(57)【要約】【課題】本発明は、重合体安定化垂直配向の液晶ディスプレイに用いられ、液晶パネルの品質信頼度を向上することが可能な、配向膜材料及び対応する液晶パネルを提供する。【解決手段】本発明の配向膜材料は、高分子体と、低分子体と、溶剤とからなる。高分子体・低分子体は、いずれか或はいずれも、ベンゾフェノンとプロピオール酸メチルを含有する。本発明の配向膜材料を用いることで、重合体安定化垂直配向の液晶混合物中における重合可能なモノマーの反応速度と重合可能なモノマーの残留量を調整制御し、液晶パネル中の移動可能なイオンの含量を制御する。【選択図】図１
2016505901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重合体安定化垂直配向液晶ディスプレイに用いられる配向膜材料であって、
前記配向膜材料は、高分子体と、低分子体と、溶剤とからなり、
前記高分子体・前記低分子体は、いずれか或はいずれも下記構造式によって表される原子団を含有し、
【化５】
2016505901.tif 000007
構造式において、Ｘは、置換基を表し、
異なる位置における前記置換基Ｘは、互いに独立し、且つ互いに同等か或いは不同等であり、
構造式において、ｍは、一つ一つのベンゼン環構造における置換基Ｘの個数を表し、
ベンゼン環における前記置換基Ｘの個数ｍは、互いに独立し、且つ互いに同等か或いは不同等であり、
前記溶剤は、Ｎ−メチルピロリドン・Ｎ−エチルピロリドン・ガンマブチロラクトン溶剤の中のいずれか一種或は複数種からなるとともに、前記溶剤の重さは、配向膜材料の総重量の８０％から９９％を占めることを特徴とする、配向膜材料。
【請求項２】
前記高分子体は、分子量が１００００よりも大きい重合体であり、
前記低分子体は、分子量が１００００よりも小さい重合体であることを特徴とする、請求項１に記載の配向膜材料。
【請求項３】
前記配向膜材料は、更に平滑剤と消泡剤を含有することを特徴とする、請求項２に記載の配向膜材料。
【請求項４】
重合体安定化垂直配向液晶ディスプレイに用いられる配向膜材料であって、
前記配向膜材料は、高分子体と、低分子体と、溶剤とからなり、
前記高分子体・前記低分子体は、いずれか或はいずれも下記構造式によって表される原子団を含有し、
【化６】
2016505901.tif 000008
構造式において、Ｘは、置換基を表し、
異なる位置における前記置換基Ｘは、互いに独立し、且つ互いに同等か或いは不同等であり、
構造式において、ｍは、一つ一つのベンゼン環構造における置換基Ｘの個数を表し、
ベンゼン環における前記置換基Ｘの個数ｍは、互いに独立し、且つ互いに同等か或いは不同等であることを特徴とする、配向膜材料。
【請求項５】
前記溶剤は、Ｎ−メチルピロリドン・Ｎ−エチルピロリドン・ガンマブチロラクトン溶剤の中のいずれか一種或は複数種からなることを特徴とする、請求項４に記載の配向膜材料。
【請求項６】
前記溶剤の重さは、配向膜材料の総重量の８０％から９９％を占めることを特徴とする、請求項５に記載の配向膜材料。
【請求項７】
前記高分子体は、分子量が１００００よりも大きい重合体であり、
前記低分子体は、分子量が１００００よりも小さい重合体であることを特徴とする、請求項６に記載の配向膜材料。
【請求項８】
前記配向膜材料は、更に平滑剤と消泡剤を含有することを特徴とする、請求項４に記載の配向膜材料。
【請求項９】
前記配向膜材料は、更に平滑剤と消泡剤を含有することを特徴とする、請求項５に記載の配向膜材料。
【請求項１０】
前記配向膜材料は、更に平滑剤と消泡剤を含有することを特徴とする、請求項６に記載の配向膜材料。
【請求項１１】
前記配向膜材料は、更に平滑剤と消泡剤を含有することを特徴とする、請求項７に記載の配向膜材料。
ことを特徴とする、請求項７に記載の配向膜材料。
【請求項１２】
第一透明基板と、第二透明基板と、液晶組成物とからなる、液晶パネルであって、
前記第一透明基板は、第一配向膜を有し、
前記第二透明基板は、第二配向膜を有し、
前記液晶組成物は、前記第一透明基板と前記第二透明基板の間に充填されるとともに、前記液晶組成物は前記第一配向膜及び前記第二配向膜と接しており、
