TW201439151A - 液晶顯示器 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種液晶顯示器，其包括：液晶顯示器元件，其包括提供於一對基板之對向表面側上的一對對準膜，及提供於該對對準膜之間且經組態以具有含有液晶分子之液晶組合物的液晶層，該等液晶分子具有負介電各向異性，其中該對對準膜中之至少一者含有藉由聚合化合物彼此交聯而獲得之化合物，該等聚合化合物各自包括與液晶分子相互作用之第一側鏈及作為第二側鏈之可交聯官能基，組態該液晶層之該液晶組合物含有至少一種由以下通式(AN-1)表示之烯基化合物，且預傾係藉由該交聯化合物向該等液晶分子施加。

Description

液晶顯示器 相關申請案之交叉引用
本申請案主張2013年4月15日申請之日本優先權專利申請案JP 2013-084655之權益，其全部內容以引用之方式併入本文中。
本發明係關於一種包括液晶顯示器元件之液晶顯示器，其中液晶層密封在一對基板之間，該等基板在其對向表面上包括對準膜。
近年來，液晶顯示器(LCD)已廣泛用作液晶電視接收機、筆記型個人電腦或汽車導航裝置之顯示器裝置。此液晶顯示器視插入基板之間的液晶層中所含之液晶分子的分子排列(對準)而分類成多種顯示模式(方法)。舉例而言，液晶分子在未施加電壓的狀態下扭轉且對準之扭轉向列(TN)模式為熟知顯示模式。在TN模式中，液晶分子具有正介電各向異性，亦即相較於短軸方向在長軸方向獲得液體分子之較大介電常數的特性。因此，液晶分子具有依序旋轉液晶分子之對準方位且在與基板表面垂直之方向中，在與基板表面平行之表面中對準該等對準方位的結構。
同時，注意豎直對準(VA)模式，其中液體分子在未施加電壓之狀態下與基板表面垂直對準。在VA模式中，液晶分子具有負介電各向異性，亦即相較於短軸方向在長軸方向獲得液體分子之較小介電常數的特性，且可實現比TN模式寬的視角。
VA模式之液晶顯示器具有這樣一種組態：若向其施加電壓，則 在與基板垂直之方向中對準的液晶分子藉由負介電各向異性起反應，從而在與基板平行之方向中傾斜，以允許光通過其傳輸。然而，因為在與基板垂直之方向中對準之液晶分子的傾斜方向任意，所以液晶分子之對準由於施加電壓而混亂，且因此關於電壓之反應特徵降級。
此處，回顧調節液晶分子由於回應於電壓而傾斜之方向的技術以改良反應特徵。詳言之，例如日本未審查專利申請公開案第2011-095696號揭示一種包括液晶顯示器元件之液晶顯示器，該液晶顯示器元件包括提供於一對基板之對向表面上之一對對準膜，及提供於一對對準膜之間且包括具有負介電各向異性之液晶分子的液晶層，其中該對對準膜中之至少一者含有藉由各自包括可交聯官能基作為側鏈之聚合化合物彼此交聯而獲得之化合物，且預傾係藉由交聯化合物向液晶分子施加。日本未審查專利申請公開案第2011-095696號中揭示之技術亦稱為電場感應光反應對準(FPA)法。
同時，回顧使用包括烯基化合物之液晶組合物的技術以實現高速反應(例如參見日本未審查專利申請公開案第2009-149667號及日本未審查專利申請公開案第2008-106280號)。藉由使液晶組合物中含有烯基化合物，液晶組合物之黏度降低，且因此可實現液晶顯示器之高速反應。
然而，在含有烯基化合物之液晶組合物與驅動液晶分子呈豎直對準狀態之豎直對準膜彼此組合之情況中，電壓保持率隨時間降低。同時，日本未審查專利申請公開案第2011-095696號未揭示含有烯基化合物之液晶組合物作為組態液晶層之材料的用途。
因此，需要提供使用含有烯基化合物之液晶組合物作為組態液晶層之材料的液晶顯示器，其可實現高速反應且可避免出現電壓保持率隨時間降低。
根據本發明之一實施例，提供一種液晶顯示器，其包括：液晶顯示器元件，其包括提供於一對基板之襯裡側上的一對對準膜，及提供於該對對準膜之間且經組態以具有含有液晶分子之液晶組合物的液晶層，該等液晶分子具有負介電各向異性，其中該對對準膜中至少一者含有藉由彼此交聯聚合化合物獲得之化合物(為方便起見，稱為「對準加工後之化合物」)，該等聚合化合物各自包括與液晶分子相互作用之第一側鏈及作為第二側鏈之可交聯官能基，組態該液晶層之液晶組合物含有至少一種由以下通式(AN-1)表示之烯基化合物，且該交聯化合物(對準加工後之化合物)向該等液晶分子施加預傾。該實施例之液晶顯示器元件由本發明之液晶顯示器之液晶顯示器元件形成。此處，「可交聯官能基」意謂可形成交聯結構(橋結構)之基團。
此處，RAN11及RAN12各自獨立地為具有1至10個碳原子之烷基、烯基或烷氧基，且RAN11及RAN12中至少一者為烯基，
各自獨立地為 或或 L1及L2各自獨立地為氫原子、氟原子或氯原子，且p為0或1。
下文中，為方便起見，本發明之液晶顯示器可稱為「本發明之第一實施例之液晶顯示器」。此處，「與液晶分子相互作用」意謂液晶分子沿第一側鏈安置或插入第一側鏈之間，且因此向液晶分子施加預傾。此外，藉由彼此交聯各自包括可交聯官能基作為第二側鏈之聚合 化合物，固定液晶分子之預傾狀態。
在本發明之液晶顯示器中，組態液晶層之液晶組合物含有至少一種由通式(AN-1)表示之烯基化合物，且該對對準膜中至少一者含有藉由彼此交聯聚合化合物獲得之化合物，該等聚合化合物各自包括與液晶分子相互作用之第一側鏈及作為第二側鏈之可交聯官能基。因此，可提供可實現高速反應且可避免出現電壓保持率隨時間降低的液晶顯示器。此外，因為預傾是由交聯化合物施加於液晶分子，所以當在像素電極與相對電極之間施加電場時，回應於關於基板表面之預定方向設定液晶分子之長軸方向，且保證卓越顯示器特性。此外，因為預傾由交聯化合物施加於液晶分子，所以根據電極之間電場之反應速度相較於未向液晶分子施加預傾之情況較高，且相較於預傾並非使用交聯化合物施加之情況容易保持卓越顯示器特性。
1‧‧‧電壓施加單元
10‧‧‧像素
10A‧‧‧像素
10B‧‧‧像素
10C‧‧‧像素
20‧‧‧TFT基板
20A‧‧‧玻璃基板
20B‧‧‧像素電極
21‧‧‧裂縫部分
22‧‧‧對準膜
30‧‧‧CF基板
30A‧‧‧玻璃基板
30B‧‧‧相對電極
31‧‧‧裂縫部分
32‧‧‧對準膜
40‧‧‧液晶層
41‧‧‧液晶分子
41A‧‧‧液晶分子
41B‧‧‧液晶分子
41C‧‧‧液晶分子
41P‧‧‧暫時傾斜之液晶分子
50‧‧‧像素分隔單元
60‧‧‧顯示器區域
61‧‧‧源極驅動器
62‧‧‧閘極驅動器
63‧‧‧定時控制器
64‧‧‧電力電路
71‧‧‧源極線
72‧‧‧閘極線
121‧‧‧電晶體
122‧‧‧電容器
圖1A及圖1B為包括與液晶分子相互作用之第一側鏈及作為第二側鏈之可交聯官能基的聚合化合物之示意圖；圖2為實施例1之液晶顯示器的示意性部分截面圖；圖3為說明圖2中所示之液晶顯示器之製造方法的流程圖；圖4為基板及其類似物之示意性部分截面圖，其用於說明圖2中所示之液晶顯示器的製造方法；圖5為基板及其類似物之示意性部分截面圖，其用於說明圖4之步驟的步驟順序；圖6為基板及其類似物之示意性部分截面圖，其用於說明圖5之步驟的步驟順序；圖7為實施例3之液晶顯示器的示意性部分截面圖；圖8為實施例3之液晶顯示器之修正實例的示意性部分截面圖；圖9為實施例4之液晶顯示器的示意性部分截面圖； 圖10為圖2所示之液晶顯示器的電路配置圖；圖11為說明液晶分子預傾之示意圖；及圖12A及圖12B為說明有序參數之示意性截面圖。
下文中，本發明將基於關於圖式之實施例及實例進行描述，但本發明不限於實施例及實例，且實施例及實例中之多種數值或材料為實例。其描述將為以下順序。
1.本發明液晶顯示器之一般描述
2.本發明液晶顯示器基於實施例之描述
3.本發明液晶顯示器基於實例及其他之描述
本發明液晶顯示器之一般描述
作為另一實例，該實施例之液晶顯示器可包括：液晶顯示器元件，其包括提供於一對基板之襯裡側上的一對對準膜，及提供於該對對準膜之間且經組態以具有含有液晶分子之液晶組合物的液晶層，該等液晶分子具有負介電各向異性，該對對準膜中至少一者可含有藉由使聚合化合物變形獲得之化合物(為方便起見，稱為「對準加工後之化合物」)，該等聚合化合物包括與液晶分子相互作用之第一側鏈及作為第二側鏈之感光性官能基，組態該液晶層之液晶組合物可含有至少一種由以下通式(AN-1)表示之烯基化合物，且該變形化合物(對準加工後之化合物)向該等液晶分子施加預傾。為方便起見，該液晶顯示器稱為「第一參考實施例之液晶顯示器」。該實施例之液晶顯示器元件由第一參考實施例之液晶顯示器之液晶顯示器元件形成。此處，「感光性官能基」意謂可吸收能量射線之基團。
在第一參考實施例之液晶顯示器中，對準膜對中至少一者含有藉由使包括感光性官能基作為第二側鏈之聚合化合物變形獲得之化合物，且藉由變形分子向液晶分子施加預傾。因此，當在像素電極與相 對電極之間施加電場時，回應於關於基板表面之預定方向設定液晶分子之長軸方向，且保證卓越顯示器特性。此外，因為預傾由變形化合物施加於液晶分子，所以根據電極之間電場之反應速度相較於未向液晶分子施加預傾之情況較高，且相較於預傾並非使用變形化合物施加之情況容易保持卓越顯示器特性。
本發明第一實施例之液晶顯示器可藉由包括以下之製造方法獲得：在基板對中之一者上形成由聚合化合物(為方便起見，稱為「對準加工前之化合物」)形成之第一對準膜之步驟，該聚合化合物包括與液晶分子相互作用之第一側鏈及作為第二側鏈之可交聯官能基；在基板對中之另一者上形成第二對準膜之步驟；安置基板對使得第一對準膜與第二對準膜面朝彼此，且在第一對準膜與第二對準膜之間密封經組態以具有之液晶組合物之液晶層的步驟，該液晶組合物含有具有負介電各向異性之液晶分子且含有至少一種由通式(AN-1)表示之烯基化合物；及彼此交聯聚合化合物(對準加工前之化合物)以在密封液晶層之後向液晶分子施加預傾之步驟。為方便起見，該液晶顯示器之製造方法稱為「第一實施例之液晶顯示器之製造方法」。
此處，在第一實施例之液晶顯示器之製造方法(或液晶顯示器元件之製造方法)中，當藉由施加關於液晶層之預定電場對準液晶分子時，聚合化合物(對準加工前之化合物)之第二側鏈可藉由向其發射紫外線彼此交聯。
在此情形中，當關於液晶層施加電場時，較佳向其發射紫外線，使得液晶分子關於基板對之至少一個基板的表面排列於傾斜方向，且此外，基板對較佳用包括像素電極之基板及包括相對電極之基板組態，且紫外線自包括像素電極之基板側發射。如上文所述，一般而言，因為彩色濾光片形成於包括相對電極之基板側上，所以紫外線由此彩色濾光片吸收，且對準膜材料之可交聯官能基可能難以發生反 應，更佳從未形成彩色濾光片的包括像素電極之基板側發射紫外線。 在彩色濾光片形成於包括像素電極之基板側的情形中，較佳從包括相對電極之基板側發射紫外線。基本上，當施加預傾時，液晶分子之方位角(偏轉角)由電場方向調節，且其極性角(天頂角)由電場強度調節。在下文將描述的第一參考實施例或第二參考實施例之液晶顯示器的製造方法中亦如此。
