CN102334063A - 液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的液晶显示装置(100)的制造方法，包括：准备液晶单元(110)的工序，该液晶单元(110)包括：具有取向膜(126)的背面基板(120)、具有取向膜(146)的正面基板(140)、和被背面基板(120)的取向膜(126)和正面基板(140)的取向膜(146)夹着的混合物(C)，混合物(C)含有液晶化合物和溶解于液晶化合物的浓度为0.22wt％以上0.28wt％以下的光聚合性化合物；和通过使液晶单元(110)的混合物中含有的光聚合性化合物聚合，在背面基板(120)和正面基板(140)各自的取向膜(126、146)上形成取向维持层(130、150)的工序。

Description

液晶显示装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及液晶显示装置及其制造方法。
背景技术
液晶显示装置不仅用作大型电视机，也用作便携式电话的显示部等小型显示装置。以往经常使用的TN(Twisted Nematic：扭曲向列)模式的液晶显示装置具有较小的视野角，但近年来，已经制作出被称为IPS(In-Plane-Switching：面内开关)模式和VA(Vertical Alignment：垂直取向)模式的广视野角的液晶显示装置。在这样的广视野角模式之中，VA模式由于能够实现高对比度，所以被众多液晶显示装置采用。液晶显示装置具有规定其附近的液晶分子的取向方向的取向膜，在VA模式的液晶显示装置中，取向膜使液晶分子与其主面大致垂直地取向。
作为VA模式的一种，已知在一个像素区域形成多个液晶畴的MVA(Multi-domain Vertical Alignment：多畴垂直取向)模式。在MVA模式的液晶显示装置中，在夹着垂直取向型液晶层相对的一对基板中的至少一个基板的液晶层一侧设置有取向限制结构。取向限制结构是例如设置于电极的线状的狭缝(开口部)或肋(突起构造)。通过取向限制结构，从液晶层的一侧或两侧赋予取向限制力，形成取向方向不同的多个液晶畴(典型的是四个液晶畴)，实现视野角特性的改善。
另外，作为VA模式的另外一种，还已知CPA(Continuous PinwheelAlignment：连续焰火状取向)模式。在一般的CPA模式的液晶显示装置中，设置有具有高对称性形状的像素电极，并且与液晶畴的中心对应地在对置电极设置有突起物。该突起物也被称为铆钉。当施加电压时，按照通过对置电极和对称性高的像素电极形成的斜电场，液晶分子呈放射状倾斜取向。另外，通过铆钉的倾斜侧面的取向限制力，液晶分子的倾斜取向稳定化。像这样一个像素内的液晶分子呈放射状取向，由此，视野角特性得到改善。
在一般的VA模式中，在无电压施加状态下液晶分子在取向膜的主面的法线方向取向，当对液晶层施加电压时，液晶分子在规定的方向取向。另一方面，为了改善液晶显示装置的响应速度，探讨了利用Polymer Sustained Alignment Technology(聚合物稳定取向技术，以下称为“PSA技术”)的方案(参照专利文献1和2)。在PSA技术中，通过在对混合有少量的聚合性化合物(例如光聚合性单体)的液晶层施加有电压的状态下进行聚合性化合物的聚合，来控制液晶分子的预倾方向。由此，赋予液晶分子预倾，使得在无电压施加状态下液晶分子从取向膜的主面的法线方向倾斜。
专利文献1的液晶显示装置是设置狭缝或肋作为取向限制结构的MVA模式。在专利文献1的液晶显示装置中，设置有线状的狭缝和/或肋，通过施加电压，液晶分子以液晶分子的方位角成分与狭缝或肋正交的方式取向。当在该状态下照射紫外线时，形成聚合物，从而液晶分子的取向状态得到维持(存储)。之后，即使结束电压的施加，液晶分子也从取向膜的主面的法线方向向预倾方位倾斜。
另外，专利文献2的液晶显示装置具有微细的条纹状图案的电极，当向液晶层施加电压时，液晶分子与条纹状的图案的长度方向平行地取向。这与专利文献1的液晶显示装置中液晶分子的方位角成分与狭缝或肋正交形成对照。另外，通过设置有多个狭缝，取向的紊乱得到抑制。在该状态下，照射紫外线来维持(存储)液晶分子的取向状态。之后，即使结束电压的施加，液晶分子也从取向膜的主面的法线方向向预倾方位倾斜。通过这样的方式，对无电压施加状态的液晶分子赋予预倾，由此实现响应速度的改善。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-357830号公报
专利文献2：日本特开2003-149647号公报
发明内容
发明要解决的课题
本申请发明人发现：利用PSA技术制作的液晶显示装置会产生亮点，其中一个原因是聚合物的异常成长。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于：提供一种抑制了亮点的产生的液晶显示装置及其制造方法。
