專利名稱：液晶顯示裝置和取向膜材料用聚合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置和取向膜材料用聚合物。更詳細(xì)地說，涉及適合于許多人使用的便攜信息終端、個(gè)人計(jì)算機(jī)、文字處理器、娛樂設(shè)備、教育用設(shè)備、電視裝置等的平面顯示器、利用液晶的光閥效果的顯示板、顯示窗，顯示門、顯示壁等具有廣視野角特性的液晶顯示裝置和取向膜材料用聚合物。

背景技術(shù)：
液晶顯示裝置發(fā)揮薄型、輕量和低消耗電力的特長，用于廣泛的領(lǐng)域。液晶顯示裝置包括夾持液晶層的一對基板，通過對設(shè)置在液晶層一側(cè)的基板上的電極適當(dāng)施加電壓以控制液晶層中含有的液晶分子的取向方向，能夠?qū)崿F(xiàn)液晶顯示。另外，液晶顯示裝置通常具有為了控制液晶分子的取向方向而在基板的液晶層一側(cè)的表面設(shè)置的取向膜。
作為構(gòu)成液晶顯示裝置的取向膜的材料，以往使用聚酰胺酸、聚酰亞胺、聚酰胺、聚酯等樹脂。其中，聚酰亞胺在有機(jī)樹脂中顯示出耐熱性、與液晶的親和性、機(jī)械強(qiáng)度等優(yōu)異的物性，因此用于大多數(shù)的液晶顯示裝置。
另外，取向膜通常被進(jìn)行取向處理，以賦予取向膜表面的液晶分子一定的預(yù)傾角。作為取向處理的方法，可舉出摩擦法、光取向法等。摩擦法通過利用卷繞在輥上的布摩擦取向膜表面而進(jìn)行取向處理。另一方面，光取向法是將光取向膜用于取向膜材料，通過向光取向膜照射(曝光)紫外線等光，使取向膜產(chǎn)生取向限制力、和/或使取向膜的取向限制方向變化的取向方法。
但是，在以往的包括取向膜的液晶顯示裝置中，當(dāng)長時(shí)間點(diǎn)亮?xí)r，有時(shí)會在畫面上發(fā)生影像殘留，在長時(shí)間點(diǎn)亮后也抑制影像殘留的發(fā)生的方面，仍有改善的余地。
對此，作為提供能夠形成防止顯示不良、長時(shí)間驅(qū)動(dòng)后殘像特性也良好、不降低使液晶取向的能力、并且對于光和熱的電壓保持率降低少的液晶取向膜的液晶取向劑的技術(shù)，公開了含有四烷氧基硅烷那樣的4官能性硅化合物、三烷氧基硅烷那樣的3官能性化合物和烷氧基那樣的官能團(tuán)每1摩爾與0.8～3.0摩爾的水的反應(yīng)生成物以及二醇醚類溶劑的液晶取向劑組合物(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
另外，作為提供能夠形成能夠表現(xiàn)出良好的涂膜性和液晶取向特性、并且在液晶顯示元件中從解除電壓施加后至殘像消除為止的時(shí)間短的液晶取向膜的液晶取向劑的技術(shù)，公開了由具有來自一元胺化合物的構(gòu)造的聚酰胺酸或其酰亞胺化聚合物構(gòu)成的液晶取向劑(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
另外，作為提供即使在與反射電極同時(shí)使用時(shí)也提供影像殘留特性與可靠性優(yōu)異的垂直液晶取向膜的液晶取向劑的技術(shù)，公開了含有100重量份的具有酰胺酸重復(fù)單元和/或酰亞胺重復(fù)單元的聚合物、和至少5重量份的在分子內(nèi)具有至少2個(gè)環(huán)氧基的化合物的垂直液晶取向劑(例如，參照專利文獻(xiàn)3)。
另外，在關(guān)于光取向膜的文獻(xiàn)中，據(jù)報(bào)導(dǎo)光取向膜的電阻率越小，影像殘留時(shí)間越短(例如，參照非專利文獻(xiàn)1)。
在關(guān)于取向膜的材料開發(fā)的文獻(xiàn)中，據(jù)報(bào)導(dǎo)關(guān)于縱電場的液晶單元，通過降低殘留DC，能夠減少影像殘留(例如，參照非專利文獻(xiàn)2)。
此外，殘留DC在交流驅(qū)動(dòng)的液晶顯示裝置中，通常是由于在相對的基板上形成的電極間的偏置電壓的偏移而產(chǎn)生的。
另一方面，關(guān)于制造在照射偏光時(shí)具有被定義的傾斜角、同時(shí)在鄰接液晶介質(zhì)中具有充分高的電阻值(保持比例)的穩(wěn)定的高分辨率取向圖案的光反應(yīng)性聚合物，公開了在結(jié)構(gòu)上能夠來自3-芳基丙烯酸的作為側(cè)鏈基進(jìn)一步含有的聚酰亞胺(例如，參照專利文獻(xiàn)4)。
另外，關(guān)于在利用偏光照射時(shí)具有非常大的傾斜角的、生成穩(wěn)定的高分辨率的取向圖案、同時(shí)在鄰接的液晶介質(zhì)中產(chǎn)生充分高的保持率的光反應(yīng)性聚合物，公開了以利用彎曲性的間隔物(flexible spacer)通過羧基與聚酰亞胺主鏈結(jié)合的方式含有肉桂酸基衍生物的聚酰亞胺 (例如，參照專利文獻(xiàn)5)。
專利文獻(xiàn)1特開2005-250244號公報(bào) 專利文獻(xiàn)2特開2006-52317號公報(bào) 專利文獻(xiàn)3特開2006-10896號公報(bào) 專利文獻(xiàn)4特表2001-517719號公報(bào) 專利文獻(xiàn)5特表2003-520878號公報(bào) 非專利文獻(xiàn)1長谷川雅樹、「光配向-生産プロセスの観點(diǎn)からみた配向処理」、液晶、日本液晶學(xué)會、1999年1月25日、第3巻、第一號、p.3-16 非專利文獻(xiàn)2沢畑清、「LCD用配向膜の材料開発動(dòng)向」、液晶、日本液晶學(xué)會、2004年10月25日、第8巻、第4號、p.216-224

發(fā)明內(nèi)容
迄今為止，作為液晶顯示裝置的影像殘留現(xiàn)象，一般廣為人知的是由殘留DC(直流)模式引起的。因此，作為取向膜材料面的影像殘留對策，進(jìn)行了低殘留DC的材料開發(fā)。從而，通過進(jìn)行電荷的蓄積小的材料(分子)的設(shè)計(jì)，能夠利用現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)對DC模式的影像殘留。
但是，在代替摩擦法的光取向技術(shù)中，尚未弄清楚影像殘留發(fā)生的機(jī)理，因此還沒有提出解決方案。例如，在專利文獻(xiàn)5、6記載的垂直光取向膜中，不僅產(chǎn)生強(qiáng)烈的殘留DC模式的影像殘留，而且同時(shí)產(chǎn)生由在AC(交流)電壓施加下的傾斜角度的變化引起的(AC模式)影像殘留，因此，需要同時(shí)解決兩者的影像殘留。
另外，僅光取向膜材料的均聚物或共聚物，無法解決尤其是AC模式影像殘留。另外，將以往的具有光官能團(tuán)的垂直光取向膜與以往的垂直取向膜摻雜而得到的取向膜，具有光官能團(tuán)的垂直光取向膜的密度降低，因此取向的均勻性顯著降低，另外，表現(xiàn)不出預(yù)傾角，大多情況下預(yù)傾角幾乎照原樣為90°。此外，以往的垂直取向膜，具有垂直取向性官能團(tuán)，即使不實(shí)施摩擦、光照射等取向處理，也具有將液晶分子取向控制為與取向膜表面大致垂直的方向的特性。另外，可認(rèn)為即使在將垂直光取向膜與垂直取向膜摻雜而得到的取向膜中，光取向膜材料的聚合物中也有AC模式影像殘留的原因，因此，無法達(dá)到解決AC模式影像殘留。
在具有能夠通過產(chǎn)生光反應(yīng)(例如，光交聯(lián)反應(yīng)(包括光二聚反應(yīng))、光異構(gòu)化反應(yīng)、光分解反應(yīng))而使液晶分子具有預(yù)傾角的光官能團(tuán)的光取向膜(均聚物)中，由施加AC電壓引起的影像殘留很強(qiáng)。
此外，在像TN(Twisted Nematic扭轉(zhuǎn)向列)模式、ECB(ElectricallyControlled Birefringence電控雙折射)模式、VATN(Vertical AlignmentTwisted Nematic垂直取向扭轉(zhuǎn)向列)模式等那樣在基板面內(nèi)沿一個(gè)方向?qū)嵤┝艘壕∠蛱幚淼囊壕э@示裝置中，因?yàn)榫哂幸曇敖且来嫘?，所以，能觀察到影像殘留現(xiàn)象的方向，除了正面方向以外，依賴于液晶取向模式的視野角特性。另一方面，在液晶TV、信息用大畫面顯示器中，為了白顯示時(shí)的視野角補(bǔ)償，進(jìn)行液晶的取向分割。在這樣進(jìn)行了視野角補(bǔ)償?shù)娜∠蚍指钅Ｊ街?，在全方位均勻地觀察到影像殘留現(xiàn)象，因此，改善影像殘留現(xiàn)象是必不可少的。此外，在本說明書中，VATN模式也可以被稱為RTN(反向扭轉(zhuǎn)TN、垂直取向的TN)模式。另外，在本說明書中，ECB模式可以是在未施加電壓時(shí)垂直取向、施加電壓時(shí)水平取向的類型(VAECB)，也可以是在未施加電壓時(shí)水平取向、施加電壓時(shí)垂直取向的類型。
本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)狀而做出，其目的是提供能夠抑制AC模式下的影像殘留的發(fā)生的液晶顯示裝置和取向膜材料用聚合物。
本發(fā)明人對能夠抑制AC模式下的影像殘留(以下也稱為“AC影像殘留”)的發(fā)生的液晶顯示裝置和取向膜中含有的取向膜材料用聚合物進(jìn)行了各種研究，著眼于發(fā)生AC影像殘留的機(jī)理。作為以往的光取向膜發(fā)生AC影像殘留的機(jī)理，發(fā)明人想到有以下2個(gè)主要原因。即，認(rèn)為第一個(gè)主要原因是取向膜的側(cè)鏈部受到由液晶分子的彈性變形引起的應(yīng)力而產(chǎn)生變形記憶(側(cè)鏈變形)，第二個(gè)主要原因是液晶分子由于施加AC而吸附于主鏈的極化率高的官能團(tuán)(液晶吸附)。
在此，使用圖22和23進(jìn)一步說明在以往的光取向膜中發(fā)生AC影像殘留的主要原因。圖22是用于說明由側(cè)鏈變形引起的AC影像殘留的產(chǎn)生機(jī)理的表示以往的光取向膜表面附近的截面示意圖，(a)表示初始狀態(tài)、(b)表示向液晶層施加有電場的狀態(tài)，(c)表示向液晶層施加的電場被解除后的狀態(tài)。另外，圖23是用于說明由液晶吸附引起的AC影像殘留的發(fā)生機(jī)理的表示以往的光取向膜表面附近的截面示意圖，(a)表示初始狀態(tài)，(b)表示向液晶層施加有電場的狀態(tài)，(c)表示向液晶層施加的電場被解除后的狀態(tài)。
關(guān)于由側(cè)鏈變形引起的AC影像殘留的產(chǎn)生機(jī)理，可以如以下進(jìn)行說明。即，首先，在初始狀態(tài)，如圖22(a)所示，在液晶層120含有的液晶分子111與光取向膜130的側(cè)鏈131之間，相互作用發(fā)揮作用，液晶分子111表現(xiàn)出預(yù)傾斜。接著，如圖22(b)所示，在向液晶層120施加有電場時(shí)，當(dāng)要減小由液晶分子111的彎曲變形產(chǎn)生的彈性能時(shí)，側(cè)鏈131成為隨著液晶分子111而傾倒的狀態(tài)。然后，如圖22(c)所示，當(dāng)向液晶層120施加的電場被解除時(shí)，回復(fù)力作用于側(cè)鏈131，但光取向膜130的界面與液晶層120的主體(bulk)相比是結(jié)晶性的，因此，側(cè)鏈131恢復(fù)到原來結(jié)構(gòu)的緩和時(shí)間大。可認(rèn)為，在該期間，液晶層120的預(yù)傾斜也變化，結(jié)果發(fā)生影像殘留。
另一方面，關(guān)于由液晶吸附引起的AC影像殘留的產(chǎn)生機(jī)理，可以如以下進(jìn)行說明。即，通過向光取向膜130照射紫外線等光，在光取向膜130的分子-分子之間(主鏈125-主鏈125之間)產(chǎn)生液晶分子111的大小程度的空隙，在初始狀態(tài)，如圖23(a)所示，主鏈125上存在吸附有液晶分子111的部位、即存在吸附液晶。接著，如圖23(b)所示，在向液晶層120施加有電場時(shí)，當(dāng)要減小由液晶分子111的彎曲變形引起的彈性能時(shí)，光取向膜130附近的液晶分子111擠過側(cè)鏈131(將側(cè)鏈131撥開)而排列在吸附液晶上。然后，如圖23(c)所示，當(dāng)向液晶層120施加的電場被解除時(shí)，回復(fù)力作用于側(cè)鏈131，但是光取向膜130的界面與液晶層120的主體相比，吸附力大，因此，光取向膜130附近的液晶分子111恢復(fù)到原來的傾斜角的緩和時(shí)間大?？烧J(rèn)為，在該期間，液晶層120的預(yù)傾斜也變化，結(jié)果發(fā)生影像殘留。
因此，發(fā)明人進(jìn)一步進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)使取向膜材料中含有的聚合物不僅以容易進(jìn)行基于光照射的取向處理、但被認(rèn)為容易引起側(cè)鏈變形或液晶吸附的敏感地與光進(jìn)行反應(yīng)的結(jié)構(gòu)單元作為必要結(jié)構(gòu)單元，而且以不論是否進(jìn)行光照射都能夠進(jìn)行取向控制的取向膜中含有的聚合物的結(jié)構(gòu)單元作為必要結(jié)構(gòu)單元，即，對使用取向膜材料形成的膜實(shí)施基于光照射的取向處理，該取向膜材料含有聚合物，該聚合物以通過光照射表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行取向控制的特性的結(jié)構(gòu)單元、和不論是否進(jìn)行光照射都表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行取向控制的特性的結(jié)構(gòu)單元作為必要結(jié)構(gòu)單元，由此，能夠降低AC影像殘留的程度，想到能夠很好地解決上述課題，從而達(dá)到本發(fā)明。
