TWI524122B - Liquid crystal display device - Google Patents

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TWI524122B
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Koichi Miyachi
Isamu Miyake
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Sharp Kk
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Description

液晶顯示裝置
本發明係關於一種液晶顯示裝置。更詳細而言，本發明係關於一種於配向膜上形成有用以改善特性之聚合物層之液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置(LCD，Liquid Crystal Display)係藉由控制具有雙折射性之液晶分子之配向而控制光之穿透/遮斷(顯示之開/關)之顯示裝置。作為LCD之顯示方式，可列舉：使具有負之介電各向異性之液晶分子相對於基板面垂直配向之垂直配向(VA，Vertical Alignment)模式、及使具有正或負之介電各向異性之液晶分子相對於基板面水平配向而對液晶層施加橫電場之面內切換(IPS，In-Plane Switching)模式及邊緣電場切換(FFS，Fringe Field Switching)模式等。
其中，關於使用具有負之介電各向異性之液晶分子，且設置有堤(阻隔壁)或電極之貫穿部(狹縫)作為配向規制用構造物之MVA(Multi-domain Vertical Alignment，多域分割垂直配向技術)模式，即便不對配向膜實施摩擦處理，亦可將施加電壓時之液晶配向方位控制為複數個方位，視角特性優異。然而，於先前之MVA-LCD中，由於存在突起上方或狹縫上方成為液晶分子之配向分割之邊界，顯示白色時之穿透率降低，而於顯示時可觀察到暗線之情形，故而仍有改善之餘地。
因此，作為獲得高亮度且可高速應答之LCD之方法，業界提出利用使用聚合物之配向穩定化技術(以下，亦稱為PS(Polymer Sustained，聚合物穩定)技術)(例如參照專利文獻1~9)。其中，於使用聚合物之預傾角賦予技術(以下，亦稱為PSA(Polymer Sustained Alignment，聚合物穩定配向)技術)中，將混合有具有聚合性之單體、低聚物等聚合性成分之液晶組合物填充於基板間，並對基板間施加電壓而使單體於液晶分子傾斜(tilt)之狀態下聚合，從而形成聚合物。藉此，即便於解除電壓施加後，亦可獲得以特定之預傾角傾斜之液晶分子，並可將液晶分子之配向方位規定為一定方向。作為單體，可選擇藉由熱、光(紫外線)等進行聚合之材料。又，亦存在於液晶組合物中混入用以使單體之聚合反應開始的聚合起始劑之情形(例如參照專利文獻4)。
又，作為使用聚合性單體之其他液晶顯示元件，例如亦可列舉高分子穩定化鐵電性液晶(FLC，Ferroelectrics Liquid Crystal)相(例如參照專利文獻10)等。
又，例如揭示有如下文獻：於對一塊基板進行光配向處理及PS化處理，並對另一塊基板進行摩擦處理之液晶顯示裝置中，調查遲滯作用等對液晶中之用於PS化處理之單體濃度的影響(例如參照非專利文獻1)。進而，關於液晶光配向之技術、尤其是光配向方位之反轉，業界正在研究利用肉桂酸酯(Cinnamate)系聚合物調整光配向膜(例如參照非專利文獻2、3)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利第4175826號說明書
專利文獻2：日本專利第4237977號說明書
專利文獻3：日本專利特開2005-181582號公報
專利文獻4：日本專利特開2004-286984號公報
專利文獻5：日本專利特開2009-102639號公報
專利文獻6：日本專利特開2009-132718號公報
專利文獻7：日本專利特開2010-33093號公報
專利文獻8：美國專利第6177972號說明書
專利文獻9：日本專利特開2003-177418號公報
專利文獻10：日本專利特開2007-92000號公報
非專利文獻
非專利文獻1：長竹(Y. Nagatake)，其他1名，「Hysteresis Reduction in EO Characteristic of Photo-Aligned IPS-LCDs with Polymer-Surface-Stabilized Method」，IDW' 10，顯示器國際會議(International Display Workshops)，2010年，p. 89-92
非專利文獻2：奧比(M. Obi)，其他2名，「Reversion of Photoalignment Direction of Liquid Crystals Induced by Cinnamate Polymer Films」，Japanese Journal of Applied Physics，公益社團法人應用物理學會，1999年，第38卷，p. L145-L147
非專利文獻3：市村國宏，「液晶之光配向」，初版，米田 出版，2007年3月7日，p. 121-125
本發明者等人對如下光配向技術進行研究：即便不對配向膜實施摩擦處理亦可將電壓施加時之液晶配向方位控制為複數個方位，可獲得優異之視角特性。光配向技術係藉由使用對光活潑之材料作為配向膜之材料並對所形成之膜照射紫外線等光線，而使配向膜產生配向規制力之技術。根據光配向技術，可於不接觸之條件下對膜面進行配向處理，故而可抑制配向處理中之污漬、灰塵等之產生，且與摩擦處理不同，亦可應用於大型尺寸之面板。
又，藉由光配向處理而獲得之液晶顯示裝置就高對比度化、高精細化、高良率之觀點而言較有利。進而，近年來，業者積極地研究開發可較佳地應用於IPS(In-plane Switching)型、FFS(Fringe Field Switching)型、FLC(Ferroelectrics Liquid Crystal)型、或AFLC(Anti-Ferroelectrics Liquid Crystal，反鐵電性液晶)型之液晶顯示裝置之水平配向膜，結果尤其是於使用利用光異構化之光配向膜之情形時，由於可藉由低照射能量實現水平配向，故而亦增加不引起其他構件(彩色濾光片(CF，Color Filter)等)之劣化、量產性優異之優點。
然而，藉由光配向處理而獲得之液晶顯示裝置與其具有可藉由低照射能量(例如為100 mJ/cm以下)進行反應之感光度，更容易受太陽光等之影響。即，液晶顯示裝置之使用 時之由外光導致的配向混亂引起顯示品質之下降。
再者，於背光源中，源自CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp，冷陰極管)之紫外線成為課題之一，藉由使用最近之白色LED(Light Emitting Diode，發光二極體)代替CCFL，可實現無紫外線。
然而，存在太陽光等之紫外線入射至表面側(觀察側)之可能性，而需要對策。於上述文獻中，對於可解決此種由外光引起之配向混亂之較佳方法，並未作任何揭示。
本發明係鑒於上述現狀而成者，其目的在於提供一種藉由設置於光配向膜上之聚合物層而具有耐光性、且顯示品質優異之液晶顯示裝置。
本發明者等人於使用光配向處理之IPS模式等液晶顯示裝置之製作時，作為難以受太陽光等影響之構成，著眼於防止因由外光引起之配向混亂而導致顯示品質之下降。並且發現，將液晶顯示裝置設為如下配置，對由太陽光等之紫外線之入射而產生之課題有效：(1)使偏光元件(偏光板等)之偏光透射軸方向與液晶配向方向交叉，且將構成光配向膜之材料設為藉由照射至光配向膜之偏光，使液晶分子配向於相對於照射至光配向膜之偏光之偏光方向交叉的方向上者，或(2)將偏光元件之偏光透射軸方向設為沿著液晶配向方向，且將構成光配向膜之材料設為藉由照射至光配向膜之偏光，使液晶分子配向於沿著照射至光配向膜之偏光之偏光方向的方向上者。即，本發明者等人發現，若 設為如上所述之配置，則即便太陽光入射至面板內，亦由於實現原本之配向方向之偏光照射至面板上，故而難以產生配向混亂。