用于解决课题的方法
本发明的液晶显示装置的制造方法，包括：准备液晶单元的工序，该液晶单元包括：具有取向膜的背面基板、具有取向膜的正面基板、和被上述背面基板的上述取向膜和上述正面基板的上述取向膜夹着的混合物，上述混合物含有液晶化合物和溶解于上述液晶化合物的浓度为0.22wt％以上0.28wt％以下的光聚合性化合物；和通过使上述液晶单元的上述混合物中含有的上述光聚合性化合物聚合，在上述背面基板和上述正面基板各自的上述取向膜上形成取向维持层的工序。
在某个实施方式中，上述准备液晶单元的工序，包括用光硬化性树脂或热硬化性树脂将上述背面基板和上述正面基板贴合的工序。
在某个实施方式中，在上述准备液晶单元的工序中，上述混合物还含有手性剂。
本发明的液晶显示装置通过上述记载的制造方法制造。
发明效果
根据本发明，能够提供一种抑制了亮点的产生的液晶显示装置。
附图说明
图1(a)是本发明的液晶显示装置的第一实施方式的示意图，(b)是表示液晶显示装置的像素电极和液晶分子的取向方向的示意图。
图2是表示第一实施方式的液晶显示装置的取向维持层的SEM像的图。
图3(a)表示比较例1的液晶显示装置的示意图，(b)表示比较例2的液晶显示装置的示意图，(c)表示本实施方式的液晶显示装置的示意图。
图4(a)和(b)是用于说明图1所示的液晶显示装置的制造方法的示意图。
图5(a)～(e)是用于进一步说明图1所示的液晶显示装置的具体制造方法的示意图。
图6是本发明的液晶显示装置的第二实施方式的示意图。
具体实施方式
以下参照附图，对本发明的液晶显示装置的实施方式进行说明。但是，本发明并不限定于以下的实施方式。
(实施方式1)
以下，参照图1和图2，对本发明的液晶显示装置的实施方式进行说明。
图1(a)表示本实施方式的液晶显示装置100的示意图。液晶显示装置100包括背面基板120、正面基板140和液晶层160。背面基板120具有透明的绝缘基板122、像素电极124和取向膜126。正面基板140具有绝缘基板142、对置电极144和取向膜146。液晶层160被夹在背面基板120与正面基板140之间。液晶显示装置100根据需要也可以具有背光源。
在液晶显示装置100设置有沿多行和多列排列的矩阵状的像素，在背面基板120，对各像素至少设置有一个开关元件(例如，薄膜晶体管(Thin Film Transistor：TFT))(此处未图示)。在本说明书中，所谓“像素”，是指显示中表现特定的灰度等级的最小单位，在彩色显示中，对应于例如表现R、G和B各自的灰度等级的单位，也被称为点(dot)。R像素、G像素和B像素的组合，构成一个彩色显示像素。“像素区域”是指显示的“像素”所对应的液晶显示装置100的区域。背面基板120也被称为有源矩阵基板，正面基板140也被称为对置基板。另外，当液晶显示装置100为彩色液晶显示装置时，多在正面基板140设置有彩色滤光片，这种正面基板140也被称为彩色滤光片基板。
另外，虽然未图示，但在背面基板120和正面基板140分别设置有偏光板。因此，两个偏光板配置成夹着液晶层160互相相对。两个偏光板的透过轴(偏光轴)配置成互相正交，一个沿水平方向(行方向)配置，另一个沿垂直方向(列方向)配置。另外，根据需要也可以在各偏光板与绝缘基板122或142之间还设置波长板。
液晶层160含有具有负的介电常数各向异性的向列液晶化合物(液晶分子162)。液晶层160是垂直取向型，液晶分子162在与取向膜126和取向膜146的表面成大致90°的方向上取向。另外，根据需要也可以在液晶层160中添加手性剂。液晶层160与正交偏振配置的偏光板组合，进行常黑模式的显示。
如图1(b)所示，液晶显示装置100中，像素电极124具有十字状的主干电极124j和从主干电极124j向四个不同方向d1～d4延伸的线状电极124k1～124k4。这种像素电极的结构也被称为鱼骨结构。另外，主干电极124j在x方向和y方向上延伸。例如，在像素电极124中，主干电极124j的宽度为3μm。另外，线状电极124k1、124k2、124k3、124k4的宽度为3μm，其间隔为3μm。在此，如果以显示画面(纸面)的水平方向(左右方向)为方位角方向的基准，以左旋转为正(如果将显示面比作时钟的文字盘，则以三点钟方向为方位角0°，以逆时针方向为正)，则方向d1～d4分别朝向135°、45°、315°、225°。
