CN109791326A - 液晶显示装置的设计方法、液晶显示装置的制造方法及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示装置的设计方法，其是具有包含负型液晶材料的液晶层、夹着液晶层的垂直取向型的一对取向膜的液晶显示装置的设计方法，该液晶显示装置的设计方法具有如下工序：使用取向膜的形成材料和液晶材料，求出取决于液晶层中的液晶材料的锚定强度的系数的工序；基于所求出的系数和下述式(1)～(3)，求出在使用取向膜的形成材料和液晶材料的液晶显示装置中，相对于变更了取向膜的预倾角时所产生的延迟所需的光学补偿值的工序。[数1]Δn＝|ne‑no|…(2)

Description

液晶显示装置的设计方法、液晶显示装置的制造方法及液晶 显示装置
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置的设计方法、液晶显示装置的制造方法及液晶显示装置。
本申请主张于2016年9月29日在日本提出申请的日本专利特愿2016-190893号的优先权，将其内容引用至此。
背景技术
目前，智能手机等便携式电子设备或电视、个人电脑等的显示器广泛使用液晶显示装置。
作为液晶显示装置的取向模式之一，已知有电场控制双折射(E CB，ElectricallyControlled Birefringence)方式(例如参照专利文献1)。在垂直取向型的ECB方式的液晶显示装置中，在未施加电压的状态下，液晶分子(液晶材料)相对于基板而垂直地取向，通过施加电压使液晶材料的倾斜角度变更，利用液晶材料的双折射性来控制偏振光的透射、非透射。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2012-173600号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
在专利文献1所记载的液晶显示装置中，为了改善视角或高清晰化，有时调整未施加电压的状态的液晶材料相对于基板的角度(预倾角)。然而，如果变更液晶材料的预倾角，则通过液晶层的偏振光所产生的延迟的大小变化，在黑色显示时产生漏光。其结果容易产生如下问题：在黑色显示时明亮地显示，黑色显示时的亮度相对于白色显示时的亮度的比(亦即对比度)降低。
对于该问题，考虑设置控制、变更液晶显示装置整体的延迟的构成，抵消所变化的延迟来解决问题。在这种情况下，需要每次都求出应该控制何种程度的延迟。
然而，在以已经显示出所期望的物性的液晶显示装置为基准，随着以改善响应速度、高清晰化等为目的的设计变更而调整预倾角时，多数情况下需变化的预倾角很微小。因此，适宜地设计相位差层等构成的方法(其目的在于适宜地评价稍微产生的延迟变化，进一步赋予适宜的延迟来抵消与预倾角变化相应地产生的延迟)使设计变烦杂而造成生产性降低。
本发明的一形态是鉴于该事实而成的，其目的在于提供可容易地抑制对比度降低的液晶显示装置的设计方法。而且，其目的还在于提供可通过使用所求出的光学补偿值而容易地抑制对比度降低的液晶显示装置的制造方法。而且，其目的还在于提供显示较高的对比度、可进行高品质的图像显示的液晶显示装置。
解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明的一形态提供一种液晶显示装置的设计方法，其是具有包含负型液晶材料的液晶层、夹着所述液晶层的垂直取向型的一对取向膜的液晶显示装置的设计方法，其特征在于，具有如下工序：使用所述取向膜的形成材料和所述液晶材料，求出取决于所述液晶层中的所述液晶材料的锚定强度的系数的工序；基于所求出的所述系数和下述式(1)～(3)，求出在使用所述取向膜的形成材料和所述液晶材料的液晶显示装置中，相对于变更了所述取向膜的预倾角时所产生的延迟所需的光学补偿值的工序。
[数1]
Δn＝|ne-no|…(2)
(式中，Re(photo)是光学补偿值。d是液晶层的厚度。ne是构成液晶层的液晶材料的非寻常光折射率。no是构成液晶层的液晶材料的寻常光折射率。θ是在关于液晶层而考虑折射率椭球时，no的矢量和ne的矢量的合成矢量与no的矢量所成的角。X是基准液晶显示装置所具有的取向膜的预倾角。α是自基准液晶显示装置变更预倾角后的液晶显示装置的预倾角。C是取决于液晶层的锚定强度的系数。)
在本发明的一形态中，可以是如下的方法：所述α为75°以上并且不足88.5°。
在本发明的一形态中，可以是如下的方法：所述Δn为0.09以上以及0.11以下。
在本发明的一形态中，可以是如下的方法：所述d为3.0μm以上以及3.5μm以下。
在本发明的一形态中，可以是如下的方法：所述Re(photo)超过0nm、10nm以下。
本发明的一形态提供一种液晶显示装置的制造方法，其中所述液晶显示装置具有：一对基板；夹在所述一对基板之间的负型液晶层；所述一对基板中的至少一个所具有的相位差层；及预倾角控制层，其与所述相位差层相接而层叠，并对构成所述液晶层的液晶材料赋予75°以上并且不足88.5°的预倾角，所述液晶显示装置的制造方法的特征在于，具有如下工序：通过上述的液晶显示装置的设计方法求出所述相位差层补偿的光学补偿值的工序；形成具有所求出的光学补偿值的所述相位差层的工序；在所述相位差层的表面形成所述预倾角控制层的工序。
在本发明的一形态中，可以是如下的制造方法：所述相位差层以液晶性高分子为形成材料，形成所述相位差层的工序具有：涂布聚合性液晶性单体的工序；及将形成的涂膜在一个方向上摩擦后，使所述涂膜中所含的所述液晶性单体聚合而获得所述液晶性高分子的工序。
在本发明的一形态中，可以是如下的制造方法：所述相位差层以如下的混合物为形成材料，所述混合物是高分子材料与分散于所述高分子材料中且具有双折射性的双折射化合物的混合物，形成所述相位差层的工序具有：涂布光固化性的所述高分子材料的单体与所述双折射化合物的混合物的工序；对所形成的涂膜照射偏振光，使所述单体聚合而获得所述混合物的工序。
本发明的一形态提供一种液晶显示装置，其特征在于，具有：元件基板；对向基板，其与所述元件基板对向；及液晶层，其夹在所述元件基板与所述对向基板之间，包含负型液晶材料，所述元件基板具有第一基板及垂直取向型的第一取向膜，所述第一取向膜设于所述第一基板的所述液晶层侧，且与所述液晶层相接，所述对向基板具有第二基板及垂直取向型的第二取向膜，所述第二取向膜设于所述第二基板的所述液晶层侧，且与所述液晶层相接，所述第一取向膜的所述第二取向膜中的任一者或两者具有光取向型的预倾角控制层及相位差层，其中，所述预倾角控制层与所述液晶层相接，并对所述液晶材料赋予75°以上并且不足88.5°的预倾角，所述相位差层与所述预倾角控制层相接而层叠，并通过光照射而形成。
可以是如下的构成：所述预倾角控制层以具有光官能基的高分子材料为形成材料，所述相位差层以液晶性单体的聚合物即液晶性高分子为形成材料。
