液晶显示装置及其制造方法

文档序号:1957920 发布日期:2021-12-10 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 液晶显示装置及其制造方法 (Liquid crystal display device and method for manufacturing the same ) 是由 宫地弘一 黑田美彦 大野龙蔵 川又俊友 于 2020-04-02 设计创作,主要内容包括:液晶显示装置具有多个像素30。多个像素30中的各像素具有第一取向区域、第二取向区域、第三取向区域及第四取向区域,这些第一取向区域~第四取向区域沿像素30的长边方向排列配置,且第一取向区域~第四取向区域中的任意两个的取向方位的差大致等于90度的整数倍。在第一取向区域~第四取向区域的各取向区域中,由第一取向膜规定的预倾角及由第二取向膜规定的预倾角中的其中一者小于90度,另一者实质上为90度。光取向膜是使用在侧链具有光取向性基的聚合物而形成,所述聚合物在侧链所具有的光取向性基的含量小于1.1mmol/g。(The liquid crystal display device has a plurality of pixels 30. Each of the plurality of pixels 30 has a first alignment region, a second alignment region, a third alignment region, and a fourth alignment region, the first to fourth alignment regions are arranged in a row in the longitudinal direction of the pixel 30, and a difference between the alignment orientations of any two of the first to fourth alignment regions is substantially equal to an integral multiple of 90 degrees. In each of the first to fourth alignment regions, one of the pretilt angle defined by the first alignment film and the pretilt angle defined by the second alignment film is smaller than 90 degrees, and the other is substantially 90 degrees. The photo-alignment film is formed using a polymer having photo-alignment groups on side chains, and the content of the photo-alignment groups in the side chains of the polymer is less than 1.1 mmol/g.)

液晶显示装置及其制造方法

关联申请的相互参照

本申请基于2019年5月8日提出申请的日本专利申请编号2019-88635号,将其记载内容引用于本申请中。

技术领域

本公开涉及一种液晶显示装置及其制造方法。

背景技术

液晶显示器、特别是面向大型电视机的液晶显示面板中,视角、透过率、响应时间等为重要的性能指标。作为用于使这些性能指标的值良好的液晶显示模式,开发了四域反向扭转向列(4Domain-Reverse Twisted Nematic,4D-RTN)模式、或聚合物稳定取向(Polymer Sustained Alignment,PSA)模式、共面开关(In Plane Switching,IPS)模式、边缘场开关(Fringe Field Switching,FFS)模式等各种模式(例如参照专利文献1)。目前,使用了这些液晶显示模式技术的大型电视机正在批量生产。

近年来,从至今为止的高清(像素数1920×1080)逐渐实现了更高精细的4K(像素数3840×2160)或8K(像素数7680×4320)。然而,在4K或8K的液晶显示面板中,由于布线数量或开关元件的增加等,面板透过率处于下降的倾向。若面板透过率下降,则背光的光利用效率下降,因此会导致消耗电力的增大。

为了解决此种不良情况,在专利文献2中,公开了一种以改善使用了光取向膜的4D-RTN的透过率为目的而有效利用四域电控双折射模式(4Domain-ElectricallyControlled Birefringence,4D-ECB)的技术。在专利文献2中记载的液晶显示装置中,在一个像素内,沿着像素的长边方向配置液晶分子的倾斜方位彼此不同的四个取向区域,在对液晶显示面板进行俯视时,在这些四个取向区域的各取向区域中,液晶分子的扭转角实质上为0度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第5184618号公报

专利文献2:国际公开第2017/057210号

发明内容

发明所要解决的问题

在专利文献2中记载的液晶显示装置中,为了实现一个像素内的四分割取向,必须对薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)基板及相向基板(彩色滤光片(Color Filter,CF)基板)的各基板各实施四次、合计8次的分割取向曝光。因此,与4D-RTN模式的液晶显示装置相比,生产中的产量下降。

另外,在引用文献2中记载的液晶显示装置中,必须使TFT基板侧的像素内的分割取向曝光的边界线与相向基板侧的像素内的分割取向曝光的边界线一致,由此形成四个取向区域。然而,由于位置对准的精度或基板的热膨胀引起的应变等,难以使彼此的边界线一致。当在将两块基板贴合时产生位置偏差的情况下,有导致显示不良的担忧。

本公开鉴于所述课题而成,目的之一是提供一种取向曝光的次数少、生产中的产量良好且显示品质优异的液晶显示装置。

解决问题的技术手段

本发明人等人为了解决所述课题进行了努力研究,在基于光取向的液晶单元制作中,尝试了通过使其中一个基板侧的预倾角小于90度,使另一个基板侧的预倾角实质上为90度来减少曝光次数。然而,可知在通过光取向处理使其中一个基板侧的预倾角小于90度、使另一个基板侧的预倾角实质上为90度的液晶单元中,容易产生残留直流电场,引起杂质离子的偏向存在引起的闪烁,从而显示品质下降。因此,本发明人等人进一步反复研究,在使其中一个基板侧的预倾角小于90度、使另一个基板侧的预倾角实质上为90度的液晶单元中,着眼于减轻由于对取向膜的曝光形态的不同而引起的取向膜的电物性的非对称性,从而解决所述课题。具体而言,本公开采用以下手段。

[1]一种液晶显示装置,是具有多个像素的液晶显示装置,包括:第一基板;第二基板,与所述第一基板相向;液晶层,设置在所述第一基板与所述第二基板之间,含有液晶分子;第一取向膜,形成在所述第一基板,使所述液晶分子取向;以及第二取向膜,形成在所述第二基板,使所述液晶分子取向,所述第一取向膜及所述第二取向膜中的至少一者为光取向膜,所述多个像素中的各像素具有第一取向区域、第二取向区域、第三取向区域及第四取向区域作为所述液晶分子的取向方位彼此不同的区域,所述第一取向区域、所述第二取向区域、所述第三取向区域及所述第四取向区域沿所述像素的长边方向排列配置,所述第一取向区域的所述取向方位、所述第二取向区域的所述取向方位、所述第三取向区域的所述取向方位及所述第四取向区域的所述取向方位中的任意两个的取向方位的差大致等于90度的整数倍,所述多个像素以在所述像素的短边方向上相邻的所述取向区域的彼此的所述取向方位相同的方式在所述像素的短边方向上排列配置,在所述第一取向区域~所述第四取向区域的各取向区域中,由所述第一取向膜规定的预倾角及由所述第二取向膜规定的预倾角中的其中一者小于90度,另一者实质上为90度,所述光取向膜是使用在侧链具有光取向性基的聚合物而形成,所述聚合物在侧链所具有的光取向性基的含量小于1.1mmol/g。

[2]一种液晶显示装置,是具有多个像素的液晶显示装置,包括:第一基板;第二基板,与所述第一基板相向;液晶层,设置在所述第一基板与所述第二基板之间,含有液晶分子;第一取向膜,形成在所述第一基板,使所述液晶分子取向;以及第二取向膜,形成在所述第二基板,使所述液晶分子取向,所述第一取向膜及所述第二取向膜中的至少一者为光取向膜,所述多个像素中的各像素具有第一取向区域、第二取向区域、第三取向区域及第四取向区域作为所述液晶分子的取向方位彼此不同的区域,所述第一取向区域、所述第二取向区域、所述第三取向区域及所述第四取向区域沿所述像素的长边方向排列配置,所述第一取向区域的所述取向方位、所述第二取向区域的所述取向方位、所述第三取向区域的所述取向方位及所述第四取向区域的所述取向方位中的任意两个的取向方位的差大致等于90度的整数倍,所述多个像素以在所述像素的短边方向上相邻的所述取向区域的彼此的所述取向方位相同的方式在所述像素的短边方向上排列配置,在所述第一取向区域~所述第四取向区域的各取向区域中,由所述第一取向膜规定的预倾角及由所述第二取向膜规定的预倾角中的其中一者小于90度,另一者实质上为90度,所述第一取向膜及所述第二取向膜中的至少一者是使用具有源自马来酰亚胺化合物的结构单元的聚合物而形成。

[3]一种液晶显示装置,是具有多个像素的液晶显示装置,包括:第一基板;第二基板,与所述第一基板相向;液晶层,设置在所述第一基板与所述第二基板之间,含有液晶分子;第一取向膜,形成在所述第一基板,使所述液晶分子取向;以及第二取向膜,形成在所述第二基板,使所述液晶分子取向,所述第一取向膜及所述第二取向膜为光取向膜,所述多个像素中的各像素具有第一取向区域、第二取向区域、第三取向区域及第四取向区域作为所述液晶分子的取向方位彼此不同的区域,所述第一取向区域、所述第二取向区域、所述第三取向区域及所述第四取向区域沿所述像素的长边方向排列配置,所述第一取向区域的所述取向方位、所述第二取向区域的所述取向方位、所述第三取向区域的所述取向方位及所述第四取向区域的所述取向方位中的任意两个的取向方位的差大致等于90度的整数倍,所述多个像素以在所述像素的短边方向上相邻的所述取向区域的彼此的所述取向方位相同的方式在所述像素的短边方向上排列配置,所述第一取向区域~所述第四取向区域中,一部分取向区域中,由所述第一取向膜规定的预倾角小于90度且由所述第二取向膜规定的预倾角实质上为90度,剩余的取向区域中,由所述第一取向膜规定的预倾角实质上为90度且由所述第二取向膜规定的预倾角小于90度。

[4]一种液晶显示装置,是具有多个像素的液晶显示装置,包括:第一基板;第二基板,与所述第一基板相向;液晶层,设置在所述第一基板与所述第二基板之间,含有液晶分子;第一取向膜,形成在所述第一基板,使所述液晶分子取向;以及第二取向膜,形成在所述第二基板,使所述液晶分子取向,所述第一取向膜及所述第二取向膜中的至少一者为光取向膜,所述多个像素中的各像素具有第一取向区域、第二取向区域、第三取向区域及第四取向区域作为所述液晶分子的取向方位彼此不同的区域,所述第一取向区域、所述第二取向区域、所述第三取向区域及所述第四取向区域沿所述像素的长边方向排列配置,所述第一取向区域的所述取向方位、所述第二取向区域的所述取向方位、所述第三取向区域的所述取向方位及所述第四取向区域的所述取向方位中的任意两个的取向方位的差大致等于90度的整数倍,所述多个像素以在所述像素的短边方向上相邻的所述取向区域的彼此的所述取向方位相同的方式在所述像素的短边方向上排列配置,在所述第一取向区域~所述第四取向区域的各取向区域中,由所述第一取向膜规定的预倾角及由所述第二取向膜规定的预倾角中的其中一者小于90度,另一者实质上为90度,所述第一取向膜及所述第二取向膜中的其中一者进行了取向分割,另一者未进行取向分割,所述第一取向膜及所述第二取向膜满足下述条件(a)及(b)中的至少一者。

(a)所述第一取向膜及所述第二取向膜的膜组成彼此不同。

(b)所述第一取向膜及所述第二取向膜的膜厚彼此不同。

[5]一种液晶显示装置,是具有多个像素的液晶显示装置,包括:第一基板;第二基板,与所述第一基板相向;液晶层,设置在所述第一基板与所述第二基板之间,含有液晶分子;第一取向膜,形成在所述第一基板,使所述液晶分子取向;以及第二取向膜,形成在所述第二基板,使所述液晶分子取向,所述第一取向膜及所述第二取向膜中的至少一者为光取向膜,所述多个像素中的各像素具有第一取向区域、第二取向区域、第三取向区域及第四取向区域作为所述液晶分子的取向方位彼此不同的区域,所述第一取向区域、所述第二取向区域、所述第三取向区域及所述第四取向区域沿所述像素的长边方向排列配置,所述第一取向区域的所述取向方位、所述第二取向区域的所述取向方位、所述第三取向区域的所述取向方位及所述第四取向区域的所述取向方位中的任意两个的取向方位的差大致等于90度的整数倍,所述多个像素以在所述像素的短边方向上相邻的所述取向区域的彼此的所述取向方位相同的方式在所述像素的短边方向上排列配置,在所述第一取向区域~所述第四取向区域的各取向区域中,由所述第一取向膜规定的预倾角及由所述第二取向膜规定的预倾角中的其中一者小于90度,另一者实质上为90度,所述第一基板及所述第二基板中的其中一者具有像素电极,所述像素电极形成有多个沿相对于所述像素的各边倾斜的方向延伸的狭缝,在将所述像素电极的电极宽度设为L、将所述像素电极的狭缝宽度设为S、将所述液晶层的厚度设为d时,L<1.1d且S<d。