進而發現，藉由導入向液晶中添加聚合性單體，並以熱或光使聚合性單體聚合而於構成與液晶層之界面之面上形成聚合物層之高分子穩定化(PS)步驟，可進行PS聚合處理，故而可進一步提高配向穩定性。
又，除該等研究以外，進一步進行努力研究，結果發現：藉由向成為液晶材料之分子之結構中添加烯基等具有多重鍵之官能基，可進一步促進PS化反應之進行。可認為其原因在於：第一、液晶分子本身之多重鍵可藉由光而實現活化，第二、此種具有多重鍵之液晶材料可成為能進行活化能量或自由基等之授受之傳輸體(載體)。即，可認為：不僅於成為配向膜之基底膜中使用光活性之材料，而且進而使液晶具有光活性或使其成為傳輸自由基等之傳輸體(載體)，藉此進一步提高聚合性單體之反應速度與PS層之形成速度，從而形成穩定之PS層。且發現藉由以上述方式選擇液晶材料，亦可明顯地提高配向穩定性。
如此，本發明者等人想到可完全解決上述課題，從而完成本發明。
即，本發明之第一形態係一種液晶顯示裝置，其係含有包含一對基板與夾持於該一對基板間之液晶層而構成之液晶單元者，且上述一對基板之至少一者自液晶層側依序包含光配向膜及電極，上述光配向膜係使液晶分子相對於該 光配向膜面水平地配向者，上述液晶顯示裝置進而於液晶單元之觀察面側包含偏光元件，上述偏光元件之偏光透射軸方向係與液晶層中之未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向交叉，構成上述光配向膜之材料包含藉由照射至該光配向膜之偏光，使液晶分子配向於相對於照射至該光配向膜之偏光之偏光方向交叉的方向上之材料。
於本說明書中，光配向膜係指具有可藉由光配向處理控制液晶之配向的性質之高分子膜，通常係藉由偏光照射而進行光配向處理者。所謂「使液晶分子配向於相對於照射至光配向膜之偏光之偏光方向交叉的方向上」，係指液晶分子之配向方向與照射至光配向膜之偏光之偏光方向所成的角為80°~100°。如上所述，於本說明書中，所謂「交叉」，係指兩個方向所成之角為80°~100°。
於本發明之第一形態中，構成上述光配向膜之材料只要係包含藉由照射至光配向膜之偏光，使液晶分子配向於相對於照射至該光配向膜之偏光之偏光方向交叉的方向上之材料者即可。上述材料較佳為例如選自由聯三苯衍生物、萘衍生物、菲衍生物、稠四苯衍生物、螺吡喃衍生物、螺呸啶衍生物、紫羅鹼衍生物、二芳基乙烯衍生物、蒽醌衍生物、偶氮苯衍生物、肉桂醯衍生物、查耳酮衍生物、肉桂酸酯衍生物、香豆素衍生物、茋衍生物、及蒽衍生物所組成之群中之至少一種。再者，該等衍生物所含之苯環可為雜環。此處，所謂「衍生物」，係指經特定之原子或官能基取代者、及於聚合物之分子結構中不但導入一價之官 能基而且亦導入二價以上之官能基者。該等衍生物中之光活性之官能基(以下，亦稱為光官能基)可位於聚合物主鏈之分子結構中，亦可位於聚合物側鏈之分子結構中，還可為單體或低聚物。更佳為位於聚合物主鏈之分子結構中或聚合物側鏈之分子結構中，進而較佳為位於聚合物側鏈之分子結構中。再者，於光配向膜中包含具有光官能基之單體或低聚物(較佳為3重量%以上)之情形時，構成光配向膜之聚合物本身可不具有光活性。就耐熱性之觀點而言，構成光配向膜之聚合物較佳為聚乙烯、聚醯胺酸、聚醯胺、聚醯亞胺、聚順丁烯二醯亞胺或聚矽氧烷。構成光配向膜之材料只要具有上述性質，則無論為單一之高分子抑或為包含高分子及其他分子之混合物均可。例如，可於包含可進行光配向之官能基之高分子中含有添加劑等分子量更低之低分子或不具有光活性之分子量更高之高分子。又，亦可於不具有光活性之高分子中混合包含可進行光配向之官能基之添加劑。
構成上述光配向膜之材料可選擇產生光分解反應、產生自由基生成之諾里什反應(Norrish reaction)、光異構化反應或光二聚化反應者。形成上述光配向膜之材料較佳為具有光異構化型之官能基及/或光二聚化型之官能基者。例如，光異構化型之官能基及/或光二聚化型之官能基較佳為包含選自由肉桂酸酯基、偶氮基、查耳酮基、茋基、及香豆素基所組成之群中之至少一種。藉此，不會於液晶中溶出光分解物而成為可靠性較高者，又，可藉由低照射能 量進行配向處理。其中，較佳為光異構化型之官能基(光致異構基)，構成上述光配向膜之材料較佳為具有光致異構基，且該光致異構基包含例如選自由肉桂酸酯基、偶氮基、查耳酮基、及茋基所組成之群中之至少一種。又，由於肉桂酸酯基、查耳酮基、茋基產生光異構化、光二聚化之任一者，且光異構化與光二聚化均對光配向發揮作用，故而進而較佳為上述官能基包含選自由肉桂酸酯基、查耳酮基及茋基所組成之群中之至少一種。尤佳為肉桂酸酯基。
如上所述，上述光異構化型之官能基(光致異構基)具有可藉由低照射能量進行配向處理之優點(生產性之提高、對其他構件之損害減小等)。然而，由於作為光反應機制之光異構化本身具有可逆性，故而尤其是於使用光致異構基之情形時，源自太陽光等外部之紫外線入射對策必不可少。就充分地解決於此種光致異構基方面特別重大之紫外線之課題、且亦可享受上述光致異構基特有之優點之觀點而言，本發明之液晶顯示裝置尤其適於光配向膜具有光致異構基之情形。
又，本發明之第二形態係一種液晶顯示裝置，其係含有包含一對基板與夾持於該一對基板間之液晶層而構成之液晶單元者，且上述一對基板之至少一者自液晶層側依序包含光配向膜及電極，上述光配向膜係使液晶分子相對於該光配向膜面水平地配向者，上述液晶顯示裝置進而於液晶單元之觀察面側包含偏光元件，上述偏光元件之偏光透射 軸方向係與液晶層中之未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向交叉，構成上述光配向膜之材料係包含具有下述通式(1)所表示之分子結構之聚合物者： (式中，Z表示聚乙烯單體單元、聚醯胺酸單體單元、聚醯胺單體單元、聚醯亞胺單體單元、聚順丁烯二醯亞胺單體單元、或聚矽氧烷單體單元；R1表示單鍵或二價有機基；R2表示氫原子、氟原子、或一價有機基；n為2以上之整數；更佳為8以上)。上述聚合物只要可發揮本發明之效果，則可為上述通式(1)所表示之重複單元與包含其以外之重複單元之單元之共聚物，較佳為上述通式(1)所表示之重複單元於所有單體單元中包含25莫耳%以上。
上述Z尤佳為表示碳數2~8之聚乙烯單體單元。上述R1中之二價有機基(間隔基)較佳為包含例如選自由伸烷基、醚基、及酯基所組成之群中之至少一種。更佳為上述伸烷基之碳數為8以下。進而較佳為亞甲基。上述R1尤佳為單鍵。上述R2中之一價有機基較佳為包含選自由烷基、苯基、氟原子、羰基、醚基、及酯基所組成之群中之至少一種。上述烷基、苯基可經氟原子等取代。又，烷基之碳數較佳為8以下。上述R2尤佳為氫原子。具體而言，構成上 述光配向膜之材料尤佳為包含具有下述通式(2)： (式中，n為2以上之整數；更佳為8以上)所表示之分子結構(重複單元)之聚合物。作為其他較佳之R2，R2為氟，或R2為一價有機基、且該一價有機基係藉由烷基、烷氧基、苄基、苯氧基、苯甲醯基、苯甲酸酯基或苯甲醯氧基進行改性者，或為該等之衍生物。換言之，作為該一價有機基，較佳為烷基、烷氧基、苄基、苯氧基、苯甲醯基、苯甲酸酯基、苯甲醯氧基或該等之衍生物。藉此，可提高電氣特性或配向穩定性。
於本發明之第一形態及第二形態中，較佳為構成上述光配向膜之材料包含藉由照射至該光配向膜之偏光，使液晶分子配向於相對於照射至該光配向膜之偏光之偏光方向正交的方向上之材料。所謂「正交」，於本說明書中，只要為於本發明之技術領域中，於俯視基板主面時可認為正交者即可，且包含實質性之正交。再者，本發明之第二形態中之上述聚合物係具體地規定適於藉由照射至光配向膜之偏光，使液晶分子配向於相對於照射至該光配向膜之偏光之偏光方向正交的方向上之材料者。
所謂上述「閾值電壓」，於本說明書中，係指液晶層產 生光學變化，於液晶顯示裝置中產生導致顯示狀態發生變化之電場及/或電場之電壓值。例如係指於將亮態之穿透率設定為100%時，賦予5%之穿透率之電壓值。
又，於本發明之第一形態及第二形態中，較佳為上述偏光元件之偏光透射軸方向與液晶層中之未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向正交。