在本发明的一形态中，可以是如下的构成：所述预倾角控制层以具有光官能基的高分子材料为形成材料，所述相位差层以如下的混合物为形成材料，所述混合物是高分子材料与分散于所述高分子材料中且具有双折射性的双折射化合物的混合物。
在本发明的一形态中，可以是如下的构成：所述光官能基是肉桂酸酯基。
发明效果
根据本发明的一形态，可提供能够容易地抑制对比度降低的液晶显示装置的设计方法。而且，可提供可通过使用所求出的光学补偿值而容易地抑制对比度降低的液晶显示装置的制造方法。而且，可提供显示较高的对比度、可进行高品质的图像显示的液晶显示装置。
附图说明
图1是示意性表示第一实施方式的液晶显示装置的剖视图。
图2是表示参考例的结果的图表。
图3是表示参考例的结果的图表。
图4是表示参考例的结果的图表。
图5是表示参考例的结果的图表。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下，参照附图对本发明的第一实施方式的液晶显示装置的设计方法及液晶显示装置的制造方法加以说明。另外，在以下的所有附图中，为了便于查看附图，适当地变更各构成元件的尺寸或比率等。
＜液晶显示装置的设计方法、液晶显示装置的制造方法＞
本实施方式的液晶显示装置的设计方法是具有包含负型液晶材料的液晶层、及夹着液晶层的垂直取向型的一对取向膜的液晶显示装置的设计方法。在本实施方式的液晶显示装置中，基于已经获得所期望的物性值(对比度比)的垂直取向型的液晶显示装置，求出在变更预倾角时需要何种程度的光学补偿。
亦即，本实施方式的液晶显示装置的设计方法具有：使用规定的取向膜的形成材料和规定的液晶材料，求出取决于含有所述规定液晶材料的液晶层的锚定强度的系数的工序；基于所求出的所述系数和下述式(1)～(3)，求出使用所述规定的取向膜的形成材料和所述规定的液晶材料的液晶显示装置中的、相对于所述取向膜的预倾角所需的光学补偿值的对应关系的工序。
[数2]
Δn＝|ne-no|…(2)
式中，Re(photo)是相位差层的延迟值。Re(photo)优选为0.1nm以上以及10nm以下。
d是液晶层的厚度(单位：nm)。
ne是构成液晶层的液晶材料的非寻常光折射率。
no是构成液晶层的液晶材料的寻常光折射率。
θ是在关于液晶层而考虑折射率椭球时，no的矢量和ne的矢量的合成矢量与no的矢量所成的角。
X是表现出所期望的对比度比的现有的液晶显示装置(基准液晶显示装置)所具有的取向膜的预倾角(单位：°)，其为75°以上并且不足88.5°。在基准液晶显示装置中，在一对取向膜对液晶材料赋予的预倾角分别不同的情况下，表示一对取向膜的预倾角的平均值。
α是变更后的液晶显示装置的预倾角(单位：°)。在变更后的液晶显示装置中，在一对取向膜对液晶材料赋予的预倾角分别不同的情况下，表示较小的预倾角。
C是取决于液晶层的(极角)锚定强度的系数。存在如下倾向：液晶层的锚定强度越大，则C越变大。此处，液晶层的取向方向是相对于正交尼科尔棱镜偏振板而言为45°方向。C为0.01～0.20。
此处，系数C例如可如下所示地求出。
首先，使用基准液晶显示装置中所使用的光取向膜的形成材料和基准液晶显示装置中所使用的液晶层的材料(液晶材料)，制作仅对光取向膜赋予的预倾角不同的两个以上液晶单元。此时，关于预倾角的方位角，与基准液晶显示装置相同。
其次，测定所获得的液晶单元的各自的延迟。
其次，关于预倾角和所测定的延迟，作成以横轴为预倾角、以纵轴为延迟值的基于实测值的图表(散布图)。另一方面，使基于上述式(1)的图表重叠于同一散布图上。此时，使式(1)中的系数C变化，求出实测的延迟值与式(1)的图表恰好一致的系数C(使式(1)与实测值拟合)。如上所述地进行并求出系数C。
系数C可如上所述地根据实测值求出，也可以使用模拟结果代替实测值而求出。在模拟中例如可使用LCD Master(Shintech公司制造)。
如果使用上述式(1)，则在例如以87°的预倾角制造与已有的液晶显示装置(例如现有的预倾角为88.5°的液晶显示装置)同等透射光强度的液晶显示装置的情况下，可以估计适当的值作为相位差层的延迟值Re(photo)。
而且，本实施方式的液晶显示装置的制造方法是具有如下构件的液晶显示装置的制造方法：一对基板；夹在所述一对基板之间的负型液晶层；所述一对基板中的至少一个所具有的相位差层；及预倾角控制层，其与所述相位差层相接而层叠，并对构成所述液晶层的液晶材料赋予75°以上并且不足88.5°的预倾角，该液晶显示装置的制造方法具有如下工序：通过上述液晶显示装置的设计方法求出所述相位差层补偿的光学补偿值的工序；形成具有所求出的光学补偿值的所述相位差层的工序；在所述相位差层的表面形成所述预倾角控制层的工序。
在液晶显示装置中，为了改善视角或高清晰化，有时调整未施加电压状态的液晶材料相对于基板的角度(预倾角)。然而，如果变更液晶材料的预倾角，则通过液晶层的偏振光所产生的延迟的大小变化，在黑色显示时产生漏光。其结果容易产生如下问题：在黑色显示时明亮地显示，在黑色显示时的亮度相对于白色显示时的亮度的比即对比度降低。
然而，在本实施方式的液晶显示装置的设计方法中，可容易地求出抵消在调整预倾角时产生的液晶层延迟的变化的延迟。因此，可通过设置具有该延迟的相位差层(第一相位差层、第二相位差层)而抑制液晶显示装置的黑色显示时的漏光。
在所获得的液晶显示装置中，可通过变更形成相位差层时的偏振光的照射量、照射到相位差层的偏振光相对于液晶的取向方向的照射角度、相位差层的形成材料、相位差层的层厚等各种条件而调整对相位差层赋予的相位差。因此，即便随着液晶材料的预倾角变更而产生的延迟微小，也可以适当地调制相位差层(第一相位差层、第二相位差层)所应具有的延迟值。
＜液晶显示装置＞
图1是示意性表示本实施方式的液晶显示装置的剖视图。如图1所示，本实施方式的液晶显示装置100具有：元件基板10、对向基板20、液晶层30。液晶显示装置100可通过本实施方式的液晶显示装置的设计方法及液晶显示装置的制造方法而制造。
本实施方式的液晶显示装置100采用VA(Vertical Alignment，垂直取向)方式ECB模式的装置构成。亦即，液晶显示装置100是垂直取向型的液晶显示装置。另外，在本说明书中，所谓“垂直取向型”是指在未对液晶层30施加电压时，对液晶层30中所含的液晶材料的预倾角为75°以上的构成。
(元件基板)
元件基板10具有：TFT基板11；第一相位差层12，其设于TFT基板11的液晶层30侧的表面；第一预倾角控制层13，其与第一相位差层12相接且设于第一相位差层12的表面；第一偏振板19，其设于TFT基板11的液晶层30的相反侧。第一相位差层12与第一预倾角控制层13层叠而成的层叠膜相当于本发明的一形态的“第一取向膜”。
