TW201804552A - 液晶元件的製造方法 - Google Patents

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Jsr股份有限公司
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    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
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Abstract

本發明提供一種可於一對基板中的一個基板與另一個基板之間充分產生預傾角的差異的液晶元件的製造方法。本發明藉由如下方法來製造液晶元件,所述方法包括:膜形成步驟,將液晶配向劑塗佈於第1基板以及第2基板的各基板上而形成塗膜;接觸步驟,僅對於第1基板以及第2基板中的其中一個基板,使形成於該基板上的塗膜與溶劑接觸,或使形成於第1基板以及第2基板的各個基板上的塗膜,於基板間以不同的條件與溶劑接觸;以及於接觸步驟後,將第1基板與第2基板以塗膜相對的方式對向配置從而構築液晶單元的步驟。

Description

液晶元件的製造方法
本發明是有關於一種液晶元件的製造方法。
作為液晶元件,除以扭轉向列(Twisted Nematic,TN)型、超扭轉向列(Super Twisted Nematic,STN)型等為代表的、使用具有正介電各向異性的相列液晶的水平配向模式的液晶元件以外,亦已知有使用具有負介電各向異性的相列液晶的垂直(homeotropic)配向模式的垂直配向(Vertical Alignment)型液晶元件等各種液晶元件。該些液晶元件具備具有使液晶分子沿一定方向進行配向的功能的液晶配向膜。作為構成該液晶配向膜的材料,已知有:聚醯胺酸、聚醯亞胺、聚醯胺酸酯、聚醯胺、聚酯、聚有機矽氧烷等,特別是包含聚醯胺酸或聚醯亞胺的液晶配向膜由於耐熱性、機械強度、與液晶分子的親和性優異等,因此,自先前以來被較佳地使用(參照專利文獻1~專利文獻3)。
另外,作為配向處理方式,已知有聚合物穩定配向(Polymer Sustained Alignment,PSA)方式。PSA方式為如下技術:使設置於一對基板的間隙的液晶層中含有聚合性化合物,以於基板間施加電壓的狀態照射紫外線而使聚合性化合物聚合,藉此,顯現預傾角特性而控制液晶的配向方向。根據該技術,可實現視角的擴大及液晶分子響應的高速化,亦能夠解決多域垂直配向(Multi-domain Vertical Alignment,MVA)型面板中不可避免的透射率及對比度不足的問題。於PSA方式中,近年來,亦藉由使液晶配向膜中含有聚合性化合物並以於基板間施加電壓的狀態照射紫外線,從而對液晶的配向方向進行控制。
另外,近年來,伴隨著液晶面板的用途的擴大,正在進行如顯示面彎曲的曲面顯示器般複雜形狀的液晶面板的開發。關於曲面顯示器,通常,藉由將一對基板以於基板間配置有液晶層的狀態進行貼合而製作液晶單元,其後將液晶單元彎曲而製造。然而,為了製造曲面顯示器而將液晶單元彎曲,因此有時會出現在一對基板中的一個基板與另一個基板之間產生預傾角的偏差的區域。該情況下,有引起畫質下降的擔憂。
考慮到所述方面,提出有使用使預傾角於其中一個基板的液晶配向膜與另一個基板的液晶配向膜之間不同並貼合所述基板而構築的液晶單元來製造曲面顯示器,藉此,抑制在將液晶單元彎曲時的基板間的預傾角的偏差(參照專利文獻4)。於該專利文獻4中,作為使預傾角於基板間不同的方法,揭示有如下方法:在形成於基板上的液晶配向膜中,僅對其中一個基板的液晶配向膜進行紫外線照射的方法,以及使膜形成時的烘烤溫度於基板間不同的方法。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平4-153622號公報 [專利文獻2]日本專利特開昭56-91277號公報 [專利文獻3]日本專利特開平11-258605號公報 [專利文獻4]日本專利特開2005-26074號公報
[發明所欲解決之課題] 然而,對於如專利文獻4般進行紫外線照射的方法或使膜形成時的烘烤溫度不同的方法而言,難以使一個基板與另一個基板之間產生充分的預傾角的差,因此,存在不易充分確保畫質的問題。
本揭示是鑒於所述實情而成者,其目的之一在於提供一種可在一對基板中的一個基板與另一個基板之間充分產生預傾角的差異的液晶元件的製造方法。 [解決課題之手段]
根據本揭示,為解決所述課題而提供以下方法。 [1] 一種液晶元件的製造方法,其包括:膜形成步驟,於第1基板以及第2基板的各基板上塗佈液晶配向劑而形成塗膜;接觸步驟,僅對於所述第1基板以及所述第2基板中的其中一個基板,使形成於該基板上的塗膜與溶劑接觸,或使形成於所述第1基板以及所述第2基板的各個基板上的塗膜於基板間以不同的條件與溶劑接觸;以及於所述接觸步驟後,將所述第1基板與所述第2基板以所述塗膜相對的方式對向配置從而構築液晶單元的步驟。 [發明的效果]
根據本揭示的製造方法,可在一對基板中的一個基板與另一個基板之間充分產生預傾角的差異。另外,藉由將塗膜形成於基板上後進行的與溶劑的接觸處理的不同而於基板間產生預傾角的差異,因此,即使於使用相同的液晶配向劑而形成液晶配向膜的情況下,亦能夠產生基板間的充分的預傾角的差異,生產性亦良好。
本揭示的液晶元件的製造方法包括以下的步驟A、步驟B以及步驟C。 步驟A;於包括第1基板以及第2基板的一對基板的各表面上塗佈液晶配向劑從而形成塗膜的步驟。 步驟B;僅對於步驟A中所獲得的一對基板中的其中一個基板,使形成於該基板上的塗膜與溶劑接觸,或者使形成於第1基板以及第2基板的各個基板上的塗膜於一對基板間以不同的條件與溶劑接觸的步驟。 步驟C;於步驟B後,將第1基板與第2基板以塗膜相對的方式對向配置從而構築液晶單元的步驟。 以下,對本揭示的液晶元件的製造方法進行詳細說明。
≪步驟A≫ 步驟A中,於包括第1基板以及第2基板的一對基板上塗佈液晶配向劑,且較佳為對塗佈面進行加熱,藉此於基板上形成塗膜。作為基板,例如可使用包括浮法玻璃、鈉玻璃等玻璃;聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚醚碸、聚碳酸酯、聚(脂環式烯烴)等塑膠的透明基板。作為設置於基板的一面的透明導電膜,可使用包含氧化錫(SnO2 )的奈塞(NESA)膜(美國PPG公司註冊商標)、包含氧化銦-氧化錫(In2 O3 -SnO2 )的氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)膜等。於製造TN型、STN型或VA型的液晶元件時,使用兩片設置有經圖案化的透明導電膜的基板。另一方面,於製造面內切換(In-Plane-Switching,IPS)型或邊緣場切換(Fringe Field Switching,FFS)型的液晶元件時,使用設置有經圖案化為梳齒型的電極的基板、與未設置電極的對向基板。液晶配向劑對基板的塗佈是於電極形成面上較佳為藉由平版印刷法、旋轉塗佈法、輥塗機法或噴墨印刷法而進行。