即，本發(fā)明是一種液晶顯示裝置(以下也稱為“本發(fā)明的第一液晶顯示裝置”)，其具有在一對基板間夾持有包含液晶分子的液晶層的結(jié)構(gòu)，并在至少一個(gè)基板的液晶層一側(cè)的表面具有取向膜，其中，所述取向膜是對使用取向膜材料形成的膜實(shí)施基于光照射的取向處理而得到的取向膜，所述取向膜材料含有以第一結(jié)構(gòu)單元和第二結(jié)構(gòu)單元作為必要結(jié)構(gòu)單元的聚合物，所述第一結(jié)構(gòu)單元通過光照射表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行取向控制的特性，所述第二結(jié)構(gòu)單元無論是否進(jìn)行光照射都表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行取向控制的特性。
以下詳細(xì)說明本發(fā)明的第一液晶顯示裝置。
本發(fā)明的第一液晶顯示裝置具有在一對基板間夾持有包含液晶分子的液晶層的結(jié)構(gòu)，并在至少一個(gè)基板的液晶層一側(cè)的表面具有取向膜。
作為本發(fā)明的第一液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)，只要是以這樣的液晶顯示裝置的標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)要素作為必要結(jié)構(gòu)要素，對于其它的結(jié)構(gòu)要素就沒有特別限定。
此外，本發(fā)明的第一液晶顯示裝置可以是單純矩陣型液晶顯示裝置，但優(yōu)選為有源矩陣型液晶顯示裝置。這樣，本發(fā)明的第一液晶顯示裝置優(yōu)選具有配置成矩陣狀的像素，該像素包括在一個(gè)基板的液晶層一側(cè)配置成矩陣狀的像素電極和配置在另一個(gè)基板的液晶層一側(cè)的共用電極。
另外，從提高本發(fā)明的第一液晶顯示裝置的顯示品質(zhì)和響應(yīng)性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選在兩個(gè)基板的液晶層一側(cè)的表面設(shè)置上述取向膜。
另外，從進(jìn)一步降低AC影像殘留的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選本發(fā)明的第一液晶顯示裝置在兩個(gè)基板的液晶層一側(cè)的表面設(shè)置對使用取向膜材料形成的膜實(shí)施基于光照射的取向處理而得到的取向膜，上述取向膜材料含有以第一結(jié)構(gòu)單元和第二結(jié)構(gòu)單元作為必要結(jié)構(gòu)單元的聚合物，上述第一結(jié)構(gòu)單元通過光照射表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行取向控制的特性，上述第二結(jié)構(gòu)單元無論是否進(jìn)行光照射都表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行取向控制的特性。
上述取向膜是對使用取向膜材料形成的膜實(shí)施基于光照射的取向處理而得到的取向膜，上述取向膜材料含有以第一結(jié)構(gòu)單元和第二結(jié)構(gòu)單元作為必要結(jié)構(gòu)單元的聚合物，上述第一結(jié)構(gòu)單元通過光照射表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行取向控制的特性，上述第二結(jié)構(gòu)單元無論是否進(jìn)行光照射都表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行取向控制的特性。由此，即使通過光照射進(jìn)行了取向膜的取向處理，也能夠降低AC影像殘留的程度，從而能夠?qū)崿F(xiàn)具有優(yōu)異的顯示品質(zhì)的液晶顯示裝置，并且能夠享有由光取向法產(chǎn)生的制造工藝上的優(yōu)點(diǎn)。另外，能夠提高取向膜材料的涂敷性。此外，作為光取向法的優(yōu)點(diǎn)，例如可舉出通過非接觸地進(jìn)行取向處理，能夠抑制取向處理中的污痕、塵埃等的產(chǎn)生；能夠抑制摩擦法那樣的機(jī)械的取向處理中的顯示缺陷(例如，摩擦條紋)的產(chǎn)生；通過使用形成有具有期望圖案的透光部的光掩模進(jìn)行取向膜的曝光，能夠?qū)⒏飨袼厝菀椎厝∠蚍指顬榫哂衅谕膱D案(平面形狀)的多個(gè)疇等。
此外，上述取向膜材料中的聚合物的結(jié)構(gòu)單元的分布沒有特別限定，可以是交替共聚物、嵌段共聚物、無規(guī)共聚物、接枝共聚物中的任一個(gè)。另外，上述取向膜材料中的聚合物的分子量沒有特別限定，與以往的取向膜材料中含有的聚合物同樣，優(yōu)選具有能夠作為取向膜利用的程度的分子量。另外，上述取向膜材料中的聚合物的各結(jié)構(gòu)單元的比例沒有特別限定，關(guān)于2個(gè)必要結(jié)構(gòu)單元彼此的優(yōu)選比例(重量％)將在后面說明。
因?yàn)閷ι鲜鋈∠蚰?shí)施基于光照射(優(yōu)選紫外線照射)的取向處理，所以，上述取向膜優(yōu)選對光敏感、尤其是對紫外光敏感，更具體而言，優(yōu)選以更小的曝光能量并且在短時(shí)間內(nèi)與光反應(yīng)、尤其是與紫外光反應(yīng)。另外，從縮短制造工藝的生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間的觀點(diǎn)出發(fā)，對上述取向膜的光照射的曝光能量優(yōu)選為100mJ/cm2以下，更優(yōu)選為50mJ/cm2以下。另外，在使用遮光掩模(光掩模)等進(jìn)行將各像素內(nèi)分割曝光的分割取向處理時(shí)，進(jìn)一步優(yōu)選為20mJ/cm2以下。
以下詳細(xì)說明本發(fā)明的第一液晶顯示裝置的優(yōu)選方式。
作為上述第一結(jié)構(gòu)單元的通過光照射表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行取向控制的特性的手段，優(yōu)選光官能團(tuán)，尤其優(yōu)選第一結(jié)構(gòu)單元的側(cè)鏈中含有的光官能團(tuán)。由此，能夠更容易地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一液晶顯示裝置，并且對降低AC影像殘留更有效。這樣，上述取向膜材料中的聚合物的第一結(jié)構(gòu)單元優(yōu)選具有光官能團(tuán)，更優(yōu)選有具有光官能團(tuán)的側(cè)鏈。
此外，在本說明書中，光官能團(tuán)只要是通過光照射表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行取向控制的特性的官能團(tuán)，就沒有特別限定，優(yōu)選為通過照射光、優(yōu)選紫外線、更優(yōu)選偏光紫外線，能夠發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)(包括二聚反應(yīng))、分解反應(yīng)、異構(gòu)化反應(yīng)和光再取向中的至少1個(gè)，更優(yōu)選交聯(lián)反應(yīng)(包括二聚反應(yīng))、異構(gòu)化反應(yīng)和光再取向中的至少1個(gè)的基團(tuán)。
另一方面，作為上述第二結(jié)構(gòu)單元的不論是否進(jìn)行光照射都表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行取向控制的特性的手段，優(yōu)選取向性官能團(tuán)，尤其優(yōu)選第二結(jié)構(gòu)單元的側(cè)鏈中含有的取向性官能團(tuán)。由此，能夠更容易地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一液晶顯示裝置，而且對降低AC影像殘留更有效。這樣，上述取向膜材料中的聚合物的第二結(jié)構(gòu)單元優(yōu)選具有取向性官能團(tuán)，更優(yōu)選有具有取向性官能團(tuán)的側(cè)鏈。
作為上述取向性官能團(tuán)，只要是不論是否進(jìn)行光照射都表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行取向控制的特性的官能團(tuán)，就沒有特別限定，可以使用以往公知的取向性官能團(tuán)，例如垂直取向性官能團(tuán)、水平取向性官能團(tuán)等。上述垂直取向性官能團(tuán)只要是表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行垂直取向控制的特性的官能團(tuán)，就沒有特別限定，優(yōu)選為通過不處理或摩擦處理、更優(yōu)選不處理即不實(shí)施取向處理也表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行垂直取向控制的特性的官能團(tuán)。另一方面，上述水平取向性官能團(tuán)只要是表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行水平取向控制的特性的官能團(tuán)，就沒有特別限定，優(yōu)選為通過不處理或摩擦處理表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行水平取向控制的特性的官能團(tuán)。
這樣，本發(fā)明的第一液晶顯示裝置也可以是以下的液晶顯示裝置具有在一對基板間夾持有包含液晶分子的液晶層的結(jié)構(gòu)，在至少一個(gè)基板的液晶層一側(cè)的表面具有取向膜，其中，上述取向膜是對使用取向膜材料形成的膜實(shí)施基于光照射的取向處理而得到的取向膜，該取向膜材料含有聚合物，該聚合物以具有光官能團(tuán)且通過對取向膜的光照射來控制取向膜表面的液晶分子的取向方向的結(jié)構(gòu)單元、和具有取向性官能團(tuán)且不論是否進(jìn)行對取向膜的光照射都控制取向膜表面的液晶分子的取向方向的結(jié)構(gòu)單元作為必要結(jié)構(gòu)單元。
優(yōu)選上述取向膜材料中的聚合物的必要結(jié)構(gòu)單元的取向控制方向?yàn)橄嗤较?。由此，能夠使本發(fā)明的第一液晶顯示裝置為VATN模式、TN模式、ECB模式、IPS(In-Plane Switching面內(nèi)開關(guān))模式等單一的液晶模式并有效地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。此外，所謂取向控制方向?yàn)橄嗤较颍⒉恍枰∠蚩刂品较驀?yán)格相同，只要在能夠?qū)崿F(xiàn)單一的液晶模式的程度內(nèi)為相同方向即可。
另外，從同樣的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選上述液晶顯示裝置的取向膜在取向膜面內(nèi)對液晶分子均勻地進(jìn)行取向控制。此外，在本說明書中，所謂均勻地進(jìn)行取向控制，并不需要嚴(yán)格地均勻地進(jìn)行取向控制，只要在能夠?qū)崿F(xiàn)單一的液晶模式的程度內(nèi)為均勻即可。
從使本發(fā)明的第一液晶顯示裝置為VATN模式等垂直取向模式并有效地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選上述液晶顯示裝置的取向膜為對液晶分子進(jìn)行垂直取向控制的垂直取向膜。此外，在本說明書中，所謂對液晶分子進(jìn)行垂直取向控制，并不需要將液晶分子取向控制為與取向膜表面嚴(yán)格垂直的方向，只要在能夠?qū)崿F(xiàn)VATN模式等垂直取向模式的程度內(nèi)，能夠?qū)⒁壕Х肿尤∠蚩刂茷榕c取向膜表面垂直的方向即可。
更具體而言，在使本發(fā)明的第一液晶顯示裝置為VATN模式等垂直取向模式并有效地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，優(yōu)選上述液晶顯示裝置的取向膜對液晶分子進(jìn)行取向控制使得液晶層的平均預(yù)傾角為87～89.5°、更優(yōu)選87.5～88.5°。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)視野角特性、響應(yīng)性和光透過率優(yōu)異的VATN模式的液晶顯示裝置。更具體而言，從不對VATN模式的對比度造成不良影響(不使黑亮度上升)的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選上述液晶顯示裝置的取向膜對液晶分子進(jìn)行取向控制使得液晶層的平均預(yù)傾角為87°以上、更優(yōu)選為87.5°以上，從抑制在按壓顯示面時(shí)產(chǎn)生的殘像、即所謂的按壓殘像，并且使正交尼科爾偏光板的吸收軸旋轉(zhuǎn)45°且使向液晶層施加7.5V電壓時(shí)的消光位置在±5°以內(nèi)的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選上述液晶顯示裝置的取向膜對液晶分子進(jìn)行取向控制使得液晶層的平均預(yù)傾角為89.5°以下、更優(yōu)選為88.5°以下。
另外，在使本發(fā)明的第一液晶顯示裝置為VATN模式等垂直取向模式并有效地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，優(yōu)選上述取向膜材料中的聚合物的第二結(jié)構(gòu)單元有具有垂直取向性官能團(tuán)的側(cè)鏈。由此，能夠容易地實(shí)現(xiàn)VATN模式等垂直取向模式的液晶顯示裝置。
