CN110346979A - 液晶模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种即使在长期间的使用下也能够抑制残影的液晶模块。该液晶模块从背面侧依次具有发出包含可见光的光的背光源、偏振板、第一基板、液晶层、以及第二基板，在上述背光源与上述偏振板之间、以及上述偏振板与上述第一基板之间中的至少一方具备绝热层，在上述第一基板及上述第二基板中的至少一方的上述液晶层侧配置含有偶氮苯基的取向膜。

Description

液晶模块
技术领域
本发明涉及液晶模块。更加详细地说，涉及具备设置有光取向膜的液晶面板和背光源的液晶模块。
背景技术
液晶模块(也称为液晶显示器或者液晶显示装置。)是为了显示而利用液晶材料的显示装置。其代表性的显示方式为，从背光源(BL：Back Light)对具有一对基板及被在上述一对基板间封入的液晶层的液晶面板照射光，对液晶层所包含的液晶材料施加电压来使液晶化合物(液晶分子)的取向发生变化，由此控制透过液晶面板的光的量。
作为具备背光源的液晶模块，例如，在专利文献1中公开了一种液晶显示器，在通过背光源部对液晶元件进行照明的液晶显示器中，将热扩散板或者热吸收板设置在背光源部与液晶元件之间。在专利文献2中公开了一种液晶显示模块，其装备有晶显示元件和背光源，并具备叠设在上述背光源的表面侧的光扩散片，该光扩散片含有近红外线吸收剂，近红外线透射率为50％以下。在专利文献3中公开了一种液晶显示装置，其包含液晶面板和背光源，在上述液晶面板及上述液晶面板与背光源之间中的至少一方具备吸收作为近红外区域的900nm～1100nm的光的近红外区域吸收部件。
另外，在液晶模块所具备的上述一对基板与上述液晶层之间，分别设置有控制未施加电压的状态下的液晶化合物的取向的取向膜。作为施加于取向膜的取向处理的方法，以往广泛应用了用辊等摩擦取向膜表面的摩擦法。相对于此，近年来，作为代替摩擦法的取向处理的方法，对取向膜表面照射光的光取向法正被广泛展开。通过光取向法，能够不与取向膜的表面接触地实施取向处理，因此与摩擦处理不同，具有能够抑制取向处理中的污迹、灰尘等的产生这一优点。通过光取向法取向处理的取向膜也被称为光取向膜。
作为与光取向膜相关的技术，例如，在专利文献4中公开了一种液晶显示装置，其从背面侧依次具有发出包含可见光的光的背光源、直线偏振器、第一基板、取向膜、含有液晶分子的液晶层、以及第二基板，上述取向膜相对于可见光显示吸收各向异性，且含有通过可见光的吸收而产生异构化反应的包含偶氮苯结构的材料，上述直线偏振器的偏振透射轴处于与上述取向膜的吸收各向异性较大的方向交叉的方向。另外，在专利文献5中公开了一种高分子薄膜的取向方法，对具有可以通过直线偏振取向的部位的玻璃转变温度为200℃以上的高分子薄膜在上述可取向的部位容易移动的状态下照射直线偏振。
现有技术文献
专利文献1：日本特开平4-62520号公报
专利文献2：日本特开2008-145890号公报
专利文献3：国际公开第2008/059703号
专利文献4：国际公开第2016/017535号
专利文献5：日本特开平11-218765号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
在将液晶模块出厂之前，以接近于实际使用中的最恶劣的环境的条件进行试验，进行品质的确认。液晶模块被用于各种用途，根据其用途、使用环境不同，所要求的品质也不同。例如，车载用的液晶显示装置与智能手机、平板终端等便携式液晶显示装置相比使用期间较长，因此要求能够经得起长期间的使用的长期可靠性。进一步，车载用的液晶显示装置由于高温环境下的使用也被假定，因此要求高温下的长期可靠性优异。作为评价上述高温下的长期可靠性的试验，有热冲击试验、长期残影试验等。在上述热冲击试验中，使构成液晶显示装置的液晶面板的温度以一定的周期变化成低温及高温，并施加基于温度变化的负荷。在上述长期残影试验中，在对液晶面板以例如80℃左右的高温加热的状态下，从BL对液晶面板长时间照射光。
这里，作为利用上述光取向法发现取向控制力的取向膜(光取向膜)，使用了具有光反应部位的取向膜。根据本发明者的研究，若使用具有分解型的光反应部位的取向膜，则有时通过光取向处理产生分解物，该分解物被视觉辨认为亮点。车载用的液晶显示装置由于实际的使用环境下的温度范围较广，因此上述热冲击试验中的温度范围也较广，例如，也有时使其在-40℃与85℃之间升降。若为这样的温度范围，则液晶材料反复剧烈地收缩与膨胀，例如，有时体积也以10％左右变动。在热冲击试验中，认为通过液晶材料反复伸缩、膨胀，在制造时溶解于液晶层的上述分解物凝集，成为亮点而被视觉辨认。
