CN107003573A - 液晶显示装置的制造方法 - Google Patents

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川平雄
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Abstract

本发明提供可以减少光配向膜的配向处理中照射的光的量，且获得良好的对比度以及视野角特性的液晶显示装置的制造方法。本发明的液晶显示装置的制造方法为包括光配向膜的液晶显示装置的制造方法，依次包括：工序(1)，利用光配向膜材料在基板上形成膜，该光配向膜材料含有两种以上的聚合物和溶剂；工序(2)，对上述膜进行使上述溶剂蒸发的临时烧制；工序(3)，对临时烧制后的上述膜从低温向高温以多个温度阶段性地进行正式烧制，以及工序(4)，对正式烧制后的上述膜进行偏振光照射；上述两种以上的聚合物的至少一个可以为侧链具有光官能团的光反应性聚合物。

Description

液晶显示装置的制造方法
技术区域
本发明涉及液晶显示装置的制造方法。更详细地，涉及与配向膜的形成条件有关的液晶显示装置的制造方法。
背景技术
近年来，液晶显示装置等薄型显示装置迅速普及，不仅在电视机用途，还在电子书、相框、IA(Industrial Appliance：工业设备)、PC(Personal Computer：个人计算机)、平板PC、智能手机用途等中被广泛采用。
在液晶显示装置中，追求使液晶分子一致地配向，作为用于使液晶分子配向的配向膜的配向处理方法，可以列举例如摩擦法和光配向法，以往，广泛采用用布擦拭配向膜的表面的摩擦法。但是，在使用摩擦法的情况下，布产生尘埃而引起的异物不良和显示不均以及用布擦拭时的静电引起的薄膜晶体管元件的破坏等成为问题。此外，随着平板PC、智能手机等的高精细化的发展，在配向处理精度由于布的毛的密度而受到限制的摩擦法中，渐渐地难以使液晶分子均匀地配向。因此，为了解决这些问题，代替摩擦法，近年来研究了通过照射紫外线等的光来赋予配向膜各向异性使其产生配向限制力的光配向法。
在光配向法中，通常，配向膜按照配向膜材料的涂布、临时烧制、正式烧制、偏振光照射这样的顺序成膜。关于配向膜材料，也进行了各种研究，例如，专利文献1中，研究了包括材料选择的自由度高的光反应性化合物的用于光配向膜的组成物。
另外，近年，一直在研究：通过在形成配向膜的过程中进行正式烧制，提高高分子(聚合物)的配向秩序。例如，在非专利文献1中，公开了在基板上涂布主链中包含偶氮苯的聚酰胺酸，照射直线偏振光紫外线后，进行正式烧制；测量了获得的聚酰亚胺配向膜的配向秩序后，正式烧制后的配向秩序比正式烧制前的配向秩序高。另外，专利文献2中，通过使用侧链型高分子膜在基板上形成涂膜后，照射偏振后的紫外线，接着通过进行加热来实现向侧链型高分子膜的高效率的各向异性的导入。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2012/093682号
专利文献2：国际公开第2013/081066号
非专利文献
非专利文献1：Sakamoto等(K.Sakamoto,etal),“已光配向的聚酰胺酸膜的面内分子秩序:热亚胺化时的提高(In-plane Molecular Order of a Photo-oriented PolyamicAcid Film:Enhancement upon Thermal Imidization)”,Molecular Crystals andLiquid Crystals,美国,Taylor&Francis Inc.,2004,Vol.412,p.293-299
发明内容
发明要解决的问题
但是，在光配向法中，充分的配向限制力是难以获得的，为了利用光配向法获得比用摩擦法进行了配向处理的产品更高的对比度，存在光照射(例如，偏振光照射)中需要大的能量(照射量)这样的问题。例如，需要超过数百mJ/cm2的偏振光照射量，多的时候，需要数J/cm2的照射量。当配向处理中需要的偏振光照射量大时，存在不仅处理时间增加，曝光装置的劣化也提早，构成液晶显示装置基板的各种有机膜损伤等的问题。另外，存在视野角特性不充分这样的问题。
上述专利文献1中记载的发明，没有详细公开配向膜的烧制过程，在优化正式烧制的条件，进一步提高聚合物的配向秩序这一点上，存在为了解决上述问题进行改善的余地。
上述非专利文献1针对正式烧制的条件，仅公开了250℃、1小时，在优化正式烧制的条件这一点上，存在为了解决上述问题进行改善的余地。此外，上述非专利文献1对临时烧制也没有任何公开。在不进行临时烧制的情况下，会产生光配向膜的膜厚不均，导致显示品质降低。
在上述专利文献2记载的发明中，视野角特性仍然不充分，存在为了解决上述问题，优化配向膜的烧制工序的余地。
本发明是鉴于上述现状而完成的发明，其目的在于提供可以减少在光配向膜的配向处理中照射的光的量，且获得良好的对比度以及视野角特性的液晶显示装置的制造方法。
解决问题的手段
作为光配向法中减少光照射量的方法，本发明的发明人，首先，如非专利文献1以及专利文献2那样，研究了在光照射后进行正式烧制的方法。根据这种方法，由于通过正式烧制可以提高构成光配向膜的聚合物的配向秩序，即进行自己组织化，因此，即使使用减少了的光照量也能获得充分的配向限制力。但是，根据本发明的发明人的研究，了解了被自己组织化的光配向膜的相位差大，使液晶显示装置的视野角特性恶化。