在上文所述第一實施例之液晶顯示器的製造方法中，在形成含有包括可交聯官能基之聚合化合物的第一對準膜之後，在第一對準膜與第二對準膜之間密封液晶層。此處，液晶層中之液晶分子為藉由第一對準膜及第二對準膜關於第一對準膜及第二對準膜之整個表面在預定方向(例如水平方向、豎直方向或傾斜方向)排列之狀態。接著，當向其施加電場時，可交聯官能基反應以交聯聚合化合物。因此，可在交聯化合物附近關於液晶分子施加預傾。亦即，藉由在液晶分子經排列之狀態下交聯聚合化合物，可關於液晶分子施加預傾，即使在密封液晶層之前未關於對準膜發射線性偏振光或傾斜方向之光，或即使未使用大規模設備。因此，反應速度相較於未向液晶分子施加預傾之情形未改良。
第一參考實施例之液晶顯示器可藉由包括以下之製造方法獲得：在基板對中之一者上形成由聚合化合物(為方便起見，稱為「對準加工前之化合物」)形成之第一對準膜之步驟，該聚合化合物包括與液晶分子相互作用之第一側鏈及作為第二側鏈之感光性官能基；在基板對中之另一者上形成第二對準膜之步驟；安置基板對使得第一對準膜與第二對準膜面朝彼此，且在第一對準膜與第二對準膜之間密封經組態以具有之液晶組合物之液晶層的步驟，該液晶組合物含有具有負介電各向異性之液晶分子且含有至少一種由通式(AN-1)表示之烯基化合物；及使聚合化合物(對準加工前之化合物)變形以在密封液晶層 之後向液晶分子施加預傾之步驟。為方便起見，該液晶顯示器之製造方法稱為「第一參考實施例之液晶顯示器之製造方法」。
此處，在第一參考實施例之液晶顯示器之製造方法(或液晶顯示器元件之製造方法)中，當藉由施加關於液晶層之預定電場對準液晶分子時，聚合化合物(對準加工前之化合物)之第二側鏈可藉由向其發射紫外線變形。
在上文所述第一參考實施例之液晶顯示器的製造方法中，在形成含有包括感光性官能基之聚合化合物的第一對準膜之後，在第一對準膜與第二對準膜之間密封液晶層。此處，液晶層中之液晶分子為藉由第一對準膜及第二對準膜關於第一對準膜及第二對準膜之整個表面在預定方向(例如水平方向、豎直方向或傾斜方向)排列之狀態。接著，當向其施加電場時，聚合化合物變形。因此，可在變形化合物附近關於液晶分子施加預傾。亦即，藉由在液晶分子經排列之狀態下使聚合化合物變形，可關於液晶分子施加預傾，即使在密封液晶層之前未關於對準膜發射線性偏振光或傾斜方向之光，或即使未使用大規模設備。因此，反應速度相較於未向液晶分子施加預傾之情形未改良。
或者，本發明第一實施例之液晶顯示器或第一參考實施例之液晶顯示器可藉由包括以下之製造方法獲得：在基板對中之一者上形成由聚合化合物(為方便起見，稱為「對準加工前之化合物」)形成之第一對準膜之步驟，該聚合化合物包括與液晶分子相互作用之第一側鏈及作為第二側鏈之可交聯官能基或感光性官能基；在基板對中之另一者上形成第二對準膜之步驟；安置基板對使得第一對準膜與第二對準膜面朝彼此且在第一對準膜與第二對準膜之間密封經組態以具有液晶組合物之液晶層的步驟，該液晶組合物含有具有負介電各向異性之液晶分子且含有至少一種由通式(AN-1)表示之烯基化合物；及在密封液晶層後向聚合化合物(對準加工前之化合物)發射能量射線以向液晶分 子施加預傾之步驟。為方便起見，該液晶顯示器之製造方法稱為「第二參考實施例之液晶顯示器之製造方法」。此處，紫外線、X射線或電子射線可用作能量射線。
在第二參考實施例之液晶顯示器之製造方法(或液晶顯示器元件之製造方法)中，儘管藉由施加關於液晶層之預定電場對準液晶分子，但紫外線可作為能量射線向聚合化合物發射。
在第二參考實施例之液晶顯示器之製造方法中，藉由向聚合化合物(對準加工前之化合物)發射能量射線向液晶分子施加預傾。亦即，藉由在液晶分子經排列之狀態下交聯聚合化合物之第二側鏈或使其變形，可關於液晶分子施加預傾，即使在密封液晶層之前未關於對準膜發射線性偏振光或傾斜方向之光，或即使未使用大規模設備。因此，反應速度相較於未向液晶分子施加預傾之情形未改良。
第一實施例之液晶顯示器或本發明第一實施例之液晶顯示器之製造方法(包括較佳實施例及組態)在下文中可統稱及簡稱為「第一實施例」，第一參考實施例之液晶顯示器或第一參考實施例之液晶顯示器之製造方法(包括較佳實施例及組態)在下文中可統稱及簡稱為「第一參考實施例」，且第二參考實施例之液晶顯示器之製造方法(包括較佳實施例及組態)在下文中可統稱及簡稱為「第二參考實施例」。
在第一實施例、第一參考實施例及第二實施例中，組態液晶層之液晶組合物可具有含有至少一種由以下通式(AN-2)表示之烯基化合物的組態，可具有含有至少一種由以下通式(AN-3)表示之烯基化合物的組態，可具有含有至少一種由以下通式(AN-4)表示之烯基化合物的組態，或可具有含有至少一種由以下通式(AN-5-1)或通式(AN-5-2)表示之烯基化合物的組態。液晶組合物中之烯基化合物可例如藉由使用氣相層析法裝置偵測。
此處，RAN21為具有1至10個碳原子之烯基且RAN22為具有1至10個碳原子之烷基。
此處，RAN31為具有1至10個碳原子之烯基且RAN32為具有1至10個碳原子之烷基。
此處，RAN41為具有1至10個碳原子之烯基且RAN42為具有1至10個碳原子之烷基。
此處，RAN51為具有1至10個碳原子之烯基，RAN52為具有1至10個碳原子之烷氧基，且L1及L2各自獨立地為氟原子或氯原子。
烯基化合物之組合的實例包括通式(AN-2)與通式(AN-3)之組合、通式(AN-2)與通式(AN-4)之組合、通式(AN-2)與通式(AN-5-1)之組合、通式(AN-2)與通式(AN-5-2)之組合、通式(AN-2)、通式(AN-5-1)與通式(AN-5-2)之組合、通式(AN-3)與通式(AN-4)之組合、通式(AN-3)與通式(AN-5-1)之組合、通式(AN-3)與通式(AN-5-2)之組合、通式(AN-3)、通式(AN-5-1)與通式(AN-5-2)之組合、通式(AN-4)與通式(AN-5-1)之組合、通式(AN-4)與通式(AN-5-2)之組合、通式(AN-4)、 通式(AN-5-1)與通式(AN-5-2)之組合、通式(AN-5-1)與通式(AN-5-2)之組合、通式(AN-2)、通式(AN-3)與通式(AN-4)之組合、通式(AN-2)、通式(AN-3)與通式(AN-5-1)之組合、通式(AN-2)、通式(AN-3)與通式(AN-5-2)之組合、通式(AN-2)、通式(AN-3)、通式(AN-5-1)與通式(AN-5-2)之組合、通式(AN-2)、通式(AN-4)與通式(AN-5-1)之組合、通式(AN-2)、通式(AN-4)與通式(AN-5-2)之組合、通式(AN-2)、通式(AN-4)、通式(AN-5-1)與通式(AN-5-2)之組合、通式(AN-3)、通式(AN-4)與通式(AN-5-1)之組合、通式(AN-3)、通式(AN-4)與通式(AN-5-2)之組合、通式(AN-3)、通式(AN-4)、通式(AN-5-1)與通式(AN-5-2)之組合、通式(AN-2)、通式(AN-3)、通式(AN-4)與通式(AN-5-1)之組合、通式(AN-2)、通式(AN-3)、通式(AN-4)與通式(AN-5-2)之組合，及通式(AN-2)、通式(AN-3)、通式(AN-4)、通式(AN-5-1)與通式(AN-5-2)之組合。
或者，在第一實施例、第一參考實施例及第二參考實施例中，組態液晶層之液晶組合物可具有至少含有電負性烯基化合物與電中性烯基化合物之混合物的組態。此處，電負性烯基化合物可定義為含有烯基且具有負介電各向異性的化合物，且電中性烯基化合物可定義為含有烯基且不具有介電各向異性的化合物。
在含有上文所述較佳實施例之第一實施例中，可存在藉由彼此交聯聚合化合物(對準加工前之化合物)獲得之化合物(對準加工後之化合物)經組態以具有第一側鏈、第二側鏈及關於基板支撐第一側鏈及第二側鏈之主鏈的組態，第一側鏈及第二側鏈各自結合於主鏈，沿第一側鏈或藉由插入第一側鏈之間向液晶分子施加預傾。該結構之示意圖顯示於圖1A中，且在以下描述中，第一側鏈可顯示為「L」且第二側鏈可顯示為「A」。或者，在含有上文所述較佳實施例之第一參考實施例中，可存在藉由使聚合化合物(對準加工前之化合物)變形獲得 之化合物(對準加工後之化合物)經組態以具有第一側鏈、第二側鏈及關於基板支撐第一側鏈及第二側鏈之主鏈的組態，第一側鏈及第二側鏈各自結合於主鏈，且沿第一側鏈或藉由插入第一側鏈之間向液晶分子施加預傾。或者，在含有上文所述較佳實施例之第二參考實施例中，可存在藉由向聚合化合物發射能量射線獲得之化合物經組態以具有第一側鏈、第二側鏈及關於基板支撐第一側鏈及第二側鏈之主鏈的組態，第一側鏈及第二側鏈各自結合於主鏈，且沿第一側鏈或藉由插入第一側鏈之間向液晶分子施加預傾。
或者，在含有上文所述較佳實施例之第一實施例中，可存在藉由彼此交聯聚合化合物(對準加工前之化合物)獲得之化合物(對準加工後之化合物)經組態以具有第一側鏈、第二側鏈及關於基板支撐第一側鏈及第二側鏈之主鏈的組態，第一側鏈與第二側鏈彼此結合，第一側鏈或第二側鏈結合於主鏈，且沿第一側鏈或藉由插入第一側鏈之間向液晶分子施加預傾。該結構之示意圖顯示於圖1B中。或者，在含有上文所述較佳實施例之第一參考實施例中，可存在藉由使聚合化合物(對準加工前之化合物)變形獲得之化合物(對準加工後之化合物)經組態以具有第一側鏈、第二側鏈及關於基板支撐第一側鏈及第二側鏈之主鏈的組態，第一側鏈與第二側鏈彼此結合，第一側鏈或第二側鏈結合於主鏈，且沿第一側鏈或藉由插入第一側鏈之間向液晶分子施加預傾。或者，在含有上文所述較佳實施例之第二參考實施例中，可存在藉由向聚合化合物發射能量射線獲得之化合物經組態以具有第一側鏈、第二側鏈及關於基板支撐第一側鏈及第二側鏈之主鏈的組態，第一側鏈與第二側鏈彼此結合，第一側鏈或第二側鏈結合於主鏈，且沿第一側鏈或藉由插入第一側鏈之間向液晶分子施加預傾。
在彼等情形中，可存在第一側鏈由(A11)n11-RSD11-(A12)n12-RSD12-RSD13(SD-1)形成之組態，A11及A12各自為-CH2-、-O-、-COO-或- OCO-，n11及n12各自為0或1，RSD11為具有0至40個碳原子之烷基或具有1至40個碳原子之氟烷基，RSD12為具有至少一個環結構之二價有機機團，且RSD13為單價基團，包括氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基或碳酸酯基，或其衍生物。A11為將RSD11結合於另一部分之部分，且A12為使RSD11與RSD12彼此結合之部分。RSD11用作所謂間隔基。此外，RSD12為與液晶分子相互作用之部分，詳言之，可組態成具有液晶原基，可展現液晶特性或可不展現液晶特性，或與液晶分子具有相同結構，或具有與液晶分子類似之結構，且類固醇衍生物、膽固醇衍生物、聯苯基、三苯基或萘可用作其更特定結構。RSD13為末端基團。