因此，本发明者对在上述热冲击试验中抑制亮点的产生进行了研究，发现了若使用作为光反应部位具有通过光照射引起异构化反应的偶氮苯基的取向膜，即使通过光取向法照射紫外线等的光也不产生分解物，所以不产生上述亮点的课题本身。另一方面，若使用具有偶氮苯基的取向膜，虽然通过紫外线等的照射不产生分解物，没有上述亮点的课题，但在上述长期残影试验中，取向膜的取向控制力降低，有时产生残影。
本发明是鉴于上述现状所做出的，目的在于提供即使在长期间的使用中也能够抑制残影的液晶模块。
本发明者在长期残影试验中，关于在具备具有偶氮苯基的取向膜的液晶模块产生残影的原因进行了研究。图10是相对于波长标示有取向膜的吸光度的曲线图。图10中，图形A表示具有偶氮苯基的取向膜的吸光度，图形B表示具有分解型的光反应部位的取向膜的吸光度。图形B作为一个例子，是使用了光反应的主波长为254nm的取向膜的结果。如图10所示，可知具有分解型的光反应部位的取向膜在可见光区域没有吸收，而具有偶氮苯基的取向膜的反应区域的平缓部至可见光区域广泛地扩展。
考虑由于在被从BL照射的光(背光)中包含具有偶氮苯基的取向膜的吸收波长区域的可见光，因此与使用具有其他光反应部位的取向膜的情况相比，在长期残影试验中能够易发生残影。以下对其理由进行说明。
图11是表示一边改变背光源的偏振方向一边使取向膜老化时的、折射率各向异性相对于老化时间的变化的曲线图。在图11中，示出了关于以常温、60℃及80℃各个温度实施了光取向处理的具有偶氮苯基的取向膜的结果。另外，在图11中，在常温下进行了光取向处理的取向膜的老化前(偏振背光照射0小时)的折射率各向异性的值设为1.0000，来对各时间的折射率各向异性的值进行标准化。此外，取向膜的折射率各向异性随着光取向处理的曝光量增加而增加，之后饱和，但设为上述标准化的基准的折射率各向异性的值相当于在常温下进行了光取向处理的取向膜的折射率各向异性饱和时的值。如图11所示，虽然根据光取向处理时的加温的程度而稍微不同，但将背光源的偏振方向相对于光取向处理时的曝光机的偏振方向设为平行的0～250小时的范围内，取向膜的折射率各向异性以某种程度上升，在使背光源的偏振方向相对于光取向处理时的曝光机的偏振方向正交的250～500小时的范围内，取向膜的折射率各向异性大幅降低。具有偶氮苯基的取向膜由于背光源的老化其取向性变动不少，特别是光取向处理时的偏振紫外线的偏振方向与背光源的偏振方向不一致的情况下，取向膜的折射率各向异性大幅降低。另外，在具有偶氮苯基的取向膜中，折射率各向异性与取向控制力存在相关性，若折射率各向异性降低，则取向控制力也降低。进而，考虑取向控制力降低的结果为，发生残影。
这里，偶氮苯分子(偶氮苯基)的基底状态为反式体，其状态是最稳定的，通常只存在反式体。顺式体是通过照射光而产生的励起状态的分子结构，由于不是稳定的状态，因此立即返回到基底状态的反式体。对于涂布于基板之后不久的取向膜，为存在较多的不具有规则性地朝向随机的方向的反式体分子的状态。若对该取向膜照射特定的偏振，偶氮苯分子的长轴方向为与上述特定的偏振正交的方向的反式体分子不反应(由于跃迁矩不同因此不吸收光)，但偶氮苯分子的长轴方向不与上述特定的偏振正交的反式体分子吸收光，引起从反式体向顺式体的异构化反应。然而，如上述那样，由于顺式体不是稳定的状态，因此立即返回到反式体。若此时生成的反式体朝向与偏振正交的方向，则不会继续吸收光，因此反式-顺式的异构化反应结束。另一方面，若再次返回到偶氮苯分子的长轴方向不与上述特定的偏振正交的反式体，则多次反复反式-顺式的异构化反应。通过这样做，最终，大部分的偶氮苯分子朝向与偏振方向正交的方向(对齐)。
像这样，在具有偶氮苯基的取向膜中，通过偏振紫外线照射反复反式-顺式的异构化反应，通过在与照射偏振方向正交的方向上排列的反式体成为主导而赋予各向异性。若对完成了取向处理的取向膜照射与光取向处理时的照射偏振方向不同的偏振，则一部分的偶氮苯基再次引起反式-顺式的异构化反应，产生朝向与光取向处理时排列的反式体不同的方向的反式体，产生向与原本期望的方向不同的方向的取向力。根据这样的理由，考虑在光取向处理时的偏振紫外线的偏振方向与背光源的偏振方向不一致的情况下，取向膜的折射率各向异性大幅降低，取向控制力降低的结果为，发生残影。
根据上述专利文献4的技术，通过将直线偏振器的偏振透射轴配置在与取向膜的吸收各向异性较大的一方交叉的方向，能够抑制偶氮苯的光吸收及异构化反应，并抑制取向膜的折射率各向异性的降低。然而，为了抑制由于长期间的使用而引起的残影的发生，尚存在改良的余地。以下对理由进行说明。
液晶模块具备液晶面板及背光源，在上述液晶面板中，通过透射轴正交的两张偏振板夹持有液晶层。另外，在两张偏振板与液晶层之间分别配置有取向膜。