此外，在本說明書中，液晶層的平均預(yù)傾角是未向基板間施加電壓的狀態(tài)下的液晶層的厚度方向的液晶分子的平均的分布(指向矢)的方向(極角方向)與基板表面所成的角。作為用于測定液晶層的平均預(yù)傾角的裝置沒有特別限定，例如可舉出市售的傾斜角測定裝置(SHINTEC，Inc.制造，商品名OPTIPRO)。該傾斜角測定裝置以基板表面為0°，以與基板表面垂直的方向?yàn)?0°，以液晶層的厚度方向上的液晶分子的平均的分布(profile)為預(yù)傾角，因此適合作為用于測定液晶層的平均預(yù)傾角的裝置。此外，可認(rèn)為決定液晶層的平均預(yù)傾角的因子是取向膜附近(界面)的液晶分子的分布，界面的液晶分子使液晶層的主體(中層)的液晶分子具有彈性變形。另外，可認(rèn)為在取向膜附近(界面)與液晶層的主體(中層)中，液晶分子的分布不同，因此，界面和中層的各液晶分子的分布的方向(極角方向)嚴(yán)格地說不同。
從使本發(fā)明的第一液晶顯示裝置為VATN模式并有效地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并且使液晶層的平均預(yù)傾角穩(wěn)定在適合于VATN模式的87～89.5°，而且進(jìn)一步抑制AC影像殘留的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選以下的方式。即，優(yōu)選上述取向膜材料中的聚合物的第一結(jié)構(gòu)單元有具有選自香豆素基、肉桂酸酯基、查爾酮基、偶氮苯基和茋基中的至少一個(gè)光官能團(tuán)的側(cè)鏈。優(yōu)選上述取向膜材料中的聚合物的第二結(jié)構(gòu)單元有具有類甾醇骨架的側(cè)鏈。另外，上述取向膜材料中的聚合物的第二結(jié)構(gòu)單元可以有具有3～4個(gè)環(huán)直接或通過1，2-亞乙基結(jié)合成直線狀的結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈，上述3～4個(gè)環(huán)選自1，4-亞環(huán)己基和1，4-亞苯基中的任一個(gè)。即，上述取向膜材料中的聚合物的第二結(jié)構(gòu)單元有具有3～4個(gè)環(huán)結(jié)合成直線狀的結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈，上述3～4個(gè)環(huán)相互分別獨(dú)立地選自1，4-亞環(huán)己基和1，4-亞苯基中的任一個(gè)，上述3～4個(gè)環(huán)之間的結(jié)合相互獨(dú)立，可以為單鍵或1，2-亞乙基。另外，上述取向膜材料中的聚合物的第二結(jié)構(gòu)單元有具有3～4個(gè)環(huán)結(jié)合成直線狀的結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈，上述3～4個(gè)環(huán)中的末端側(cè)的2個(gè)環(huán)為1，4-亞苯基，上述3～4個(gè)環(huán)中的主鏈側(cè)的1～2個(gè)環(huán)相互獨(dú)立地選自1，4-亞環(huán)己基和1，4-亞苯基中的任一個(gè)，上述3～4個(gè)環(huán)之間的結(jié)合更優(yōu)選為單鍵。上述取向膜材料中的聚合物優(yōu)選具有選自聚酰胺酸、聚酰亞胺、聚酰胺和聚硅氧烷中的至少一個(gè)的主鏈結(jié)構(gòu)。上述取向膜材料中的聚合物的必要結(jié)構(gòu)單元優(yōu)選由二胺形成。上述取向膜材料中的聚合物優(yōu)選為單體成分的共聚物，該單體成分包括二胺；與酸酐和二羧酸中的至少一個(gè)。
此外，上述取向膜材料中的聚合物可以是聚酰胺酰亞胺。另一方面，從提高取向膜的耐熱性和電特性的觀點(diǎn)出發(fā)，更優(yōu)選上述取向膜材料中的聚合物具有聚酰胺酸和聚酰亞胺中的至少一個(gè)的主鏈結(jié)構(gòu)。即，更優(yōu)選上述取向膜材料中的聚合物為含有二胺和酸酐的單體成分的共聚物。
從更有效地抑制AC影像殘留的觀點(diǎn)出發(fā)，上述取向膜材料中的聚合物的第二結(jié)構(gòu)單元的單體成分相對于第一結(jié)構(gòu)單元的單體成分的重量％(導(dǎo)入率)優(yōu)選為4～40％、更優(yōu)選為15～40％。另一方面，從更有效地抑制AC影像殘留、同時(shí)進(jìn)一步增大VATN模式的液晶層的平均預(yù)傾角的觀點(diǎn)出發(fā)，上述取向膜材料中的聚合物的第二結(jié)構(gòu)單元的單體成分相對于第一結(jié)構(gòu)單元的單體成分的重量％優(yōu)選為4％以上、更優(yōu)選為15％以上，從更有效地抑制AC影像殘留、同時(shí)進(jìn)一步減小VATN模式的液晶層的平均預(yù)傾角的觀點(diǎn)出發(fā)，上述取向膜材料中的聚合物的第二結(jié)構(gòu)單元的單體成分相對于第一結(jié)構(gòu)單元的單體成分的重量％優(yōu)選為40％以下。
上述液晶顯示裝置優(yōu)選具有配置成矩陣狀的像素，該像素包括在一個(gè)基板的液晶層一側(cè)配置成矩陣狀的像素電極和配置在另一個(gè)基板的液晶層一側(cè)的共用電極，上述像素具有鄰接配置的2個(gè)以上的疇。在這樣的實(shí)施方式中，鄰接的疇的邊界大多被重復(fù)曝光，在被重復(fù)曝光的部分(雙重曝光部)，AC影像殘留處于增大的趨勢。另外，在雙重曝光部，液晶分子的預(yù)傾角處于產(chǎn)生偏差的趨勢。但是，通過將本發(fā)明的取向膜應(yīng)用于該方式，能夠有效地抑制雙重曝光部的AC影像殘留和液晶分子的預(yù)傾角的偏差、同時(shí)實(shí)現(xiàn)廣視野角化。此外，從對上下左右等4個(gè)方向?qū)崿F(xiàn)廣視野角化的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選上述像素具有4個(gè)疇。
這樣，優(yōu)選通過各像素區(qū)域被分割曝光(光照射)，上述液晶顯示裝置被取向分割。作為被取向分割的液晶模式，優(yōu)選VATN模式和ECB模式，尤其優(yōu)選VATN模式。
此外，以上說明的本發(fā)明的第一液晶顯示裝置的各種方式可以適當(dāng)組合。
另外，本發(fā)明還是一種液晶顯示裝置(以下也稱為“本發(fā)明的第二液晶顯示裝置”)，其具有在一對基板間夾持有包含液晶分子的液晶層的結(jié)構(gòu)，并在至少一個(gè)基板的液晶層一側(cè)的表面具有取向膜，其特征在于上述取向膜含有以第三結(jié)構(gòu)單元和第四結(jié)構(gòu)單元作為必要結(jié)構(gòu)單元的聚合物，上述第三結(jié)構(gòu)單元具有來自光官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)，上述第四結(jié)構(gòu)單元不具有來自光官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)，具有取向性官能團(tuán)。
以下詳細(xì)說明本發(fā)明的第二液晶顯示裝置。
本發(fā)明的第二液晶顯示裝置具有在一對基板間夾持有包含液晶分子的液晶層的結(jié)構(gòu)，并在至少一個(gè)基板的液晶層一側(cè)的表面具有取向膜。
作為本發(fā)明的第二液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)，只要是以這樣的液晶顯示裝置的標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)要素作為必要結(jié)構(gòu)要素，對于其它的結(jié)構(gòu)要素就沒有特別限定。
此外，本發(fā)明的第二液晶顯示裝置可以是單純矩陣型液晶顯示裝置，但優(yōu)選為有源矩陣型液晶顯示裝置。這樣，本發(fā)明的第二液晶顯示裝置優(yōu)選具有配置成矩陣狀的像素，該像素包括在一個(gè)基板的液晶層一側(cè)配置成矩陣狀的像素電極和配置在另一個(gè)基板的液晶層一側(cè)的共用電極。
另外，從與本發(fā)明的第一液晶顯示裝置同樣的觀點(diǎn)出發(fā)，在本發(fā)明的第二液晶顯示裝置中，優(yōu)選在兩個(gè)基板的液晶層一側(cè)的表面設(shè)置上述取向膜，優(yōu)選本發(fā)明的第二液晶顯示裝置在兩個(gè)基板的液晶層一側(cè)的表面設(shè)置含有以第三結(jié)構(gòu)單元和第四結(jié)構(gòu)單元作為必要結(jié)構(gòu)單元的聚合物的取向膜，上述第三結(jié)構(gòu)單元具有來自光官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)，上述第四結(jié)構(gòu)單元不具有光官能團(tuán)和來自光官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)，具有取向性官能團(tuán)。
上述取向膜含有以第三結(jié)構(gòu)單元和第四結(jié)構(gòu)單元作為必要結(jié)構(gòu)單元的聚合物，上述第三結(jié)構(gòu)單元具有來自光官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)，上述第四結(jié)構(gòu)單元不具有來自光官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)，具有取向性官能團(tuán)。由此，能夠達(dá)到與本發(fā)明的第一液晶顯示裝置同樣的效果。
作為上述來自光官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)沒有特別限定，優(yōu)選選自光官能團(tuán)的結(jié)合結(jié)構(gòu)、分解反應(yīng)、光異構(gòu)化結(jié)構(gòu)和光再取向結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)。
此外，上述光官能團(tuán)的結(jié)合結(jié)構(gòu)、分解反應(yīng)、光異構(gòu)化結(jié)構(gòu)和光再取向結(jié)構(gòu)，更具體而言，是光官能團(tuán)的結(jié)合結(jié)構(gòu)、光官能團(tuán)的分解結(jié)構(gòu)、光官能團(tuán)的光異構(gòu)化結(jié)構(gòu)和光官能團(tuán)的光再取向結(jié)構(gòu)。
上述光官能團(tuán)的結(jié)合結(jié)構(gòu)是光官能團(tuán)彼此通過光照射而結(jié)合的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選通過交聯(lián)反應(yīng)(也包括二聚反應(yīng))形成。
上述光官能團(tuán)的分解結(jié)構(gòu)是光官能團(tuán)通過光照射而分解的結(jié)構(gòu)。
上述光官能團(tuán)的光異構(gòu)化結(jié)構(gòu)是光官能團(tuán)通過光照射而異構(gòu)化的結(jié)構(gòu)。因此，上述第三結(jié)構(gòu)單元具有，例如，通過光照射，順式異構(gòu)體(或反式異構(gòu)體)的光官能團(tuán)經(jīng)過激發(fā)狀態(tài)而變化為反式異構(gòu)體(或順式異構(gòu)體)的光官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)。
上述光官能團(tuán)的光再取向結(jié)構(gòu)是光官能團(tuán)進(jìn)行光再取向后的結(jié)構(gòu)。此外，光再取向是指，光官能團(tuán)不進(jìn)行異構(gòu)化，通過光照射，僅該光官能團(tuán)的方向變化。因此，上述第三結(jié)構(gòu)單元具有，例如，通過光照射，順式異構(gòu)體(或反式異構(gòu)體)的光官能團(tuán)經(jīng)過激發(fā)狀態(tài)，其異構(gòu)保持不變而改變光官能團(tuán)的方向的結(jié)構(gòu)。
此外，上述取向膜中的聚合物的結(jié)構(gòu)單元的分布沒有特別限定，可以是交替共聚物、嵌段共聚物、無規(guī)共聚物、接枝共聚物中的任一個(gè)。另外，上述取向膜中的聚合物的分子量沒有特別限定，與以往的取向膜中含有的聚合物同樣，優(yōu)選具有能夠作為取向膜利用的程度的分子量。另外，上述取向膜中的聚合物的各結(jié)構(gòu)單元的比例沒有特別限定，關(guān)于2個(gè)必要結(jié)構(gòu)單元彼此的優(yōu)選比例(重量％)將在后面說明。
因?yàn)橥ǔι鲜鋈∠蚰?shí)施基于光照射(優(yōu)選紫外線照射)的取向處理，所以，上述取向膜優(yōu)選對光敏感、尤其是對紫外光敏感，更具體而言，優(yōu)選以更小的曝光能量并且在短時(shí)間內(nèi)與光反應(yīng)、尤其是與紫外光反應(yīng)。另外，從縮短制造工藝的生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間的觀點(diǎn)出發(fā)，對上述取向膜的光照射的曝光能量優(yōu)選為100mJ/cm2以下，更優(yōu)選為50mJ/cm2以下。另外，在使用遮光掩模(光掩模)等進(jìn)行將各像素內(nèi)分割曝光的分割取向處理時(shí)，進(jìn)一步優(yōu)選為20mJ/cm2以下。
以下，詳細(xì)說明本發(fā)明的第二液晶顯示裝置的優(yōu)選方式。
從對液晶分子更均勻地進(jìn)行取向控制的觀點(diǎn)、即抑制預(yù)傾角的偏差的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選上述第三結(jié)構(gòu)單元具有選自光官能團(tuán)的結(jié)合結(jié)構(gòu)、光異構(gòu)化結(jié)構(gòu)和光再取向結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選上述取向膜中的聚合物的第三結(jié)構(gòu)單元有具有來自光官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈，優(yōu)選上述取向膜中的聚合物的第四結(jié)構(gòu)單元不具有來自光官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)，有具有取向性官能團(tuán)的側(cè)鏈。由此，能夠更容易地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二液晶顯示裝置，并且對減少AC影像殘留更有效。