因此，本发明的发明人针对在光配向法中需要的偏振光照射量变高的原因进行研究，着眼于混合了光反应性聚合物、非光反应性聚合物等的两种以上聚合物的配向膜材料被使用这一点。并且，发现：由于配向膜中的光反应性聚合物与非光反应性聚合物的层分离不充分，配向秩序难以提高，正式烧制工序后的偏振光照射工序中需要很多的偏振光照射。
对此，本发明的发明人想到了：在进行正式烧制的工序中，从低温向高温以多个温度阶段性地进行正式烧制。而且，发现：不是通过单一温度，而是通过从低温向高温以多个温度阶段性地进行正式烧制，可以促进光反应性聚合物以及非光反应性聚合物的层分离，使光反应性聚合物大量存在于配向膜上层，使非光反应性聚合物大量存在于配向膜下层。另外，发现：通过从低温向高温以多个温度阶段性地进行正式烧制，可以充分去除包含于配向膜材料中的溶剂，即使在正式烧制后进行偏振光照射，也不存在构成配向膜的聚合物自己组织化，也可以减小配向膜的相位差，其结果是，可以获得良好的视野角特性。
接着，本发明的发明人着眼于光反应性聚合物的构造，发现：由于光反应性聚合物的侧链具有光官能团，即使在正式烧制后进行偏振光照射，也可以以少量偏振光照射使聚合物侧链重新排列，赋予配向膜单轴各向异性，且可以将配向膜的相位差抑制至非常低。
根据以上，想到能够很好地解决上述问题，得到了本发明。
即，本发明的一个方式为包括光配向膜的液晶显示装置的制造方法，依次包括：工序(1)，利用光配向膜材料在基板上形成膜，该光配向膜材料含有两种以上的聚合物和溶剂；工序(2)，对上述膜进行使上述溶剂蒸发的临时烧制；工序(3)，对临时烧制后的上述膜，从低温向高温以多个温度阶段性地进行正式烧制，以及工序(4)，对正式烧制后的上述膜进行偏振光照射；上述两种以上的聚合物的至少一个可以为侧链具有光官能团的光反应性聚合物。
发明的效果
根据本发明的一个方式，能够提供可以减少光配向膜的配向处理中照射的光的量，且获得良好的对比度以及视野角特性的液晶显示装置的制造方法。
发明的实施形态
本发明的液晶显示装置的制造方法，为包括光配向膜的液晶显示装置的制造方法，依次包括：工序(1)，利用光配向膜材料在基板上形成膜，该光配向膜材料含有两种以上聚合物和溶剂；工序(2)，对上述膜进行使上述溶剂蒸发的临时烧制；工序(3)，对临时烧制后的上述膜，从低温向高温以多个温度阶段性地进行正式烧制，以及工序(4)，对正式烧制后的上述膜进行偏振光照射，其特征在于，上述两种以上的聚合物的至少一个为侧链具有光官能团的光反应性聚合物。
关于上述工序(1)，使用例如，通过喷墨方式或旋涂法进行涂布的方法，和通过柔版方式进行印刷(转印)的方法等。而且，通过这些方法，只要使用上述光配向膜材料在基板上形成上述膜，使得通过之后的工序能够使上述膜作为光配向膜起作用即可。上述膜的形成条件对应上述膜的形成方法等适当地设定即可。此外，上述膜的膜厚等也与通常设定的光配向膜的膜厚等相同即可。此外，关于形成上述膜的基板，也是只要是被施加用于光配向膜形成的处理的基板即可，也可以是被施加了各种处理的基板。
在上述工序(1)中使用的上述光配向膜材料为含有两种以上的聚合物和溶剂的配向膜材料，是在经过上述工序(1)～(4)后，构成光配向膜的配向膜材料。即，上述光配向膜为通过被光照射，上述聚合物中的光官能团发生化学反应，显现出对液晶分子的配向限制力的膜。
上述两种以上的聚合物的至少一种为侧链具有光官能团的光反应性聚合物。由于在侧链上具有光官能团，即使在正式烧制工序后进行偏光照射工序，也可以使聚合物侧链再次排列，赋予配向膜单轴各向异性。优选的，光反应性聚合物为在适当进行了正式烧制时，具有配向膜所要求的充分的特性的聚合物。且，在光反应性聚合物在主链上具有光官能团的情况下，由于配向膜因正式烧制工序变为高密度的聚合物膜，即使在这之后进行偏振光照射，使聚合物主链重新排列而赋予配向膜单轴各向异性也是困难的，就变成配向处理需要很多的偏振光照射。
作为上述光官能团，可以为从由肉桂酸酯基、查尔酮基、香豆素基、茋基、苯酯基以及偶氮苯基构成的群组中选出的至少一种官能团。其中，优选为肉桂酸酯基。
上述光反应性聚合物，也可以具有从由聚硅氧烷、聚酰胺酸、聚酰亚胺以及马来酰亚胺构成的群组中选出的至少一种结构。
作为上述光反应性聚合物，列举具有例如，由下述化学式(1)所示的结构的化合物。
[化学式1]
(式中，R1表示单键或二价有机基团。
R2表示一价有机基团。
R3表示-H、-F或一价有机基团。
n为2以上的整数。)
优选地，上述二价有机基团，优选地，包含从由例如亚烷基、醚基和酯基构成的群组中选出的至少一种。优选地，上述一价有机基团包含从由烷基、苯基、羰基、环氧基、醚基和酯基构成的群组中选出的至少一种。
相对于上述光配向膜材料含有的固体成分整体，上述光反应性聚合物的比例也可以为5～30重量％。即使上述光反应性聚合物的比例为上述范围，借由经过上述工序(1)～(4)，可以使光反应性聚合物在配向膜的液晶层一侧充分地暴露。另外，通过减少了光反应性聚合物的配合量，由于可以提高对电特性改善有效的非光反应性聚合物的比例，可以使VHR更良好。另外，在上述光反应性聚合物为，例如，吸收可见光波长区域的光的那样的被着色的聚合物的情况下，通过减少相对于固体成分整体的比例，可以提高光配向膜的光透过率，可以提高液晶显示面板的光透过率。