[6]一种液晶显示装置,是具有多个像素的液晶显示装置,包括:第一基板;第二基板,与所述第一基板相向;液晶层,设置在所述第一基板与所述第二基板之间,含有液晶分子;第一取向膜,形成在所述第一基板,使所述液晶分子取向;以及第二取向膜,形成在所述第二基板,使所述液晶分子取向,所述第一取向膜及所述第二取向膜中的至少一者为光取向膜,所述多个像素中的各像素具有第一取向区域、第二取向区域、第三取向区域及第四取向区域作为所述液晶分子的取向方位彼此不同的区域,所述第一取向区域、所述第二取向区域、所述第三取向区域及所述第四取向区域沿所述像素的长边方向排列配置,所述第一取向区域的所述取向方位、所述第二取向区域的所述取向方位、所述第三取向区域的所述取向方位及所述第四取向区域的所述取向方位中的任意两个的取向方位的差大致等于90度的整数倍,所述多个像素以在所述像素的短边方向上相邻的所述取向区域的彼此的所述取向方位相同的方式在所述像素的短边方向上排列配置,在所述第一取向区域~所述第四取向区域的各取向区域中,由所述第一取向膜规定的预倾角及由所述第二取向膜规定的预倾角中的其中一者小于90度,另一者实质上为90度,所述液晶层含有手性试剂。

[7]一种液晶显示装置的制造方法,是制造具有多个像素的液晶显示装置的方法,所述液晶显示装置包括:第一基板;第二基板,与所述第一基板相向;液晶层,设置在所述第一基板与所述第二基板之间,含有液晶分子;第一取向膜,形成在所述第一基板,使所述液晶分子取向;以及第二取向膜,形成在所述第二基板,使所述液晶分子取向,通过在基板上涂布聚合物组合物并进行加热而形成所述第一取向膜及所述第二取向膜,将所述第一取向膜及所述第二取向膜中的至少一者作为光取向膜,以具有第一取向区域、第二取向区域、第三取向区域及第四取向区域作为所述液晶分子的取向方位彼此不同的区域的方式形成所述多个像素中的各像素,且沿所述像素的长边方向排列配置所述第一取向区域、所述第二取向区域、所述第三取向区域及所述第四取向区域,使所述第一取向区域的所述取向方位、所述第二取向区域的所述取向方位、所述第三取向区域的所述取向方位及所述第四取向区域的所述取向方位中的任意两个的取向方位的差大致等于90度的整数倍,以在所述像素的短边方向上相邻的所述取向区域的彼此的所述取向方位相同的方式在所述像素的短边方向上排列配置所述多个像素,在所述第一取向区域~所述第四取向区域的各取向区域中,将由所述第一取向膜规定的预倾角及由所述第二取向膜规定的预倾角中的其中一者设为小于90度,将另一者设为实质上为90度,使形成所述第一取向膜及所述第二取向膜时的加热温度、形成所述第一取向膜及所述第二取向膜时的加热时间、所述第一取向膜及所述第二取向膜的膜组成、以及所述第一取向膜及所述第二取向膜的膜厚中的至少任一者在所述第一取向膜与所述第二取向膜中彼此不同。

发明的效果

根据本公开,可获得取向曝光的次数少、生产中的产量良好且闪烁的发生少、显示品质优异的液晶显示装置。

附图说明

图1是表示液晶显示装置的概略结构的示意图。

图2是表示第一实施方式的一个像素中的取向图案的一例的图。

图3是表示第一实施方式的一个取向区域中的液晶分子的预倾角的示意图。

图4是对第一实施方式的取向处理进行说明的图。图4(a)表示第一基板,图4(b)表示第二基板。

图5是表示第六实施方式的一个像素中的取向图案的一例的图。

图6是对第六实施方式的取向处理进行说明的图。图6(a)表示第一基板,图6(b)表示第二基板。

图7是表示第六实施方式的一个取向区域中的液晶分子的预倾角的示意图。

图8是表示另一实施方式的一个像素中的取向图案的一例的图。

图9是表示另一实施方式的一个像素中的取向图案的一例的图。

图10是表示另一实施方式的一个像素中的取向图案的一例的图。

图11是表示另一实施方式的一个像素中的取向图案的一例的图。

图12是表示另一实施方式的一个像素中的取向图案的一例的图。

图13是表示另一实施方式的一个像素中的取向图案的一例的图。

图14是表示狭缝电极的一例的图。

图15是表示比较例1的一个像素中的取向图案的一例的图。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下,参照附图对第一实施方式进行说明。再者,在以下的各实施方式中,对于彼此相同或均等的部分,在图中附注相同的符号,且关于符号相同的部分引用其说明。

本说明书中,所谓“像素”是指表述显示中各色的浓淡(灰阶)的最小单位,例如在彩色滤光片方式的显示装置中,相当于表述红(R)、绿(G)及蓝(B)等各灰阶的单位。因此,在表述为“像素”时,是指R像素、G像素及B像素的各像素,而非组合R像素、G像素及B像素的彩色显示像素(像点)。即,在彩色液晶显示装置的情况下,一个像素对应于彩色滤光片的任一色。所谓“预倾角”是指在电压断开的状态下,取向膜表面与取向膜附近的液晶分子的长轴方向所成的角度。

如图1所示,液晶显示装置10包括:一对基板,包含第一基板11及第二基板12;以及液晶层13,配置于第一基板11与第二基板12之间。液晶显示装置10是薄膜晶体管(TFT:ThinFilm Transistor)型液晶显示装置。再者,也可将本公开应用于其他驱动方式(例如无源矩阵(passive matrix)方式、等离子体选址(plasma address)方式等)。

第一基板11是如下TFT基板:在包含玻璃或树脂等的透明基板14的液晶层13侧的表面上配置有包含氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)等透明导电体的像素电极15、作为开关元件的TFT、扫描线或信号线等各种配线。第二基板12是如下CF基板:在包含玻璃或树脂等的透明基板16的液晶层13侧的表面上设置有黑色矩阵17、彩色滤光片18、包含透明导电体的相向电极19(也称为共用电极)。

在一对基板11、12,形成有使液晶分子相对于膜表面而朝规定方位取向的液晶取向膜。液晶取向膜是垂直取向膜。液晶显示装置10包括形成于第一基板11的电极配置面上的第一取向膜22、以及形成于第二基板12的电极配置面上的第二取向膜23作为液晶取向膜。

第一基板11及第二基板12是以第一基板11的电极配置面与第二基板12的电极配置面相向的方式,介隔间隔物24且设置规定的间隙(单元间隙)而配置。再者,图1中,作为间隔物24,示出了柱状间隔物,也可为珠状间隔物等其他间隔物。相向配置的一对基板11、12在其周缘部中介隔密封材25而贴合。在由第一基板11、第二基板12及密封材25所包围的空间,填充液晶组合物。由此,在第一基板11与第二基板12之间形成有液晶层13。在液晶层13填充有具有负的介电各向异性的液晶。

在第一基板11及第二基板12各自的外侧配置有偏光板(省略图示)。在第一基板11的外缘部设置有端子区域。通过在所述端子区域连接有用于驱动液晶的驱动器IC等,液晶显示装置10被驱动。

第一取向膜22及第二取向膜23中的至少一者为光取向膜,本实施方式中,至少第一取向膜22为光取向膜。再者,本说明书中,所谓“光取向膜”是指通过对使用具有光取向性基的聚合物形成的涂膜进行偏光或非偏光的光照射而形成的液晶取向膜。所谓“光取向性基”是通过光照射所引起的光异构化反应、光二聚化反应、光分解反应或光重排反应而对膜赋予各向异性的官能基。

第一取向膜22通过光取向处理以液晶分子的取向方位按每个区域不同的方式被分割曝光。第一取向膜22是通过使用光掩模(例如偏振器)对使用具有光取向性基的聚合物形成的涂膜多次倾斜照射偏光放射线而形成。另一方面,第二取向膜23未被分割曝光。本实施方式中,不照射光而直接使用与第一取向膜22相同的使用聚合物组合物形成的涂膜。由此,使由第一取向膜22规定的预倾角与由第二取向膜23规定的预倾角不同。具体而言,将由第一取向膜22规定的预倾角设为小于90度,将由第二取向膜23规定的预倾角设为实质上为90度。

再者,也可不使用光掩模而从基板法线方向对第二取向膜23的整个面进行非偏光曝光来代替对第二取向膜23不进行光照射的结构。在所述情况下,对第二基板12的曝光可为平行光,也可为扩散光。

液晶显示装置10具有多个像素30,这些多个像素30在液晶显示装置10的显示区域排列成矩阵状。关于各像素30,各像素区域被取向分割,具有液晶分子的取向方位彼此不同的多个区域。由此,补偿液晶显示装置10的视角特性。图2中示出像素30的取向图案的一例。再者,图2(a)中,圆锥体表示液晶分子35,圆锥体的顶点侧表示第一基板11侧,圆锥体的底面侧表示第二基板12侧。图2(a)是从第二基板12侧观察液晶显示装置10的图。

作为一例,如图2(a)所示,在各像素30中形成有液晶分子35的取向方位彼此不同的四个取向区域。这些四个取向区域(第一域31、第二域32、第三域33及第四域34)在一个像素内沿像素30的长边方向(图2的Y方向)排列配置。第一域31~第四域34中的液晶分子35的取向方位中,任意的两个取向方位的差大致等于90度的整数倍。再者,本说明书中,“液晶分子的取向方位”在未特别提及的情况下是指对液晶显示装置10施加电压时的液晶层13的层面内及厚度方向上的中央附近的液晶分子的取向方位。

具体而言,在将像素30的短边方向X设为0度时,液晶分子35的取向方位在第一域31中实质上成为45度,在第二域32中实质上成为135度,在第三域33中实质上成为225度,在第四域34中实质上成为315度。这些四个域31~34如图2(a)所示在一个像素内按照第四域34、第二域32、第三域33、第一域31的顺序沿着像素30的长边方向配置。在将各像素30的光透过区域(以下也称为“像素区域”)沿像素30的长边方向分割成两个的位置,配置有信号线36。形成由信号线36分割的像素区域中的其中一者的两个域(第四域34与第二域32)、以及形成另一者的两个域(第三域33与第一域31)中,各域中的液晶分子35的取向方位彼此相差180度(参照图2(a))。

再者,本说明书中,所谓“实质上为45度”、“实质上为135度”、“实质上为225度”、“实质上为315度”分别是指45度±0.5度、135度±0.5度、225度±0.5度、315度±0.5度的范围。各角度优选为β度±0.2度,更优选为β度±0.1度(其中,β为45、135、225或315)。

图2(b)及图2(c)是示意性地表示在电压断开状态下将一个像素30的各基板中的取向膜表面的液晶分子的长轴方向投影到基板上的方位(倾斜方位)的图。图2中,图2(b)表示第一基板11,图2(c)表示第二基板12。图2中的箭头37表示倾斜方位。在液晶显示装置10中,通过在与液晶分子35的取向方位对应的方向上对第一取向膜22及第二取向膜23中的第一取向膜22照射偏光放射线,而向各域31~34赋予所期望的预倾角特性。由此,将液晶显示装置10中的液晶分子35的取向方位设为图2(a)所示的方位。另一方面,对第二取向膜23不照射偏光紫外线。通过此种曝光处理,在第一域31~第四域34的各取向区域39中,如图3所示,将由第一取向膜22规定的预倾角θ1设为小于90度,将由第二取向膜23规定的预倾角θ2设为实质上为90度。