作為上述取向性官能團(tuán)，只要是不論是否進(jìn)行光照射都表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行取向控制的特性的官能團(tuán)，就沒有特別限定，可以使用以往公知的取向性官能團(tuán)，例如垂直取向性官能團(tuán)、水平取向性官能團(tuán)等，與本發(fā)明的第一液晶顯示裝置同樣，上述垂直取向性官能團(tuán)優(yōu)選為通過不處理或摩擦處理、更優(yōu)選不處理即不實(shí)施取向處理也表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行垂直取向控制的特性的官能團(tuán)，另一方面，上述水平取向性官能團(tuán)優(yōu)選為通過不處理或摩擦處理表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行水平取向控制的特性的官能團(tuán)。
從與本發(fā)明的第一液晶顯示裝置同樣的觀點(diǎn)出發(fā)，在本發(fā)明的第二液晶顯示裝置中優(yōu)選以下的方式。即，優(yōu)選上述取向膜中的聚合物的必要結(jié)構(gòu)單元的取向控制方向?yàn)橄嗤较?。?yōu)選上述液晶顯示裝置的取向膜在取向膜面內(nèi)對液晶分子均勻地進(jìn)行取向控制。優(yōu)選上述液晶顯示裝置的取向膜為對液晶分子進(jìn)行垂直取向控制的垂直取向膜。優(yōu)選上述液晶顯示裝置的取向膜對液晶分子進(jìn)行取向控制使得液晶層的平均預(yù)傾角為87°以上、更優(yōu)選為87.5°以上。優(yōu)選上述液晶顯示裝置的取向膜對液晶分子進(jìn)行取向控制使得液晶層的平均預(yù)傾角為89.5°以下、更優(yōu)選為88.5°以下。優(yōu)選上述液晶顯示裝置的取向膜對液晶分子進(jìn)行取向控制使得液晶層的平均預(yù)傾角為87～89.5°、更優(yōu)選87.5～88.5°。優(yōu)選上述取向膜中的聚合物的第四結(jié)構(gòu)單元有具有垂直取向性官能團(tuán)的側(cè)鏈。優(yōu)選上述取向膜中的聚合物的第三結(jié)構(gòu)單元有側(cè)鏈，該側(cè)鏈具有來自選自香豆素基、肉桂酸酯基、查爾酮基、偶氮苯基和茋基中的至少一個(gè)光官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選上述取向膜中的聚合物的第四結(jié)構(gòu)單元有具有類甾醇骨架的側(cè)鏈。另外，上述取向膜中的聚合物的第四結(jié)構(gòu)單元可以有具有3～4個(gè)環(huán)直接或通過1，2-亞乙基結(jié)合成直線狀的結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈，上述3～4個(gè)環(huán)選自1，4-亞環(huán)己基和1，4-亞苯基中的任一個(gè)。即，上述取向膜中的聚合物的第四結(jié)構(gòu)單元有具有3～4個(gè)環(huán)結(jié)合成直線狀的結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈，上述3～4個(gè)環(huán)相互分別獨(dú)立地選自1，4-亞環(huán)己基和1，4-亞苯基中的任一個(gè)，上述3～4個(gè)環(huán)之間的結(jié)合相互獨(dú)立，可以為單鍵或1，2-亞乙基。另外，上述取向膜材料中的聚合物的第二結(jié)構(gòu)單元有具有3～4個(gè)環(huán)結(jié)合成直線狀的結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈，上述3～4個(gè)環(huán)中的末端側(cè)的2個(gè)環(huán)為1，4-亞苯基，上述3～4個(gè)環(huán)中的主鏈側(cè)的1～2個(gè)環(huán)相互獨(dú)立地選自1，4-亞環(huán)己基和1，4-亞苯基中的任一個(gè)，上述3～4個(gè)環(huán)之間的結(jié)合更優(yōu)選為單鍵。上述取向膜中的聚合物優(yōu)選具有選自聚酰胺酸、聚酰亞胺、聚酰胺和聚硅氧烷中的至少一個(gè)的主鏈結(jié)構(gòu)。上述取向膜中的聚合物的必要結(jié)構(gòu)單元優(yōu)選由二胺形成。上述取向膜中的聚合物優(yōu)選為單體成分的共聚物，該單體成分包括二胺；與酸酐和二羧酸中的至少一個(gè)。上述取向膜中的聚合物可以是聚酰胺酰亞胺。更優(yōu)選上述取向膜中的聚合物具有聚酰胺酸和聚酰亞胺中的至少一個(gè)的主鏈結(jié)構(gòu)。更優(yōu)選上述取向膜中的聚合物為含有二胺和酸酐的單體成分的共聚物。上述取向膜材料中的聚合物的第四結(jié)構(gòu)單元的單體成分相對于第三結(jié)構(gòu)單元的單體成分的重量％優(yōu)選為4％以上、更優(yōu)選為15％以上。上述取向膜材料中的聚合物的第四結(jié)構(gòu)單元的單體成分相對于第三結(jié)構(gòu)單元的單體成分的重量％優(yōu)選為40％以下。上述取向膜中的聚合物的第四結(jié)構(gòu)單元的單體成分相對于第三結(jié)構(gòu)單元的單體成分的重量％(導(dǎo)入率)優(yōu)選為4～40％、更優(yōu)選為15～40％。上述液晶顯示裝置優(yōu)選具有配置成矩陣狀的像素，該像素包括在一個(gè)基板的液晶層一側(cè)配置成矩陣狀的像素電極和配置在另一個(gè)基板的液晶層一側(cè)的共用電極，上述像素具有鄰接配置的2個(gè)以上的疇。優(yōu)選上述像素具有4個(gè)疇。優(yōu)選通過各像素區(qū)域被分割曝光(光照射)，上述液晶顯示裝置被取向分割。作為被取向分割的液晶模式，優(yōu)選VATN模式和ECB模式，尤其優(yōu)選VATN模式。這樣，作為本發(fā)明的第二液晶顯示裝置，能夠適當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明的第一液晶顯示裝置的各種方式。
另外，以上說明的本發(fā)明的第二液晶顯示裝置的各種方式可以適當(dāng)組合。
另外，本發(fā)明還是一種取向膜材料用聚合物，其包含在取向膜材料中，該取向膜材料用于形成在上述液晶顯示裝置中設(shè)置的取向膜。由此，能夠降低液晶顯示裝置的AC影像殘留的程度，從而能夠?qū)崿F(xiàn)具有優(yōu)異的顯示品質(zhì)的液晶顯示裝置。另外，能夠通過光取向法進(jìn)行取向膜的取向處理，從而能夠容易地制造液晶顯示裝置。另外，能夠提高取向膜材料的涂敷性。
此外，作為本發(fā)明的取向膜材料用聚合物，能夠適當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明的第一液晶顯示裝置和第二液晶顯示裝置中的聚合物的各種方式。
發(fā)明效果 根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置和取向膜材料用聚合物，能夠提供能夠抑制AC模式下的影像殘留的發(fā)生的液晶顯示裝置和取向膜材料用聚合物。

具體實(shí)施例方式 以下舉出實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)一步詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅限定于這些實(shí)施方式。另外，在本實(shí)施方式中，對VATN模式詳細(xì)地進(jìn)行說明，但本發(fā)明也能夠應(yīng)用于水平取向型的TN模式、IPS模式、ECB模式等，能夠期待抑制AC影像殘留。即，在將本發(fā)明應(yīng)用于水平取向型的模式時(shí)，作為取向膜材料中含有的聚合物，只要使用側(cè)鏈部沒有導(dǎo)入垂直取向性官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)單元(例如二胺)或側(cè)鏈部導(dǎo)入有親水性官能團(tuán)或水平取向官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)單元(例如二胺)、與具有水平取向型的光官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)單元(例如二胺)的共聚物即可。
<實(shí)施方式1> 關(guān)于本實(shí)施方式，按照1.取向膜材料、2.取向膜的制作方法、3.液晶顯示裝置的基本動(dòng)作、4.液晶顯示裝置的制作方法、5.AC影像殘留評價(jià)試驗(yàn)的順序進(jìn)行說明。
1.取向膜材料 本實(shí)施方式的取向膜材料含有以第一結(jié)構(gòu)單元和第二結(jié)構(gòu)單元作為必要結(jié)構(gòu)單元的聚合物，上述第一結(jié)構(gòu)單元通過光照射表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行取向控制的特性，上述第二結(jié)構(gòu)單元無論是否進(jìn)行光照射都表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行取向控制的特性。更具體而言，第一結(jié)構(gòu)單元有具有光官能基的側(cè)鏈，另一方面，第二結(jié)構(gòu)單元有具有垂直取向性官能團(tuán)的側(cè)鏈。這樣，第二結(jié)構(gòu)單元在側(cè)鏈上具有對液晶分子進(jìn)行垂直取向控制的官能團(tuán)、即將液晶分子取向控制為與取向膜表面大致垂直的官能團(tuán)。另外，取向膜材料中的聚合物的必要結(jié)構(gòu)單元(第一結(jié)構(gòu)單元和第二結(jié)構(gòu)單元)的取向控制方向?yàn)橄嗤较?在能夠?qū)崿F(xiàn)VATN模式的程度內(nèi)為相同方向)，對使用本實(shí)施方式的取向膜材料形成的膜實(shí)施基于光照射的取向處理而得到的本實(shí)施方式的取向膜，能夠在取向膜面內(nèi)對液晶分子均勻地(在能夠?qū)崿F(xiàn)VATN模式的程度內(nèi)均勻地)進(jìn)行取向控制。這樣，本實(shí)施方式的取向膜為將液晶分子取向控制為與取向膜表面大致垂直的方向的垂直取向膜，優(yōu)選對液晶分子進(jìn)行取向控制使得液晶層的平均預(yù)傾角為87～89.5°、更優(yōu)選為87.5～88.5°。
本實(shí)施方式的取向膜材料中的聚合物的必要結(jié)構(gòu)單元由二胺形成。即，必要結(jié)構(gòu)單元的單體成分為二胺。另外，本實(shí)施方式的聚合物是含有二胺和酸酐的單體成分的共聚物，本實(shí)施方式的聚合物具有聚酰胺酸和聚酰亞胺中的至少一個(gè)的主鏈結(jié)構(gòu)。由此，能夠使使用本實(shí)施方式的取向膜材料形成有取向膜的液晶顯示裝置為VATN模式并有效地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并且能夠使液晶層的平均預(yù)傾角穩(wěn)定在適合于VATN模式的87～89.5°(更優(yōu)選為87.5～88.5°)。另外，對抑制AC影像殘留也有效。
在此，使用圖1對本實(shí)施方式的聚合物進(jìn)行說明。圖1表示本實(shí)施方式的取向膜材料中的聚合物的基本結(jié)構(gòu)。此外，在圖1中，由實(shí)線包圍的部分是由酸酐衍生的單元(酸酐單元)，由虛線包圍的部分是由用于光取向膜的二胺、即有具有光官能團(tuán)的側(cè)鏈21的二胺衍生的單元(光取向二胺單元)，由單點(diǎn)劃線包圍的部分是由用于垂直取向膜的二胺、即有具有垂直取向性官能團(tuán)的側(cè)鏈22的二胺衍生的單元(垂直取向性二胺單元)。這樣，本實(shí)施方式的聚合物是通過將作為第一結(jié)構(gòu)單元和第二結(jié)構(gòu)單元的單體成分的2種二胺與酸酐聚合而形成的共聚物，2種二胺分別為有具有光官能團(tuán)的側(cè)鏈的二胺、和有具有垂直取向性官能團(tuán)的側(cè)鏈的二胺。另外，本實(shí)施方式的聚合物是酸酐單元、與光取向二胺單元和垂直取向性二胺單元中的任一個(gè)單元交替地配置的聚酰胺酸或聚酰亞胺。另一方面，以往的取向膜中的聚合物，在光取向膜的情況下，是酸酐單元與光取向二胺單元交替地配置的聚酰胺酸或聚酰亞胺，在垂直取向膜的情況下，是酸酐單元與垂直取向性二胺單元交替地配置的聚酰胺酸或聚酰亞胺。
第一結(jié)構(gòu)單元具有選自肉桂酸酯基(下述式(1))、查爾酮基(下述式(2))、偶氮苯基(下述式(3))、茋基(下述式(4))、肉桂?；拖愣顾鼗械闹辽僖粋€(gè)光官能團(tuán)。這些光官能團(tuán)具有通過光照射發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)(也包括二聚反應(yīng))、異構(gòu)化和光再取向中的任一個(gè)、或它們的復(fù)合反應(yīng)，并根據(jù)照射角度等光照射條件而將取向膜表面的液晶分子取向控制為期望的方向的功能。作為香豆素衍生物，可舉出由下述式(5)表示的化合物等。其中，第一結(jié)構(gòu)單元優(yōu)選在側(cè)鏈上具有選自肉桂酸酯基(吸收波長(λmax)270nm)、查爾酮基(吸收波長(λmax)300nm)、偶氮苯基(吸收波長(λmax)350nm)和茋基(吸收波長(λmax)295nm)中的至少一個(gè)光官能團(tuán)。由此，能夠使本發(fā)明的液晶顯示裝置為VATN模式并有效地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并且能夠使液晶層的平均預(yù)傾角穩(wěn)定在適合于VATN模式的87～89.5°(更優(yōu)選為87.5～88.5°)。另外，對抑制AC影像殘留也有效。此外，這些光官能團(tuán)可以單獨(dú)使用也可以將2種以上組合使用。