TFT基板11具有未图示的驱动用TFT元件。驱动用TFT元件的漏极电极、栅极电极、及源极电极分别与像素电极、栅极总线、及源极总线电连接。各像素经由源极总线、栅极总线的电气配线而电连接。
TFT基板11的各构件的形成材料可使用通常已知的材料。驱动用TFT的半导体层的材料优选使用IGZO(含有铟(In)、镓(Ga)、锌(Zn)、氧(O)的4元混晶半导体材料)。在使用IGZO作为半导体层的形成材料的情况下，在所获得的半导体层中，断态漏电流(Offleakage Current)小，因此抑制电荷的泄漏。由此可使得对液晶层施加电压后的空载期间变长。其结果，可减少显示图像期间中的电压施加次数，可减低液晶显示装置的耗电。
TFT基板11可以是在各像素中具有驱动用TFT的有源矩阵方式，也可以各像素并不具有驱动用TFT的单纯矩阵方式的液晶显示装置。
(第一相位差层)
第一相位差层12是具有如下性质的光学元件：使用双折射材料而形成，因此具有双折射性，对射入的线性偏振光赋予规定的相位差(延迟)。本实施方式的第一相位差层12设于TFT基板11的表面。第一相位差层12是通过光照射而形成的层。另外，所谓“通过光照射而形成”是表示如下两者：第一相位差层12的形成材料具有光聚合性，第一相位差层12的形成材料通过光照射而产生双折射性。
作为第一相位差层12的形成材料的双折射材料，优选为(i)液晶性高分子、(ii)高分子材料与分散于高分子材料中的具有双折射性的双折射化合物的混合物、(iii)具有光官能基的高分子材料的任意者。
((i)液晶性高分子)
作为可用作上述双折射材料的液晶性高分子，例如可列举使下述式(A)所表示的液晶性单体聚合而成的高分子化合物。
[化1]
而且，作为可用作上述双折射材料的液晶性高分子，例如可列举使在下述式(A-1)～(A-14)中所表示的液晶性单体聚合而成的高分子化合物。
[化2]
[化3]
[化4]
[化5]
[化6]
[化7]
[化8]
[化9]
[化10]
[化11]
[化12]
[化13]
[化14]
[化15]
(上述式(A-1)～(A-14)中，X1及X2相同或不同地表示氢原子或甲基。g、h及i是1～18的整数。j及k是1～12的整数)
例如，将上述式(A)所示的液晶性单体涂布于基板上，在一个方向上进行摩擦后，对涂膜照射紫外线，由此可形成以液晶性高分子为形成材料的第一相位差层12。液晶性单体取向于摩擦方向上，通过照射紫外线而在保持取向的状态下使液晶性单体聚合而固化。由此可形成具有双折射性的第一相位差层12。关于第一相位差层12的面内延迟值，可通过控制所使用的液晶性单体的种类及第一相位差层12的厚度而进行控制。
((ii)高分子材料与双折射化合物的混合物)
作为可在上述混合物中使用的高分子材料，可列举具有透光性的高分子材料。例如可列举热固性或光固化性的丙烯酸类树脂。
而且，作为可在上述混合物中使用的双折射化合物，例如可列举下述式(B)所表示的具有偶氮苯基的化合物、下述式(C)所表示的查尔酮基化合物、下述式(D)所表示的二苯乙炔类化合物。
[化16]
[化17]
[化18]
例如，将上述式(B)所示的化合物与光固化性丙烯酸类树脂的混合物涂布于基板上，然后照射偏振紫外线，由此可形成以上述混合物为形成材料的第一相位差层12。通过照射偏振紫外线而使丙烯酸类树脂聚合、固化。另一方面，通过照射偏振紫外线而使排列在可吸收偏振紫外线的方向上的上述式(B)所示的化合物光异构化。由此可以在偏振紫外线的偏振方向和与该偏振方向正交的方向上产生相位差，形成具有双折射性的第一相位差层12。关于第一相位差层12的面内延迟值，可以通过控制所使用的双折射化合物的种类及第一相位差层12的厚度而进行控制。
((iii)具有光官能基的高分子材料)
具有光官能基的高分子材料具有选自由聚酰胺酸骨架、(甲基)丙烯酰基骨架所构成的群的至少一种作为主链骨架，且具有光官能基。以下，将作为第一相位差层12的形成材料的“具有光官能基的高分子材料”称为“第一高分子材料”。
第一光官能基是吸收光，产生选自由异构化反应、二聚反应、弗赖斯重排反应、裂解反应所构成的群的至少一种光反应的基。第一光官能基例如可列举选自由肉桂酸酯基(下述式(1))、偶氮苯基(下述式(2))、查尔酮基(下述式(3))、二苯乙炔基(下述式(4))、环丁烷基(下述式(5))所构成的群的至少一种。第一光官能基可含有于第一高分子材料的主链骨架中，也可以含有于第一高分子材料的侧链中。自光反应容易且可抑制用以产生光反应的光照射量考虑，优选第一光官能基包含于第一高分子材料的侧链中。
[化19]
(式中，氢原子可以被一价有机基、氟原子取代)
[化20]
(式中，氢原子可以被一价有机基取代)
[化21]
(式中，氢原子可以被一价有机基取代)
[化22]
(式中，氢原子可以被一价有机基取代)
[化23]
这些光官能基通过吸收各光官能基的吸收频带的光而产生光异构化、二聚反应、裂解反应。
第一高分子材料具体而言可例示如下材料。
(聚酰胺酸骨架的材料)
具有聚酰胺酸骨架的第一高分子材料可例示如下化合物：在具有下述式(10)所示的聚酰胺酸骨架，且聚酰胺酸中所含的的X单元为下述式(X-1)～(X-7)的化合物，以及E单元为下述式(E-1)～(E-14)的化合物中，进一步在X单元及E单元的任意者中具有第一光官能基者。X单元可采用的第一光官能基可例示下述式(X-101)～(X-105)，E单元可采用的第一光官能基可例示下述式(E-101)～(E-105)。
[化24]
(式中，p表示整数)
[化25]
[化26]
[化27]
[化28]
[化29]
或者，具有聚酰胺酸骨架的第一高分子材料可例示如下化合物：在具有下述式(11)所示的聚酰胺酸骨架，且聚酰胺酸中所含的X单元为上述式(X-1)～(X-8)的化合物、以及E单元为下述式(E-21)～(E-36)的化合物中，进一步在Z单元中具有第一光官能基者。第一光官能基可例示下述式(Z-101)～(Z-106)。
[化30]
(式中，p表示整数)
[化31]
[化32]
[化33]
(硅氧烷酸骨架的材料)
具有硅氧烷酸骨架的第一高分子材料可例示如下化合物，其具有下述式(20)所示的硅氧烷骨架或下述式(21)所示的硅氧烷骨架，且在作为侧链而具有的Z单元中具有第一光官能基。第一光官能基可例示上述式(Z-101)～(Z-103)。
[化34]
(式中，α是氢原子、羟基、烷氧基的任意者。多个α可以相同，也可以相互不同。
r为0＜r≦0.5。p表示整数)
[化35]
(式中，α是氢原子、羟基、烷氧基的任意者。多个α可以相同，也可以相互不同。
r为0＜r≦0.5。p表示整数)
在形成第一相位差层12时，首先对含有第一相位差层12的形成材料的涂膜进行加热处理。由此使构成涂膜的高分子相互聚合，失去流动性而固化。
其次，对加热后的涂膜照射偏振光。由此使如上所述的光官能基中的受到偏振光照射的光官能基进行光反应。其结果，加热后的涂膜具有与偏振方向、照射方向相应的各向异性。
