單體、液晶組合物、液晶顯示裝置及液晶顯示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及液晶組合物、液晶顯示裝置及液晶顯示裝置的制造方法等。更詳細(xì)而 言，涉及用以形成可以對(duì)液晶分子進(jìn)行取向控制的聚合物層的液晶組合物、及具備使液晶 組合物中所含的單體進(jìn)行聚合而形成的控制液晶分子的取向性的聚合物層（以下，也稱為 取向維持（PSA:Polymer Sustained Alignment，聚合物穩(wěn)定取向）層）的液晶顯示裝置、 及適合于制作該液晶顯示裝置的制造方法等。
【背景技術(shù)】
[0002] 液晶顯示（LCD :Liquid Crystal Display)裝置是通過(guò)控制具有雙折射性的液晶 分子的取向而控制光的透過(guò)/遮斷（顯示的打開/關(guān)閉）的機(jī)器。液晶顯示裝置例如具備 陣列基板、彩色濾光片基板、以及夾持在包含陣列基板及彩色濾光片基板的一對(duì)基板間的 液晶層。兩基板的液晶層側(cè)的表面上也可以具有取向月旲。
[0003] 以下，說(shuō)明液晶顯示裝置的制造步驟的一個(gè)例子。在所述任一個(gè)基板上設(shè)置多個(gè) 包含絕緣材料的間隔物，并將兩基板貼合。當(dāng)使用滴加法的情況下是在貼合基板前滴加液 晶材料，當(dāng)使用真空注入法的情況下，是在貼合基板后真空注入液晶材料，并塞住注入口。 然后，通過(guò)在各基板的與液晶層側(cè)相反側(cè)的面上貼附偏振板、相位差膜等，而完成液晶顯示 面板。并且，通過(guò)在液晶顯示面板上安裝閘極驅(qū)動(dòng)器、源極驅(qū)動(dòng)器、顯示控制電路等，并且組 合背光源等，而完成液晶顯示裝置。
[0004] 近年來(lái)，在取向膜上或在不具有取向膜的基板上形成控制液晶分子的取向的聚合 物層（PSA層）的技術(shù)備受矚目。PSA層是將在液晶材料中混合有單體或低聚物等聚合性成 分的液晶組合物封入基板間，通過(guò)熱或照射光（例如，紫外線）使單體或低聚物等聚合性成 分進(jìn)行聚合而形成。
[0005] 專利文獻(xiàn)1中記載了，通過(guò)將混合有光聚合性化合物的液晶材料夾持在形成有光 取向膜的兩基板間，并照射光，使光聚合性化合物進(jìn)行聚合，而形成取向維持層。專利文獻(xiàn)1 的光取向膜是包含主鏈與包含光反應(yīng)性官能基的側(cè)鏈的高分子的取向膜，可以通過(guò)從不同 方向照射光，而形成對(duì)取向膜賦予不同方向的取向限制力的多個(gè)區(qū)域。有時(shí)會(huì)因該光照射 而從光取向膜產(chǎn)生雜質(zhì)，但通過(guò)利用取向維持層將雜質(zhì)固定化，而控制液晶層中的雜質(zhì)離 子的產(chǎn)生，可以固定液晶分子的預(yù)傾斜方向，并且抑制電壓保持率的降低及殘像的產(chǎn)生。
[0006] 專利文獻(xiàn)2中記載了，通過(guò)將含有可以進(jìn)行聚合的單體的液晶組合物注入到基板 間，一邊對(duì)基板的相對(duì)的透明電極間施加電壓一邊照射紫外線，使該單體進(jìn)行聚合，可以減 輕液晶顯示裝置的殘像，并且該單體具有1個(gè)以上的環(huán)結(jié)構(gòu)或縮環(huán)結(jié)構(gòu)、及與該環(huán)結(jié)構(gòu)或 縮環(huán)結(jié)構(gòu)直接鍵合的2個(gè)官能基。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :國(guó)際公開第2009/157207號(hào)
[0010] 專利文獻(xiàn)2 :日本專利特開2003-307720號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011][發(fā)明要解決的問(wèn)題]