第二結(jié)構(gòu)單元只要具有以往的垂直取向膜中含有的垂直性官能團(tuán)即可，其中，優(yōu)選由下述式(7)、式(8)或式(9)表示的二胺形成。此外，它們可以單獨(dú)使用也可以將2種以上組合使用。

式(7)中，X為單鍵、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-S-或亞芳基，R4為碳原子數(shù)10～20的烷基、碳原子數(shù)4～40的具有脂環(huán)式骨架的1價(jià)有機(jī)基或碳原子數(shù)6～20的具有氟原子的1價(jià)有機(jī)基。

式(8)中，X為單鍵、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-S-或亞芳基，R5為碳原子數(shù)4～40的具有脂環(huán)式骨架的2價(jià)有機(jī)基。

式(9)中，A1、A2和A3各自獨(dú)立地為1，4-亞環(huán)己基或1，4-亞苯基；A4為1，4-亞環(huán)己基、1，4-亞苯基或單鍵；B1、B2和B3各自獨(dú)立地為單鍵或1，2-亞乙基；R6為碳原子數(shù)1～20的烷基，在該烷基中，1個(gè)-CH2-可以由-O-取代。
在上述式(7)中，作為由R4表示的碳原子數(shù)10～20的烷基，可舉出例如正癸基、正十二烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十八烷基、正二十烷基等。
另外，作為由上述式(7)中的R4和上述式(8)中的R5表示的碳原子數(shù)4～40的具有脂環(huán)式骨架的有機(jī)基，例如可舉出具有來自環(huán)丁烷、環(huán)戊烷、環(huán)己烷、環(huán)癸烷等環(huán)烷烴的脂環(huán)式骨架的基團(tuán)；具有膽甾醇、膽甾烷醇等類甾醇骨架的基團(tuán)；具有降冰片烯、金剛烷等有橋脂環(huán)式骨架的基團(tuán)等。其中，特別優(yōu)選為具有類甾醇骨架的基團(tuán)。具有上述脂環(huán)式骨架的有機(jī)基團(tuán)可以是由鹵原子、優(yōu)選氟原子、或氟烷基、優(yōu)選三氟甲基取代的基團(tuán)。
另外，作為由上述式(7)中的R4表示的碳原子數(shù)6～20的具有氟原子的基團(tuán)，例如可舉出正己基、正辛基、正癸基等碳原子數(shù)6以上的直鏈狀烷基，環(huán)己基、環(huán)辛基等碳原子數(shù)6以上的脂環(huán)式烴基，苯基、聯(lián)苯基等碳原子數(shù)6以上的芳香族烴基等有機(jī)基團(tuán)中的部分或全部氫原子由氟原子或三氟甲基等氟烷基取代的基團(tuán)。
另外，上述式(7)和上述式(8)中的X為單鍵、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-S-或亞芳基，作為亞芳基，可舉出亞苯基、亞芐基、亞聯(lián)苯基、亞萘基等。其中，特別優(yōu)選為由-O-、-COO-、-OCO-表示的基團(tuán)。
作為具有由上述式(7)表示的基團(tuán)的二胺的具體例子，作為優(yōu)選的例子可舉出月桂酰(dodecanoxy)-2，4-二氨基苯、十五烷酰(pentadecanoxy)-2，4-二氨基苯、十六烷酰(hexadecanoxy)-2，4-二氨基苯、十八烷酰(octadecanoxy)-2，4-二氨基苯、由下述式(10)～(15)表示的化合物。

另外，作為具有由上述式(8)表示的基團(tuán)的二胺的具體例，作為優(yōu)選的例子可舉出分別由下述式(16)～(18)表示的二胺。

在上述式(9)中，R6任意選自碳原子數(shù)1～20的烷基，可以是直鏈也可以是分支。另外，1個(gè)-CH2-可以由-O-取代。具體例子為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、異丙基、異丁基、仲丁基、叔丁基、異戊基、新戊基、叔戊基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、異己基、1-乙基戊基、2-乙基戊基、3-乙基戊基、4-乙基戊基、2，4-二甲基己基、2，3，5-三乙基庚基甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、甲氧基甲基、甲氧基乙基、甲氧基丙基、甲氧基丁基、甲氧基戊基、甲氧基己基、乙氧基甲基、乙氧基乙基、乙氧基丙基、乙氧基丁基、乙氧基戊基、乙氧基己基、己氧基甲基、己氧基乙基、己氧基丙基、己氧基丁基、己氧基戊基、己氧基己基等。其中優(yōu)選的例子為丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基等。
另外，在上述式(9)中，B1、B2和B3各自獨(dú)立地選自單鍵或1，2-亞乙基，優(yōu)選上述式(9)中的1，2-亞乙基的數(shù)量為0或1。
另外，在上述式(9)中，作為其中特別優(yōu)選的化合物，可舉出具有以下的表1～3中例示的R6、A1、A2、A3、A4、B1、B2和B3的組合的化合物。此外，在各表中，B表示1，4-亞苯基，Ch表示1，4-亞環(huán)己基，“-”表示單鍵，E表示1，2-亞乙基。1，4-亞環(huán)己基的順式/反式異構(gòu)體可以共存，優(yōu)選反式異構(gòu)體。
[表1] [表2] [表3] 另外，作為具有由上述式(9)表示的基團(tuán)的二胺的具體例子，作為優(yōu)選的例子可舉出由下述式(19)表示的二胺。

這樣，優(yōu)選第二結(jié)構(gòu)單元有具有類甾醇骨架的側(cè)鏈，或有具有3～4個(gè)環(huán)直接或通過1，2-亞乙基結(jié)合成直線狀的結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈，該3～4個(gè)環(huán)選自1，4-亞環(huán)己基和1，4-亞苯基中的任一個(gè)。由此，能夠使本發(fā)明的液晶顯示裝置為VATN模式并有效地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并且能夠使液晶層的平均預(yù)傾角穩(wěn)定在適合于VATN模式的87～89.5°(更優(yōu)選為87.5～88.5°)。另外，對抑制AC影像殘留也有效。
作為用于本實(shí)施方式的共聚物的酸酐，優(yōu)選由下述式(20)表示的酸酐(PMDA)、由下述式(21)表示的酸酐(CBDA)、由下述式(22)表示的酸酐(BPDA)、由下述式(23)表示的酸酐(exoHDA)、由下述式(24)表示的酸酐(BTDA)、由下述式(25)表示的酸酐(TCA)、由下述式(26)表示的酸酐(NDA)等。此外，它們可以單獨(dú)使用，也可以將2種以上組合使用。

本實(shí)施方式的共聚物可以是聚酰胺、聚酰胺酰亞胺或聚硅氧烷。即，本實(shí)施方式的共聚物可以具有聚酰胺的主鏈結(jié)構(gòu)。在該情況下，本實(shí)施方式的共聚物能夠通過將上述的第一結(jié)構(gòu)單元和第二結(jié)構(gòu)單元與二羧酸聚合而形成。另外，本實(shí)施方式的共聚物可以具有聚硅氧烷的主鏈結(jié)構(gòu)、即具有包含硅氧烷鍵(≡Si-O-Si≡)的主鏈結(jié)構(gòu)。
另外，本實(shí)施方式的共聚物可以含有具有通過光照射引發(fā)分解反應(yīng)的光官能團(tuán)的第一結(jié)構(gòu)單元，但從抑制預(yù)傾角的偏差的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選在第一結(jié)構(gòu)單元中具有如上所述通過光照射發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)(也包括二聚反應(yīng))、異構(gòu)化和光再取向中的任一個(gè)或它們的復(fù)合反應(yīng)的光官能團(tuán)。此外，作為產(chǎn)生光分解反應(yīng)(由光引起的分解反應(yīng))以使液晶具有預(yù)傾斜的取向膜材料，例如可舉出聚乙烯醇、聚酰胺、聚酰亞胺等。
在此，使用圖2和圖3進(jìn)一步說明在具有由本實(shí)施方式的取向膜材料形成的取向膜的液晶顯示裝置中AC影像殘留被抑制的原因。圖2為用于說明抑制由側(cè)鏈變形引起的AC影像殘留的機(jī)理的表示實(shí)施方式1的液晶顯示裝置的取向膜表面附近的截面示意圖，(a)表示初始狀態(tài)，(b)表示對液晶層施加有電場的狀態(tài)，(c)表示向液晶層施加的電場被解除后的狀態(tài)。另外，圖3為用于說明抑制由液晶吸附引起的AC影像殘留的機(jī)理的表示實(shí)施方式1的液晶顯示裝置的取向膜表面附近截面示意圖，(a)表示初始狀態(tài)，(b)表示對液晶層施加有電場的狀態(tài)，(c)表示向液晶層施加的電場被解除后的狀態(tài)。
關(guān)于抑制由側(cè)鏈變形引起的AC影像殘留的機(jī)理可以說明如下。即，首先，在初始狀態(tài)，如圖2(a)所示，與以往同樣，液晶層20中含有的液晶分子11與取向膜10的側(cè)鏈(具有光官能團(tuán)的側(cè)鏈21和具有垂直取向性官能團(tuán)的側(cè)鏈22)之間，相互作用發(fā)揮作用，液晶分子11表現(xiàn)出預(yù)傾斜。接著，如圖2(b)所示，當(dāng)向液晶層20施加有電場時(shí)，具有垂直取向性官能團(tuán)的側(cè)鏈22抑制(彈性變形抑制、空間阻礙)具有光官能團(tuán)的側(cè)鏈21由于液晶分子11的彎曲變形而傾倒。然后，如圖2(c)所示，當(dāng)向液晶層20施加的電場被解除時(shí)，取向膜10的側(cè)鏈幾乎沒有傾倒，因此，液晶層20的傾斜角的變化被抑制，結(jié)果，能夠抑制AC影像殘留的發(fā)生。
另一方面，關(guān)于抑制由液晶吸附引起的AC影像殘留的機(jī)理可以說明如下。即，即使向取向膜10照射紫外線等光，由于由具有垂直取向性官能團(tuán)的側(cè)鏈22產(chǎn)生的空間位阻，在初始狀態(tài)，如圖3(a)所示，主鏈25的吸附有液晶分子11的部位減少。接著，如圖3(b)所示，當(dāng)向液晶層20施加有電場時(shí)，由于由具有垂直取向性官能團(tuán)的側(cè)鏈22產(chǎn)生的空間位阻，也能夠抑制液晶分子11擠過取向膜10的側(cè)鏈(具有光官能團(tuán)的側(cè)鏈21和具有垂直取向性官能團(tuán)的側(cè)鏈22)而排列在吸附液晶(從初始狀態(tài)起吸附在主鏈上的液晶分子)上。這樣，可抑制吸附在主鏈間的液晶分子和與吸附的液晶分子同樣地排列的液晶分子的產(chǎn)生，因此，如圖3(c)所示，當(dāng)向液晶層20施加的電場被解除時(shí)，液晶層20的傾斜角的變化被抑制，結(jié)果，能夠抑制AC影像殘留的發(fā)生。
另外，根據(jù)本實(shí)施方式的取向膜材料，與以往的光取向膜相比，能夠期待提高利用旋涂、凸版印刷、噴墨等方法進(jìn)行印刷時(shí)的涂敷性。上述光取向二胺單元，在以提高VHR為目的在側(cè)鏈末端含有氟元素時(shí)，具有強(qiáng)疏水性。換言之，以往的僅光取向二胺單元的均聚物一般向基板的涂敷性不好。另一方面，光取向二胺單元與垂直取向性二胺單元共聚而得到的本實(shí)施方式的共聚物，因?yàn)楣馊∠蚨穯卧獪p少，所以能夠降低聚合物整體的氟密度。另外，垂直取向性二胺單元的疏水性通常低于氟。因此，垂直取向性二胺單元的導(dǎo)入率越高，越能夠提高向基板的涂敷性。
此外，本發(fā)明并不限于本實(shí)施方式，也能夠應(yīng)用于TN模式、ECB模式、IPS模式等水平取向型的用途，在該情況下，通過形成含有具有光官能團(tuán)的酰亞胺、酰胺等的衍生物與不具有光官能團(tuán)的酰亞胺、酰胺等的衍生物的共聚物的水平取向膜，能夠抑制AC影像殘留。
2.取向膜的制作方法 以下對本實(shí)施方式的取向膜的制作方法進(jìn)行說明。
首先，利用以往公知的方法將第一結(jié)構(gòu)單元和第二結(jié)構(gòu)單元的單體成分與酸酐聚合(共聚化)。
接著，調(diào)制用于將共聚化后的聚合物涂敷(印刷)在基板上的清漆。作為清漆中含有的溶劑，優(yōu)選含有γ-丁內(nèi)酯(BL)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、丁基溶纖劑(BC)、二丁二醇二乙醚(DEDG)、二異丁基酮(DIBK)、二戊醚(DPE)等溶劑的混合溶劑。
接著，在基板上涂敷清漆。作為清漆的涂敷方法，優(yōu)選旋涂、凸版印刷、噴墨等。
在印刷清漆后，利用臨時(shí)燒制用加熱板進(jìn)行臨時(shí)燒制，接著，利用正式燒制用加熱板進(jìn)行正式燒制。此外，臨時(shí)燒制和正式燒制的加熱溫度和加熱時(shí)間能夠適當(dāng)設(shè)定。另外，本實(shí)施方式的取向膜的膜厚也能夠適當(dāng)設(shè)定。
本實(shí)施方式的取向膜，可以通過被稱為雙層化處理或混合化處理的方法形成。迄今為止，作為液晶顯示裝置的影像殘留的主要原因，被認(rèn)為是殘留DC。取向膜的膜厚(體積)越厚(越大)，殘留DC越大。因此，取向膜的膜厚(體積)越薄(越小)，殘留DC越小。對此，為了防止面板制造的取向膜印刷工序中的涂敷缺陷，將取向膜的膜厚維持為某個(gè)程度的膜厚、例如60nm以上是必不可少的。因此，作為解決該問題的手段，有被稱為雙層化處理或混合化處理的方法。即，通過將水平取向膜的聚合物與垂直取向膜的聚合物以一定比率(例如，50∶50～10∶90)混合而得到的清漆涂敷在基板上，在剛涂敷之后或取向膜涂敷后的燒制過程中，聚合物之間發(fā)生相分離。通過利用該作用，在基板一側(cè)形成水平取向膜，在液晶層一側(cè)形成垂直取向膜。由此，能夠減少在液晶層一側(cè)露出的取向膜的體積，從而能夠減少殘留DC和由殘留DC引起的影像殘留。在本實(shí)施方式中，如果需要，也可進(jìn)行上述的處理。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)由殘留DC引起的影像殘留與AC模式下的影像殘留均被降低的液晶顯示裝置。