本發明之第三形態係一種液晶顯示裝置，其係含有包含一對基板與夾持於該一對基板間之液晶層而構成之液晶單元者，且上述一對基板之至少一者自液晶層側依序包含光配向膜及電極，上述光配向膜係使液晶分子相對於該光配向膜面水平地配向者，上述液晶顯示裝置進而於液晶單元之觀察面側包含偏光元件，上述偏光元件之偏光透射軸方向係沿著液晶層中之未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向，構成上述光配向膜之材料中，包含藉由照射至該光配向膜之偏光，使液晶分子配向於沿著照射至該光配向膜之偏光之偏光方向的方向上之材料。
於本發明之第三形態中，構成上述光配向膜之材料只要係包含藉由照射至光配向膜之偏光，使液晶分子配向於相對於沿著照射至該光配向膜之偏光之偏光方向的方向上之材料者即可，除此以外，作為具體之化合物雖不同，但作為較佳之特徵，於本發明之第一形態中，與上述較佳之特徵相同。例如於本發明之第三形態中，構成上述光配向膜之材料(光配向膜)亦具有光致異構基，該光致異構基較佳為包含例如選自由肉桂酸酯基、偶氮基、查耳酮基、及茋 基所組成之群中之至少一種。
所謂「上述偏光元件之偏光透射軸方向係沿著液晶層中之未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向」，係指上述偏光元件之偏光透射軸方向與液晶層中之未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向所成之角成為±10°以內。如上所述，於本說明書中，所謂「沿著」，係指兩個方向所成之角成為±10°以內。
本發明之第四形態係一種液晶顯示裝置，其係含有包含一對基板與夾持於該一對基板間之液晶層而構成之液晶單元者，且上述一對基板之至少一者自液晶層側依序包含光配向膜及電極，上述光配向膜係使液晶分子相對於該光配向膜面水平地配向者，上述液晶顯示裝置進而於液晶單元之觀察面側包含偏光元件，上述偏光元件之偏光透射軸方向係沿著液晶層中之未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向，構成上述光配向膜之材料係包含具有下述通式(3)所表示之分子結構之聚合物： (式中，Z表示聚乙烯單體單元、聚醯胺酸單體單元、聚醯胺單體單元、聚醯亞胺單體單元、聚順丁烯二醯亞胺單體單元、或聚矽氧烷單體單元；R1表示單鍵或二價有機基； R2表示氫原子或一價有機基；n為2以上之整數；更佳為8以上)。上述聚合物只要可發揮本發明之效果，則可為上述通式(3)所表示之重複單元與包含其以外之重複單元之單元之共聚物，較佳為上述通式(3)所表示之重複單元於所有單體單元中包含25莫耳%以上。
上述Z尤佳為表示碳數2~8之聚乙烯單體單元。上述R1較佳為包含例如選自由伸烷基、醚基、及酯基所組成之群中之至少一種。較佳為例如包含酯基及醚基者等。上述R1更佳為碳數為2以上。又，更佳為碳數為8以下。上述R2中之一價有機基較佳為包含選自由烷基、氟原子、醚基、及酯基所組成之群中之至少一種。上述烷基可經氟原子等取代。又，烷基之碳數較佳為8以下。上述R2尤佳為甲基。上述n較佳為24以下。具體而言，構成上述光配向膜之材料尤佳為包含具有下述通式(4)： (式中，n為2以上之整數；更佳為8以上)所表示之分子結構(重複單元)之聚合物。
於本發明之第三形態及第四形態中，較佳為構成上述光配向膜之材料包含藉由照射至該光配向膜之偏光，使液晶分子配向於相對於照射至該光配向膜之偏光之偏光方向平 行的方向上之材料。所謂「平行」，於本說明書中，只要為於本發明之技術領域中，於俯視基板主面時可認為平行者即可，且包含實質性之平行。再者，本發明之第四形態中的上述聚合物係具體地規定適於藉由照射至光配向膜之偏光，使液晶分子配向於相對於照射至該光配向膜之偏光之偏光方向平行的方向上之材料者。
於本發明之第三形態及第四形態中，較佳為上述液晶單元之觀察面側(表面側)之偏光元件的偏光透射軸方向與液晶層中之未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向平行。
再者，圖18係表示本發明之第一形態及第二形態中的光配向曝光之偏光方向與液晶配向方向之關係之模式圖。圖19係表示本發明之第一形態及第二形態中的表面偏光板之偏光透射軸方向與液晶配向方向之關係之模式圖。圖20係表示本發明之第三形態及第四形態中的光配向曝光之偏光方向與液晶配向方向之關係之模式圖。圖21係表示本發明之第三形態及第四形態中之表面偏光板的偏光透射軸方向與液晶配向方向之關係之模式圖。光配向曝光之偏光方向例如係指所照射的UV(Ultra Violet，紫外線)之偏光方向。根據配向膜之性質，液晶之配向方向可相對於所照射之UV之偏光方向正交或平行，於本發明之第一形態及第二形態之情形時、及於本發明之第三形態及第四形態之情形時，均為表面偏光板(觀察者側偏光板)之偏光透射軸方向沿著所照射之UV之偏光方向之構成而一致。並且，即便 太陽光入射至面板內，亦由於係實現本來之配向方向的偏光照射至面板上之構成，故而於就液晶配向不會因外光而混亂之觀點(耐光性之觀點)而言，兩者均優異之方面，可認為至少發明所具有之技術上之意義共通或密切地相關，而具有相同或相應之特別之技術特徵。
以下，對於本發明之第一形態~第四形態中共通之特徵及該等之較佳之特徵進行詳細地說明。即，以下之特徵可較佳地應用於上述本發明之第一形態~第四形態之任一者。
上述一對基板之至少一者自液晶層側依序包含光配向膜及電極。
於本發明之液晶顯示裝置中，較佳為上述一對基板之至少一者進而於光配向膜之液晶層側包含聚合物層。更佳為上述一對基板之兩者進而於光配向膜之液晶層側包含聚合物層。藉由聚合物層之形成，即便於形成耐光性較差之光配向膜之情形時，亦可將本發明中之光配向膜之配向固定，故而於製造步驟後，可進一步減小太陽光等之紫外線等自表面側入射至液晶層之影響，從而可提高液晶顯示裝置之穩定性。又，由於可將用於光配向之光照射能量限制為最低限度，故而用於光配向之光照射裝置之台數削減、生產效率提高等，製造步驟之選擇之靈活性擴大。又，藉由本發明，可實現配向之穩定化，故而像素設計、偏光板元件之設計之自由度亦擴大。並且，光配向之光波長通常為短波長，結果藉由本發明，可將用於光配向之光照射能 量限制為最低限度，故而可將構成彩色濾光片等液晶面板之有機材料之光劣化限制為最低限度。藉由光配向膜對液晶分子賦予之預傾角之大小可根據光之種類、光之照射時間、光之照射強度、光官能基之種類等進行調節。
上述聚合物層較佳為使添加於上述液晶層中之單體聚合而形成者。又，較佳為上述聚合物層係使用與構成光配向膜之材料混合之單體並使其聚合而形成者，及/或使用塗佈於光配向膜上之單體並使其聚合而形成者。
上述聚合物層通常係對接近之液晶分子進行配向並加以控制者。上述單體之聚合性官能基較佳為包含選自由丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、乙烯基、乙烯氧基、及環氧基所組成之群中之至少一種。又，上述單體較佳為藉由光之照射而開始聚合反應(光聚合)之單體、或藉由加熱而開始聚合反應(熱聚合)之單體。即，上述聚合物層較佳為藉由光聚合而形成，或藉由熱聚合而形成。其中，上述聚合物層較佳為藉由光聚合而形成者(PS層)。藉此，可於常溫下且容易地開始聚合反應。光聚合所使用之光較佳為紫外線、可見光線、或該等之兩者。
於本發明中，用以形成PS層之聚合反應並無特別限定，包括二官能性之單體一面形成新的鍵結一面階段性地進行高分子量化之「逐次聚合」、單體相繼鍵結於由少量之觸媒(起始劑)產生之活性種而連鎖性地成長之「連鎖聚合」之任一者。作為上述逐次聚合，可列舉：聚縮合、聚加成等。作為上述連鎖聚合，可列舉：自由基聚合、離子聚合 (陰離子聚合、陽離子聚合等)等。
上述聚合物層藉由形成於光配向膜上，可提高配向膜之配向規制力。其結果，可大幅減少顯示之殘像(image persistence)之產生，而大幅改善顯示品質。又，於對液晶層施加閾值以上之電壓，使單體於液晶分子預傾斜配向之狀態下聚合而形成聚合物層之情形時，上述聚合物層具有相對於液晶分子預傾斜配向之結構。
上述光配向膜係使液晶分子相對於基板主面(光配向膜面)水平地配向者，只要為於本發明之技術領域中可稱為水平配向膜者即可，且只要為使液晶分子大致水平地配向者即可。又，只要為於未達閾值電壓之條件下，使接近之液晶分子以上述方式配向者即可。此種光配向可藉由向配向膜照射偏光而實現。