前記配向膜の材料は、高分子体と、低分子体と、溶剤とからなり、
前記高分子体・前記低分子体は、いずれか或はいずれも下記構造式によって表される原子団を含有し、
【化７】
2016505901.tif 000009
構造式において、Ｘは、置換基を表し、
異なる位置における前記置換基Ｘは、互いに独立し、且つ互いに同等か或いは不同等であり、
構造式において、ｍは、一つ一つのベンゼン環構造における置換基Ｘの個数を表し、
ベンゼン環における前記置換基Ｘの個数ｍは、互いに独立し、且つ互いに同等か或いは不同等であることを特徴とする、液晶パネル。
【請求項１３】
前記溶剤は、Ｎ−メチルピロリドン・Ｎ−エチルピロリドン・ガンマブチロラクトン溶剤の中のいずれか一種或は複数種からなることを特徴とする、請求項１２に記載の液晶パネル。
【請求項１４】
前記溶剤の重さは、配向膜材料の総重量の８０％から９９％を占めることを特徴とする、請求項１３に記載の液晶パネル。
【請求項１５】
前記高分子体は、分子量が１００００よりも大きい重合体であり、
前記低分子体は、分子量が１００００よりも小さい重合体であることを特徴とする、請求項１４に記載の液晶パネル。
【請求項１６】
前記配向膜材料は、更に平滑剤と消泡剤を含有することを特徴とする、請求項１２に記載の液晶パネル。
【請求項１７】
前記配向膜材料は、更に平滑剤と消泡剤を含有することを特徴とする、請求項１３に記載の液晶パネル。
【請求項１８】
前記配向膜材料は、更に平滑剤と消泡剤を含有することを特徴とする、請求項１４に記載の液晶パネル。
【請求項１９】
前記配向膜材料は、更に平滑剤と消泡剤を含有することを特徴とする、請求項１５に記載の液晶パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置の技術に関し、特に、配向膜材料及び対応する液晶パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ、ねじれネマティック型）、或はＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  ｔｗｉｓｔｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ、超ねじれネマティック型）の液晶ディスプレイに使われている液晶は正の誘電率異方性を有する液晶であり、無通電時において液晶分子の長軸方向は基板表面と平行している。基板表面における液晶分子の配列方向は配向層（Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｌａｙｅｒ、材質は通常Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅである）の摩擦方向（Ｒｕｂｂｉｎｇ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）によって決まる。二つの基板表面の配向方向は互いに垂直であるため、一つの基板表面からもう一つの基板表面に至る間において、液晶層の分子は連続して捩れて配列した状態となる。電圧をかけた後、液晶分子の長軸は電場の方向に沿って傾いて配列する。しかし、ＴＮ／ＳＴＮ型の液晶ディスプレイは、視野角が狭く、広視野角において輝度や色の差が大きいという欠点があり、補正フィルムによってこれらの差を改善する必要があるため、ディスプレイの製造コストを増加させている。
【０００３】
ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  ｖｅｒｔｉｃａｌ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ、マルチドメイン垂直配向型）ＴＦＴ−ＬＣＤは、ＴＮ／ＳＴＮディスプレイにおいて視野角が限られるという問題を、負の誘電率異方性を有する液晶と垂直配向膜材料を用いることによって解決した。電圧をかけていない時、液晶分子の長軸はいずれも基板表面に対して垂直である。電圧をかけると液晶分子は、液晶分子の長軸が電場と垂直方向になるように傾いて配列する。