接著，對在基板上形成的取向膜實(shí)施基于光照射的取向處理。取向膜的照射條件能夠適當(dāng)設(shè)定，對取向膜進(jìn)行照射(曝光)的光優(yōu)選包括紫外光，更優(yōu)選為紫外光。另外，從縮短制造工藝的生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間的觀點(diǎn)出發(fā)，光照射的曝光能量優(yōu)選為100mJ/cm2以下，更優(yōu)選為50mJ/cm2以下，在使用遮光掩模(光掩模)等進(jìn)行將各像素內(nèi)分割曝光的分割取向處理時(shí)，進(jìn)一步優(yōu)選為20mJ/cm2以下。此外，其它的照射條件(例如，有無偏光、照射角度等)能夠適當(dāng)設(shè)定。
如以上所述形成本實(shí)施方式的取向膜并進(jìn)行取向處理。由此，本實(shí)施方式的取向膜具有來自光官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選具有選自光官能團(tuán)的結(jié)合結(jié)構(gòu)、光異構(gòu)化結(jié)構(gòu)和光再取向結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)。于是，在取向膜面內(nèi)表現(xiàn)出大致均勻的預(yù)傾角。
3.液晶顯示裝置的基本動(dòng)作 以下對本實(shí)施方式的液晶顯示裝置的基本動(dòng)作進(jìn)行說明。
圖4為表示實(shí)施方式1的光取向處理方向與液晶分子的預(yù)傾斜方向的關(guān)系的立體示意圖。圖5(a)為表示在實(shí)施方式1的液晶顯示裝置具有單疇的情況下的一個(gè)像素(1個(gè)像素(pixel)或1個(gè)子像素(sub pixel))內(nèi)的液晶指向矢的方向與對一對基板(上下基板)的光取向處理方向的平面示意圖，(b)為表示在圖5(a)所示的液晶顯示裝置中設(shè)置的偏光板的吸收軸方向的示意圖。此外，圖5(a)表示在一對基板之間光取向處理方向正交、并且向一對基板之間施加有閾值以上的AC電壓的狀態(tài)。另外，在圖5(a)中，實(shí)線箭頭表示對下基板的光照射方向(光取向處理方向)，虛線箭頭表示對上基板的光照射方向(光取向處理方向)。圖6為表示在實(shí)施方式1的液晶顯示裝置具有單疇的情況下的一個(gè)像素(子像素)內(nèi)的液晶指向矢的方向與對一對基板(上下基板)的光取向處理方向的平面示意圖。此外，圖6(a)為表示在實(shí)施方式1的液晶顯示裝置具有單疇的情況下的一個(gè)像素(1個(gè)像素(pixel)或1個(gè)子像素(sub pixel))內(nèi)的液晶指向矢的方向與對一對基板(上下基板)的光取向處理方向的平面示意圖，(b)為表示在圖6(a)所示液晶顯示裝置中設(shè)置的偏光板的吸收軸方向的示意圖。此外，圖6(a)表示在一對基板之間光取向處理方向反平行、并且向一對基板之間施加有閾值以上的AC電壓的狀態(tài)。另外，在圖6(a)中，實(shí)線箭頭表示對下基板的光照射方向(光取向處理方向)，虛線箭頭表示對上基板的光照射方向(光取向處理方向)。圖7為表示用于由使用對準(zhǔn)掩模的接近式曝光法進(jìn)行取向分割的實(shí)施方式1的光取向處理工藝中的基板和光掩模的第一配置關(guān)系的截面示意圖。圖8為表示用于由使用對準(zhǔn)掩模的接近式曝光法進(jìn)行取向分割的實(shí)施方式1的光取向處理工藝中的基板和光掩模的第二配置關(guān)系的截面示意圖。圖9(a)為表示在實(shí)施方式1的液晶顯示裝置具有4個(gè)疇的情況下的一個(gè)像素(1個(gè)像素(pixel)或1個(gè)子像素(sub pixel))內(nèi)的平均的液晶指向矢的方向、對一對基板(上下基板)的光取向處理方向、和疇的分割圖案的平面示意圖，(b)為表示在圖9(a)所示的液晶顯示裝置中設(shè)置的偏光板的吸收軸方向的示意圖。此外，圖9(a)表示向一對基板之間施加有閾值以上的AC電壓的狀態(tài)。另外，在圖9(a)中，實(shí)線箭頭表示對下基板(驅(qū)動(dòng)元件基板)的光照射方向(光取向處理方向)，虛線箭頭表示對上基板(彩色濾光片基板)的光照射方向(光取向處理方向)。
參照圖4～9說明本實(shí)施方式的液晶顯示裝置的動(dòng)作原理。
本實(shí)施方式的液晶顯示裝置在一對基板(上下基板)之間夾持有包含介電常數(shù)各向異性為負(fù)的液晶分子的液晶層。一對基板具有由玻璃等構(gòu)成的絕緣性的透明基板，在一對基板的與液晶層接觸的一側(cè)的面上分別形成有透明電極，另外，在透明電極上分別形成有表現(xiàn)出垂直取向性的上述的取向膜。另外，一對基板分別作為對每一個(gè)像素(子像素)形成有驅(qū)動(dòng)元件(開關(guān)元件)的驅(qū)動(dòng)元件基板(例如TFT基板)和與驅(qū)動(dòng)元件基板的各像素(子像素)對應(yīng)形成有彩色濾光片的彩色濾光片基板起作用。即，在本實(shí)施方式的液晶顯示裝置中，一對基板(上下基板)中，一個(gè)基板為彩色濾光片基板，另一個(gè)基板為驅(qū)動(dòng)元件基板。另外，在驅(qū)動(dòng)元件基板中，與驅(qū)動(dòng)元件連接并形成為矩陣狀的透明電極，作為像素電極起作用。另一方面，在彩色濾光片基板中，在顯示區(qū)域的整個(gè)面上均勻地形成的透明電極，作為對置電極(共用電極)起作用。另外，在一對基板的與液晶層相反一側(cè)的面上，分別例如呈正交尼科爾配置有偏光板，并且，在一對基板之間，在規(guī)定位置(非顯示區(qū)域)配置有用于將單元厚度保持為一定的單元厚度保持體(間隔物)。此外，作為基板和透明電極的材質(zhì)、液晶分子的材料等，沒有特別限定。
本實(shí)施方式的取向膜10，如圖4所示，當(dāng)從基板面法線方向傾斜例如40°被照射與入射面平行地偏光的紫外線(UV光，圖4中的白箭頭)時(shí)，如圖4所示，在該UV照射方向一側(cè)能夠產(chǎn)生液晶分子11的預(yù)傾角。此外，取向膜10的曝光可以通過一并曝光進(jìn)行，也可以通過掃描曝光進(jìn)行。即，可以在將基板和光源固定的狀態(tài)下照射取向膜10，也可以如圖4中的虛線箭頭所示，一邊沿著UV掃描方向掃描一邊向取向膜10照射UV光。
本實(shí)施方式的液晶顯示裝置，如圖5(a)所示，進(jìn)行取向膜的曝光與基板的貼合，使得當(dāng)俯視基板時(shí)對一對基板(上下基板12)的光線照射方向分別大致正交，另外，在上下基板12各自上設(shè)置的取向膜附近的液晶分子的預(yù)傾角大致相同，另外，也可以向液晶層注入不含手性材料的液晶材料。在該情況下，當(dāng)向上下基板12之間施加閾值以上的AC電壓時(shí)，液晶分子具有在上下基板12之間的基板面法線方向上扭轉(zhuǎn)90°的結(jié)構(gòu)，并且，施加AC電壓時(shí)的平均的液晶指向矢方向17，如圖5所示，當(dāng)俯視基板時(shí)，成為將對上下基板12的光照射方向分成兩部分的方向。另外，如圖5(b)所示，配置在上基板一側(cè)的偏光板(上偏光板)的吸收軸方向與上基板的光取向處理方向一致，另一方面，配置在下基板一側(cè)的偏光板(下偏光板)的吸收軸方向與下基板的光取向處理方向一致。在這樣進(jìn)行取向膜的取向處理和偏光板的配置的情況下，本實(shí)施方式的液晶顯示裝置具有所謂的VATN模式。
另外，本實(shí)施方式的液晶顯示裝置，如圖6(a)所示，進(jìn)行取向膜的曝光與基板的貼合，使得當(dāng)俯視基板時(shí)，對上下基板12的光線照射方向分別大致平行并且反向(反平行)，另外，在上下基板12各自上設(shè)置的光取向膜附近的液晶分子的預(yù)傾角大致相同，另外，也可以向液晶層注入不含手性材料的液晶材料。在該情況下，當(dāng)沒有向上下基板12之間施加電壓時(shí)，上下基板與液晶層的界面附近的液晶分子，成為預(yù)傾角為88.5°左右的平行結(jié)構(gòu)(平行取向)，施加AC電壓時(shí)的平均的液晶指向矢方向17，如圖6(a)所示，當(dāng)俯視基板時(shí)，成為沿著對上下基板12的光線照射方向的方向。另外，如圖6(b)所示，配置在上基板一側(cè)的偏光板(上偏光板)與配置在下基板一側(cè)的偏光板(下偏光板)的吸收軸方向，當(dāng)俯視基板時(shí)，與上下基板的光取向處理方向偏移45°。當(dāng)這樣進(jìn)行取向膜的取向處理與偏光板的配置時(shí)，本實(shí)施方式的液晶顯示裝置具有光取向處理方向在上下基板之間成為反平行方向、并且液晶分子垂直取向的所謂VAECB(Vertical AlignmentElectrically Controlled Birefringence垂直取向電控雙折射)模式。此外，在圖6中，實(shí)線箭頭表示對下基板的光照射方向(光取向處理方向)，虛線箭頭表示對上基板的光照射方向(光取向處理方向)。
接著，如圖9所示，對本實(shí)施方式的液晶顯示裝置的各像素被取向分割的情況進(jìn)行說明。在用于在本實(shí)施方式的液晶顯示裝置中形成4個(gè)疇的曝光工序中，首先，如圖7所示，使用具有將液晶顯示裝置的1個(gè)像素(1個(gè)像素(pixel)或1個(gè)子像素(sub pixel))的寬度分成兩部分的大小的遮光部14的光掩模13，沿一個(gè)方向(圖7中，從紙面跟前向里的方向)將與1個(gè)像素(1個(gè)像素(pixel)或1個(gè)子像素(sub pixel))的一半相當(dāng)?shù)膮^(qū)域進(jìn)行曝光，并且用遮光部14將其余的一半的區(qū)域遮住。在接下來的步驟中，如圖8所示，將光掩模13偏移像素(1個(gè)像素(pixel)或1個(gè)子像素(sub pixel))的半間距左右，用遮光部14將完成曝光的區(qū)域遮住，將未遮光的地方(圖7所示的步驟中未被曝光的未曝光區(qū)域)沿與圖7相反的方向(圖8中，從紙面里向跟前的方向)進(jìn)行曝光。由此，以將液晶顯示裝置的1個(gè)像素(1個(gè)像素(pixel)或1個(gè)子像素(sub pixel))的寬度分成兩部分的方式，呈條紋狀形成在相互相反的方向上表現(xiàn)出液晶預(yù)傾斜的區(qū)域。
如以上所述，按照將各個(gè)基板的各像素(各像素(pixel)或各子像素(sub pixel))分割成兩部分的方式以等間距進(jìn)行取向分割。然后，配置(貼合)兩基板使得當(dāng)俯視基板時(shí)在上下基板12中分割方向(光取向處理方向)互相正交，另外，向液晶層中注入不含手性材料的液晶材料。由此，如圖9(a)所示，能夠形成位于液晶層的厚度方向的中央附近的液晶分子的取向方向在4個(gè)區(qū)域(圖9(a)中的i～iv)中相互不同、更具體而言大致正交的4個(gè)分割疇。即，施加AC電壓時(shí)的平均的液晶指向矢方向17，如圖9(a)所示，當(dāng)俯視基板時(shí)，在各疇中，成為將對上下基板12的光照射方向分為兩部分的方向。另外，如圖9(b)所示，當(dāng)俯視基板時(shí)，上基板(彩色濾光片基板)的光取向處理方向(圖9(a)中，虛線箭頭)與配置在上基板一側(cè)的偏光板的吸收軸方向16為相同方向，下基板(驅(qū)動(dòng)元件基板)的光取向處理方向(圖9(a)中，實(shí)線箭頭)與配置在下基板一側(cè)的偏光板的吸收軸方向15為相同方向。
此外，在各個(gè)疇邊界，一個(gè)基板上的液晶分子的取向方向與偏光板的吸收軸方向一致，另一個(gè)基板上的液晶分子的取向方向與基板大致垂直。因此，在將偏光板配置為正交尼科爾的情況下，即使在向基板間施加有電壓時(shí)，疇邊界也不透過光，因此成為暗線(暗的線)。
另外，該疇邊界通常被重復(fù)曝光，在以往的光取向膜的被重復(fù)曝光的部分(雙重曝光部)，預(yù)傾角不穩(wěn)定。另外，在以往的光取向膜的雙重曝光部中，由于曝光處理次數(shù)不對稱，AC影像殘留處于變大的趨勢。但是，通過使用本實(shí)施方式的取向膜，能夠有效地抑制雙重曝光部的AC影像殘留與液晶分子的預(yù)傾角的偏差的發(fā)生。
如以上說明的那樣，在本實(shí)施方式的液晶顯示裝置中，在形成有液晶分子的取向方向相互不同(大致正交)的4個(gè)疇的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)異的視角特性、即廣視野角。
此外，本實(shí)施方式的液晶顯示裝置的疇的布局，并不限于如圖9(a)所示的四分割，也可以是如圖10(a)所示的方式。圖10(a)為表示在實(shí)施方式1的液晶顯示裝置具有不同的4個(gè)疇的情況下的一個(gè)像素(1個(gè)像素(pixel)或1個(gè)子像素(sub pixel))內(nèi)的平均的液晶指向矢的方向、對一對基板(上下基板)的光取向處理方向、和疇的分割圖案的平面示意圖，(b)為表示在圖10(a)所示的液晶顯示裝置中設(shè)置的偏光板的吸收軸方向的示意圖，(c)為向一對基板間施加有閾值以上的AC電壓時(shí)的圖10(a)的A-B線的截面示意圖，表示液晶分子的取向方向。此外，在圖10(a)中，虛線箭頭表示對下基板(驅(qū)動(dòng)元件基板)的光照射方向(光取向處理方向)，實(shí)線箭頭表示對上基板(彩色濾光片基板)的光照射方向(光取向處理方向)。另外，圖10(c)中，虛線表示疇邊界。
