TW201535027A - 液晶配向膜之製造方法及使用其之液晶顯示元件 - Google Patents

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Yutaka Kadomoto
Masanao Takashima
Hiroshi Hasebe
Kazunori Maruyama
Yoshitaka Saito
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Dainippon Ink & Chemicals
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Abstract

本發明之目的在於提供一種利用簡便之製程表現較大之定錨能之方法。 本發明之目的在於提供一種液晶配向膜之製造方法，其包括下述步驟：步驟(I)，其係將溶劑及光響應性高分子混合而製備光響應性高分子溶液；步驟(II)，其係將上述光響應性高分子溶液塗佈於基板上之後，於50~100℃乾燥1~3分鐘，進而於120℃~180℃乾燥5~75分鐘而形成塗膜；及步驟(III)，其係將照射200~350nm之光時之上述塗膜之溫度調整為40℃~100℃。

Description

液晶配向膜之製造方法及使用其之液晶顯示元件
本案發明係關於一種液晶配向膜之製造方法及使用藉由該製造方法獲得之液晶配向膜之液晶顯示元件。
液晶顯示元件藉由電場等外部刺激使液晶分子之排列之狀態發生變化，並將伴隨該變化之光學特性之變化用於顯示。此種液晶顯示元件係於兩塊透明基板之間隙填充有液晶分子之狀態之構成，通常於與該液晶分子抵接之基板之內側實施用以使上述液晶分子預先排列於特定之方向之配向處理。
上述配向處理大致區分而可分為於玻璃等基板表面形成聚醯亞胺等高分子之膜，並利用布等於單向摩擦其的摩擦法，及對設置於基板上之塗膜照射具有各向異性之光而使之產生液晶配向能的光配向法。前者之摩擦法具有以摩擦之方向與接觸於基板之液晶分子之長軸(指向矢)方向成為平行之方式排列及配向膜之製造裝置較簡便之特性，但有於製造步驟中，因產生於配向膜表面之損傷或灰塵而產生配向缺陷之問題，或者伴隨基板之尺寸大型化，用以獲得遍及整個基板且長期均勻之配向之摩擦裝置之設計及管理變得困難之問題。
另一方面，後者之光配向法具有如下特性，因此可解決因損傷或灰塵而產生之配向缺陷或獲得遍及整個基板且長期均勻之配向之摩擦法的問題：對具有光之吸收能根據偏光之電向量之方向而異之基(以下，簡稱為光配向性基)之化合物照射光，使光配向性基排列於固定方向，對與該光配向性基抵接之液晶分子表現液晶配向能之特性。
然而，於光配向法中，為獲得實用化水準之液晶配向能，必需相當量之光照射量，尤其是於製造大面積之光配向膜之情形時，必須使用大輸出之紫外線燈進行長時間照射。作為用以減少此種光照射量之技術，如專利文獻1所示，揭示有一種液晶配向膜之製造方法，其係對塗膜面照射偏光紫外線而使塗膜中之化合物分子於對應偏光方向之方向配向之後，燒成上述塗膜。
又，於使用大輸出之紫外線燈進行長時間照射之情形時，有因具有光配向性基之化合物之光分解而產生被照射區域內之液晶配向性之劣化之問題，因此如例如專利文獻2所示，揭示有如下方法：對感光性薄膜之一部分進行第1放射線照射之後，對整個薄膜表面進行該第1放射線照射，及放射線之偏光狀態、光軸之方向及能量中之至少一者不同之第2放射線照射。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2002-90752號公報
[專利文獻2]日本特開2005-105204號公報
的確，認為若如上述專利文獻1般，對於基板面塗佈化合物而成之塗佈膜照射偏光紫外線並進行燒成，則於燒成前之未硬化之塗膜中，塗膜構成分子處於易活動之狀態，因此即便利用更少之偏光紫外線能量亦可使塗膜構成分子於特定方向配向。又，上述專利文獻2之段落「0105」~「0109」中亦記載，於液晶配向膜之形成中，利用第1放射線照射(150~800nm)誘導感光性薄膜前驅物之一部分，且對整個膜表面，利用第2放射線照射(320~800nm)進行誘導，及視需要於第2放射線照射後於150℃~200℃進行加熱處理。
然而，如該專利文獻1及2之使分子於特定方向配向後，進行燒成或加熱處理之方法係使化合物分子配向後，經過多段之製程。因此，高定錨力之表現變得耗費較長之週期時間及成本。因此，本發明之目的在於解決該製程之繁雜化之問題點，而提供一種利用簡便之製程表現較大之定錨能之方法。
本發明藉由如下液晶配向膜之製造方法而解決上述課題，藉此達成本發明之目的，該液晶配向膜之製造方法包括下述步驟：步驟(I)，其係將溶劑及光響應性高分子混合而製備光響應性高分子溶液；步驟(II)，其係將上述光響應性高分子溶液塗佈於基板上之後，於50~100℃乾燥1~3分鐘，進而於120℃~180℃乾燥5~75分鐘而形成塗膜；及步驟(III)，其 係將照射200~350nm之光時之上述塗膜的溫度調整為40℃~100℃。
根據本發明之液晶配向膜之製造方法，發揮提高配向限制力之效果。
根據本發明之液晶配向膜之製造方法，發揮提高定錨力之效果。
111‧‧‧電源
112‧‧‧紫外線燈
113‧‧‧無偏光紫外線(全波長)
114‧‧‧干涉濾光器
115‧‧‧無偏光紫外線(313nm)
116‧‧‧偏光濾光器
117‧‧‧偏光紫外線(313nm)
118‧‧‧光配向膜
119‧‧‧玻璃基板
1110‧‧‧加熱板
100‧‧‧第1基板
102‧‧‧TFT層
103‧‧‧像素電極
104‧‧‧鈍化膜
105‧‧‧第1配向膜
200‧‧‧第2基板
201‧‧‧平坦化膜(保護層)
202‧‧‧黑色矩陣
203‧‧‧彩色濾光片
204‧‧‧透明電極
205‧‧‧第2配向膜
301‧‧‧密封材料
302‧‧‧突起(柱狀間隔件)
303‧‧‧液晶層
304‧‧‧突起(柱狀間隔件)
401‧‧‧光罩圖案
402‧‧‧樹脂層
L‧‧‧光
1、8‧‧‧偏光板
2‧‧‧第一基板
3‧‧‧電極層
4‧‧‧配向膜
5‧‧‧液晶層
6‧‧‧彩色濾光片
6G‧‧‧綠彩色濾光片
6R‧‧‧紅彩色濾光片
7‧‧‧第二基板
11‧‧‧閘極電極
12‧‧‧閘極絕緣膜
13‧‧‧半導體層
14‧‧‧絕緣層
15‧‧‧歐姆接觸層
16‧‧‧汲極電極
17‧‧‧源極電極
18‧‧‧絕緣保護層
21‧‧‧像素電極
22‧‧‧共用電極
23‧‧‧儲存電容器
25‧‧‧資料配線
27‧‧‧源極配線
29‧‧‧共用線
30‧‧‧緩衝層
圖1係本發明之液晶顯示元件之剖面圖。將具備100~105之基板稱為「背板」，將具備200~205之基板稱為「前板」。
圖2係使用形成於黑色矩陣上之柱狀間隔件製成用圖案作為光罩圖案之曝光處理步驟的圖。
圖3係模式性地表示本發明之液晶顯示元件之構成之一例的分解立體圖。
圖4係將圖3之形成於基板2上之電極層3之由II線包圍之區域擴大的俯視圖。
圖5係於圖4之III-III線方向將圖1所示之液晶顯示元件切斷的剖面圖。
圖6係將圖3之形成於基板2上之電極層3之由II線包圍之區域之另一例擴大的俯視圖。
圖7係於圖4之III-III線方向將圖1所示之液晶顯示元件切斷之另一實施形態的剖面圖。
圖8係表示陣列型彩色濾光片之液晶顯示元件的剖面圖。
圖9係表示陣列型彩色濾光片之另一形態之液晶顯示元件的剖面圖。
圖10係表示本發明之配向膜之製造方法的概念圖。
圖11表示偏光照射時溫度與定錨能之關係。
本發明之第一係一種液晶配向膜之製造方法，其包括下述步驟：步驟(I)，其係將溶劑及光響應性高分子混合而製備光響應性高分子溶液；步驟(II)，其係將上述光響應性高分子溶液塗佈於基板上之後，於50~100℃乾燥1~3分鐘，進而於120℃~180℃乾燥5~75分鐘而形成塗膜；及步驟(III)，其係將照射200~350nm之光時之上述塗膜之溫度調整為40℃~100℃。
根據本發明之製造方法，響應光而促進分子結構之變化，因此認為發揮定錨力提高之效果。以下，對各步驟進行說明。
「步驟(I)」
本發明之步驟(I)係將溶劑及光響應性高分子混合而製備光響應性高分子溶液。
認為藉此發揮可製膜均質之膜厚之光響應性高分子膜的效果。
本發明之溶劑只要為使光響應性高分子溶解者則並無特別限制，可根據所使用之光響應性高分子之性質而適當地選擇，例如作為使光響應性高分子溶解之溶劑，可列舉：γ-丁內酯等內酯系；環戊酮、環 己酮、MEK、MIBK等酮系；丙二醇單甲醚乙酸酯等酯系、NMP(N-甲基-2-吡咯啶酮)。又，作為用以提高於基板之塗佈性之溶劑，亦可視需要於溶劑中添加2-甲氧基乙醇、2-丁氧基乙醇(丁基溶纖素)等醇醚系；甲苯等甲苯系。
本發明之光響應性高分子較佳為選自由光響應性分解型高分子、光響應性二聚合型高分子及光響應性異構化型高分子所組成之群中之至少一種。
於本發明中，作為響應光而藉由側鏈彼此之二聚合來形成交聯結構的光響應性二聚合型高分子，較佳為具備較高之光敏度及較大之配向特性。具體而言，用於本發明之光響應性二聚合型高分子較佳為以下之通式(I)及/或(II)所表示之化合物。