亦即，将第一高分子材料作为形成材料，进行加热处理和偏振光照射，由此使第一相位差层12作为相位差层而显示适宜的双折射性。关于第一相位差层12的面内延迟值，可通过控制所使用的第一高分子材料的种类及第一相位差层12的厚度来进行控制。
(第一预倾角控制层)
第一预倾角控制层13具有对与表面相接的液晶材料提供取向限制力的功能。第一预倾角控制层13可以显示出预倾角为90°的垂直取向，也可以对液晶材料提供75°以上并且不足88.5°的预倾角。
关于显示出预倾角为90°的垂直取向的第一预倾角控制层13，可使用所谓的垂直取向膜。
关于预倾角为75°以上并且不足88.5°的第一预倾角控制层13，可以使用垂直取向型光取向膜。光取向膜是取向膜的形成材料具有光官能基，通过进行光照射而赋予取向限制力的膜。
第一预倾角控制层13的形成材料是具有光官能基的高分子材料。以下，将第一预倾角控制层13的形成材料称为“第二高分子材料”。
(第二高分子材料)
第二高分子材料具有选自由聚酰胺酸骨架、硅氧烷骨架所构成的群的至少一种作为主链骨架。其中，第二高分子材料的主链骨架优选为硅氧烷骨架。
第二光官能基是吸收光而产生由异构化反应、二聚反应、弗赖斯重排反应所构成的群的至少一种光反应的基。第二光官能基例如可列举选自由肉桂酸酯基(上述式(1))、香豆素基(下述式(5))、芪基(下述式(6))所构成的群的至少一种。
[化36]
(式中，氢原子可以被一价有机基取代)
[化37]
(式中，氢原子可以被一价有机基取代)
第二光官能基可与上述硅氧烷骨架中所含的硅原子直接键结，也可以含有于与矽原子键结的侧链中。自光反应容易且可控制用以产生光反应的光照射量考虑，优选第二光官能基含有于侧链中。而且，无需所有的侧链均含有光官能基，也可以包含进行热交联的聚合性官能基等非光反应性侧链以使热、化学稳定性提高。
这些光官能基通过吸收各光官能基的吸收频带的偏振光而产生光异构化或二聚反应。其结果，第二光官能基吸收第二波长的偏振光而使结构变化，第二预倾角控制层23将与表面相接的液晶材料的取向方向规定为任意方向。亦即，第二预倾角控制层23可根据形成时的第二波长的偏振光的照射方向而将液晶材料的取向方向规定为任意方向。
另外，第二光官能基可以是与第一光官能基相同的官能基。而且，第二波长与第一波长可以是相同波长。
第二高分子材料具体而言可例示如下材料。
(聚酰胺酸骨架的材料)
具有聚酰胺酸骨架的第二高分子材料可例示如下化合物：在具有上述式(11)所示的聚酰胺酸骨架，且聚酰胺酸中所含的X单元为上述式(X-1)～(X-8)的化合物、以及E单元为上述式(E-21)～(E-36)的化合物中，进一步在Z单元中具有第二光官能基者。第二光官能基可例示下述式(Z-201)～(Z-223)。
[化38]
[化39]
[化40]
[化41]
[化42]
[化43]
[化44]
[化45]
[化46]
[化47]
[化48]
[化49]
[化50]
[化51]
[化52]
[化53]
[化54]
[化55]
[化56]
[化57]
[化58]
[化59]
[化60]
(硅氧烷酸骨架的材料)
具有硅氧烷酸骨架的第二高分子材料可例示如下化合物，其具有上述式(20)所示的硅氧烷骨架或上述式(21)所示的硅氧烷骨架，且在作为侧链而具有的Z单元中具有第二光官能基。第二光官能基可例示下述式(Z-224)～(Z-225)。
[化61]
[化62]
(显示垂直取向的第一预倾角控制层的形成材料)
在第一预倾角控制层13显示垂直取向的情况下，形成材料具体而言可例示如下材料。
(聚酰胺酸骨架的材料)
在显示垂直取向的第一预倾角控制层13中，具有聚酰胺酸骨架的形成材料可例示如下化合物，其具有上述式(11)所示的聚酰胺酸骨架，聚酰胺酸中所含的X单元为上述式(X-1)～(X-8)的任意者，E单元为上述式(E-21)～(E-36)的任意者，Z单元为下述式(Z-301)～(Z-307)的任意者。
[化63]
[化64]
[化65]
(硅氧烷酸骨架的材料)
具有硅氧烷酸骨架的第二高分子材料可例示如下化合物，其具有上述式(20)所示的硅氧烷骨架或上述式(21)所示的硅氧烷骨架，且作为侧链而具有的Z单元是上述式(Z-301)～(Z-307)的任意者。
在本实施方式的液晶显示装置的制造方法中，通过如下工序形成上述第一相位差层与第一预倾角控制层的层叠结构：形成具有通过上述液晶显示装置的设计方法而求出的光学补偿值的相位差层的工序；在相位差层的表面形成预倾角控制层的工序。
在相位差层将液晶性高分子作为形成材料的情况下，形成相位差层的工序具有：涂布聚合性的液晶性单体的工序；将形成的涂膜在一个方向上摩擦后，使涂膜中所含的液晶性单体聚合而获得液晶性高分子的工序。
而且，在相位差层将高分子材料与双折射化合物(该双折射化合物分散于高分子材料中且具有双折射性)的混合物作为形成材料的情况下，形成相位差层的工序具有：涂布光固化性高分子材料的单体与双折射化合物的混合物的工序；对所形成的涂膜照射偏振光使单体聚合而获得混合物的工序。
相位差层的形成材料可使用上述材料。
在如上所述地进行而形成的相位差层的表面形成预倾角控制层的情况下，涂布预倾角控制层的形成材料(上述第二高分子材料)，以与所期望的预倾角对应的照射角度照射规定的偏振光。此时，偏振光的照射量为数十mJ/cm2。偏振光的照射量优选为10mJ/cm2以上以及90mJ/cm2以下，更优选为30mJ/cm2以上以及70mJ/cm2以下。由此形成预倾角控制层。
目前已知如下的液晶显示装置，其具有使液晶材料水平取向的预倾角控制层与相位差层的层叠结构。然而，在利用光取向膜形成水平取向的预倾角控制层的情况下，为了控制取向方位(赋予预倾角)而照射的偏振光的照射量需要为数百～数千mJ/cm2。如果照射此种照射量的偏振光，则形成于下层的相位差层的延迟会变化，因此无法进行所期望的光学补偿。
因此，目前在完成具有光取向膜的液晶单元之后，在单元的外侧贴附相位差膜而进行光学补偿。
另一方面，在现有已知的垂直取向方式的液晶显示装置中，所使用的垂直取向膜的预倾角为88.5°以上。具有此种预倾角的垂直取向膜的液晶显示装置容易使对比度变高，无需为了改善对比度而通过形成相位差层或贴合相位差膜来进行光学补偿。
相对于此，在预倾角为75°以上并且不足88.5°的液晶显示装置中，通过赋予预倾角而在液晶层中产生的相位差会较大地影响到对比度。
因此，在此种液晶显示装置中，需要进行光学补偿以改善对比度。然而，难以通过贴合相位差膜而抵消由于预倾角变更而稍许产生的相位差。因此，在本申请案的液晶显示装置中成为如下的构成：利用通过光照射而形成的相位差层来抵消在液晶层中产生的相位差。
另外，如上所述，与形成水平取向的预倾角控制层的情况相比而言，为了控制取向方位(赋予预倾角)而所需的偏振光的照射量非常小，因此并不产生相位差层的混乱。因此，可适宜地形成预倾角控制层。