作為該方式的制作方法，首先，如圖10(a)所示，按照將各個(gè)基板的各像素(各像素(pixel)或各子像素(sub pixel))分割為兩部分的方式以等間距進(jìn)行取向分割。配置(貼合)兩基板，使得當(dāng)俯視基板時(shí)，在上下基板12中分割方向(光取向處理方向)相互正交，并且將上基板(彩色濾光片基板)沿著圖10(a)中的虛線箭頭的方向偏移像素間距的1/4左右，由此，如圖10(a)所示，能夠形成位于液晶層的厚度方向的中央附近的液晶分子的取向方向在4個(gè)區(qū)域(圖10(a)中的i～iv)中相互不同、更具體而言大致正交的四分割疇。即，施加AC電壓時(shí)的平均的液晶指向矢方向17，如圖10(a)所示，當(dāng)俯視基板時(shí)，在各疇中，成為將對上下基板12的光照射方向分成兩部分的方向。另外，如圖10(b)所示，在該方式中，當(dāng)俯視基板時(shí)，上基板(彩色濾光片基板)的光取向處理方向(圖10(a)中的實(shí)線箭頭)與配置在上基板一側(cè)的偏光板的吸收軸方向16為相同方向，下基板(驅(qū)動(dòng)元件基板)的光取向處理方向(圖10(a)中的虛線箭頭)與配置在下基板一側(cè)的偏光板的吸收軸方向15為相同方向。在沒有向上下基板間施加電壓時(shí)，液晶分子由于取向膜的取向限制力而在與上下基板大致垂直的方向上取向。另一方面，當(dāng)向上下基板間施加有閾值以上的電壓時(shí)，如圖10(c)所示，液晶分子11在上下基板間扭轉(zhuǎn)大致90°，并且在4個(gè)疇中存在不同的4個(gè)取向狀態(tài)。
4.液晶顯示裝置的制作方法 以下對本實(shí)施方式的液晶顯示裝置的制作方法進(jìn)行說明。
首先，用通常的方法準(zhǔn)備取向膜形成前的一對基板。作為一個(gè)基板，通過在玻璃基板上依次形成(1)掃描信號線、(2)TFT等驅(qū)動(dòng)元件、(3)數(shù)據(jù)信號線和(4)由透明電極構(gòu)成的像素電極，準(zhǔn)備在基板上掃描信號線和數(shù)據(jù)信號線配置成隔著絕緣膜呈矩陣狀交叉、另外對每個(gè)交點(diǎn)配置有驅(qū)動(dòng)元件和像素電極的驅(qū)動(dòng)元件基板。此外，驅(qū)動(dòng)元件基板的各構(gòu)成部件的材質(zhì)只要使用一般使用的材料即可。
另一方面，作為另一個(gè)基板，通過在玻璃基板上依次形成(1)黑矩陣(BM)、(2)彩色濾光片、(3)保護(hù)膜和(4)由透明電極構(gòu)成的共用電極，準(zhǔn)備在基板上BM配置成格子狀、另外在由該BM分隔的區(qū)域配置有彩色濾光片的彩色濾光片基板(CF基板)。此外，CF基板的各構(gòu)成部件的材質(zhì)只要使用一般使用的材料即可。
接著，進(jìn)行取向膜的形成工序。此外，關(guān)于取向膜的形成工序，在1.取向膜材料和2.取向膜的制作方法中已詳細(xì)說明，在此，說明取向膜的形成工序的具體例子。首先，制造上述的具有光官能團(tuán)的酰亞胺、酰胺等的衍生物與不具有光官能團(tuán)的酰亞胺、酰胺等的衍生物的共聚物，調(diào)制出清漆。然后，在基板上印刷清漆后，在臨時(shí)燒制加熱板上，在90℃下進(jìn)行1分鐘的臨時(shí)燒制，在正式燒制加熱板上，在200℃下進(jìn)行60分鐘的正式燒制。此外，此時(shí)，清漆印刷成使得燒制后的取向膜的膜厚為100nm。接著，將基板冷卻至室溫，從與基板面法線偏移40°的方向，以20mJ/cm2的曝光能量，照射偏光度10∶1的P偏光紫外線。這樣形成本實(shí)施方式的取向膜。此外，取向膜的取向處理(取向膜的曝光工序)可以在后述的間隔物的配置工序之后進(jìn)行。
接著，進(jìn)行間隔物的配置工序。即，在一個(gè)基板上以期望的量(密度每100μm2面積4～5個(gè)左右)干式散布單元厚度保持件、例如塑料珠(SEKISUI FINE CHEMICAL CO.，LTD.制造，商品名Micro-pearl，直徑3.5μm)。作為用于配置間隔物的方法，可以是通過噴墨在期望的位置印刷含有單元厚度保持件(固著珠)的墨水的方法。此時(shí)，根據(jù)需要，可以在墨水干燥后將基板加熱到規(guī)定溫度(例如100～200℃左右)，以將固著珠充分固著在基板上。另外，作為用于配置間隔物的方法，可以是在取向膜的形成前，使用感光性樹脂材料在規(guī)定位置形成感光間隔物的方法。
接著，進(jìn)行密封材料的配置工序。即，在沒有配置間隔物的另一個(gè)基板上涂敷密封劑。作為密封材料的涂敷方法，優(yōu)選利用網(wǎng)版印刷進(jìn)行涂敷的方法和利用分配器進(jìn)行涂敷的方法。此外，作為密封材料，例如，可以優(yōu)選使用三井化學(xué)株式會社制造的STRUCT BOND XN-21S或協(xié)立化學(xué)株式會社制造的光熱密封劑。
接著，進(jìn)行液晶材料的注入工序。作為液晶材料的注入方法，優(yōu)選真空注入法和滴下注入法。在真空注入法中，作為密封劑，優(yōu)選ThreeBond Co.，Ltd.制造或SEKISUI FINE CHEMICAL CO.，LTD.制造的光固化粘合劑。
然后，與以往公知的方法同樣，經(jīng)過偏光板粘貼工序、組件制造工序，完成本實(shí)施方式的液晶顯示裝置。
5.AC影像殘留評價(jià)試驗(yàn) 以下說明制作具有圖5所示的單疇的VATN模式的液晶顯示裝置、并進(jìn)行AC影像殘留評價(jià)試驗(yàn)的結(jié)果。AC影像殘留的特性(AC特性)作為不具有光官能團(tuán)而具有垂直取向性官能團(tuán)的酰亞胺、酰胺等的衍生物相對于具有光官能團(tuán)的酰亞胺、酰胺等的衍生物的導(dǎo)入率的依存特性進(jìn)行研究。另外，AC特性，如圖11所示，使用由帶有ITO電極的基板構(gòu)成的液晶顯示裝置進(jìn)行了研究，該帶有ITO電極的基板形成有被分割成2個(gè)的由ITO的透明電極(電極18a和電極18b)。
首先，使不具有光官能團(tuán)的垂直取向性二胺單元相對于光取向二胺單元的導(dǎo)入率(重量％)改變?yōu)?％、8％、15％、25％、40％或50％，準(zhǔn)備聚合物(聚酰亞胺或聚酰胺)。此外，光取向二胺單元的單體選自具有上述式(1)～(4)所示的光官能團(tuán)的化合物，垂直取向性二胺單元的單體選自上述式(10)～(19)所示的化合物，酸酐選自上述式(20)～(26)所示的化合物。
接著，使用上述的印刷用溶劑調(diào)制清漆，例如，通過利用鼓式輥涂器或噴墨法的印刷工序，將清漆涂敷在帶有ITO電極的基板上。接著，通過用臨時(shí)燒制用加熱板將涂敷有清漆的帶有ITO電極的基板在90℃下加熱1分鐘，進(jìn)行臨時(shí)燒制。臨時(shí)燒制后的取向膜的膜厚為大約100nm。接著，用正式燒制用加熱板在200℃下進(jìn)行40分鐘正式燒制。
接著，利用噴墨印刷法將含有單元厚度保持件的墨水(分散液體)涂敷在規(guī)定位置(顯示區(qū)域外的遮光部)，并在室溫24℃下進(jìn)行干燥，由此，將單元厚度保持件配置在帶有ITO電極的基板上。
將基板冷卻至室溫后，如圖4所示，通過用UV光對配置有單元厚度保持件的帶有ITO電極的基板進(jìn)行照射(曝光)，進(jìn)行光取向處理。更具體而言，從與基板面法線偏移40°的方向，以20mJ/cm2的曝光能量照射偏光度10∶1的P偏光紫外線。
接著，在另一個(gè)基板上印刷密封材料，將兩基板貼合。此外，此時(shí)的單元間隙為3.5μm。接著，將經(jīng)過上述工序制作出的液晶顯示裝置加熱到60℃，在兩基板間注入介電各向異性為負(fù)的Nn液晶材料(默克公司(Merck KGaA)制造，MLC6610，Δn0.09，Δε-2.4，Tni90℃)，進(jìn)行密封。然后，作為再取向處理工序，用設(shè)定為130℃的烘箱對液晶顯示裝置進(jìn)行加熱，保持30分鐘后，以約4℃/min的速度驟冷至室溫24℃。此外，此時(shí)的液晶層的平均預(yù)傾角為約88.5～89.5℃。另外，在液晶顯示裝置上粘貼了吸收軸被配置成正交尼科爾的2塊偏光板(上偏光板23a和下偏光板23b)。
對AC特性的評價(jià)方法進(jìn)行說明。首先，在初始狀態(tài)(施加AC電壓(30Hz、7V)前)，向如上所述制作出的液晶顯示裝置的電極18a和電極18b均施加2.15～2.5V(每隔0.05V)的AC電壓(30Hz)，如圖14所示，從40cm的距離用數(shù)碼相機(jī)(佳能株式會社(Canon Inc.)制造，商品名Eos Kiss Digital N)24拍攝液晶顯示裝置19的圖像(顯示狀態(tài))(第一拍攝)。此外，在本評價(jià)試驗(yàn)中，AC電壓向液晶顯示裝置的施加使用信號發(fā)生器(巖通計(jì)測株式會社制造，SG-4115)。接著，如圖12所示，在僅對電極18b施加AC電壓(30Hz、7V)的狀態(tài)下保持一定時(shí)間(時(shí)間x)后，如圖13所示，對電極18a和電極18b施加2.15～2.5V(每隔0.05V)的AC電壓(30Hz)，與第一拍攝同樣地進(jìn)行拍攝(第二拍攝)。這樣，第二拍攝每隔某個(gè)一定時(shí)間進(jìn)行多次。此外，此時(shí)施加的2.15～2.5V(每隔0.05V)的電壓，僅是第二拍攝時(shí)的時(shí)間，為1分鐘左右。因此，與此時(shí)的時(shí)間相比，時(shí)間x非常長。然后，通過以下的步驟(I)～(III)對拍攝的圖像進(jìn)行了解析。此外，圖像解析使用圖像處理軟件(Media Cybernetics公司制造，Image-Pro Plus)。
(I)使用由40小時(shí)后、即x＝40時(shí)的第二拍攝所拍攝的圖像，計(jì)算施加各電壓(2.15～2.5V(每隔0.05V))時(shí)的(電極18b的亮度)÷(電極18a的亮度)，選定電極18b的亮度與電極18a的亮度之比為最大值時(shí)的電壓、即最大亮度比(ΔT)的電壓。
(II)使用由第一拍攝和第二拍攝所拍攝的圖像中，施加由上述(I)選定的電壓時(shí)的圖像，計(jì)算(電極18b的亮度)÷(電極18a的亮度)，求出施加各AC電壓(30Hz、7V)的時(shí)間、即各時(shí)間x的最大亮度比(ΔT)。
(III)以AC電壓(30Hz、7V)的施加時(shí)間為x軸、以由上述(II)求得的各時(shí)間x的最大亮度比(ΔT)為y軸，畫成圖。
此外，在施加AC電壓(30Hz、7V)前后，確認(rèn)了施加2.3～2.4V時(shí)的DC偏移量大致為0。因此，確認(rèn)了該ΔT評價(jià)不是由DC模式的影響引起的影像殘留，而是僅由AC模式的影響引起的影像殘留。
以下說明AC特性的評價(jià)結(jié)果。圖15為表示形成有不具有光官能團(tuán)的垂直取向性二胺單元相對于光取向二胺單元的導(dǎo)入率(重量％)為0％的取向膜的評價(jià)單元(液晶顯示裝置)的ΔT特性的圖。另外，圖16～圖20與圖14同樣，分別為表示導(dǎo)入率8％(圖16)、導(dǎo)入率15％(圖17)、導(dǎo)入率25％(圖18)、導(dǎo)入率40％(圖19)和導(dǎo)入率50％(圖20)的ΔT特性的圖。此外，在圖15～20中，顯示了多個(gè)圖，這些圖分別表示由相同的材質(zhì)和工藝條件制造的多個(gè)評價(jià)單元的ΔT特性。另外，圖21為表示對各導(dǎo)入率(0％、8％、15％、25％、40％和50％)的評價(jià)單元進(jìn)行AC電壓通電40小時(shí)后的ΔT特性的圖。此外，圖21中，菱形的標(biāo)記(◆)表示平均值，用線段隔開的范圍(I)表示最大值和最小值的范圍。
由該結(jié)果可知，隨著不具有光官能團(tuán)的垂直取向性二胺單元相對于光取向二胺單元的導(dǎo)入率的増加，ΔT特性變好，AC影像殘留降低。另外，雖然未圖示，但是確認(rèn)了導(dǎo)入率4％時(shí)的ΔT為1.08水平。這樣可知，當(dāng)導(dǎo)入率為4～40％時(shí)，能夠使ΔT為1.08以下，從而能夠更有效地降低AC影像殘留。另外可知，當(dāng)導(dǎo)入率為15～40％時(shí)，能夠使ΔT為1.06以下，從而能夠特別有效地降低AC影像殘留。另一方面，導(dǎo)入率為0％時(shí)的液晶層的平均預(yù)傾角為88.3°，導(dǎo)入率為4％時(shí)的液晶層的平均預(yù)傾角為88.5°，導(dǎo)入率為8％時(shí)的液晶層的平均預(yù)傾角為88.8°，導(dǎo)入率為15％時(shí)的液晶層的平均預(yù)傾角為89.2°，導(dǎo)入率為40％時(shí)的液晶層的平均預(yù)傾角為89.5°。這樣，導(dǎo)入率越高，液晶層的平均預(yù)傾角越高。
本申請以2007年3月26日提出申請的日本專利申請2007-80289號作為基礎(chǔ)，主張基于巴黎公約和進(jìn)入國的法規(guī)的優(yōu)先權(quán)。該申請的全部內(nèi)容被納入本申請中作為參照。



圖1表示實(shí)施方式1的取向膜材料中的聚合物的基本結(jié)構(gòu)。此外，在圖1中，由實(shí)線包圍的部分是由酸酐衍生的單元(酸酐單元)，由虛線包圍的部分是由有具有光官能團(tuán)的側(cè)鏈的二胺衍生的單元(光取向二胺單元)，由單點(diǎn)劃線包圍的部分是由有具有垂直取向性官能團(tuán)的側(cè)鏈的二胺衍生的單元(垂直取向性二胺單元)。
圖2為用于說明抑制由側(cè)鏈變形引起的AC影像殘留的機(jī)理的表示實(shí)施方式1的液晶顯示裝置的取向膜表面附近的截面示意圖，(a)表示初始狀態(tài)，(b)表示向液晶層施加有電場的狀態(tài)，(c)表示向液晶層施加的電場被解除后的狀態(tài)。
圖3為用于說明抑制由液晶吸附引起的AC影像殘留的機(jī)理的表示實(shí)施方式1的液晶顯示裝置的取向膜表面附近的截面示意圖，(a)表示初始狀態(tài)，(b)表示向液晶層施加有電場的狀態(tài)，(c)表示向液晶層施加的電場被解除后的狀態(tài)。
圖4為表示實(shí)施方式1的光取向處理方向與液晶分子的預(yù)傾斜方向的關(guān)系的立體示意圖。