[上述通式(I)或(II)中，L表示源自聚合性基之基；Sp為間隔基，為選自由單鍵、-(CH2)u(式中，u表示1~20)、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CF2-及-C≡C-所組成之群中之至少1種二價連結基，於該等取代基中，非鄰接之CH2基之一個以上可獨立地被取代 為-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-、-NR-、-NR-CO-、-CO-NR-、-NR-CO-O-、-O-CO-NR-、-NR-CO-NR-、-CH=CH-、-C≡C-或-O-CO-O-(式中，R獨立地表示氫或碳原子數1至5之烷基)；Q表示直接鍵結、-O-、-CO-O-或-O-CO-；A表示包含選自由反式-1,4-伸環己基(存在於該基中之1個亞甲基或互不鄰接之2個以上之亞甲基亦可被取代為-O-、-NH-或-S-)、1,4-伸苯基(存在於該基中之1個以上之-CH=亦可被取代為-N=)、1,4-環己烯基、2,5-伸噻吩基、2,5-伸呋喃基、1,4-雙環[2.2.2]伸辛基、萘-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基及1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基所組成之群中之官能基之結構，官能基分別未經取代，或者1個以上之氫原子亦可被氟原子、氯原子、氰基、甲基或甲氧基取代；s表示0~4之整數，於s表示2~4之情形時，所存在之複數個A及/或Q可相同亦可不同；X及Y分別獨立地表示氫原子、氟原子、氯原子、氰基或碳原子數1~20之烷基，存在於烷基中之氫原子亦可被氟原子取代，於烷基中存在1個亞甲基或互不鄰接之2個以上之亞甲基之情形時，1個亞甲基或互不鄰接之2個以上之亞甲基亦可被取代為-O-、-CO-O-、-O-CO-或-CH=CH-；M表示下述通式(IIa)、下述通式(IIb)或下述通式(IIc)，
(式中，虛線表示向碳原子之鍵結；R11及R12分別獨立地表示氫原子或碳原子數1~30之烷基，於上述R11及R12中存在1個亞甲基或互不鄰接之2個以上之亞甲基之情形時，1個亞甲基或互不鄰接之2個以上之亞甲基亦可被取代為-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NCH3-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-，存在於R11及R12中之氫原子亦可被碳原子數1~20之烷基、氰基或鹵素原子取代；環C1、環C2及環C3分別相互獨立地表示選自由(a)反式-1,4-伸環己基(存在於該基中之1個亞甲基或不鄰接之2個以上之亞甲基亦可被取代為-O-、-NH-或-S-)、(b)1,4-伸苯基(存在於該基中之1個或2個以上之-CH=亦可被取代為-N=)、及(c)1,4-環己烯基、2,5-伸噻吩基、2,5-伸呋喃基、1,4-雙環(2.2.2)伸辛基、萘-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基及1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基
所組成之群中之基，上述基(a)、基(b)及基(c)分別未經取代，或者一個以上之氫原子亦可被氟原子、氯原子、氰基、甲基、甲氧基或乙氧基取代； Z1a及Z1b分別相互獨立地為單鍵、-(CH2)v-、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-OC-、-NR7-、-CO-NR7-、-NR7-CO-、-(CH2)u-O-、-O-(CH2)u-、-(CH2)u-NR7-或-NR7-(CH2)u-；此時R7表示氫原子或低級烷基；v表示1~4之整數；u為1~3之整數；i及j分別相互獨立地為0或1)]。
上述Sp更佳為碳原子數6~12個之環氧烷基或-(CH2)m-(m為8~12之整數)。
又，較佳為上述源自聚合性基之基為源自選自由下述通式(III-1)~(III-11)所表示之聚合性基所組成之群中之任一聚合性基之基。
(式中，虛線表示向Sp之鍵結；R30表示氫原子、氟原子、氯原子、碳原子數1~4之烷基、苯基或苯氧基；R31表示氫原子、氯原子、甲基或苯基；R32分別獨立地表示氫原子或碳原子數1~5之烷基)
進而，上述光響應性二聚合型高分子更佳為下述通式(1)所表示之高分子、其水解物或水解物之縮合物。
(上述通式(1)中，Sp表示選自由單鍵、-(CH2)u-(式中，u表示1~20)、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CF2-及-C≡C-所組成之群中之至少1種二價連結基，於該等取代基中，非鄰接之CH2基之一個以上可獨立地被取代為-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-、-NR-、-NR-CO-、-CO-NR-、-NR-CO-O-、-O-CO-NR-、-NR-CO-NR-、-CH=CH-、-C≡C-或-O-CO-O-(式中，R獨立地表示氫或碳原子數1至5之烷基)；A1、A2分別獨立地表示選自由(a)反式-1,4-伸環己基(存在於該基中之1個亞甲基或不鄰接之2個以上之亞甲基亦可被取代為-O-、-NH-或-S-)、(b)1,4-伸苯基(存在於該基中之1個或2個以上之-CH=亦可被取代為-N=)、及(c)1,4-環己烯基、2,5-伸噻吩基、2,5-伸呋喃基、1,4-雙環(2.2.2) 伸辛基、萘-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基及1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基
所組成之群中之基，上述基(a)、基(b)或基(c)分別未經取代，或者一個以上之氫原子亦可被氟原子、氯原子、氰基、甲基或甲氧基取代；Z1、Z2及Z3分別獨立地表示單鍵、-(CH2)u-(式中，u表示1~20)、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CF2-或-C≡C-，於該等取代基中，非鄰接之CH2基之一個以上可獨立地被取代為-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-、-NR-、-NR-CO-、-CO-NR-、-NR-CO-O-、-O-CO-NR-、-NR-CO-NR-、-CH=CH-、-C≡C-或-O-CO-O-(式中，R獨立地表示氫或碳原子數1至5之烷基)；X為-O-、-NR-或伸苯基；Rb為聚合性基、烷氧基、氰基或碳原子數1~12個之氟化烷基；m為0、1、或2；Mb及Md分別獨立地可相同亦可不同，表示以下之通式(U-1)~(U-13)中之任1種單體單位，
(上述通式(U-1)~(U-10)中，虛線表示向Sp或一價有機基之鍵結；Ra獨立地表示氫原子、碳原子數1至5之烷基、苯基、鹵素原子，各結構中之任意之氫原子亦可被氟原子、氯原子、甲基、苯基、甲氧基取代；上述通式(U-11)~(U-13)中，虛線表示向Sp之鍵結；R1表示四價環結構；R2表示三價有機基；R3表示氫原子、羥基、碳原子數1~15個之 烷基、碳原子數1~15個之烷氧基)；y及w表示共聚物之莫耳分率，0<y≦1且0≦w<1；n表示4~100,000；Mb及Md之單體單位各自獨立地可為1種亦可由2種以上之不同單位構成)
作為上述一價有機基，由通式(VII)表示。
(式中，虛線表示向Md之鍵結；Z4、Z5、Z6及Z7分別獨立地表示單鍵、-(CH2)u-(式中，u表示1~20)、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CF2-或-C≡C-，於該等取代基中，非鄰接之CH2基之一個以上可獨立地被取代為-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-、-NR-、-NR-CO-、-CO-NR-、-NR-CO-O-、-O-CO-NR-、-NR-CO-NR-、-CH=CH-、-C≡C-或-O-CO-O-(式中，R獨立地表示氫或碳原子數1至5之烷基)；A3、A4、A5及A6分別獨立地表示選自由(a)反式-1,4-伸環己基(存在於該基中之1個亞甲基或不鄰接之2個以上之亞甲基亦可被取代為-O-、-NH-或-S-)、(b)1,4-伸苯基(存在於該基中之1個或2個以上之-CH=亦可被取代為-N=)、及(c)1,4-環己烯基、2,5-伸噻吩基、2,5-伸呋喃基、1,4-雙環(2.2.2)伸辛基、萘-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基及1,2,3,4-四 氫萘-2,6-二基
所組成之群中之基，上述基(a)、基(b)或基(c)分別未經取代，或者一個以上之氫原子亦可被氟原子、氯原子、氰基、甲基或甲氧基取代；r1、s1、t1及u1分別獨立地表示0或1；R12表示氫、氟、氯、氰基或碳數1~20之烷基，上述烷基中之氫原子亦可被氟原子取代，1個CH2基或2個以上之非鄰接CH2基亦可被取代為-O-、-CO-O-、-O-CO-及/或-CH=CH-)
又，作為上述本發明之通式(1)所表示之光響應性二聚合型高分子之較佳之形態，較佳為Z2為單鍵之高分子。
本發明之通式(1)所表示之光響應性二聚合型高分子更佳為由以下之通式(2)表示。
(上述通式(2)中，R21~R24分別獨立地為氫原子或碳原子數1~5個之烷氧基；W表示氫原子、氟原子、甲基、甲氧基、乙基或乙氧基，W表示選自由下述通式(W-1)~(W-8)所組成之群中之至少1種；
X為6~12之整數，Y為0~2之整數)
於上述通式(2)中，就利用較少之偏光紫外光之照射確保良好之配向之觀點而言，作為W，尤佳為(W-1)所表示之基。