出於在塗佈液晶配向劑後防止所塗佈的液晶配向劑的滴液等目的,較佳為實施預加熱(預烘烤)。此時,藉由預烘烤而於基板上形成塗膜。預烘烤溫度較佳為30℃~200℃,預烘烤時間較佳為0.25分鐘~10分鐘。於基板上的塗佈後,較佳為於實施預烘烤後,以將溶劑完全去除為目的而實施煆燒(後烘烤)。此時的煆燒溫度(後烘烤溫度)較佳為80℃~300℃,後烘烤時間較佳為5分鐘~200分鐘。後烘烤後的膜厚較佳為0.001 μm~0.1 μm。
<液晶配向劑> 接著,對液晶配向劑進行詳細說明。本揭示的製造方法所使用的液晶配向劑含有聚合物成分,並且視需要含有其他成分。
關於液晶配向劑中的聚合物成分,聚合物的主骨架並無特別限定,例如可列舉:將聚醯胺酸、聚醯亞胺、聚醯胺酸酯、聚醯胺、聚有機矽氧烷、聚酯、纖維素衍生物、聚縮醛、聚苯乙烯衍生物、聚(苯乙烯-苯基馬來醯亞胺)衍生物、聚(甲基)丙烯酸酯等作為主骨架的聚合物。再者,本說明書中「(甲基)丙烯酸酯」是指包含丙烯酸酯以及甲基丙烯酸酯。該些中,就與液晶的親和性或機械強度、電壓保持率、耐熱性等觀點而言,較佳為選自由聚醯胺酸、聚醯胺酸、聚醯胺酸酯、聚醯胺、聚有機矽氧烷以及(甲基)丙烯酸酯所組成的群組中的至少一種,更佳為選自由聚醯胺酸、聚醯胺酸酯、聚醯亞胺以及聚有機矽氧烷所組成的群組中的至少一種。再者,作為聚合物成分,可單獨使用一種,亦可將兩種以上組合而使用。
作為其他成分,只要不妨礙本揭示的效果則並無特別限定,但例如可列舉:於分子內具有至少一個環氧基的化合物、官能性矽烷化合物、抗氧化劑、金屬螯合物化合物、交聯劑、黏合劑樹脂、硬化促進劑、界面活性劑、填充劑、分散劑、光增感劑、聚合性化合物等。再者,其他成分的調配比例可於不損及本揭示的效果的範圍內根據各化合物而適宜地選擇。
本揭示的製造方法中的液晶配向劑可為單一成分體系,但就即便於基板間使用相同的液晶配向劑時,亦可藉由下述接觸步驟而於基板間產生充分的預傾角的差異的方面而言,較佳為包含第1成分、以及與該第1成分不同的第2成分的多成分體系。特佳的是,液晶配向劑包含具有選自由交聯性基、光配向性基以及自由基產生基所組成的群組中的至少一種的化合物[A]來作為第1成分,且包含聚合物[P](其中,相當於化合物[A]者除外)來作為第2成分。
(化合物[A]) 化合物[A]具有選自由交聯性基、光配向性基以及自由基產生基所組成的群組中的至少一種。 作為交聯性基,較佳為能夠藉由光或熱於相同或不同的分子間形成共價鍵的基,作為具體例,例如可列舉:將(甲基)丙烯酸或其衍生物作為基本骨架的含(甲基)丙烯酸基的基、具有乙烯基的基(烯基、苯乙烯基等)、乙炔基、環氧基(氧雜環丙基、氧雜環丁基)等。
光配向性基為利用光照射所引起的光異構化反應、光二聚化反應或光分解反應而對膜賦予各向異性的官能基。作為光配向性基的具體例,例如可列舉:包含偶氮苯或其衍生物作為基本骨架的含偶氮苯的基、包含桂皮酸或其衍生物(桂皮酸結構)作為基本骨架的含桂皮酸結構的基、包含查耳酮或其衍生物作為基本骨架的含查耳酮的基、包含二苯甲酮或其衍生物作為基本骨架的含二苯甲酮的基、包含苯甲酸酯或其衍生物作為基本骨架的含苯甲酸酯的基、包含香豆素或其衍生物作為基本骨架的含香豆素的基、包含聚醯亞胺或其衍生物作為基本骨架的含聚醯亞胺的結構等。就對光的感度高的方面而言,其中,較佳為含桂皮酸結構的基。
自由基產生基只要為藉由光或熱而產生自由基的官能基則並無特別限定。作為自由基產生基,可使用來自公知的自由基產生劑的官能基。作為該自由基產生劑,例如可列舉:苯烷基酮系化合物、安息香系化合物、縮酮系化合物、苯乙酮系化合物、二苯甲酮系化合物、硫雜蒽酮系化合物、以及蒽醌系化合物等含自由基產生基的化合物。
就使第1基板與第2基板之間的傾斜角的差異(傾斜差)更充分而言,於該些中,化合物[A]較佳為具有交聯性基以及光配向性基的至少任一者,更佳為具有合計兩個以上的交聯性基以及光配向性基的至少任一者。其中,特佳為具有(甲基)丙烯醯基或含桂皮酸結構的基。認為其原因在於,藉由化合物[A]具有交聯性基以及光配向性基的至少任一者,液晶配向膜中所殘存的交聯性基或光配向性基與液晶分子相互作用,預傾角的穩定性提高。
化合物[A]可為低分子化合物(例如,分子量小於1,000的化合物),亦可為將單體聚合而成的聚合物。就於第1基板與第2基板之間充分產生傾斜差,並且可抑制由雜質向液晶層的流入所導致的顯示品質的下降的方面而言,化合物[A]較佳為具有選自由交聯性基、光配向性基以及自由基產生基所組成的群組中的至少一種的聚合物。於化合物[A]為聚合物時,其主骨架並無特別限定,但較佳為(甲基)丙烯酸酯以及聚有機矽氧烷的至少任一者,其中,特佳為聚有機矽氧烷。
作為化合物[A]的聚有機矽氧烷可依據公知的方法而合成。例如,將包含具有環氧基的水解性的矽烷化合物的單體水解·縮合而合成含環氧基的聚有機矽氧烷,繼而,使所獲得的含環氧基的聚有機矽氧烷與具有選自由交聯性基、光配向性基以及自由基產生基所組成的群組中的至少一種的羧酸反應。若以所述方式進行反應,則簡便且容易調整官能基的導入率,從而較佳。
作為含環氧基的矽烷化合物,例如可列舉:3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷等。該些可單獨使用一種,亦可組合使用兩種以上。
於含環氧基的聚有機矽氧烷的合成時,可同時使用含環氧基的矽烷化合物以及其他矽烷化合物。作為該其他矽烷化合物,例如可列舉:四甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷等烷氧基矽烷化合物;3-巰基丙基三乙氧基矽烷、巰基甲基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(3-環己基胺基)丙基三甲氧基矽烷等含氮·硫的烷氧基矽烷化合物;3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-(甲基)丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-(甲基)丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-(甲基)丙烯醯氧基辛基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、對苯乙烯基三甲氧基矽烷等含不飽和鍵的烷氧基矽烷化合物;三甲氧基烯烷基丙基丁二酸酐等。「(甲基)丙烯醯氧基」是指包含「丙烯醯氧基」以及「甲基丙烯醯氧基」。相對於聚合所使用的矽烷化合物的合計,其他矽烷化合物的使用比例較佳為設為70莫耳%以下,更佳為設為50莫耳%以下。