圖5(a)為表示在實(shí)施方式1的液晶顯示裝置具有單疇的情況下的一個(gè)像素(1個(gè)像素(pixel)或1個(gè)子像素(sub pixel))內(nèi)的液晶指向矢的方向與對一對基板(上下基板)的光取向處理方向的平面示意圖，(b)為表示在圖5(a)所示的液晶顯示裝置中設(shè)置的偏光板的吸收軸方向的示意圖。此外，圖5(a)表示在一對基板之間光取向處理方向正交、并且向一對基板之間施加有閾值以上的AC電壓的狀態(tài)。另外，在圖5(a)中，實(shí)線箭頭表示對下基板的光照射方向(光取向處理方向)，虛線箭頭表示對上基板的光照射方向(光取向處理方向)。
圖6(a)為表示在實(shí)施方式1的液晶顯示裝置具有單疇的情況下的一個(gè)像素(1個(gè)像素(pixel)或1個(gè)子像素(sub pixel))內(nèi)的液晶指向矢的方向與對一對基板(上下基板)的光取向處理方向的平面示意圖， (b)為表示在圖6(a)所示的液晶顯示裝置中設(shè)置的偏光板的吸收軸方向的示意圖。此外，圖6(a)表示在一對基板之間光取向處理方向反平行、并且向一對基板之間施加有閾值以上的AC電壓的狀態(tài)。另外，圖6(a)中，實(shí)線箭頭表示對下基板的光照射方向(光取向處理方向)，虛線箭頭表示對上基板的光照射方向(光取向處理方向)。
圖7為表示用于由使用對準(zhǔn)掩模的接近式曝光法進(jìn)行取向分割的實(shí)施方式1的光取向處理工藝中的基板和光掩模的第一配置關(guān)系的截面示意圖。
圖8為表示用于由使用對準(zhǔn)掩模的接近式曝光法進(jìn)行取向分割的實(shí)施方式1的光取向處理工藝中的基板和光掩模的第二配置關(guān)系的截面示意圖。
圖9(a)為表示在實(shí)施方式1的液晶顯示裝置具有4個(gè)疇的情況下的一個(gè)像素(1個(gè)像素(pixel)或1個(gè)子像素(sub pixel))內(nèi)的平均的液晶指向矢的方向、對一對基板(上下基板)的光取向處理方向、和疇的分割圖案的平面示意圖，(b)為表示在圖9(a)所示的液晶顯示裝置中設(shè)置的偏光板的吸收軸方向的示意圖。此外，圖9(a)表示向一對基板之間施加有閾值以上的AC電壓的狀態(tài)。另外，圖9(a)中，實(shí)線箭頭表示對下基板(驅(qū)動(dòng)元件基板)的光照射方向(光取向處理方向)，虛線箭頭表示對上基板(彩色濾光片基板)的光照射方向(光取向處理方向)。
圖10(a)為表示在實(shí)施方式1的液晶顯示裝置具有不同的4個(gè)疇的情況下的一個(gè)像素(1個(gè)像素(pixel)或1個(gè)子像素(sub pixel))內(nèi)的平均的液晶指向矢的方向、對一對基板(上下基板)的光取向處理方向、和疇的分割圖案的平面示意圖，(b)為表示在圖10(a)所示的液晶顯示裝置中設(shè)置的偏光板的吸收軸方向的示意圖，(c)為表示向一對基板之間施加有閾值以上的AC電壓時(shí)的圖10(a)的A-B線的截面示意圖，表示液晶分子的取向方向。此外，圖10(a)中，虛線箭頭表示對下基叛(驅(qū)動(dòng)元件基板)的光照射方向(光取向處理方向)，實(shí)線箭頭表示對上基板(彩色濾光片基板)的光照射方向(光取向處理方向)。另外，圖10(c)中，虛線表示疇邊界。
圖11為表示在AC影像殘留評價(jià)試驗(yàn)中使用的評價(jià)單元(液晶顯示裝置)的透明電極的平面示意圖。
圖12為表示用于AC影像殘留評價(jià)試驗(yàn)的通電時(shí)的評價(jià)單元(液晶顯示裝置)的顯示狀態(tài)的平面示意圖。
圖13為表示AC影像殘留評價(jià)試驗(yàn)時(shí)的評價(jià)單元(液晶顯示裝置)的顯示狀態(tài)的平面示意圖。
圖14為表示AC影像殘留評價(jià)試驗(yàn)的評價(jià)單元(液晶顯示裝置)和數(shù)碼相機(jī)的配置關(guān)系的側(cè)面示意圖。
圖15為表示形成有不具有光官能團(tuán)的垂直取向性二胺單元相對于光取向二胺單元的導(dǎo)入率(重量％)為0％的取向膜的評價(jià)單元(液晶顯示裝置)的ΔT特性的圖。
圖16為表示形成有不具有光官能團(tuán)的垂直取向性二胺單元相對于光取向二胺單元的導(dǎo)入率(重量％)為8％的取向膜的評價(jià)單元(液晶顯示裝置)的ΔT特性的圖。
圖17為表示形成有不具有光官能團(tuán)的垂直取向性二胺單元相對于光取向二胺單元的導(dǎo)入率(重量％)為15％的取向膜的評價(jià)單元(液晶顯示裝置)的ΔT特性的圖。
圖18為表示形成有不具有光官能團(tuán)的垂直取向性二胺單元相對于光取向二胺單元的導(dǎo)入率(重量％)為25％的取向膜的評價(jià)單元(液晶顯示裝置)的ΔT特性的圖。
圖19為表示形成有不具有光官能團(tuán)的垂直取向性二胺單元相對于光取向二胺單元的導(dǎo)入率(重量％)為40％的取向膜的評價(jià)單元(液晶顯示裝置)的ΔT特性的圖。
圖20為表示形成有不具有光官能團(tuán)的垂直取向性二胺單元相對于光取向二胺單元的導(dǎo)入率(重量％)為50％的取向膜的評價(jià)單元(液晶顯示裝置)的ΔT特性的圖。
圖21為表示對各導(dǎo)入率(0％、8％、15％、25％、40％和50％)的評價(jià)單元進(jìn)行AC電壓通電40小時(shí)后的ΔT特性的圖。此外，圖21中，菱形的標(biāo)記(◆)表示平均值，用線段隔開的范圍(I)表示最大值和最小值的范圍。
圖22為用于說明由側(cè)鏈變形引起的AC影像殘留的發(fā)生機(jī)理的表示以往的光取向膜表面附近的截面示意圖，(a)表示初始狀態(tài)，(b)表示向液晶層施加有電場的狀態(tài)，(c)表示向液晶層施加的電場被解除后的狀態(tài)。
圖23為用于說明由液晶吸附引起的AC影像殘留的發(fā)生機(jī)理的表示以往的光取向膜表面附近的截面示意圖，(a)表示初始狀態(tài)，(b)表示向液晶層施加有電場的狀態(tài)，(c)表示向液晶層施加的電場被解除后的狀態(tài)。
符號說明 10取向膜 11、111液晶分子 12上下基板 13光掩模 14遮光部 15配置在下基板一側(cè)的偏光板的吸收軸方向 16配置在上基板一側(cè)的偏光板的吸收軸方向 17施加AC電壓時(shí)的平均的液晶指向矢方向 18a、18b電極 19液晶顯示裝置 20、120液晶層 21具有光官能團(tuán)的側(cè)鏈 22具有垂直取向性官能團(tuán)的側(cè)鏈 23a上偏光板 23b下偏光板 24數(shù)碼相機(jī) 25、125主鏈 130光取向膜 131側(cè)鏈
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，其具有在一對基板間夾持有包含液晶分子的液晶層的結(jié)構(gòu)，并在至少一個(gè)基板的液晶層一側(cè)的表面具有取向膜，其特征在于
所述取向膜是對使用取向膜材料形成的膜實(shí)施基于光照射的取向處理而得到的取向膜，所述取向膜材料含有以第一結(jié)構(gòu)單元和第二結(jié)構(gòu)單元作為必要結(jié)構(gòu)單元的聚合物，所述第一結(jié)構(gòu)單元通過光照射表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行取向控制的特性，所述第二結(jié)構(gòu)單元無論是否進(jìn)行光照射都表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行取向控制的特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于
所述取向膜材料中的聚合物的第一結(jié)構(gòu)單元有具有光官能團(tuán)的側(cè)鏈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于
所述取向膜材料中的聚合物的第二結(jié)構(gòu)單元有具有取向性官能團(tuán)的側(cè)鏈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于
所述取向膜材料中的聚合物的必要結(jié)構(gòu)單元的取向控制方向?yàn)橄嗤较颉?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于
所述液晶顯示裝置的取向膜在取向膜面內(nèi)對液晶分子均勻地進(jìn)行取向控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于
所述液晶顯示裝置的取向膜為對液晶分子進(jìn)行垂直取向控制的垂直取向膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于
所述液晶顯示裝置的取向膜對液晶分子進(jìn)行取向控制使得液晶層的平均預(yù)傾角為87°以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于
所述液晶顯示裝置的取向膜對液晶分子進(jìn)行取向控制使得液晶層的平均預(yù)傾角為89.5°以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于
所述取向膜材料中的聚合物的第二結(jié)構(gòu)單元有具有垂直取向性官能團(tuán)的側(cè)鏈。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于
所述取向膜材料中的聚合物的第一結(jié)構(gòu)單元有具有選自香豆素基、肉桂酸酯基、查爾酮基、偶氮苯基和茋基中的至少一個(gè)光官能團(tuán)的側(cè)鏈。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于
所述取向膜材料中的聚合物的第二結(jié)構(gòu)單元有具有類甾醇骨架的側(cè)鏈。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于
所述取向膜材料中的聚合物的第二結(jié)構(gòu)單元有具有3～4個(gè)環(huán)直接或通過1，2-亞乙基結(jié)合成直線狀的結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈，所述3～4個(gè)環(huán)選自1，4-亞環(huán)己基和1，4-亞苯基中的任一個(gè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于
所述取向膜材料中的聚合物具有選自聚酰胺酸、聚酰亞胺、聚酰胺和聚硅氧烷中的至少一個(gè)的主鏈結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于
所述取向膜材料中的聚合物的必要結(jié)構(gòu)單元由二胺形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于
所述取向膜材料中的聚合物是單體成分的共聚物，該單體成分包括二胺；與酸酐和二元羧酸中的至少一個(gè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于
所述取向膜材料中的聚合物的第二結(jié)構(gòu)單元的單體成分相對于第一結(jié)構(gòu)單元的單體成分的重量％為4％以上。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于
所述取向膜材料中的聚合物的第二結(jié)構(gòu)單元的單體成分相對于第一結(jié)構(gòu)單元的單體成分的重量％為40％以下。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于
所述液晶顯示裝置具有配置成矩陣狀的像素，該像素包括在一個(gè)基板的液晶層一側(cè)配置成矩陣狀的像素電極和配置在另一個(gè)基板的液晶層一側(cè)的共用電極，
該像素具有鄰接配置的2個(gè)以上的疇。
19.一種液晶顯示裝置，其具有在一對基板間夾持有包含液晶分子的液晶層的結(jié)構(gòu)，并在至少一個(gè)基板的液晶層一側(cè)的表面具有取向膜，其特征在于
所述取向膜含有以第三結(jié)構(gòu)單元和第四結(jié)構(gòu)單元作為必要結(jié)構(gòu)單元的聚合物，所述第三結(jié)構(gòu)單元具有來自光官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)，所述第四結(jié)構(gòu)單元不具有來自光官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)，具有取向性官能團(tuán)。
20.一種取向膜材料用聚合物，其特征在于
包含在取向膜材料中，所述取向膜材料用于形成在權(quán)利要求1～19中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置中設(shè)置的取向膜。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠抑制AC模式下的影像殘留的發(fā)生的液晶顯示裝置和取向膜材料用聚合物。本發(fā)明的液晶顯示裝置具有在一對基板間夾持有包含液晶分子的液晶層的結(jié)構(gòu)，并在至少一個(gè)基板的液晶層一側(cè)的表面具有取向膜，其中，上述取向膜是對使用取向膜材料形成的膜實(shí)施基于光照射的取向處理而得到的取向膜，上述取向膜材料含有以第一結(jié)構(gòu)單元和第二結(jié)構(gòu)單元作為必要結(jié)構(gòu)單元的聚合物，上述第一結(jié)構(gòu)單元通過光照射表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行取向控制的特性，上述第二結(jié)構(gòu)單元無論是否進(jìn)行光照射都表現(xiàn)出對液晶分子進(jìn)行取向控制的特性。
文檔編號G02F1/1337GK101606100SQ20088000476
公開日2009年12月16日 申請日期2008年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月26日
發(fā)明者寺下慎一, 三宅敢, 宮地弘一, 寺岡優(yōu)子 申請人:夏普株式會社