上述两种以上的聚合物也可以包含将聚酰胺酸和/或聚酰亚胺作为主链的非光反应性聚合物。相对于上述光配向膜材料包含的固体成分整体，上述非光反应性聚合物的比例也可以为70～95重量％。上述非光反应性聚合物，由于对电特性改善有效，通过将上述非光反应性聚合物的比例设定在上述范围内，可以使VHR更良好。
特别是，相对于上述光配向膜材料包含的固体成分整体，通过将上述光反应性聚合物的比例设为5～30重量％，且将非光反应性聚合物的比例设定为70～95％重量，可以同时获得良好的对比度与良好的VHR。
上述溶剂，只要是可以使上述两种以上的聚合物溶解或分散的液体(室温时)，就没有特别限定，通过上述工序(2)以及(3)从光配向膜材料中被去除。此外，上述溶剂不仅可以包含适于使上述聚合物溶解的成分(良溶剂)，还可以包括适于在基板上以均匀的厚度扩展上述光配向膜材料的成分(不良溶剂)等，优选地，为它们的混合物。上述溶剂也可以为从由N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-吡咯烷酮以及γ丁内酯构成的群组中选出的至少一种化合物、与从由丁基溶纤剂、二甘醇二乙醚、二异丁基甲酮及其结构异构体、乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚和双丙酮醇构成的群组中选出的至少一种化合物的混合物。
上述光配向膜材料中，也可以预先添加具有多个环氧、羧酸、胺、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯等官能团的单体。由此，能够提高长期可靠性。该单体针对上述聚合物作为交联剂起作用，在光配向膜中形成网眼结构。由此，能够抑制光配向膜中或基板(例如，彩色滤光片基板)等中所含的杂质溶出于液晶中，在长时间使用液晶显示装置的过程中，能够充分地抑制电压保持率的降低。
上述基板包括具备薄膜晶体管元件的薄膜晶体管阵列基板，上述薄膜晶体管元件也可以具有包含氧化物半导体的半导体层。
与非晶硅相比，氧化物半导体具有迁移率更高、特性偏差也小的特征。因此，与包含非晶硅的薄膜晶体管元件相比，包含氧化物半导体的薄膜晶体管元件能够高速驱动，驱动频率高，能够使在一个像素中所占的比例减小，因此，适于更高精细的下一代显示装置的驱动。此外，与多晶硅膜相比，氧化物半导体膜由更简便的工艺所形成，因此，具有也能够应用于需要大面积的装置中这样的优点。因此，在上述基板包含具备薄膜晶体管元件的薄膜晶体管阵列基板，薄膜晶体管元件具有包含氧化物半导体的半导体层的情况下，在发挥本发明的一个方式的效果的同时，能够制造可以实现高速驱动化的液晶显示装置。
作为氧化物半导体的组成，也可以为，例如：由铟(In)、镓(Ga)、锌(Zn)以及氧(O)构成的化合物(In-Ga-Zn-O)，由铟(In)、锡(Tin)、锌(Zn)以及氧(O)构成的化合物(In-Tin-Zn-O)，或由铟(In)、铝(Al)、锌(Zn)以及氧(O)构成的化合物(In-Al-Zn-O)等。
此外，在氧化物半导体含有水分的情况下，有时存在其氧比率降低，会产生特性变化这样的问题。因此，在水分浸入液晶显示面板内的情况下，也优选上述光配向膜材料具有耐水性以使氧化物半导体不含水分。作为具有耐水性的聚合物，适合使用具有聚酰亚胺骨架的聚合物。
关于上述工序(2)(以下也称为临时烧制工序)，是例如：加热以及干燥上述膜，使上述溶剂蒸发的工序。此处，通过临时烧制工序，上述溶剂既可以被部分地去除，也可以实质上被完全去除。此外，临时烧制工序，通过例如被设定为规定的温度的加热板或烘烤炉等加热装置进行。通过进行上述临时烧制工序，可以使光配向膜的膜厚变得均匀，可以使显示品质良好。
根据上述工序(3)(以下，也称为正式烧制)，通过从低温向高温以多个温度阶段性地进行处理，可以充分去除上述溶剂，促进光反应性聚合物与其他聚合物的层分离。因此，可以在配向膜的液晶层一侧使光反应性聚合物充分暴露，可以在此后的偏振光照射工序中高效率地使侧链重新排列。正式烧制工序，通过例如被设定为规定的温度的热板或烘烤炉等加热装置进行。
上述所谓“从低温向高温以多个温度阶段性地进行正式烧制”为例如，以具有多个不同温度的恒温期间的方式阶段性进行，或者，通过使升温速度变化以使实质上在多个温度下加热等的、被有意操作了的温度曲线进行正式烧制。这并不是例如，不是基于如上所述的被有意操作的温度曲线；而是基于可以说是简单地加热这样的方式生成的温度曲线，或者，单一温度下加热等的温度曲线；使用被设定为规定温度的热板或烘烤炉等的加热装置对形成有上述膜的基板进行正式烧制。此处，恒温期间也可以指，例如，±5℃温度范围内保持1分钟以上的加热状态的期间。
上述工序(3)的正式烧制工序也可以是使用被设定为不同温度下的多个加热装置进行的工序。由此，能够适当地进行从低温向高温以多个温度阶段性地正式烧制被临时烧制了的上述膜。另外，与使用一台加热装置的情况相比，可以进一步提高制造效率。