液晶层所含有的液晶分子的长轴在未施加电压的状态下，与任一个偏振板的透射轴沿相同的方向均匀地对齐，来自背光源的光的偏振方向不改变且不透射。另一方面，在施加了电压的状态下，液晶分子在面内旋转，由于其双折射性因此液晶单元内的相位差变化。由此，来自背光源的光的偏振方向旋转，并透射。因此，来自背光源的光并非始终以相同的偏振方向向取向膜照射。因此，对于根据上述专利文献4的技术抑制长期使用中的残影的产生，尚有改良的余地。
根据上述专利文献1，可以对液晶元件均等地传递热量，能够消除液晶元件的温度不均，提高液晶显示器的显示品质。然而，在上述专利文献1中，未研究在使用具有偶氮苯基的取向膜的情况下，由于长期间的使用而产生的液晶模块的残影。
在上述专利文献2及3中，目的在于防止由于因背光源的光源所引起的释放的近红外线，而使利用近红外线的电视等家电设备的远程控制系统误工作，并未研究在使用具有偶氮苯基的取向膜的情况下，抑制由于长期间的使用而产生的液晶模块的残影。
在上述专利文献5中，公开了如下旨意，即，能够对具有可以通过直线偏振取向的部位的玻璃转变温度为200℃以上的高分子薄膜使用偶氮苯电介质，但未对抑制由于长期间的使用而产生的液晶模块的残影进行研究。
图12是根据背光源的散热缓和的有无对取向膜的折射率各向异性的经时变化进行比较的曲线图。在图12中，对在背光源与具有偶氮苯基的取向膜之间设置绝热层的方式(BL散热缓和)、和不设置上述绝热层的方式进行比较。本发明者关于具有偶氮苯基的取向膜的折射率各向异性的降低不断进一步研究，注意到长期残影试验中的残影的恶化的程度为来自BL的亮度越高越显著。进而，如图12所示，不仅BL的照度，来自BL的放射热也对其助长，发现了具有偶氮苯基的取向膜不仅是偏振，对于热量也较差的课题。考虑在偶氮苯基的反式-顺式的异构化反应中，基底状态的反式体通过光激发并成为顺式体，并通过加热助长反式-顺式的异构化反应。根据以上情况，本发明者发现了通过抑制来自BL的放射热向具有偶氮苯基的取向膜传递，能够抑制折射率各向异性的经时变化，达到本发明。
即，本发明的一个方式可以是一种液晶模块，其从背面侧依次具有发出包含可见光的光的背光源、偏振板、第一基板、液晶层、以及第二基板，在上述背光源与上述偏振板之间、以及上述偏振板与上述第一基板之间中的至少一方具备绝热层，在上述第一基板及上述第二基板中的至少一方的上述液晶层侧配置含有偶氮苯基的取向膜。
上述绝热层可以包含选自由热线吸收滤波器、空气层、惰性气体层及真空层组成的组的至少一种层。
发明效果
提供即使在长期间的使用下也能够抑制残影的液晶模块。
附图说明
图1是实施方式的液晶模块的截面示意图。
图2是实施方式的液晶模块的立体示意图。
图3是示意性地表示液晶模块的黑色显示时的立体图。
图4是示意性地表示液晶模块的白色显示时的立体图。
图5是表示实施例1的附带取向膜的基板的验证流程的框图。
图6是表示对实施例1的附带取向膜的基板照射偏振背光的状态的示意图。
图7是表示对实施例1及比较例1的附带取向膜的基板照射偏振背光时的、取向膜的折射率各向异性的经时变化的曲线图。
图8是表示实施例2的附带取向膜的基板的验证流程的框图。
图9是表示对实施例2及比较例2的附带取向膜的基板照射偏振背光时的、取向膜的折射率各向异性的经时变化的曲线图。
图10是相对于波长标示有取向膜的吸光度的曲线图。
图11是表示一边改变背光源的偏振方向一边对取向膜进行老化时的、取向膜的折射率各向异性相对于老化时间的变化的曲线图。
图12是通过背光源的散热缓和的有无对取向膜的折射率各向异性的经时变化进行比较的曲线图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。本发明并不限于以下的实施方式，在满足本发明的结构的范围内，可以适当地进行设计变更。此外，在以下的说明中，对同一部分或者具有同样的功能的部分在不同的附图间共同地使用同一附图标记，并省略其反复的说明。另外，记载于实施方式的各结构在不脱离本发明的主旨的范围内可以适当地组合，也可以进行变更。
[实施方式]
在本实施方式中，以使具有正或负的介电常数各向异性的液晶分子相对于基板面水平取向并对液晶层施加施加横电场的面内转换(IPS：In-PlaneSwitching)模式的液晶模块为例进行说明。图1是实施方式的液晶模块的截面示意图。图2是实施方式的液晶模块的立体示意图。
本实施方式的液晶模块1从背面侧依次具有包含可见光(例如，400～800nm的波长)的背光源14、绝热层20、偏振板(以下，也称为第一偏振板)PL1、第一基板30、液晶层23、及第二基板21，在第一基板30及第二基板21的液晶层23侧分别配置有含有偶氮苯基的取向膜22。