第一偏振板19可使用通常已知的构成。
(对向基板)
对向基板20例如具有：彩色滤光片基板21、设于彩色滤光片基板21的液晶层30侧表面的第二相位差层22、与第二相位差层22相接且设于第二相位差层22的表面的第二预倾角控制层23、设于彩色滤光片基板21的液晶层30的相反侧的第二偏振板29。第二相位差层22与第二预倾角控制层23层叠而成的层叠膜相当于本发明的一形态的“第二取向膜”。
彩色滤光片基板21例如具有：吸收入射光的一部分而透射红色光的红色彩色滤光片层、吸收入射光的一部分而透射绿色光的绿色彩色滤光片层、吸收入射光的一部分而透射蓝色光的蓝色彩色滤光片层。
另外，彩色滤光片基板21还可以具有覆盖表面的保护层以进行基板表面的平坦化和防止有色材料成分从彩色滤光片层溶出。
(第二相位差层)
第二相位差层22是具有如下性质的光学元件：使用双折射材料而形成，因此具有双折射性，并且对射入的线性偏振光赋予规定的相位差(延迟)。本实施方式的第二相位差层22直接设于彩色滤光片基板21的表面。
第二相位差层22的形成材料可使用与上述第一高分子材料相同的材料。第二相位差层22的延迟值可以与第一相位差层12相同，也可以不同。关于第二相位差层22的面内延迟值，可以通过控制所使用的材料的种类及第二相位差层22的厚度而进行控制。
(第二预倾角控制层)
第二预倾角控制层23具有对与表面相接的液晶材料提供取向限制力的功能。第二预倾角控制层23可以显示预倾角90°的垂直取向，也可以对液晶材料提供75°以上并且不足88.5°的预倾角。
关于显示预倾角为90°的垂直取向的第二预倾角控制层23，可使用所谓的垂直取向膜。
关于预倾角为75°以上并且不足88.5°的第二预倾角控制层23，可使用垂直取向型光取向膜。
其中，第一预倾角控制层13与第二预倾角控制层23中的任一者是对液晶材料提供75°以上并且不足88.5°的预倾角的垂直取向型光取向膜。在第一预倾角控制层13为光取向膜的情况下，或第二预倾角控制层23为垂直取向型光取向膜的情况下，它们对液晶材料提供的预倾角为75°以上并且不足88.5°，优选为80.0°以上并且不足88.5°，更优选为80.0°以上以及88.0°以下。如果预倾角为该角度，则可制成液晶分子的响应速度快、可显示高品质图像的液晶显示装置。
在第一预倾角控制层13与第二预倾角控制层23均为光取向膜的情况下，第一预倾角控制层13对液晶材料提供的预倾角与第二预倾角控制层23对液晶材料提供的预倾角可以相同，也可以不同。
在第一预倾角控制层13与第二预倾角控制层23均为垂直取向型光取向膜的情况下，由于第一预倾角控制层13所带来的液晶材料的取向方向与由于第二预倾角控制层23所带来的液晶材料的取向方向，在从TFT基板11的法线方向的视野(俯视TFT基板时的视野)中可以设定为反平行取向。
所谓“反平行取向”是指在俯视TFT基板时的视野中，液晶材料的方位角相同。
第二预倾角控制层23的形成材料可使用与上述第二高分子材料相同的材料。
第二偏振板29可使用通常已知的构成。第一偏振板19与第二偏振板29成为例如正交尼科尔棱镜配置。
(液晶层)
液晶层30含有折射率各向异性为0.09以上以及0.11以下的液晶材料。液晶材料是含有具有液晶性的液晶分子的组合物。液晶材料可以仅由单独表现出液晶性的液晶分子构成，也可以是单独表现出液晶性的液晶分子与单独并不表现出液晶性的有机化合物混合而成的组合物，该组合物整体表现出液晶性。液晶材料使用介电各向异性为负的负型液晶。
在未施加电压的状态下，对液晶分子赋予与第一预倾角控制层13、第二预倾角控制层23的取向限制力相应的取向性。
液晶层30的厚度为3.0μm以上以及3.5μm以下。
另外，液晶显示装置100还可以具有：密封部，其夹在元件基板10与对向基板20之间，包围液晶层30的周围；间隔件，其是用以规定液晶层30的厚度的柱状结构物。
在此种液晶显示装置100中，第一相位差层12的面内延迟值与第二相位差层22的面内延迟值的合计值是包含于超过0nm、10nm以下的范围的值。在此种面内延迟值的范围中，第一相位差层12与第二相位差层22的面内延迟值的合计值可通过上述本实施方式的液晶显示装置的设计方法而设定。
另外，在本实施方式中采用第二相位差层22，但也可以使用并不具有面内相位差的高分子层(以下称为“基底层”)来代替第二相位差层22。基底层的形成材料可使用具有与上述第一高分子材料或第二高分子材料同样的主链骨架，且并不具有光官能基的高分子材料。而且，基底层的形成材料还可以采用上述垂直取向膜的形成材料。
基底层的形成材料具体而言可例示如下材料。
具有聚酰胺酸骨架的基底层的材料可例示如下化合物：在具有上述式(11)所示的聚酰胺酸骨架，且聚酰胺酸中所含的X单元为上述式(X-1)～(X-8)的化合物、以及E单元为上述式(E-21)～(E-36)的化合物，进一步在Z单元中具有下述式(Z-401)～(Z-408)者。
[化66]
另外，基底层的形成材料还可使用上述具有聚酰胺酸骨架的垂直取向膜的形成材料、及具有硅氧烷骨架的垂直取向膜的形成材料。
本实施方式的液晶显示装置成为如上所述的构成。
根据如上所述的构成的液晶显示装置的设计方法，可提供能够容易地控制对比度降低的设计方法。
而且，根据如上所述的构成的液晶显示装置的制造方法，可提供能够通过使用所求出的光学补偿值来容易地抑制对比度降低的制造方法。
而且，根据如上所述的构成的液晶显示装置，可提供显示出高对比度且进行高品质的图像显示的液晶显示装置。
另外，虽然在本实施方式中记载了可采用元件基板10所具有的第一预倾角控制层13为光取向膜、对向基板20所具有的第二预倾角控制层23为垂直取向膜的构成的方法，但也可以是第一预倾角控制层13为垂直取向膜，第二预倾角控制层23为光取向膜。
以上，参照附图对本发明的一形态的优选的实施方式的例子进行了说明，但是不言而喻本发明并不限定于该例。在上述例中表示的各构成构件的各种形状或组合等是一个例子，可以在不脱离本发明的主旨的范围内基于设计要求等进行各种变更。
[实施例]
以下通过实施例对本发明的一形态进行说明，但本发明并不限定于这些实施例。
＜关于求出系数C的工序＞
(参考例1)
以下述条件的液晶单元为基准，关于使预倾角变化时可实现与基准液晶单元同等对比度比所需的光学补偿值，对基于下述式(1)～(3)求出的光学补偿值与通过模拟而求出的光学补偿值加以比较。
(基准液晶单元)
液晶材料：ne＝1.582、no＝1.485
单元厚度：3.40μm
液晶单元的相位差(Δn·d)：330nm
预倾角：一对取向膜均为88.5°
在以下的说明中，将基于式(1)～(3)而求出的光学补偿值称为“光学补偿值A，”将通过模拟而求出的光学补偿值称为“光学补偿值B”。一面使系数C变化一面相对于光学补偿值B拟合光学补偿值A，以在所求出光学补偿值B的预倾角中，光学补偿值A与光学补偿值B的差变小的方式求出系数C。