[0012] 如果將經(jīng)過(guò)PSA處理的液晶顯示裝置在高溫、高濕度的環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間使用，則有 沿著顯示區(qū)域的外邊緣產(chǎn)生污點(diǎn)、顯示不均的情況。關(guān)于產(chǎn)生污點(diǎn)、顯示不均，以下進(jìn)行說(shuō) 明。如果在高溫、高濕度的環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間使用，則會(huì)出現(xiàn)沿著液晶顯示裝置的顯示區(qū)域的外 邊緣而產(chǎn)生污點(diǎn)的區(qū)域，而有顯示區(qū)域的外邊緣與中心部的亮度不同，觀察到顯示不均的 情況。所謂顯示區(qū)域是指顯示出觀察者所觀察的圖像的區(qū)域，不包括邊框區(qū)域。在邊框區(qū) 域中收納閘極驅(qū)動(dòng)器、源極驅(qū)動(dòng)器、顯示控制電路等。
[0013]近年來(lái)，液晶顯示裝置有擴(kuò)大顯示區(qū)域的傾向，而要求縮窄邊框區(qū)域。如果縮窄邊 框區(qū)域，則如上所述產(chǎn)生污點(diǎn)、顯示不均的區(qū)域會(huì)變得顯眼，因而液晶顯示裝置的顯示品質(zhì) 大幅度降低。
[0014]本發(fā)明的若干態(tài)樣是鑒于所述現(xiàn)狀而完成，其目的在于提供：可以形成即使在高 溫、高濕度的環(huán)境下也可以保持高顯示品質(zhì)的聚合物層的單體及液晶組合物；即使在高溫、 高濕度的環(huán)境下也可以保持高顯示品質(zhì)的液晶顯示裝置；以及即使在高溫、高濕度的環(huán)境 下也可以保持高顯示品質(zhì)的液晶顯示裝置的制造方法。
[0015] [解決問(wèn)題的技術(shù)手段]
[0016]本發(fā)明者等人對(duì)液晶顯示裝置上產(chǎn)生污點(diǎn)、顯示不均的原因進(jìn)行研宄，在液晶顯 示裝置的制造步驟中，著眼于使用密封材料將兩基板貼合的步驟。而且，經(jīng)過(guò)努力研宄，結(jié) 果發(fā)現(xiàn)：如果將液晶顯示裝置在高溫、高濕度的環(huán)境下使用，則濕氣等水分會(huì)從液晶顯示裝 置的外部侵入，而有密封材料的成分與水分一并溶出到液晶層中的情況。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，該等 水分、雜質(zhì)等存在于液晶層中時(shí)，會(huì)產(chǎn)生污點(diǎn)、顯示不均。
[0017] 而且，本發(fā)明者等人進(jìn)一步進(jìn)行研宄發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將包含液晶材料與具有酰胺基的 自由基聚合性單體的液晶組合物夾持在兩基板間，并通過(guò)照射紫外線使單體進(jìn)行聚合而形 成聚合物層（PSA層），可以控制液晶分子的取向，且即使在高溫、高濕度的環(huán)境下使用，也 可以使污點(diǎn)、顯示不均難以產(chǎn)生。
[0018] 以下，對(duì)液晶顯示裝置的污點(diǎn)、顯示不均的產(chǎn)生得到抑制的原因進(jìn)行說(shuō)明。
[0019] 用以形成聚合物層（PSA層）的現(xiàn)有單體具有酯基（-C00-基）。酯基所具有 的-C0-由于極性相對(duì)較高，所以會(huì)與其他極性分子（例如，水分子、源于密封材料的成分中 極性高的成分等）之間產(chǎn)生偶極-偶極相互作用。但是，在高溫、高濕的環(huán)境下，現(xiàn)有單體 由于難以維持與水分或源于密封材料的雜質(zhì)的相互作用，所以液晶層中會(huì)殘存雜質(zhì)等。
[0020] 另一方面，本發(fā)明的自由基聚合性單體的酰胺基（-NRC0-基）所具有的-C0-由于 與單體為酯的情況相比極性非常高，所以會(huì)與其他極性分子之間產(chǎn)生非常強(qiáng)的偶極-偶極 相互作用。此外，酰胺基（-NHC0-)具有氮原子，經(jīng)由氮原子所鍵合的氫原子，可以與水等具 有氫鍵性的極性分子之間形成氫鍵。因此，具有酰胺基的自由基聚合性單體由于對(duì)極性高 的雜質(zhì)、尤其是具有氫鍵性的雜質(zhì)具有較強(qiáng)的相互作用，所以即使在高溫、高濕的環(huán)境下， 也可以取入水分或極性高的雜質(zhì)，從而可以防止在液晶中殘存雜質(zhì)。
[0021] 如此，本發(fā)明者等人想到可以徹底解決所述問(wèn)題，從而完成本發(fā)明的構(gòu)成。
[0022] 本發(fā)明的單體為下述化學(xué)式（1)所表示的化合物。