再者，本發明之烷基及烷氧基較佳為均為直鏈狀、環狀或支鏈狀，更佳為均為直鏈狀或支鏈狀。進而，作為本發明之「烷基」之例，可列舉：甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基、異丁基、三級丁基、3-戊基、異戊基、新戊基、戊基、己基、庚基、辛基等。再者，於本說明書中，烷基之例共用，可根據各個烷基之碳原子數之數量適當地自上述例示中選擇。
本發明之「烷氧基」之例較佳為於上述烷基上直接鍵結有氧原子之基，例如更佳為甲氧基、乙氧基、丙氧基(正丙氧基、異丙氧基)、丁氧基、戊氧基、辛氧基。再者，於本說明書中，烷氧基之例共用，可根據各個烷氧基之碳原子數之數量適當地自上述例示中選擇。
本發明之液晶配向膜之製造方法之較佳之一形態較佳為如下液晶配向膜之製造方法，其包括下述步驟：步驟(I)，其係將溶劑及響應光而藉由側鏈彼此之二聚合來形成交聯結構的光響應性二聚合型高分子混合，而製備光響應性二聚合型高分子溶液；步驟(II)，其係將上述光響應性二聚合型高分子溶液塗佈於基板上之後，於50~100℃乾燥1~3分鐘，進而於120℃~180℃乾燥5~75分鐘而形成塗膜；及步驟(III)，其係將照 射200~350nm之偏光時之上述塗膜的溫度調整為40℃~100℃。
確認本發明之製造方法尤其促進高分子之二聚合，因此認為發揮定錨力提高之效果。因此，作為本發明之光響應性高分子，尤佳為光響應性二聚合型高分子。
用於上述光響應性二聚合型高分子中側鏈彼此之二聚合之光較佳為200~350nm，更佳為250~350nm，進而較佳為250~330nm。
本發明之光響應性分解型高分子較佳為藉由四羧酸二酐與二胺化合物之縮合製造。
作為上述四羧酸二酐，可列舉以下之式(A-1)~式(A-43)：
如以上之化合物中，較佳為式(A-14)、式(A-15)、式(A-16)、式(A-17)、式(A-20)、式(A-21)、式(A-28)、式(A-29)、式(A-30)、或式(A-31)，尤佳為式(A-14)、式(A-21)。
作為上述二胺化合物，可列舉以下之式(III-1)~(VIII-17)。
(上述式(VIII-12)中，R1~R10中，兩個為一級胺基，剩餘為氫原子或除一級胺基以外之一價有機基，分別可相同亦可不同)
較佳為使用所列舉之化合物。
又，關於上述式(1)~(5)之具備桂皮酸骨架之二胺化合物，由於亦可響應光而進行二聚合，故而可較佳地用作光響應性二聚合型高分子。
將上述光響應性分解型高分子中切斷分子鏈時所使用之光 較佳為200~400nm，更佳為200~280nm，進而較佳為240~280nm。
作為本發明之光響應性異構化型高分子，較佳為藉由四羧酸二酐與二胺化合物之合成而製造者，且上述四羧酸二酐與二胺之至少一者中具備重氮鍵。
作為具備重氮鍵之四羧酸二酐，可列舉以下之式(1-8)所表示之化合物。
又，作為具備重氮鍵之二胺化合物，可列舉以下之式(I-1)~(I-7)所表示之化合物。
因此，作為本發明之光響應性異構化型高分子之較佳之形態，於選擇式(I-1)~(I-7)作為具備重氮鍵之二胺化合物之情形時，作為四羧酸二酐，較佳為式(1-8)及式(A-1)~(A-43)所表示之化合物。另一方面，作為本發明之光響應性異構化型高分子之較佳之形態，於選擇式(1-8)作為具備重氮鍵之四羧酸二酐之情形時，作為二胺化合物，較佳為式(I-1)~(I-7)及式(III-1)~(VIII-11)、(I)及(1)~(5)所表示之化合物。
於使上述光響應性異構化型高分子響應光而異構化從而相對於偏光軸大致垂直地配向時所使用之光較佳為200~500nm，更佳為300~500nm，進而較佳為300~400nm。
本發明之光響應性分解型高分子之重量平均分子量較佳為3000~300000，更佳為5000~100000，進而較佳為10000~50000，尤佳為10000~30000。
本發明之光響應性異構化型高分子之重量平均分子量較佳為10000~800000，更佳為10000~400000，進而較佳為50000~400000，尤佳為50000~300000。
本發明之光響應性二聚合型高分子之重量平均分子量較佳為5000~800000，更佳為5000~400000，進而較佳為100000~400000，尤佳為100000~300000。
該重量平均分子量(Mw)係自GPC(凝膠滲透層析法，Gel Permeation Chromatography)測定之結果獲得者。
本發明之光響應性高分子溶液之濃度較佳為1~20質量%， 更佳為2~10質量%，進而較佳為2~5質量%。
「步驟(II)」
本發明之步驟(II)係將上述光響應性高分子溶液塗佈於基板上之後，於50~100℃乾燥1~3分鐘，進而於120℃~180℃乾燥5~75分鐘而形成塗膜。
藉此，發揮可製膜均質之膜厚之光響應性高分子膜之效果。
本發明之塗膜之平均厚度較佳為1~1000nm，更佳為5~500nm，進而較佳為10~200nm，進而更佳為20~90nm。
本發明之塗膜之平均厚度之測定方法係於對光配向膜進行塗佈及光照射後進行之使用接觸式膜厚測定計之階差測定。又，藉由本發明之製造方法獲得之液晶配向膜之平均膜厚之測定方法亦相同。
可於本發明中使用之基板較佳為透明基板，就與用於上述光響應性高分子溶液之溶劑之關係而言，只要為不溶解於上述溶劑之材料則並無特別限制，例如可列舉玻璃基板或石英基板等。
又，本發明之塗佈方法可列舉旋轉塗佈法、棒式塗佈法、軟版印刷法、噴墨法等。
本發明之塗膜之乾燥方法可列舉加熱乾燥、真空乾燥等。
本發明之乾燥條件較佳為於20~150℃加熱0.1~20分鐘後，於80℃~250℃加熱1~100分鐘，較佳為於30~120℃加熱0.5~10分鐘後，於100℃~200℃加熱2~90分鐘，較佳為於50~100℃加熱1~3分鐘後，於120℃~180℃加熱5~75分鐘，更佳為於70~90℃加熱2~3分鐘後，於150℃~180℃乾燥5分鐘。
本發明之塗膜之乾燥次數較佳為1次以上且5次以下，更佳為1次以上且3次以下。
「步驟(III)」
本發明之步驟(III)係將照射200~350nm之光時之上述塗膜的溫度調整為40℃~100℃。
根據本發明之製造法，藉由控制光之照射時之塗膜之溫度而促進分子結構之變化，因此認為發揮定錨力提高之效果。尤其獲得如下見解：若使用上述之光響應性二聚合型高分子作為光響應性高分子，則藉由將光照射時之塗膜之溫度控制於特定範圍內而促進二聚合。
又，亦獲得如下見解：若於上述步驟(II)之乾燥步驟後進行本步驟(III)，則與無乾燥之製造方法相比，促進二聚合。
於本發明中，作為調整塗膜之溫度之方法，較佳為使用利用加熱板之加熱或恆溫槽內之偏光照射等維持手段進行。
於步驟(III)中，較佳為於將塗膜之溫度維持為38℃~110℃之狀態下對上述塗膜照射200~350nm之光，更佳為於將塗膜之溫度維持為40℃~100℃之狀態下對上述塗膜照射230~340nm之偏光，進而較佳為於將塗膜之溫度維持為50℃~90℃之狀態下對上述塗膜照射250~330nm之偏光，尤佳為於將塗膜之溫度維持為65℃~75℃之狀態下對上述塗膜照射270~330nm之偏光。
本發明之步驟(III)中之光之照射係對塗膜賦予液晶配向能者，例如可列舉包含150nm~800nm之波長之光之紫外線、可見光線等。該等之中，較佳為包含200nm~350nm之波長之光之紫外線。又，上述照 射之光可為偏光，亦可為非偏光。進而，於偏光之情形時，可為直線偏光，亦可為部分偏光。再者，於本說明書中，所謂「非偏光」，即使為一部分偏光之光，只要實質上為非偏光，則包含於「非偏光」。
本發明之步驟(III)中之對塗膜照射之光較佳為直線光，又，更佳為直線偏光。又，於直線偏光或部分偏光之情形時，照射可自與基板面垂直之方向進行，為賦予預傾角，亦可自斜向進行，又，亦可組合該等而進行。於照射非偏光之光之情形時，照射之方向必須為斜向。再者，本說明書中之所謂「預傾角」係指液晶分子自與基板面平行之方向傾斜之角度。
作為於本發明中使用之光源，例如可列舉：低壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、氘燈、金屬鹵化物燈、氬共振燈、氙氣燈、準分子雷射水銀-氙氣燈(Hg-Xe燈)等。上述之直線偏光或部分偏光之紫外線較佳為藉由將上述光源與例如濾光片、繞射光柵等併用之手段等獲得。
作為本發明之光之照射量，較佳為1mJ/m2~1,000mJ/m2，更佳為5mJ/m2~1,000mJ/m2，進而較佳為10mJ/m2~500mJ/m2，尤佳為10mJ/m2~100mJ/m2。
於藉由光配向法對由先前已知之液晶配向劑形成之塗膜賦予液晶配向能的情形時，必需約1,000mJ/m2以上之光照射量，但若使用本發明之製造方法，則光配向法時之光照射量可減少至約10~100mJ/m2以下，因此不僅可賦予良好之液晶配向能，削減製造成本，亦可減少由光照射所引起之配向膜之黃變。
又，藉由本發明之製造方法獲得之液晶配向膜較佳為使液晶 分子於相對於基板大致水平方向配向。若對下述之FFS模式或IPS模式等橫向電場型之液晶顯示元件應用利用本發明之製造方法獲得之液晶配向膜，則即便為具備表面之凹凸較多之電極構造的橫向電場型液晶顯示元件，亦可無不均而均勻地賦予定錨效果，且配向亦均勻亦無缺陷，可提高對比度。
本發明之步驟(III)之尤佳之形態係自相對於本發明之基板大致垂直方向照射200~350nm之直線光，且照射量為10~100mJ/cm2之直線偏光。
又，此處所謂之自大致垂直方向之光照射較佳為自相對於基板為70~110度方向進行照射。