上述工序(3)的正式烧制工序也可以是使用一台加热装置依次变化为不同的温度的同时进行的工序。由此，能够适当地进行从低温向高温以多个温度阶段性地正式烧制被临时烧制了的上述膜。此外，与使用多个加热装置的情况相比，能够进一步缩小加热装置的设置面积，能够提高装置布局的自由度。
上述工序(3)的正式烧制工序也可以是使用具有存在温度梯度的区域的加热装置并使上述基板在上述加热装置内移动的同时进行的工序。由此，能够适当地进行从低温向高温以多个温度阶段性地正式烧制被临时烧制了的上述膜。
关于上述工序(4)(以下，也称为偏振光照射工序)为，对被正式烧制了的上述膜进行光配向处理的工序，适合使用偏振光紫外线，优选地，波长为200nm～400nm，更优选地，波长为300nm～400nm。偏振光照射量为，例如，优选为200mJ/cm2以下,更优选为100mJ/cm2以下、进一步优选为50mJ/cm2以下。
在本实施方式中，由于通过临时烧制工序以及正式烧制工序，配向膜中的两种以上聚合物的层分离充分，即使偏振光照射量小，也能够获得对比度良好的液晶显示装置。另外，由于在正式烧制工序后进行偏振光照射工序，不发生配向膜的自己组织化，可以将配向膜的各向异性抑制得低，作为其结果，能够获得视野角特性良好的液晶显示装置。
上述液晶显示装置也可以为预倾角实质上为0°的面内开关(IPS)模式或边缘场开关(FFS)模式。构成这样的液晶显示装置的上述配向膜，也可以为使液晶分子在相对于基板的主面的水平方向上配向的配向膜(以下，也可以称为水平光配向膜)。水平光配向膜只要是至少使接近的液晶分子相对于水平光配向膜的膜面实质上水平地配向的配向膜即可。所谓预倾角实质上为0°，是说例如，液晶分子的预倾角相对于水平光配向膜的膜面为1°以下。
上述液晶分子可以具有正的介电常数各向异性，也可以具有负的介电常数各向异性。正的介电常数各向异性为，例如Δε＝1～20,负的介电常数各向异性为，例如Δε＝-20～-1。
以下列举实施例对本发明更详细地说明，但是本发明并不仅限定于这些实施例。此外，以下的实施例在不脱离本发明的主旨的范围内既可以适当组合，也可以变更。
[实施例1]
针对实施例1涉及液晶显示装置的制造方法，在以下依次说明。
(用于形成光配向膜的基板)
准备包括用于FFS模式的电极构造、In-Ga-Zn-O系氧化物半导体等的薄膜晶体管(TFT)基板和设置有高度为3.2μm的光间隔物的彩色滤光片(CF)基板。
(光配向膜材料)
光配向膜材料，准备含有光反应性聚合物、非光反应性聚合物以及溶剂的材料。
作为光反应性聚合物，使用主链上具有聚硅氧烷，侧链上具有作为光官能团的肉桂酸酯基的聚合物。作为非光反应性聚合物，使用使1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐(CBDA)以及含有联苯结构的二胺反应而得到的聚酰胺酸。作为溶剂，使用将N-甲基-2-吡咯烷酮和乙二醇单丁醚以重量比50:50混合而成的溶剂。此外，光配向膜材料中的固体成分浓度为4重量％。光反应性聚合物与非光反应性聚合物的配合比为3:7。即，相对于光配向膜材料含有的固体成分整体，光反应性聚合物的比例为30重量％，非光反应性聚合物的比例为70重量％。
(利用光配向膜材料形成膜的工序)
在TFT基板以及CF基板上，通过旋涂法利用光配向膜材料形成膜。
(临时烧制工序)
接下来，对利用光配向膜材料形成的膜，以70℃进行2分钟临时烧制。临时烧制，使用亚速旺(ASONE)公司制的加热板(商品名：EC-1200N)进行。此外，临时烧制工序后的的膜的膜厚为100nm左右。
(正式烧制工序)
对临时烧制工序后的膜，用两个阶段进行了正式烧制。正式烧制工序的第一阶段是在110℃下进行了15分钟，第二阶段是在200℃下进行了30分钟。正式烧制，使用亚速旺(ASONE)公司制的加热板(商品名：EC-1200N)进行。
(偏振光照射工序)
对正式烧制工序后的膜，从法线方向照射直线偏振光紫外线。直线偏振光紫外线的照射量在中心波长313nm附近为30mJ/cm2。并且，在TFT基板上，以偏振光照射方向与用于FFS模式的电极的狭缝方向大致垂直的方式照射直线偏振光紫外线。
偏振光照射工序后，利用点胶机在TFT基板上描画热固化密封材料，使其与CF基板贴合后，封入包括具有正的介电常数各向异性的液晶分子的液晶材料。使用的液晶材料的介电常数各向异性为7。TFT基板与CF基板，以使被照射的偏振光紫外线的偏光方向相互平行的方式贴合。此后，通过在130℃下加热40分钟，进行热固化密封材料的固化以及液晶分子的再配向处理，得到液晶分子一致地单轴配向的液晶显示面板。
此后，通过在液晶显示面板中适当设置偏光板、背光源等的部件，完成了实施例1的液晶显示装置。
[实施例2]
实施例2的液晶显示装置的制造方法，除光反应性聚合物的构造不同这一点以外，与实施例1中的液晶显示装置的制造方法相同。在实施例2中，作为光反应性聚合物，使用主链上具有聚酰胺酸，侧链上具有作为光官能团的肉桂酸酯基的聚合物。光反应性聚合物与非光反应性聚合物的配合比为3:7。即，相对于光配向膜材料含有的固体成分整体，光反应性聚合物的比例为30重量％，非光反应性聚合物的比例为70重量％。
[比较例1]