所述水解·縮合反應藉由使如上所述的矽烷化合物的一種或兩種以上與水,較佳為於適當的觸媒以及有機溶媒的存在下反應而進行。於反應時,水的使用比例相對於矽烷化合物(合計量)1莫耳較佳為1莫耳~30莫耳。作為所使用的觸媒,例如可列舉:酸、鹼金屬化合物、有機鹼、鈦化合物、鋯化合物等。觸媒的使用量根據觸媒的種類、溫度等反應條件等而不同,應適宜地設定,但例如相對於矽烷化合物的合計量而為0.01倍~3倍莫耳。作為所使用的有機溶媒,例如可列舉:烴、酮、酯、醚、醇等,該些中,較佳為使用非水溶性或難水溶性的有機溶媒。相對於反應所使用的矽烷化合物的合計100質量份,有機溶媒的使用比例較佳為10質量份~10,000質量份。
所述水解·縮合反應較佳為藉由例如油浴等進行加熱而實施。此時,加熱溫度較佳為設為130℃以下,加熱時間較佳為設為0.5小時~12小時。於反應結束後,對自反應液分離取出的有機溶媒層視需要利用乾燥劑進行乾燥後去除溶媒,藉此獲得作為目標的聚有機矽氧烷。再者,聚有機矽氧烷的合成方法並不限定於所述水解·縮合反應,例如,可藉由使水解性矽烷化合物於草酸以及醇的存在下反應的方法等而進行。
含環氧基的聚有機矽氧烷與羧酸的反應較佳為於適當的觸媒的存在下,在有機溶媒中進行。於含環氧基的聚有機矽氧烷與羧酸的反應中,相對於含環氧基的聚有機矽氧烷所具有的環氧基,羧酸的使用比例較佳為設為1莫耳%~70莫耳%,更佳為設為5莫耳%~50莫耳%。
於所述反應時,作為觸媒,例如可使用作為環氧基的硬化促進劑而通常所使用者。作為觸媒,例如可列舉:三級胺、咪唑衍生物、有機磷化合物、四級膦鹽、二氮雜雙環烯烴、有機金屬化合物、鹵化四級銨、金屬鹵素化合化物、潛在性硬化促進劑等。相對於含環氧基的聚有機矽氧烷的100質量份,觸媒的使用比例較佳為0.01質量份~100質量份,更佳為0.1質量份~20質量份。
作為所述反應所使用的有機溶媒,例如可列舉:酮、醚、酯、醯胺、醇等。關於有機溶媒的使用比例,較佳為反應溶液中的有機溶媒以外的成分的合計質量在反應溶液的總量中所佔的比例成為0.1質量%~50質量%的比例,更佳為反應溶液中的有機溶媒以外的成分的合計質量在反應溶液的總量中所佔的比例成為5重質量%~50重質量%的比例。所述反應的反應溫度較佳為-20℃~200℃,更佳為0℃~160℃。反應時間較佳為1小時~48小時,更佳為2小時~12小時。所獲得的反應溶液可於使用公知的離析方法而將反應溶液中所包含的聚有機矽氧烷離析後,供於液晶配向劑的製備。
關於作為化合物[A]的聚有機矽氧烷,利用凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography,GPC)所測定的經聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)較佳為處於1,000~50,000的範圍,更佳為處於1,200~10,000的範圍,再者,化合物[A]可單獨使用一種,亦可組合使用兩種以上。
(聚合物[P]) 聚合物[P]為與化合物[A]不同的聚合物,即,為不具有交聯性基、光配向性基以及自由基產生基的任一者的聚合物。於化合物[A]為聚合物時,聚合物[P]較佳為與化合物[A]主鏈不同的聚合物。就與液晶的親和性或機械強度、電壓保持率的觀點而言,聚合物[P]更佳為選自由聚醯胺酸、聚醯胺酸酯以及聚醯亞胺所組成的群組中的至少一種。其中,特佳為如下組合:化合物[A]為聚有機矽氧烷,且聚合物[P]為選自由聚醯胺酸、聚醯胺酸酯以及聚醯亞胺所組成的群組中的至少一種。
(聚醯胺酸、聚醯胺酸酯以及聚醯亞胺) 液晶配向劑所含的聚醯胺酸、聚醯胺酸酯以及聚醯亞胺可依據先前公知的方法而合成。例如,聚醯胺酸可藉由使四羧酸二酐與二胺反應而獲得。聚醯胺酸酯例如可藉由使上述中所獲得的聚醯胺酸與酯化劑(例如甲醇或乙醇、N,N-二甲基甲醯胺二乙基縮醛等)反應的方法等而獲得。聚醯亞胺例如可藉由將上述中所獲得的聚醯胺酸脫水閉環而加以醯胺化來獲得。關於所使用的聚醯亞胺,其醯亞胺化率較佳為20%~95%,更佳為30%~90%。該醯亞胺化率為利用百分率表示醯亞胺環結構的數量相對於聚醯亞胺的醯胺酸結構的數量與醯亞胺環結構的數量的合計所佔的比例而得。
作為聚合所使用的四羧酸,例如可列舉:丁烷四羧酸二酐、乙烯二胺四乙酸二酐等脂肪族四羧酸二酐;1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐、5-(2,5-二氧四氫呋喃-3-基)-3a,4,5,9b-四氫萘並[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、5-(2,5-二氧四氫呋喃-3-基)-8-甲基-3a,4,5,9b-四氫萘並[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、2,4,6,8-四羧基雙環[3.3.0]辛烷-2:4,6:8-二酐、環戊烷四羧酸二酐、環己烷四羧酸二酐等脂環式四羧酸二酐;均苯四甲酸二酐、4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐、對伸苯基雙(偏苯三甲酸單酯酐)、乙二醇雙(偏苯三酸酐)、1,3-丙二醇雙(偏苯三酸酐)等芳香族四羧酸二酐等,除此以外,可使用日本專利特開2010-97188號公報所記載的四羧酸二酐。再者,四羧酸二酐可單獨使用一種,亦可組合使用兩種以上。
另外,作為所述聚合所使用的二胺,例如可列舉:乙二胺、四亞甲基二胺等脂肪族二胺;對環己烷二胺、4,4'-亞甲基雙(環己基胺)等脂環式二胺;十六烷氧基二胺基苯、膽甾烷基氧基二胺基苯、二胺基苯甲酸膽甾烷基酯、二胺基苯甲酸膽固醇基酯、二胺基苯甲酸羊毛甾烷基酯、3,6-雙(4-胺基苯甲醯基)膽甾烷、3,6-雙(4-胺基苯氧基)膽甾烷、1,1-雙(4-((胺基苯基)甲基)苯基)-4-丁基環己烷、2,5-二胺基-N,N-二烯丙基苯胺、下述式(8-1)~式(8-3) [化1]
Figure TW201804552AD00001