此外，在彼等情形中，可存在第二側鏈由(A21)n21-RSD21-(A22)n22-RSD22-RSD23(SD-2)形成之組態，A21及A22各自為-CH2-、-O-、-COO-或-OCO-，n21及n22各自為0或1，RSD21為具有0至40個碳原子之烷基或具有1至40個碳原子之氟烷基，RSD22為具有至少一種選自包括以下之群之結構的二價基團：乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、查爾酮、桂皮酸酯基、桂皮醯基、香豆素基、順丁烯二醯亞胺基、二苯甲酮基、降莰烯基、米糠醇基及聚葡萄胺糖基，或伸乙炔基，且RSD23為包括以下之單價基團：氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基或碳酸酯基，或其衍生物。A21為將RSD21結合於另一部分之部分，且A22為使RSD21與RSD22彼此結合之部分。RSD21用作所謂間隔基。RSD22為反應性組分且RSD23為末端基團。
在上文所述之第一實施例、第一參考實施例及第二參考實施例之多個較佳組態中，主鏈可具有具有聚醯亞胺結構(亦即主鏈在重複單元中含有醯亞胺鍵)、具有聚矽氧烷結構或由聚醯胺酸形成之組態。
在具有上文所述之較佳實施例及組態之第一實施例、第一參考實施例及第二實施例中，可提供由在基板上提供之電極或突起上形成 的裂縫部分形成之對準調節單元。或者，可提供由電極上形成之凹-凸部分形成的對準調節單元。第一對準膜之表面粗糙度Ra可等於或小於1nm，或對準膜對中至少一個膜之表面粗糙度Ra可等於或小於1nm。此處，基於JIS B 0601：2001調節表面粗糙度Ra。
在具有上文所述之較佳實施例及組態之第一實施例、第一參考實施例及第二實施例中，第二對準膜可由組討第一對準膜之聚合化合物(對準加工前之化合物)形成，或對準膜對可具有彼此相同之組成。此處，只要其經第一實施例、第一參考實施例及第二參考實施例中調節之聚合化合物(對準加工前之化合物)組態，對準膜對可具有彼此組成不同之組態，或第二對準膜可具有由不同於組態第一對準膜之聚合化合物(對準加工前之化合物)的聚合化合物形成之組態。聚合化合物(對準加工後之化合物)可具有關於基板對以預定方向排列液晶分子之結構。此外，基板對可經包括像素電極之基板及包括相對電極之基板組態。
在對準膜材料或對準膜中用作對準加工前之化合物或對準加工後之化合物的聚合化合物前驅物(下文將詳細描述)含量較佳等於或大於1質量%且等於或小於30質量%，且更佳等於或大於3質量%且等於或小於10質量%。必要時，可向對準膜材料中混合光聚合引發劑。
主鏈之描述
下文中，將描述組態聚合化合物(對準加工前之化合物或對準加工後之化合物)的主鏈。
對準加工前之化合物較佳具有高耐熱性之結構作為主鏈。因此，液晶顯示器(液晶顯示器元件)暴露於高溫環境，因為對準膜中之對準加工後之化合物保持關於液晶分子之對準調節能力，所以顯示器特性(諸如對比度)與反應特性一起以卓越方式保持，且保證可靠性。此處，如上文所述，主鏈較佳例如在重複單元中含有醯亞胺鍵。舉例 而言，具有由式(1)表示之聚醯亞胺結構的聚合化合物用作在主鏈中含有醯亞胺鍵的對準加工前之化合物。具有由式(1)表示之聚醯亞胺結構之聚合化合物可經一種由式(1)表示之聚醯亞胺結構組態，可含有複數個彼此隨機相聯的由式(1)表示之聚醯亞胺結構，或可具有除了由式(1)表示之結構之外的另一結構。
此處，R1為四價有機基團，R2為二價有機基團，且n1為等於或大於1之整數。
只要其為藉由含有碳組態之四價或二價基團，則任意設定式(1)之R1及R2之組分，但R1及R2中任一者中較佳含有作為第二側鏈之可交聯官能基。這是因為對準加工後之化合物中容易獲得充分對準調節能力。
在作為對準加工前之化合物的聚合化合物前驅物具有由式(1)表示之聚醯亞胺結構之情形中，聚醯胺酸可用作聚合化合物前驅物。作為聚合化合物前驅物之聚醯胺酸例如藉由使二胺化合物與四羧酸二酐彼此反應合成。本文所用之二胺化合物與四羧酸二酐中至少一者具有可交聯官能基。二胺化合物之實例包括具有由式(A-1)至式(A-15)表示之可交聯官能基的化合物，且四羧酸二酐之實例包括具有由式(a-1)至式(a-10)表示之可交聯官能基的化合物。
此處，X1至X4中每一者為單鍵或二價有機基團。
此處，X5至X7中每一者為單鍵或二價有機基團。
在合成聚醯胺酸作為聚合化合物前驅物使得對準加工前之化合物具有豎直對準誘導結構部分的情形中，除了上文所述具有可交聯官能基之化合物之外，可使用作為二胺化合物的具有由式(B-1)至式(B-36)表示之豎直對準誘導結構部分之化合物，或使用作為四羧酸二酐的具有由式(b-1)至式(b-3)表示之豎直對準誘導結構部分之化合物。
此處，a4至a6中之每一者為等於或大於0之整數及等於或小於21之整數。
此處，a4為等於或大於0之整數及等於或小於21之整數。
此處，a4為等於或大於0之整數及等於或小於21之整數。
在合成聚醯胺酸作為聚合化合物前驅物之情形中，除了具有上文所述之可交聯官能基的化合物之外，具有由式(C-1)至式(C-20)表示之基團的化合物可用作二胺化合物。
或者，在合成聚醯胺酸作為聚合化合物前驅物之情形中，除了具有上文所述之可交聯官能基的化合物之外，具有由式(D-1)至式(D-7)表示之基團的化合物可用作二胺化合物。
此處，n為等於或大於3且等於或小於20之整數。
在合成聚醯胺酸作為聚合化合物前驅物使得對準加工前之化合物具有兩種結構(含有豎直對準誘導結構部分之結構或含有可交聯官 能基作為式(1)之R2之結構)的情形中，例如選擇如下文所述之二胺化合物及四羧酸二酐。亦即，使用至少一種包括由式(A-1)至式(A-15)表示之可交聯官能基的化合物、至少一種具有由式(B-1)至式(B-36)及式(b-1)至式(b-3)表示之豎直對準誘導結構部分的化合物及至少一種由式(E-1)至式(E-28)表示之四羧酸二酐。式(E-23)之R1及R2各自相同或不同且為烷基、烷氧基或鹵素原子，且鹵素原子之種類任意。
此處，R1及R2各自為烷基、烷氧基或鹵素原子。
在合成聚醯胺酸作為聚合化合物前驅物使得對準加工前之化合物具有兩種結構作為式(1)之R2的情形中，例如選擇如下文所述之二胺化合物及四羧酸二酐。亦即，使用至少一種包括由式(A-1)至式(A-15)表示之可交聯官能基的化合物、至少一種由式(C-1)至式(C-20)表示之化合物及至少一種由式(E-1)至式(E-28)表示之四羧酸二酸酐。
或者，在合成聚醯胺酸作為聚合化合物前驅物使得對準加工前之化合物具有兩種結構作為式(1)之R2的情形中，例如選擇如下文所述之二胺化合物及四羧酸二酐。亦即，使用至少一種包括由式(A-1)至式(A-15)表示之可交聯官能基的化合物、至少一種由式(D-1)至式(D-7)表示之化合物及至少一種由式(E-1)至式(E-28)表示之四羧酸二酸酐。
對準加工前之化合物較佳具有用於在與基板表面垂直之方向對準液晶分子的結構(下文稱為「豎直對準誘導結構部分」)。這是因為可進行所有液晶分子之對準調節，即使對準膜除了對準加工後之化合物外不含具有垂直對準誘導結構部分之化合物(所謂一般豎直對準劑)。此外，可更均勻展現關於液晶層之對準調節能力的對準膜相較於另外含有具有豎直對準誘導結構部分之化合物的情形容易形成。在 對準加工前之化合物中，豎直對準誘導結構部分可含於主鏈中、含於第二側鏈中，或含於其兩者中。在對準加工前之化合物具有由式(1)表示之聚醯亞胺結構的情形中，處於可用性之觀點較佳含有兩種結構，其為含有豎直對準誘導結構部分作為R2之結構(重複單元)及含有可交聯官能基作為R2之結構(重複單元)。若對準加工前之化合物中含有豎直對準誘導結構部分，則對準加工後之化合物中亦含有該部分。
豎直對準誘導結構部分之實例包括具有10個或10個以上碳原子之烷基、具有10個或10個以上碳原子之鹵化烷基、具有10個或10個以上碳原子之烷氧基、具有10個或10個以上碳原子之鹵化烷氧基及具有環結構之有機基團。特定言之，由式(11-1)至式(11-6)表示之結構用作例如含有豎直對準誘導結構部分之結構。此處，由式(11-1)至式(11-6)表示之結構亦可用作第一側鏈(L)。
此處，Y為具有10個或10個以上碳原子之烷基、具有10個或10個以上碳原子之烷氧基或具有環結構之單價有機基團。Y2至Y15中之每 一者為具有10個或10個以上碳原子之烷基、具有10個或10個以上碳原子之烷氧基或具有環結構之單價有機基團，且Y2及Y3中至少一者、Y4至Y6中至少一者、Y7至Y8中至少一者、Y9至Y12中至少一者及Y13至Y15中至少一者中之每一者為具有10個或10個以上碳原子之烷基、具有10個或10個以上碳原子之烷氧基或具有環結構之單價有機基團。此處，Y11及Y12可彼此結合形成環結構。
由式(12-1)至式(12-23)表示之基團用作例如具有環結構作為豎直對準誘導結構部分之單價有機基團。由式(13-1)至式(13-7)表示之基團用作例如具有環結構作為豎直對準誘導結構部分之二價有機基團。此處，由式(12-1)至式(12-23)及式(13-1)至式(13-7)表示之結構亦可用作第一側鏈(L)。
此處，a1至a3中之每一者為等於或大於0且等於或小於21之整數。
此處，a1為等於或大於0且等於或小於21之整數。
豎直對準誘導結構部分不限於上文所述之基團，只要結構用於將液晶分子排列成與基板表面垂直之方向。除上文所述之對準加工後之化合物外，對準膜中可含有其他豎直對準劑。其他豎直對準劑之實例包括具有豎直對準誘導結構部分之聚醯亞胺、具有豎直對準誘導結構部分之聚矽氧烷及其類似物。
對準加工後之化合物可含有未反應之可交聯官能基，但較佳含有少量未反應之可交聯官能基，因為在驅動期間反應之情形中液晶分子之對準可能混亂。對準加工後之化合物中所含的未反應之可交聯官能基可例如藉由拆卸液晶顯示器及用透射型或反射型傅里葉變換紅外線光譜儀(Fourier transform infrared spectrophotometer，FT-IR)分析對準膜來檢驗。詳言之，首先，拆卸液晶顯示器且用有機溶劑或其類似物清潔對準膜之表面。此後，藉由用FT-IR分析對準膜，若對準膜中保留用於形成交聯結構之雙鍵，例如獲得源自雙鍵之吸收譜且可檢驗 未反應之可交聯官能基的存在或不存在。
如上文所述，第二側鏈可由式(SD-2)表示。
(A21)n21-RSD21-(A22)n22-RSD22-RSD23 (SD-2)
此處，作為由式(SD-2)表示之第二側鏈的特定結構，可使用包括由式(21-1)至式(21-27)表示之基團的化合物，或可使用包括由以下式(F-1)至式(F-18)表示之基團的化合物。
本發明液晶顯示器之描述