预倾角θ1只要比由第二取向膜23规定的预倾角θ2小即可,就抑制液晶分子35的响应延迟的观点而言,优选为89.0度以下,更优选为88.5度以下,进而优选为88.0度以下。另外,就抑制液晶显示装置10的对比度的下降的观点而言,预倾角θ1优选为81.0度以上,更优选为83.0度以上,进而优选为84.0度以上。再者,本说明书中,所谓“实质上为90度”是指90度±0.5度的范围。预倾角θ优选为90度±0.2度,更优选为90度±0.1度。

如图2(b)所示,第一基板11侧的倾斜方位在第一域31~第四域34的各域中彼此不同,任意两个域中的倾斜方位的差大致等于90度的整数倍。具体而言,关于各域中的倾斜方位,在将像素30的短边方向X设为0度的情况下,在第一域31中实质上为45度,在第二域32中实质上为135度,在第三域33中实质上为225度,在第四域34中实质上为315度。

(液晶取向剂)

其次,对用于形成第一取向膜22及第二取向膜23的聚合物组合物(以下也称为“液晶取向剂”)进行说明。本实施方式中,第一取向膜22及第二取向膜23是使用含有具有源自马来酰亚胺化合物的结构单元的聚合物作为聚合物成分(以下也称为“马来酰亚胺系聚合物”)的液晶取向剂而形成。在可通过使用含有马来酰亚胺系聚合物的液晶取向剂来抑制液晶显示装置10中闪烁的发生的方面适宜。

马来酰亚胺系聚合物可通过将马来酰亚胺化合物用于单体的至少一部分中而获得。作为所述马来酰亚胺化合物,可列举具有将与马来酰亚胺所具有的氮原子键结的氢原子去除后的基(下述式(C-1)所表示的基)的化合物、以及具有源自马来酰亚胺的开环体的结构(下述式(C-2)所表示的基)的化合物。

[化1]

(式(C-1)及式(C-2)中,“*”表示键结键)

作为在形成第一取向膜22及第二取向膜23时使用的马来酰亚胺系聚合物,就可充分获得闪烁发生的抑制效果的方面而言,优选为使用具有源自马来酰亚胺化合物的结构单元及源自苯乙烯化合物的结构单元的聚合物(以下也称为“苯乙烯-马来酰亚胺系聚合物”)。在苯乙烯-马来酰亚胺系聚合物中,相对于苯乙烯-马来酰亚胺系聚合物的所有结构单元,源自马来酰亚胺化合物的结构单元的含有比例优选为2摩尔%以上,更优选为2摩尔%~85摩尔%,进而优选为2摩尔%~80摩尔%。另外,相对于苯乙烯-马来酰亚胺系聚合物的所有结构单元,源自苯乙烯化合物的结构单元的含有比例优选为2摩尔%以上,更优选为2摩尔%~80摩尔%,进而优选为5摩尔%~70摩尔%。

再者,苯乙烯-马来酰亚胺系聚合物可仅具有源自苯乙烯化合物的结构单元及源自马来酰亚胺化合物的结构单元,但也可还具有源自苯乙烯化合物及马来酰亚胺化合物以外的单体(例如(甲基)丙烯酸系化合物、共轭二烯系化合物等)的结构单元。在所述情况下,相对于苯乙烯-马来酰亚胺系聚合物的所有结构单元,源自苯乙烯化合物及马来酰亚胺化合物以外的单体的结构单元的含有比例优选为5摩尔%以下,更优选为1摩尔%以下。

在形成光取向膜的情况下,作为马来酰亚胺系聚合物,可优选地使用具有光取向性基的马来酰亚胺系聚合物。作为光取向性基的具体例,可列举:包含偶氮苯或其衍生物作为基本骨架的含有偶氮苯的基、包含肉桂酸或其衍生物(肉桂酸结构)作为基本骨架的含有肉桂酸结构的基、包含查耳酮或其衍生物作为基本骨架的含有查耳酮的基、包含二苯甲酮或其衍生物作为基本骨架的含有二苯甲酮的基、包含苯甲酸苯基酯或其衍生物作为基本骨架的含有苯甲酸苯基酯的基、包含香豆素或其衍生物作为基本骨架的含有香豆素的基等。这些基中,就光反应性高的方面而言,可优选地使用具有肉桂酸结构的马来酰亚胺系聚合物作为光取向性基。

马来酰亚胺系聚合物例如可通过在聚合引发剂的存在下将单体进行聚合而获得。所使用的聚合引发剂优选为设为2,2'-偶氮双(异丁腈)、2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)等偶氮化合物。相对于反应中所使用的所有单体100质量份,聚合引发剂的使用比例优选为设为0.01质量份~30质量份。所述聚合反应优选为在有机溶媒中进行。作为反应中使用的有机溶媒,可列举:醇、醚、酮、酰胺、酯、烃化合物等。反应温度优选为设为30℃~120℃,反应时间优选为设为1小时~36小时。有机溶媒的使用量(a)优选为设为相对于反应溶液的总量(a+b),反应中使用的单体的合计量(b)成为0.1质量%~60质量%那样的量。

再者,在获得具有光取向性基的马来酰亚胺系聚合物的情况下,可使用具有光取向性基的单体(例如含有光取向性基的马来酰亚胺化合物)进行聚合,或者也可通过在获得具有反应性基(例如环氧基)的马来酰亚胺系聚合物后,使所获得的聚合物与具有光取向性基的反应性化合物(例如羧酸)反应,来合成在侧链具有光取向性基的马来酰亚胺系聚合物。具有反应性基的马来酰亚胺系聚合物与反应性化合物的反应可按照已知的方法进行。以下示出具有光取向性基的马来酰亚胺化合物的具体例(化合物(B-1)~化合物(B-8))。其中,关于在获得具有光取向性基的马来酰亚胺系聚合物时使用的单体,并不限定于以下的化合物。

[化2]

[化3]

关于具有光取向性基的马来酰亚胺系聚合物在侧链所具有的光取向性基的含量(以下也称为“感光性侧链含量”),就可进一步提高抑制液晶显示装置中的闪烁的发生及抑制直流(Direct Current,DC)偏差的改善效果的方面而言,优选为小于1.1mmol/g。具有光取向性基的马来酰亚胺系聚合物的感光性侧链含量更优选为1.0mmol/g以下,进而优选为0.95mmol/g以下。另外,就通过光照射对涂膜赋予所期望的预倾角特性的观点而言,具有光取向性基的马来酰亚胺系聚合物的感光性侧链含量优选为0.1mmol/g以上,更优选为0.2mmol/g以上。

关于马来酰亚胺系聚合物,利用凝胶渗透色谱法(Gel PermeationChromatography,GPC)测定的聚苯乙烯换算的重量平均分子量(Mw)优选为1,000~300,000,更优选为2,000~100,000。Mw与利用GPC来测定的聚苯乙烯换算的数量平均分子量(Mn)的比所表示的分子量分布(Mw/Mn)优选为7以下,更优选为5以下。再者,在制备液晶取向剂时,作为马来酰亚胺系聚合物,可单独使用一种或将两种以上组合使用。

第一取向膜22及第二取向膜23的形成中使用的液晶取向剂如上所述含有马来酰亚胺系聚合物,也可视需要含有以下所示的其他成分。

液晶取向剂优选为以改善电特性或减少成本等为目的,与马来酰亚胺系聚合物一起含有不同于马来酰亚胺系聚合物的聚合物(以下称为“其他聚合物”)。作为其他聚合物,可列举:聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚酰胺酸酯、聚酰胺、聚有机硅氧烷、(甲基)丙烯酸系聚合物等。就电特性的改善或与液晶的亲和性、机械强度、与马来酰亚胺系聚合物的亲和性的观点而言,其中,其他聚合物优选为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所组成的群组中的至少一种。相对于液晶取向剂的制备中使用的聚合物的总量,其他聚合物的调配比例优选为设为80质量%以下,更优选为设为10质量%~70质量%。作为其他聚合物,可单独使用一种或将两种以上组合使用。

作为其他成分,除了所述以外,例如还可列举:分子内具有至少一个环氧基的化合物(例如乙二醇二缩水甘油醚、N,N,N',N'-四缩水甘油基-间二甲苯二胺、N,N,N',N'-四缩水甘油基-4,4'-二氨基二苯基甲烷等)、官能性硅烷化合物、多官能(甲基)丙烯酸酯、抗氧化剂、金属螯合化合物、硬化促进剂、表面活性剂、填充剂、分散剂、光增感剂等。其他成分的调配比例可在不损及本公开的效果的范围内,根据各化合物而适宜选择。

液晶取向剂是以将聚合物成分及视需要任意调配的其他成分优选为溶解于有机溶媒中而成的溶液状的组合物的形式制备。作为所使用的有机溶媒,可使用液晶取向剂的制备中使用的已知的化合物中的一种或两种以上。液晶取向剂中的固体成分浓度(液晶取向剂的溶媒以外的成分的合计质量占液晶取向剂的总质量的比例)是考虑粘性、挥发性等而适宜选择,就使涂布性良好且使液晶取向膜的膜厚适度的观点而言,优选为1质量%~10质量%的范围。

再者,也可使用马来酰亚胺系聚合物形成第一取向膜22及第二取向膜23中的其中一者,使用与马来酰亚胺系聚合物不同的聚合物形成另一者,来代替使用马来酰亚胺系聚合物形成第一取向膜22及第二取向膜23的结构。作为与马来酰亚胺系聚合物不同的聚合物,可列举:聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚酰胺酸酯、聚酰胺、聚有机硅氧烷、(甲基)丙烯酸系聚合物等。

(液晶显示装置的制造方法)

其次,对液晶显示装置10的制造方法进行说明。液晶显示装置10可通过包括以下的工序1~工序3的方法来制造。

<工序1:涂膜的形成>

首先,准备第一基板11及第二基板12。接着,在第一基板11及第二基板12的各电极配置面上涂布液晶取向剂,在基板上形成涂膜。向基板涂布液晶取向剂优选为利用胶版印刷法、柔版印刷法、旋转涂布法、辊涂布机法或喷墨印刷法而进行。

在涂布液晶取向剂后,出于防止所涂布的液晶取向剂的流挂等目的,优选为实施预加热(预烘烤)。预烘烤温度优选为30℃~200℃,预烘烤时间优选为0.25分钟~10分钟。之后,以将溶剂完全去除等为目的而实施煅烧(后烘烤)。煅烧温度(后烘烤温度)优选为80℃~300℃,后烘烤时间优选为5分钟~200分钟。所形成的液晶取向膜的膜厚优选为0.001μm~1μm。

<工序2:取向处理>

接着,为了对液晶取向膜赋予所期望的预倾角特性,对通过工序1形成的涂膜(液晶取向膜)的至少一者进行光取向处理。此处,使用光掩模从相对于基板面倾斜的方向对形成在第一基板11上的涂膜照射偏光放射线(直线偏光)(参照图4(a))。由此,预先对第一基板11附近的液晶分子35赋予预倾角。另一方面,对形成在第二基板12上的涂膜不照射用于取向处理的直线偏光(参照图4(b))。作为照射至涂膜的放射线,例如可使用:包含150nm~800nm的波长的光的紫外线及可见光线。优选为包含200nm~400nm的波长的光的紫外线。

作为所使用的光源,例如可列举:低压水银灯、高压水银灯、氘灯、金属卤化物灯、氩共振灯、氙灯、准分子激光等。放射线的照射量优选为400J/m2~50,000J/m2,更优选为1,000J/m2~20,000J/m2。在光照射后,也可进行对基板表面使用例如水、有机溶媒(例如,甲醇、异丙醇、1-甲氧基-2-丙醇乙酸酯、丁基溶纤剂、乳酸乙酯等)或它们的混合物进行清洗的处理、或对基板进行加热的处理。

使用图4来说明对形成于第一基板11上的液晶取向膜(第一取向膜22)实施的光取向处理。再者,图4中,点划线表示一个像素,箭头41表示偏光放射线在涂膜上的曝光方位。双点划线表示与第四域34对应的区域。对第一取向膜22的光取向处理是通过在涂膜上的曝光方位彼此不同的多个扫描工序进行。通过这些多个扫描工序,在一个像素内形成取向方位彼此不同的多个(具体而言为四个)域。