本發明之第二係一種液晶組成物之配向方法，其包括下述步驟：步驟(1)，其係將溶劑及響應光而藉由側鏈彼此之二聚合來形成交聯結構之光響應性二聚合型高分子混合，而製備光響應性二聚合型高分子溶液；步驟(2)，其係於第1基板及第2基板之表面形成上述光響應性二聚合型高分子溶液之被膜之後，於50~100℃乾燥1~3分鐘，進而於120℃~180℃乾燥5~75分鐘而使上述被膜乾燥；步驟(3)，其係於將乾燥之上述被膜之溫度維持為50℃~100℃之狀態照射200~350nm之偏光，而於上述第1基板及第2基板表面形成液晶配向膜；及步驟(4)，其係於一對液晶配向膜間填充液晶組成物，上述一對液晶配向膜係將上述形成有液晶配向膜之一對基板以上述液晶配向膜彼此對向並隔開之方式貼合而形成。
藉此，發揮提高定錨力之效果。
<液晶顯示元件>
本發明之第三係具備本發明之液晶配向膜之液晶顯示元件。
作為本發明之液晶顯示元件，對ECB-LCD、VA-LCD、VA-IPS-LCD、FFS-LCD、TN(向列型液晶顯示元件)、STN-LCD(超扭轉向列型液晶顯示元件)、OCB-LCD及IPS-LCD(共平面切換型液晶顯示元件)有用，對FFS-LCD、IPS-LCD尤其有用，可用於透過型或反射型之液晶顯示元件。
用於上述液晶顯示元件之液晶單元之兩塊基板如上所述，可使用玻璃或具有如塑膠般之柔軟性之透明之材料，另一方面，亦可為矽等不透明之材料。具有透明電極層之透明基板例如可藉由於玻璃板等透明基板上濺鍍銦錫氧化物(ITO)而獲得。
上述彩色濾光片例如可藉由顏料分散法、印刷法、電鍍法或染色法等製作。若以利用顏料分散法之彩色濾光片之製成方法為一例進行說明，則將彩色濾光片用之硬化性著色組成物塗佈於該透明基板上，並實施圖案化處理，繼而藉由加熱或光照射使之硬化。針對紅、綠、藍3色，分別進行該步驟，藉此可製作彩色濾光片用之像素部。此外，亦可於該基板上設置設有TFT、薄膜二極體等主動元件之像素電極。
藉由本發明之製造方法而於具有透明電極層之透明基板及/或透明基板表面形成液晶配向膜之後，以透明電極層成為內側之方式(液晶配向膜彼此相對向之方式)使該基板對向。此時，亦可經由間隔件調整基板之間隔。此時，較佳為以所獲得之調光層(液晶層)之厚度成為1~100μm之方式進行調整。進而較佳為1.5至10μm，於使用偏光板之情形時，較佳為以對比度成為最大之方式調整液晶之折射率各向異性△n與單元厚 度G之乘積。又，於有兩塊偏光板之情形時，亦可調整各偏光板之偏光軸而將視野角或對比度調整為良好。進而，亦可使用用以擴大視野角之相位差膜。作為間隔件，例如可列舉由玻璃粒子、塑膠粒子、氧化鋁粒子、光阻材料等構成之柱狀間隔件等。其後，以設置有液晶注入口之形式將環氧系熱硬化性組成物等密封劑網版印刷於該基板，並以液晶配向膜相對向之方式貼合該基板彼此，進行加熱而使密封劑熱硬化。
使液晶組成物(視需要含有聚合性化合物)夾於兩塊基板間之方法可使用通常之真空注入法或ODF法等。但是，真空注入法雖然不會產生滴加痕跡，但仍有注入痕跡殘留之問題。於本案發明中，可更佳地用於使用ODF法製造之顯示元件。於ODF法之液晶顯示元件製造步驟中，使用分注器於背板或前板中之任一基板上將環氧系光熱併用硬化性等之密封劑繪製成閉環堤狀，並在脫氣下於其中滴加特定量之液晶組成物之後，將前板與背板接合，藉此可製造液晶顯示元件。由於可穩定地進行ODF步驟中之液晶組成物之滴加，故而可較佳地使用本發明之液晶組成物。
使用本發明之液晶組成物之液晶顯示元件係同時實現高速響應與抑制顯示不良之有用者，尤其對主動矩陣驅動用液晶顯示元件有用，可應用於VA模式、PSVA模式、PSA模式、IPS(共平面切換)模式、VA-IPS模式、FFS(邊緣電場切換)模式或ECB模式用液晶顯示元件。
以下，一面參照圖式，一面對本發明之液晶顯示元件(液晶顯示器之一例)之較佳之實施形態詳細地進行說明。
圖1係表示具備下述元件之液晶顯示元件的剖面圖：相互對向之兩個基板、設置於上述基板間之密封材料、及封入至被上述密封材料 包圍之密封區域的液晶。
具體而言，表示如下液晶顯示元件之具體之態樣，該液晶顯示元件具備：背板，其於第1基板100上設置TFT層102、像素電極103，且自其上設置鈍化膜104及第1配向膜105；與上述背板對向之前板，其於第2基板200上設置黑色矩陣202、彩色濾光片203、平坦化膜(保護層)201、透明電極204，且自其上設置第2配向膜205；密封材料301，其設置於上述基板間；及液晶層303，其封入至被上述密封材料包圍之密封區域；並且於上述密封材料301接觸之基板面設置有突起(柱狀間隔件)302、304。
上述第1基板或上述第2基板只要實質上為透明則材質並無特別限定，可使用玻璃、陶瓷、塑膠等。作為塑膠基板，可使用纖維素、三乙醯纖維素、二乙醯纖維素等纖維素衍生物、聚環烯烴衍生物、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯、聚丙烯、聚乙烯等聚烯烴、聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醯亞胺醯胺、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚碸、聚芳酯，進而可使用玻璃纖維-環氧樹脂、玻璃纖維-丙烯酸樹脂等無機-有機複合材料等。
再者，於使用塑膠基板時，較佳為設置障壁膜。障壁膜之功能在於使塑膠基板具有之透濕性降低，提高液晶顯示元件之電特性之可靠性。作為障壁膜，只要分別為透明性較高且水蒸氣透過性較小者則並無特別限定，通常使用利用氧化矽等無機材料藉由蒸鍍或濺鍍、化學氣相沈積法(CVD法)形成之薄膜。
於本發明中，作為上述第1基板或上述第2基板，可使用相 同素材，亦可使用不同素材，並無特別限定。若使用玻璃基板，則可製作耐熱性或尺寸穩定性優異之液晶顯示元件，因此較佳。又，若為塑膠基板，則適合利用輥對輥法之製造方法，且適合輕量化或可撓化，因此較佳。又，若以賦予平坦性及耐熱性為目的，則若組合塑膠基板與玻璃基板，便可獲得良好之結果。
再者，於下述實施例中，作為第1基板100或第2基板200之材質，使用基板。
背板係於第1基板100上設置有TFT層102及像素電極103。該等利用通常之陣列步驟製造。於其上設置鈍化膜104及第1配向膜105，從而獲得背板。
鈍化膜104(亦稱為無機保護膜)係用以保護TFT層之膜，通常藉由化學氣相沈積(CVD)技術等形成氮化膜(SiNx)、氧化膜(SiOx)等。
又，第1液晶配向膜105、第2配向膜205係具有使藉由本發明之液晶配向膜之製造方法獲得之液晶配向之功能之膜。配向膜有阻礙與密封材料之接著力之可能性，因此圖案塗佈於密封區域內。
又，作為誘發本發明之光配向法之反應機構，可使用具有產生如基於起因於光二色性之魏格特效應(Weigert effect)之分子之配向誘發(異構化反應)(例：偶氮苯基)、二聚合反應(例：桂皮醯基)、或光分解反應(例：聚醯亞胺基)之成為液晶配向能之起源之光反應的基(以下，簡稱為光配向性基)者，尤佳為藉由二聚合反應形成光配向膜之方法。較佳為所塗佈之配向劑溶液藉由暫時乾燥使溶劑蒸發之後，控制照射具有任 意之偏向之光(偏光)時之塗膜之溫度，藉此獲得於任意之方向具有配向能之配向膜。
另一前板於第2基板200上設置有黑色矩陣202、彩色濾光片203、平坦化膜201、透明電極204、第2配向膜205。
黑色矩陣202例如利用顏料分散法製作。具體而言，於設置有障壁膜201之第2基板200上塗佈均勻分散有黑色矩陣形成用之黑色之著色劑的彩色樹脂液，形成著色層。繼而，烘乾著色層而使之硬化。於其上塗佈光阻劑，並對其進行預烤。通過光罩圖案對光阻劑進行曝光之後，進行顯影而將著色層圖案化。其後，剝離光阻劑層，烘乾著色層，而製成黑色矩陣202。
或者，亦可使用光阻型之顏料分散液。於該情形時，塗佈光阻型之顏料分散液並進行預烤後，通過光罩圖案進行曝光，其後進行顯影，而將著色層圖案化。其後，剝離光阻劑層，烘乾著色層，而製成黑色矩陣202。
彩色濾光片203係利用顏料分散法、電鍍法、印刷法或染色法等製作。若以顏料分散法為例，則將均勻分散有(例如紅色之)顏料之彩色樹脂液塗佈於第2基板200上並烘乾硬化後，於其上塗佈光阻劑並進行預烤。通過光罩圖案對光阻劑進行曝光之後，進行顯影，將其圖案化。其後，剝離光阻劑層，再次進行烘乾，藉此製成(紅色之)彩色濾光片203。所製作之顏色順序並無特別限定。以相同之方式形成綠彩色濾光片203、藍彩色濾光片203。
透明電極204設置於上述彩色濾光片203上(視需要於上述 彩色濾光片203上設置保護層(201)，以使表面平坦化)。透明電極204較佳為透過率較高，較佳為電阻較小。透明電極204係藉由濺鍍法等形成ITO等氧化膜。
又，亦有以保護上述透明電極204為目的而於透明電極204上設置鈍化膜之情況。
第2配向膜205係與上述之第1配向膜105相同者。
以上闡述本發明中使用之上述背板及上述前板相關之具體之態樣，但於本案中並不限定於該具體之態樣，根據所需之液晶顯示元件自由進行態樣之變更。
上述柱狀間隔件之形狀並無特別限定，可將其水平剖面設為圓形、四邊形等多邊形等各種形狀，考慮步驟時之錯位範圍，尤佳為將水平剖面設為圓形或正多邊形。又，該突起形狀較佳為圓錐台或角錐台。
上述柱狀間隔件之材質只要為不溶解於密封材料或用於密封材料之有機溶劑、或者液晶的材質，則並無特別限定，就加工及輕量化之方面而言，較佳為合成樹脂(硬化性樹脂)。另一方面，上述突起可藉由利用光微影法之方法或液滴吐出法，設置於第一基板上之密封材料接觸之面。就此種理由而言，較佳為使用適合利用光微影法之方法或液滴吐出法之光硬化性樹脂。