接著，將描述本發明液晶顯示器(液晶顯示器元件)之常見組態及結構。圖2中顯示第一實施例及第一參考實施例之液晶顯示器(或液晶顯示器元件)之示意性部分截面圖。液晶顯示器包括液晶顯示器元件，其包括提供於一對基板20及30之對向表面側上的一對對準膜22及32，及液晶層40，該液晶層提供於一對對準膜22與32之間且經組態以具有含有液晶分子41之液晶組合物，該等液晶分子具有負介電各向異性。
特定言之，液晶顯示器包括複數個像素10(10A、10B、10C...)。在液晶顯示器(液晶顯示器元件)中，在對準膜22與32之間含有液晶分子41的液晶層40提供於薄膜電晶體(TFT)基板20與彩色濾光片(CF)基板30之間。液晶顯示器(液晶顯示器元件)為所謂透射型且其顯示器模式為豎直對準(VA)模式。圖2顯示未施加驅動電壓之非驅動狀態。
在TFT基板20中，複數個像素電極20B以矩陣形狀安置於例如玻璃基板20A面向CF基板30側的表面上。提供TFT開關元件，包括用於驅動連接於TFT開關元件之複數個像素電極20B，或閘極線及源極線(未圖示)中之每一者的閘極、電源及汲極。像素電極20B提供於用於經像素分隔單元50電分隔之各像素的玻璃基板20A上，且例如經具有 透明度之材料(諸如氧化銦錫(ITO))組態。在像素電極20B中，在各像素中例如提供具有條紋或V形圖案之裂縫部分21(上面未形成電極之部分)。因此，若施加驅動電壓，則施加關於液晶分子41之長軸方向傾斜的電場，且在像素中形成具有不同對準方向之區域(對準分度)，且因此改良視角特性。亦即，裂縫部分21為調節液晶層40中所有液晶分子41之對準以保證卓越顯示器特性的對準調節單元，且此處，液晶分子41在施加驅動電壓時的對準方向由裂縫部分21調節。如上文所述，施加預傾時液晶分子41之方位角由電場方向基本調節，且電場方向由對準調節單元決定。在像素電極20B中，例如可在各像素中提供具有條紋或V形圖案之凹-凸部分代替裂縫部分21。
在CF基板30中，例如具有紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)之條紋彩色濾光片(未圖示)以及相對電極30B實質上安置於面向TFT基板20之玻璃基板30A的表面上有效顯示器區域的整個表面。以與像素電極20B相同之方式，相對電極30B例如經具有透明度之材料(諸如氧化銦錫(ITO))組態。
對準膜22提供於液晶層40側上TFT基板20之表面上，從而覆蓋像素電極20B及裂縫部分21(或凹-凸部分)。對準膜32提供於液晶層40側上CF基板30之表面上，從而覆蓋相對電極30B。對準膜22及32用於調節液晶分子41之對準，且在此處具有在與基板表面垂直之方向中對準液晶分子41且在基板附近關於液晶分子41(41A及41B)施加預傾的功能。在圖2所示之液晶顯示器(液晶顯示器元件)中，CF基板30側上未提供裂縫部分。
圖10顯示圖2所示之液晶顯示器的電路配置。
如圖10中所示，藉由含有液晶顯示器元件組態液晶顯示器，該液晶顯示器元件包括提供於顯示器區域60中之複數個像素10。在液晶顯示器中，在顯示器區域60周圍提供源極驅動器61、閘極驅動器62、 控制源極驅動器61及閘極驅動器62之定時控制器63，及向源極驅動器61及閘極驅動器62供應電力之電力電路64。
顯示器區域60為顯示影像之區域，且為經組態使得藉由在矩陣中排列複數個像素10顯示影像之區域。除了含有複數個像素10之顯示器區域60之外，圖10另外顯示對應於四個像素10之放大區。
在顯示器區域60中，複數個源極線71排列於行方向中，複數個閘極線72排列亞列方向中，且各像素10安置於源極線71及閘極線72彼此相交的位置。藉由納入像素電極20B、液晶層40、電晶體121及電容器122組態各像素10。在各電晶體121中，源電極連接於源極線71，閘電極連接於閘極線72，且汲電極連接於電容器122及像素電極20B。各源極線71連接於源極驅動器61且影像信號由源極驅動器61供應。各閘極線72連接於閘極驅動器62且掃描信號由閘極驅動器62繼續供應。
源極驅動器61及閘極驅動器62選擇來自複數個像素10的特定像素10。
定時控制器63向源極驅動器61輸出例如影像信號(例如對應於紅色、綠色及藍色之各RGB影像信號)，及用於控制源極驅動器61之操作的源極驅動器控制信號。此外，定時控制器63向閘極驅動器62輸出例如用於控制閘極驅動器62之操作的閘極驅動器控制信號。源極驅動器控制信號之實例包括水平同步信號、起始脈衝信號、用於源極驅動器之時鐘信號及其類似信號。閘極驅動器控制信號之實例包括豎直同步信號、用於閘極驅動器之時鐘信號及其類似信號。
在液晶顯示器中，藉由如下在像素電極20B與相對電極30B之間施加驅動電壓顯示影像。詳言之，源極驅動器61基於來自定時控制器63之影像信號輸出，藉由自定時控制器63輸出源極驅動器控制信號向預定源極線71供應個別影像信號。就此而言，閘極驅動器62藉由自定 時控制器63輸入閘極驅動器控制信號，繼續在預定時間選擇向閘極線72供應掃描信號。因此，選擇位於供應有影像信號之源極線71與供應有掃描信號之閘極線72彼此相互交叉之區域中的像素10，且向像素10施加驅動電壓。
接著，將使用實施例及實例描述本發明之液晶顯示器。
實施例1
實施例1係關於本發明第一實施例之VA模式之液晶顯示器(或液晶顯示器元件)，及第一實施例及第二參考實施例之液晶顯示器(或液晶顯示器元件)。
在實施例1中，對準膜22及32對中至少一者含有藉由彼此交聯聚合化合物獲得之化合物(對準加工後之化合物)，該等聚合化合物各自包括與液晶分子41相互作用之第一側鏈及作為第二側鏈之可交聯官能基，組態液晶層40之液晶組合物含有至少一種由通式(AN-1)表示之烯基化合物，且藉由交聯化合物(對準加工後之化合物)向液晶分子41施加預傾。實例中將描述第一側鏈、第二側鏈及由通式(AN-1)表示之烯基化合物的特定實例。
此處，對準加工後之化合物藉由形成含有一種或兩種或兩種以上包括主鏈、第一側鏈及第二側鏈之聚合化合物(對準加工前之化合物)之狀態的對準膜22及32，在其中提供液晶層40，接著彼此交聯聚合化合物，或向聚合化合物發射能量射線，更特定言之使可交聯官能基在向其施加電場或磁場時發生反應而產生。對準加工後之化合物具有關於基板對(特定言之TFT基板20及CF基板30)以預定方向(特定言之傾斜方向)排列液晶分子41之結構。如上文所述，藉由彼此交聯聚合化合物或向聚合化合物發射能量射線使對準膜22及32中含有對準加工後之化合物，且因此可在對準膜22及32附近關於液晶分子41施加預傾，且因此反應速度變高且顯示器特性改良。
在對準加工前之化合物中，複數個第二側鏈可結合於主鏈。或者，複數種側鏈可結合於主鏈且其至少一個側鏈可為第二側鏈。亦即，除了可交聯第二側鏈外，對準加工前之化合物可含有不顯示交聯特性之側鏈。可使用一種或複數種含有可交聯官能基之第二側鏈。任意設定可交聯官能基，只要在形成液晶層40之後其為可交聯官能基。可使用藉由光反應形成交聯結構之基團或可使用藉由熱反應形成交聯結構之基團作為可交聯基團，但其中，藉由光反應形成交聯結構之光反應性可交聯官能基(具有感光性之感光性基團)較佳。這是因為容易在預定方向中調節液晶分子41之對準，反應特性改良，且容易製造具有卓越顯示器特性之液晶顯示器(液晶顯示器元件)。使用來自乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、查爾酮基、桂皮酸酯基、桂皮醯基、香豆素基、順丁烯二醯亞胺基、二苯甲酮基、降莰烯基、米糠醇基及聚葡萄胺糖基之任一種結構作為光反應性可交聯官能基(具有感光性之感光性基團，例如光二聚感光性基團)。「可交聯官能基」不僅包括顯示光二聚反應之可交聯官能基，而且亦包括顯示聚合反應之可交聯官能基。亦即，在本發明中，「交聯」之概念不僅包括光二聚反應而且亦包括聚合反應。
液晶層40含有具有負介電各向異性之液晶分子41。液晶分子41例如以彼此正交之長軸及短軸中之每一者作為中心軸形成旋轉對稱形狀且具有負介電各向異性。
液晶分子41可分類成由對準膜22固持於對準膜22之邊界面附近的液晶分子41A，由對準膜32固持於對準膜32之邊界面附近的液晶分子41B，及其他液晶分子41C。液晶分子41C位於液晶層40之厚度方向的中間區，且經排列使得液晶分子41C之長軸方向(引向器)在驅動電壓關閉狀態下實質上垂直於玻璃基板20A及30A。此處，當驅動電壓關閉時，液晶分子傾斜且對準以便液晶分子41之引向器與玻璃基板 20A及30B平行。該運動由液晶分子41C在長軸方向之介電常數小於短軸方向的特性引起。液晶分子41A及41B亦具有與上文所述相同之特性，且因此，視驅動電壓之開及關狀態變化而定進行與液晶分子41C基本上相同之運動。此處，在驅動電壓關閉之狀態下，藉由對準膜22向液晶分子41A施加預傾θ1，且其引向器自玻璃基板20A及30A之正常方向傾斜。以與上文所述相同之方式，藉由對準膜32向液晶分子41B施加預傾θ2，且其引向器自玻璃基板20A及30A之正常方向傾斜。此處，「待固持」意謂對準膜22及32以及液晶分子41A及41C並非彼此固定來調節液晶分子41之對準。此外，如圖11所示，「預傾θ(θ1、θ2)」表明當與玻璃基板20A及30A之表面垂直之方向(法線方向)設為Z時，在驅動電壓關閉之狀態下，液晶分子41(41A及41B)之引向器D關於Z方向之傾斜角。
在液晶層40中，預傾θ1及θ2皆具有大於0°之值。在液晶層40中，預傾θ1及θ2可為彼此相同之角度(θ1=θ2)或可為彼此不同之角度(θ1≠θ2)，但預傾θ1及θ2較佳為彼此不同之角度。因此，關於施加驅動電壓之反應速度相較於預傾θ1及θ2皆為0°之情形可得以改良，且可獲得與預傾θ1及θ2皆為0°之情形中實質上相同的對比度。因此，當執行黑色顯示器之透射量可降低，通式改良反應速度，且可改良對比度。在預傾θ1及θ2設為彼此不同角度的情形中，預傾θ1及θ2中之較大預傾θ更合意地等於或大於1°且等於或小於4°。藉由將較大預傾θ設定於上文所述範圍中，獲得尤其高作用。
接著，將參照圖3所示之流程圖及圖4、圖5及圖6所示之示意性部分截面圖描述上文所述之液晶顯示器(液晶顯示器元件)的製造方法。圖4、圖5及圖6為簡化圖且因此僅顯示一個像素。
首先，在TFT基板20之表面上形成對準膜22且在CF基板30之表面上形成對準膜32(步驟S101)。
詳言之，首先，在玻璃基板20A之表面上提供例如矩陣形狀的包括預定淤塞部分21(或凹-凸部分)之像素電極20B製造TFT基板20。藉由在形成有彩色濾光片之玻璃基板30A的彩色濾光片上提供相對電極30B製造CF基板30。
同時，藉由彼此混合作為對準加工前之化合物或對準加工後之化合物的聚合化合物前驅物、溶劑及必要時一般豎直對準劑來製備液體對準膜材料。