这里，在从背光源照射的光中，也包含与光取向处理时的偏振曝光(偏振光照射)工艺不同，且原本不想照射的偏振方向的光(具有与光取向处理时的照射偏振方向不同的偏振方向的光)。因此，若在长期残影试验中来自背光源的光被照射到具有偶氮苯基的取向膜，则由于反式-顺式的异构化反应，产生朝向与在光取向处理时排列的反式体不同的方向的反式体，取向膜的折射率各向异性降低而发生残影。该残影的程度是背光源的亮度越高变得越显著。这是因为若背光源的亮度提高，则不仅是背光源的照度，还通过来自背光源的放射热对取向膜施加过剩的热负荷，反式-顺式的异构化反应被助长，取向膜的折射率各向异性降低，取向膜的取向控制力降低。若背光源的亮度提高，则来自背光源的发热量也变大，因此取向膜的折射率各向异性降低而发生残影。因此，抑制对具有偶氮苯基的取向膜施加的热量在抑制残影的发生方面上是重要的。
在本实施方式中，在偏振板PL1与背光源14之间设置绝热层20。通过为这样的方式，可以抑制从背光源14向取向膜22传递的热量，能够抑制基于偶氮苯基的反式-顺式的异构化反应的取向膜22的折射率各向异性的降低，从而能够抑制由于长期间的使用而产生的液晶模块1的残影。另外，通过设置本实施方式中的绝热层20，不仅是配置在液晶层23的背光源14侧的取向膜22，对配置在与液晶层23的背光源14相反的一侧的取向膜22也能够抑制基于来自背光源14的放射热的热负荷，因此即使在隔着液晶层23配置有一对取向膜22的情况下，也能够抑制两取向膜22的取向控制力降低，从而能够有效地抑制由于长期使用而产生的液晶模块1的残影。
这里，上述光分解型的光反应部位几乎不吸收可见光，因此考虑在具有光分解型的光反应部位的取向膜中，不易引起由于因可见光所导致的取向膜的取向控制力降低而产生的残影。另外，利用光取向处理以外的方法(例如，摩擦处理)使进行取向处理的取向膜不具有光反应部位，因此考虑在利用光取向处理以外的方法进行了取向处理的取向膜中，不易引起由于因光照射所导致的取向膜的取向控制力降低而产生的残影。
以下，对本实施方式的详细内容进行说明。
本实施方式的液晶模块1具有液晶面板11、控制电路基板12、柔性基板13、背光源14、驱动器17、及绝热层20被具有开口部19的上侧外装部件15及下侧外装部件16包围的结构。另外，液晶模块1从观察面侧依次具备液晶面板11、绝热层20、及背光源14，并具备显示图像的区域亦即显示区域A1、和不显示图像的区域亦即非显示区域A2。
液晶面板11具有：具备薄膜晶体管(TFT：ThinFilmTransistor)的第一基板30、具备彩色滤光片(CF：ColorFilter)的第二基板21、以及被夹持在第一基板30及第二基板21之间的液晶层23，在第一基板30的与液晶层23相反的一侧配置有第一偏振板PL1，在第二基板21的与液晶层23相反的一侧配置有第二偏振板PL2。第一基板30及第二基板21之间通过密封部件24将间隔保持为恒定。在第一基板30与液晶层23之间、及第二基板21与液晶层23之间分别配置有具有偶氮苯基的取向膜22。
第一基板30具有多个源极线及与多个源极线交叉的多个扫描线，并具备作为开关元件的TFT，第一基板30也称为TFT(阵列)基板。在第一基板30中，带状的共用电极及带状的像素电极被交替配置，通过对共用电极与像素电极之间施加电压而使液晶层23中的液晶分子的取向状态发生变化。此外，在本说明书中，将对共用电极与像素电极之间施加电压的电压施加状态也简称为“电压施加状态”，对未对共用电极与像素电极之间施加电压的无电压施加状态也简称为“无电压施加状态”。
第二基板21具备黑矩阵及彩色滤光片，第二基板21也称为CF基板。
取向膜22具有控制液晶层23中的液晶分子的取向的功能，当向液晶层23的施加电压不足阈值电压(包含电压无施加)时，主要通过取向膜22的作用控制液晶层23中的液晶分子的取向。
取向膜22含有偶氮苯基。由于偶氮苯基是通过照射光而引起异构化反应的光反应部位，因此具有偶氮苯基的取向膜22是能够进行光取向处理的光取向膜。上述偶氮苯基是通过一部分的(短波长的)可见光的吸收而产生异构化反应的基。
取向膜22所包含的偶氮苯基是从偶氮苯除去一个以上的氢原子的基，也可以对偶氮苯基中的至少一个氢原子进行取代。
作为具有偶氮苯基的取向膜22，例如列举了包含具有偶氮苯基的聚合物的取向膜。优选具有上述偶氮苯基的聚合物在主链具有偶氮苯基。通过为这样的方式，能够得到取向性稳定的取向膜22。其理由考虑是因为通过光照射直接使主链的结构发生变化，而将具有上述偶氮苯基的聚合物的朝向对齐，所以得到的取向膜22的折射率各向异性大幅提高。另一方面，若使用在侧链具有偶氮苯基的聚合物，则存在得到的取向膜22的取向性不稳定的情况。其理由虽然不确定，但考虑是因为尽管通过光照射使侧链发生反应，但主链未追随而使具有上述偶氮苯基的聚合物的朝向未被对齐。
