[發明專利]光取向膜的制備方法

有效

• 申請號: 01140064.1
• 申請日: 2001-11-23
• 公開（公告）號: CN1356585A
• 公開（公告）日: 2002-07-03
• 發明（設計）人: 葉永超;葉連娜·K·普羅特尼科娃;郭海成;弗拉基米爾·G·西爾格利諾夫;弗拉基米爾·M·柯曾科夫;高田宏和;福田昌宣
• 申請（專利權）人: 香港科技大學;大日本油墨化學工業株式會社
• 主分類號: G02F1/1337
• 分類號: G02F1/1337;C08L101/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 汪惠民

技術領域

本發明涉及用于液晶顯示元件的光取向膜的制備方法，更詳細地說，本發明涉及通過照射光，能夠不進行摩擦使液晶分子取向的光取向膜的制備方法。

背景技術

液晶顯示裝置中，通過電場等的作用使液晶分子排列的狀態發生變化，利用伴隨這種變化的光學特性的變化進行顯示。大多數場合，液晶以夾在兩個基板間隙中的狀態使用，為了使液晶分子沿特定的方向排列，就要在基板內側進行取向處理。

通常，取向處理采用稱作摩擦的方法，即在玻璃等基板上設置聚酰亞胺等高分子膜，用布等沿一個方向對其進行摩擦。這樣，靠近基板的液晶分子進行排列使其長軸(director)平行于摩擦方向。例如，在螺旋向列型(TN)單元(cell)中，在兩個正交偏振片之間，使內側涂覆有取向膜的兩個基板相對，設置成其摩擦方向相互垂直，從而可以通過光透射率的變化進行顯示。

但是，雖然摩擦法具有制造裝置簡單的優點，但由于制造工序中產生靜電和塵埃，因而在取向處理后洗滌工序是必不可少的，同時，特別是在近年較多使用的TFT方式的液晶單元中，由于靜電使預先設置在基板上的TFT元件被破壞，這也是制造過程中材料利用率下降的原因。另一方面，由于液晶顯示元件中構成的液晶分子的傾斜存在方向性，根據觀察顯示元件的方向，顯示色或對比發生變化等視角依存性已成問題。

作為改善該問題的一個方法，在特開昭62-159119號公報中揭示了分割一個象素，在每個區域改變液晶分子預傾斜角的取向分割法，在特開昭63-106624號公報中揭示了分割一個象素，在每個區域改變液晶分子取向方向的取向分割法。這種在每個分割區域使液晶分子取向的方法，用以前的摩擦法工藝復雜，不適于實際應用。

為了解決所述問題，近年，不進行摩擦的液晶取向控制技術引人注目。作為這種無摩擦的取向技術，研究了斜方蒸鍍法、LB(Langmuir-Brojet)膜法、照相平版印刷法、光取向法等。特別是用偏振光照射基板上設置的涂膜，使之產生液晶取向性的光取向法簡便，因而研究很多。該光取向法報道了通過有機分子中使之表現出光取向功能的光取向性基團，例如偶氮基等的光異構化的方法；通過肉桂酰基、香豆素基、查耳酮基等光二聚作用的方法；通過二苯甲酮基等的光交聯和聚酰亞胺樹脂等的光分解的方法等。

作為利用光異構化、光二聚作用或光交聯的光取向膜材料，大多使用在玻璃等基板上涂覆時能得到均勻膜的高分子材料，該高分子材料是將上述光取向性基團引入側鏈或主鏈的高分子材料。另外，也有將具有光取向性的分子作為客體分子，分散在由高分子化合物構成的主體化合物中使用的情況。

例如，在美國專利第4,974,941號說明書中，公開了在聚酰亞胺等樹脂中混合二向色性色素，接著通過用偏振光照射該混合物，能夠使液晶相對于偏振光方向沿一定方向定位的光取向材料。但是，該光取向材料利用二向色性色素的cis-trans異構化是可逆的，因此通過照射偏振光得到的取向膜的取向狀態存在通過照射具有不同偏振光方向的偏振光，容易改變其取向狀態的問題。也就是說，該美國專利中公開了的取向膜的取向狀態不穩定，例如，即使照射自然光也有改變其取向狀態的可能性，因此，不適于實際使用上的液晶顯示元件。另外，存在這種取向膜中含有的低分子二向色性色素緩緩自液晶中溶出，從而使電壓保持率等液晶設備的特性降低的問題，還存在這種取向膜隨時間逐漸失去液晶取向功能的問題。

另一方面，在特開平8-328005號公報和美國專利第6,001,277號說明書中，公開了可光異構化，對含有具有二向色性的結構單元的樹脂被膜照射偏振光而形成的液晶取向膜。這是在基板上涂覆含有具有二向色性的結構單元的樹脂溶液，對得到的樹脂被膜照射偏振光使之取向，再通過樹脂具有的交聯基使取向狀態固定的物質。

但是，具有樹脂中插入帶有二向色性的結構單元的結構的膜，通過偏振光使具有二向色性的結構單元再排列進行取向時，該結構存在具有妨礙，不能得到充分的取向性的問題。另一方面，由側鏈具有帶有二向色性的結構單元的樹脂構成的膜，雖然在某種程度上能夠改善上述問題，但由于具有二向色性的結構單元的取向方向沒有完全被固定，因此存在由于熱或光使結構單元的取向狀態緩緩失去，經過長時間不能保持液晶取向功能的問題。

發明內容

本發明所要解決的課題在于提供對光或熱的長期穩定性優良的光取向膜。