製備之對準膜材料施加或印刷於TFT基板20及CF基板30中之每一者上從而覆蓋像素電極20B、裂縫部分21(或凹-凸部分)及相對電極30B。接著執行加熱法。加熱法之溫度較佳等於或高於80℃且更佳等於或高於150℃且等於或低於200℃。加熱法之加熱溫度可以逐步方式變化。因此，蒸發所施加或印刷之對準膜材料中所含之溶劑，且形成含有包括可交聯官能基作為第二側鏈之聚合化合物(對準加工前之化合物)的對準膜22及32。此後，必要時可執行諸如摩擦之方法。
接著，安置TFT基板20及CF基板30使得對準膜22及對準膜32面朝彼此，且液晶層40密封於對準膜22與對準膜32之間(步驟S102)。詳言之，用於保證單元間隙之間隔投影(例如塑膠珠粒)遍佈於TFT基板20或CF基板30之對準膜22或32上形成的任一表面，且例如藉由網版印刷法使用環氧基黏著劑或其類似物印刷密封部分。此後，如圖4中所示，TFT基板20及CF基板30經間隔投影及密封部分彼此結合，使得對準膜22及32面朝彼此且向其中注射液晶組合物(液晶材料)。此後，藉由加熱或其類似方法使密封部分硬化，將液晶組合物密封於TFT基板20與CF基板30之間。圖4顯示密封於對準膜22與對準膜32之間的液晶層40之截面組態。
接著，如圖5所示，使用電壓施加單元1在像素電極20B與相對電極30B之間施加電壓V1(步驟S103)。電壓V1為例如5伏特至30伏特。 因此，在關於玻璃基板20A及30A之表面形成預定角度之方向中產生電場，且液晶分子41傾斜且在玻璃基板20A及30A之豎直方向的預定方向中對準。亦即，此時之液晶分子41之方位角(偏轉角)由電場方向調節，且其極性角(天頂角)由電場強度調節。液晶分子41之傾斜角，及以下文將描述之步驟施加於由對準膜22固持於對準膜22之邊界面附近的液晶分子41A以及由對準膜32固持於對準膜32之邊界面附近的液晶分子41B之預傾θ1及θ2實質上彼此相同。因此，可藉由適當調節電壓V1值控制液晶分子41A及41B之預傾θ1及θ2的值。
此外，如圖6中所示，如施加電壓V1之狀態中，例如自TFT基板20之外側關於對準膜22及32發射能量射線(特定言之紫外線UV)。亦即，在向其施加電場或磁場時關於液晶層40發射紫外線，從而以關於基板20及30對之表面的傾斜方向排列液晶分子41。因此，對準膜22及32中對準加工前之化合物中包括之可交聯官能基彼此反應，使對準加工前之化合物交聯(步驟S104)。藉此，儲存待藉由對準加工後之化合物由液晶分子41反應之方向且在對準膜22及32附近向液晶分子41施加預傾。因此，在對準膜22及32中形成對準加工後之化合物，且向位於對準膜22及32之邊界面附近且為非驅動狀態的液晶層40之液晶分子41A及41B施加預傾θ1及θ2。較佳使用含有大量光學元件且具有約365nm之波長的紫外線作為紫外線UV。若使用含有大量光學元件且具有短波長範圍之紫外線，則液晶分子41可光解及降級。此處，紫外線UV自TFT基板20之外側發射，但可自CF基板30之外側發射或可自TFT基板20及CF基板30之外側發射。在此情形中，較佳自基板具有較高透射率之側發射紫外線。在紫外線UV自CF基板30外側發射之情形中，紫外線可經彩色濾光片吸收且視紫外線UV之波長範圍而定可能難以進行交聯反應。因此，較佳自TFT基板20之外側(包括像素電極之表面側)發射紫外線。
使用上文所述之步驟，可完成圖2中所示之液晶顯示器(液晶顯示器元件)。
在操作液晶顯示器(液晶顯示器元件)時，若在所選像素10中施加驅動電壓，則液晶層40中所含之液晶分子41的對準狀態基於像素電極20B與相對電極30B之間的電位差發生變化。詳言之，在液晶層40中，藉由自如圖2所示之施加驅動電壓前的狀態施加驅動電壓，位於對準膜22及32附近之液晶分子41A及41B在其傾斜方向傾斜，且該操作傳播至其他液晶分子41C。因此，液晶分子41起反應，從而關於TFT基板20及CF基板30實質上水平(與其平行)。因此，液晶層40之光學特性變化，液晶顯示器元件之入射光變為藉由調節入射光獲得之出射光，且基於出射光表示灰度級，且因此顯示影像。
此處，在根本未執行預傾法之液晶顯示器元件及包括其之液晶顯示器中，儘管在基板上提供對準調節單元(諸如調節液晶分子對準之裂縫部分)，但若向其施加驅動電壓，則在與基板垂直之方向對準的液晶分子發生傾斜，使得引向器面向基板之面內方向中的任意方位。在對如上文所述之驅動電壓起反應的液晶分子中途，各別液晶分子之引向器的方位彼此移位，且總體上產生對準混亂。因此，反應速度變低，反應特性降級，且因此，顯示器特性可能降級。此外，若設定初始驅動電壓且驅動(多度驅動)高於顯示器狀態中之驅動電壓，則當施加初始驅動電壓時，存在起反應之液晶分子及實質上未起反應之液晶分子，且其間之引向器的傾斜狀態之間存在大差異。此後，若向其施加顯示器狀態中之驅動電壓，則施加初始驅動電壓時起反應之液晶分子傾斜基於顯示器狀態中之驅動電壓獲得的引向器之傾角，而其操作實質上不會傳播至其他液晶分子，且其傾角傳播至其他液晶分子。因此，所有像素之亮度均達到施加初始驅動電壓時顯示器狀態之亮度，但此後，其亮度降低且再次達到顯示器狀態時之亮度。亦即若 進行過度驅動，則反應速度表面上高於未進行過度驅動之情況，但難以獲得足夠顯示器品質。IPS模式或FFS模式之液晶顯示器元件中很難出現問題，且為VA模式之液晶顯示器元件的特定問題。
相比之下，在實施例1之液晶顯示器(液晶顯示器元件)及其製造方法中，上文所述之對準膜22及32關於液晶分子41A及41B施加預定預傾θ1及θ2。因此，難以出現根本未進行預傾法時出現的問題，關於驅動電壓之反應速度顯著改良，且執行過度驅動時的顯示器品質亦得以改良。此外，因為TFT基板20及CF基板30中至少一者上提供了作為調節液晶分子41之對準的對準調節單元的裂縫部分21(或凹-凸部分)，所以保證了諸如視角之顯示器特性，且因此在保持卓越顯示器特性的狀態下改良反應特性。
在相關技術(光對準膜技術)之液晶顯示器的製造方法中，藉由關於基板表面上提供的含有預定聚合化合物之前驅膜發射線性偏振光或傾斜方向之光(下文稱為「斜射光」)形成對準膜，且因此執行預傾法。因此，當形成對準膜時，必需提供大規模發光設備，諸如發射線性偏振光之設備或發射斜射光之設備。形成包括實現較寬視角之多個域的像素必需大規模設備，且其製造步驟複雜。特定言之，在使用斜射光形成對準膜之情形中，若基板上存在結構對象(諸如間隔或凹面及凸面)，則因為結構對象之陰影而產生斜射光不會到達之區域，且難以關於此區域中之液晶分子執行所要對準調節。在此情形中，舉例而言，考慮源源不斷之光的像素設計對於使用光罩在像素中提供多個域發射斜射光是必要的。亦即，當使用斜射光形成對準膜時，難以形成高清像素。
此外，自相關技術之光對準膜技術，在使用可交聯聚合化合物作為聚合材料的情形中，因為前驅膜中之可交聯聚合化合物中所含之可交聯官能基藉由熱運動面向隨機方位(方向)，所以降低可交聯官能 基之間的物理距離的可能性較低。此外，在發射隨機光(非偏振光)之情形中，可交聯聚合物基團藉由降低可交聯官能基之間的物理距離彼此反應，但偏振方向及反應部分之方向必需在使待藉由發射線性偏振光反應之可交聯聚合物基團的預定方向中均勻排列。此外，相較於線性光，每單位面積之斜射光之輻照度降低傳播輻照區域之面積。亦即，待藉由線性偏振光或斜射光反應之可交聯官能基的比率低於自豎直方向關於基板表面發射之隨機光(非偏振光)之情形中的比率。因此，所形成對準膜中之交聯強度(交聯程度)容易降低。
同時在實施例1中，在形成含有對準加工前之化合物的對準膜22及32之後，將液晶層40密封於對準膜22與對準膜32之間。接著，在對準加工前對準膜22及32中之化合物彼此交聯，同時藉由向液晶層40施加電壓且藉由液晶分子41排列可交聯官能基之方向(亦即藉由液晶分子41關於基板或電極調節第二側鏈之方向及亦第一側鏈之方向)執行液晶分子41的預定對準。因此，可形成向液晶分子41A及41B施加預傾θ的對準膜22及32。亦即，根據實施例1之液晶顯示器(液晶顯示器元件)及其製造方法，可在不使用大規模設備的情況下容易地改良反應特性。此外，當在對準加工之前彼此交聯化合物時，可關於液晶分子41施加預傾θ而不管紫外線之發射方向，且因此可形成高清像素。此外，因為產生對準加工前之化合物中可交聯官能基之方向經排列的狀態的對準加工後之化合物，對準加工後之化合物的交聯程度可高於藉由相關技術之製造方法獲得的對準膜。因此，即使長時間驅動時，但因為在驅動期間難以形成新交聯結構，所以液晶分子41A及41B之預傾θ1及θ2保持為製造時的狀態，且可改良可靠性。
在此情形中，在實施例1中，因為對準膜22及32中對準加工前之化合物在將液晶層40密封於對準膜22與32之間後彼此交聯，所以在驅動液晶顯示器元件持續增加時可改變透射率。
詳言之，在使用相關技術之光對準膜技術的情形中，如圖12A中所示，因為針對執行預傾法而發射的一些斜射光L被玻璃基板30之背面反射，所以一些液晶分子41(41P)之預傾方向可能混亂。在此情形中，因為一些液晶分子41之預傾方向偏離其他液晶分子41的預傾方向，所以作為顯示液晶分子41之對準狀態之指標(對準狀態之均勻程度)的有序參數變小。因此，在初始階段，當驅動液晶顯示器元件時，一些具有偏離預傾方向之液晶分子41P顯示與其他液晶分子41不同的分子運動且在與其他液晶分子41不同的方向中對準，且因此透射率變高。然而，此後，因為液晶分子41P具有對準以排列得像其他液晶分子41之對準一樣均勻得特性，所以將暫時傾斜之液晶分子41P之引向器方向設為與基板表面垂直，接著與其他液晶分子41之引向器方向一樣均勻排列。因此，液晶顯示器元件之透射率可能不會持續增加，但可局部降低。
同時，在藉由對準加工前之化合物在密封液晶層40後得交聯反應進行預傾法之實施例1中，基於驅動時液晶分子41之對準方向施加預傾，該預傾藉由諸如裂縫部分21之對準調節單元調節，從而調節液晶分子41之對準。因此，如圖12B中所示，液晶分子41之預傾方向容易均勻排列，且因此有序參數變大(較接近1)。因此，在驅動液晶顯示器元件時，因為液晶分子41顯示均勻運動，所以透射率持續增加。
此外，在相關技術之液晶顯示器元件得其他製造方法中，在使用含有具光聚合能力之單體之液晶材料形成液晶層之後，在含有單體之狀態的液晶層中進行液晶分子之預定對準時進行發光，使單體聚合。藉此，所形成之聚合物關於液晶分子施加預傾。然而，在所製造之液晶顯示器元件中，未反應之可光聚合單體留在液晶層中，且可靠性可能降低。此外，發光時間必需足夠長以移除未反應之單體，且製造所需之時間(間歇)可能變得較長。
相比之下，在實施例1中，儘管液晶層未使用藉由添加如上文所述之單體獲得的液晶組合物(液晶材料)形成，因為對準膜22及32關於液晶層40中之液晶分子41A及41B施加預傾θ1及θ2，所以可改良可靠性。此外，可抑制長間歇。此外，可不使用相關技術中關於液晶分子施加預傾之技術(例如摩擦法)即關於液晶分子41A及41B卓越施加預傾θ。因此，未出現由於對準膜上的摩擦劃痕引起對比度降低，由於摩擦時的靜電引起導線斷開及由於外來物質引起可靠性降低，這些均為摩擦法之問題。