作为具有上述偶氮苯基的聚合物，例如，列举了在聚合物主链具有聚酰胺酸结构、聚酰亚胺结构、聚硅氧烷结构及聚乙烯醇结构中的至少一种结构的聚合物。由于耐热性优异，并易层分离，因此具有上述偶氮苯基的聚合物更加优选在聚合物主链具有聚酰胺酸结构和/或聚酰亚胺结构。将通过亚胺化脱水/环化的酰胺基/羧基相对于亚胺化前的聚酰胺酸所具有的全部酰胺基/羧基的比率称为亚胺化率，在本说明书中，聚酰胺酸结构是指亚胺化率不足50％，聚酰亚胺结构是指亚胺化率为50％以上。此外，聚丙烯结构因为在高温下分解而限定烧制温度，所以与偶氮苯基的相性不好，优选具有上述偶氮苯基的聚合物在聚合物主链不具有聚丙烯结构。另外，在将取向膜设为后述的二层结构的情况下，聚丙烯结构也因为不易层分离且取向性不易稳定，所以优选具有上述偶氮苯基的聚合物在聚合物主链不具有聚丙烯结构。
取向膜22也可以是光取向层与基底层的双层结构，光取向层包含具有上述偶氮苯基的聚合物，且位于液晶层23侧的表面，基底层包含除具有上述偶氮苯基的聚合物以外的其他的聚合物，且位于与液晶层23相反的一侧的表面。上述光取向层是与液晶层23接触的层，具有决定液晶层23所包含的液晶分子231的取向方向和取向的强度(锚定)的作用。上述基底层是取向膜22的下层，具有将液晶层23的电压保持率(VHR)维持较高，提高液晶模块1的可靠性的作用。通过使取向膜22为上述二层结构，取向控制力优异，能够得到可靠性高的液晶模块1。
作为上述其他聚合物，没有特别地限定，能够使用在液晶模块的领域中通常使用的聚合物，能够考虑与具有上述偶氮苯基的聚合物的层分离性来适当地进行选择。上述其他的聚合物可以不包含上述光反应部位，也可以不具有用于使取向控制力表现的侧链。
作为上述其他聚合物，优选在聚合物主链具有聚酰胺酸结构、聚酰亚胺结构、聚硅氧烷结构、及聚乙烯醇结构等，更加优选具有聚酰胺酸结构和/或聚酰亚胺结构。
取向膜22中的具有上述偶氮苯基的聚合物及上述其他聚合物的重量比率可以是2：8～8：2。在使用包含具有上述偶氮苯基的聚合物及上述其他聚合物的取向膜材料(取向膜组合物)来形成取向膜22的情况下，若具有上述偶氮苯基的聚合物的含有量较多，则由于在曝光工序中用于使偶氮苯基反应所需的曝光量变多，处理花费时间，有时上述取向膜材料中的溶剂挥发，具有上述偶氮苯基的聚合物的反应性钝化。因此，若考虑基于溶剂的挥发的影响，优选取向膜22所包含的具有上述偶氮苯基的聚合物的含有量少于上述其他聚合物的含有量。更加优选取向膜22中的具有上述偶氮苯基的聚合物及上述其他聚合物的重量比率为3：7～5：5。
液晶层23只要为含有至少一种液晶分子的层则没有特别地限定，能够使用在液晶模块的领域中通常使用的液晶层。液晶分子可以是通过下式定义的介电常数各向异性(Δε)具有负的值的负性的液晶材料，也可以是Δε具有正的值的正性的液晶材料。
Δε＝(液晶分子的长轴方向的介电常数)-(液晶分子的短轴方向的介电常数)
绝热层20位于背光源14与第一偏振板PL1之间。此外，在本实施方式中，准备具备第一偏振板PL1的液晶面板11和背光源14，考虑通过它们组合来制作液晶模块1，并在背光源14与第一偏振板PL1之间配置绝热层20，但绝热层20配置于能够抑制来自背光源14的放射热向取向膜22传递的位置即可。例如，即使在第一偏振板PL1与第一基板30之间配置有绝热层20，也能够与本实施方式同样地抑制由于长期间的使用而产生的液晶模块的残影。即，绝热层20不论设置于第一偏振板PL1的背光源14侧及第一基板30侧的哪一个，都能够相同程度地抑制由于长期间的使用而产生的液晶模块1的残影。
作为绝热层20，例如，列举了吸收热量的类型、防热的类型、及绝热的类型等的绝热层。
作为吸收热量的类型的绝热层20，例如列举了热线吸收滤波器(例如，红外线吸收滤波器)等。
作为防热类型的绝热层20，可以使用热传导率较低的层，例如列举了空气层、惰性气体层等。空气层的厚度优选为1mm～3mm，更加优选为1.5mm～2mm。作为用于上述惰性气体层的惰性气体，例如，列举了氮、氩等，优选为氮，更加优选为氩。惰性气体层的厚度优选为1mm～3mm，更加优选为1.5mm～2mm。此外，常温下的热传导率是空气为0.026W/mK，氮为0.026W/mK，氩为0.017W/mK。氮的热传导率与空气几乎相同，氩的热传导率低至氮及空气的2/3左右。因此，考虑与由空气层及氮构成的惰性气体层相比，由氩构成的惰性气体层具有更高的绝热性。使用惰性气体层作为绝热层20的情况下，例如，能够使用由透明材料密封且注入了氮、氩等热传导率低的惰性气体的惰性气体层。
作为绝热类型的绝热层20，可以使用几乎不具有热传导性的层，例如列举有真空层等。真空层的厚度优选为0.5mm～1.5mm，更加优选为0.8mm～1mm。在使用真空层作为绝热层20的情况下，例如，能够使用由透明材料密封且该密封空间内被排气的真空层。
绝热层20优选可见光透射率为90％以上。通过为这样的方式，能够抑制背光源14的光的利用效率降低。
第一偏振板PL1及第二偏振板PL2优选为直线偏振板，能够使用在液晶模块的领域中通常使用的偏振板。第一偏振板PL1的透射轴与第二偏振板PL2的透射轴优选配置成正交尼科耳。