液晶显示装置100中，当施加电压到液晶层160时，如图1(b)所示，液晶分子162与对应的线状电极124k1～124k4的延伸方向平行地取向。液晶层160是垂直取向型，液晶层160具有由线状电极124k1形成的液晶畴A、由线状电极124k2形成的液晶畴B、由线状电极124k3形成的液晶畴C、由线状电极124k4形成的液晶畴D。在没有施加电压到液晶层160或者施加电压较低的情况下，液晶分子162除了像素电极124附近，与未图示的取向膜的主面垂直地取向。另一方面，在施加规定的电压到液晶层160的情况下，液晶分子162沿线状电极124k1、124k2、124k3、124k4延伸的方向d1～d4取向。
在本说明书中，将液晶畴A～D的中央的液晶分子的取向方向称为基准取向方向，将沿基准取向方向中的液晶分子的长轴从背面朝向正面的方向的方位角成分(即，投影于取向膜的主面的方位角成分)称为基准取向方位。基准取向方位赋予对应的液晶畴特征，对各液晶畴的视野角特性赋予支配性的影响。如果以显示画面(纸面)的水平方向(左右方向)为方位角方向的基准，以左旋转为正，则四个液晶畴A～D的基准取向方位被设定成任意两个方位之差为大致等于90°的整数倍的4个方位。具体而言，液晶畴A、B、C、D的基准取向方位分别为315°、225°、135°、45°。像这样通过液晶分子162在四个不同的方位取向，视野角特性得到改善。
另外，图1(b)所示的像素电极124具有鱼骨结构，但液晶显示装置100也可以是ASV、CPA模式、PVA(Patterned Vertical Alignment：图案垂直取向)等，像素电极124也可以含有对称性高的形状(例如，大致正方形)的单位电极。
在本实施方式的液晶显示装置100中，在取向膜126上的液晶层160一侧设置有取向维持层130。取向维持层130包含光聚合性化合物聚合而得的聚合物。另外，在取向膜146上的液晶层160一侧设置有取向维持层150。取向维持层150包含光聚合性化合物聚合而得的聚合物。例如，取向维持层130由与取向维持层150相同的材料构成。另外，图1(a)表示液晶分子162与取向膜126、146的主面的法线方向平行地取向，但通过取向维持层130、150，液晶分子162的取向被维持在从取向膜126、146的主面的法线方向略微倾斜的方向。像这样，液晶分子162的取向方向被取向膜126、146和取向维持层130、150规定。取向维持层130、150在取向膜126、146上设置成岛状，取向膜126、146的一部分的表面也可以与液晶层160接触。当与形成在液晶层160内的电场相应地取向的液晶分子162被聚合物固定时，即使在没有电场的状态下也取向也得到维持。在取向膜126、146上形成有取向维持层130、150之后，取向维持层130、150规定液晶分子的预倾方向。
参照图2对上述取向维持层130和150的一例进行说明。图2所示的SEM像是将液晶显示装置100分解后，除去液晶材料，将用溶剂洗净后的表面用SEM观察得到的图。根据图2可知，取向维持层包含粒径50nm以下的聚合物的粒子。另外，该聚合物也存在成长到1μm～5μm的情况。
光聚合性化合物溶解于液晶化合物，光聚合性化合物和液晶化合物的混合物被用作液晶材料。在液晶单元中，液晶材料被背面基板120、正面基板140和密封剂包围，通过使液晶材料内的光聚合性化合物聚合来形成取向维持层130、150。
在此，作为光聚合性化合物，使用具有一个以上的环结构或稠环结构和与上述环结构或稠环结构直接结合的两个官能团的能够聚合的单体。例如，单体选自下述通式(1)所示的物质。
P1-A1-(Z1-A2)n-P2(1)
在通式(1)中，P1和P2是官能团，分别独立地为丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、乙烯基、乙烯氧基或环氧基，A1和A2是环结构，分别独立表示1，4-亚苯基或萘-2，6-二基，Z1为-COO-基、-OCO-基或单键，n为0、1或2。
在通式(1)中，P1和P2优选为丙烯酸酯基，Z1优选为单键，n优选为0或1。优选的单体例如是由下式表示的化合物。
[化学式1]
在结构式(1a)～(1c)中，P1和P2如通式(1)所述，特别优选P1和P2为丙烯酸酯基。另外，上述化合物中非常优选的是结构式(1a)和结构式(1b)所示的化合物，特别优选结构式(1a)的化合物。
严密地说随温度不同而不同，但在一般的实际使用温度范围内使临界量(critical mass)的光聚合性单体溶解于液晶化合物的情况下，光聚合性单体相对于液晶材料的浓度为0.4～0.5wt％，即使添加在此以上的光聚合性单体，光聚合性单体也不会溶解(分散)于液晶化合物。本申请发明人发现，当将在液晶化合物中溶解有光聚合性单体的液晶材料在真空下进行浸渍(dip)时或者将之向基板滴下而将正面基板和背面基板贴合时，液晶材料在正面基板和背面基板之间流动，但此时，光聚合性单体自身的浓度和/或混入液晶材料的不纯物质的浓度存在偏差，如果在这种状态下进行光聚合性单体的聚合，则单体的成长出现偏差而产生亮点。