作為例子，對藉由光微影法獲得上述柱狀間隔件之情況進行說明。圖2係使用形成於黑色矩陣上之柱狀間隔件製作用圖案作為光罩圖案之曝光處理步驟之圖。
於上述前板之透明電極204上塗佈柱狀間隔件形成用之(不 含著色劑之)樹脂液。繼而，烘乾該樹脂層402而使之硬化。於其上塗佈光阻劑，並對其進行預烤。通過光罩圖案401對光阻劑進行曝光之後，進行顯影而將樹脂層圖案化。其後，剝離光阻劑層，並烘乾樹脂層，而製成柱狀間隔件(圖1之302、304)。
柱狀間隔件之形成位置可藉由光罩圖案而決定為所需之位置。因此，可同時製作液晶顯示元件之密封區域內與密封區域外(密封材料塗佈部分)之兩者。又，為不降低密封區域之品質，較佳為以位於黑色矩陣之上方之方式形成柱狀間隔件。如此，有將藉由光微影法製作之柱狀間隔件稱為管柱狀間隔件(column spacer)或感光性間隔件(photospacer)之情況。
上述間隔件之材質使用PVA-芪偶氮(stilbazo)感光性樹脂等負型水溶性樹脂或多官能丙烯酸系單體、丙烯酸共聚物、三唑系起始劑等之混合物。或者亦有使用使著色劑分散於聚醯亞胺樹脂而成之彩色樹脂之方法。於本發明中，並無特別限定，可根據與所使用之液晶或密封材料之配合性，利用公知之材質獲得間隔件。
如此，於前板上之成為密封區域之面設置柱狀間隔件之後，於該背板之密封材料接觸之面塗佈密封材料(圖1中之301)。
上述密封材料之材質並無特別限定，可使用於環氧系或丙烯酸系之光硬化性、熱硬化性、光熱併用硬化性之樹脂中添加有聚合起始劑之硬化性樹脂組成物。又，有為控制透濕性或彈性模數、黏度等，添加由無機物或有機物構成之填料類之情況。該等填料類之形狀並無特別限定，有球形、纖維狀、無定形等。進而，為良好地控制單元間隙，亦可混合具 有單分散徑之球形或纖維狀之間隙材料，或者為進一步強化與基板之接著力，亦可混合容易與基板上突起纏繞之纖維狀物質。此時使用之纖維狀物質之直徑較理想為單元間隙之約1/5~1/10以下，纖維狀物質之長度較理想為短於密封塗佈寬度。
又，纖維狀物質之材質只要為可獲得特定之形狀者則並無特別限定，可適當地選擇纖維素、聚醯胺、聚酯等合成纖維或玻璃、碳等無機材料。
作為塗佈密封材料之方法，有印刷法或點膠法，較理想為密封材料之使用量較少之點膠法。為了不對密封區域造成不良影響，密封材料之塗佈位置通常設為黑色矩陣上。為形成後續步驟之液晶滴加區域(為不使液晶洩漏)，將密封材料塗佈形狀設為閉環形狀。
於塗佈有上述密封材料之前板之閉環形狀(密封區域)內滴加液晶。通常使用分注器。為了使滴加之液晶量與液晶單元容積一致，以和柱狀間隔件之高度與密封塗佈面積相乘而得之體積同量為基準。但是，就單元貼合步驟中之液晶洩漏或顯示特性之最佳化而言，有適當地調整滴加之液晶量之情況，亦有使液晶滴加位置分散之情況。
繼而，於塗佈上述密封材料並滴加液晶之前板貼合背板。具體而言，使上述前板及上述背板吸附於具有如靜電吸盤之使基板吸附之機構的平台，前板之第2配向膜與背板之第1配向膜相對向，配置於密封材料與另一基板不接觸之位置(距離)。於該狀態下將系統內減壓。減壓結束後，一面確認前板與背板之貼合位置，一面調整兩基板位置(對準操作)。貼合位置之調整結束後，使基板接近至前板上之密封材料與背板接觸之位 置。於該狀態下，於系統內填充非活性氣體，緩慢地解除減壓，並且恢復至常壓。此時，藉由大氣壓將前板與背板貼合，於柱狀間隔件之高度位置形成單元間隙。於該狀態下，對密封材料照射紫外線而使密封材料硬化，藉此形成液晶單元。其後，根據情況增加加熱步驟，促進密封材料硬化。為強化密封材料之接著力或提高電特性可靠性，多數情況下增加加熱步驟。
以下，對本發明之進而較佳之液晶顯示元件之形態進行說明。
本發明之液晶顯示元件之第二較佳之實施形態較佳為一種液晶顯示元件，其係將於表面具有第一配向層及含有薄膜電晶體之電極層的第一基板、與於表面具有第二配向層的第二基板以配向層彼此相對向之方式隔開而配置，且於該上述第一基板與第二基板之間填充有含有液晶組成物之液晶層者，並且上述含有薄膜電晶體之電極層具備配置為網狀之複數個閘極配線及資料配線、設置於上述閘極配線與上述資料配線之各交叉部的薄膜電晶體、連接於上述薄膜電晶體的像素電極、及與上述像素電極隔開而設置於第一基板上的共用電極。又，接近於上述液晶層而設置之第一配向層及第二配向層較佳為對液晶組成物誘發水平配向之配向膜。
即，上述液晶顯示元件較佳為依序積層有第二偏光板、第二基板、含有薄膜電晶體之電極層(或亦稱為薄膜電晶體層)、藉由本發明之製造方法獲得之液晶配向膜、包含液晶組成物之液晶層、配向膜、彩色濾光片、第一基板、及第一偏光板之構成。
藉由將共用電極與像素電極隔開而設置於同一基板(或電極層)上，可使於上述共用電極與上述像素電極之間所產生之電場(E)具有 平面方向成分。因此，例如若將對液晶組成物誘發水平配向之配向膜用於上述配向層，則可提供如下元件：於在共用電極與像素電極之間施加電壓之前，排列於作為配向膜之配向方向之面方向之液晶分子遮斷光，若施加電壓，則藉由施加於平面方向之電場(E)而使液晶分子水平地旋轉，沿著該電場方向排列，藉此遮斷光。
又，作為本發明之液晶顯示元件之形態，亦可為所謂陣列型彩色濾光片(COA)，可於含有薄膜電晶體之電極層與液晶層之間設置彩色濾光片，或亦可於該含有薄膜電晶體之電極層與第二基板之間設置彩色濾光片。
再者，本說明書中之所謂「基板上」，不僅包含與基板直接抵接之狀態，亦包含間接地抵接之所謂由基板支持之狀態。
本發明之液晶顯示元件之第二實施形態之更佳之另一形態(FFS)較佳為一種液晶顯示元件，其係將於表面具有第一配向層及含有薄膜電晶體之電極層的第一基板、與於表面具有第二配向層的第二基板以配向層彼此相對向之方式隔開而配置，且於該上述第一基板與第二基板之間填充有含有液晶組成物之液晶層者，並且較佳為上述含有薄膜電晶體之電極層具備配置為網狀之複數個閘極配線及資料配線、設置於上述閘極配線與上述資料配線之各交叉部之薄膜電晶體、連接於上述薄膜電晶體之像素電極、及與上述像素電極隔開而共同並設於第一基板上之共用電極，且接近之上述共用電極與上述像素電極之最短隔開距離d短於上述配向層彼此之最短隔開距離G。
再者，於本說明書中，將共用電極與像素電極之最短隔開距 離d長於配向層彼此之最短隔開距離G之條件的液晶顯示元件稱為IPS方式之液晶顯示元件，將接近之共用電極與像素電極之最短隔開距離d短於配向層彼此之最短隔開距離G之條件的元件稱為FFS。因此，僅接近之共用電極與像素電極之最短隔開距離d短於配向層彼此之最短隔開距離G之條件為FFS方式之條件，因此該共用電極之表面與像素電極之表面之厚度方向的位置關係並無限制。因此，作為本發明之FSS方式之液晶顯示元件，如圖3~圖9，可將像素電極設置於較共用電極更靠液晶層側，亦可將像素電極與共用電極設置於同一面上。
若將本發明之光配向膜用於FFS驅動方式(FFS-LCD)之液晶顯示元件，則就高速響應、殘像之減少之觀點而言較佳。
以下，使用圖3~圖7說明本發明之第二實施形態之更佳之實施形態之一例。圖3係模式性地表示液晶顯示元件之一態樣之構造的分解立體圖，係所謂FFS方式之液晶顯示元件。本發明之液晶顯示元件10較佳為依序積層有第二偏光板8、第二基板7、含有薄膜電晶體之電極層(或亦稱為薄膜電晶體層)3、配向膜4、含有液晶組成物之液晶層5、配向膜4、彩色濾光片6、第一基板2、及第一偏光板1之構成。又，如圖3所示，上述第二基板7及上述第一基板2亦可由一對偏光板1、8夾持。進而，於圖3中，於上述第二基板7與配向膜4之間設置有彩色濾光片6。進而，亦可以與本發明之液晶層5接近且與構成該液晶層5之液晶組成物直接抵接之方式，使一對配向膜4形成於(透明)電極(層)3。
作為本發明之液晶顯示元件10之另一較佳之形態，亦可為所謂陣列型彩色濾光片(COA)，可於薄膜電晶體層3與液晶層5之間設置 彩色濾光片6，或亦可於該薄膜電晶體層3與第一基板2之間設置彩色濾光片6。
FFS方式之液晶顯示元件係利用邊緣電場者，若接近之共用電極與像素電極之最短隔開距離d短於配向層彼此之最短隔開距離G，則於共用電極與像素電極之間形成邊緣電場，可有效率地利用液晶分子之水平方向及垂直方向之配向。即，於FFS方式之液晶顯示元件之情形時，可利用形成於相對於像素電極21之形成梳齒形之線垂直之方向的水平方向之電場、與拋物線狀之電場。
圖4係將圖3之形成於基板上之含有薄膜電晶體之電極層3(或亦稱為薄膜電晶體層3)之II之區域擴大的俯視圖。於閘極配線26與資料配線25相互交叉之交叉部附近，含有源極電極27、汲極電極24及閘極電極28之薄膜電晶體20作為對像素電極21供給顯示訊號之開關元件與上述像素電極21連接而設置。於該圖4中，作為一例，表示於梳齒狀之像素電極21之背面，介隔絕緣層(未圖示)而平板體狀之共用電極22形成於一面之構成。又，於上述像素電極21之正面，亦可藉由保護絕緣膜及配向膜層被覆。再者，亦可於被上述複數個閘極配線26與複數個資料配線25包圍之區域，設置保存經由資料配線25供給之顯示訊號之儲存電容器23。進而，與閘極配線26並排設置共用線29。該共用線29為對共用電極22供給共用訊號而與共用電極22連接。