扫描工序通常通过扫描曝光来进行,所述扫描曝光一边使第一基板11相对于光源移动,或者一边使光源相对于第一基板11移动,一边向液晶取向膜照射放射线。在基于图4说明多个扫描工序的一例时,首先对与各像素的第四域34对应的区域44进行第一次曝光。作为一例,使第一基板11相对于光源(省略图示)的相对移动方向P与光照射方向反平行,并以基板上的曝光方位41相对于移动方向P(即像素30的短边方向X)为-45度(=315度)的方式对基板面照射放射线。此时,第一域31~第三域33被遮光构件遮光。

接着,对与第一域31对应的区域进行第二次曝光。第二次曝光除了在基板面的曝光方位41与第四域34不同以外,进行与第一次曝光相同的操作。即,使移动方向P与光照射方向反平行,并以基板上的曝光方位41相对于移动方向P为+45度的方式对基板面照射放射线。此时,第二域32~第四域34被遮光构件遮光。同样地,对第二域32及第三域33也分别进行第三次曝光、第四次曝光,并以基板上的曝光方位41将像素30的短边方向X作为基准分别成为+135度、-135度(=225度)的方式对基板面照射放射线。

在所述扫描工序中,只要对其中一个基板进行与在一个像素内形成的取向区域的数量对应的次数(本实施方式中合计四次)的扫描曝光即可。另外,可对另一个基板不进行扫描曝光。因此,在制造液晶显示装置10时,可减少取向处理次数。通过此种取向处理,被配置成矩阵状的多个像素30在像素30的短边方向X上相邻的取向区域中,液晶分子的取向方位成为相同的方向(参照图4)。即,在液晶显示装置10中,多个像素30以在像素30的短边方向X上观察时第一域31~第四域34分别沿着移动方向P排列成一列的方式配置。再者,对第一域31~第四域34进行扫描曝光的顺序不限定于以上所述。另外,在多次扫描曝光时,可通过调整偏光轴来调整曝光方位37,也可通过改变基板的朝向来调整曝光方位41。

<工序3:液晶单元的构筑>

接着,使用形成有液晶取向膜的两块基板(第一基板11及第二基板12),在相向配置的两块基板间配置液晶,由此制造液晶单元。为了制造液晶单元,例如可列举如下方法等:以液晶取向膜相向的方式介隔间隙将两块基板相向配置,利用密封材将两块基板的周边部贴合,在由基板表面及密封材所包围的单元间隙内注入填充液晶并将注入孔密封的方法、利用液晶滴注(One Drop Fill,ODF)方式的方法。再者,在液晶显示装置10为PSA模式的情况下,构筑液晶单元后,在对一对基板所具有的导电膜间施加电压的状态下对液晶单元进行光照射处理。

接着,视需要在液晶单元的外侧表面贴合偏光板。如此可获得液晶显示装置10。作为偏光板,可列举:利用乙酸纤维素保护膜将一边使聚乙烯醇延伸取向一边使其吸收碘而成的被称为“H膜”的偏光膜夹持而成的偏光板、或包含H膜本身的偏光板。本实施方式中,第一基板11侧的偏光板及第二基板12侧的偏光板以彼此的透过轴正交的方式配置。第一基板11侧的偏光板的透过轴在显示面的水平方向(像素的短边方向)上延伸,第二基板12侧的偏光板的透过轴在显示面的上下方向(像素的长边方向)上延伸。

液晶显示装置10可有效地应用于各种用途。液晶显示装置10例如可作为钟表、便携式游戏机、文字处理器(word processor)、笔记型个人计算机(note type personalcomputer)、汽车导航系统、摄录机(camcorder)、个人数字助理(Personal DigitalAssistant,PDA)、数字照相机(digital camera)、移动电话、智能手机(smartphone)、各种监视器、液晶电视、信息显示器等的各种显示装置来使用。

根据以上详细叙述的本实施方式,可获得如下液晶显示装置10:在一个像素内形成有液晶分子的取向方位彼此不同的多个取向区域(第一域31~第四域34),这些多个域沿像素的长边方向排列配置。所述液晶显示装置10中,以第一域31~第四域34中的任意两个域中的液晶分子35的取向方位的差大致等于90度的整数倍,且在像素的短边方向上相邻的取向区域的液晶分子35的取向方位相同的方式,将多个像素沿像素的短边方向排列配置。另外,在第一域31~第四域34的各取向区域中,由第一取向膜22规定的预倾角及由第二取向膜23规定的预倾角中的其中一者小于90度,另一者实质上为90度。根据此种液晶显示装置10,与对第一取向膜22与第二取向膜23两者进行分割曝光的情况相比,可减少用于进行取向处理的曝光次数。因此,可提高生产中的产量。

另外,在液晶分子35的取向方位彼此不同的四个取向区域沿像素的长边方向排列配置的结构中,若对两块基板各自的液晶取向膜进行光取向处理,则有由于位置对准的精度或基板的热膨胀引起的应变等而难以使彼此的分割取向曝光的边界线一致的担忧。另外,当在将两块基板贴合时产生位置偏差的情况下,有导致显示不良的担忧。关于此方面,根据本实施方式的液晶显示装置10,即使在贴合一对基板时产生了基板的位置偏差的情况下,也可抑制偏差引起的显示不良的产生。

另一方面,认为在液晶显示装置10中,通过仅在其中一个基板侧对液晶取向膜进行基于直线偏光的光照射,从而仅在其中一个基板侧产生取向膜表面的光反应,化学表面状态不同。另外,预倾角在第一取向膜22与第二取向膜23中不相同,对液晶单元施加电压时的液晶的取向变形从基板法线方向观察时并非为完全的点对称。因此,认为在液晶显示装置10中,会产生挠曲电效应(flexoelectric effect)引起的极化。根据这两个主要因素,认为即使对液晶单元施加对称的交流矩形电压,直流成分也会重叠,而成为发生闪烁的原因。关于此方面,通过使用含有马来酰亚胺系聚合物的液晶取向剂来形成液晶取向膜,可抑制液晶显示装置10中的闪烁的发生,从而可获得显示品质良好的液晶显示装置10。

(第二实施方式)

其次,关于第二实施方式,以与第一实施方式的不同点为中心进行说明。本实施方式中,将形成液晶取向膜时的加热温度设为在未被分割曝光的液晶取向膜与经分割曝光的液晶取向膜中不同的温度。

具体而言,在所述工序1中,优选为将第一取向膜22的形成时与第二取向膜23的形成时的后烘烤温度的差设为10℃以上,更优选为设为15℃以上,进而优选为设为20℃以上。另外,关于后烘烤温度的差,优选为设为70℃以下,更优选为设为65℃以下,进而优选为设为55℃以下。此时,可将未实施分割曝光的液晶取向膜与实施分割曝光的液晶取向膜中的任一者的加热温度设为更高的温度。

关于将未被分割曝光的液晶取向膜及进行分割曝光的液晶取向膜中的哪一者的加热温度设为更高的温度,优选为根据取向膜材料进行选定。具体而言,在液晶取向膜的比电阻因分割曝光而下降的情况下,优选为使未被分割曝光的液晶取向膜的加热温度为更低的温度。另一方面,在液晶取向膜的比电阻因分割曝光而上升的情况下,优选为使未被分割曝光的液晶取向膜的加热温度为更高的温度。由此,认为可减轻电物性的非对称性,就可进一步提高闪烁发生的抑制效果的方面而言优选。

再者,推测液晶取向膜的比电阻因分割曝光而下降的原因在于:通过曝光产生取向膜内的分子的重新排列从而缩短芳香环-芳香环距离等,从而形成跳跃传导等电子传导的路径。推测液晶取向膜的比电阻因分割曝光而上升的原因在于:由于取向膜内的分子的重新排列,主链或侧链的堆积加剧,从而阻碍离子传导的路径。

此处,在将由液晶取向膜规定的预倾角设为在第一取向膜22与第二取向膜23中不对称的情况下,由于预倾角的不对称,有时在液晶单元中会产生残留直流电场。此种残留直流电场有引起闪烁或烧印的担忧。与此相对,根据本实施方式,通过将膜形成时的后烘烤温度设为在第一取向膜22与第二取向膜23中不同的温度,可抑制在液晶单元中产生残留直流电场,可抑制闪烁或烧印的产生。作为其机制,推测原因在于:通过使后烘烤温度不同而使取向膜内的热化学反应的程度彼此不同,由此使第一取向膜22与第二取向膜23的电物性彼此不同。

本实施方式中,第一取向膜22及第二取向膜23优选为使用具有交联性基的聚合物形成。在所述情况下,可进一步提高将膜形成时的后烘烤温度设为在第一取向膜22与第二取向膜23中不同的温度所带来的闪烁抑制效果,而适宜。作为交联性基,优选为可通过光或热而在相同或不同的分子间形成共价键的基,例如可列举:将(甲基)丙烯酸或其衍生物作为基本骨架的含(甲基)丙烯酸的基、具有乙烯基的基(烯基、苯乙烯基等)、乙炔基、环氧基(氧杂环丙基、氧杂环丁基)等,尤其优选为环氧基。

(第三实施方式)

其次,关于第三实施方式,以与第一实施方式及第二实施方式的不同点为中心进行说明。第三实施方式中,将形成液晶取向膜时的加热时间设为在未被分割曝光的液晶取向膜与经分割曝光的液晶取向膜中不同的时间。

具体而言,在所述工序1中,优选为将第一取向膜22的形成时与第二取向膜23的形成时的后烘烤时间的差设为5分钟以上,更优选为设为10分钟以上,进而优选为设为15分钟以上。另外,关于后烘烤时间的差,优选为设为60分钟以下,更优选为设为55分钟以下,进而优选为设为50分钟以下。此时,可将进行分割取向的液晶取向膜及不进行分割取向的液晶取向膜中的任一者的加热时间设为更短的时间。

关于使未被分割曝光的液晶取向膜及进行分割曝光的液晶取向膜中的哪一者的加热时间更长,优选为根据取向膜材料进行选定。具体而言,在液晶取向膜的比电阻因分割曝光而下降的情况下,优选为使未被分割曝光的液晶取向膜的加热时间更短。另一方面,在液晶取向膜的比电阻因分割曝光而上升的情况下,优选为使未被分割曝光的液晶取向膜的加热时间更长。由此,认为可减轻电物性的非对称性,就可进一步提高闪烁发生的抑制效果的方面而言优选。

根据此种第三实施方式,通过将液晶取向膜形成时的后烘烤时间设为在第一取向膜22与第二取向膜23中不同的时间,即使在将由液晶取向膜规定的预倾角设为在第一取向膜22侧与第二取向膜23侧不对称的情况下,也可抑制在液晶单元中产生残留直流电场,可抑制闪烁或烧印的产生。

当在形成液晶取向膜时使未被分割曝光的液晶取向膜与进行分割曝光的液晶取向膜的加热时间不同的情况下,第一取向膜22及第二取向膜23优选为使用具有交联性基的聚合物形成。在所述情况下,可进一步提高通过将膜形成时的后烘烤时间设为在第一取向膜22与第二取向膜23中不同的时间所带来的闪烁抑制效果,而适宜。交联性基的说明应用所述第二实施方式的说明。

(第四实施方式)

其次,关于第四实施方式,以与第一实施方式~第三实施方式的不同点为中心进行说明。第四实施方式中,将液晶取向膜的膜厚设为在未被分割曝光的液晶取向膜与经分割曝光的液晶取向膜中不同的厚度。

具体而言,在所述工序1中,在将未被分割曝光的液晶取向膜的膜厚设为D1、将被分割曝光的液晶取向膜的膜厚设为D2时,优选为将D1/D2设为成为0.2~2.5的比率,更优选为设为成为0.3~2.0的比率。

关于使未被分割曝光的液晶取向膜及进行分割曝光的液晶取向膜中的哪一者的膜厚更厚,优选为根据取向膜材料进行选定。具体而言,在液晶取向膜的比电阻因分割曝光而下降的情况下,优选为使未被分割曝光的液晶取向膜的膜厚更薄。另一方面,在液晶取向膜的比电阻因分割曝光而上升的情况下,优选为使未被分割曝光的液晶取向膜的膜厚更厚。由此,认为可减轻电物性的非对称性,就可进一步提高闪烁发生的抑制效果的方面而言优选。