較佳為上述一對基板之兩者於各自之液晶層側包含光配向膜。於實施配向處理之情形時的配向處理之方法為光配向處理。藉由光配向處理，可獲得優異之視角特性。
上述光配向膜通常係由光活性材料形成者。藉由使用光活性材料，可使配向膜成分例如於對單體進行光聚合時被激發而於單體中產生激發能量或自由基之移動，故而可提高PS層形成之反應性。又，藉由照射一定條件之光，可實施賦予配向特性之光配向處理。對光活性材料進行光照射時之自配向膜向單體之激發能量之轉移，較之於垂直配向膜相比，可於水平配向膜中更有效地進行，故而上述光配向膜形成更穩定之聚合物層。
上述光配向膜較佳為照射偏光而進行光配向處理者。更佳為自上述液晶單元之外側照射偏光紫外線而進行光配向處理之光配向膜。於該情形時，較佳為於藉由光聚合而形成上述聚合物層時，使用相同之光同時形成光配向膜及聚合物層者。藉此，可獲得製造效率較高之液晶顯示裝置。
上述電極較佳為透明電極。作為本發明中之電極材料，可使用鋁等遮光性之材料、及氧化銦錫(ITO，Indium Tin Oxide)、氧化銦鋅(IZO，Indium Zinc Oxide)等透光性之材料之任一種，例如於一對基板之一者包含彩色濾光片之情形時，用以使單體聚合而進行之紫外線照射必需自不包含彩色濾光片之另一基板側進行，於此種情形時，上述電極只要為透明電極，則可有效地進行單體之聚合。
上述液晶層之配向型並無特別限定，較佳為可應用於水平配向膜之配向型，例如較佳為IPS(In-plane Switching)型、FFS(Fringe Field Switching)型、FLC(Ferroelectrics Liquid Crystal)型、或AFLC(Anti-Ferroelectrics Liquid Crystal)型。如上所述，於發揮本發明之效果之方面而言，較理想為可較佳地應用於水平光配向膜者。更佳為IPS型或FFS型。藉此，可充分地發揮本發明之效果。上述液晶層之配向型更佳為IPS型或FFS型。
例如，較佳為FFS型。由於FFS型除梳齒電極以外具有平板狀之電極(固體電極)，故而例如於使用用以保持大型基板之靜電吸盤而進行基板之貼合之情形時，可將上述平板狀之電極用作防止對液晶層施加之高電壓之遮蔽壁，故 而製造步驟之效率化特別優異。
本發明中之一對基板係用以夾持液晶層之基板，例如藉由將玻璃、樹脂等絕緣基板設為母體，並於上述絕緣基板上裝入配線、電極、彩色濾光片等而形成。
又，本發明之一態樣亦為一種液晶顯示裝置，其係含有包含一對基板與夾持於該一對基板間之液晶層而構成之液晶單元者，且上述一對基板之至少一者自液晶層側依序包含聚合物層、光配向膜、及電極，上述聚合物層係使用與構成光配向膜之材料混合之單體並使其聚合而形成者，及/或使用塗佈於光配向膜上之單體並使其聚合而形成者。
較佳為將本發明之一態樣之液晶顯示裝置之構成與上述本發明之第一形態~第四形態、及第一形態~第四形態之較佳之構成加以組合。例如，於本發明之一態樣之液晶顯示裝置中，較佳為上述光配向膜係使液晶分子相對於該光配向膜面水平地配向者，上述液晶顯示裝置進而於液晶單元之觀察面側包含偏光元件，上述偏光元件之偏光透射軸方向係與液晶層中之未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向交叉，構成上述光配向膜之材料包含藉由照射至該光配向膜之偏光，使液晶分子配向於相對於照射至該光配向膜之偏光之偏光方向交叉的方向上之材料。
又，於本發明之一態樣之液晶顯示裝置中，較佳為上述光配向膜係使液晶分子相對於該光配向膜面水平地配向者，上述液晶顯示裝置進而於液晶單元之觀察面側包含偏光元件，上述偏光元件之偏光透射軸方向係與液晶層中之 未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向交叉，構成上述光配向膜之材料包含具有上述通式(1)所表示之分子結構之聚合物(式中，Z表示聚乙烯單體單元、聚醯胺酸單體單元、聚醯胺單體單元、聚醯亞胺單體單元、聚順丁烯二醯亞胺單體單元、或聚矽氧烷單體單元；R1表示單鍵或二價有機基；R2表示氫原子、氟原子、或一價有機基；n為2以上之整數；更佳為8以上)。
進而，於本發明之一態樣之液晶顯示裝置中，較佳為上述光配向膜係使液晶分子相對於該光配向膜面水平地配向者，上述液晶顯示裝置進而於液晶單元之觀察面側包含偏光元件，上述偏光元件之偏光透射軸方向係沿著液晶層中之未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向，構成上述光配向膜之材料包含藉由照射至該光配向膜之偏光，使液晶分子配向於相對於沿著照射至該光配向膜之偏光之偏光方向的方向上之材料。
並且，於本發明之一態樣之液晶顯示裝置中，較佳為上述光配向膜係使液晶分子相對於該光配向膜面水平地配向者，上述液晶顯示裝置進而於液晶單元之觀察面側包含偏光元件，上述偏光元件之偏光透射軸方向係沿著液晶層中之未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向，構成上述光配向膜之材料包含具有上述通式(3)所表示之分子結構之聚合物(式中，Z表示聚乙烯單體單元、聚醯胺酸單體單元、聚醯胺單體單元、聚醯亞胺單體單元、聚順丁烯二醯亞胺單體單元、或聚矽氧烷單體單元；R1表示單鍵或二價 有機基；R2表示氫原子或一價有機基；n為2以上之整數；更佳為8以上)。
作為本發明之液晶顯示裝置之構成，只要係將上述構成要素設為必需而形成者，則並不受其他構成要素之特別限定，可適當地應用液晶顯示裝置中通常使用之其他構成(例如光源等)。
上述各形態可於不脫離本發明之主旨之範圍內適當地組合。
根據本發明，可獲得具有耐光性、液晶之配向穩定化、且顯示品質優異之液晶顯示裝置。
以下，列舉實施形態，並參照圖式對本發明進行更詳細地說明，但本發明並不僅限定於該等實施形態。再者，於本說明書中，所謂面狀電極，通常係指不具有配向規制構造體之平板狀者。又，於各實施形態中，只要未作明示，則發揮相同之功能之構件及部分除變更百之位數或標註「'」以外，標註相同之符號。又，本申請案說明書中之「以上」、「以下」包括該數值。即，所謂「以上」，係指不小於(為該數值及該數值以上)。
(實施形態1)
實施形態1係表面側(觀察面側)之偏光板之偏光透射軸方向與液晶配向方向(初始配向)正交之液晶顯示裝置。顯示模式採用IPS模式。圖1係實施形態1之液晶顯示裝置之 未達閾值電壓的條件下之立體模式圖。於實施形態1之液晶顯示裝置中，將陣列基板10、液晶層30及彩色濾光片基板20自液晶顯示裝置之背面側朝著觀察面側依序積層而構成液晶單元。於陣列基板10之背面側、及彩色濾光片基板20之觀察面側分別安裝有背面側偏光板18、表面側偏光板28。
於圖1中，表面側偏光板28之偏光透射軸方向係以橫方向之線表示。再者，背面側偏光板18之偏光透射軸方向亦同樣地以線表示，關於下述圖式之偏光板，亦同樣地表示。如圖1所示，以使表面側偏光板28之偏光透射軸方向與未達閾值電壓之條件下的液晶分子32之配向方向(液晶長軸方向)正交之方式進行配置。又，以使表面側偏光板28之偏光透射軸方向與背面側(與觀察面側相反側)偏光板18之偏光透射軸方向正交之方式配置各偏光板。於實施形態1中，表面側偏光板28、背面側偏光板18分別為直線偏光板，亦可進而配置用以進行廣視角化之相位差板作為偏光元件。再者，於圖1中，模式性地表示液晶分子32之橢圓之長軸方向表示棒狀液晶分子之長軸方向。關於下述圖式亦相同。
以下，對實施形態1之液晶顯示裝置進行詳細地說明。圖2係實施形態1之液晶顯示裝置之剖面模式圖。陣列基板10包含以玻璃等作為材料之絕緣性之透明基板11，進而包含形成於透明基板11上之各種配線、像素電極14a、共用電極14b、TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)元件 等。
此處，作為TFT元件之材料，只要為通常所使用者，則並無特別限定，將如IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide，銦鎵鋅氧化物)之移動度較高之氧化物半導體用作TFT元件時，可較非晶矽之TFT元件更小地形成。因此，由於適於高精細液晶顯示器，故而為最近受到關注之技術。另一方面，對此種顯示器應用摩擦製程時，由於摩擦布之毛密度存在極限，故而難以進行高精細像素內之均勻之摩擦，從而有顯示品質下降之虞。就該方面而言，可認為均勻配向優異之光配向技術有助於如IGZO之氧化物半導體之實用化。