背光源14包含光源(图示省略)、光扩散膜(图示省略)及底盘18。背光源14发出包含可见光的光。作为上述光源，能够使用发光二极管(LED：LightEmittingDiode)等在液晶模块的领域中通常使用的光源。背光源14可以是直下型，也可以是边缘光型。
背光源14优选亮度为20，000cd/m2以上，更加优选为30，000cd/m2以上。对于背光源的亮度、照度及放射热存在相关关系，越提高亮度，照度越上升，放射热也增加。根据本实施方式，即使在使用亮度为20，000cd/m2以上的高亮度的背光源14的情况下，也能够通过绝热层20抑制来自背光源14的放射热，因此能够有效地抑制液晶模块1的残影的产生。背光源14的亮度的上限没有特别地限定，优选为60，000cd/m2以下，更加优选为50，000cd/m2以下。
也可以在背光源14的表面设置有反射型偏振膜(例如，3M公司制的亮度上升膜，商品名：DBEF(DualBrightnessEnhancementFilm))。反射型偏振膜主要以亮度(特别是正面亮度)上升为目的被采用，提高热稳定性(这里的热稳定性不是绝热而是指使面内分布均匀)。由于反射型偏振膜具有偏振特性，因此优选该偏振方向对齐为与粘贴于液晶面板11的第一偏振板PL1相同的方向。
以下，使用图3及图4，对本实施方式的液晶模块1的显示方法进行说明。图3是示意性地表示液晶模块的黑色显示时的立体图。图4是示意性地表示液晶模块的白色显示时的立体图。图3的(b)、图4的(b)在分别从第二偏振板侧观察图3的(a)、图4的(a)的情况下，将液晶分子的取向方位、第一及第二偏振板的透射轴、及透过液晶层的光的振动方向重叠表示。在图3的(a)及图4的(a)中，为了便于说明，未对构成液晶面板11的除液晶层23、液晶分子231、第一偏振板PL1、第二偏振板PL2及背光源14以外的部件进行图示，但具有与图1所示的液晶模块1同样的结构。在图3的(a)、(b)及图4的(a)、(b)中，虚线的两箭头表示第一偏振板PL1的透射轴，实线的两箭头表示第二偏振板PL2的透射轴，空心的两箭头表示透过液晶层23的光的振动方向(偏振方向)。
从背光源14透过第一偏振板PL1而向液晶层23入射的光的振幅方向(偏振方向)与第一偏振板PL1的透射轴平行。如图3的(a)、(b)所示，在未对液晶层23施加电压的无电压施加状态下，由于在液晶层23中光的偏振方向不改变，因此透过液晶层23的光的偏振方向保持与第二偏振板PL2的透射轴正交且不透过第二偏振板PL2。因此，来自背光源14的光未被向观察者侧射出而成为黑色显示。另一方面，如图4的(a)、(b)所示，在对液晶层23施加了电压的状态下，液晶分子231在液晶面板11的面内旋转，通过液晶分子231所具有的双折射性而使液晶层23内的相位差发生变化。由此，向液晶层23入射的光的偏振方向旋转，透过第二偏振板PL2，因此来自背光源14的光被向观察者侧射出而成为白色显示。通过改变对液晶层23施加的电压的大小，能够使液晶分子231的旋转的程度发生变化，进行渐变显示。如图4的(a)、(b)所示，在透过液晶层23的光的偏振方向与第二偏振板PL2的透射轴平行的情况下亮度最高。此外，第一偏振板PL1与第二偏振板PL2的配置也可以与图3及图4所示的配置相反。
[实施方式的变形例1]
在上述实施方式中，对带状的像素电极及带状的共用电极在第一基板30上交替配置的IPS模式的液晶模块1进行了说明，但也可以是将针对每个像素配置成面状的像素电极、绝缘膜及设置有缝隙的共用电极依次配置在第一基板30上的FFS模式的液晶模块1。另外，面状的共用电极、绝缘膜及设置有缝隙的像素电极也可以是依次配置在第一基板30上的FFS模式的液晶模块1。
以下，列举实施例及比较例来更加详细地对本发明进行说明，但本发明并非由这些例子限定。
[实施例1]
图5是表示实施例1的附带取向膜的基板的验证流程的框图。图6是表示对实施例1的附带取向膜的基板照射偏振背光的状态的示意图。按照图5所示的验证流程，像以下那样制作实施例1的附带取向膜的基板，并在照射偏振背光之后，进行取向膜各向异性的测定。照射偏振背光时，如图6所示，配置了附带取向膜的基板301、绝热层20、偏振板PL1及背光源14。
制备含有在主链具有偶氮苯基、和聚酰胺酸或聚酰亚胺结构的聚合物(也称为第一高分子)、及不具有用于使取向控制力表现的侧链并在主链具有聚酰胺酸或聚酰亚胺结构的其他聚合物(也称为第二高分子)、和溶剂的取向膜材料(也称为墨或清漆)。上述取向膜材料中的第一高分子与第二高分子的重量比率为3：7。作为上述溶剂，使用N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)与丁基溶纤剂(BCS)的混合溶液，以固体份浓度约为6％的方式进行制备。在玻璃基板上利用柔板印刷法涂布上述取向膜材料来形成涂膜。