在本实施方式的液晶显示装置100中，光聚合性化合物相对于液晶材料的浓度为0.22wt％以上0.28wt％以下，优选为0.25wt％。详细说明在后面阐述，通过像这样适当地设定光聚合性化合物的浓度，不仅能够改善响应速度而且能够抑制亮点的产生。
以下，参照图3与比较例1和2的液晶显示装置进行比较来说明本实施方式的液晶显示装置100的优点。图3(a)表示比较例1的液晶显示装置700的示意图，图3(b)表示比较例2的液晶显示装置800的示意图，图3(c)表示本实施方式的液晶显示装置100的示意图。
在比较例1的液晶显示装置700中不在液晶材料中添加光聚合性单体，不在液晶显示装置700设置取向维持层。另一方面，在比较例2的液晶显示装置800中使用添加有浓度0.30wt％的光聚合性单体的液晶材料，形成取向维持层830、850。与之相对，在液晶显示装置100中，使用添加有浓度为0.22wt％以上0.28wt％以下的光聚合性单体的液晶材料，形成取向维持层130、150。
在将本实施方式的液晶显示装置100与比较例1的液晶显示装置700作比较的情况下，比较例1的液晶显示装置700的响应速度较慢。与之相对，在本实施方式的液晶显示装置100中，通过设置取向维持层130、150，响应速度得到改善。另外，在比较例2的液晶显示装置800中，与液晶显示装置100同样地，也通过设置取向维持层830、850，响应速度得到改善。
但是，在比较例2的液晶显示装置800中存在产生亮点的情况。分析比较例2的液晶显示装置800可知，在比较例2的液晶显示装置800的取向维持层830、850中，聚合物的粒径较大。像这样的取向维持层830、850与所谓的结构物同等地起作用，不仅维持液晶分子862的取向，而且限制液晶分子862的取向，可以认为作为结果产生了亮点。与之相对，在本实施方式的液晶显示装置100的取向维持层130、150中由于聚合物的粒径较小，所以亮点的产生受到抑制。像这样，在液晶材料中混合有光聚合性单体的情况下，如果液晶材料中的光聚合性单体的浓度高，则产生亮点，所以优选液晶材料中的光聚合性单体的浓度不过高。
另外，在比较例1的液晶显示装置700中，没有在液晶材料中添加光聚合性单体，但即使在液晶材料中添加有光聚合性单体的情况下，当单体浓度相对于液晶材料的浓度低时，响应速度也与比较例1的液晶显示装置700同样地慢。另外，在单体浓度相对于液晶材料的浓度低的情况下，在长时间持续某种显示之后，当进行其他的显示(例如，全画面相同灰度等级水平的显示)时，有时由于之前的显示，能够看到与本来要显示的灰度等级不同的灰度等级的亮度，有时发生残影。出于该观点，优选液晶材料中的光聚合性单体的浓度不过低。鉴于以上各点，在本实施方式的液晶显示装置100中，使光聚合性单体相对于液晶材料的浓度为0.22wt％以上0.28wt％以下。另外，0.22wt％以上0.28wt％以下的量的光聚合性单体能够溶解于液晶化合物。
以下，参照表1对单体浓度不同的液晶面板的特性进行说明。将使单体浓度变化为0.20wt％、0.22wt％、0.25wt％、0.28wt％、0.30wt％和0.40wt％的情况下的每个液晶面板的亮点数、初始测试、残影测试和冲击测试的测定结果在表1表示。亮点数、初始测试、残影测试和冲击测试以多个液晶面板、例如像素结构(仅具有透过部的液晶面板、具有透过部和反射部的液晶层的厚度不同的多隙(multigap)结构的液晶面板)、像素大小(小的是VGA级，大的是QVGA级)、电极形状、电极结构(具体而言，肋结构、狭缝结构、鱼骨结构)、面板尺寸(小的是2英寸，大的是10英寸左右)等结构和条件不同的液晶面板为对象进行。
另外，亮点数用在CPA模式下仅具有狭缝结构的透过部的液晶面板进行测定，该液晶面板是像素间距小的高精细型的3型VGA级的液晶面板。在表1中，初始测试、残影测试和冲击测试的栏所示的“×”表示大部分类型的液晶面板不满足合格标准，“○”表示大部分类型的液晶面板满足合格标准。另外，“△”表示几种类型的液晶面板不满足合格标准。另外，在CPA模式下仅具有狭缝结构的透过部的液晶面板的情况，比其他情况更容易满足合格标准，另一方面，如果其中的一部分的结构不同(例如，像素大小、电极形状和尺寸比较微细，或者大型的尺寸或多隙结构)，则存在不满足合格标准的情况。
[表1]
  单体浓度   0.20wt％   0.22wt％   0.25wt％   0.28wt％   0.30wt％   0.40wt％
  亮点数/面板   0个   0个   0个   0个   20个～30个   50个
  初始测试   ×   ○～△   ○～△   ○～△   ○   ○
  残影测试   ×   ○   ○   ○   ○   ○
  冲击测试   ×   ○   ○   ○   ○   ○