[数3]
Δn＝|ne-no|…(2)
(式中，Re(photo)是光学补偿值。
d是液晶层的厚度。其为3.40μm。
ne是构成液晶层的液晶材料的非寻常光折射率。ne＝1.582。
no是构成液晶层的液晶材料的寻常光折射率。no＝1.485。
θ是在关于液晶层而考虑折射率椭球时，no的矢量和ne的矢量的合成矢量与no的矢量所成的角。θ＝52.0°。
X是基准液晶显示装置所具有的光取向膜的预倾角。X＝88.5°。
α是自基准液晶显示装置变更预倾角后的液晶显示装置的预倾角。
C是取决于液晶层的锚定强度的系数。)
液晶单元的相位差为330nm。
(模拟条件)
使用LCD Master(Shintech公司制造)求出光学补偿值。
液晶材料：ne＝1.582、no＝1.485
单元厚度(液晶层厚)：3.40μm
液晶单元的相位差：330nm
取向膜预倾角：88.5°、88.0°、87.0°、86.0°
(单元构成)
夹着液晶层的一对基板是在任一基板上均形成基底层，在基底层的表面形成着取向膜的构成。
图2是将光学补偿值A与光学补偿值B加以对比的图表。在图中，横轴表示预倾角(单位：°)，纵轴表示光学补偿值(单位：nm)。系数C为0.056。如图所示，光学补偿值A与光学补偿值B非常一致。
(参考例2)
关于基准液晶单元的预倾角，除了一对取向膜均设为89.0°以外，其他与参考例1同样地进行，将光学补偿值A与光学补偿值B加以比较并求出系数C。
图3是将光学补偿值A与光学补偿值B加以对比的图表。系数C为0.054。如图所示，光学补偿值A与光学补偿值B非常一致。
(参考例3)
关于基准液晶单元的预倾角，其中一个取向膜为90°、另一个取向膜为86.0°，在计算光学补偿值A、B时，使另一个取向膜的预倾角变化为84.0°、82.0°、80.0°，除此以外与参考例1同样地进行，将光学补偿值A与光学补偿值B加以比较并求出系数C。
另外，在式(1)中，预倾角X使用其中一个取向膜的预倾角与另一个取向膜的预倾角的平均值。例如，关于基准液晶单元，采用88.0°。
图4是将光学补偿值A与光学补偿值B加以对比的图表。系数C为0.043。如图所示，光学补偿值A与光学补偿值B非常一致。
(参考例4)
基准液晶单元使用下述条件者，除此以外与参考例1同样地进行，将光学补偿值A与光学补偿值B加以比较并求出系数C。
(基准液晶单元)
液晶材料：ne＝1.591、no＝1.485
单元厚度：3.11μm
液晶单元的相位差(Δn·d)：330nm
预倾角：一对取向膜均为88.5°
图5是将光学补偿值A与光学补偿值B加以对比的图表。系数C为0.059。如图所示，光学补偿值A与光学补偿值B非常一致。
＜所制作的液晶单元的物性＞
关于使用本发明的一形态的液晶显示装置的制造方法而如后所述地制作的液晶单元，通过下述方法进行物性评价。
(对比度)
使用TOPCON公司制造的SR-UL1亮度计在暗室中测定对比度。
测定温度：25℃、测定波长范围：380～780nm
(响应特性)
使用Photal5200(大塚电子)进行测定。
测定温度：25℃、在透射率为0.5～透射率最大的电压间进行测定
VHR(Voltage Holding Ratio、电压保持率)：使用东阳技术公司制造的6254型VHR测定系统，在1V、70℃的条件下进行测定。此处，VHR表示将在一帧期间中充电的电荷保持的比率。可以将VHR大的液晶显示装置判断为合格品。
残留DC：通过闪烁消除法测定。测定施加2小时的DC偏移电压2V(AC电压3V(60Hz))后的残留DC(rDC)。可以将rDC小的液晶显示装置判断为合格品。
预倾角变化量：测定通电前的预倾角与通电7.5V的AC电压后的预倾角的变化量。可以将预倾角变化量小的液晶显示装置判断为合格品。
＜评价1＞
(实施例1)
关于上述参考例1中所示的构成的液晶显示装置，通过制作评价用液晶单元，实际进行物性评价来确认本申请发明的效果。此处，确认使预倾角自参考例1的基准液晶单元(预倾角为88.5°)变化为87.0°时的相对于对比度的影响。
在具有ITO电极的基板(以下称为“基板A”。)的一个面涂布下述式(A)所示的液晶性单体，在摩擦后照射紫外线，由此形成具有0.7±0.2nm的面内延迟的相位差层。“±0.2nm”表示面内延迟的测定误差。
[化67]
其次，在基板A的相位差层的表面涂布包含下述式(101)所示的聚酰胺酸的涂料而进行成膜。下述式(101)所示的聚酰胺酸使用重量平均分子量为1万以上者。
[化68]
(式中，p表示整数)
其次，通过进行焙烧而制成以上述式(101)为形成材料的聚酰亚胺层。
其次，自相对于基板法线方向而言为45°的方向照射50mJ/cm2的以波长315nm为中心的偏振光。由此对以上述式(101)为形成材料的聚酰亚胺层赋予约87.0°的预倾角，形成光取向膜。
进一步在另一基板(以下称为“基板B”。)的一个面涂布含有上述式(101)所示的聚酰胺酸的涂料而进行成膜。
其次，通过进行焙烧而制成以上述式(101)为形成材料的聚酰亚胺层。
其次，自相对于基板法线方向而言为45°的方向照射50mJ/cm2的以波长315nm为中心的偏振光，对以上述式(101)为形成材料的聚酰亚胺层赋予约87.0°的预倾角，形成光取向膜。
其次，在其中一个基板的光取向膜侧描绘密封剂，在另一个基板的光取向膜侧滴加负型液晶材料。所使用的负型液晶材料的ne为1.582、no为1.485。
在真空下将两个基板贴合，使密封剂固化后，通过加热至130℃而进行再取向处理，获得液晶单元。此时，以液晶层的相位差Δn·d成为大约330nm的设计的方式，将单元厚度(液晶层的厚度)调整为3.4μm。
其次，以成为正交尼科尔棱镜配置的方式贴合偏振板，制作实施例1的液晶面板。
(比较例1)
在基板A中并未形成相位差层，除此以外与实施例1同样地进行而制作比较例1的液晶单元。在比较例1的液晶单元中，光取向膜的预倾角也是87.0°。
(参考例A)
在基板A中将预倾角设为88.5°，除此以外与比较例1同样地进行而制作参考例A的液晶单元。亦即，参考例A的液晶单元与参考例1中的基准液晶单元对应。
关于所获得的实施例1、比较例1、参考例A的液晶单元，通过上述方法进行评价。将评价结果示于表1中。
[表1]
可知评价结果是与比较例1的液晶单元相比而言，实施例1的液晶单元的响应时间、VHR、rDC、倾斜角变化量并无较大差异，但对比度得到改善。
而且，可知与参考例A的液晶单元相比而言，实施例1的液晶单元的响应时间得到改善，对比度同等。
＜评价2＞
(实施例2)
关于上述参考例4中所示的构成的液晶显示装置，通过制作评价用液晶单元，实际进行物性评价而确认本申请发明的效果。此处，确认使预倾角自参考例4的基准液晶单元(预倾角为88.5°)变化为87.0°时的相对于对比度的影响。