接着，在设定温度为80℃的HP(热板)上用1mm的销承受玻璃基板并保持90秒，由此实施了临时干燥。实际基板温度也包含面内偏差在内处于60～70℃的范围。另外，通过临时干燥使溶剂成分均匀地挥发。
对于该临时干燥大体有两种意思，不能说为干燥不充分也可干燥过剩也可的条件。实施临时干燥的理由之一是提高取向膜的层分离性，另一个是预先以某种程度保持分子的流动性。
首先，对于前者(提高层分离性)进行说明。在本实施例中使用的取向膜由双层系构成，在上层形成光取向层(也称为光层。在本实施例中，含有具有偶氮苯基的聚酰胺酸或者聚酰亚胺结构的层作为光取向部位)，起到决定之后被充填的液晶的取向方向与取向的强度(锚定)的重要的作用。在下层形成基底层，主要起到提高可靠性(提高电压保持率)的作用。
对稀释在溶剂中的取向膜材料随机地混合这两种成分，在涂布于玻璃基板的时刻开始层分离。在溶剂存在较多的状态下，分子的流动性极高，层分离急速地进行，但若该层分离过剩进行，则光层的凝集开始，变成基底层显现于表层。但是，由于在基底层没有使液晶分子取向的功能，因此层分离过剩进行不能说是好的状态，不要迅速撇去溶剂。
接着，对后者(保持分子的流动性)进行说明。在完全撇去溶剂的状态下，分子的流动性降低，使后述的偏振紫外线照射时的光反应性显著降低。因此，不是完全撇去溶剂，而需要不损坏光反应性的程度地进行保持。因此，为了得到该时间点下的良好的取向膜状态，优选至少将基板温度保持在50～80℃的范围，干燥时间设定为60～120秒的范围。在本实施例中，以其中最好的条件进行处理。
接着，对玻璃基板曝光偏振紫外线，实施光取向处理。接着，第一次烘烤，在远红外线加热炉(IR(infrared)炉)以175℃进行10分钟的烧制处理。最后，作为第二次烘烤在IR炉进行220℃20分钟的烧制处理，得到在第一基板30上设置有具有偶氮苯基的取向膜22的实施例1的附带取向膜的基板301。此外，第一次烘烤处理是引导取向膜所包含的分子的再取向反应(未通过偏振紫外线照射反应的光层的分子沿着通过基于偏振紫外线照射的反应均匀地对齐的分子在相同方向上取向的反应)，且是用于提高膜硬度的处理，根据材料的种类不同最适温度也不同。另外，在第二次烧制中，是用于促进取向膜材料所包含的聚酰胺酸的亚胺化反应的最终烧制。
取向膜的各向异性测定通过以下的步骤进行。
如图6所示，配置了实施例1的附带取向膜的基板301、偏振板PL1及背光源14。此时，通过在实施例1的附带取向膜的基板301与偏振板PL1之间夹着2mm左右的垫片而设置利用空气的绝热层20。进而，从法线方向对实施例1的附带取向膜的基板301照射光，每隔规定的经过时间测定透射光的延迟(Δnd)，通过将得到的值除以各个取向膜的膜厚(d)而计算出折射率各向异性(Δn)。上述延迟(Δnd)使用AxoMetrics公司制的“AxoScanFAA-3series”来进行测定。另外，上述膜厚使用小坂研究所公司制的“全自动/高精度微细形状测定机ET5000”，通过接触式高低差测定进行测定。对背光源14的光源使用LED。另外，背光源14的亮度约为40，000cd/m2。
在背光源的照射时间为0～250小时的范围，偏振板的偏振方向配置为与取向膜的偏振UV(紫外线)照射方向一致，之后，使偏振板旋转90°，在背光源的照射时间为250～500小时的范围，偏振板的偏振方向配置为与取向膜的偏振UV照射方向正交。此外，在本验证中，看到基于偏振背光照射的取向膜的折射率各向异性的经时变化，不仅本实施例1，关于以下的实施例2及比较例1～2的取向膜也进行了同样的验证。为了容易地进行这些折射率各向异性的经时变化的对比，像如下那样对实施例1～2及比较例1～2的取向膜的折射率各向异性进行标准化。即，将在常温下进行了光取向处理的实施例1的取向膜的偏振背光照射0小时下的折射率各向异性的值设为1.0000，对实施例1～2及比较例1～2的取向膜的各时间的折射率各向异性的值进行规格标准化。此外，实施例1的取向膜的折射率各向异性随着光取向处理的曝光量增加而增加，之后饱和，但设为上述标准化的基准的折射率各向异性的值相当于该饱和时的值。图7是表示对实施例1及比较例1的附带取向膜的基板照射偏振背光时的、取向膜的折射率各向异性的经时变化的曲线图。在下述表1及图7中示出结果。
[表1]
[比较例1]
在各向异性测定中，除在附带取向膜的基板与偏振板之间不配置垫片以外，与实施例1同样地进行比较例1的附带取向膜的基板的各向异性测定。即，未在比较例1中设置绝热层。此时，比较例1的附带取向膜的基板的表面的温度与实施例1的附带取向膜的基板的表面的温度相比，约高10～15℃。此外，实施例1及比较例1中的背光源透射光的照度，即，透过偏振板的来自背光源的光在附带取向膜的基板表面的照度彼此相同。将结果表示在上述表1及图7中。