比较例1的液晶显示装置的制造方法，除光反应性聚合物的构造不同这一点以外，与实施例1中的液晶显示装置的制造方法相同。在比较例1中，作为光反应性聚合物，使用主链上具有聚酰胺酸，且主链上具有作为光官能团的肉桂酸酯基的聚合物。光反应性聚合物与非光反应性聚合物的配合比为3:7。即，相对于光配向膜材料含有的固体成分整体，光反应性聚合物的比例为30重量％，非光反应性聚合物的比例为70重量％。
[评价：实施例1、2以及比较例1]
针对根据实施例1、2以及比较例1的液晶显示装置的制造方法制造出的液晶显示装置，评价对比度。
(对比度)
对比度(CR)，用(对比度)＝(白显示时的亮度)/(黑显示时的亮度)定义。白显示时是变为最大亮度的电压施加状态，黑显示时为电压未施加状态。在亮度的测量中，使用拓普康公司制的分光放射计(商品名：SR-UL2)。对比度的值在1000以上的话，判断为作为商品没有问题。将对比度的值为1000定为O，将不足1000定为X。
下列表1中示出了实施例1、2以及比较例1中的对比度的评价结果。
[表1]
如表1，实施例1以及2中的对比度为1200，即使偏振光照射量低，也可以获得作为商品适合的对比度。比较例1中的对比度为100以下，液晶分子几乎不配向。如比较例1地，当使用主链上具有光官能团的光反应性聚合物时，即使在正式烧制工序后的偏振光照射工序中照射直线偏振光紫外线，也难以使液晶分子的配向在一个方向上排列。因此，光配向膜的灵敏度显著地恶化，不能获得良好的对比度。
[比较例2]
比较例2的液晶显示装置的制造方法，除了光反应性聚合物的构造不同这一点、正式烧制工序与偏光照射工序的顺序不同这一点、在单一温度下仅进行一个阶段的正式烧制工序这一点以外，与实施例1中的液晶显示装置的制造方法相同。
在比较例2中，作为光反应性聚合物，使用主链上聚合有甲基丙烯酸酯，侧链上具有作为光官能团的肉桂酸酯基的聚合物。与实施例1相同地，在TFT基板以及CF基板上利用光配向膜材料形成膜，进行临时烧制工序。
(偏振光照射工序)
对TFT基板及CF基板上的临时烧制工序后的膜，从法线方向照射直线偏振光紫外线。直线偏振光紫外线的照射量在中心波长313nm附近为5mJ/cm2。
(正式烧制工序)
对TFT基板及CF基板上的偏振光照射工序后的膜，进行正式烧制。正式烧制工序在140℃下进行20分钟。
[评价：实施例1以及比较例2]
针对根据实施例1以及比较例2的液晶显示装置的制造方法制造出的液晶显示装置，评价对比度、视野角特性以及延迟。对比度的测量根据上述方法进行。
(视野角特性)
视野角特性，通过计算相对于液晶显示装置的正面亮度的斜方向亮度比，评价泛白程度来进行。使用ELDIM公司制的视野角测量装置(商品名:EZ-contrast)，在极角60°、方位角30°下测量64灰度显示时的面板的正面亮度T正面以及斜方向亮度T斜，计算T斜/T正面。例如，亮度比为2的情况，意味着相对于正面，斜方向的亮度为两倍。当亮度比为2以上时，判断为作为商品存在问题。T斜/T正面不足2则为O，为2以下则为X。
(延迟)
延迟(相位差)的评价是针对将光配向膜成膜了的TFT基板以及CF基板，进行延迟测量，评价光配向膜的延迟以及轴方位。利用Axometrics公司制的偏振光·相位差解析/评价系统(AxoScan)，从基板法线方向在波长550nm下测量。当延迟在10nm以下时，显示品质良好。实施例1、比较例2中，延迟的滞相轴的方向均为与配向照射偏振光方向正交的面内方向。
下列表2中示出了实施例1以及比较例2中的对比度、视野角以及延迟的评估结果。
[表2]
如表2，实施例1以及比较例2中的对比度为1200，则良好。另一方面，相对于实施例1中的视野角特性T斜/T正面为1.3则良好的情况，比较例2中的视野角特性T斜/T正面为2.1，确认了显著的泛白。另外，实施例1中的延迟非常的小为0.1nm的另一面，比较例2中的延迟则非常大为20nm。在比较例2中，在偏振光照射工序后进行正式烧制工序，使构成光配向膜的聚合物自己组织化。其结果是，配向膜的各向异性被放大，延迟变得非常大，视野角特性恶化。在实施例1的液晶显示装置的制造方法中，可以抑制光配向膜的延迟为较低，可以获得视野角良好的液晶显示装置。
[实施例3-1]
实施例3-1的液晶显示装置的制造方法，除了在90℃进行15分钟的正式烧制工序的第一阶段这一点以外，与实施例1的液晶显示装置的制造方法相同。
[实施例3-2]
实施例3-2的液晶显示装置的制造方法，除了在130℃下进行15分钟的正式烧制工序的第一阶段这一点以外，与实施例1的液晶显示装置的制造方法相同。
[实施例3-3]
实施例3-3的液晶显示装置的制造方法，除了在150℃下进行15分钟的正式烧制工序的第一阶段这一点以外，与实施例1的液晶显示装置的制造方法相同。
[实施例3-4]
实施例3-4的液晶显示装置的制造方法，除了在170℃下进行15分钟的正式烧制工序的第一阶段这一点以外，与实施例1的液晶显示装置的制造方法相同。
[比较例3]
比较例3的液晶显示装置的制造方法，除了在单一温度下仅进行一个阶段的正式烧制工序这一点以外，与实施例1的液晶显示装置的制造方法相同。在比较例3中，对TFT基板与CF基板上的临时烧制工序后的膜，在200℃下进行30分钟的正式烧制。
[评价：实施例1、实施例3-1～3-4以及比较例3]
对根据实施例1、实施例3-1～3-4以及比较例3的液晶显示装置的制造方法制造出的液晶显示装置进行对比度评价。对比度测量根据上述方法进行。下列表3中示出了评价结果。