また、視野角の問題を解決するために、一つのサブ画素を複数のドメインに分けて、液晶分子を異なる方向に倒すことにより、ディスプレイを異なる方向から見た際の効果が同じになるようにしている。一つのサブ画素内において異なるドメインの液晶分子を異なる方向に向けさせるためには、様々な方法がある。一つ目の方法では、露光・造影によってＬＣＤの上下基板にＢｕｍｐ（突起物）が設けられ、Ｂｕｍｐ周囲の液晶分子が所定の傾きを生じることにより、液晶分子が一定の方向に倒れるように誘導される。二つ目の方法では、上下基板に所定の図案を備えたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ、インジウム）画素電極が形成されることで、ここから生じた電場が所定の傾斜角度を有するようになり、これにより異なるドメインの液晶分子の方向を制御する。この技術は、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  ｖｅｒｔｉｃａｌ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ、パターン垂直配向型）と呼ばれる。三つ目の方法では、ＬＣＤ基板のＴＦＴ側にはＩＴＯ  ｓｌｉｔ（スリット）が形成され、他側はＦｕｌｌ  ＩＴＯであり、液晶媒質中には重合可能なｍｏｎｏｍｅｒ（モノマー、単量体）が添加される。まず、電場によって液晶分子が倒され、これと同時に紫外光がパネルに照射されることでｍｏｎｏｍｅｒが重合して、液晶分子を倒すように誘導する重合体粒子を形成するとともに、基板表面に堆積して配向作用を生じる。この技術は、ＰＳＶＡ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  ｖｅｒｔｉｃａｌ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ、重合体安定化垂直配向）と呼ばれる。
【０００４】
ＰＳＶＡ技術において要となる過程は、ｍｏｎｏｍｅｒに対する反応進行の制御である（反応速度、反応均一性、最終ｍｏｎｏｍｅｒの残留制御等を含む）。これらの状況をきちんと制御して初めて、高品質のＰＳＶＡ液晶パネルが作られる。しかし実際には、ｍｏｎｏｍｅｒの紫外光（ＵＶ）照射工程後における濃度を適切に制御することは、依然として重要な課題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ＰＳＶＡ液晶ディスプレイに用いられ、パネルにおけるＵＶ照射工程後のｍｏｎｏｍｅｒ濃度が低い水準になるよう制御すると同時に、パネル内における移動可能なイオンの含有量が顕著に増加することがなく、これにより、パネルのＲＡ実験及び実際の使用中においてｍｏｎｏｍｅｒ残留やイオン濃度が高過ぎるために生じる品質低下の問題を防止することが出来る、配向膜材料及び対応する液晶パネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するために、本発明が提供する配向膜材料は、重合体安定化垂直配向液晶ディスプレイに用いられるとともに、配向膜材料は、高分子体と、低分子体と、溶剤とからなる。このうち、高分子体・低分子体は、いずれか或はいずれも、下記構造式によって表される原子団を含有する。
【０００７】
【化１】
2016505901.tif 000003
【０００８】
このうち、Ｘは、置換基を表す。異なる位置の置換基Ｘは互いに独立しており、互いに同等或は不同等である。ｍは、一つ一つのベンゼン環構造における置換基Ｘの個数を表す。各ベンゼン環における置換基の個数ｍは互いに独立しており、互いに同等或は不同等である。
【０００９】
溶剤は、Ｎ−メチルピロリドン・Ｎ−エチルピロリドン・ガンマブチロラクトン溶剤の中のいずれか一種或は複数種からなるとともに、溶剤の重さは、配向膜材料の総重量の８０％から９９％を占める。
【００１０】
このうち、高分子体は分子量が１００００よりも大きい重合体であり、低分子体は分子量が１００００よりも小さい重合体である。
【００１１】
このうち、配向膜材料は、更に平滑剤と消泡剤を含有する。