[0023][化1]
[0024]
[0025] (式中，
[0026]P相同或不同，表示自由基聚合性基；
[0027]Sp1及Sp2相同或不同，表示碳數(shù)1~6的直鏈狀或支鏈狀的亞烷基或亞烷基氧基、 或者直接鍵；
[0028]A1表示2價(jià)的脂環(huán)式、芳香族單環(huán)式、或縮合多環(huán)式的烴基；
[0029]A2表示苯撐；
[0030]A1及A2所具有的-CH2_基可以被取代為-0-基或-S-基，只要該等基不相互鄰接；
[0031]A1及A2所具有的-CH=基可以被取代為-N=基，只要該基不相互鄰接；
[0032]A1及A2所具有的氫原子可以被取代為氟原子、氯原子、-CN基、或者碳數(shù)1~12的 直鏈狀或支鏈狀的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基，也可以進(jìn)一步將該 等的1個(gè)以上碳原子取代為硅原子；
[0033] Z1、Z2及Z3相同或不同，表不基、基、-NH-基、-C0-基、-C00-基、-0C0-基、-0~000~基、~0Q^-基、~〇y)~基、-SQ^；-基、-Q^S-基、-N(CHg)-基、-NpHg)-基、-N(C3H7)-基、-基、 -NRC0-基、-C0NR-基、-CF20_ 基、-0CF2_ 基、-CF2S_ 基、-SCF2_ 基、-N(CF3)_ 基、_CH2d2_ 基、-CF2CH2_ 基 、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH=CH-基、-CF=CF-基、-C=C-基、-CH=CH-C00-基、-0C0-CH =CH-基、或直接鍵；
[0034]Z1、Z2及Z3中的至少1個(gè)表示-NRC0-基或-C0NR-基；
[0035] R表示氫原子或者碳數(shù)1~6的直鏈狀的烷基或烯基；
[0036]n1為 0 或 1)
[0037] 本發(fā)明的液晶組合物包含所述單體作為構(gòu)成要素。
[0038] 如果考慮到具有酰胺基的單體向液晶中的溶解性低，則所述化學(xué)式（1)所示的化 合物優(yōu)選導(dǎo)入例如碳數(shù)1~6的直鏈狀的烷基或烯基等修飾基，從而可以提高向液晶中的 溶解性。
[0039] 作為所述化學(xué)式（1)所表示的化合物所具有的A1的例子，可列舉：苯-1，2-二 基、苯-1，3-二基、苯-1，4-二基、吡啶-2, 3-二基、吡啶-2, 4-三基、吡啶-2, 5-二基、吡 啶-2, 6_ 二基、蔡 _1，2_ 二基、蔡 _1，4_ 二基、蔡 _1，5_ 二基、蔡 _1，8_ 二基、蔡 _2, 3_ 二 基、蔡-2, 6_二基、蔡_2, 7_二基、環(huán)己燒_1，2_二基、環(huán)己燒_1，3_二基、環(huán)己燒_1，4_二 基、十氫萘-1，2-二基、十氫萘-1，4-二基、十氫萘-1，5-二基、十氫萘-1，8-二基、十氫 萘-2, 3-二基、十氫萘-2, 6-二基、茚滿-1，1-二基、茚滿-1，3-二基、茚滿-1，5-二基、茚 滿-1，6_ 二基、菲 _1，6_ 二基、菲 _1，8_ 二基、菲 _1，9_ 二基、菲 _2, 7_ 二基、菲 _2, 9_ 二基、 菲 _3, 6-二基、菲-3, 9-二基、菲-9，10-二基、蔥-1，4 -二基、蔥-1，5-二基、蔥-1，9-二 基、蒽-2, 3-二基、蒽-2, 6-二基、蒽-2, 9-二基、或蒽-9, 10-二基，作為所述A2的例子，可 列舉：苯-1，2-二基、苯-1，3 -二基、或苯-1，4-二基。
[0040] 作為所述化學(xué)式（1)所表示的化合物的例子，可列舉下述化學(xué)式（2)所表示的化 合物。
[0041][化2]
[0042]
[0043] (式中，
[0044] A1表示2價(jià)的脂環(huán)式、芳香族單環(huán)式、或縮合多環(huán)式的烴基；
[0045] A2表示苯撐；
[0046] A1及A2所具有的-CH 2_基可以被取代為-0-基或-S-基，只要該等基不相互鄰接；
[0047] A1及A2所具有的_CH=基可以被取代為_N=基，只要該基不相互鄰接；
[0048] A1及A2所具有的氫原子可以被取代為氟原子、氯原子、-CN基、或者碳數(shù)1~12的 直鏈狀或支鏈狀的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基，也可以進(jìn)一步將該 等的1個(gè)以上碳原子取代為硅原子；