[表3]
如表3，在正式烧制工序仅为一个阶段的比较例3中，被制造出的液晶显示装置的对比度不充分。可以认为是：以一个阶段进行正式烧制的情况下，由于光配向膜的层分离不充分，光反应性聚合物与非光反应性聚合物混合存在，因此不能获得充分的对比度。另外，从实施例1、实施例3-1～3-4的结果来看，可以确认：由于在90℃以上，170℃以下进行正式烧制的第一阶段，制造出的液晶显示装置的对比度变为良好。
[实施例4-1]
实施例4-1的液晶显示装置的制造方法，除了在220℃下进行30分钟的正式烧制的第二阶段这一点以外，与实施例1的液晶显示装置的制造方法相同。
[实施例4-2]
实施例4-2的液晶显示装置的制造方法，除了在240℃下进行30分钟的正式烧制的第二阶段这一点以外，与实施例1的液晶显示装置的制造方法相同。
[评价：实施例1、实施例4-1以及4-2]
针对根据实施例1、实施例4-1以及4-2的液晶显示装置的制造方法制得的液晶显示装置，进行对比度以及电压保持率(VHR)评价。对比度的测量根据上述方法进行。
(电压保持率)
电压保持率，使用东阳特克尼卡公司(TOYO Corporation)制的液晶物性评价系统(商品名：6254型)，在施加电压为5V，保持时间为16.67ms，测量温度为60℃下进行测量。
下列表4中示出实施例1、实施例4-1以及4-2中的对比度以及电压保持率的评价结果。
[表4]
如表4，由于在200℃以上，240℃以下进行正式烧制的第二阶段，实施例1、实施例4-1以及4-2中的对比度变为良好，VHR也为99％以上的高的值。可以认为：通过在200℃以上进行正式烧制的第二阶段，可以充分推进构成光配向膜的聚酰胺酸的亚胺化，因此制得的液晶显示装置的VHR变为良好。
[实施例5-1]
实施例5-1的液晶显示装置的制造方法，除在80℃下进行2分钟临时烧制的这一点以外，与实施例1的液晶显示装置的制造方法相同。
[实施例5-2]
实施例5-2的液晶显示装置的制造方法，除在60℃下进行2分钟临时烧制的这一点以外，与实施例1的液晶显示装置的制造方法相同。
[实施例5-3]
实施例5-3的液晶显示装置的制造方法，除在50℃下进行2分钟临时烧制的这一点以外，与实施例1的液晶显示装置的制造方法相同。
[评价：实施例1、以及实施例5-1～5-3]
评价根据实施例1、以及实施例5-1～5-3的液晶显示装置的制造方法制造的液晶显示装置的对比度。对比度测量根据上述方法进行。下列表5中示出了评价结果。
[表5]
如表5，可以确认：通过在50℃以上，80℃以下进行临时烧制的第一阶段，制造出的液晶显示装置的对比度变为良好。
[实施例6]
实施例6的液晶显示装置的制造方法，除了在对已正式烧制的膜进行偏振光照射工序之后，进行在光配向膜上形成配向维持层的工序这一点以外，与实施例1的液晶显示装置的制造方法相同。
(配向维持层的形成)
与实施例1同样地进行偏振光照射工序，使TFT基板与CF基板贴合后，封入添加了联苯-4,4’-二基双(2-甲基丙烯酸酯)作为聚合性单体的液晶材料。相对于液晶材料的总量，联苯-4,4’-二基双(2-甲基丙烯酸酯)的添加量为0.5重量％。这之后，与实施例1同样地得到液晶显示面板。
对获得的液晶显示面板，在没有施加电压的状态下，使用将350nm附近作为中心波长的黑光灯，照射紫外线以变为2J/cm2，使液晶层中的聚合性单体聚合。
[评价：实施例6]
对根据实施例6的液晶显示装置的制造方法制造的液晶显示装置，进行影像残留特性评价。
(影像残留特性)
影像残留特性，用影像残留率进行评价。首先，在同一液晶面板内设定可以施加不同电压的区域X以及Y，对区域X 24小时施加使亮度为最大的电压。区域Y在不施加电压的状态下放置24小时。之后，分别对区域X及区域Y施加使亮度为最大值的1％的电压，测量亮度。区域X的亮度为T(x)，区域Y的亮度为T(y)。根据ΔT＝(|T(x)-T(y)|/T(y))×100计算影像残留率。在亮度的测量中，使用佳能公司制的数码相机(商品名：EOS Kiss Digital NEF-S18-55IIU)。
实施例6的影像残留率非常良好，为4％。另外，使用10％的ND滤光片，通过目视观察，也没有观察到影像残留。
[实施例7]
实施例7的液晶显示装置的制造方法，除了液晶显示装置包括含有具有负的介电常数各向异性的液晶分子的液晶层这一点、在偏振光照射工序中的照射方向不同这一点以外，与实施例1的液晶显示装置的制造方法相同。使用的液晶材料的介电常数各向异性为-4。
(偏振光照射工序)
对TFT基板以及CF基板上的正式烧制工序后的膜，从法线方向照射直线偏振光紫外线。直线偏振光紫外线的照射量，在中心波长313nm附近处为30mJ/cm2。且，在实施例7中，在TFT基板上，以偏振光照射方向与用于FFS模式的电极的狭缝方向大致平行的方式照射直线偏振光紫外线。
[评价：实施例7]
对根据实施例7的液晶显示装置的制造方法制造的液晶显示装置进行对比度评价。对比度测量根据上述方法进行。实施例7中的对比度为1600，为比实施例1更高的值。
[实施例8-1]
实施例8-1的液晶显示装置的制造方法，除了光反应性聚合物与非光反应性聚合物的配合比不同这一点以外，与实施例1的液晶显示装置的制造方法相同。实施例8-1中，光反应性聚合物与非光反应性聚合物的配合比为10:90。即，相对于光配向膜材料含有的固体成分整体，光反应性聚合物的比例为10重量％，非光反应性聚合物的比例为90％。