圖5係於圖4之III-III線方向將液晶顯示元件切斷之剖面圖之一例。於表面形成有配向層4及含有薄膜電晶體20(11、12、13、14、15、16、17)之電極層3的第一基板2、與於表面形成有配向層4的第二基 板7以特定之間隔G以配向層彼此相對向之方式隔開，且於該空間填充有含有液晶組成物之液晶層5。於上述第一基板2之表面之一部分形成閘極絕緣膜12，進而於該閘極絕緣膜12之表面之一部分形成共用電極22，進而以覆蓋上述共用電極22及薄膜電晶體20之方式形成絕緣膜18。又，於上述絕緣膜18上設置像素電極21，該像素電極21經由配向層4與液晶層5接觸。因此，像素電極與共用電極之最小隔開距離d可作為閘極絕緣膜12之(平均)膜厚進行調整。又，換言之，於圖5之實施形態中，於像素電極與共用電極間之基板，水平方向之距離變為0。像素電極21之梳齒狀部分之電極寬度：1、及像素電極21之梳齒狀部分之間隙之寬度：m較佳為形成為藉由產生之電場可驅動液晶層5內之全部液晶分子之程度的寬度。
如圖3~7所示，於接近之共用電極與像素電極之最短隔開距離d短於配向層彼此之最短隔開距離G之條件之FFS方式之液晶顯示元件之情形時，若對以長軸方向與配向層之配向方向平行之方式配置的液晶分子施加電壓，則於像素電極21與共用電極22之間，拋物線形之電場之等電位線形成於像素電極21與共用電極22之上部，液晶層5內之液晶分子沿著所形成之電場於液晶層5內旋轉而發揮作為開關元件之作用。更詳細而言，例如若將對液晶組成物誘發水平配向之配向膜用於上述配向層，則於在共用電極與像素電極之間施加電壓之前，排列於作為配向膜之配向方向之面方向的液晶分子遮斷光，若施加電壓，則產生起因於共用電極與像素電極隔開設置於同一基板(或電極層)上的平面方向成分之電場、與因接近之共用電極與像素電極之最短隔開距離d短於配向層彼此之最短隔開距離G而產生之源自該等電極之邊緣之垂直方向成分之電場(邊緣電場)，因 此即便為具有較低之介電各向導性之液晶分子，亦可驅動。因此，液晶組成物本身之特性可極力減少具有較高之介電各向導性(△ε)之化合物之量，因此可於液晶組成物本身含有大量低黏度之化合物。
進而，藉由本發明之製造方法獲得之配向膜可發揮較高之定錨效果，因此可使用之液晶組成物之種類較多，因此亦可驅動大量可使用之介電常數相對低之液晶組成物。
本發明之液晶顯示組成之第二實施形態之更佳之另一形態之構成(FFS)較佳為一種液晶顯示元件，其係將於表面具有第一配向層及含有薄膜電晶體之電極層的第一基板、與於表面具有第二配向層的第二基板以配向層彼此相對向之方式隔開而配置，且於該上述第一基板與第二基板之間填充有含有液晶組成物之液晶層者，並且上述含有薄膜電晶體之電極層具備共用電極、配置為網狀之複數個閘極配線及資料配線、設置於上述閘極配線與上述資料配線之各交叉部之薄膜電晶體、及連接於上述薄膜電晶體之像素電極，且上述像素電極較上述共用電極更向第二基板側突出而設置。又，接近於上述液晶層而設置之第一配向層及第二配向層較佳為對液晶組成物誘發水平配向之配向膜。
圖6係將圖3之形成於基板上之含有薄膜電晶體之電極層3(或亦稱為薄膜電晶體層3)之II之區域擴大的俯視圖之另一形態。於閘極配線26與資料配線25相互交叉之交叉部附近，包含源極電極27、汲極電極24及閘極電極28之薄膜電晶體20作為對像素電極21供給顯示訊號之開關元件與上述像素電極21連接而設置。又，像素電極21亦可為以至少一個缺口部打穿之構造，該圖6表示其一例。上述像素電極21係將四邊形之平 板體之中央部及兩端部以三邊形之缺口部打穿，進而將剩餘之區域以8個長方形之缺口部打穿之形狀，且共用電極22為梳齒體(未圖示)。又，於上述像素電極之表面，亦可藉由保護絕緣膜及配向膜層被覆。再者，亦可於被上述複數個閘極配線25與複數個資料配線24包圍之區域設置保存經由資料配線24供給之顯示訊號之儲存電容器23。再者，上述缺口部之形狀或數量等並無特別限制。
圖7係於圖6中，於與圖4相同之III-III方向之位置將液晶顯示元件切斷之剖面圖之另一形態之一例。即，與上述圖5之液晶顯示元件之構造之不同點係圖5所示之液晶顯示元件之共用電極為平板體，且像素電極為梳齒體。另一方面，如上述所說明，於圖7所示之液晶顯示元件中，像素電極21係將四邊形之平板體之中央部及兩端部以三邊形之缺口部打穿，進而將剩餘之區域以8個長方形之缺口部打穿之形狀，且共用電極為梳齒體之構造。因此，像素電極與共用電極之最小隔開距離d成為閘極絕緣膜12之(平均)膜厚以上且未達配向層隔開距離G。又，於圖7中，共用電極為梳齒體之構造，但於該實施形態中，亦可將共用電極設為平板體。又，於任一形態中，本發明之FFS方式之液晶顯示元件只要滿足接近之共用電極與像素電極之最短隔開距離d短於配向層彼此之最短隔開距離G之條件即可。進而，於圖7所示之液晶顯示元件之構成中，像素電極21由保護膜18覆蓋，於圖5所示之液晶顯示元件之構成中，像素電極21由配向層4被覆。於本發明中，像素電極亦可由保護膜或配向膜之兩者被覆。
又，於圖7中，於第一基板2之一表面形成偏光板，且以覆蓋形成於另一表面之一部分之梳齒狀之共用電極22之方式形成閘極絕緣膜 12，於該閘極絕緣膜12之表面之一部分形成像素電極21，進而以覆蓋上述像素電極21及薄膜電晶體20之方式形成絕緣膜18。又，於上述絕緣膜18上積層配向層4、液晶層5、配向層4、彩色濾光片6、第二基板7及偏光板8。因此，像素電極與共用電極之最小隔開距離d可利用兩電極位置、像素電極21之梳齒狀部分之電極寬度：1、或像素電極21之梳齒狀部分之間隙寬度：m進行調整。
如圖7般，若上述像素電極較上述共用電極更向第二基板側突出，且兩者一起並列設置於第一基板上，則於上述共用電極與上述像素電極之間形成平面方向成分之電場，且像素電極之表面與共用電極之表面之厚度方向之高度不同，因此亦可同時施加厚度方向成分之電場(E)。
再者，FFS方式之液晶顯示元件係利用邊緣電場者，只要為接近之共用電極與像素電極之最短隔開距離d短於配向層彼此之最短隔開距離G之條件，則並無特別限制，因此例如亦可於梳齒狀之像素電極之複數個齒部及梳齒狀之共用電極之複數個齒部隔開並嚙合之狀態下，設置於基板上而構成。於該情形時，只要使共用電極之齒部與像素電極之齒部之隔開距離短於配向層彼此之最短隔開距離G，則可利用邊緣電場。
於將藉由本發明之液晶配向膜之製造方法獲得之配向膜用於FFS方式之液晶顯示元件之情形時，可發揮較高之定錨效果，因此可發揮減少殘像之效果。
本發明之第三實施形態之構成較佳為於與形成有含有薄膜電晶體之電極層3之第一基板相同之基板側形成彩色濾光片6。該形態通常被稱為陣列型彩色濾光片(COA)等。關於具體之構造，以下使用圖8及 圖9進行說明。圖8係於圖4之III-III線方向將液晶顯示元件切斷之剖面圖之另一形態。該液晶組成物之構成係於表面形成有配向層4、薄膜電晶體20(11、13、15、16、17)、彩色濾光片6及像素電極21的第一基板2與於表面形成有配向層4及共用電極22之第二基板7以上述配向層彼此相對向之方式隔開，且於該空間填充有含有液晶組成物之液晶層5。又，於上述第一基板2之表面之一部分形成薄膜電晶體20或閘極絕緣膜12，進而以被覆該薄膜電晶體20之方式形成亦為平坦膜之緩衝層30，於該緩衝層30上依序積層彩色濾光片6、像素電極21及配向層4。因此，與圖5等不同，於第二基板7上不存在彩色濾光片6。
又，液晶顯示元件具有位於中央部之矩形之顯示區域R1、及位於顯示區域周緣部之框狀之非顯示區域R2，於顯示區域R1內形成有紅色、綠色或藍色之彩色濾光片。更詳細而言，將彩色濾光片之周緣部重疊配設於訊號線(資料配線或閘極配線等)。
於彩色濾光片上設置有由ITO(銦錫氧化物)等之透明導電膜形成之複數個像素電極21。各像素電極21經由絕緣膜18及形成於各著色層之通孔(未圖示)連接於對應之薄膜電晶體。更詳細而言，像素電極21經由上述之接觸電極連接於薄膜電晶體。亦可於像素電極21上配設複數根柱狀間隔件(未圖示)等。於彩色濾光片及像素電極21上形成有配向膜4。
圖9係表示與圖8不同之形態之陣列型彩色濾光片之圖，係將圖8中之薄膜電晶體20與基板2之部位擴大而表示之圖。於該圖8中，成為彩色濾光片存在於較薄膜電晶體更靠液晶層側之構成，於圖9之形態 中，成為薄膜電晶體存在於較彩色濾光片更靠液晶層側之構成，上述薄膜電晶體與彩色濾光片經由緩衝層而接合。
[實施例]
「高分子光配向材料之合成方法」
(合成例1)
「式1之化合物之合成」
使199g(1.21mol)之8-氯辛醇、158.3g(1.84mol)之甲基丙烯酸甲酯、1.5g之4-甲氧基苯酚、22.8g(0.12mol)之對甲苯磺酸溶解於450ml之環己烷中，並進行6小時加熱回流。將反應液冷卻至室溫，並利用水清洗溶液3次之後，利用飽和碳酸氫鈉水溶液清洗3次，其後利 用飽和鹽水清洗2次。利用無水硫酸鈉使溶液乾燥，並蒸餾去除溶劑，藉此以無色透明之液體之形式獲得258g之式1之化合物。純度99%(GC)。M+232。
「式2之化合物之合成」
使34.6g(0.284mol)之4-羥基苯甲醛、49g(0.341mol)之碳酸鉀溶解於500mL之二甲基甲醯胺中，並於氮氣環境下，於室溫下添加58g(0.284mol)之甲基丙烯酸8-氯辛酯。將反應液加熱至90度，並進行6小時攪拌。利用GC確認反應結束後，將反應液冷卻至室溫，並進行過濾。添加200ml之乙酸乙酯與200ml之水，再次進行過濾。將有機層與水層分離，於水層添加乙酸乙酯，進行3次萃取。合併全部有機層，利用飽和鹽水進行3次清洗。於有機層添加無水硫酸鈉，使之乾燥，並蒸餾去除溶劑，而獲得粗製之式2之化合物。所獲得之式2之化合物不進行特別之精製而用於後續之反應。M+318。
「式3之化合物之合成」
使50g(約0.14mol)之2、4.43g(0.029mol)磷酸二氫鈉、16g之30%過氧化氫水溶解於60ml之水及350ml之乙腈中，進行冰浴冷卻。繼而，將使23g之78%之亞氯酸鈉稀釋於200ml之水中而得之溶液滴 加至反應液中之後，於室溫下攪拌反應液一夜。使用HPLC確認反應結束。於反應液中添加10%鹽酸直至pH值變為1，過濾分離析出之白色固體。利用水對所獲得之固體進行3次清洗。使所獲得之粗體3溶解於二氯甲烷中，並於其中添加無水硫酸鈉，使之乾燥。於溶液中添加庚烷，減壓蒸餾去除二氯甲烷，過濾分離析出之固體，獲得作為目標之式3之化合物30g。純度99%(HPLC)。