[0049] Z1表不_0_基、_C0_基、_C00_基、_0C0_基、_NRC0_基、_C0NR_基、或直接鍵；
[0050] R表示氫原子或者碳數(shù)1~6的直鏈狀的烷基或烯基；
[0051] P1及P 2相同或不同，表示自由基聚合性基，其中至少1個(gè)為丙烯酰胺基或甲基丙 烯酰胺基；
[0052] n1為0或1)
[0053] 作為所述化學(xué)式⑴所表示的化合物的更具體的例子，可列舉下述化學(xué)式 (5-1)~（5-18)中的任一化學(xué)式所表示的化合物。
[0054] [化3-1]
[0055]


[0060](式中，W1及W2相同或不同，表示-H基或-CH 3基）
[0061] 所述液晶組合物還可以含有具有通過(guò)由光照射引起的去氫反應(yīng)而生成自由基的 結(jié)構(gòu)的單體、或具有通過(guò)由光照射引起的自身裂解反應(yīng)而生成自由基的結(jié)構(gòu)的單體。
[0062]作為自由基聚合性單體，在單獨(dú)使用所述化學(xué)式（1)、（2)、或（5-1)~（5-18)中 的任一化學(xué)式所記載的化合物的情況下，雖然可以形成聚合物層（PSA層），但需要長(zhǎng)時(shí)間 照射包含300nm附近的波長(zhǎng)成分的光。但是，因長(zhǎng)時(shí)間照射300nm附近的波長(zhǎng)成分，液晶顯 示裝置的面板內(nèi)的構(gòu)造物會(huì)劣化，而有損害作為顯示裝置的性能的例子。
[0063] 因此，就保持品質(zhì)的觀點(diǎn)而言，有效的是并用所述具有通過(guò)照射光而生成自由基 的結(jié)構(gòu)的單體，而縮短聚合反應(yīng)所需的光照射時(shí)間。此外，所述具有通過(guò)照射光而生成自由 基的結(jié)構(gòu)的單體優(yōu)選具有通過(guò)照射具有300nm以上、更優(yōu)選350nm以上的波長(zhǎng)成分的光而 高效率地產(chǎn)生自由基的結(jié)構(gòu)。
[0064] 作為所述具有通過(guò)由光照射引起的去氫反應(yīng)而生成自由基的結(jié)構(gòu)的單體的例子， 可列舉下述化學(xué)式（3)所表示的化合物。
[0065][化4]
[0066]
[0067] (式中，
[0068] A3表示芳香環(huán)；
[0069] A4表示與A 3相同或不同的芳香環(huán)、或者碳數(shù)1~12的直鏈狀或支鏈狀的烷基或 條基；
[0070] A3及A 4的至少一個(gè)包含-Sp 3-P基；
[0071] A3及A 4的至少一個(gè)所具有的芳香環(huán)為苯環(huán)或聯(lián)苯環(huán)；
[0072] A3及A 4所具有的氫原子可以被取代為-Sp 3_P基、鹵素原子、-CN基、_N02基、-NC0 基、-NCS基、-0CN基、-SCN基、-SF5S、或者碳數(shù)1~12的烷基、烯基或芳烷基，該烷基及 烯基可以為直鏈狀也可以為支鏈狀；
[0073] A3及A 4所具有的鄰接的2個(gè)氫原子可以被取代為碳數(shù)1~12的直鏈狀或支鏈狀 的亞烷基或烯撐而形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)；
[0074] A3及A4的烷基、烯基、亞烷基、烯撐或芳烷基所具有的氫原子可以被取代為-Sp3_P 基；
[0075] A3及A 4的烷基、烯基、亞烷基、烯撐或芳烷基所具有的-CH2_基只要氧原子、硫原 子及氮原子不相互鄰接則可以被取代為_〇_基、-S-基、-NH-基、-C0-基、-C00-基、-〇C〇-基、 ~0~000~基、~0Q^-基、~〇y)~基、-SQ^；-基、-Q^S-基、-N (CH3)_基、-N (QHg)_基、4 (QHy)_基、-N (C4FQ _基、 _CF20_基、-0CF2_基、-CF2S_基、-SCF2_基、-N (CF3)_基、_CH2CH2_基、-CF2CH2_基、-CH2CF2_基、-CF2 CF2_基、-CH = CH_基、-CF = CF_基、-C = C_基、_CH = CH_C00_基、或_0C0_CH = CH_基；