在单体浓度为0.20wt％、0.22wt％、0.25wt％和0.28wt％的情况下不产生亮点。与之相对，在单体浓度为0.30wt％以上的情况下产生亮点，单体浓度越高，每个液晶面板的亮点数越增加。出于抑制亮点的观点，需要使单体浓度至少为0.28wt％以下，特别优选0.25wt％以下。
在初始测试中，在使液晶面板长时间工作之前，在施加电压到液晶层的状态下确认液晶面板的显示，一般而言，在单体浓度低的情况下，取向维持层的聚合物量也有变少的倾向。当聚合物的量过少时，存在取向限制力降低，或者赋予液晶分子的预倾角减小的情况，具体而言，施加电压时由于像素内的结构物而发生电场紊乱时，液晶分子受其影响而取向，每个像素液晶取向的均匀性(同一性)消失，发生取向不良。
在此，初始测试以如下方式进行。在高温(例如70℃)和室温(例如20℃)、低温(例如-10℃)下使液晶面板工作，用目视和显微镜确认液晶面板的显示。在单体相对于液晶材料的浓度为0.20wt％的情况下，在某几个区域取向维持层的取向限制力的赋予变得不充分，发生取向不良。具体而言，形成与本来要形成的液晶畴不同的液晶畴。例如，在像素电极为鱼骨结构的情况下，主要以电极的分支部分为起点，在电极上产生不同的液晶畴。另外，在CPA模式或ASV模式的情况下，在结构物或狭缝等与本来要成为取向中心的位置不同的位置形成取向中心，液晶分子不在像素内均匀地轴对称地倾斜取向。在这样的情况下，看到的是粗糙的显示。与之相对，在单体浓度为0.22wt％、0.25wt％和0.28wt％的情况下这种取向不良基本上不发生。另外，在单体浓度为0.30wt％以上的情况下不发生取向不良。
在残影测试中，确认不发生残影。一般而言，在不形成聚合物的情况下，在长时间持续显示相同图像(图案，pattern)之后切换显示其他的图像的情况，能够看到之前的图像(图案)残留。这种现象被称为残影。通过将光聚合性单体聚合而形成聚合物，能够抑制残影。但是，当使聚合物浓度降低来使聚合物形成量减少时，存在因施加电压水平之差(模式(pattern)差)，形成的聚合物的状态(形状和贴紧力)发生变化，预倾角发生变化，液晶层中的离子成分变得容易吸附在没有附着聚合物的取向膜界面，发生残影。
残影测试以如下方式进行。首先，对显示区域的中央部为黑色并且显示区域的周围部为白色的图案进行长时间显示。具体而言，例如，在70℃的高温槽中持续该显示240小时。另外，液晶显示装置的背光源也持续点亮。之后，在显示区域整面显示规定的中间灰度等级(灰色灰度等级)。此时，通过目视和亮度评价，在进行白显示的周围部的亮度与进行黑显示的中央部的亮度之差存在的情况下，判断为发生残影。在单体相对于液晶材料的浓度为0.20wt％的情况下发生残影，与此相对，在单体浓度为0.22wt％以上的情况下不发生残影。
在冲击测试中，确认对液晶面板赋予冲击之后液晶面板的显示品质是否下降。即使是在初始测试下没有发生取向不良的液晶面板，当赋予冲击时，也存在液晶面板的显示品质降低的情况。在取向膜界面的聚合物的贴紧性与聚合物形成量和成长速度相应地低的情况下，由于冲击，聚合物从取向膜剥离，赋予液晶分子的预倾的聚合物的起点消失。在这种情况下，聚合物的限制力部分地降低，液晶分子的预倾角发生变化，液晶分子的取向方向返回到聚合物形成前的垂直取向。像这样预倾角发生了变化的液晶面板，能够看到显示不均(斑点)。因此，根据冲击测试的结果，可知聚合物的贴紧性。另外，一般而言，由于老化(aging)，液晶分子的预倾角会发生变化(根据情况会变成0)，冲击测试的结果也成为老化的指标。
冲击测试以如下方式进行。在高温(例如70℃)和室温(例如20℃)下在工作时使液晶面板振动，在液晶面板的主面施加打击，之后，用目视和亮度评价确认液晶面板的显示。在单体相对于液晶材料的浓度为0.20wt％的情况下冲击测试中产生斑点，与此相对，在单体浓度为0.22wt％以上的情况下不产生斑点。
根据上述可理解，当使单体浓度降低时亮点数减少，但当使单体浓度过度降低时，会发生残影和显示不均(斑点)等。
以下，参照图4对液晶显示装置100的制造方法进行说明。
首先，如图4(a)所示，准备液晶单元110。液晶单元110包括背面基板120、正面基板140、夹在背面基板120的取向膜126与正面基板140的取向膜146之间的混合物C。混合物C由混合有液晶化合物和光聚合性单体的液晶材料形成。光聚合性单体相对于液晶材料的浓度为0.25wt％。混合物C由密封剂(图4中未图示)密封。密封剂由光硬化性树脂或热硬化性树脂形成，或者由具有光硬化性和热硬化性这两者的性质的树脂形成。