分別所表示的化合物等側鏈型的芳香族二胺;對伸苯基二胺、4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基胺、4-胺基苯基-4'-胺基苯甲酸酯、4,4'-二胺基偶氮苯、3,5-二胺基苯甲酸、1,5-雙(4-胺基苯氧基)戊烷、雙[2-(4-胺基苯基)乙基]己二酸、雙(4-胺基苯基)胺、N,N-雙(4-胺基苯基)甲基胺、N,N'-雙(4-胺基苯基)-聯苯胺、2,2'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯、2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二胺基聯苯、4,4'-二胺基二苯基醚、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、4,4'-(伸苯基二亞異丙基)雙苯胺、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、4-(4-胺基苯氧基羰基)-1-(4-胺基苯基)哌啶、4,4'-[4,4'-丙烷-1,3-二基雙(哌啶-1,4-二基)]二苯胺等非側鏈型的芳香族二胺;1,3-雙(3-胺基丙基)-四甲基二矽氧烷等二胺基有機矽氧烷等,除此以外,可使用日本專利特開2010-97188號公報所記載的二胺。再者,二胺可單獨使用一種,亦可組合使用兩種以上。
關於液晶配向劑所含有的聚醯胺酸、聚醯胺酸酯以及聚醯亞胺,藉由GPC所測定的經聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)較佳為1,000~500,000,更佳為2,000~300,000。分子量分佈(Mw/Mn)較佳為7以下,更佳為5以下。再者,液晶配向劑所含有的聚醯胺酸、聚醯胺酸酯以及聚醯亞胺可僅為一種,或者可組合兩種以上。
關於化合物[A]與聚合物[P]的調配比例,就充分地產生傾斜差的觀點而言,相對於液晶配向劑中所包含的聚合物[P]100質量份,較佳為將化合物[A]的調配比例設為1質量份~100質量份,更佳為設為3質量份~50質量份,進而佳為5質量份~40質量份。
(溶劑) 液晶配向劑是以聚合物成分以及視需要而任意調配的其他成分較佳為溶解或分散於有機溶媒中而成的溶液狀的組成物形式來製備。作為所使用的有機溶媒,例如可列舉:N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮、1,2-二甲基-2-咪唑啶酮、γ-丁內酯、γ-丁內醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇單甲醚、乳酸丁酯、乙酸丁酯、甲基甲氧基丙酸酯、乙基乙氧基丙酸酯、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇正丙醚、乙二醇異丙醚、乙二醇正丁醚(丁基溶纖劑)、乙二醇二甲醚、乙二醇乙醚乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二異丁基酮、異戊基丙酸酯、異戊基異丁酸酯、二異戊基醚、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯等。該些可單獨使用一種或者混合使用兩種以上。
關於液晶配向劑中的固體成分濃度(液晶配向劑的溶媒以外的成分的合計質量在液晶配向劑的總質量中所佔的比例),考慮黏性、揮發性等而適宜選擇,但較佳為1質量%~10質量%的範圍。於固體成分濃度小於1質量%時,塗膜的膜厚過小,不易獲得良好的液晶配向膜。另一方面,於固體成分濃度超過10質量%時,塗膜的厚度過大,不易獲得良好的液晶配向膜,另外,具有液晶配向劑的黏性增大而塗佈性下降的傾向。
≪步驟B≫ 接著,對步驟B進行說明。步驟B為藉由使相對於各基板上所形成的塗膜而言的與溶劑的接觸態樣不同,從而於基板間產生傾斜差的步驟。具體而言,包括:(1)對於第1基板以及第2基板中的一個基板,不進行使塗膜與溶劑接觸的處理,僅對於另一個基板使塗膜與溶劑接觸的方法(以下,亦稱為「第1方法」);以及,於第1基板以及第2基板兩者中進行使塗膜與溶劑接觸的處理,但將與溶劑接觸的條件設為於第1基板與第2基板之間不同的條件的方法(以下,亦稱為「第2方法」)。
第1方法中,作為與塗膜的接觸中所使用的溶劑,較佳為使用有機溶媒或鹼性水溶液。有機溶媒較佳為選自由醇、醚、酮以及烴所組成的群組中的至少一種。作為該些的具體例,作為醇例如可列舉:乙醇、丙醇、異丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、二丙酮醇、乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚、丁基溶纖劑(乙二醇單丁醚)、丙二醇單乙醚、乳酸乙酯、1-己醇、4-甲基-2-戊醇等;
作為醚,例如可列舉:乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、乙二醇單-正丁醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單丙醚乙酸酯、四氫呋喃、甲基-3-甲氧基丙酸酯、二異戊醚等; 作為酮,例如可列舉:丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、二異丁基酮、環戊酮、環己酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、甲基異戊基酮等; 作為烴,例如可列舉:己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯、二甲苯、1,3,5-三甲苯、環己烷等。該些有機溶劑可單獨使用一種或組合使用兩種以上。再者,於該些有機溶媒中,可適宜添加例如水或界面活性劑而使用。
作為所述有機溶媒,該些中,較佳為選自由醇以及酮所組成的群組中的至少一種,更佳為選自由乙醇、丙醇、異丙醇、丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮以及環戊酮所組成的群組中的至少一種,特佳為使用異丙醇以及丙酮的至少任一者。
作為所述鹼性水溶液,例如可列舉溶解有以下者的鹼性水溶液:氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、矽酸鈉、偏矽酸鈉、氨、乙胺、正丙胺、二乙胺、二正丙胺、三乙胺、甲基二乙基胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、吡咯、哌啶、膽鹼、1,8-二氮雜雙環-[5,4,0]-7-十一烯、1,5-二氮雜雙環-[4,3,0]-5-壬烷等。再者,該些鹼性水溶液中亦可適宜添加例如甲醇、乙醇等醇、或界面活性劑。