根据此种第四实施方式,通过使第一取向膜22与第二取向膜23的膜厚不同,在将由液晶取向膜规定的预倾角设为在第一取向膜22侧与第二取向膜23侧不对称的情况下,可抑制在液晶单元中产生残留直流电场,可抑制闪烁或烧印的产生。

再者,可使第一取向膜22及第二取向膜23的膜厚不同,且使形成液晶取向膜时的加热温度及加热时间中的至少一者在未被分割曝光的液晶取向膜与进行分割曝光的液晶取向膜中不同。关于所述情况下的后烘烤温度及后烘烤时间的说明,应用所述说明。

(第五实施方式)

其次,关于第五实施方式,以与第一实施方式~第四实施方式的不同点为中心进行说明。第五实施方式中,通过使液晶取向膜的膜组成在未实施分割曝光的液晶取向膜与实施分割曝光的液晶取向膜中为不同的组成,来抑制液晶显示装置中的闪烁的发生。

具体而言,在被分割曝光的一侧的液晶取向膜(图1中为第一取向膜22)为通过进行分割曝光而取向膜的比电阻下降的膜组成的情况下,将用于形成未被分割曝光的取向膜(图1中为第二取向膜23)的液晶取向剂设为可形成低电阻系取向膜的膜组成。作为此种膜组成的优选例,可列举下述(1A)~(1C)。

(1A)含有选自由聚酰胺酸及聚酰胺酸酯所组成的群组中的至少一种聚合物作为聚合物成分。

(1B)在使两者的液晶取向剂的聚合物成分相同的情况下,使交联剂的调配比例比另一个液晶取向剂少。

(1C)在马来酰亚胺系聚合物与聚酰胺酸的掺合系液晶取向剂中,增加聚酰胺酸的含有比例。

另一方面,在被分割曝光的一侧的液晶取向膜为通过进行分割曝光而取向膜的比电阻上升的膜组成的情况下,将用于形成未被分割曝光的取向膜的液晶取向剂设为可形成高电阻系取向膜的膜组成。作为此种膜组成的优选例,可列举下述(2A)~(2C)。

(2A)含有选自由聚酰亚胺、聚酰胺、聚有机硅氧烷及(甲基)丙烯酸系聚合物所组成的群组中的至少一种聚合物作为聚合物成分。

(2B)在使两者的液晶取向剂的聚合物成分相同的情况下,使交联剂的调配比例比另一个液晶取向剂多。

(2C)在马来酰亚胺系聚合物与聚酰胺酸的掺合系液晶取向剂中,减少聚酰胺酸的含有比例。

根据本实施方式,通过将实施了曝光的第一取向膜22与未实施曝光的第二取向膜23设为不同种类的取向膜,可使两者的电物性接近。由此,在使由液晶取向膜规定的预倾角在第一取向膜22与第二取向膜23中不同的情况下,可使液晶单元保持在基板法线方向上观察时的电对称,进而可抑制闪烁的发生。

(第六实施方式)

其次,关于第六实施方式,以与第一实施方式~第五实施方式的不同点为中心进行说明。所述第一实施方式中,将第一取向膜22及第二取向膜23中的其中一者设为被分割曝光的液晶取向膜,将另一者设为未被分割曝光的液晶取向膜。与此相对,第六实施方式中,与第一实施方式的不同方面在于第一取向膜22及第二取向膜23两者被分割曝光。

使用图5及图6来说明本实施方式中对分别形成在第一基板11及第二基板12上的涂膜所进行的光取向处理。

关于液晶显示装置10的各像素30,如图5(a)所示,通过光取向处理形成液晶分子35的取向方位彼此不同的多个取向区域。再者,图5(a)中,圆锥体表示液晶分子35,圆锥体的顶点侧表示第一基板11侧,圆锥体的底面侧表示第二基板12侧。图5(a)是从第二基板12侧观察液晶显示装置10的图。

在各像素30中形成有四个取向区域,各取向区域成为第一域31、第二域32、第三域33、第四域34(参照图5(a))。这些第一域31~第四域34在一个像素内沿像素30的长边方向(图5的Y方向)排列配置。在第一域31~第四域34中,关于液晶分子35的取向方位,在将像素30的短边方向(图5的X方向)设为0度时,第一域31~第四域34中的任意两个域的取向方位的差大致等于90度的整数倍。

液晶显示装置10中的液晶分子35的取向方位在第一域31中实质上为45度,在第二域32中实质上为135度,在第三域33中实质上为225度,在第四域34中实质上为315度。各域31~34如图5(a)所示在一个像素内按照第四域34、第二域32、第三域33、第一域31的顺序沿像素30的长边方向排列配置。在由信号线36分割的两个区域中,属于其中一个区域的域(第四域34及第二域32)与属于另一个区域的域(第三域33及第一域31)中,液晶分子35的取向方位彼此相差180度。

图5(b)及图5(c)是示意性地表示一个像素30的各基板中的倾斜方位的图。图5中,图5(b)表示第一基板11,图5(c)表示第二基板12。图中的箭头37表示倾斜方位。图6中的箭头41表示基板上的曝光方位。

各像素30的光透过区域(像素区域)中,对由信号线36分割的两个区域中的其中一个区域中的第一取向膜22进行取向曝光,对另一个区域中的第二取向膜23进行取向曝光。本实施方式中,在第一取向膜22的取向处理中,如图6(a)所示,在与液晶分子35的取向方位对应的方向上对第一域31~第四域34中属于第四域34及第二域32的第一取向膜22照射偏光放射线。此处,以相邻的两个域(第四域34及第二域32)的彼此的曝光方位成为反平行的方式进行曝光。对属于第三域33及第一域31的第一取向膜22不照射放射线。

在第二取向膜23的取向处理中,如图6(b)所示,在与液晶分子35的取向方位对应的方向上对第一域31~第四域34中属于第三域33及第一域31的第二取向膜23照射偏光放射线。此处,以相邻的两个域(第三域33及第一域31)的彼此的曝光方位成为反平行的方式进行曝光。对属于第四域34及第二域32的第二取向膜23不照射放射线。

在对液晶取向膜进行光照射时,使第一域31~第四域34的各自的曝光方位不同。通过此种取向处理,在一个像素内的多个域中的一部分(本实施方式中为第四域34及第二域32)中,如图7(a)所示,由第一取向膜22规定的预倾角θ1小于90度,且由第二取向膜23规定的预倾角θ2实质上成为90度。在剩余的域(本实施方式中为第三域33及第一域31)中,如图7(b)所示,由第一取向膜22规定的预倾角θ1实质上为90度,且由第二取向膜23规定的预倾角θ2小于90度。

由被取向曝光的液晶取向膜规定的预倾角只要比由未被取向曝光的液晶取向膜规定的预倾角小即可。就抑制液晶分子35的响应延迟的观点而言,优选为89.0度以下,更优选为88.5度以下,进而优选为88.0度以下。另外,就抑制液晶显示装置10的对比度的下降的观点而言,由被取向曝光的液晶取向膜规定的预倾角优选为81.0度以上,更优选为83.0度以上,进而优选为84.0度以上。

对第一基板11及第二基板12的光取向处理是通过在涂膜上的曝光方位彼此不同的多个扫描工序进行。作为扫描工序的一例,首先,对第一取向膜22中的与各像素的第四域34对应的区域44进行第一次曝光。此处,使第一基板11相对于光源(省略图示)的相对移动方向P与光照射方向反平行,并以在基板面的曝光方位41相对于移动方向P为-45度(=315度)的方式对基板面照射放射线。此时,第一域31~第三域33被遮光构件遮光。

接着,对第一取向膜22中的与第二域32对应的区域进行第二次曝光。第二次曝光除了在基板面的曝光方位41不同以外,进行与第一次曝光相同的操作。即,使移动方向P与光照射方向反平行,并以在基板面的曝光方位41相对于移动方向P为+135度的方式对基板面照射放射线。此时,第一域31、第三域33、第四域34被遮光构件遮光。对第一取向膜22中的属于第一域31及第三域33的区域不进行曝光。

接着,对第二取向膜23进行第三次曝光。此处,对第二取向膜23中的与第三域33对应的区域45进行第三次曝光。第三次曝光除了在基板面的曝光方位41不同以外,进行与第一次曝光相同的操作。具体而言,使移动方向P与光照射方向反平行,并以在基板面的曝光方位41相对于移动方向P为+45度的方式对基板面照射放射线。此时,其他域被遮光构件遮光。同样地,对第一域31进行第四次曝光,以在基板面的曝光方位41成为-135(=225度)度的方式对基板面照射放射线。对第二取向膜23中的属于第四域34及第二域32的区域不进行曝光。

在所述液晶显示模式中,只要对一对基板进行与在一个像素内形成的取向区域的数量对应的次数(本实施方式中合计四次)的扫描曝光即可。因此,可在尽量减少曝光次数的同时,获得第一基板11与第二基板12的预倾角彼此不同的液晶显示装置10。通过此种取向处理,在液晶显示装置10中,多个像素30以在像素30的短边方向X上观察时第一域31~第四域34分别沿着移动方向P排列成一列的方式配置。再者,对第一域31~第四域34进行扫描曝光的顺序不限定于以上所述。

根据本实施方式的液晶显示装置10,可减少用于液晶取向膜的取向处理的曝光次数,且可提高生产中的产量。另外,由于一个像素内的取向分割的边界部仅为一处,因此即使在贴合基板时产生了基板的位置偏差(例如3μm左右的偏差)的情况下,也可抑制因所述位置偏差引起的显示不良的发生。

另外,在液晶显示装置10中,对一个像素内的四个取向区域中的两个取向区域中的第一取向膜22实施取向曝光,对剩余的两个取向区域中的第二取向膜23实施取向曝光。即,各像素30具有一个像素内的非对称性的朝向彼此成为相反方向的区域。在所述情况下,在对第一基板11侧进行曝光的取向区域与对第二基板12侧进行曝光的取向区域中以彼此为反相的波形发生闪烁,其结果,可在实现曝光次数的减少的同时,优化显示品质。另外,在像素30的像素区域中,如图10~图13所示,通过在两块基板规定取向,可减轻液晶响应时的残像、或由对面板的外部应力所产生的取向混乱。

在所述第六实施方式中,用于形成第一取向膜22及第二取向膜23的液晶取向剂的组成并无特别限定。因此,也可使用与马来酰亚胺系聚合物不同的聚合物形成第一取向膜22及第二取向膜23来代替使用马来酰亚胺系聚合物形成第一取向膜22及第二取向膜23的结构。作为所述聚合物,可列举:聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚酰胺酸酯、聚酰胺、聚有机硅氧烷、(甲基)丙烯酸系聚合物等。

(第七实施方式)

其次,对第七实施方式进行说明。本实施方式中,使用在侧链具有光取向性基的聚合物(以下也称为“感光性聚合物”)来形成光取向膜,且将所述感光性聚合物在侧链所具有的光取向性基的含量(感光性侧链含量)设为小于1.1mmol/g,从而实现了抑制闪烁的发生与抑制DC偏差。再者,关于液晶显示装置的结构,应用所述实施方式的说明。

就与液晶的亲和性或机械强度等观点而言,感光性聚合物的主链优选为选自由聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚酰胺酸酯、马来酰亚胺系聚合物、聚酰胺、聚有机硅氧烷及(甲基)丙烯酸系聚合物所组成的群组中的至少一种。这些聚合物中,就抑制闪烁的发生及抑制DC偏差的改善效果高的方面而言,优选为选自由聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚酰胺酸酯及马来酰亚胺系聚合物所组成的群组中的至少一种。关于感光性聚合物所具有的光取向性基的具体例,可应用所述说明。

就进一步提高抑制液晶显示装置中的闪烁的发生及抑制DC偏差的改善效果的观点而言,优选为1.0mmol/g以下,更优选为0.95mmol/g以下。另外,就通过光照射对涂膜赋予所期望的预倾角特性的观点而言,感光性聚合物的感光性侧链含量优选为0.1mmol/g以上,更优选为0.2mmol/g以上。