「式4之化合物之合成」
使50g(0.246mol)之4-溴-2-甲氧基苯酚、47.2g(0.369mol)之丙烯酸三級丁酯、50.9g(0.369mol)之碳酸鉀溶解於700ml之N-甲基吡咯啶酮中，並對系統進行氮氣置換。於反應液中添加0.055g(0.246mmol)之乙酸鈀，再次進行氮氣置換，並於系統內於130度下攪拌6小時。利用HPLC確認反應結束。將反應液冷卻至室溫，並於其中添加300ml之乙酸乙酯與300ml之5%鹽酸。將有機層與水層分離，並於水層添加乙酸乙酯，進行萃取。合併全部有機層，利用飽和鹽水進行3次清洗，利用無水硫酸鈉使之乾燥。蒸餾去除溶劑，並於其中添加80g之矽膠，製成漿料。將其填充於100g氧化鋁/300g矽膠管柱中，並利用乙酸乙酯/庚烷混合溶液使之溶出。蒸餾去除溶劑，並利用庚烷使所獲得之粗結晶再結晶，以白色固體之形式獲得43.2g之式4之化合物。純度99%(HPLC)。M+250。
「式5之化合物之合成」
使22.3g(0.06676mol)之3、16.7g(0.06677mol)之4、1.22g(10mmol)之4-二甲胺基吡啶溶解於400ml之二氯甲烷中，並對系統進行氮氣置換之後，進行冰浴冷卻。繼而，將使12.6g(0.1mol)之N,N'-二異丙基碳二醯亞胺溶解於100ml之二氯甲烷而得之溶液滴加至反應液中之後，於室溫下攪拌一夜。過濾反應液，並利用200ml之10%鹽酸清洗反應液，繼而利用200ml之飽和鹽水進行3次清洗，利用無水硫酸鎂使之乾燥。某程度蒸餾去除溶劑，並於其中添加70g之矽膠，製成漿料，填充於100g氧化鋁/200g矽膠管柱內，並利用二氯甲烷使之溶出。蒸餾去除溶劑，並利用乙酸乙酯/庚烷之混合溶劑再結晶，藉此以白色固體之形式獲得作為目標之式5之化合物31.8g。純度99%(HPLC)。M+566。
「式6之化合物之合成」
使31.8g(0.0562mol)之5溶解於200ml之二氯甲烷中，並對系統進行氮氣置換之後，進行冰浴冷卻。於系統內滴加32g(0.280mol)之三氟乙酸之後，於室溫下攪拌一夜。利用HPLC確認反應結束。於反應液中添加300ml之庚烷，並蒸餾去除溶劑，藉此使固體析出，並將其過濾 分離。利用水與庚烷清洗所獲得之固體，以無色之結晶之形式獲得作為目標之式6之化合物26g。純度99%(HPLC)。
「式I-1-1之化合物之合成」
使22.9g(45mmol)之6、4.9g(0.04mol)之3-羥基丙腈、0.70g(5.6mmol)之4-二甲胺基吡啶溶解於200ml之二氯甲烷中，並對系統進行氮氣置換之後，進行冰浴冷卻。繼而，將使7.87g(64mmol)之N,N'-二異丙基碳二醯亞胺溶解於50ml之二氯甲烷中而得之溶液滴加至反應液中之後，於室溫下攪拌一夜。過濾反應液，並利用100ml之10%鹽酸清洗反應液，繼而利用100ml之飽和鹽水進行3次清洗，利用無水硫酸鎂使之乾燥。使用30g氧化鋁/300g矽膠管柱與乙酸乙酯/二氯甲烷混合溶劑進行精製。蒸餾去除溶劑，使用甲醇使所獲得之固體再結晶，以白色固體之形式獲得16.4g之式I-1-1之化合物。純度99.5%(HPLC)。M+563。
「聚合物P-I-1-1之合成」
使16.5g之式I-1-1之化合物、AIBN 92mg溶解於THF 82.5 mL中，並於氮氣環境下，於55℃使之反應6小時。於所獲得之溶液中添加己烷，藉此使目標物沈澱，對該沈澱物進行減壓乾燥，藉此獲得目標聚合物P-I-1-111g。該聚合物之重量平均分子量為198,000。
(合成例2)
將10-溴-1-癸醇34g、甲基丙烯酸22g、4-甲氧基苯酚70mg、對甲苯磺酸一水合物2g、環己烷200mL、二異丙醚40mL混合，並利用油浴加熱，使之回流8小時。將反應液放置冷卻至30℃之後，於反應液中添加水100mL，萃取有機層。對該有機層，利用5%碳酸氫鈉水溶液100 mL進行2次清洗，利用飽和鹽水100mL進行1次清洗。對清洗後之有機層進行減壓濃縮，獲得作為無色液體之化合物(a-1-1)50g。於反應容器中，使對羥基苯甲醛23g、碳酸鉀46g、化合物(a-1-1)46g懸浮於DMF 300mL，並於90℃攪拌6小時，而結束反應。將反應液冷卻至10℃之後，於反應液中滴加水650mL，而使固體析出。過濾取出固體，獲得作為褐色粒狀固體之化合物(a-1-2)72g。於反應容器中，使化合物(a-1-2)66g溶解於甲醇980mL中，並於其中依序添加磷酸二氫鈉水溶液(將磷酸二氫 鈉二水和物19g溶解於水250mL中而得者)、30%過氧化氫水(32mL)。滴加亞氯酸鈉水溶液(將純度80%之亞氯酸鈉27g溶解於水220mL中而得者)而添加。滴加結束後，於45℃對反應液進行3小時攪拌，結束反應。慢慢地將反應液冷卻至20℃之後，於反應液中滴加水，使固體析出。過濾取出固體，對固體利用水進行振盪清洗。將藉由此種方式獲得之無色鱗片狀結晶之粗產物於減壓下乾燥8小時，而獲得作為無色結晶之化合物(a-1-3)47g。
另一方面，使1-乙基-3-(3-二甲基胺基丙基)碳二醯亞胺鹽酸鹽54g、4-二甲胺基吡啶0.3g溶解於2-氰基乙醇406mL中。於該溶液中於10℃歷時1小時滴加將阿魏酸50g溶解於2-氰基乙醇203mL中而得之溶液，並於室溫下攪拌藉由上述方式獲得者4小時。將反應液與15℃之冷水混合，並於混合液中添加甲苯/THF混合溶劑，萃取有機層。利用飽和鹽水200mL清洗有機層後進行濃縮，使所獲得之黃色固體再結晶，藉此獲得作為白色固體之化合物(a-1-4)37g。
使化合物(a-1-3)39g、化合物(a-1-4)28g、4-二甲胺基吡啶0.3g懸浮於二氯甲烷140mL，一面將內溫保持為10℃以下，一面滴加二異丙基碳二醯亞胺172g，其後於15~25℃攪拌3小時。確認原料消失後，於反應液中添加水，藉此使反應失活。過濾分離所獲得之析出物，製成二氯甲烷溶液後，利用管柱層析法進行精製。自二氯甲烷溶液中減壓蒸餾去除二氯甲烷後，添加甲醇，並冷卻至0℃，而使結晶析出。過濾分離結晶，並進行減壓乾燥，而獲得甲基丙烯酸酯單體(a-1)51g。
使所獲得之甲基丙烯酸酯單體(a-1)16.5g、AIBN 92mg 溶解於THF 82.5mL中，於氮氣環境下，於55℃使之反應6小時。於所獲得之溶液中添加己烷，藉此使目標物沈澱，對該沈澱物進行減壓乾燥，藉此獲得目標之聚甲基丙烯酸酯(高分子光配向材料P-I-1-2)11g。該聚甲基丙烯酸酯(高分子光配向材料P-I-1-2)之重量平均分子量為248,000。
再者，重量平均分子量係於以下之測定條件下，藉由GPC(凝膠滲透層析法，Gel Permeation Chromatography)測定。測定裝置使用Tosoh公司製造之GPC裝置HLC-8220GPC，分析管柱使用TSKgel GMHXL×2根、TSKgel G2000XL×1根、TSKgel G1000XL×1根之合計4根串聯，檢測器使用示差折射率(RI)檢測器，用以製成校準曲線之標準試樣使用昭和電工製造之聚苯乙烯標準試樣STANDARD SM-105(分子量範圍1,300~3,800,000)。以成為1μg/mL之濃度之方式將所獲得之聚合物溶解於THF中，並將流動相設為THF，將送液速度設為1mL/分鐘，將管柱溫度設為40℃，將試樣注入量設為300μL進行測定。
「光配向膜之製備方法」
(實施例1)
於將上述合成之高分子光配向材料P-I-1-1溶解於N-甲基-2-吡咯啶酮(以下，稱為NMP)中之後，添加2-丁氧基乙醇，以按重量比計成為NMP：2-丁氧基乙醇：高分子光配向材料1=47.5：47.5：5之方式進行調整，並使用menbrane solutions公司製造之MS PTFE syringe filter(5μm、1μm、0.45μm)進行過濾，而獲得光配向膜溶液。使用Mikasa股份有限公司製造之旋轉塗佈機IH-DX2，將該溶液以成為約90nm之厚度之方式 旋轉塗佈於E.H.C股份有限公司製造之基板SZ-B107MIN(up/low)，其後於AS ONE股份有限公司製造之加熱板digital hot plate NINOS ND1上，於80℃乾燥3分鐘，進而使用AS ONE公司製造之烘箱DO-600FA，於空氣環境下，於180℃乾燥5分鐘。乾燥後緩冷至室溫。繼而，於上述乾燥步驟後，使用圖10所示之照射裝置，於將乾燥之膜之溫度維持為25℃之狀態下，以100mJ/cm2照射313nm之直線偏光5秒鐘，而製備本發明之光配向膜。
(實施例2)
於將上述合成之高分子光配向材料P-I-1-1溶解於N-甲基-2-吡咯啶酮(以下，稱為NMP)中之後，添加2-丁氧基乙醇，以按重量比計成為NMP：2-丁氧基乙醇：高分子光配向材料1=47.5：47.5：5之方式進行調整，並使用menbrane solutions公司製造之MS PTFE syringe filter(5μm、1μm、0.45μm)進行過濾，而獲得光配向膜溶液。使用Mikasa股份有限公司製造之旋轉塗佈機IH-DX2，將該溶液以成為約90nm之厚度之方式旋轉塗佈於E.H.C股份有限公司製造之基板SZ-B107MIN(up/low)，其後於AS ONE股份有限公司製造之加熱板digital hot plate NINOS ND1上，於80℃乾燥3分鐘，進而使用AS ONE公司製造之烘箱DO-600FA，於空氣環境下，於180℃乾燥5分鐘。乾燥後緩冷至室溫。繼而，於上述乾燥步驟後，使用圖10所示之照射裝置，於將乾燥之膜之溫度維持為50℃之狀態下，以100mJ/cm2照射313nm之直線偏光5秒鐘，而製備本發明之光配向膜。