例如，液晶单元110以如下方式制作。对背面基板120和正面基板140中的一个，呈矩形框状赋予密封剂，向被密封剂包围的区域内滴下液晶材料。之后，将背面基板120和正面基板140贴合，使密封剂硬化。像这样滴下液晶材料的方法也被称为液晶滴下法(One DropFilling：ODF)。通过ODF，能够均匀且短时间地进行液晶材料的赋予，还能够对母玻璃基板进行总括处理(成批处理)。进一步，还能够减少液晶材料的废弃量，从而能够进行液晶材料的高效利用。另外，如上所述，在液晶材料中混合有液晶化合物和光聚合性单体，光聚合性单体的浓度为0.25wt％。
或者，也可以在对背面基板120和正面基板140中的一个，呈一部分开口的矩形框状赋予密封剂之后，形成将背面基板120和正面基板140贴合的空单元(cell)，之后，在背面基板120与正面基板140之间注入液晶材料。之后，使密封剂硬化。另外，如上所述，在液晶材料中混合有液晶化合物和光聚合性单体，光聚合性单体的浓度为0.25wt％。
接着，如图4(b)所示，在像素电极124与对置电极144之间施加有电压的状态下使液晶材料内的光聚合性单体聚合，在背面基板120的取向膜126上形成取向维持层130，在正面基板140的取向膜146上形成取向维持层150。当在像素电极124与对置电极144之间施加电压时，液晶分子162在规定的方向上取向。通过在该状态下形成聚合物，取向膜附近的液晶分子162在该状态下被较强地限制，之后，即使不施加电压，液晶分子162也相对于取向膜126、146的主面的法线方向倾斜。聚合通过在室温(例如20℃)下照射紫外线来进行。另外，在液晶层160内残留有较多的光聚合性单体的情况下，也可以暂时照射紫外线而不在像素电极124与对置电极144之间施加电压，使残留的光聚合性单体的浓度减少。之后，根据需要安装驱动电路和偏光板。通过以上的方式制作出液晶显示装置100。
另外，如上所述，也可以用ODF制作液晶单元110。在这种情况下，液晶显示装置100的制作以如下方式进行。
首先，如图5(a)所示，例如，对正面基板140赋予规定液晶区域的密封剂S。密封剂S例如由光硬化性或热硬化性树脂形成，具体而言，由丙烯酸类树脂或环氧类树脂和它们的反应物形成。或者，由光硬化性和热硬化性，或具有两者的特性的树脂及其反应物形成。
接着，如图5(b)所示，在被密封剂S包围的区域内滴下液晶材料L。在该液晶材料L混合有液晶化合物和光聚合性单体。
接着，在正面基板140贴合背面基板120。图5(c)表示贴合的背面基板120和正面基板140。贴合在真空气氛下进行。贴合之后在大气压下开放。之后，在密封剂S照射光使密封剂S硬化。另外，根据需要，也可以进一步对液晶单元110进行加热处理，使密封剂S硬化。另外，也可以根据需要进行用于露出PSA化处理用端子的切断。
另外，在上述说明中，液晶材料向正面基板140滴下，但本发明并不限定于此。液晶材料也可以向背面基板120滴下。在密封剂照射光而使密封剂硬化的情况下，由于一般而言在正面基板的边框区域设置有黑矩阵，所以优选光从背面基板120一侧照射。在向正面基板140滴下液晶材料的情况下，使在正面基板140贴合背面基板120而形成的液晶单元110，在上方具有光源的基板台上保持原样移动，如果从位于上方的光源照射光，则能够从背面基板120一侧照射光。像这样通过向正面基板140滴下液晶材料，能够简便地制作液晶面板。
接着，如图5(d)所示，在像素电极124与对置电极144之间施加电压而向液晶单元110照射紫外线。电压的施加以如下方式进行。例如，在对液晶单元110的栅极配线持续施加10V的栅极电压来将设置于各像素的TFT维持为导通(ON)状态，对全部的源极配线施加5V的数据电压，并且在对置电极144施加振幅10V(最大10V和最小0V)的矩形波。由此，在像素电极124与对置电极144之间施加±5V的交流电压。像这样，在像素电极124与对置电极144之间，施加比液晶显示装置的通常显示下显示最高灰度等级时高的电压。另外，在施加电压到背面基板120的情况下，当使施加到栅极配线的电压比源极配线的电压(即像素电极124的电压)高时，液晶取向的紊乱变少，能够得到偏差少的显示品质。反之，当使栅极电压比源极电压低时，像素浮动(floating)(电压不稳定)，因此取向也容易变得不稳定，变得容易出现偏差。
像这样在施加电压的状态下照射紫外线(例如波长365nm的i线、约5.8mW/cm2)约3～5分钟。通过该照射，液晶材料内的光聚合性单体聚合而形成聚合物，如图5(e)所示，形成取向维持层130、150，赋予0.1°～5°的预倾角。另外，在正面基板140设置有彩色滤光片层的情况下，与各彩色滤光片层的色材(color material)(例如，红色、绿色、蓝色)相应地到达液晶层的各波长的光强度不同，因此为了得到均匀的预倾角，光的照射一般从背面基板120一侧进行。
接着，在未施加电压的状态下，例如，用背光源照射约1.4mW/cm2的紫外线1～2小时。由此，使残留在液晶层内的光聚合性单体的浓度降低。这样的光的照射也从背面基板120一侧进行。另外，与在上述施加电压状态下照射的紫外线相比，在未施加电压状态下照射的紫外线的照度较低，照射时间一般较长。如上所述，有时将该一系列的工序称为“PSA处理”。