再者,液晶取向剂可仅包含感光性聚合物作为聚合物成分,也可与感光性聚合物一起含有不同于感光性聚合物的聚合物(即,在侧链不具有光取向性基的聚合物)。作为与感光性聚合物不同的聚合物,例如可列举:聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚酰胺酸酯、马来酰亚胺系聚合物、聚酰胺、聚有机硅氧烷及(甲基)丙烯酸系聚合物等。这些聚合物中,优选为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所组成的群组中的至少一种。相对于聚合物成分的总量,液晶取向剂中的感光性聚合物的含有比例优选为1质量%以上,更优选为3质量%以上,进而优选为5质量%以上。作为感光性聚合物,可单独使用一种或将两种以上组合使用。

此处,DC偏差是由于光取向处理后的基板与相向基板的电位差而产生,由于DC偏差而在显示面发生闪烁。关于对片基板的光取向处理引起的电位差的产生考虑了复合性的主要原因,但认为一个主要原因是光取向处理引起的取向膜表面附近的物性与感光性侧链含量成比例地发生变化,从而对DC偏差造成了影响。着眼于此方面,通过将感光性聚合物的感光性侧链含量设为所述范围,可在提高生产中的产量的同时抑制DC偏差。

(其他实施方式)

本公开并不限定于所述实施方式,例如也可以如下方式实施。

在所述第二实施方式~第四实施方式中,也可使用与马来酰亚胺系聚合物不同的聚合物形成第一取向膜22及第二取向膜23来代替使用马来酰亚胺系聚合物形成第一取向膜22及第二取向膜23。作为所述聚合物,可列举:聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚酰胺酸酯、聚酰胺、聚有机硅氧烷、(甲基)丙烯酸系聚合物等。

在所述第一实施方式~第五实施方式的各实施方式中,作为用于减轻对取向膜的曝光形态的不同所引起的取向膜的电物性的非对称性的方法,使用如下任一者:(1)使用马来酰亚胺系聚合物形成液晶取向膜,(2)使形成液晶取向膜时的加热温度在第一取向膜22与第二取向膜23中彼此不同,(3)使形成液晶取向膜时的加热时间在第一取向膜22与第二取向膜23中彼此不同,(4)使液晶取向膜的膜厚在第一取向膜22与第二取向膜23中彼此不同,(5)使液晶取向膜的膜组成在第一取向膜22与第二取向膜23中彼此不同,但也可将这些(1)~(5)中的至少两个以上组合。例如,可将形成液晶取向膜时的加热温度设为在未被分割曝光的液晶取向膜与被分割曝光的液晶取向膜中不同的温度,并且将形成液晶取向膜时的加热时间设为在未被分割曝光的液晶取向膜与被分割曝光的液晶取向膜中不同的时间。或者,也可设为使液晶取向膜的膜组成及膜厚两者在第一取向膜22与第二取向膜23中不同的结构。

·在所述第一实施方式~第五实施方式中,液晶分子35的取向方位并不限定于图2所示的形态。也可将液晶分子35的取向方位设为例如图8及图9所示的形态。再者,在图8及图9中,图8(a)、图9(a)表示一个像素内的液晶分子35的取向方位,图8(b)、图9(b)表示TFT基板侧的倾斜方位,图8(c)、图9(c)表示CF基板侧的倾斜方位。符号37表示电压断开时的倾斜方位。

在图8所示的例子中,沿着像素30的长边方向在像素30依次形成有第四域34、第一域31、第三域33、第二域32。在所述图8的例子中,在由信号线36分割的两个区域中,形成其中一个区域的两个域(第四域34与第一域31)与形成另一个区域的两个域(第三域33与第二域32)中,液晶分子35的取向方位分别彼此相差90度。因此,在动态图像响应的情况下,取向方位的边界部的液晶取向方位的变形小,可减轻液晶分子35的取向延迟,且可优化动态图像显示性能,就此方面而言适宜。

在图9所示的例子中,沿着像素30的长边方向依次形成有第四域34、第一域31、第二域32、第三域33。在所述图9的例子中,相邻的两个域中的液晶分子35的取向方位均相差90度。因此,在动态图像响应的情况下,可进一步减轻液晶分子35的取向延迟。

·在所述第六实施方式中,液晶分子35的取向方位并不限定于图5所示的形态。也可将液晶分子35的取向方位设为例如图10~图13所示的形态。再者,图10~图13中的(a)、(b)及(c)与图8、图9相同。

在图10所示的例子中,沿着像素30的长边方向依次形成有第四域34、第一域31、第三域33、第二域32。在所述图10的例子中,也与图8同样地,在动态图像响应的情况下,减轻液晶分子35的取向延迟的效果高而适宜。在图11所示的例子中,与图9的例子同样地,由于相邻的两个域中的液晶分子35的取向方位均相差90度,因此在动态图像响应的情况下可进一步减轻液晶分子35的取向延迟。另外,在图10~图13的例子中,在TFT基板及CF基板的各基板中,两次曝光时的曝光方位的差异为90度,因此在进行曝光时不需要使基板反转,有助于生产中的产量的提高。特别是在图13所示的例子中,四个域在TFT基板侧的像素区域按照倾斜取向、90度取向、倾斜取向、90度取向的顺序排列,在CF基板侧的像素区域按照90度取向、倾斜取向、90度取向、倾斜取向的顺序排列。因此,在第一基板11及第二基板12两者中,存在规定全部域的边界,可进一步减轻液晶响应时的残像、或由于对面板的外部应力而产生的取向混乱。

·在所述第一实施方式~第五实施方式中,将由第一取向膜22规定的预倾角θ1设为小于90度,且将由第二取向膜23规定的预倾角θ2设为实质上为90度,但也可将由第二取向膜23规定的预倾角θ2设为小于90度,且将由第一取向膜22规定的预倾角θ1设为实质上为90度。

·在所述第一实施方式~第七实施方式中,说明了作为像素电极15使用未形成开口部(狭缝)的整面电极的结构,但也可使用形成有狭缝的电极。狭缝的形状并无特别限定,例如如图14所示,可在像素区域的整个面形成有沿相对于像素30的各边倾斜的方向延伸的狭缝38,或者也可仅在像素区域的一部分(例如相邻的两个域的边界部、或各域中像素30的短边方向X上的其中一个外缘部分)形成有狭缝。在将像素电极15设为狭缝电极的情况下,优选为使狭缝38的长边方向与将狭缝38所位于的取向区域中的液晶分子35的取向方位投影到TFT基板的方向大致平行。在仅对第一取向膜22及第二取向膜23中的其中一者进行针对液晶取向膜的光取向处理的结构中,可通过在狭缝38产生的倾斜电场来实现液晶取向的稳定化。狭缝电极中的电极部的长度(即电极宽度)及开口部的长度优选为分别与液晶单元厚度为相同程度。具体而言,电极部的长度及开口部的长度(即狭缝宽度)优选为设为2μm~4μm。另外,进而就提高液晶显示装置的光的透过率的观点而言,相对于液晶层的厚度(单元间隙,d),优选为将电极宽度(L)设为L<1.1d且将狭缝宽度(S)设为S<d,更优选为设为L<d且S<d,进而优选为设为L<d且(d/2)<S<d。

此处,作为就液晶显示装置的透过率的观点而言优选的狭缝电极的电极宽度(L)、狭缝宽度(S)随着单元间隙(d)的变更而发生变化的主要原因,可列举由于狭缝结构而在电极间产生的倾斜电场对液晶的驱动造成影响。着眼于此方面,通过将狭缝电极的电极宽度L、狭缝宽度S及单元间隙d设定为满足所述关系,在具有狭缝电极的液晶显示装置中可获得适宜的倾斜电场,可获得透过率特性优异的液晶显示装置。

·在通过利用光取向法进行的取向分割来制造的液晶显示装置中,设为将其中一个基板侧的预倾角设为小于90度且将另一个基板侧的预倾角设为实质上为90度的结构,相对于液晶层的厚度(d),将电极宽度(L)设为L<1.1d且将狭缝宽度(S)设为S<d,由此可获得透过率高的液晶显示装置。

·在所述第一实施方式~第七实施方式中,也可使液晶层13含有手性试剂。通过在具有负的介电常数各向异性的液晶中添加手性试剂来形成液晶层13,可抑制像素区域中的暗线的产生,可获得改善了透过率特性的液晶显示装置。作为手性试剂,并无特别限定,可使用已知的手性试剂。作为所使用的手性试剂,例如可列举S-811、R-811、CB-15(以上为默克(Merck)公司制造)等。相对于具有负的介电常数各向异性的液晶的总量,手性试剂的添加量例如为0.1质量%~10质量%。通过在液晶层13中含有手性试剂,液晶层13中的液晶分子在未施加电压的状态下在第一基板11与第二基板12之间扭曲取向。此时,以液晶分子的扭曲方向在多个液晶域之间成为相同方向的方式,设定各液晶域的曝光方位。在对液晶层13施加电压的状态下的液晶分子的扭曲角优选为设定为60度~120度的范围内。

实施例

以下,基于实施例对实施方式进行说明,但并不由以下的实施例而对本公开限定性地解释。

以下的例子中,利用以下方法来测定聚合物的重量平均分子量Mw、数量平均分子量Mn、聚合物溶液的溶液粘度及环氧当量、以及聚酰亚胺的酰亚胺化率。以下的实施例中使用的原料化合物及聚合物的需要量是通过视需要反复进行下述合成例中所示的合成规模下的合成来确保。

[重量平均分子量Mw及数量平均分子量Mn]

重量平均分子量Mw及数量平均分子量Mn是利用以下条件下的GPC来测定的聚苯乙烯换算值。

管柱:东曹(Tosoh)(股)制造,TSKgelGRCXLII

溶剂:四氢呋喃

温度:40℃

压力:68kgf/cm2

[聚合物溶液的溶液粘度]

聚合物溶液的溶液粘度(mPa·s)是使用E型旋转粘度计在25℃下进行测定。

[酰亚胺化率]

将含有聚酰亚胺的溶液投入到纯水中,将所得的沉淀在室温下充分减压干燥后,溶解于氘化二甲基亚砜中,将四甲基硅烷作为基准物质在室温下测定1H-核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)。根据所得的1H-NMR光谱,使用下述数式(EX-1)来求出酰亚胺化率。

酰亚胺化率(%)=(1-A1/A2×α)×100…(EX-1)

(数式(EX-1)中,A1为在化学位移10ppm附近出现的源自NH基的质子的波峰面积,A2为源自其他质子的波峰面积,α是其他质子相对于聚合物的前体(聚酰胺酸)中的NH基的一个质子的个数比例)

[环氧当量]

利用日本工业标准(Japanese Industrial Standards,JIS)C 2105中记载的盐酸-甲基乙基酮法来测定环氧当量。

·聚合物的合成

[合成例1]

在氮气下,在100mL二口烧瓶中加入下述(MI-1)所表示的化合物5.00g(8.6mmol)、4-乙烯基苯甲酸0.64g(4.3mmol)、4-(2,5-二氧代-3-吡咯啉-1-基)苯甲酸2.82g(13.0mmol)及4-(缩水甘油氧基甲基)苯乙烯3.29g(17.2mmol)、作为自由基聚合引发剂的2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)0.31g(1.3mmol)、作为链转移剂的2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯0.52g(2.2mmol)、以及作为溶媒的四氢呋喃25ml,在70℃下聚合5小时。在正己烷中再沉淀后,对沉淀物进行过滤,在室温下真空干燥8小时,由此获得苯乙烯-马来酰亚胺系聚合物(将其设为“聚合物(PM-1)”)。通过GPC以聚苯乙烯换算而测定出的重量平均分子量Mw为30000,分子量分布Mw/Mn为2。聚合物(PM-1)的感光性侧链量为0.73mmol/g。

[化4]

[合成例2]