在基板A的一个面涂布含有下述式(B)所示的双折射化合物的光固化性丙烯酸类树脂，照射偏振紫外线，由此形成具有0.8±0.2nm的面内延迟的相位差层。“±0.2nm”表示面内延迟的测定误差。
[化69]
其次，在基板A的相位差层的表面涂布含有上述式(101)所示的聚酰胺酸的涂料而进行成膜。
其次，通过进行焙烧而制成以上述式(101)为形成材料的聚酰亚胺层。
其次，自相对于基板法线方向而言为45°的方向照射50mJ/cm2的以波长315nm为中心的偏振光。由此，对以上述式(101)为形成材料的聚酰亚胺层赋予约87.0°的预倾角，形成光取向膜。
关于基板B，与实施例1同样地进行而形成光取向膜。
其次，在其中一个基板的光取向膜侧描绘密封剂，在另一个基板的光取向膜侧滴加负型液晶材料。所使用的负型液晶材料的ne为1.591、no为1.485。
在真空下将两个基板贴合，使密封剂固化后，通过加热至130℃而进行再取向处理，获得液晶单元。此时，以液晶层的相位差Δn·d成为大约330nm的设计的方式，将单元厚度(液晶层的厚度)调整为3.1μm。
其次，以成为正交尼科尔棱镜配置的方式贴合偏振板，制作实施例2的液晶面板。
(比较例2)
在基板A中并未形成相位差层，除此以外与实施例2同样地进行而制作比较例2的液晶单元。在比较例2的液晶单元中，光取向膜的预倾角也是87.0°。
(参考例B)
在基板A中将预倾角设为88.5°，除此以外与比较例2同样地进行而制作参考例B的液晶单元。亦即，参考例B的液晶单元与参考例4中的基准液晶单元对应。
关于所获得的实施例2、比较例1、参考例B的液晶单元，通过上述方法进行评价。将评价结果示于表2中。
[表2]
可知评价结果是与比较例2的液晶单元相比而言，实施例2的液晶单元的响应时间、VHR、rDC、倾斜角变化量并无较大差异，但对比度得到改善。
而且，可知与参考例B的液晶单元相比而言，实施例2的液晶单元的响应时间得到改善，对比度同等。
根据以上结果可确认本发明的一形态有用。
产业的可利用性
本发明的一形态例如可应用于新颖构成的液晶面板、可容易地制造此种液晶面板的液晶面板的制造方法、使用它们的显示装置等中。
附图标记说明
10：元件基板
11：TFT基板(第一基板)
12、14：第一相位差层
13：第一预倾角控制层
20：对向基板
21：彩色滤光片基板(第二基板)
22、24：第二相位差层
23：第二预倾角控制层
30：液晶层
100、150：液晶显示装置

Claims (12)

1.一种液晶显示装置的设计方法，其是具有包含负型液晶材料的液晶层、夹着所述液晶层的垂直取向型的一对取向膜的液晶显示装置的设计方法，其特征在于，具有如下工序：
使用所述取向膜的形成材料和所述液晶材料，求出取决于所述液晶层中的所述液晶材料的锚定强度的系数的工序；以及
基于所求出的所述系数和下述式(1)～(3)，求出在使用所述取向膜的形成材料和所述液晶材料的液晶显示装置中，相对于变更了所述取向膜的预倾角时所产生的延迟而所需的光学补偿值的工序。
[数1]
Δn＝|ne-no|…(2)
(式中，Re(photo)是光学补偿值。
d是液晶层的厚度。
ne是构成液晶层的液晶材料的非寻常光折射率。
no是构成液晶层的液晶材料的寻常光折射率。
θ是在关于液晶层而考虑折射率椭球时，no的矢量和ne的矢量的合成矢量与no的矢量所成的角。
X是基准液晶显示装置所具有的取向膜的预倾角。
α是自基准液晶显示装置变更预倾角后的液晶显示装置的预倾角。
C是取决于液晶层的锚定强度的系数。)
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置的设计方法，其特征在于，
所述α为75°以上并且不足88.5°。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置的设计方法，其特征在于，
所述Δn为0.09以上以及0.11以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶显示装置的设计方法，其特征在于，
所述d为3.0μm以上以及3.5μm以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶显示装置的设计方法，其特征在于，
所述Re(photo)超过0nm、10nm以下。
6.一种液晶显示装置的制造方法，其中所述液晶显示装置具有：
一对基板；
夹在所述一对基板之间的负型液晶层；
所述一对基板中的至少一个所具有的相位差层；及
预倾角控制层，其与所述相位差层相接而层叠，并对构成所述液晶层的液晶材料赋予75°以上并且不足88.5°的预倾角，
特征在于，所述液晶显示装置的制造方法具有如下工序：
通过权利要求1至5中任一项所述的液晶显示装置的设计方法，求出所述相位差层补偿的光学补偿值的工序；
形成具有所求出的光学补偿值的所述相位差层的工序；
在所述相位差层的表面形成所述预倾角控制层的工序。
7.根据权利要求6所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，
所述相位差层以液晶性高分子为形成材料，
形成所述相位差层的工序具有：涂布聚合性液晶性单体的工序；及
将形成的涂膜在一个方向上摩擦后，使所述涂膜中所含的所述液晶性单体聚合而获得所述液晶性高分子的工序。
8.根据权利要求6所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，
所述相位差层以如下的混合物为形成材料，所述混合物是高分子材料与分散于所述高分子材料中且具有双折射性的双折射化合物的混合物，
形成所述相位差层的工序具有：涂布光固化性的所述高分子材料的单体与所述双折射化合物的混合物的工序；
对所形成的涂膜照射偏振光，使所述单体聚合而获得所述混合物的工序。
9.一种液晶显示装置，其特征在于，具有：
元件基板；
对向基板，其与所述元件基板对向；及
液晶层，其夹在所述元件基板与所述对向基板之间，包含负型液晶材料，
所述元件基板具有第一基板及
垂直取向型的第一取向膜，所述第一取向膜设于所述第一基板的所述液晶层侧，且与所述液晶层相接，
所述对向基板具有第二基板及
垂直取向型的第二取向膜，所述第二取向膜设于所述第二基板的所述液晶层侧，且与所述液晶层相接，
所述第一取向膜的所述第二取向膜中的任一者或两者具有光取向型的预倾角控制层及相位差层，其中，所述预倾角控制层与所述液晶层相接，并对所述液晶材料赋予75°以上并且不足88.5°的预倾角，所述相位差层与所述预倾角控制层相接而层叠，并通过光照射而形成。
10.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述预倾角控制层以具有光官能基的高分子材料为形成材料，
所述相位差层以液晶性单体的聚合物即液晶性高分子为形成材料。