但另一方面，關於如IGZO之氧化物半導體有由光配向之紫外線照射引起半導體閾值特性之偏移之虞。該特性偏移導致像素之TFT元件特性之變化，而對顯示品質造成影響。進而，亦會對可藉由移動度較高之氧化物半導體而形成於基板上之單片驅動元件造成更大之影響。因此，可認為如本發明之可使光配向所需的短波長之紫外線照射量最低限度化之技術尤其有助於如IGZO之氧化物半導體之實用化。即，本發明之液晶顯示裝置尤其適於使用利用IGZO之TFT元件之情形。
又，陣列基板10於基板11之液晶層30側包含光配向膜16，又，彩色濾光片基板20亦於液晶層30側包含光配向膜26。光配向膜16、26係以聚乙烯、聚醯胺酸、聚醯胺、聚醯亞胺、聚順丁烯二醯亞胺、聚矽氧烷等作為主成分之 膜，如下所述，藉由照射偏光而進行光配向處理。藉由形成光配向膜，可使液晶分子配向於一定方向上。再者，視需要可向液晶組合物中添加聚合起始劑。
彩色濾光片基板20包含以玻璃等作為材料之絕緣性之透明基板21、及形成於透明基板21上之彩色濾光片、黑矩陣等。例如，於如實施形態1般為IPS模式之情形時，僅於陣列基板10上形成有電極，於為其他模式等情形時，視需要於陣列基板10及彩色濾光片基板20之兩者上形成有電極。
實施形態1之液晶顯示裝置係穿透型之液晶顯示裝置，背光源採用白色LED，亦可與反射型及反射穿透兩用型之任一種。即便為反射穿透兩用型，實施形態1之液晶顯示裝置亦包含背光源。背光源係配置於液晶單元之背面側，且以光依序穿透陣列基板10、液晶層30及彩色濾光片基板20之方式而配置。若為反射型或反射穿透兩用型，則陣列基板10包含用以反射外光之反射板。
實施形態1之液晶顯示裝置可為於陣列基板10上包含彩色濾光片的整合式彩色濾光片(Color Filter On Array)之形態。又，實施形態1之液晶顯示裝置可為單色顯示器或場色序法(Field Sequential Color)，於該情形時，無需配置彩色濾光片。
於液晶層30中填充有具有藉由施加一定電壓而配向於特定方向上之特性之液晶材料。液晶層30內之液晶分子係藉由施加閾值以上之電壓而控制其配向者。
實施形態1之液晶顯示裝置可較佳地用於電視 (television)、數位標牌、醫療用途、電子書、PC(Personal Computer，個人電腦)、移動終端等。關於下述實施形態亦相同。
藉由分解實施形態1之液晶顯示裝置，進行使用氣相層析質譜分析法(GC-MS，Gas Chromatograph Mass Spectrometry)、飛行時間次級離子質譜分析法(TOF-SIMS，Time-Of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry)等之化學分析，可進行配向膜之成分之分析等。於下述實施形態中，亦可進行存在於PS層中之單體的成分之解析。又，藉由STEM(Scanning Transmission Electron Microscope，掃描穿透型電子顯微鏡)、SEM(Scanning Electron Microscope，掃描型電子顯微鏡)等顯微鏡之觀察，可確認包含光配向膜、PS層之液晶單元之剖面形狀。
以下，表示實際製作實施形態1之液晶顯示裝置所包含的液晶單元之例。
(實施例1)
準備於表面包含作為透明電極之一對梳齒電極之玻璃基板(梳齒電極基板)與毛坯玻璃基板(對向基板)，藉由旋轉塗佈法，將成為水平配向膜之材料之聚乙烯肉桂酸酯溶液塗佈於各自之基板上。玻璃基板之玻璃係使用#1737(康寧公司製造)。
圖3係表示實施形態1之液晶顯示裝置之照射偏光方向、梳齒電極及液晶配向方向之平面模式圖。如圖3所示，一對梳齒電極中，像素電極14a與共用電極14b大致相互平行 地延伸，且分別形成為鋸齒。藉此，由於施加電場時之電場向量係相對於電極之長度方向大致正交，故而形成多區域結構，而可獲得良好之視角特性。作為梳齒電極之材料，使用IZO(Indium Zinc Oxide，氧化銦鋅)，亦可較佳地使用例如ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫)。聚乙烯肉桂酸酯溶液係使聚乙烯肉桂酸酯以成為3重量%之方式溶解於以當量混合有N-甲基-2-吡咯烷酮與乙二醇單丁醚之溶劑中而製備。
藉由旋轉塗佈法進行塗佈後，於90℃下進行1分鐘預乾燥，繼而一面進行氮氣沖洗，一面於200℃下進行60分鐘焙燒。焙燒後之配向膜之膜厚為100 nm。
繼而，作為光配向處理，以於波長313 nm下成為5 J/cm2之方式，自各自之基板之法線方向對各基板之表面照射直線偏光紫外線。圖3之兩箭頭表示配向處理中之偏光紫外線之偏光方向(使用具有負的介電各向異性之負型液晶分子32n[△ε<0]之情形)。如圖3所示，偏光紫外線之偏光方向係與未施加電壓時之液晶配向方向正交。由於實施形態1中之水平配向膜之材料係包含具有下述式(2)： (式中，n為2以上之整數；更佳為8以上)所表示之分子結構(重複單元)之聚合物者，故而藉由以上述方式照射至光配 向膜之偏光，可使液晶分子配向於相對於照射至該光配向膜之偏光之偏光方向正交的方向上。此處，只要於所有單體中含有25莫耳%以上之上述重複單元，則可發揮本發明之效果。實施形態1之液晶顯示裝置之光配向膜係藉由聚乙烯肉桂酸酯之光配向而實現者。再者，可使用藉由以上述方式照射偏光，使液晶分子配向於相對於照射至光配向膜之偏光之偏光方向正交的方向上之光配向膜材料代替聚乙烯肉桂酸酯，例如雖並無特別限定，但可適當地使用上述通式(1)所表示之光配向膜材料及具有查耳酮基、茋基、香豆素基、偶氮基等之光配向膜材料等，且可發揮與實施形態1相同之實現配向穩定化之效果。其中，較佳為具有作為光致異構基之肉桂酸酯基、查耳酮基、茋基、偶氮基等之光配向膜材料。
再者，如圖3所示，將此時之梳齒電極之長度方向與偏光方向所成之角設為±15°。
繼而，使用網版於梳齒電極基板上印刷熱硬化性密封材料(HC1413EP，三井化學公司製造)。進而，為將液晶層之厚度設為3.5 μm，而於對向基板上散佈直徑3.5 μm之珠粒(SP-2035，積水化學公司製造)。並且，以使所照射之紫外線之偏光方向於各基板中一致之方式對該兩種基板調整配置，並將該等貼合。
繼而，將經貼合之基板一面以0.5 kgf/cm2之壓力加壓，一面於經氮氣沖洗之爐內以200℃加熱60分鐘，而使密封材料硬化。使用具有負的介電各向異性之負型液晶作為液 晶材料。
注入有液晶組合物之單元之注入口係以紫外線硬化樹脂(TB3026E，ThreeBond公司製造)封堵，並藉由照射紫外線而加以密封。於密封時照射之紫外線為365 nm，對像素部進行遮光而儘量消除紫外線之影響。又，此時，為不使液晶配向因外場而被打亂，使電極間形成短路，且亦對玻璃基板之表面進行去靜電處理。
繼而，為消除液晶分子之流動配向，將液晶單元於130℃下加熱40分鐘，而進行使液晶分子成為各向同性相之再配向處理。藉此，可獲得於垂直於對配向膜照射之紫外線之偏光方向之方向上、且於基板面內進行單軸配向之液晶單元。
並且，關於此種實施例1之液晶顯示裝置，自與下述比較例1之比較可知：可將其設為提高對太陽光等之耐光性、可將液晶之配向穩定化，使顯示品質成為優異者。一般認為其原因在於：即便太陽光入射至面板內，亦由於實現本來之配向方向之偏光照射至面板上，故而難以產生配向混亂。
又，於實施形態1中，可應用具有正的介電各向異性之液晶材料[△ε>0]。於該情形時，必需於上述使用具有負的介電各向異性之液晶材料之實施形態1中，使光配向處理之偏光方向及表面側偏光板之偏光透射軸方向之兩者旋轉90度。其他構成與使用具有負的介電各向異性之液晶材料的實施形態1之構成相同。