【００１２】
また、本発明が提供するもう一つの配向膜材料は、重合体安定化垂直配向液晶ディスプレイに用いられるとともに、配向膜材料は、高分子体と、低分子体と、溶剤とからなる。このうち、高分子体・低分子体は、いずれか或はいずれも、下記構造式によって表される原子団を含有する。
【００１３】
【化２】
2016505901.tif 000004
【００１４】
このうち、Ｘは、置換基を表す。異なる位置の置換基Ｘは互いに独立しており、互いに同等或は不同等である。またｍは、一つ一つのベンゼン環構造における置換基Ｘの個数を表す。各ベンゼン環における置換基の個数ｍは互いに独立しており、互いに同等或は不同等である。
【００１５】
このうち、溶剤は、以下の溶剤の中のいずれか一種或は複数種からなる。
【００１６】
Ｎ−メチルピロリドン・Ｎ−エチルピロリドン・ガンマブチロラクトン溶剤。
【００１７】
このうち、溶剤の重さは、配向膜材料の総重量の８０％から９９％を占める。
【００１８】
このうち、高分子体は分子量が１００００よりも大きい重合体であり、低分子体は分子量が１００００よりも小さい重合体である。
【００１９】
このうち、配向膜材料は、更に平滑剤と消泡剤を含有する。
【００２０】
また更に、本発明は、液晶パネルを提供する。液晶パネルは、第一透明基板と、第二透明基板と、液晶組成物とからなる。
【００２１】
第一透明基板は、第一配向膜を有する。
【００２２】
第二透明基板は、第二配向膜を有する。
【００２３】
液晶組成物は、第一透明基板と第二透明基板の間に充填されるとともに、液晶組成物は第一配向膜及び第二配向膜と接している。
【００２４】
このうち、配向膜の材料は、高分子体と、低分子体と、溶剤とからなる。高分子体・低分子体は、いずれか或はいずれも、下記構造式によって表される原子団を含有する。
【００２５】
【化３】
2016505901.tif 000005
【００２６】
このうち、Ｘは、置換基を表す。異なる位置の置換基Ｘは互いに独立しており、互いに同等或は不同等である。またｍは、一つ一つのベンゼン環構造における置換基Ｘの個数を表す。各ベンゼン環における置換基の個数ｍは互いに独立しており、互いに同等或は不同等である。
【００２７】
このうち、溶剤は、以下の溶剤の中のいずれか一種或は複数種からなる。
【００２８】
Ｎ−メチルピロリドン・Ｎ−エチルピロリドン・ガンマブチロラクトン溶剤。
【００２９】
このうち、溶剤の重さは、配向膜材料の総重量の８０％から９９％を占める。
【００３０】
このうち、高分子体は分子量が１００００よりも大きい重合体であり、低分子体は分子量が１００００よりも小さい重合体である。
【００３１】
このうち、配向膜材料は、更に平滑剤と消泡剤を含有する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明を実施することにより、以下の効果が得られる。
【００３３】
本発明の配合膜材料は、少なくとも一種の重合体からなる。前記重合体の側鎖は、ベンゾフェノンを有する原子団からなる。ベンゾフェノンの構造は、ＵＶ光に対して非常に敏感であるため、より広範囲の周波数スペクトルのＵＶ光エネルギーを吸収するとともに、分解してフリーラジカルを形成し、更にｍｏｎｏｍｅｒが重合反応を生じるよう誘発して、ｍｏｎｏｍｅｒの反応速度と転化効率を向上させることが出来る。同時に、前記原子団には、プロピオール酸メチルが接続され、これ自身が重合反応を生じるため、発生したフリーラジカルや帯電分子が重合反応に加わって、重合体中に接続される。よって、イオン濃度が高くなり過ぎるという問題を生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による重合体安定化垂直配向の液晶表示パネルの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明の具体的な実施例について、図を参照しつつ以下で説明する。尚、ここで言及する図は、本発明の実施例や現在技術についてより詳しく説明するために、必要となる簡単なものであり、あくまで本発明の実施例の一つを示すに留まる。本発明の技術領域における一般的な技術員とっては、創造的労力を加えることなく、これらの図に基づいて関連するその他の図を得ることが可能である。