[实施例8-2]
实施例8-2的液晶显示装置的制造方法，除了光反应性聚合物与非光反应性聚合物的配合比不同这一点以外，与实施例1的液晶显示装置的制造方法相同。实施例8-2中，光反应性聚合物与非光反应性聚合物的配合比为5:95。即，相对于光配向膜材料含有的固体成分整体，光反应性聚合物的比例为5重量％，非光反应性聚合物的比例为95％。
[实施例8-3]
实施例8-3的液晶显示装置的制造方法，除光反应性聚合物与非光反应性聚合物的配合比不同这一点以外，与实施例1的液晶显示装置的制造方法相同。实施例8-3中，光反应性聚合物与非光反应性聚合物的配合比为50:50。即，相对于光配向膜材料含有的固体成分整体，光反应性聚合物的比例为50重量％，非光反应性聚合物的比例为50％。
[实施例8-4]
实施例8-4的液晶显示装置的制造方法，除光反应性聚合物与非光反应性聚合物的配合比不同这一点以外，与实施例1的液晶显示装置的制造方法相同。实施例8-4中，光反应性聚合物与非光反应性聚合物的配合比为2.5:97.5。即，相对于光配向膜材料含有的固体成分整体，光反应性聚合物的比例为2.5重量％，非光反应性聚合物的比例为97.5％。
[评价：实施例1、实施例8-1～8-4]
对根据实施例1、实施例8-1～8-4的液晶显示装置的制造方法制得的液晶显示装置，进行对比度以及电压保持率(VHR)评价。对比度的测量根据上述方法进行。下列表6中示出了评价结果。
[表6]
如表6，在实施例1、实施例8-1～8-4中，即使改变光反应性聚合物以及非光反应性聚合物的配合比，也可以获得良好的对比度。进一步，在使非光反应性聚合物的比例高于实施例1的实施例8-1、8-2以及8-4中，VHR比实施例1高。另一方面，使非光反应性聚合物的比例低于实施例1的实施例8-3中，VHR比实施例1略低。作为VHR变化的理由，可以认为是以下理由。通过以二阶段进行正式烧制，可以促进光反应性聚合物与非光反应性聚合物的层分离。其结果是，即使光反应性聚合物的配合量少，也可以使光反应性聚合物在配向膜表面(配向膜的液晶层一侧)充分暴露。可以认为通过减少光反应性聚合物的配合量，可以增加对电特性改善有效的非光反应性聚合物的配合量，因此可以提供可靠性更高的液晶显示装置。
显然，上述各实施例，虽然是关于FFS模式的液晶显示装置的制造方法的情况，但关于IPS模式的液晶显示装置的制造方法的情况，也取得根据本发明的一个方式的效果。
[附记]
并且，本发明的各实施例记载的技术特征可以相互组合来形成新的本发明的实施方式。
本发明的一个方式为包括光配向膜的液晶显示装置的制造方法，依次包括：工序(1)，利用光配向膜材料在基板上形成膜，该光配向膜材料含有两种以上聚合物和溶剂；工序(2)，对上述膜进行使上述溶剂蒸发的临时烧制；工序(3)，对临时烧制后的上述膜从低温向高温以多个温度阶段性地进行正式烧制，以及工序(4)，对正式烧制后的上述膜进行偏振光照射；上述两种以上的聚合物的至少一个可以为侧链具有光官能团的光反应性聚合物。根据上述方式，通过从低温向高温以多个温度阶段性地进行正式烧制，可以促进光反应性聚合物与其他聚合物的层分离，使光反应性聚合物充分暴露在配向膜表面。因此，在正式烧制工序后的偏振光照射工序中，即使小的偏振光照射量，也可以获得对比度良好的液晶显示装置。另外，由于在正式烧制工序后进行偏振光照射工序，没有聚合物的自己组织化，可以使配向膜的相位差变小。
在上述方式中，从有效地进行上述溶剂的挥发的观点来看，上述工序(2)的临时烧制也可以在50℃以上、80℃以下的温度进行。临时烧制的温度不足50℃的情况下，由于上述溶剂的挥发需要时间，明显产生与溶液对流相伴的膜厚不均，其结果是，存在液晶显示装置点亮时，配向不均被观察到的可能性。临时烧制的温度超过80℃的情况下，溶剂的挥发急剧进行，配向膜中的光反应性聚合物与其他聚合物不能形成良好的层分离状态。因此，即使在这之后进行多阶段的正式烧制工序，也存在配向膜中的光反应性聚合物与其他聚合物的层分离变得不充分的可能性。所谓“在50℃以上、80℃以下的温度下进行临时烧制”是指，以具有例如温度为50℃以上、80℃以下的恒温期间的方式进行临时烧制。50℃以上、80℃以下的恒温期间可以是指，例如，在±5℃的温度范围内被保持30秒以上的加热状态的期间。关于上述工序(2)的临时烧制，烧制时间的优选下限是1分钟，优选的上限是10分钟，更优选的下限是2分钟，更优选的下限是5分钟。
在上述方式中，上述工序(3)的正式烧制也可以包含在90℃以上，170℃以下的温度下进行的第一阶段。更优选的为110℃以上、150℃以下。正式烧制的第一阶段，在比聚酰胺酸的亚胺化进行的温度更低的温度下充分加热，重要的是使溶剂挥发。在配向膜材料中包含聚酰胺酸的情况下，由于例如，N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等的高极性溶剂难以挥发，通过多阶段的正式烧制促进层分离是特别有效的。关于上述工序(3)的正式烧制的第一阶段，烧制时间的优选下限为5分钟，优选的上限为60分钟，更优选的下限为10分钟，更优选的上限为30分钟。