作為與塗膜的接觸中所使用的溶劑,較佳為使用相對於液晶配向劑中的第1成分的溶解性與相對於第2成分的溶解性不同的溶劑。特佳為:與塗膜的接觸中所使用的溶劑是相對於第1成分而言的良溶媒,且是相對於第2成分為貧溶媒或非溶媒的溶媒。藉由使用此種溶劑,於使用包含第1成分以及第2成分的液晶配向劑而分別在一對基板上形成塗膜時,可利用簡便的方法且充分地產生基板間的傾斜差。作為與塗膜的接觸中所使用的溶劑,可考慮第1成分的溶解性而選擇使用有機溶媒以及鹼性水溶液的哪一者。
於將相對於液晶配向劑中的第1成分的溶解性與相對於第2成分的溶解性不同的溶劑用於與塗膜的接觸時,只要可於基板間產生充分的傾斜差,則液晶配向劑中的第1成分以及第2成分、以及與塗膜的接觸中所使用的溶劑並無特別限定。 較佳的態樣為將第1成分設為聚有機矽氧烷,將第2成分設為選自由聚醯胺酸、聚醯胺酸酯以及聚醯亞胺所組成的群組中的至少一種,且將與塗膜的接觸中所使用的溶劑設為選自由醇以及酮所組成的群組中的至少一種。
再者,藉由使相對於塗膜而言的與溶劑的接觸態樣在基板間不同,從而在基板間產生傾斜差,認為其原因在於:利用與溶劑的接觸而對塗膜的表面進行洗滌,於基板間塗膜表面的成分不同。例如,於將第1成分設為聚有機矽氧烷、將第2成分設為選自由聚醯胺酸、聚醯胺酸酯以及聚醯亞胺所組成的群組中的至少一種時,對於不進行與溶劑的接觸處理的基板而言,認為因聚有機矽氧烷殘存於膜中,從而受到聚有機矽氧烷(即化合物[A])的影響而顯現出預傾角。另一方面,對於進行了與溶劑的接觸處理的基板而言,認為因該接觸處理而聚有機矽氧烷溶出,從而顯現出源自聚醯胺酸、聚醯胺酸酯或聚醯亞胺(即聚合物[P])的預傾角。藉此推測,第1基板與第2基板之間的傾斜差變大。但是,此僅為推測,並不對本揭示的內容進行任何限定。
第2方法中,作為「於基板間以不同的條件與溶劑接觸」的態樣,只要能夠於第1基板與第2基板之間產生傾斜差即可。例如可列舉:對與塗膜的接觸中所使用的溶劑的組成於一對基板間作出改變;對塗膜與溶劑的接觸時間於一對基板間作出改變;對塗膜與溶劑的接觸溫度作出改變;或者將該些組合進行兩種以上的方法等。該些中,較佳為使第1基板以及第2基板各自的塗膜於基板間與不同溶劑組成的溶劑接觸的方法。此處,「不同溶劑組成」是指構成與塗膜接觸的溶劑的成分的種類以及該成分的比例的至少一者不同。具體而言,可列舉:(i)將與塗膜接觸的溶劑的種類在第1基板與第2基板之間設為不同種類的方法;(ii)將與塗膜接觸的溶劑所包含的多種成分的成分比在第1基板與第2基板之間設為不同成分比的方法等。
作為該些方法的較佳具體例,所述(i)的方法中,使第1基板以及第2基板中的一者的塗膜與第1方法中所例示的溶劑接觸,使另一者的塗膜與相對於液晶配向劑中的第1成分以及第2成分為貧溶劑或非溶劑的溶劑接觸。另外,所述(ii)的方法中,藉由對第1方法中所例示的溶劑使用相對於液晶配向劑中的第1成分以及第2成分為貧溶劑或非溶劑的溶劑(例如,水等)來調整濃度而進行。就使第1基板與第2基板的傾斜差變大的觀點而言,該些中,更佳為所述(i)的方法。
第2方法中,較佳為使第1基板以及所述第2基板中的一者的塗膜與相對於第1成分的溶解性和相對於第2成分的溶解性不同的溶劑接觸。此時,對於使用包含第1成分以及第2成分的液晶配向劑而形成的塗膜,能夠藉由簡便的方法而在一對基板間產生充分的傾斜差。具體而言,例如可列舉:於將液晶配向劑中的第1成分設為聚有機矽氧烷,將第2成分設為選自由聚醯胺酸、聚醯胺酸酯以及聚醯亞胺所組成的群組中的至少一種時,使第1基板以及第2基板中的一個基板的塗膜與選自由醇以及酮所組成的群組中的至少一種接觸,使另一個基板的塗膜與相對於液晶配向劑中的第1成分以及第2成分為貧溶劑或非溶劑的溶劑(水等)接觸的方法等。
作為利用洗滌液的洗滌方法並無特別限制,例如可列舉:噴霧(spray)處理、噴淋處理、浸漬處理、覆液處理等。較佳為噴霧處理、噴淋處理或浸漬處理,特佳為噴霧處理。於設為噴霧處理時,就能夠盡可能地減少與塗膜接觸的溶劑的量且充分地產生傾斜差的方面而言較佳。於塗膜與溶劑接觸時,可使塗膜的一部分與溶劑接觸,但較佳為使塗膜的表面整體與溶劑接觸。此時,為了使塗膜與溶劑充分地接觸,亦有效的是:例如將對於基板上的塗膜的溶劑的供給以及接觸這一系列處理進行多次,或者於浸漬處理時,對溶劑進行攪拌或震盪。
塗膜與溶劑的接觸處理可在預烘烤後且後烘烤前的時間點處進行,亦可在後烘烤後的時間點處進行。就提高與溶劑的接觸所帶來的洗滌效率的觀點而言,較佳為在預烘烤後且後烘烤前的時間點處進行。與溶劑接觸時的溫度較佳為10℃~50℃,更佳為20℃~30℃。與溶劑的接觸時間較佳為5秒~30分鐘,更佳為5秒~15分鐘。關於與塗膜接觸的溶劑的使用量,考慮該接觸的方法等而適宜地選擇。於塗膜與溶劑的接觸後,亦可藉由進一步進行加熱等而將溶劑自塗膜完全去除。於接觸處理時,與溶劑的接觸時間或接觸溫度在基板間可相同亦可不同。
≪步驟C≫ 於步驟C中,準備兩片具有使用液晶配向劑而形成的塗膜的基板,並於對向配置的兩片基板間配置液晶,藉此製造液晶單元。此時,可直接使用使塗膜接觸溶劑後的基板來構築液晶單元,亦可在使塗膜接觸溶劑之前或之後視需要對塗膜面進行摩擦處理或光配向處理後來構築液晶單元。
於製造液晶單元時,例如可列舉:以液晶配向膜對向的方式介隔間隙而將兩片基板對向配置,並將兩片基板的周邊部使用密封劑貼合,於基板表面與密封劑所包圍的單元空隙內注入填充液晶從而形成液晶層,其後將注入孔密封的方法;利用液晶滴注(one-drop-fill,ODF)方式的方法等。作為密封劑,例如可使用含有作為硬化劑以及間隔物的氧化鋁球的環氧樹脂等。作為液晶,可列舉向列液晶以及層列液晶,其中較佳為向列液晶。於液晶單元的構築後,可以於一對基板所具有的導電膜間施加電壓的狀態對液晶單元進行光照射處理。
於製造PSA方式的液晶元件時,於使液晶層中存在液晶性化合物以及光聚合性化合物之後,且於液晶單元的構築後,以於一對基板所具有的導電膜間施加電壓的狀態對液晶單元進行光照射處理。作為光聚合性化合物,例如可使用具有(甲基)丙烯醯基、乙烯基等能夠進行自由基聚合的官能基的化合物。
作為液晶性化合物,可較佳地使用具有負介電各向異性的向列液晶。就使PSA方式的液晶元件的響應速度更快速的方面而言,液晶性化合物較佳為包含烯基系液晶。作為烯基系液晶,可使用先前公知者,其中,較佳為包含具有一個烯基以及氟烯基兩者中的任一者的單官能性的烯基系液晶者。作為烯基系液晶的具體例,例如可列舉由下述式(L1-1)~式(L1-9)各自所表示的化合物等。 [化2]