在實施例1中，已描述使用含有包括主要具有聚醯亞胺結構之主鏈的對準加工前之化合物的對準膜22及32之情形，但對準加工前之化合物所包括之主鏈不限於具有聚醯亞胺結構之主鏈。舉例而言，主鏈可具有聚矽氧烷結構、聚丙烯酸酯結構、聚甲基丙烯酸酯結構、順丁烯二醯亞胺聚合物結構、苯乙烯聚合物結構、苯乙烯/順丁烯二醯亞胺聚合物結構、多醣結構或聚乙烯基醇結構，且其中包括具有聚矽氧烷結構之主鏈的對準加工前之化合物較佳。組態主鏈之化合物的玻璃轉移溫度Tg合意地等於或大於200℃。這是因為獲得了與含有聚醯亞胺結構之聚合化合物相同之結果。舉例而言，使用具有由式(2)表示之聚矽氧烷結構的聚合化合物作為包括具有聚矽氧烷結構之主鏈的對準加工前之化合物。式(2)之R10及R11任意設定，只要其為藉由含有碳組態之單價基團，但較佳R10及R11中之任一者含有可交聯官能基作為第二側鏈。這是因為在對準加工後之化合物中容易獲得足夠對準調節能力。
此處，R10及R11為單價有機基團且m1為等於或大於1之整數。
在實施例1中，藉由在像素電極20B上提供點亮部分21(或凹-凸部分)，進行對準分度來改良視角特性，但不限於此。舉例而言，可在像素電極20B與對準膜22之間提供突起代替裂縫部分21作為對準調節單元。藉由提供如上文所述之突起，亦可獲得與提供裂縫部分21之情形中相同之作用。此外，可在CF基板30的相對電極30B與對準膜32之間提供對準調節單元作為突起。在此情形中，以在基板之間不面朝彼此的方式安置TFT基板20上之突起及CF基板30上之突起。在此情形中，亦可獲得與上文所述相同之作用。
接著，將描述其他實施例，但相同參考數字將表示與實施例1一樣的組成元件且將省略其描述。亦將適當省略與實施例1中相同之操作及作用。實施例1中所述之多個技術問題亦適當適用於其他實施例。
實施例2
實施例2為實施例1之修正。在實施例1中，已描述形成對準膜22及32使得位於其附近之液晶分子41A及41B的預傾θ1及θ2實質上彼此相同的液晶顯示器(液晶顯示器元件)，但在實施例2中，其區分為預傾θ1及預傾θ2。
詳言之，在實施例2中，首先，以與上文所述步驟S101相同之方式製造包括對準膜22之TFT基板20及包括對準膜32之CF基板30。其次，例如含有紫外線吸收劑且密封於液晶層40中。接著，在像素電極20B與相對電極30B之間施加預定電壓且自TFT基板20側發射紫外線以使對準膜22中的對準加工前之化合物彼此交聯。此時，因為液晶層40中含有紫外線吸收劑，所以自TFT基板20側入射之紫外線被液晶層(crystal layer)40中之紫外線吸收劑吸收且難以到達CF基板30側。因此，對準膜22中產生對準加工後之化合物。接著，在像素電極20B與 相對電極30B之間施加與上述預定電壓不同之電壓，且自CF基板30側發射紫外線使對準膜32中的對準加工前之化合物彼此反應且形成對準加工後之化合物。因此，位於對準膜22及32附近的液晶分子41A及41B之預傾θ1及θ2可基於紫外線自TFT基板20側發射時施加之電壓及紫外線自CF基板30側發射時施加之電壓設定。因此，可區分預傾θ1及預傾θ2。然而，在TFT基板20上提供TFT開關元件或多個匯流排線且在驅動期間產生多個橫向電場。因此，需要在TFT基板20側形成對準膜22使得位於其附近之液晶分子41A的預傾θ1大於位於對準膜32附近之液晶分子41B之預傾θ2。因此，可有效降低液晶分子41A由橫向電場引起的對準混亂。
實施例3
實施例3為實施例1及2之修正。圖7顯示實施例3之液晶顯示器(液晶顯示器元件)的示意性部分截面圖。在實施例3中，不同於實施例1，藉由不含有對準加工後之化合物來組態對準膜22。亦即，實施例3經組態使得位於對準膜32附近之液晶分子41B之預傾θ2具有大於0°之值且位於對準膜22附近之液晶分子41A之預傾θ1為0°。
此處，對準膜22例如用上文所述之其他豎直對準劑組態。
當在TFT基板20上形成對準膜22時(圖3之步驟101)，可藉由使用上文所述之其他豎直對準劑代替對準加工前之化合物或聚合化合物前驅物作為對準加工前之化合物製造實施例3之液晶顯示器(液晶顯示器元件)。
在實施例3之液晶顯示器(液晶顯示器元件)中，在液晶層40中，液晶分子41A之預傾θ1為0℃且液晶分子41B之預傾θ2大於0℃。因此，相較於未進行預傾加工之液晶顯示器元件可顯著改良關於驅動電壓之反應速度。此外，因為液晶分子41A以接近玻璃基板20A及30A之法線方向的狀態對準，可降低執行黑色顯示器時光的透射量，且可相較於 實施例1及2之液晶顯示器(液晶顯示器元件)改良對比度。亦即，在液晶顯示器(液晶顯示器元件)中，例如可藉由將位於TFT基板20側上之液晶分子41A的預傾θ1設為0°來改良對比度，且藉由將位於CF基板30側上之液晶分子41B的預傾θ2設為大於0°改良反應速度。因此，可改良反應速度關於驅動電壓及對比度之平衡。
根據實施例3之液晶顯示器(液晶顯示器元件)及其製造方法，在TFT基板20上形成不含對準加工前之化合物的對準膜22，且在CF基板30上形成含有對準加工前之化合物的對準膜32。接著，將液晶層40密封於TFT基板20與CF基板30之間後，對準膜32中對準加工前之化合物彼此反應產生對準加工後之化合物。因此，因為不使用大規模發光設備即可形成施加關於液晶分子41B之預傾θ的對準膜32，所以容易改良反應特性。舉例而言，相較於使用含有光可聚合單體之液晶組合物(液晶材料)密封液晶層使光可聚合單體聚合之情形，可保證高可靠性。
實施例3之其他作用與實施例1相同。
如圖7中所示，實施例3經組態使得覆蓋CF基板30之對準膜32含有對準加工後之化合物且向位於液晶層40之CF基板30側上的液晶分子41B施加預傾θ2，但不限於此。亦即，如圖8中所示，實施例3可經組態使得對準膜32不含對準加工後之化合物，但覆蓋TFT基板20之對準膜22含有對準加工後之化合物且向位於液晶層40之TFT基板20側上的液晶分子41A施加預傾θ1。在此情形中，以與實施例3相同之方式進行操作且可獲得相同作用。然而，因為在如上文所述之TFT基板20中執行驅動時產生多個橫向電場，所以需要在TFT基板20側上形成對準膜22，從而關於位於其附近之液晶分子41A施加預傾θ1。因此，可有效降低液晶分子41由橫向電場引起的對準混亂。
實施例4
實施例4亦為實施例1及2之修正。圖9顯示實施例4之液晶顯示器(液晶顯示器元件)的示意性部分截面圖。實施例4具有與實施例1及2之液晶顯示器(液晶顯示器元件)相同的組態，但CF基板30中包括相對電極30B之不同組態。
詳言之，在相對電極30B中，以與像素電極20B相同之模式在各像素中提供裂縫部分31。在基板之間安置裂縫部分31使其不面朝裂縫部分21。因此，若施加驅動電壓，因為向其施加關於液晶分子41之引向器傾斜的電場，所以關於電壓之反應速度得以改良，且在像素中形成具有不同對準方向之區域(對準分度)，且因此改良視角特性。
藉由使用在玻璃基板30A之彩色濾光片上提供包括預定裂縫部分31之相對電極30B的基板(在圖3之步驟S101中)作為CF基板30來製造實施例4之液晶顯示器(液晶顯示器元件)。
根據實施例4之液晶顯示器(液晶顯示器元件)及其製造方法，在形成含有交聯前之聚合化合物的對準膜22及32之後，將液晶層40密封於對準膜22與對準膜32之間。接著，對準膜22及32中交聯前之聚合化合物彼此反應產生交聯聚合化合物。因此，施加關於液晶分子41A及41B之預定預傾θ1及θ2。因此，相較於未進行預傾加工之液晶顯示器元件可顯著改良關於驅動電壓之反應速度。因此，可不使用大規模發光設備即形成施加關於液晶分子41之預傾θ的對準膜22及32。因此，容易改良反應特性。舉例而言，相較於使用含有光可聚合單體之液晶組合物(液晶材料)密封液晶層使光可聚合單體聚合及進行預傾加工之情形，可保證高可靠性。
實施例4之液晶顯示器(液晶顯示器元件)及其製造方法之操作及作用與上文所述實施例1及2中的其操作及作用相同。
在實施例4中，形成對準膜22及32從而關於位於其附近之液晶分子41A及41B施加預傾θ1及θ2，但可使用與實施例3中所述製造方法相 同之方法向位於對準膜22及32中任一者附近之液晶分子41施加預傾θ。在此情形中，亦可獲得與上文所述之實施例3中相同之作用。
實施例5
在實施例1至4中，對準加工前之化合物在提供液晶層40之狀態下的對準膜22及32中之至少一者中彼此反應，產生對準加工後之化合物，且因此關於液晶分子41施加預傾。同時，在實施例5中，在提供液晶層40之狀態下的對準膜22及32中之至少一者中分解聚合化合物之結構，關於其附近之液晶分子41施加預傾。亦即，實施例5之液晶顯示器(液晶顯示器元件)具有與實施例1至4中相同之組態，但對準膜22及32之形成方法不同。
在液晶分子41A及41B具有預定預傾θ1及θ2之情形中，例如如下製造實施例5之液晶顯示器(液晶顯示器元件)。首先，例如在TFT基板20及CF基板30上形成含有聚合化合物(諸如上文所述之其他豎直對準劑)之對準膜22及32。接著，安置TFT基板20及CF基板30使得對準膜22及對準膜32面朝彼此，且液晶層40密封於對準膜22與32之間。接著，在像素電極20B與相對電極30B之間施加電壓，且與向其施加電壓之狀態一樣，向對準膜22及32發射含有大量光學元件且相較於上文所述紫外線UV具有短波長範圍(波長為約250nm)的紫外線UV。此時，對準膜22及32中之聚合化合物例如藉由具有短波長範圍之紫外線UV分解以改變結構。因此，可向位於對準膜22附近之液晶分子41A及位於對準膜32附近之液晶分子41B施加預定預傾θ1及θ2。
舉例而言，使用具有由式(31)表示之聚醯亞胺結構之聚合化合物作為密封液晶層40前對準膜22及32中所包括之聚合化合物。如式(I)之化學反應式中所示，使用式(31)表示之聚醯亞胺結構，藉由紫外線UV照射使式(32)之環丁烷結構裂解以具有式(32)表示之結構。
此處，R20為二價有機基團且p1為等於或大於1之整數。
在實施例5中，因為位於對準膜22附近之液晶分子41A及位於對準膜32附近之液晶分子41B具有預定預傾θ1及θ2，所以相較於未進行預傾法之液晶顯示器元件可顯著改良反應速度。不使用大規模設備即可形成可關於液晶分子41施加預傾θ之對準膜22及32中至少一者。因此，容易改良反應特性。因為藉由關於對準膜22及32發射之紫外線可分解液晶分子41，所以實施例1至4中容易保證較高可靠性。
實施例6
實施例6係關於第一參考實施例之液晶顯示器，及第一參考實施例及第二參考實施例之液晶顯示器的製造方法。