在上述方式中，上述工序(3)的正式烧制也可以包含在200℃以上，240℃以下的温度下进行的最终阶段。通过在200℃以上的高温下进行正式烧制的最终阶段，可以充分推进聚酰胺酸的亚胺化，可以使VHR更加良好。正式烧制的最终阶段的更优选下限为220℃。关于上述工序(3)的正式烧制的最终阶段，烧制时间的优选的下限为15分钟，优选的上限为90分钟，更优选的下限为20分钟，更优选的上限为60分钟。
在上述方式中，上述光官能团可以是肉桂酸酯基。
在上述方式中，上述光反应性聚合物可以具有从由聚硅氧烷、聚酰胺酸、聚酰亚胺以及马来酰亚胺构成的群组中选出的至少一种结构。
在上述方式中，上述两种以上的聚合物可以包括将聚酰胺酸和/或聚酰亚胺作为主链的非光反应性聚合物。
上述光反应性聚合物以及上述非光反应性聚合物，可以使聚酰胺酸的一部分发生热化学反应(热亚胺化)，由此，可以进行光配向膜的比电阻或介电常数等的电特性的调整。另外，上述光反应性聚合物以及上述非光反应性聚合物也可以是共聚体，通过作为共聚体构造，可以均衡良好地调整光反应性的灵敏度、电特性以及配向特性。
在上述方式中，相对于上述光配向膜材料含有的固体成分整体，上述光反应性聚合物的比例也可以为，5～30重量％。即使上述光反应性聚合物的比例在上述范围，通过历经上述工序(1)～(4)，可以使光反应性聚合物充分暴露于配向膜的液晶层一侧。另外，通过减少光反应性聚合物的配合量，由于可以提高对电特性改善有效的上述非光反应性聚合物的比例，可以将VHR变得良好。
上述方式中，相对于上述光配向膜材料含有的固体成分整体，上述非光反应性聚合物的比例也可以为，70～95重量％。上述非光反应性聚合物由于对电特性改善有效，通过将上述非光反应性聚合物的比例设为上述范围，可以将VHR变得良好。
上述方式中，在上述工序(4)之后，也可以包含在上述膜上形成配向维持层的工序。通过在上述膜上形成配向维持层，可以使影像残留特性变得优良。
在上述方式中，上述液晶显示装置也可以包括含有具有负的介电常数各向异性的液晶分子的液晶层。通过液晶层包括具有负的介电常数各向异性的液晶分子，可以获得对比度更优良的液晶显示装置。

Claims (11)

1.一种包括光配向膜的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，依次包括：
工序(1)，利用光配向膜材料在基板上形成膜，所述光配向膜材料含有两种以上的聚合物和溶剂；
工序(2)，对所述膜进行使所述溶剂蒸发的临时烧制；
工序(3)，对临时烧制后的所述膜，从低温向高温以多个温度阶段性地进行正式烧制，以及
工序(4)，对正式烧制后的所述膜进行偏振光照射，
所述两种以上的聚合物的至少一个为侧链具有光官能团的光反应性聚合物。
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：
所述工序(2)的临时烧制在50℃以上、80℃以下的温度下进行。
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：
所述工序(3)的正式烧制包含在90℃以上，170℃以下的温度下进行的第一阶段。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：
所述工序(3)的正式烧制包含在200℃以上，240℃以下的温度下进行的最终阶段。
5.如权利要求1～4中任意一项所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：所述光官能团是肉桂酸酯基。
6.如权利要求1～5中任意一项所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：所述光反应性聚合物具有从由聚硅氧烷、聚酰胺酸、聚酰亚胺以及马来酰亚胺构成的群组中选出的至少一种结构。
7.如权利要求1～6中任意一项所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：所述两种以上的聚合物包括将聚酰胺酸和/或聚酰亚胺作为主链的非光反应性聚合物。
8.如权利要求1～7中任意一项所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：相对于所述光配向膜材料含有的固体成分整体，所述光反应性聚合物的比例为，5～30重量％。
9.如权利要求7或8所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：相对于所述光配向膜材料含有的固体成分整体，所述非光反应性聚合物的比例为，70～95重量％。
10.如权利要求1～9中任意一项所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：包括在所述工序(4)之后，在上述膜上形成配向维持层的工序。
11.如权利要求1～10中任意一项所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：所述液晶显示装置包括含有具有负的介电常数各向异性的液晶分子的液晶层。
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