像这样，通过未施加电压状态的光照射，残留在液晶材料中的光聚合性单体在取向维持层130、150上进一步吸附或聚合，能够使残留在液晶材料中的光聚合性单体进一步降低。当残留的光聚合性单体多时，在液晶面板工作中，光聚合性单体彼此慢慢地聚合，虽然有可能发生残影，但通过像这样照射光，能够防止残影的发生。之后，根据需要安装偏光板和驱动电路。
另外，紫外线照射时的电压的施加也可以以如下方式进行。向液晶单元的显示区域的全部栅极配线持续施加15V的栅极电压来将设置于各像素的TFT维持为导通状态，向全部的源极配线施加0V的数据电压，向对置电极施加振幅10V(最大5V和最小-5V)的矩形波。由此，成为在液晶层施加有±5V的交流电压的状态。
另外，根据施加在像素电极124与对置电极144之间的电压值和紫外线的波长区域、照射时间，能够控制取向限制力和预倾角。另外，通过使对置电极144的电压分阶段地增加，使像素内的取向状态的紊乱变少，能够得到没有偏差感的显示品质。
另外，作为光源，可以使用低压水银灯(杀菌灯、荧光化学灯、背光源)、高压放电灯(高压水银灯、金属卤化物灯)，或者短弧放电灯(超高压水银灯、氙灯、水银氙灯)等。另外，可以将来自光源的光保持原样照射到液晶单元，或者，也可以照射用滤光片选择的特定的波长(或者特定的波长区域)。
(实施方式2)
以下，参照图6对本发明的液晶显示装置的第二实施方式进行说明。图6表示本实施方式的液晶显示装置100A的示意图。液晶显示装置100A除了在液晶层添加有手性剂的方面以外具有与上述液晶显示装置100相同的结构，为了避免冗长省略重复的说明。
液晶显示装置100A包括背面基板120、正面基板140和液晶层160。背面基板120包括透明的绝缘基板122、像素电极124和取向膜126。正面基板140具有绝缘基板142、对置基板144和取向膜146。另外，在液晶显示装置100A中，像素电极124具有鱼骨结构，但液晶显示装置100A也可以是CPA模式，像素电极124也可以包括对称性高的形状(例如大致正方形)的单位电极。
在本实施方式的液晶显示装置100A中，液晶层160不仅含有液晶分子162，而且含有手性剂ch。在上述液晶显示装置100的液晶材料中添加有液晶化合物和光聚合性化合物，但在本实施方式的液晶显示装置100A的液晶材料中，不仅添加有液晶化合物和光聚合性化合物而且添加有手性剂ch。液晶显示装置100A与上述液晶显示装置100同样地制作。
另外，在上述液晶显示装置100中像素电极124具有鱼骨结构，存在在像素电极124的主干电极124j上形成额外的液晶畴的情况。在这种情况下，暗线变粗并且发生变形，每个像素的取向的均匀性降低，因此能够看到偏差或微小的亮点。与之相对，在液晶显示装置100A中，与图1所示的液晶显示装置100同样地，像素电极124具有鱼骨结构，但通过对液晶层160添加手性剂ch，暗线的粗度受到抑制，每个像素的取向均匀性也得到提高。另外，在液晶显示装置100A是CPA模式的情况下，通过在液晶层添加有手性剂ch，取向轴中心的位置变得稳定，液晶分子轴对称地倾斜取向变得容易，每个像素的取向均匀性也变高。
液晶显示装置100A中手性剂ch的添加量以如下方式决定。通过手性剂ch的添加，液晶分子162具有螺旋结构。在这种情况下，螺旋结构的间距长(p)根据选择反射波长(λ)和液晶层的折射率(n)决定。进一步，根据该间距长(p)和手性剂的常数HTP(Helical TwistingPower：HTP＝1/(c×p)，螺旋扭曲力)，决定手性剂的浓度(c)。通常，由于将选择反射波长设定成可视区域外，所以手性剂ch的浓度(c)为0.10～0.20wt％(优选0.15～0.20wt％)的范围。像这样，只要手性剂ch的浓度在0.10～0.20wt％的范围内，则在液晶显示装置100A中，同样地，亮点的发生受到抑制。
在本实施方式的液晶显示装置100A中，光聚合性化合物相对于液晶材料的浓度为0.22wt％以上0.28wt％以下，优选为0.25wt％。另外，作为手性剂ch，例如使用US chiral(默克公司制)。例如，手性剂ch相对于液晶材料的浓度为0.16wt％。浓度0.16wt％的量的手性剂ch溶解于液晶化合物。
另外，通过在液晶材料中添加手性剂ch，能够进一步抑制取向不良。以下，参照表2，对单体浓度不同的液晶面板的特性进行说明。表2表示与浓度0.20wt％和0.25wt％的光聚合性单体一起添加手性剂的情况下的每个液晶面板的亮点数、初始测试、残影测试和冲击测试，以及完全不添加手性剂而只添加0.25wt％和0.3wt％的光聚合性单体的情况下的每个液晶面板的亮点数、初始测试、残影测试和冲击测试的测定结果。另外，这些测定参照表1与上述的说明同样地进行。另外，与上述表1同样地，在表2中，初始测试、残影测试和冲击测试的栏所示的“×”表示大部分类型的液晶面板不满足合格标准，“○”表示大部分类型的液晶面板满足合格标准，“△”表示几种类型的液晶面板不满足合格标准。