【００３６】
図１を参照する。図は、本発明による重合体安定化垂直配向の液晶表示パネルの概略図である。前記液晶表示パネルは、ＰＳＶＡ  ＬＣＤに用いられるとともに、第一透明基板１と、第二透明基板２と、液晶組成物３と、封止用樹脂材４とからなる。
【００３７】
第一透明基板１は、第一配向膜５０を有する。
【００３８】
第二透明基板２は、第二配向膜５１を有する。
【００３９】
液晶組成物３は、第一透明基板１と第二透明基板２の間に充填されるとともに、液晶組成物３は第一配向膜５０及び第二配向膜５１と接している。液晶組成物３は、少なくとも、液晶分子３０と、重合可能なモノマーとからなる。第一配向膜５０と第二配向膜５１の作用によって、前記重合可能なモノマーは、第一基板１及び第二基板２に近い位置に、Ｂｕｍｐ（突起）３１を形成する。
【００４０】
封止用樹脂材４は、液晶を二つの基板内に封止する。
【００４１】
このうち、第一配向膜５０と第二配向膜５１に用いられる材料は、高分子体と、低分子体と、溶剤とからなる。
【００４２】
このうち、高分子体・低分子体は、いずれか或はいずれも、下記構造式によって表される原子団を含有する。
【００４３】
【化４】
2016505901.tif 000006
【００４４】
このうち、前記原子団は、ベンゾフェノンからなるとともに、プロピオール酸メチルが接続される。Ｘは、置換基を表し、異なる位置の置換基Ｘは互いに独立しており、互いに同等或は不同等である。ｍは、一つ一つのベンゼン環構造における置換基Ｘの個数を表す。各ベンゼン環における置換基の個数ｍは互いに独立しており、互いに同等或は不同等である。
【００４５】
このうち、溶剤は、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）・Ｎ−エチルピロリドン（ＮＥＰ）・ガンマブチロラクトン（Ｇａｍｍａ−ＢＬ）溶剤の中のいずれか一種或は複数種からなる。また、溶剤の重さは、配向膜材料の総重量の８０％から９９％を占める。
【００４６】
高分子体は、分子量が１００００よりも大きい重合体である。低分子体は、分子量が１００００よりも小さい重合体である。
【００４７】
このほか、配向膜材料は、更に平滑剤と消泡剤を含有する。
【００４８】
本発明の配合膜材料は、少なくとも一種の重合体からなる。前記重合体の側鎖は、ベンゾフェノン基を含有する。ベンゾフェノンの構造は、紫外光に対して非常に敏感であるため、より広範囲の周波数スペクトルの紫外光エネルギーを吸収するとともに、分解してフリーラジカルを形成し、更に重合可能なモノマーが重合反応を生じるよう誘発して、重合可能なモノマーの反応速度と転化効率を向上させることが出来る。同時に、前記原子団には、プロピオール酸メチルが接続され、これ自身が重合反応を生じるため、発生したフリーラジカルや帯電分子が重合反応に加わって、重合体中に接続される。よって、イオン濃度が高くなり過ぎるという問題を生じることがない。
【００４９】
本発明は、配向膜材料を用いてＰＳＶＡ液晶混合物中の重合可能なモノマーの反応速度と重合可能なモノマーの残留量を調整制御し、液晶パネルにおける移動可能なイオンの含量を制御することにより、液晶パネルの品質信頼度を向上させる。
【００５０】
以上は本発明の好ましい実施例を示したものであり、これによって本発明の請求範囲を限るものではない。よって、同等の変化は、本発明の請求範囲内に属する。
【符号の説明】
【００５１】
１    第一透明基板
２    第二透明基板
３    液晶組成物
３０  液晶分子
３１  Ｂｕｍｐ（突起）
４    封止用樹脂材
５０  第一配向膜
５１  第二配向膜
【図１】
2016505901.tif 000010
【国際調査報告】
2016505901.tif 000011
2016505901.tif 000012
2016505901.tif 000013
2016505901.tif 000014
2016505901.tif 000015
2016505901.tif 000016