圖4係表示於實施形態1中，應用具有正的介電各向異性之液晶材料(液晶分子32p)之情形時的液晶顯示裝置之照射偏光方向、梳齒電極及液晶配向方向之平面模式圖。此處，若對液晶顯示裝置中之未達閾值電壓之條件下之液晶分子長軸方向與電極方向的朝向之關係進行說明，則尤其於IPS型或FFS型之情形時，液晶之介電各向異性(正或負)決定該液晶分子長軸方向與電極方向之朝向之關係。於上述介電各向異性為正之情形時，未達閾值電壓之條件下之液晶分子長軸方向平行於電極方向(垂直於電場方向)，於上述介電各向異性為負之情形時，未達閾值電壓之條件下之液晶分子長軸方向垂直於電極方向(平行於電場方向)。其原因在於：液晶分子之介電常數較大之軸朝向閾值電壓以上之電場方向。此處，若將未達閾值電壓之條件下之液晶分子長軸方向設為完全與電極方向平行或垂直，則有如下之虞：於施加閾值電壓以上之電壓時，液晶分子整齊地排列於一個方向而不旋轉，從而產生配向不良(顯示不良)。為消除此種現象，本發明之較佳之形態之一為預先使其偏移1~15°左右。其與對TN(Twisted nematic，扭轉向列)型之液晶顯示面板等賦予預傾角之道理相同。
再者，液晶之介電各向異性△ε係藉由以下之式表示。
△ε=ε(平行)-ε(垂直) 上述式中，ε(平行)表示液晶長軸方向之介電常數，ε(垂直)表示液晶短軸方向之介電常數。
(實施形態1之變形例)
圖5係實施形態1之變形例之液晶顯示裝置的未達閾值電壓之條件下之立體模式圖。於實施形態1之變形例中，如圖5所示，偏光元件之偏光透射軸方向與液晶配向方向平行。
圖6係表示實施形態1之變形例之液晶顯示裝置之照射偏光方向、梳齒電極及液晶配向方向之平面模式圖。於圖6中，表示應用具有負的介電各向異性之液晶材料(△ε<0)之情形。於實施形態1之變形例中，如圖6所示，構成光配向膜之材料係藉由照射至光配向膜之偏光，使液晶分子配向於相對於照射至光配向膜之偏光之偏光方向平行之方向上。再者，作為光配向處理，將梳齒電極之長度方向與偏光紫外線之偏光方向所成之角設為±75°。於實施形態1之變形例中，作為構成光配向膜之材料，可使用藉由照射至光配向膜之偏光，使液晶分子配向於相對於照射至光配向膜之偏光之偏光方向平行之方向上之材料代替實施形態1中之聚乙烯肉桂酸。例如，可較佳地使用具有下述式(4)： (式中，n為2以上之整數；更佳為8以上)所表示之分子結構(重複單元)之聚合物的聚[(對甲基丙烯醯氧基)肉桂酸甲酯]。此處，只要於所有單體中含有25莫耳%以上之上述重 複單元，則可發揮本發明之效果。實施形態1之變形例之液晶顯示裝置的光配向膜係藉由聚[(對甲基丙烯醯氧基)肉桂酸甲酯]之光配向而實現者。再者，可使用藉由以上述方式照射偏光，使液晶分子配向於相對於照射至光配向膜之偏光之偏光方向平行的方向上之光配向膜材料代替聚[(對甲基丙烯醯氧基)肉桂酸甲酯]，例如，雖並無特別限定，但可適當地使用上述通式(3)所表示之光配向膜材料及具有查耳酮基、茋基、香豆素基、偶氮基等之光配向膜材料等，且可發揮與實施形態1之變形例相同的配向穩定化之效果。其中，較佳為具有作為光致異構基之肉桂酸酯基、查耳酮基、茋基、偶氮基等之光配向膜材料。
實施形態1之變形例之其他構成係與上述實施形態1之構成相同。即便藉由實施形態1之變形例之構成，於太陽光入射至面板內之情形時，亦由於實現本來之配向方向之偏光照射至面板上，故而可設為難以產生配向混亂者，且可發揮與實施形態1相同之效果。
於實施形態1之變形例中，亦可應用具有正的介電各向異性之液晶材料(△ε>0)。於使用具有正的介電各向異性之液晶材料之情形時，必需基於使用具有負的介電各向異性之液晶材料之情形，使光配向處理之偏光方向及表面側偏光板之偏光透射軸方向之兩者旋轉90°。其他使用具有正的介電各向異性之液晶材料時之構成與使用具有負的介電各向異性之液晶材料時之構成相同。
圖7係表示於實施形態1之變形例中，應用具有正的介電 各向異性之液晶材料(△ε>0)之情形時的液晶顯示裝置之照射偏光方向、梳齒電極及液晶配向方向之平面模式圖。於實施形態1之變形例中，亦與上述實施形態1相同，為防止未達閾值電壓之條件下之液晶分子長軸方向與電極方向的朝向之關係、及配向不良(顯示不良)，較佳為使未達閾值電壓之條件下的液晶分子長軸方向自完全平行或垂直於電極方向之方向偏離1~15°左右。
根據上述實施形態1/實施形態1之變形例之系統(配向膜材料之性質)、液晶材料之正/負之系統可知，如圖3、圖4、圖6、及圖7所示，合計存在4種構成。
(實施形態2)
於實施形態2中，除於光配向膜上設置有PS層，且如下所述，將液晶規定為較佳之形態以外，與實施形態1相同。圖8係實施形態2之液晶顯示裝置之剖面模式圖。PS層117、127可藉由如下方式形成：將包含液晶材料與聚合性單體之液晶組合物注入至陣列基板110與彩色濾光片基板120間，對液晶層130進行一定量之光之照射或加熱，而使聚合性單體聚合。PS層117、127提高光配向膜116、126所具有之配向規制力。再者，此時，藉由在對液晶層130施加閾值以上之電壓之狀態下進行聚合，而形成有具有沿著液晶分子之初始配向的形狀之PS層117、127，故而可獲得配向穩定性更高之PS層117、127。再者，視需要可向液晶組合物中添加聚合起始劑。
使用聯苯-4,4'-二基雙(丙烯酸2-甲基丙烯酸酯)作為單 體。聯苯-4,4'-二基雙(丙烯酸2-甲基丙烯酸酯)係下述化學式(5)： 所表示之化合物。再者，聯苯-4,4'-二基雙(丙烯酸2-甲基丙烯酸酯)係以成為液晶組合物整體之1重量%之方式添加。
又，為對該液晶單元進行PS處理，藉由黑光燈(FHF32BLB，東芝公司製造)照射2 J/cm2之紫外線。藉此，進行聯苯-4,4'-二基雙(丙烯酸2-甲基丙烯酸酯)之聚合。
實施形態2中之PS處理之反應系統(生成丙烯酸酯自由基之路徑)係如下所述。
作為單體之聯苯-4,4'-二基雙(丙烯酸2-甲基丙烯酸酯)藉由紫外線之照射而受到激發，從而形成自由基。另一方面，作為光配向膜材料之聚乙烯肉桂酸酯亦藉由紫外線之照射而受到激發。藉由源自經激發之聚乙烯肉桂酸酯之能量移動，使作為單體之聯苯-4,4'-二基雙(丙烯酸2-甲基丙烯酸酯)受到激發，而形成自由基。
作為PS步驟之反應性得以提高之理由，可考慮下述理由。可認為於藉由紫外線使作為單體之聯苯-4,4'-二基雙 (丙烯酸2-甲基丙烯酸酯)進行聚合物化之製程中，自由基等中間物發揮重要之作用。中間物係藉由紫外線產生，單體於液晶組合物中僅存在少量，若僅藉由單獨激發單體之路徑，則聚合效率並不充分。可認為，於僅藉由該路徑進行PS化之情形時，必需於液晶主體中使激發狀態之單體中間物彼此接近，故而原本之聚合概率較低，又，必需使開始聚合之單體中間物於聚合反應後向配向膜界面附近移動，故而PS化之速度較慢。
然而，吾等認為，於存在光配向膜之情形時，由於如本實施例中之聚乙烯肉桂酸酯般，包含大量雙鍵作為光官能基，故而藉由紫外線易於激發光官能基，而與液晶中之單體進行激發能量之授受。並且，由於該能量授受係於配向膜界面附近進行，故而配向膜界面附近之單體之中間物的存在概率較大地上升，而使聚合概率與PS化速度明顯上升。
又，光配向膜係藉由光照射而激發光活性部位之電子。並且，於為水平配向膜之情形時，由於光活性部係與液晶層直接相互作用而使液晶配向，故而光活性部位與聚合性單體之分子間距離短於垂直配向膜，激發能量之轉移之概率飛躍性地增大。於為垂直配向膜之情形時，由於光活性部位與聚合性單體之間必定存在疏水基，故而分子間距離變長，而難以產生能量移動。因此，可認為PS製程尤其適於水平配向膜。
利用偏光顯微鏡觀察藉由以上之方法製作的進行有PS處 理之光配向IPS單元(實施形態2之液晶單元)內之液晶分子之配向，結果與PS處理前同樣良好地進行單軸配向。進而，施加閾值以上之電場而使液晶應答，結果為液晶沿著鋸齒之梳齒電極進行配向，可藉由多區域結構獲得良好之視角特性。
繼而，對實施形態2中之液晶分子進行詳細地說明。實施形態2之液晶顯示裝置所包含之液晶層含有於分子結構中含有苯環等所具有之共軛雙鍵以外的多重鍵之液晶分子。藉此，可促進PS化，結果可使液晶分子之配向更穩定化。上述液晶分子可為具有正之介電各向異性者(正型)及具有負之介電各向異性者(負型)任一者。再者，於本實施形態中，只要液晶分子含有苯環之共軛雙鍵以外之多重鍵作為必需成分，則亦可包含苯環等所具有之共軛雙鍵，而並非特別將該鍵除外。又，於本實施形態中，液晶層所含之液晶分子可為混合有複數種液晶分子者。為實現可靠性之確保、應答速度之提高、以及液晶相溫度區、彈性常數、介電各向異性及折射率各向異性之調整，存在將液晶層中所含之液晶設為複數個液晶分子之混合物之情形。
上述液晶分子較佳為包含選自由下述式(6-1)~(6-6)所組成之群中之至少一種分子結構。尤佳為包含下述式(6-4)之分子結構。