在實施例1至4中，藉由彼此交聯對準加工前之化合物(包括可交聯官能基作為第二側鏈)的可交聯官能基獲得對準加工後之化合物。 同時，在實施例6中，基於包括感光性官能基(由於能量射線之發射而伴隨變形)作為第二側鏈之對準加工前之化合物獲得對準加工後之化合物。亦即，在實施例6之液晶顯示器中，對準膜22及32對中之至少一者含有藉由使聚合化合物變形獲得之化合物(對準加工後之化合物)，該聚合化合物包括與液晶分子41相互作用之第一側鏈及作為第二側鏈之感光性官能基，組態液晶層40之液晶組合物含有至少一種由通式(AN-1)表示之烯基化合物，且藉由變形化合物(對準加工後之化合物)向液晶分子41施加預傾。
此處，在實施例6中，藉由含有一種或兩種或兩種以上在第二側 鏈中包括交聯結構之聚合化合物(對準加工後之化合物)組態對準膜22及32。藉由變形化合物向液晶分子41施加預傾。此處，對準加工後之化合物藉由形成含有一種或兩種或兩種以上包括主鏈、第一側鏈及第二側鏈之聚合化合物(對準加工前之化合物)之狀態的對準膜22及32，在其中提供液晶層40，接著使聚合化合物變形，或向聚合化合物發射能量射線，更特定言之使第二側鏈中所含之可交聯官能基在向其施加電場或磁場時變形而產生。對準加工後之化合物具有關於該對基板(特定言之TFT基板20及CF基板30)以預定方向(特定言之傾斜方向)排列液晶分子41之結構。如上文所述，藉由使聚合化合物變形或向聚合化合物發射能量射線使對準膜22及32中含有對準加工後之化合物，且因此可在對準膜22及32附近關於液晶分子41施加預傾，且因此反應速度變高且顯示器特性改良。
可使用具有偶氮基之偶氮苯化合物、骨架中具有亞胺及醛亞胺之化合物(為方便起見，稱為「醛亞胺苯」)及具有苯乙烯骨架之化合物(為方便起見，稱為「芪」)作為感光性官能基。化合物回應於能量射線(例如紫外線)變形，亦即從反式狀態過渡為順式狀態，從而向液晶分子41施加預傾。
詳言之，例如可使用以下式(AZ-1)至式(AZ-9)作為由式(AZ-0)表 示之偶氮苯化合物之「X」。
此處，R及R"中之任一者結合於含有二胺之苯環，另一者為末端基團，R、R'及R"各自為單價基團，具有氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基及碳酸酯基或其衍生物，且R"直接結合於具有二胺之苯環。
實施例6之液晶顯示器及其製造方法與實施例1至實施例4中之液晶顯示器及其製造方法基本上且實質上相同，但使用包括由於能量射線(特定言之紫外線)之發射而伴隨變形的感光性官能基之對準加工前之化合物，且因此將省略其描述。
實例1 實例1-A
實例1-A係關於第一實施例之液晶顯示器(液晶顯示器元件)，及第一實施例及第二參考實施例之液晶顯示器的製造方法。在實例1-A 中，使用以下程序製造圖2中所示之液晶顯示器(液晶顯示器元件)。
首先，製備TFT基板20及CF基板30。使用藉由在厚度為0.7mm之玻璃基板20A的一個表面側上形成像素電極20B獲得之基板作為TFT基板20，其中像素電極20B由具有裂縫圖案(線寬60μm且列間距10μm：裂縫部分21)之ITO形成。使用藉由在厚度為0.7mm且上面形成有彩色濾光片的玻璃基板30A之彩色濾光片上形成相對電極(所謂固體電極)30B獲得之基板作為CF基板30，其中相對電極由ITO形成。藉由像素電極20B上形成之裂縫圖案在TFT基板20與CF基板30之間施加傾斜電場。接著，在TFT基板20上形成厚度為3.2μm之間隔投影。
同時，製備對準膜材料。在此情形中，首先，將1mol具有式(A-7)中所示之可交聯官能基的化合物(二胺化合物)、1mol具有式(B-6)中所示之豎直對準誘導結構部分之化合物及2mol式(E-2)中所示之四羧酸二酐溶解於N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)中。接著，使此溶液在60℃下反應6小時後，向已反應之溶液中倒入大大過量之純水，使反應產物沈澱。接著，在分離出沈澱之固體物質後，所得材料用純水洗滌，在40℃下在減壓下乾燥15小時，且因此合成聚醯胺酸，其為作為對準加工前之化合物的聚合化合物前驅物。最後，藉由將3.0g所獲得之聚醯胺酸溶解於NMP，獲得固體內容物濃度為3質量%之溶液，接著用0.2μm過濾器過濾。所獲得對準加工前之化合物的結構式如下所示。
接著，在基於旋塗法將所製備之對準膜材料塗佈於TFT基板20及CF基板30中之每一者後，將塗覆之膜在80℃下在熱板上乾燥80秒。接著，在200℃下，在氮氣氛圍下，在烘箱中加熱TFT基板20及CF基 板30持續1小時。因此，在像素電極20B及相對電極30B上形成厚度為90nm之對準膜22及32。
接著，將含有粒徑為3.2μm之二氧化矽粒子的紫外線固化樹脂塗佈於CF基板30上像素部分的周圍形成密封部分，且向被密封部分包圍的部分添加下表1A中所示之液晶組合物(液晶材料)。在所有實例中，使用MLC-6608(由Merck Ltd.製造)作為具有負介電各向異性之液晶分子41。此後，TFT基板20及CF基板30彼此結合，使密封部分固化。接著，在120℃下，在烘箱中加熱基板1小時，使密封部分完全固化。因此，密封液晶層40且可完成液晶單元。
表1A
實例1-A之液晶組合物
(a)MLC-6608：58質量%
(b)由通式(AN-2)表示之烯基化合物：38質量%
此處，RAN21：具有2個碳原子之烯基
RAN22：具有3個碳原子之烷基
(c)由通式(AN-2)表示之烯基化合物：4質量%
此處，RAN21：具有3個碳原子之烯基
RAN22：具有3個碳原子之烷基
接著，在關於如上文所述製造之液晶單元以20伏特有效電壓值施加方形波AC電場(60Hz)的狀態下，向其發射500mJ(在365nm波長下量測)均勻紫外線，使對準膜22及32中的對準加工前之化合物彼此反應。因此，在TFT基板20及CF基板30兩者上形成含有對準加工後之化合物的對準膜22及32。藉此，可完成圖2中所示之液晶顯示器(液晶顯示器元件)，其中在TFT基板20及CF基板30側上的液晶分子41A及41B具有預傾。最終，將一對起偏振片結合於液晶顯示器之外側，以便吸收軸彼此正交。
表2中顯示下文將描述的所獲得實例1-A或實例1-B至實例1-K之液晶顯示器在3000小時後的電壓保持率。打開狀態下的液晶顯示器之背光恆定。同樣，τf之值顯示於表2中。此處，「τf」意謂當狀態由在像素電極20B與相對電極30B之間施加驅動電壓(7.5伏特)之狀態變為不向其施加驅動電壓(0伏特)之狀態時，從90%照度達到10%照度所用之時間。使用LCD5200(由Otsuka Electrons Co.,Ltd.製造)作為量測裝置。
實例1-B
在實例1-B中，以與實例1-A相同之方式製造液晶顯示器，但使用下表1B中所示之液晶組合物。
表1B
實例1-B之液晶組合物
(a)MLC-6608：61質量%
(b)由通式(AN-2)表示之烯基化合物：15質量%
此處，RAN21：具有2個碳原子之烯基
RAN22：具有4個碳原子之烷基
(c)由通式(AN-3)表示之烯基化合物：13質量%
此處，RAN31：具有2個碳原子之烯基
RAN32：具有1個碳原子之烷基
(d)由通式(AN-3)表示之烯基化合物：11質量%
此處，RAN31：具有2個碳原子之烯基
RAN32：具有2個碳原子之烷基
實例1-C
在實例1-C中，以與實例1-A相同之方式製造液晶顯示器，但使用下表1C中所示之液晶組合物。
表1C
實例1-C之液晶組合物
(a)MLC-6608：55質量%
(b)由通式(AN-2)表示之烯基化合物：31質量%
此處，RAN21：具有2個碳原子之烯基
RAN22：具有3個碳原子之烷基
(c)由通式(AN-3)表示之烯基：12質量%
此處，RAN31：具有2個碳原子之烯基
RAN32：具有1個碳原子之烷基
(d)由通式(AN-4)表示之烯基：2質量%
此處，RAN41：具有2個碳原子之烯基
RAN42：具有4個碳原子之烷基
實例1-D
在實例1-D中，以與實例1-A相同之方式製造液晶顯示器，但使用下表1D中所示之液晶組合物。
表1D
實例1-D之液晶組合物
(a)MLC-6608：81質量%
(b)由通式(AN-5-1)表示之烯基化合物：11質量%
此處，RAN51：具有2個碳原子之烯基
RAN52：具有2個碳原子之烷基
(c)由通式(AN-5-1)表示之烯基：8質量%
此處，RAN51：具有2個碳原子之烯基
RAN52：具有4個碳原子之烷基
實例1-E
在實例1-E中，以與實例1-A相同之方式製造液晶顯示器，但使用下表1E中所示之液晶組合物。
表1E
實例1-E之液晶組合物
(a)MLC-6608：73質量%
(b)由通式(AN-2)表示之烯基化合物：19質量%
此處，RAN21：具有2個碳原子之烯基
RAN22：具有5個碳原子之烷基
(c)由通式(AN-2)表示之烯基：8質量%
此處，RAN21：具有3個碳原子之烯基
RAN22：具有3個碳原子之烷基
實例1-F
在實例1-F中，以與實例1-A相同之方式製造液晶顯示器，但使用下表1F中所示且由下式(AN-5-2)表示之液晶組合物(此處，L1為氯原子且L2為氟原子)。
表1F
實例1-F之液晶組合物
(a)MLC-6608：89質量%
(b)由通式(AN-5-2)表示之烯基化合物：4質量%
此處，RAN61：具有3個碳原子之烯基
RAN62：具有2個碳原子之烷基
(c)由通式(AN-5-2)表示之烯基：3質量%
此處，RAN61：具有4個碳原子之烯基
RAN62：具有2個碳原子之烷基
(d)由通式(AN-5-2)表示之烯基：4質量%
此處，RAN61：具有5個碳原子之烯基
RAN62：具有2個碳原子之烷基
實例1-G
在實例1-G中，以與實例1-C相同之方式製造液晶顯示器，但使用以下結構式中所示的對準加工前之化合物。
實例1-H
在實例1-H中，以與實例1-C相同之方式製造液晶顯示器，但使用以下結構式中所示的對準加工前之化合物。
實例1-I
在實例1-I中，以與實例1-C相同之方式製造液晶顯示器，但使用以下結構式中所示的對準加工前之化合物。下文所示之上部所示的元件(材料)與下文所示之下部所示的元件(材料)之混合比率設為4/1莫耳比。
實例1-J
在實例1-J中，以與實例1-C相同之方式製造液晶顯示器，但使用以下結構式中所示的對準加工前之化合物。下文所示之上部所示的元件(材料)與下文所示之下部所示的元件(材料)之混合比率設為4/1莫耳比。
實例1-K
在實例1-K中，以與實例1-C相同之方式製造液晶顯示器，但使用以下結構式中所示的對準加工前之化合物。
比較實例1-A
在比較實例1-A中，僅使用MLC-6608(由Merck Ltd.製造)作為液晶組合物，MLC-6608為具有負介電各向異性之液晶分子。其他加工以與實例1-A相同之方式執行。
比較實例1-B
