通过未分解而残留的聚酰亚胺来使液晶取向(例如，参照专利文献3)。
[0014]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液晶显示元件，包括：电极组群，形成于经相向配置的一对基板的其中一者或两者上；多个有源元件，与所述电极组群连接；液晶取向膜，形成于所述一对基板各自的相向的面上；以及液晶组合物，夹持于所述一对基板间且具有负的介电各向异性，且所述液晶显示元件中，液晶取向膜为由包含如下聚合物的液晶取向剂形成的液晶取向膜，所述聚合物是使含有作为二胺类的选自式(1)所表示的二胺化合物中的至少一种化合物及四羧酸二酐类的原料组合物聚合而成；式(1)中，R1及R2为氢、卤素、碳数1至6的烷基、碳数1至6的卤代烷基或碳数1至6的烷氧基，R1与R2可成为一体而形成可经取代的亚甲基；X为卤素、碳数1至6的烷基、碳数1至6的卤代烷基或碳数1至6的烷氧基；n为0、1、2、3或4。2.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其中，液晶取向膜为由包含如下聚合物的液晶取向剂形成的液晶取向膜，所述聚合物是使含有作为二胺类的选自式(1
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1)所表示的二胺化合物中的至少一种化合物及四羧酸二酐类的原料组合物聚合而成；式(1
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1)中，R1及R2为氢、卤素、碳数1至6的烷基、碳数1至6的卤代烷基或碳数1至6的烷氧基，R1与R2可成为一体而形成可经取代的亚甲基；X为卤素、碳数1至6的烷基、碳数1至6的卤代烷基或碳数1至6的烷氧基；n为0、1、2、3或4。3.根据权利要求2所述的液晶显示元件，其中，液晶取向膜为由包含如下聚合物的液晶取向剂形成的液晶取向膜，所述聚合物是使含有作为二胺类的选自式(1
‑
1)所表示的二胺化合物中的至少一种化合物及四羧酸二酐类的原料组合物聚合而成；式(1
‑
1)中，R1及R2为氢、卤素、碳数1至6的烷基、碳数1至6的卤代烷基或碳数1至6的烷氧基，R1与R2可成为一体而形成可经取代的亚甲基；X为卤素、碳数1至6的烷基、碳数1至6的卤代烷基或碳数1至6的烷氧基；n为0。4.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶显示元件，其中，液晶组合物含有选自式(2)所表示的化合物中的至少一种化合物作为成分A；式(2)中，R3及R4为氢、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、碳数2至12的烯氧基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基；环A及环C为1,4
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亚环己
基、1,4
‑
亚环己烯基、四氢吡喃
‑
2,5
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二基、1,4
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亚苯基、至少一个氢经氟或氯取代的1,4
‑
亚苯基、萘
‑
2,6
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二基、至少一个氢经氟或氯取代的萘
‑
2,6
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二基、色原烷
‑
2,6
‑
二基、或者至少一个氢经氟或氯取代的色原烷
‑
2,6
‑
二基；环B为2,3
‑
二氟
‑
1,4
‑
亚苯基、2
‑
氯
‑3‑
氟
‑
1,4
‑
亚苯基、2,3
‑
二氟
‑5‑
甲基
‑
1,4
‑
亚苯基、3,4,5
‑
三氟萘
‑
2,6
‑
二基、7,8
‑
二氟色原烷
‑
2,6
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二基、3,4,5,6
‑
四氟芴
‑
2,7
‑
二基、4,6
‑
二氟二苯并呋喃
‑
3,7
‑
二基、4,6
‑
二氟二苯并噻吩
‑
3,7
‑
二基或1,1,6,7
‑
四氟茚满
‑
2,5
‑
二基；Z1及Z2为单键、亚乙基、亚乙烯基、亚甲氧基或羰氧基；a为0、1、2或3，b为0或1；而且a与b的和为3以下。5.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶显示元件，其中，液晶组合物含有选自式(2
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1)至式(2
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35)所表示的化合物中的至少一种化合物作为成分A；
式(2
‑
1)至式(2
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35)中，R3及R4为氢、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、碳数2至12的烯氧基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基。6.根据权利要求4所述的液晶显示元件，其中，成分A的比例为5质量％至95质量％的范围。7.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶显示元件，其中，液晶组合物含有选自式(3)所表示的化合物中的至少一种化合物作为成分B；式(3)中，R5及R6为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数2至12的烯基；环D及环E为1,4
‑
亚环己基、1,4
‑
亚苯基、2
‑
氟
‑
1,4
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亚苯基或2,5
‑
二氟
‑
1,4
‑
亚苯基；Z3为单键、亚乙基、亚乙烯基、亚甲氧基或羰氧基；c为1、2或3。8.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶显示元件，其中，液晶组合物含有选自式(3
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1)至式(3
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14)所表示的化合物中的至少一种化合物作为成分B；
式(3
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1)至式(3
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14)中，R5及R6为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基、或者至少一个氢经氟...

【专利技术属性】
技术研发人员：江头友弘，
申请(专利权)人：捷恩智石油化学株式会社，
类型：发明
国别省市：