将1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐13.8g(70.0mmol)、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯基16.3g(76.9mmol)溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮(N-Methyl-2-Pyrrolidone,NMP)170g中,在25℃下进行3小时反应,由此获得含有10质量%的聚酰胺酸的溶液。继而,将所述聚酰胺酸溶液注入至大量过剩的甲醇中,使反应生成物沉淀。利用甲醇对所得的沉淀物进行清洗,在减压下在40℃下干燥15小时,由此获得聚酰胺酸(将其设为“聚合物(PAA-1)”)。

[合成例3]

将2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐21.81g(0.0973摩尔)、5ξ-胆甾烷-3-基2,4-二氨基苯醚19.29g(0.0390摩尔)、3,5-二氨基苯甲酸8.90g(0.0585摩尔)溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮200g中,在60℃下反应5小时。对所述聚合溶液的粘度进行测定,结果为1450mPa·s。继而,向所述溶液中加入N-甲基-2-吡咯烷酮250g,在搅拌片刻后,添加吡啶11.55g及乙酸酐14.90g,在110℃下脱水闭环4小时。之后,将反应混合物注入至大量过剩的甲醇中,使反应生成物沉淀。利用甲醇对沉淀物进行清洗,在减压下在40℃下干燥15小时,由此获得37.5g的酰亚胺化率为69%的聚酰亚胺(将其设为“聚合物(PI-1)”)。

[合成例4]

在包括搅拌机、温度计、滴加漏斗及回流冷却管的反应容器中投入2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷100.0g、甲基异丁基酮500g及三乙基胺10.0g,在室温下混合。继而,在自滴加漏斗花30分钟滴加脱离子水100g后,在回流下进行混合且在80℃下反应6小时。在反应结束后,取出有机层,利用0.2重量%硝酸铵水溶液清洗至清洗后的水成为中性为止,然后在减压下蒸馏去除溶媒及水,由此以粘稠的透明液体的形式获得具有环氧基的聚有机硅氧烷(EPS-1)。所得的聚有机硅氧烷(EPS-1)的重量平均分子量Mw为2,200,环氧当量为186g/摩尔。

继而,在300mL的三口烧瓶中投入聚有机硅氧烷(EPS-1)30.1g、甲基异丁基酮140g、下述式(A-1)所表示的肉桂酸衍生物(A-1)31.9g(相对于聚有机硅氧烷(EPS-1)所具有的硅原子而言,相当于50摩尔)、硬脂酸4.60g(相对于聚有机硅氧烷(EPS-1)所具有的硅原子而言,相当于10摩尔%)、3,5-二硝基苯甲酸0.0686g(相对于聚有机硅氧烷(EPS-1)所具有的硅原子而言,相当于0.2摩尔%)、以及四丁基溴化铵3.00g,在80℃下搅拌5小时进行反应。在反应结束后,利用甲醇进行再沉淀,将沉淀物溶解于乙酸乙酯中而获得溶液。在将所得的溶液水洗五次后,蒸馏去除溶媒,由此获得55.6g的重量平均分子量(Mw)为12,600(Mw/Mn=1.42)的聚合物(S-1)的白色粉末作为感放射线性聚有机硅氧烷。聚合物(S-1)的感光性侧链量为1.24mmol/g。

[化5]

[合成例5]

将2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐18.75g(0.0836摩尔)、作为二胺化合物的对苯二胺7.359g(0.0681摩尔)及所述式(p3)所表示的3,5-二氨基苯甲酸=5ξ-胆甾烷-3-基8.895g(0.0170摩尔)溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮140g中,在60℃下反应5小时。对所述聚合溶液的粘度进行测定,结果为2000mPa·s。继而,向所述溶液中加入N-甲基-2-吡咯烷酮325g,在搅拌片刻后,添加吡啶6.61g及乙酸酐8.54g,在110℃下脱水闭环4小时。之后,将反应溶液注入至大量过剩的甲基醇中,使反应生成物沉淀。利用甲醇对沉淀物进行清洗,在减压下在40℃下干燥15小时,由此获得26.6g的酰亚胺化率为51%的聚酰亚胺(将其设为“聚合物(PI-2)”)。

[合成例6]

将2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐27.07g(0.121摩尔)、6-{[((2E)-3-{4-[(4-(3,3,3-三氟丙氧基)苯甲酰基)氧基]苯基}丙-2-烯酰基)氧基]}己基-3,5-二氨基苯甲酸酯66.79g(0.109摩尔)、5ξ-胆甾烷-3-基2,4-二氨基苯醚2.99g(0.00604摩尔)及3,5-二氨基苯甲酸=5ξ-胆甾烷-3-基3.16g(0.00604摩尔)溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮185.7g中,在60℃下反应24小时。对所述聚合溶液的粘度进行测定,结果为2100mPa·s。继而,将反应混合物注入至大量过剩的甲醇中,使反应生成物沉淀。利用甲醇对沉淀物进行清洗,在减压下40℃下干燥15小时,由此获得68g聚酰胺酸(将其设为“聚合物(PAA-2)”)。聚合物(PM-1)的感光性侧链量为1.12mmol/g。

[合成例7]

将2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐4.21g(0.0188摩尔)、下述式(DA-1)所表示的化合物9.23g(0.0158摩尔)、3,5-二氨基苯甲酸胆甾烷基1.56g(0.0030摩尔)溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮135g中,在60℃下反应6小时。对所述聚合溶液的粘度进行测定,结果为19mPa·s。获得150g的含有10质量%的聚酰胺酸(将其设为“聚合物(PAA-3)”)的溶液。聚合物(PAA-3)的感光性侧链量为1.05mmol/g。

[化6]

[合成例8]

将2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐4.27g(0.0190摩尔)、所述式(DA-1)所表示的化合物7.43g(0.0127摩尔)、3,5-二氨基苯甲酸胆甾烷基3.30g(0.0063摩尔)溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮135g中,在60℃下反应6小时。对所述聚合溶液的粘度进行测定,结果为21mPa·s。获得150g的含有10质量%的聚酰胺酸(将其设为“聚合物(PAA-4)”)的溶液。聚合物(PAA-4)的感光性侧链量为0.85mmol/g。

[实施例1]

1.液晶取向剂的制备

在聚合物(PM-1)10质量份及聚合物(PAA-1)100质量份中加入作为溶剂的NMP及丁基溶纤剂(Butyl Cellosolve,BC),而制成溶媒组成为NMP/BC=50/50(质量比)、固体成分浓度为4.0质量%的溶液。利用孔径为1μm的过滤器对所述溶液进行过滤,由此制备液晶取向剂(AL-1)。

2.液晶显示装置的制造

制造对应于图1的液晶显示装置10。首先,准备TFT基板及CF基板。作为TFT基板的像素电极及CF基板的相向电极,使用未形成狭缝的整面电极。通过旋转浇铸法在TFT基板及CF基板的各电极配置面涂布液晶取向剂(AL-1)。将其在80℃下进行1分钟预烘烤后,在230℃下进行40分钟后烘烤,使最终的膜厚成为120nm。接着,对形成于TFT基板的涂膜(液晶取向膜)进行扫描曝光。关于扫描曝光,依照图4,以在一个像素内形成液晶分子的取向方位彼此不同的四个域的方式,通过20mJ/cm2的强度进行合计四次313nm的直线偏光。另一方面,对使用液晶取向剂(AL-1)在CF基板上形成的液晶取向膜不进行曝光。

接着,在TFT基板的液晶取向膜的形成面滴加具有负的介电各向异性的向列液晶,在CF基板的外缘部配置热硬化性环氧树脂作为密封材。之后,以TFT基板、CF基板的取向膜面彼此位于内侧的方式进行贴合。接着,在130℃下加热1小时而使环氧树脂硬化,从而获得液晶单元。所得的液晶单元的预倾角在TFT基板侧为88.0度,在CF基板侧为90.0度。再者,预倾角是使用信科(Shintech)公司制造的OPTI-Pro而测定出的值(以下相同)。

3.闪烁发生的评价

使用所述2.中制造的液晶单元,评价闪烁(闪光)的发生程度。评价是通过利用目视观察在25℃下对液晶单元施加频率60Hz、施加电压3V的矩形波电场时的闪光而进行。其结果,在实施例1的液晶显示装置中未视认到闪烁,显示特性良好。

4.DC偏差的评价

在25℃下对所述2.中制作的液晶单元施加72小时的频率60Hz、施加电压10V的矩形波电场。之后,在以频率60Hz、施加电压3V的矩形波电压驱动的状态下施加DC电压,将无法确认到闪烁的DC电压作为单元内的DC偏差进行评价。将DC偏差小于400mV的情况判断为“良好”,将DC偏差为400mV以上且小于500mV的情况判断为“可”,将DC偏差为500mV以上的情况判断为“不良”。其结果,所述实施例中,DC偏差小,为“良好”的评价。

再者,在实施例1中,即使在使用具有狭缝的电极(狭缝电极)作为像素电极的情况下,也确认到与实施例1同样的效果。作为狭缝电极,使用相邻的狭缝间的电极宽度(L)、狭缝宽度(S)、单元间隙(d)为L=3.0μm、S=3.0μm、d=3.2μm的电极。

[比较例1]

除了通过扫描曝光对形成于CF基板的液晶取向膜实施图15所示的取向处理的方面以外,与实施例1同样地使用液晶取向剂(AL-1),在TFT基板及CF基板上形成液晶取向膜,制造图1所示的液晶显示装置。图15中,图15(a)表示施加电压时的各取向区域中的液晶分子的取向方位,图15(b)表示从取向膜侧观察TFT基板时的曝光方位,图15(c)表示从取向膜形成面的相反侧(即CF基板的背面侧)观察CF基板时的曝光方位。在所述比较例1中,对TFT基板进行四次扫描曝光,对CF基板进行四次扫描曝光合计八次扫描曝光。另外,使用所得的液晶单元,与实施例1同样地对闪烁的发生及DC偏差进行评价。

在所述比较例1中,必须进行合计八次用于获得液晶显示装置的扫描曝光,与实施例1相比,生产中的产量差。另外,当在贴合一对基板时产生位置偏差(例如3μm左右)的情况下,在比较例1中,由于在取向分割的边界部产生的取向不良而产生显示不良。与此相对,在实施例1中,即使当在贴合基板时基板间产生了位置偏差的情况下,也可抑制由所述位置偏差引起的显示不良。进而,比较例1的液晶显示装置与实施例1相比,容易发生闪烁,显示品质差。另外,DC偏差为“不良”的评价。

[比较例2]

依照日本专利特开2011-158835号公报的段落0080的记载(实施例1),使用聚酰胺酸(在侧链具有光取向性基的聚酰胺酸(PA-1)、在侧链不具有光取向性基的聚酰胺酸(OPA-2))作为聚合物成分来制备液晶取向剂。除了使用所述聚酰胺酸系液晶取向剂以外,与所述实施例1同样地制造液晶单元,且使用所得的液晶单元评价闪烁的发生程度及DC偏差。其结果,在所述比较例2的液晶显示装置中明确地确认到闪烁。另外,DC偏差为“不良”的评价。比较例2中使用的聚酰胺酸(PA-1)的感光性侧链量为1.18mmol/g。

[比较例3]

除了变更形成液晶取向膜(第一取向膜及第二取向膜)的液晶取向剂的组成的方面以外,与实施例1同样地制造液晶单元。另外,使用所得的液晶单元评价闪烁的发生程度及DC偏差。在比较例3中,作为液晶取向剂,使用以下所示的(AF-1)来代替(AL-1)。

·液晶取向剂(AF-1)的制备

相对于聚合物(PAA-1)30质量份、聚合物(PI-1)70质量份,以溶媒组成成为NMP:BC=45:55(质量比)的方式加入聚合物(S-1)10质量份、NMP及丁基溶纤剂(BC),制成固体成分浓度为3.5质量%的溶液。利用孔径为0.2μm的过滤器对所述溶液进行过滤,由此制备液晶取向剂(AF-1)。

在实施例1的液晶显示装置中未视认到闪烁,与此相对,在比较例3的液晶显示装置中明确地确认到闪烁,显示品质差。另外,DC偏差为“不良”的评价。

[实施例2]