在比較實例1-B中，使用與實例1-A相同之液晶組合物作為液晶組合物。使用典型豎直對準膜AL60601(由JRS Corporation製造)作為對準膜。其他加工以與實例1-A相同之方式執行。
在比較實例1-A中，電壓保持率之值為實例1中之程度，但τf之值高於實例1。另一方面，在比較實例1-B中，τf之值為實例1中之程度，但電壓保持率之值低於實例1。在實例1-A至實例1-K中，可實現高電壓保持率值及短τf值兩者。
上文中，本發明已關於較佳實施例及實例描述本發明，但本發 明不限於此且可進行多種修正。舉例而言，在實施例及實例中已描述VA模式之液晶顯示器(液晶顯示器元件)，但本發明不限於此且可應用於其他顯示器模式，諸如TN模式、共平面切換(IPS)模式、邊緣場切換(FFS)模式或光學補償彎曲型(OCB)模式。此情形中亦獲得相同作用。然而，在本發明中，相較於未執行預傾加工之情形，在VA模式中，可尤其展現比IPS模式或FFS模式高之反應特性的改良作用。
此外，在實施例及實例中已描述透射型液晶顯示器(液晶顯示器元件)，但在本發明中不限於透射型，且例如可使用反射型。在使用反射型之情形中，用具有高反射率之電極材料(諸如鋁)組態像素電極。
本發明具有以下組態。
[1]液晶顯示器
一種液晶顯示器，其包括：液晶顯示器元件，其包括提供於一對基板之面向表面側上的一對對準膜，及提供於該對對準膜之間且經組態以具有含有液晶分子之液晶組合物的液晶層，該等液晶分子具有負介電各向異性，其中該對對準膜中至少一者含有藉由彼此交聯聚合化合物獲得之化合物，該等聚合化合物各自包括與液晶分子相互作用之第一側鏈及作為第二側鏈之可交聯官能基，組態該液晶層之該液晶組合物含有至少一種由以下通式(AN-1)表示之烯基化合物，且該交聯化合物向該液晶分子施加預傾。
此處，RAN11及RAN12各自獨立地為具有1至10個碳原子之烷基、烯基或烷氧基，且RAN11及RAN12中至少一者為烯基，
各自獨立地為 或或
L1及L2各自獨立地為氫原子、氟原子或氯原子，且p為0或1。
[2]根據[1]之液晶顯示器，其中組態液晶層之液晶組合物含有至少一種由以下通式(AN-2)表示之烯基化合物。
此處，RAN21為具有1至10個碳原子之烯基且RAN22為具有1至10個碳原子之烷基。
[3]根據[1]之液晶顯示器，其中組態液晶層之液晶組合物含有至少一種由以下通式(AN-3)表示之烯基化合物。
此處，RAN31為具有1至10個碳原子之烯基且RAN32為具有1至10個碳原子之烷基。
[4]根據[1]之液晶顯示器，其中組態液晶層之液晶組合物含有至少一種由以下通式(AN-4)表示之烯基化合物。
此處，RAN41為具有1至10個碳原子之烯基且RAN42為具有1至10個碳原子之烷基。
[5]根據[1]之液晶顯示器，其中組態液晶層之液晶組合物含有至少一種由以下通式(AN-5-1)或通式(AN-5-2)表示之烯基化合物。
此處，RAN51為具有1至10個碳原子之烯基，RAN52為具有1至10個碳原子之烷氧基，且L1及L2各自獨立地為氟原子或氯原子。
[6]根據[1]之液晶顯示器，其中組態液晶層之液晶組合物至少含有電負性烯基化合物與電中性烯基化合物之混合物。
[7]根據[1]至[6]中任一項之液晶顯示器，其中藉由彼此交聯聚合化合物獲得之化合物經組態以具有第一側鏈、第二側鏈及關於基板支撐第一側鏈及第二側鏈之主鏈，第一側鏈及第二側鏈各自結合於主鏈，且沿第一側鏈或藉由插入第一側鏈之間向液晶分子施加預傾。
[8]根據[1]至[6]中任一項之液晶顯示器，其中藉由彼此交聯聚合化合物獲得之化合物經組態以具有第一側鏈、第二側鏈及關於基板支撐第一側鏈及第二側鏈之主鏈，第一側鏈及第二側鏈彼此結合，第一側鏈或第二側鏈結合於主鏈，且沿第一側鏈或藉由插入第一側鏈之間向液晶分子施加預傾。
[9]根據[7]或[8]之液晶顯示器，其中第一側鏈由(A11)n11-RSD11-(A12)n12-RSD12-RSD13形成，A11及A12各自為-CH2-、-O-、-COO-或-OCO-，n11及n12各自為0或1，RSD11為具有0至40個碳原子之烷基或具有1至40個碳原子之氟烷基，RSD12為具有至少一個環結構之二價有機機團，且RSD13為單價基團，包括氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基或碳酸酯基，或其衍生物。
[10]根據[7]至[9]中任一項之液晶顯示器，其中第二側鏈由(A21)n21-RSD21-(A22)n22-RSD22-RSD23形成，A21及A22各自為-CH2-、-O-、- COO-或-OCO-，n21及n22各自為0或1，RSD21為具有0至40個碳原子之烷基或具有1至40個碳原子之氟烷基，RSD22為具有至少一種選自包括以下之群之結構的二價基團：乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、查爾酮、桂皮酸酯基、桂皮醯基、香豆素基、順丁烯二醯亞胺基、二苯甲酮基、降莰烯基、米糠醇基及聚葡萄胺糖基，或伸乙炔基，且RSD23為包括以下之單價基團：氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基或碳酸酯基，或其衍生物。
[11]根據[7]至[10]中任一項之液晶顯示器，其中該主鏈具有聚醯亞胺結構，具有聚矽氧烷結構或包括聚醯胺酸。
[12]根據[1]至[11]中任一項之液晶顯示器，其中提供在電極上形成的由裂縫部分形成之對準調節單元，在電極上形成的凹-凸部分或提供於基板上之突起。
[13]根據[1]至[12]中任一項之液晶顯示器，其中對準膜對之至少一個膜的表面粗糙度Ra等於或小於1nm。
熟習此項技術者應理解，視設計要求及其他因素而定可存在各種修飾、組合、子組合及改變，只要其在隨附申請專利範圍或其等效物之範疇內。
10A‧‧‧像素
10B‧‧‧像素
10C‧‧‧像素
20‧‧‧TFT基板
20A‧‧‧玻璃基板
20B‧‧‧像素電極
21‧‧‧裂縫部分
22‧‧‧對準膜
30‧‧‧CF基板
30A‧‧‧玻璃基板
30B‧‧‧相對電極
32‧‧‧對準膜
40‧‧‧液晶層
41‧‧‧液晶分子
41A‧‧‧液晶分子
41B‧‧‧液晶分子
41C‧‧‧液晶分子
50‧‧‧像素分隔單元

Claims (11)

  1. 一種液晶顯示器，其包含：液晶顯示器元件，其包括提供於一對基板之對向表面側上的一對對準膜，及提供於該對對準膜之間且經組態以具有含有液晶分子之液晶組合物的液晶層，該等液晶分子具有負介電各向異性，其中該對對準膜中之至少一者含有藉由聚合化合物彼此交聯而獲得之化合物，該等聚合化合物各自包括與該等液晶分子相互作用之第一側鏈及作為第二側鏈之可交聯官能基，組態該液晶層之該液晶組合物含有至少一種由以下通式(AN-1)表示之烯基化合物，且預傾係藉由該交聯化合物向該等液晶分子施加， 此處，RAN11及RAN12各自獨立地為具有1至10個碳原子之烷基、烯基或烷氧基，且RAN11及RAN12中至少一者為烯基， 各自獨立地為 或或 L1及L2各自獨立地為氫原子、氟原子或氯原子，及p為0或1。
  2. 如請求項1之液晶顯示器， 其中組態該液晶層之該液晶組合物含有至少一種由以下通式(AN-2)表示之烯基化合物， 此處，RAN21為具有1至10個碳原子之烯基且RAN22為具有1至10個碳原子之烷基。
  3. 如請求項1之液晶顯示器，其中組態該液晶層之該液晶組合物含有至少一種由以下通式(AN-3)表示之烯基化合物， 此處，RAN31為具有1至10個碳原子之烯基且RAN32為具有1至10個碳原子之烷基。
  4. 如請求項1之液晶顯示器，其中組態該液晶層之該液晶組合物含有至少一種由以下通式(AN-4)表示之烯基化合物， 此處，RAN41為具有1至10個碳原子之烯基且RAN42為具有1至10個碳原子之烷基。
  5. 如請求項1之液晶顯示器，其中組態該液晶層之該液晶組合物含有至少一種由以下通式(AN-5-1)或通式(AN-5-2)表示之烯基化合物， 此處，RAN51為具有1至10個碳原子之烯基，RAN52為具有1至10個碳原子之烷氧基，且L1及L2各自獨立地為氟原子或氯原子。
  6. 如請求項1之液晶顯示器，其中該藉由該等聚合化合物彼此交聯而獲得之化合物經組態以具有該第一側鏈、該第二側鏈及相對於該等基板支撐該第一側鏈及該第二側鏈之主鏈，該第一側鏈及該第二側鏈各自結合於該主鏈，及預傾係沿該第一側鏈或藉由插入於該等第一側鏈之間而施加至該等液晶分子。
  7. 如請求項1之液晶顯示器，其中該藉由該等聚合化合物彼此交聯而獲得之化合物經組態以具有該第一側鏈、該第二側鏈及相對於該等基板支撐該第一側鏈及該第二側鏈之主鏈，該第一側鏈及該第二側鏈彼此結合，該第一側鏈或該第二側鏈結合於該主鏈，及預傾係沿該第一側鏈或藉由插入於該等第一側鏈之間而施加至該等液晶分子。
  8. 如請求項6之液晶顯示器，其中該第一側鏈係由以下形成(A11)n11-RSD11-(A12)n12-RSD12-RSD13，A11及A12各自為-CH2-、-O-、-COO-或-OCO-，n11及n12各自為0或1，RSD11為具有0至40個碳原子之烷基或具有1至40個碳原子之氟 烷基，RSD12為具有至少一個環結構之二價有機基團，及RSD13為單價基團，包括氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基或碳酸酯基，或其衍生物。
  9. 如請求項6之液晶顯示器，其中該第二側鏈係由以下形成(A21)n21-RSD21-(A22)n22-RSD22-RSD23，A21及A22各自為-CH2-、-O-、-COO-或-OCO-，n21及n22各自為0或1，RSD21為具有0至40個碳原子之烷基或具有1至40個碳原子之氟烷基，RSD22為具有至少一種選自由以下組成之群之結構的二價基團：乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、查爾酮基、桂皮酸酯基、桂皮醯基、香豆素基、順丁烯二醯亞胺基、二苯甲酮基、降莰烯基、米糠醇基及聚葡萄胺糖基，或伸乙炔基，及RSD23為單價基團，包括氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基或碳酸酯基，或其衍生物。
  10. 如請求項6之液晶顯示器，其中該主鏈具有聚醯亞胺結構、具有聚矽氧烷結構或由聚醯胺酸組成。
  11. 如請求項1之液晶顯示器，其中提供對準調節單元，該單元係由形成於電極上之裂縫部分、形成於該電極上之凹-凸部分或提供於該基板上之突起形成。
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