(實施例3)
於將上述合成之高分子光配向材料P-I-1-1溶解於N-甲基-2-吡咯啶酮(以下，稱為NMP)中之後，添加2-丁氧基乙醇，以按重量比計 成為NMP：2-丁氧基乙醇：高分子光配向材料1=47.5：47.5：5之方式進行調整，並使用menbrane solutions公司製造之MS PTFE syringe filter(5μm、1μm、0.45μm)進行過濾，而獲得光配向膜溶液。
使用Mikasa股份有限公司製造之旋轉塗佈機IH-DX2，將該溶液以成為約90nm之厚度之方式旋轉塗佈於E.H.C股份有限公司製造之基板SZ-B107MIN(up/low)，其後於AS ONE股份有限公司製造之加熱板digital hot plate NINOS ND1上，於80℃乾燥3分鐘，進而使用AS ONE公司製造之烘箱DO-600FA，於空氣環境下，於180℃乾燥5分鐘。乾燥後緩冷至室溫。繼而，於上述乾燥步驟後，使用圖10所示之照射裝置，於將乾燥之膜之溫度維持為70℃之狀態下，以100mJ/cm2照射313nm之直線偏光5秒鐘，而製備本發明之光配向膜。
(實施例4)
於將上述合成之高分子光配向材料P-I-1-1溶解於N-甲基-2-吡咯啶酮(以下，稱為NMP)中之後，添加2-丁氧基乙醇，以按重量比計成為NMP：2-丁氧基乙醇：高分子光配向材料1=47.5：47.5：5之方式進行調整，並使用menbrane solutions公司製造之MS PTFE syringe filter(5μm、1μm、0.45μm)進行過濾，而獲得光配向膜溶液。
使用Mikasa股份有限公司製造之旋轉塗佈機IH-DX2，將該溶液以成為約90nm之厚度之方式旋轉塗佈於E.H.C股份有限公司製造之基板SZ-B107MIN(up/low)，其後於AS ONE股份有限公司製造之加熱板digital hot plate NINOS ND1上，於80℃乾燥3分鐘，進而使用AS ONE公司製造之烘箱DO-600FA，於空氣環境下，於180℃乾燥5分鐘。乾燥後緩 冷至室溫。繼而，於上述乾燥步驟後，使用圖10所示之照射裝置，於將乾燥之膜之溫度維持為100℃之狀態下，以100mJ/cm2照射313nm之直線偏光5秒鐘，而製備本發明之光配向膜。
(實施例5)
於將上述合成之高分子光配向材料P-I-1-1溶解於N-甲基-2-吡咯啶酮(以下，稱為NMP)中之後，添加2-丁氧基乙醇，以按重量比計成為NMP：2-丁氧基乙醇：高分子光配向材料1=47.5：47.5：5之方式進行調整，並使用menbrane solutions公司製造之MS PTFE syringe filter(5μm、1μm、0.45μm)進行過濾，而獲得光配向膜溶液。
使用Mikasa股份有限公司製造之旋轉塗佈機IH-DX2，將該溶液以成為約90nm之厚度之方式旋轉塗佈於E.H.C股份有限公司製造之基板SZ-B107MIN(up/low)，其後於AS ONE股份有限公司製造之加熱板digital hot plate NINOS ND1上，於80℃乾燥3分鐘，進而使用AS ONE公司製造之烘箱DO-600FA，於空氣環境下，於180℃乾燥5分鐘。乾燥後緩冷至室溫。繼而，於上述乾燥步驟後，使用圖10所示之照射裝置，於將乾燥之膜之溫度維持為120℃之狀態下，以100mJ/cm2照射313nm之直線偏光5秒鐘，而製備本發明之光配向膜。
(實施例6~13)
於將上述合成之高分子光配向材料P-I-1-2溶解於N-甲基-2-吡咯啶酮(以下，稱為NMP)中之後，添加2-丁氧基乙醇，以按重量比計成為NMP：2-丁氧基乙醇：高分子光配向材料1=47.5：47.5：5之方式進行調整，並使用menbrane solutions公司製造之MS PTFE syringe filter(5μm、 1μm、0.45μm)進行過濾，而獲得6種光配向膜溶液。
使用Mikasa股份有限公司製造之旋轉塗佈機IH-DX2，將該6種溶液分別以成為約90nm之厚度之方式旋轉塗佈於E.H.C股份有限公司製造之基板SZ-B107MIN(up/low)，其後於AS ONE股份有限公司製造之加熱板digital hot plate NINOS ND1上，於80℃乾燥3分鐘，進而使用AS ONE公司製造之烘箱DO-600FA，於空氣環境下，於180℃分別乾燥5分鐘。乾燥後緩冷至室溫。繼而，於上述乾燥步驟後，使用圖10所示之照射裝置，於將乾燥之膜之溫度分別維持為25℃、40℃、55℃、70℃、85℃、100℃之狀態下，以100mJ/cm2照射313nm之直線偏光5秒鐘，而分別製備本發明之6種光配向膜。
「光配向膜之評價」
使用實施例1~13中製成之基板夾持DIC股份有限公司製造之液晶PA0500，組裝成液晶單元。對該液晶單元之定錨能進行測定，結果確認根據偏光照射時之溫度，定錨能發生變化(參照圖11)。
如上所述，確認根據本發明，即便大幅度地縮短利用習知之光配向材料所必需之長週期時間，亦可製備具備較大之定錨能之光配向膜。再者，定錨能之測定使用以下方法。
使用上述液晶單元，藉由被稱為扭矩平衡法之方法(日本液晶學會討論會講演預稿集(2001年)之251至252頁中報告之方法)，對光配向膜之方位角定錨能進行測定。具體而言，於液晶單元中注入參考例7中製備之液晶組成物(A)，並於92℃加熱2分鐘後，冷卻至室溫。於具備白色光源、偏光元件(入射側偏光板)、析光片(出射側偏光板)、檢測器 之光學測定裝置(OMS-DI4RD，中央精機股份有限公司製造)之偏光元件-析光片間配置該液晶單元，並一面使偏光元件與析光片旋轉，一面利用檢測器檢測透過光之光量，求出檢測之光量變為最小時之偏光元件與析光片之旋轉角，將該角度設為扭轉角。
繼而，自該液晶單元抽出液晶組成物(A)，取而代之注入液晶組成物(B)，於2℃加熱2分鐘後，冷卻至室溫。使用該液晶單元，以與上述相同之方式，求出偏光元件與析光片之旋轉角，將該角度設為扭轉角。
藉由式(1)求出方位角定錨能A。其中，K22為液晶之扭轉彈性係數，d為單元間隙，p為具有手性之液晶之螺旋間距。
所獲得之方位角定錨能如圖11所示。
其結果為，根據圖11確認，任一聚合物於40℃至85℃定錨能均得到改善，更佳為於60℃至70℃由加熱所得之效果變得更明顯。

Claims (9)

  1. 一種液晶配向膜之製造方法，其包括下述步驟：步驟(I)，其係將溶劑及光響應性高分子混合而製備光響應性高分子溶液；步驟(II)，其係將上述光響應性高分子溶液塗佈於基板上之後，於50~100℃乾燥1~3分鐘，進而於120℃~180℃乾燥5~75分鐘而形成塗膜；及步驟(III)，其係將對上述塗膜照射200~350nm之光時之上述塗膜的溫度調整為40℃~100℃。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶配向膜之製造方法，其包括下述步驟：步驟(I)，其係將溶劑及響應光而藉由側鏈彼此之二聚合來形成交聯結構的光響應性二聚合型高分子混合，而製備光響應性二聚合型高分子溶液；步驟(II)，其係將上述光響應性二聚合型高分子溶液塗佈於基板上之後，於50~100℃乾燥1~3分鐘，進而於120℃~180℃乾燥5~75分鐘而形成塗膜；及步驟(III)，其係將對上述塗膜照射200~350nm之光時之上述塗膜的溫度調整為40℃~100℃。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之液晶配向膜之製造方法，其中，上述200~350nm之光係自相對於上述基板大致垂直方向照射，且照射量為10~100mJ/cm2之直線光。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之液晶配向膜之製造方法，其中，使液晶 分子在相對於基板大致水平方向配向。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之液晶配向膜之製造方法，其中，利用上述步驟(II)獲得之塗膜的平均厚度為10~100nm。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之液晶配向膜之製造方法，其中，上述光為250~330nm之波長之偏光。
  7. 一種液晶組成物之配向方法，其包括下述步驟：步驟(1)，其係將溶劑及光響應性高分子混合而製備光響應性高分子溶液；步驟(2)，其係於第1基板及第2基板之表面形成上述光響應性高分子溶液的被膜之後，於50~100℃乾燥1~3分鐘，進而於120℃~180℃乾燥5~75分鐘而使上述被膜乾燥；步驟(3)，其係於將乾燥之上述被膜之溫度維持為50℃~100℃之狀態下照射200~350nm之光，而於上述第1基板及第2基板表面形成液晶配向膜；及步驟(4)，其係於將上述形成有液晶配向膜之一對基板以上述液晶配向膜彼此對向並隔開之方式貼合而形成的一對液晶配向膜間填充液晶組成物。
  8. 如申請專利範圍第7項之配向方法，其中，上述光響應性高分子係響應光而藉由側鏈彼此之二聚合來形成交聯結構之光響應性二聚合型高分子。
  9. 一種液晶顯示元件，其具備藉由申請專利範圍第1至6項中任一項之方法獲得之液晶配向膜。
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