11.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述预倾角控制层以具有光官能基的高分子材料为形成材料，
所述相位差层以如下的混合物为形成材料，所述混合物是高分子材料与分散于所述高分子材料中且具有双折射性的双折射化合物的混合物。
12.根据权利要求10或11所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述光官能基是肉桂酸酯基。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110441933A (zh) * 2019-07-19 2019-11-12 武汉华星光电技术有限公司 显示面板的制造方法及使用该方法所制造的显示面板
WO2022104582A1 (zh) * 2020-11-18 2022-05-27 京东方科技集团股份有限公司 显示用基板及其制作方法、液晶显示面板
CN114787698A (zh) * 2019-12-11 2022-07-22 株式会社可乐丽 液晶显示器保护板

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108530300B (zh) * 2018-06-07 2021-03-23 江苏创拓新材料有限公司 一种可聚合单体化合物及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1260883A (zh) * 1997-04-23 2000-07-19 夏普公司 反射型液晶显示装置及由其构成的触摸板一体式反射型液晶显示装置
CN1379272A (zh) * 2001-03-30 2002-11-13 松下电器产业株式会社 液晶显示装置
CN101231413A (zh) * 2007-01-26 2008-07-30 卡西欧计算机株式会社 液晶显示元件
CN101299117A (zh) * 2007-05-01 2008-11-05 日东电工株式会社 液晶面板和液晶显示装置
CN102782571A (zh) * 2010-07-15 2012-11-14 株式会社Lg化学 具有良好的视角和彩色特性的ecb-lcd
CN103869539A (zh) * 2014-04-04 2014-06-18 深圳市华星光电技术有限公司 用于液晶面板的双层双轴补偿架构及液晶显示装置
US20150092117A1 (en) * 2013-09-27 2015-04-02 Dexerials Corporation Retardation element, liquid crystal display device, and projection display device
CN105658765A (zh) * 2013-08-20 2016-06-08 Dic株式会社 液晶组合物和使用其的液晶显示元件

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4803363B2 (ja) * 2006-02-01 2011-10-26 大日本印刷株式会社 位相差制御機能を有する光学素子およびこれを備える液晶表示装置
JP2009109686A (ja) * 2007-10-30 2009-05-21 Dainippon Printing Co Ltd 位相差制御部材、および位相差制御部材を用いた液晶ディスプレイ、位相差制御部材を形成するための液晶材料組成物
CN103278962B (zh) * 2013-05-09 2016-01-13 深圳市华星光电技术有限公司 液晶显示器及其光学补偿方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1260883A (zh) * 1997-04-23 2000-07-19 夏普公司 反射型液晶显示装置及由其构成的触摸板一体式反射型液晶显示装置
CN1379272A (zh) * 2001-03-30 2002-11-13 松下电器产业株式会社 液晶显示装置
CN101231413A (zh) * 2007-01-26 2008-07-30 卡西欧计算机株式会社 液晶显示元件
CN101299117A (zh) * 2007-05-01 2008-11-05 日东电工株式会社 液晶面板和液晶显示装置
CN102782571A (zh) * 2010-07-15 2012-11-14 株式会社Lg化学 具有良好的视角和彩色特性的ecb-lcd
CN105658765A (zh) * 2013-08-20 2016-06-08 Dic株式会社 液晶组合物和使用其的液晶显示元件
US20150092117A1 (en) * 2013-09-27 2015-04-02 Dexerials Corporation Retardation element, liquid crystal display device, and projection display device
CN103869539A (zh) * 2014-04-04 2014-06-18 深圳市华星光电技术有限公司 用于液晶面板的双层双轴补偿架构及液晶显示装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110441933A (zh) * 2019-07-19 2019-11-12 武汉华星光电技术有限公司 显示面板的制造方法及使用该方法所制造的显示面板
CN114787698A (zh) * 2019-12-11 2022-07-22 株式会社可乐丽 液晶显示器保护板
WO2022104582A1 (zh) * 2020-11-18 2022-05-27 京东方科技集团股份有限公司 显示用基板及其制作方法、液晶显示面板
CN114830020A (zh) * 2020-11-18 2022-07-29 京东方科技集团股份有限公司 显示用基板及其制作方法、液晶显示面板
CN114830020B (zh) * 2020-11-18 2024-01-16 京东方科技集团股份有限公司 显示用基板及其制作方法、液晶显示面板
US11892724B2 (en) 2020-11-18 2024-02-06 Hefei Boe Display Technology Co., Ltd. Display substrate, method for manufacturing display substrate, and liquid crystal display panel

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