Figure TW201804552AD00002
於PSA處理中,作為照射至液晶單元的光,例如可使用包含150 nm~800 nm的波長的光的紫外線或可見光線。其中,較佳為包含300 nm~400 nm的波長的光的紫外線。作為照射光的光源,例如使用低壓水銀燈、高壓水銀燈、金屬鹵素燈、準分子雷射器等。作為光的照射量,較佳為1,000 J/m2 ~100,000 J/m2 ,更佳為1,000 J/m2 ~50,000 J/m2 。 再者,作為PSA方式,亦可採用如下方式:使液晶配向膜中含有具有聚合性基的化合物(低分子或聚合物),於液晶單元的構築後,以於一對基板所具有的導電膜間施加電壓的狀態對液晶單元進行光照射處理。
於應用於曲面顯示器時,可藉由將上述中所獲得的液晶單元彎曲而製造。此處,若將液晶單元彎曲,則有時會出現在一對基板中的一個基板與另一個基板之間產生預傾角的偏差的區域。具體而言,如圖1(a)所示般,於將液晶單元10彎曲之前,一個基板11與另一個基板12之間的液晶分子15藉由液晶配向膜13、液晶配向膜14的配向控制而未產生液晶配向的紊亂。然而,若將圖1(a)的液晶單元10彎曲,則如圖1(b)所示般,有時會出現在形成於一個基板11上的液晶配向膜13的預傾角與形成於另一個基板12上的液晶配向膜14的預傾角之間產生偏差的區域θ,此時有引起畫質下降的擔憂。
相對於此,對於彎曲前的液晶單元10,如圖1(c)所示般,預先將一對基板11、基板12中的任一個基板(圖1(c)中為基板12)側的傾斜角設為大致垂直,且將另一個基板(圖1(c)中為基板11)側的傾斜角設為更小的角度,即,預先在基板間產生傾斜差,藉此於將液晶單元10彎曲時,能夠使得不產生基板間的預傾角的偏差。特別是根據本揭示的製造方法,可充分產生基板間的傾斜差,藉此,即便在應用於曲面顯示器時亦可充分確保畫質。另外,於在第1基板以及第2基板上形成液晶配向膜時使用相同的液晶配向剤即可,從而能夠以簡便的方法達成所述效果。
繼而,視需要於液晶單元的外側表面貼合偏光板,製作液晶元件。作為偏光板,可列舉利用乙酸纖維素保護膜夾持被稱為「H膜」的偏光膜而成的偏光板、或者包括H膜其本身的偏光板,所述H膜是一邊使聚乙烯醇延伸配向一邊吸收碘而成。
本揭示中的液晶元件可有效地適用於各種用途,例如可用於:時鐘、可攜式遊戲機、文字處理機、筆記型個人電腦、汽車導航系統、攝錄像機、個人數位助理(Personal Digital Assistant,PDA)、數位照相機、行動電話、智慧型手機、各種監視器、液晶電視、資訊顯示器等各種顯示裝置、或調光膜等。另外,使用本揭示的液晶配向劑而形成的液晶元件亦可適用於相位差膜。 [實施例]
以下,藉由實施例對本發明進行具體說明,但本發明並不受該些實施例限制。 本實施例中聚合物的重量平均分子量Mw以及聚醯亞胺的醯亞胺化率藉由以下的方法而測定。 [重量平均分子量Mw] 重量平均分子量Mw為藉由以下條件的凝膠滲透層析法所測定的聚苯乙烯換算值。 管柱:東曹(Tosoh)(股)製造,TSKgel IGRCXLII 溶劑:四氫呋喃 溫度:40℃ 壓力:68 kgf/cm2 [聚醯亞胺的醯亞胺化率] 將聚醯亞胺的溶液投入至純水中,將所獲得沈澱在室溫下充分進行減壓乾燥後溶解於氘化二甲基亞碸中,將四甲基矽烷作為基準物質而在室溫下測定氫譜核磁共振(1 H-nuclear magnetic resonance,1 H-NMR)。根據所獲得的1 H-NMR光譜,藉由下述數式(x)所表示的式子來求出醯亞胺化率[%]。 醯亞胺化率[%]=(1-A1 /A2 ×α)×100 …(1) (數式(1)中,A1 為在化學位移10 ppm附近出現的源自NH基的質子的波峰面積,A2 為源自其他質子的波峰面積,α為聚合物的前軀物(聚醯胺酸)中的其他質子相對於NH基的一個質子的個數比例。)
本實施例中所使用的化合物的結構式為如下所述。
Figure TW201804552AD00003
<聚合物的合成> [合成例1] 將作為四羧酸二酐的2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐100莫耳份、以及作為二胺的4,4'-二胺基二苯基醚70莫耳份及3,5-二胺基苯甲酸膽甾烷基酯30莫耳份溶解於N-甲基-2-吡咯啶酮(N-Methyl-2-Pyrrolidinone,NMP),在60℃下反應6小時,獲得含有10質量%的聚醯胺酸(將其設為聚合物(PA-1))的溶液。 [合成例2] 將作為四羧酸二酐的2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐100莫耳份、以及作為二胺的3,5-二胺基苯甲酸80莫耳份及膽甾烷基氧基-2,4-二胺基苯20莫耳份溶解於NMP,在60℃下反應6小時,獲得含有20質量%的聚醯胺酸的溶液。於所獲得的聚醯胺酸溶液中追加NMP,製成聚醯胺酸濃度為7質量%的溶液,並逐次添加相對於四羧酸二酐的總使用量而分別為0.1倍莫耳的吡啶以及乙酸酐,於110℃下進行4小時脫水閉環反應。於脫水閉環反應後,藉由將系統內的溶劑利用新的NMP進行溶媒置換,獲得含有15質量%的醯亞胺化率約為60%的聚醯亞胺(將其設為聚合物(PI-1))的溶液。
[合成例3] 於具備攪拌機、溫度計、滴液漏斗以及回流冷卻管的反應容器中添加46.95 g的2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、22.016 g的8-甲基丙烯醯氧基辛基三甲氧基矽烷(所述式(si-1)所表示的化合物)、70 g的丙二醇-1-單甲醚-2-乙酸酯以及6.897 g的三乙基胺,並在室溫下混合。繼而,自滴液漏斗歷時30分鐘滴加55 g的去離子水後,一邊在回流下進行混合一邊於60℃下進行一個半小時的反應。反應結束後,取出有機層,藉由0.2質量%的硝酸銨水溶液將其洗滌至洗滌後的水成為中性為止,然後於減壓下蒸餾去除溶媒以及水,藉此,以黏稠的透明液體形式獲得具有環氧基的聚有機矽氧烷(ES-1)。關於所獲得的含環氧基的聚有機矽氧烷(ES-1)進行了1 H-NMR分析,結果在化學位移(δ)=3.2 ppm附近獲得了與理論強度一致的基於環氧基的峰值,從而確認到於反應中未發生環氧基的副反應。
[合成例4] 將19.648 g的合成例3中所獲得的含環氧基的聚有機矽氧烷(ES-1)、37.28 g的丙二醇-1-單甲醚-2-乙酸酯、2.278 g的4-辛氧基苯甲酸(所述式(da-1)所表示的化合物)(相對於含環氧基的聚有機矽氧烷(ES-1)所具有的矽原子而相當於30莫耳%)以及0.5g的尤卡特(UCAT)18X(商品名,桑艾譜(Sanapro)(股)製造的四級胺鹽)添加於200 mL的三口燒瓶中,於80℃、12小時的攪拌下進行反應。反應結束後,回收將反應混合物投入至甲醇中而生成的沈澱物,將其溶解於乙酸乙酯中而製成溶液,對該溶液進行3次水洗後將溶劑蒸餾去除,藉此,以白色粉末的形式獲得9.2 g的聚有機矽氧烷(將其設為聚合物(S-1))。