[表2]
  单体浓度   0.20wt％   0.22wt％   0.25wt％   0.30wt％
  手性剂添加   有(0.16wt％)   无   有(0.16wt％)   无
  亮点数/面板   0个   0个   0个   20个～30个
  初始测试   ×   ○～△   ○   ○
  残影测试   ×   ○   ○   ○
  冲击测试   ×   ○   ○   ○
根据表2能够理解，在单体相对于液晶材料的浓度为0.20wt％和0.25wt％的情况下不产生亮点，与此相对，在单体浓度为0.30wt％以上的情况下产生亮点。
在初始测试中，在单体相对于液晶材料的浓度为0.25wt％的情况下，如果没有添加手性剂，则一部分类型的液晶面板不满足合格基准。与之相对，在单体相对于液晶材料的浓度为0.25wt％的情况下如果添加手性剂，则更多类型的液晶面板满足合格基准。
另外，在残影测试中，在单体相对于液晶材料的浓度为0.20wt％的情况下发生残影，与此相对，在单体浓度为0.25wt％的情况下不发生残影。另外，残影测试的结果基本上不因是否添加手性剂而发生变化。
另外，在冲击测试中，在单体相对于液晶材料的浓度为0.20wt％的情况下产生斑点，与此相对，在单体浓度为0.25wt％以上的情况下不产生斑点。另外，冲击测试的结果基本上不因是否添加手性剂而发生变化。
根据上述，通过添加手性剂，能够不增加亮点地抑制液晶面板的取向不良。
另外，参照表2对光聚合性单体相对于液晶材料的浓度为0.25wt％的情况下能够抑制残影和斑点并且抑制亮点的情况进行了说明，但光聚合性单体相对于液晶材料的浓度并不限定于0.25wt％，只要光聚合性单体的浓度在0.22wt％以上0.28wt％以下，则能够同样地抑制残影和斑点并且抑制亮点。
另外，在上述说明中，作为手性剂ch，使用US chiral(默克公司制)，但本发明并不限制于此。作为手性剂ch，也可以使用YS chiral(默克公司制)、CN chiral、CB15等，与手性剂的种类无关地，通过使其浓度为0.16wt％左右，能够发挥同样的效果。
另外，在上述说明中，像素电极具有鱼骨结构或大致正方形状的单位电极，但本发明并不限定于此。像素电极可以是大致矩形的平坦面形状，液晶面板也可以是所谓的MVA模式等其他的VA模式。或者，液晶面板可以是OCB(Optically Compensated Birefringence：光学补偿双折射)模式或者其他的ECB(Electrically Controlled Birefringence：电控双折射)模式，或者液晶面板也可以是TN模式。
另外，作为参考，在本说明书中援引作为本申请的基础申请的日本特愿2009-43187号和日本特愿2009-139537号的公开内容。
工业上的可利用性
根据本发明，能够提供抑制了亮点的产生的液晶显示装置。
附图标记说明
100  液晶显示装置
110  液晶单元
120  背面基板
122  绝缘基板
124  像素电极
126  取向膜
130  取向维持层
140  正面基板
142  绝缘基板
144  对置基板
146  取向膜
150  取向维持层
160  液晶层
162  液晶分子

Claims (4)

1.一种液晶显示装置的制造方法，其特征在于，包括：
准备液晶单元的工序，该液晶单元包括：具有取向膜的背面基板、具有取向膜的正面基板、和被所述背面基板的所述取向膜和所述正面基板的所述取向膜夹着的混合物，所述混合物含有液晶化合物和溶解于所述液晶化合物中的浓度为0.22wt％以上0.28wt％以下的光聚合性化合物；和
通过使所述液晶单元的所述混合物中含有的所述光聚合性化合物聚合，在所述背面基板和所述正面基板各自的所述取向膜上形成取向维持层的工序。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：
所述准备液晶单元的工序，包括用光硬化性树脂或热硬化性树脂将所述背面基板和所述正面基板贴合的工序。
3.如权利要求1或2所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：
在所述准备液晶单元的工序中，所述混合物还含有手性剂。
4.一种液晶显示装置，其特征在于：
所述液晶显示装置通过权利要求1～3中任一项所述的制造方法制造。
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