又，上述液晶分子較佳為例如具有兩個環結構及鍵結於該環結構之基直線連接之結構。更詳細而言，較佳為例如具有如下結構之液晶分子：將使苯環、伸環己基及環己烯中至少一種之2個環結構直接鍵結或藉由連接基於對位上連接之結構設為核心部，且使可具有取代基、亦可具有不飽和鍵之碳數1~30之烴基及氰基中至少一種鍵結於該核心部之兩側(對位)。
上述多重鍵較佳為例如包含三鍵。於該情形時，三鍵較佳為包含於氰基中。例如較佳為下述化學式(7-1)： 所表示之正型液晶4-氰基-4'-戊基聯苯。又，較佳為下述化學式(7-2)： 所表示之液晶分子。上述化學式(7-2)所表示之液晶分子由於除三鍵以外，亦包含雙鍵作為共軛雙鍵以外之多重鍵，，故而亦具有下述雙鍵之優點。進而，三鍵並非包含於氰基中，下述化學式(7-3)： 所表示之液晶分子亦較佳。再者，上述化學式(7-3)中，R及R'相同或不同，表示可具有取代基、亦可具有不飽和鍵之碳數1~30之烴基。
於液晶分子包含多重鍵之情形時，可進一步促進PS化。作為其理由，可考慮如下。實施例1之單體之激發中間物係藉由源自紫外線及光配向膜之能量授受而產生。然而，於分子內包含三鍵之液晶材料中，液晶分子本身可經自由基等激發。又，可認為，除進行上述源自紫外線及光配向膜之能量授受之反應系統以外，例如亦可藉由利用源自紫外線及液晶材料之能量授受產生單體之激發中間物之生成路徑而促進PS化。進而，亦可考慮自經激發之光配向膜向液晶分子傳輸能量而激發液晶分子之路徑。即，藉由使液晶分子具有多重鍵(例如三鍵等)，可以各種路徑激發單體，故而有助於進一步促進PS化。
又，較佳為多重鍵包含雙鍵。雙鍵較佳為例如包含於酯基或烯基中者。多重鍵中，雙鍵之反應性優於三鍵。再者，作為液晶，尤佳為下述化學式(8-1)： 所表示之反式-4-丙基-4'-乙烯基-1,1'-雙環己烷。可認為：反式-4-丙基-4'-乙烯基-1,1'-雙環己烷與4-氰基-4'-戊基聯苯相比，由紫外線所引起之激發效率較高，且光配向膜或 液晶分子間之能量授受之效率較高。兩個分子之反應性之差異在於，於分子內包含氰基之三鍵或包含烯基之差異。換言之，可認為相對於三鍵，雙鍵之反應效率較高。同樣地，下述化學式(8-2)： 所表示之液晶分子亦較佳。進而，作為於酯基中包含雙鍵者，較佳為例如下述化學式(8-3)： 所表示之液晶分子。再者，上述化學式(8-3)中，R及R'相同或不同，表示可具有取代基、亦可具有不飽和鍵之碳數1~30之烴基。並且，下述化學式(8-4)： 所表示之液晶分子亦較佳。
藉由將液晶層規定為如上所述者，於增加有PS層之液晶顯示裝置中，進一步增強配向穩定性。
(實施形態3)
實施形態3係FFS模式之液晶顯示裝置。圖9係實施形態3之液晶顯示裝置之剖面模式圖。陣列基板110'包含以玻璃等作為材料之絕緣性之透明基板111'，進而，於透明基板111'上設置有面狀電極114b'。於面狀電極114b'上設置有絕緣膜112'。於絕緣膜112'上具備各種配線、梳齒電極114a'、TFT等。即，梳齒電極114a'與面狀電極114b'係經由絕緣膜112'而形成為不同層。彩色濾光片基板120'包含以玻璃等作為材料之絕緣性之透明基板121'、及形成於透明基板121'上之彩色濾光片、黑矩陣等。
又，陣列基板110'於透明基板111'之液晶層130'側包含光配向膜116'，彩色濾光片基板120'亦於液晶層130'側包含光配向膜126'。光配向膜116'、126'係以聚醯亞胺、聚醯胺、聚乙烯、聚矽氧烷等作為主成分之膜，且藉由照射偏光而進行光配向處理。藉由形成光配向膜，可使液晶分子配向於一定方向上。
PS層117'、127'可藉由如下方式形成：將包含液晶材料與聚合性單體之液晶組合物注入至陣列基板110'與彩色濾光片基板120'間，對液晶層130'進行一定量之光之照射或加熱，而使聚合性單體聚合。PS層117'、127'提高光配向膜116'、126'所具有之配向規制力。再者，此時，藉由在對液晶層130'施加未達閾值之電壓之狀態下進行聚合，而 形成具有沿著液晶分子之初始配向之形狀之PS層117'、127'，故而可獲得配向穩定性更高之PS層117'、127'。再者，視需要可向液晶組合物中添加聚合起始劑。
進而，於陣列基板110'之背面側、及彩色濾光片基板120'之觀察面側分別安裝有背面側偏光板118'、表面側偏光板128'。
圖10係實施形態3之液晶顯示裝置之像素平面模式圖。於藉由掃描信號線G進行選擇之時間點，經由薄膜電晶體元件(TFT)、汲極電極D，對驅動液晶材料之梳齒電極114a'施加自影像信號線S供給之電壓。再者，梳齒電極114a'係經由接觸孔CH而與汲極電極D連接。
此種實施形態3中，與實施形態1、實施形態1之變形例同樣地，即便設為如下構成，亦可發揮充分之配向穩定性，從而可發揮本發明之效果：偏光元件之偏光透射軸方向與液晶配向方向正交，且將構成光配向膜之材料設為藉由照射至光配向膜之偏光，使液晶分子配向於相對於照射至光配向膜之偏光的偏光方向正交之方向上者，或偏光元件之偏光透射軸方向與液晶配向方向平行，且將構成光配向膜之材料設為藉由照射至光配向膜之偏光，使液晶分子配向於相對於照射至光配向膜之偏光之偏光方向平行的方向上者。若進一步說明，則於實施形態3中，於光配向膜上形成PS層，更佳為以上述方式形成PS層，但即便未形成PS層，亦可發揮本發明之效果。
再者，目前作為於液晶面板之量產步驟中通常之貼合方 式，可列舉液晶滴加方式。液晶滴加方式係將液晶組合物滴加至一塊基板(例如陣列基板)上，並於真空室內使一對基板彼此貼合者。此時，為於真空下保持上側基板(此處，例如為陣列基板)而有效地使用者為靜電吸盤。靜電吸盤係產生高電壓，並藉由靜電相互作用而吸附基板之裝置。例如於將FFS基板(陣列基板)與對向基板貼合時，自位於FFS基板之上側之靜電吸盤對FFS基板施加高電壓。FFS基板例如具有於玻璃基板上朝向液晶層側依序疊放絕緣膜、面狀電極、絕緣膜、及梳齒電極之結構。另一塊基板(對向基板)係配置於平台上，並於對向基板上之特定位置滴加液晶組合物。自靜電吸盤產生之電場係朝向液晶層(一對基板間之空間)側，但由於在FFS基板上存在一層面狀電極，故而電場被面狀電極遮斷。因此，由於未對液晶層及光配向膜施加電場，故而可阻礙因靜電吸盤之影響而擾亂液晶的配向之情況，並可阻止殘像之產生。
於使用IPS基板作為對照之情形時，有於IPS基板上不存在面狀電極，靜電吸盤之電場穿過梳齒電極之間，打亂液晶之配向而產生殘像之虞，故而為消除此種情況，需要用以於貼合後消除殘像之一些後續處理。因此，若考慮使用靜電吸盤，則與IPS基板相比，較佳為使用FFS基板。
以上，實施形態1~3之光配向處理之直線偏光紫外線照射係於貼合一對基板前進行，亦可於貼合一對基板後自液晶單元之外側進行光配向處理。光配向處理於注入液晶前或後進行均無妨。其中，於注入液晶後進行光配向處理之 直線偏光紫外線照射之情形時，可同時進行光配向處理與PS步驟，有可縮短製程之優點。於該情形時，較理想為光配向處理所需之時間相對於PS步驟所需之紫外線照射時間而較短。
實施形態1~3中，用於PS處理之紫外線照射較佳為自包含電極之陣列基板側進行。若自包含彩色濾光片之對向基板側照射，則紫外線藉由彩色濾光片所吸收。
上述本發明之效果於使用光配向膜之液晶顯示裝置之中，尤其是於需要大致水平配向之液晶顯示裝置中較明顯。作為適合其之較理想的液晶之配向型(液晶顯示裝置之顯示模式)，並無特別限定，例如一般認為IPS型、FFS型、FLC型、AFLC型為較佳者，其中更佳為IPS型或FFS型。
尤其是於使用藉由低照射能量而進行光異構化之光配向膜時，本發明之效果較明顯。作為光致異構基，考慮有肉桂酸酯基、查耳酮基、茋基、偶氮基等，但並不限定於該等。
(比較例1)
圖11係比較例1之液晶顯示裝置之未達閾值電壓的條件下之立體模式圖。除以使表面側之偏光元件的偏光透射軸方向與液晶配向方向平行之方式配置偏光元件以外，藉由與實施例1相同之方法製作比較例1之IPS液晶單元。即，關於比較例1之液晶顯示裝置之構成，除以使表面側之偏光元件的偏光透射軸方向與液晶配向方向平行之方式配置 偏光元件以外，與實施形態1之液晶顯示裝置之構成相同，且偏光紫外線之偏光方向係與電壓未施加時之液晶配向方向正交。
繼而，進行關於實施例1之液晶單元及比較例1之液晶單元對紫外線之耐性之評價。
(實驗1)
亦排除螢光燈所含之紫外線，而於排除所有紫外線之環境下使用實施例1的液晶單元及比較例1之液晶單元。其結果，於實施例1(使表面側偏光板之偏光方向與液晶配向方向正交)與比較例1(使表面側偏光板之偏光方向與液晶配向方向平行)之兩者中均未打亂配向。