[合成例5] 除將所使用的單體設為68.966 g的2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷以外,與所述合成例3同樣地進行,從而以黏稠的透明液體的形式獲得含環氧基的聚有機矽氧烷(ES-2)。
[合成例6] 將16.191 g的合成例5中所獲得的含環氧基的聚有機矽氧烷(ES-2)、39.69 g的丙二醇-1-單甲醚-2-乙酸酯、4.117 g的所述式(ch-1)所表示的羧酸(相對於含環氧基的聚有機矽氧烷(ES-2)所具有的矽原子而相當於40莫耳%)以及0.488 g的UCAT 18X添加於200 mL的三口燒瓶中,於110℃、7小時的攪拌下進行反應。反應結束後,回收將反應混合物投入至甲醇中而生成的沈澱物,將其溶解於乙酸乙酯中而製成溶液,對該溶液進行3次水洗後將溶劑蒸餾去除,藉此,以白色粉末的形式獲得9.6 g的聚有機矽氧烷(將其設為聚合物(S-2))。
[合成例7] [合成例7] 將144質量份的環己酮添加於具備冷卻管與攪拌機的燒瓶中,並進行氮氣置換。加熱至80℃,並在該溫度下歷時兩個小時分別滴加48質量份的環己酮、28.8質量份的甲基丙烯酸、18質量份的甲基丙烯酸丁酯、18質量份的甲基丙烯酸甲酯、18質量份的2-乙基己基環氧乙烷(ethylene oxide,EO)改質丙烯酸酯(東亞合成股份有限公司製造,M-120)、18質量份的甲基丙烯酸環己酯以及37.2質量份的甘油甲基丙烯酸酯的混合溶液,以及48質量份的環己酮及8.4質量份的2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)的混合溶液,保持該溫度並進行1小時聚合。其後,將反應溶液的溫度昇溫至90℃,進而進行1小時聚合。接著,將該溶液冷卻至室溫,以不揮發成分成為33質量%的方式添加環己酮,藉此獲得含有甲基丙烯酸系聚合物(將其設為聚合物(BP-1))的溶液。所獲得的聚合物(BP-1)的Mw=10,700、Mn=5,600、Mw/Mn=1.91。 將所有的聚合物(BP-1)溶液加入於具備冷卻管與攪拌機的燒瓶中,將溶液的溫度昇溫至90℃後,於空氣起泡的條件下,歷時15分鐘滴加34.3質量份的2-甲基丙烯醯氧基乙基異氰酸酯(昭和電工股份有限公司製造,卡倫茨(Karenz)MOI)(相對於甘油甲基丙烯酸酯的莫耳數為95莫耳%)以及0.36質量份的4-甲氧基苯酚的混合溶液,保持該溫度並進行1.5小時加成反應。接著,將該溶液冷卻至室溫,以不揮發成分成為36質量%的方式加入環己酮,藉此獲得黏合劑樹脂(將其設為聚合物(B-1))溶液。所獲得的聚合物(B-1)的Mw=12,800、Mn=6,000、Mw/Mn=2.13。
<液晶配向劑的製備> [製備例1] 將相對於聚合物(PA-1)100質量份為10質量份的聚合物(S-1)加入至含有聚合物(PA-1)的溶液中,進而,加入N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)以及丁基溶纖劑(BC)作為有機溶媒,製成溶媒組成為NMP/BC=42/58(質量比)、固體成分濃度為3.5質量%的溶液。利用孔徑為1 μm的過濾器對該溶液進行過濾,藉此製備液晶配向劑(AL-1)。 [製備例2~製備例10] 將配方組成設為如下述表1所記載,除此以外,以與製備例1相同的方式分別製備液晶配向劑(AL-2)~液晶配向劑(AL-10)。
[表1]
表1中,第1成分以及交聯劑的略稱為如下所述。 A-1:所述式(A-1)所表示的化合物 A-2:豔佳固(Irgacure)369(巴斯夫(BASF)公司製造,苯烷基酮系光聚合起始劑) C-1:N,N,N',N'-四縮水甘油基-4,4'-二胺基二苯基甲烷
<液晶組成物的製備> 相對於10 g的相列液晶(默克(Merck)公司製造,MLC-6608),添加5質量%的所述式(L1-1)所表示的液晶性化合物以及0.3質量%的所述式(L2-1)所表示的光聚合性化合物並進行混合,藉此獲得液晶組成物LC1。
<液晶元件的製造以及評價> [實施例1] (1)液晶顯示元件的製造 使用液晶配向膜印刷機(日本照片印刷(股)製造),將上述中所製備的液晶配向劑(AL-1)塗佈於分別具有包括氧化銦錫(ITO)電極的導電膜的兩片玻璃基板的各電極面上,於80℃的加熱板上進行2分鐘加熱(預烘烤)而將溶媒去除。將所獲得的兩片基板中的一個基板(設為「基板A」)於預烘烤後在150℃的加熱板上進行10分鐘加熱(後烘烤),形成平均膜厚為0.06 μm的塗膜。 另外,對於另一個基板(設為「基板B」),於預烘烤後,在壓力1 kgf/cm2 (噴嘴直徑為1 mm)下噴出作為洗滌液的異丙醇,藉此進行90秒鐘的噴霧洗滌(噴霧處理)。再者,此處利用洗滌液的噴霧處理相當於「接觸步驟」。其後,在150℃的加熱板上進行10分鐘加熱(後烘烤),形成平均膜厚為0.06 μm的塗膜。藉由此種操作,獲得一對(兩片)具有塗膜的基板。再者,所使用的電極的圖案為與PSA模式中的電極圖案同樣的圖案。 繼而,將所述一對基板中的基板A用作對向基板、將基板B用作薄膜電晶體(Thin Film Transistor,TFT)基板,於一對基板的具有液晶配向膜的各個外緣塗佈摻入有直徑為5.5 μm的氧化鋁球的環氧樹脂接著劑後,以液晶配向膜面相對的方式進行重疊壓接,並使接著劑硬化。繼而,經由液晶注入口將上述中所製備的液晶組LC1填充於一對基板間後,利用丙烯酸系光硬化接著劑將液晶注入口密封,藉此製造液晶單元。其後,於液晶單元的導電膜間施加頻率為60 Hz的10 V交流電,並且於液晶受到驅動的狀態下,利用使用了金屬鹵素燈作為光源的紫外線照射裝置,以100,000 J/m2 的照射量照射紫外線。再者,該照射量為使用以365 nm的波長為基準進行測量的光量計所測定的值。
(2)預傾角的測定 針對所述(3)中所獲得的液晶顯示元件,分別測定基板A以及基板B的預傾角。預傾角的測定依據非專利文獻「T.J.謝弗等人.應用物理期刊.第19卷,p.2013(1980)(T.J.Scheffer et.al.J.Appl.Phys.vo.19,p.2013(1980))」所記載的方法,藉由使用He-Ne雷射光的結晶旋轉法來測定液晶分子相對於基板面的傾斜角的值,並將其設為預傾角[°]。其結果為:基板A(未洗滌)的預傾角為89°,基板B(經洗滌)的預傾角為83°。