使用液晶取向剂(AF-1),利用后烘烤温度230℃、后烘烤时间40分钟的条件以膜厚成为120nm的方式制作TFT基板侧的液晶取向膜,并且使用以下所示的液晶取向剂(AF-2),利用后烘烤温度200℃、后烘烤时间40分钟的条件以膜厚成为120nm的方式制作CF基板侧的液晶取向膜,除此方面以外,与实施例1同样地制造液晶单元。另外,使用所得的液晶单元,与实施例1同样地评价闪烁的发生程度及DC偏差。

·液晶取向剂(AF-2)的制备

相对于聚合物(PI-2),以溶媒组成成为NMP:BC=45:55(质量比)的方式加入NMP及丁基溶纤剂(BC),制成固体成分浓度为3.5质量%的溶液。利用孔径为0.2μm的过滤器对所述溶液进行过滤,由此制备液晶取向剂(AF-2)。

在比较例2的液晶显示装置中视认到闪烁,与此相对,在实施例2的液晶显示装置中闪烁成为几乎视认不到的水平,从而可优化显示品质。DC偏差的评价为“可”。另外,在实施例2中,即使在使用具有狭缝的电极作为像素电极的情况下,也确认到与实施例2同样的效果。

[实施例3]

使用液晶取向剂(AF-1),利用后烘烤温度230℃、后烘烤时间40分钟的条件以膜厚成为120nm的方式制作TFT基板侧的液晶取向膜,并且使用液晶取向剂(AF-1),利用后烘烤温度200℃、后烘烤时间40分钟的条件以膜厚成为120nm的方式制作CF基板侧的液晶取向膜,除此方面以外,与实施例1同样地制造液晶单元。另外,使用所得的液晶单元,与实施例1同样地评价闪烁的发生程度及DC偏差。其结果,在实施例3的液晶显示装置中闪烁成为几乎视认不到的水平,从而可优化显示品质。另外,DC偏差的评价为“可”。

再者,在实施例3中,即使在使用具有狭缝的电极作为像素电极的情况下,也确认到与实施例3同样的效果。

[实施例4]

使用液晶取向剂(AF-1),利用后烘烤温度230℃、后烘烤时间40分钟的条件以膜厚成为120nm的方式制作TFT基板侧的液晶取向膜,并且使用液晶取向剂(AF-1),利用后烘烤温度230℃、后烘烤时间20分钟的条件以膜厚成为120nm的方式制作CF基板侧的液晶取向膜,除此方面以外,与实施例1同样地制造液晶单元。另外,使用所得的液晶单元,与实施例1同样地评价闪烁的发生程度及DC偏差。其结果,在实施例4的液晶显示装置中闪烁成为几乎视认不到的水平,从而可优化显示品质。另外,DC偏差的评价为“可”。

再者,在实施例4中,即使在使用具有狭缝的电极作为像素电极的情况下,也确认到与实施例4同样的效果。

[实施例5]

使用液晶取向剂(AF-1),利用后烘烤温度230℃、后烘烤时间40分钟的条件以膜厚成为120nm的方式制作TFT基板侧的液晶取向膜,并且使用液晶取向剂(AF-1),利用后烘烤温度230℃、后烘烤时间40分钟的条件以膜厚成为80nm的方式制作CF基板侧的液晶取向膜除此方面以外,与实施例1同样地制造液晶单元。另外,使用所得的液晶单元,与实施例1同样地评价闪烁的发生程度及DC偏差。其结果,在实施例5的液晶显示装置中闪烁成为几乎视认不到的水平,从而可优化显示品质。DC偏差的评价为“可”。

再者,在实施例5中,即使在使用具有狭缝的电极作为像素电极的情况下,也确认到与实施例5同样的效果。

[实施例6]

使用液晶取向剂(AF-1)代替液晶取向剂(AL-1)来进行TFT基板及CF基板的液晶取向膜的制作,以及对形成于TFT基板及CF基板的各基板的涂膜分别各进行两次图6所示的曝光方位的扫描曝光,除此方面以外,进行与实施例1同样的操作,由此制造与所述第六实施方式对应的液晶单元。

在实施例6中,用于获得液晶显示装置的扫描曝光的次数为合计四次。因此,与比较例1相比,生产中的产量优化。另外,在比较例1中一个像素内的取向分割的边界部为三处,与此相对,在实施例6中为一处,因此即使在贴合基板时产生了基板的位置偏差(例如3μm左右)的情况下,也可抑制因所述位置偏差引起的显示不良。另外,通过将辅助电容线配置在像素中央,可利用布线隐藏所述一处的边界部,可进一步抑制显示不良。另外,在实施例6的液晶显示装置中,可大幅抑制被视认到的闪光,显示品质优化。推测其原因在于:在TFT基板侧的预倾角小于90度的两组域与CF基板侧的预倾角小于90度的两组域以彼此反相的波形发生闪烁。DC偏差的评价为“可”。

除了利用液晶取向剂(AL-1)来制作第一取向膜及第二取向膜以外,进行了与实施例6同样的操作及评价,结果可确认到与实施例6同样的效果。进而,针对液晶取向剂,使用聚酰胺酸系聚合物组合物(在液晶取向剂(AF-2)中为含有聚合物(PAA-2)来代替聚合物(PI-2)的组合物)来制作第一取向膜及第二取向膜,进行与实施例6同样的操作及评价,结果可确认到与实施例6同样的效果。

<感光性侧链含量的评价>

[实施例7]

1.液晶取向剂的制备

作为聚合物,将所述合成例7中获得的含有聚酰胺酸(PAA-3)的溶液、以及含有合成例2中获得的聚酰胺酸(PAA-1)的溶液以聚酰胺酸(PAA-3):聚酰胺酸(PAA-1)=20:80(质量比)的方式混合。向其中加入γ-丁内酯(γ-Butyrolactone,BL)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)及二乙二醇二乙醚(Diethyleneglycol Diethylether,DEDG)进行充分地搅拌,制成溶媒组成为BL:NMP:DEDG=30:20:50(质量比)、固体成分浓度为3质量%的溶液。使用孔径为1μm的过滤器对所述溶液进行过滤,由此制备液晶取向剂(AL-2)。

2.液晶显示装置的制造及评价

除了使用液晶取向剂(AL-2)以外,与所述实施例1同样地制造液晶单元,且使用所得的液晶单元评价闪烁的发生程度及DC偏差。其结果,在实施例7的液晶显示装置中闪烁成为几乎视认不到的水平,从而可优化显示品质。另外,DC偏差为“良好”的评价。

[实施例8]

1.液晶取向剂的制备

作为聚合物,将所述合成例8中获得的含有聚酰胺酸(PAA-4)的溶液、以及含有合成例2中获得的聚酰胺酸(PAA-1)的溶液以聚酰胺酸(PAA-4):聚酰胺酸(PAA-1)=20:80(质量比)的方式混合,向其中加入γ-丁内酯(BL)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)及二乙二醇二乙醚(DEDG)进行充分地搅拌,制成溶媒组成为BL:NMP:DEDG=30:20:50(质量比)、固体成分浓度为3质量%的溶液。使用孔径为1μm的过滤器对所述溶液进行过滤,由此制备液晶取向剂(AL-3)。

2.液晶显示装置的制造及评价

除了使用液晶取向剂(AL-3)以外,与所述实施例1同样地制造液晶单元,且使用所得的液晶单元评价闪烁的发生程度及DC偏差。其结果,在实施例8的液晶显示装置中未视认到闪烁,从而可优化显示品质。另外,DC偏差为“良好”的评价。

在使用了感光性侧链含量为1.05mmol/g的聚酰胺酸的实施例7、以及使用了感光性侧链含量为0.85mmol/g的聚酰胺酸的实施例8中,闪烁的发生得到抑制,DC偏差也少。与此相对,在使用聚合中使用的单体的种类与聚合物(PAA-3)及聚合物(PAA-4)相同,但感光性侧链含量多达1.18mmol/g的聚酰胺酸(PA-1)的比较例2中,明确确认到闪烁。另外,DC偏差的评价也为“不良”。

<透过率的评价>

[实施例1、8、9及比较例4~9]

在所述实施例1的液晶显示装置中,将像素电极设为狭缝电极,且将像素电极的电极宽度(L)、狭缝宽度(S)及单元间隙(d)的各条件如下述表1所示变更,除此以外,与实施例1同样地制造液晶显示装置,并调查对透过率造成的影响。透过率使用林克环球(LinkGlobal)21公司制造的爱派特(Expert)液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)并通过仿真而算出。作为计算条件,应用液晶物性:Δε=3、Ne=1.6、No=1.5、单元间隙:3.2μm或2.9μm、预倾角:测量值(TFT基板侧:88.0度、CF基板侧:90.0度),根据施加电压6V的结果评价透过率特性。此时,在透过率小于0.275的情况下将透过率特性评价为“△”,在0.275以上且小于0.280的情况下评价为“○”,在0.280以上的情况下评价为“◎”。将透过率的评价结果示于下述表1中。

[表1]

如表1所示,L小于d且S小于d的实施例1、9、10中,与比较例4~9相比,透过率高,显示出良好的透过率特性。

<手性试剂添加的评价>

[实施例11]

1.液晶显示装置的制造

除了在所述实施例1的液晶显示装置中将像素电极设为狭缝电极且将像素电极的电极宽度(L)设为3.5μm、将狭缝宽度(S)设为2.5μm、将单元间隙(d)设为3.2μm的方面、以及在具有负的介电常数各向异性的向列液晶中添加手性试剂(制品名“S-811”,默克(Merck)公司制造)以外,与实施例1同样地制造液晶显示装置。此时,以手性间距为12.8μm的方式调整手性试剂的添加量。

2.透过率特性的评价

使用林克环球(LinkGlobal)21公司制造的爱派特(Expert)LCD并通过仿真而算出所述1.中制造的液晶显示装置的透过率。作为计算条件,应用液晶物性:Δε=3、Δn=0.178、单元间隙:3.2μm、预倾角:88.0°,根据施加电压6V的结果评价透过率特性。在透过率小于0.275的情况下将透过率特性评价为“△”,在0.275以上且小于0.280的情况下评价为“○”,在0.280以上的情况下评价为“◎”。将这些结果示于下述表2中。

[比较例10]

除了在所述实施例11的液晶显示装置中在具有负的介电常数各向异性的向列液晶中未添加手性试剂以外,与实施例11同样地制造液晶显示装置。另外,通过仿真而算出所制造的液晶显示装置的透过率。作为计算条件,应用液晶物性:Δε=3、Δn=0.100、单元间隙:3.2μm、预倾角:88.0°,根据施加电压6V的结果评价透过率特性。将这些结果示于下述表2中。

[实施例12]

除了在所述实施例1的液晶显示装置(像素电极:整面电极)中在具有负的介电常数各向异性的向列液晶中添加手性试剂(制品名“S-811”,默克(Merck)公司制造)以外,与实施例1同样地制造液晶显示装置。此时,以手性间距为12.8μm的方式调整手性试剂的添加量。另外,通过仿真而算出所制造的液晶显示装置的透过率。作为计算条件,应用液晶物性:Δε=3、Δn=0.147、单元间隙:3.2μm、预倾角:88.0°,根据施加电压6V的结果评价透过率特性。将这些结果示于下述表2中。

[比较例11]

除了在所述实施例12的液晶显示装置中在具有负的介电常数各向异性的向列液晶中未添加手性试剂以外,与实施例12同样地制造液晶显示装置。另外,通过仿真而算出所制造的液晶显示装置的透过率。作为计算条件,应用液晶物性:Δε=3、Δn=0.100、单元间隙:3.2μm、预倾角:88.0°,根据施加电压6V的结果评价透过率特性。将这些结果示于下述表2中。

[表2]

如表2所示,在向具有负的介电常数各向异性的液晶中添加了手性试剂的实施例11、实施例12中,与未添加手性试剂的比较例10、比较例11相比,显示出高透过率。根据这些结果明确了通过向具有负的介电常数各向异性的液晶中添加手性试剂,可使透过率特性优异。

符号的说明

10:液晶显示装置

11:第一基板

12:第二基板

13:液晶层

15:像素电极

19:相向电极

22:第一取向膜

23:第二取向膜

30:像素

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