[实施例1及比较例1的对比]
在设置有绝热层的实施例1中，与不设置绝热层的比较例1相比，可知基于偏振背光照射的折射率各向异性的变化变小，特别是在光取向处理时的偏振UV曝光(偏振UV照射)与偏振背光照射的偏振方向不一致的情况下，抑制了折射率各向异性的降低。这里，在具有偶氮苯基的取向膜中，在折射率各向异性与残影之间确认了相关性，可知折射率各向异性的值越高，越抑制残影的产生。因此，在实施例1中，即使在长期间的使用中也能够抑制残影的产生。
此外，在实施例1中，依次配置附带取向膜的基板301、绝热层20、偏振板PL1及背光源14，但绝热层20配置在能够抑制来自背光源14的放射热向附带取向膜的基板301传递的位置即可。因此，考虑即使替换实施例1中的绝热层20及偏振板PL1的配置，依次配置附带取向膜的基板301、偏振板PL1、绝热层20及背光源14，也得到与实施例1相同的结果。
[实施例2]
图8是表示实施例2的附带取向膜的基板的验证流程的框图。按照图8所示的验证流程，像以下那样制作实施例2的附带取向膜的基板，在照射偏振背光之后，进行取向膜各向异性的测定。由于从向玻璃基板的取向膜印刷至取向膜临时干燥为止的流程与实施例1相同，因此省略说明。另外，在照射偏振背光时，与实施例1同样地，如图6所示，配置了附带取向膜的基板301、绝热层20、偏振板PL1及背光源14。
对进行了临时干燥的附带取向膜的玻璃基板进行偏振UV曝光作为光取向处理时，在实施例1中不进行加热，但在实施例2中，一边将附带取向膜的玻璃基板加温成80℃一边实施光取向处理。通过进行加温能够使取向膜分子的反应性提高。关于在偏振UV曝光之后紧接着的验证流程，由于与实施例1相同因此省略说明。图9是表示对实施例2及比较例2的附带取向膜的基板照射偏振背光时的、取向膜的折射率各向异性的经时变化的曲线图。将结果表示在下述表2及图9中。
[表2]
[比较例2]
在取向膜的各向异性测定中，除在附带取向膜的基板与偏振板之间不配置垫片以外，与实施例2同样地进行比较例2的附带取向膜的基板的各向异性测定。即，在比较例2中未设置绝热层。此时，比较例2的附带取向膜的基板的表面的温度与实施例2的附带取向膜的基板的表面的温度相比约高10～15℃。此外，实施例2及比较例2中的背光透射光的照度，即，透过偏振板的来自背光源的光在附带取向膜的基板表面的照度彼此相同。将结果表示在上述表2及图9中。
[实施例2及比较例2的对比]
在实施例2及比较例2中，在光取向处理时的偏振UV曝光与偏振背光照射的偏振方向一致的情况下，未看到经时变化也没有显著区别。另外，实施例2及比较例2的折射率各向异性的初始值分别为比实施例1及比较例1的初始值高的值。这是通过一边在光取向处理时进行加温一边进行偏振UV曝光而产生的效果。
另一方面，在光取向处理时的偏振UV曝光与偏振背光照射的偏振方向不一致的情况下，可知设置了绝热层的实施例2的折射率各向异性的降低与比较例2相比被抑制。如上述那样，由于在折射率各向异性与残影之间存在相关性，因此在实施例2中，即使长期间的使用也能够抑制残影的产生。
根据以上的情况，可知照射偏振时加热较好，以使取向膜所包含的化合物对齐为目的的方向，在进行基于偏振照射的取向处理之后，切断光照射的同时对取向膜施加的热量能够维持更好的品质。
此外，在实施例2中，依次配置附带取向膜的基板301、绝热层20、偏振板PL1及背光源14，但绝热层20配置于能够抑制来自背光源14的放射热向附带取向膜的基板301传递的位置即可。因此，考虑即使替代实施例2中的绝热层20及偏振板PL1的配置，依次配置附带取向膜的基板301、偏振板PL1、绝热层20及背光源14，也得到与实施例2同样的结果。
附图标记说明
1：液晶模块
11：液晶面板
12：控制电路基板
13：柔性基板
14：背光源
15：上侧外装部件
16：下侧外装部件
17：驱动器
18：底盘
19：开口部
20：绝热层
21：第二基板(CF基板)
22：取向膜
23：液晶层
24：密封部件
30：第一基板(TFT(阵列)基板)
231：液晶分子
301：附带取向膜的基板
A1：显示区域
A2：非显示区域
PL1：第一偏振板(偏振板)
PL2：第二偏振板

Claims (2)

1.一种液晶模块，其特征在于，
所述液晶模块从背面侧依次具有发出包含可见光的光的背光源、偏振板、第一基板、液晶层、以及第二基板，
在所述背光源与所述偏振板之间、及所述偏振板与所述第一基板之间中的至少一方具备绝热层，
在所述第一基板及所述第二基板中的至少一方的所述液晶层侧配置含有偶氮苯基的取向膜。
2.根据权利要求1所述的液晶模块，其特征在于，
所述绝热层包含选自由热线吸收滤波器、空气层、惰性气体层及真空层组成的组的至少一种层。
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