[實施例2、實施例3、實施例6~實施例14、實施例17、實施例18] 如下述表2所記載般變更所使用的液晶配向劑,且如下述表2所記載般變更所使用的洗滌液,除所述方面以外,以與實施例1相同的方式製造PSA模式的液晶顯示元件並測定預傾角。再者,實施例10中,於利用洗滌液的對塗膜的洗滌後於超純水中進行洗滌,然後進行後烘烤。測定結果示於下述表3以及表4中。 [實施例4、實施例5] 將所使用的液晶配向劑設為如下述表2所記載,且將預烘烤條件(PB條件)設為如下述表2所記載,除所述方面以外,以與實施例1相同的方式來製造PSA型液晶顯示元件並測定預傾角。將其結果示於下述表3中。 [實施例15] 於後烘烤後進行利用異丙醇的對基板B的洗滌(相當於接觸步驟)來代替於預烘烤後進行該洗滌,並且於利用異丙醇的洗滌處理後進行風乾,其後,進而在100℃下加熱10分鐘,除此以外,以與實施例1相同的方式製造PSA模式的液晶顯示元件並測定預傾角。將其結果示於下述表4中。 [實施例16] 作為洗滌方法,進行將基板於洗滌液中浸漬一分鐘的處理來代替進行噴霧處理,除所述方面以外,以與實施例1相同的方式製造PSA模式的液晶顯示元件並測定預傾角。將其結果示於下述表4中。
[實施例19] (1)液晶顯示元件的製造 藉由與實施例1相同的操作,依序進行液晶配向劑(AL-1)的塗佈、預烘烤以及後烘烤,從而獲得具有塗膜的基板A,並且依序進行液晶配向劑(AL-1)的塗佈、預烘烤、塗膜的洗滌(接觸步驟)以及後烘烤,從而獲得具有塗膜的基板B。繼而,於所獲得的一對基板(基板A以及基板B)中,將基板A用作對向基板、將基板B用作薄膜電晶體(TFT)基板,於所述一對基板中的一片基板的具有液晶配向膜的面的外周,藉由網版印刷塗佈摻入有直徑為3.5 μm的氧化鋁球的環氧樹脂接著劑後,使一對基板的液晶配向膜面對向,於150℃下歷時1小時使接著劑熱硬化。繼而,經由液晶注入口將負型液晶(默克(Merck)公司製造,MLC-6608)填充於基板間的間隙後,利用環氧系接著劑將液晶注入口密封。進而,為了去除液晶注入時的流動配向,對其於130℃下進行加熱後緩緩冷卻至室溫。 接著,於一對電極間施加頻率為60 Hz的10 V交流電,並且於液晶受到驅動的狀態下,利用使用了金屬鹵素燈作為光源的紫外線照射裝置,以100,000 J/m2 的照射量來照射紫外線。再者,該照射量為使用以365 nm的波長為基準進行測量的光量計所測得的值。 (2)預傾角的測定 使用上述中所獲得的液晶顯示元件,以與實施例1相同的方式測定預傾角,結果未進行洗滌處理的基板A的傾斜角為89°,相對於此,進行了洗滌處理的基板B的傾斜角為86°,確認到產生充分的傾斜差(表4)。
[實施例20、實施例22~實施例29] 除分別利用下述表2所記載的洗滌液對基板A以及基板B兩者進行洗滌的方面以外,以與實施例1相同的方式製造PSA模式的液晶顯示元件並測定預傾角。再者,實施例24中,對於基板B,於利用洗滌液進行的塗膜的洗滌後在超純水中進行洗滌,然後進行後烘烤。該結果示於下述表5中。 [實施例21] 除分別利用下述表2所記載的洗滌液對基板A以及基板B兩者進行洗滌的方面以外,以與實施例4相同的方式製造PSA模式的液晶顯示元件並測定預傾角,結果在基板A與基板B之間產生了3°的傾斜差(表5)。 [比較例1] 除以與實施例1相同的方式利用異丙醇對基板A以及基板B兩者進行洗滌以外,藉由與實施例1相同的操作製造PSA模式的液晶顯示元件並測定預傾角,結果於基板間未產生預傾角的差(表5)。
[表2]
表2中,「PB前」表示於後烘烤前進行利用洗滌液的對塗膜的洗滌,「PB後」表示於後烘烤後進行利用洗滌液的對塗膜的洗滌。洗滌液的略稱為如下所述。 D-1:異丙醇(Isopropyl alcohol,IPA) D-2:丙酮 D-3:環己烷 D-4:23℃的0.7質量%的氫氧化四甲基銨水溶液 D-5:異丙醇與水的混合溶液(IPA:水=75:25(質量比)) D-6:異丙醇與水的混合溶液(IPA:水=50:50(質量比))
[表3]
[表4]
[表5]
根據以上的結果確認到,藉由本揭示的方法可於基板間產生充分的傾斜差。
10‧‧‧液晶單元
11、12‧‧‧基板
13、14‧‧‧液晶配向膜
15‧‧‧液晶分子
圖1(a)~圖1(c)是用以說明曲面顯示器中所產生的配向偏差的示意圖。圖1(a)表示彎曲前的液晶單元,圖1(b)表示彎曲後的液晶單元,圖1(c)表示本揭示的一態樣的液晶單元。

Claims (6)

  1. 一種液晶元件的製造方法,其包括:膜形成步驟,將液晶配向劑塗佈於第1基板以及第2基板的各基板上而形成塗膜; 接觸步驟,僅對於所述第1基板以及所述第2基板中的其中一個基板,使形成於所述基板上的塗膜與溶劑接觸,或使形成於所述第1基板以及所述第2基板的各個基板上的塗膜於基板間以不同的條件與溶劑接觸;以及 於所述接觸步驟後,將所述第1基板與所述第2基板以所述塗膜相對的方式對向配置從而構築液晶單元的步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的液晶元件的製造方法,其中所述接觸步驟為僅對於所述第1基板以及所述第2基板中的其中一個基板,使形成於所述基板上的塗膜與溶劑接觸,或使形成於所述第1基板與所述第2基板的各個基板上的塗膜於基板間與不同溶劑組成的溶劑接觸的步驟。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的液晶元件的製造方法,其中所述液晶配向劑包含第1成分、以及與所述第1成分不同的第2成分, 與所述第1基板以及所述第2基板中的至少一者的塗膜接觸的溶劑為相對於所述第1成分的溶解性與相對於所述第2成分的溶解性不同的溶劑。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的液晶元件的製造方法,其中所述液晶配向劑含有:具有選自由交聯性基、光配向性基以及自由基產生基所組成的群組中的至少一種的化合物[A],以及聚合物[P],其中,所述聚合物[P]相當於所述化合物[A]者除外。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的液晶元件的製造方法,其中所述液晶配向劑含有主鏈不同的兩種以上的聚合物。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的液晶元件的製造方法,作為與所述塗膜接觸的溶劑,使用有機溶媒或鹼性水溶液。
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