(實驗2)
於使太陽光與面板面接觸之環境下，使用實施例1之液晶單元及比較例1之液晶單元。
於比較例1中產生明顯之不均。一般認為其係由表面之紫外線所導致。於實施例1中不存在問題。
比較例1之IPS液晶單元與實施例1之IPS液晶單元間的不同點僅為表面側偏光板之偏光方向。由以上可知：於本發明之液晶顯示裝置之構成中，由於如實施例1般，偏光板之偏光透射軸方向係與液晶層中之未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向正交，且構成光配向膜之材料包含藉由照射至光配向膜之偏光，使液晶分子配向於相對於照射至該光配向膜之偏光之偏光方向正交的方向上之材料，故而即便太陽光入射至面板內，亦由於實現本來之配向方 向之偏光照射至面板上，因此於難以產生配向混亂，且使顯示品質成為優異者之方面而言較理想。又，即便偏光板之偏光透射軸方向與液晶層中之未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向平行，且構成光配向膜之材料包含藉由照射至光配向膜之偏光，使液晶分子配向於相對於照射至該光配向膜之偏光之偏光方向平行的方向上之材料，亦可發揮相同之有利之效果。
較佳為具有上述特徵之液晶顯示裝置，但若為偏光板之偏光透射軸方向與液晶層中之未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向交叉，且構成光配向膜之材料包含藉由照射至光配向膜之偏光，使液晶分子配向於相對於照射至該光配向膜之偏光之偏光方向交叉的方向上之材料之液晶顯示裝置；或偏光板之偏光透射軸方向沿著液晶層中之未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向，且構成光配向膜之材料包含藉由照射至光配向膜之偏光，使液晶分子配向於相對於沿著照射至該光配向膜之偏光之偏光方向的方向上之材料之液晶顯示裝置，則可發揮本發明之效果。
(實施例2)
藉由PS處理，於包含水平光配向膜之液晶顯示裝置中，可充分地減少殘像。以下，對該實驗例詳細地進行說明。
目前之光配向技術，主要係用於使用VA模式等垂直配向膜之類型之TV之量產而導入，於用於使用IPS模式等水平配向膜之類型之TV之量產中尚未導入。其原因在於：藉由使用水平配向膜，會於液晶顯示中產生大量殘像。所 謂殘像，係指於對液晶單元持續施加一定時間之相同之電壓時，持續施加電壓之部分與未施加電壓之部分，可觀察到明亮程度不同之現象。以下顯示本發明之PS層對殘像之改善具有效果。
圖12係表示本發明者等人進行光配向處理而製作之IPS模式之液晶單元的殘像之情況之模式圖。如圖12所示，可知：於電壓(AC(Alternating Current，交流電))施加部與電壓(AC)未施加部，明亮程度大不相同，於電壓(AC)施加部，遽烈地產生殘像。殘像之產生之減少必需利用PS技術的形成穩定之聚合物層，因此，必需促進用以PS化之聚合反應。
因此，本發明者等人進行如下研究：於製作本發明之可充分滿足液晶分子之配向方向與偏光元件之偏光透射軸方向之關係受到規定、且構成光配向膜之材料受到規定之構成(例如上述實施形態1、實施形態1之變形例所示之構成)的使用光配向處理之IPS模式之液晶單元及液晶顯示裝置時，導入向液晶中添加聚合性單體，藉由熱或光使聚合性單體聚合而於構成與液晶層之界面之面上形成聚合物層的高分子穩定化(PS)步驟。圖13係表示本發明者等人導入光配向處理、且採用PS步驟而製作之IPS模式之液晶單元的殘像之情況之模式圖。如圖13所示，可知：於電壓(AC)施加部與電壓(AC)未施加部，明亮程度幾乎未變化，且電壓(AC)施加部之殘像得以改善。如上所述，藉由對先前之方法增加PS步驟，而使殘像得到大幅改善。
本發明者等人對於IPS模式之液晶單元中，特別遽烈地產生殘像之原因進行各種研究，結果發現：於IPS模式之液晶單元與VA模式之液晶單元中，殘像之產生機制不同。根據本發明者等人之研究，關於殘像之產生，於VA模式中，係由殘存(記憶)極角方向之傾斜而產生，相對於此，於IPS模式中，係由殘存(記憶)方位角方向之配向且形成電雙層而產生。又，藉由進一步之研究得知：該等現象係由光配向膜中使用之材料所導致。
又，本發明者等人進行詳細之研究，結果得知：PS步驟之改善效果於使用由具有光活性之材料形成之配向膜時尤其有效，例如於對由不具有光活性之材料形成之配向膜進行利用摩擦法之處理時，或於未進行配向處理本身時，無法獲得PS步驟之改善效果。根據本發明者等人之考察，由具有光活性之材料形成之配向膜與PS步驟之組合較佳之理由如下所述。圖13係表示以由不具有光活性之材料形成之配向膜進行PS步驟時的聚合性單體之聚合情況之模式圖，圖15係表示將由具有光活性之材料形成之配向膜與PS步驟組合時的聚合性單體之聚合情況之模式圖。如圖14及圖15所示，於PS步驟中，對一對基板與填充於該一對基板間之液晶組合物進行紫外線等光照射(圖中，以中空箭頭表示)，液晶層內之聚合性單體開始自由基聚合等連鎖聚合，其聚合物堆積於配向膜之液晶層側之表面上而形成液晶分子之配向控制用之聚合物層(亦稱為PS層)。
如圖14所示，於配向膜316、326對光不活潑之情形時， 藉由光照射激發之液晶層330中之聚合性單體333b較少，且於液晶層330中均勻地產生。並且，經激發之聚合性單體333b產生光聚合，於配向膜316、326與液晶層330之界面上形成相分離之聚合物層。即，於PS步驟中，存在如下製程：於主體中激發之聚合性單體333b於光聚合後轉移至配向膜316、326與液晶層330之界面。
另一方面，如圖15所示，於配向膜416、426對光活潑之情形時，存在更多藉由光照射激發之狀態下的液晶層430中之聚合性單體433b，且偏向存在於配向膜416、426與液晶層430之界面附近。其原因在於：於光配向膜416、426中，藉由光照射而產生光吸收，其激發能量傳遞至聚合性單體433a中，且接近光配向膜416、426之聚合性單體433a接受激發能量而易於轉變為激發狀態之聚合性單體433b。因此，於配向膜416、426對光活潑之情形時，可忽視經激發之聚合性單體433b於光聚合後轉移至配向膜416、426與液晶層430之界面之製程。因此，可提高聚合反應及聚合物層之形成速度，而形成具有穩定之配向規制力之PS層。
又，本發明者等人進行研究，結果得知：利用PS層之殘像之減少效果較之對垂直配向膜，對水平配向膜更有效。其原因考慮如下。圖16係表示於垂直配向膜中使聚合性單體聚合時之情況之模式圖。圖17係表示於水平配向膜中使聚合性單體聚合時之情況之模式圖。
如圖16所示，於配向膜為垂直配向膜之情形時，構成垂直配向膜之光活性基552經由疏水基555而間接地與液晶分 子532或聚合性單體533接觸，而難以產生自光活性基552向聚合性單體533之激發能量之轉移。
另一方面，如圖17所示，於配向膜為水平配向膜之情形時，由於構成水平配向膜之光活性基662直接與液晶分子632或聚合性單體633接觸，故而容易產生自光活性基662想聚合性單體633之激發能量之轉移。因此，可提高聚合反應及聚合物層之形成速度，從而形成具有穩定之配向規制力之PS層。
因此，PS步驟藉由對由光活性材料形成之配向膜進行，且於該配向膜為水平配向膜之情形時進行，可飛躍性地提高激發能量之轉移，且大幅減少殘像之產生。
由以上之說明可表明：為提高PS層之形成速度而改善通電之配向穩定性、即殘像特性，較佳為使用具有光活性之材料，且配向膜為水平配向膜。再者，為進行配向膜與聚合性單體之激發能量之授受，作為配向膜之官能基等，通常使用可進行光激發者。
進而，為提高殘像特性，將液晶材料規定為上述較佳之形態尤為有效。
上述實施形態中之上述聚合物層較佳為使藉由可見光之照射聚合之單體聚合而形成者。以下，對本發明中之較佳之單體詳細地進行說明。再者，本發明之聚合物層形成中所使用之單體可藉由確認本發明之聚合物層中之單體單元之分子結構而確認。
形成上述聚合物層之單體可為一種，且較佳為一種，亦 較佳為兩種以上、且上述藉由可見光之照射而聚合之單體係使其他單體聚合者(以下，亦稱為附有起始劑功能之單體)。所謂上述附有起始劑功能之單體，係指接受可見光之照射而產生化學反應，使無法藉由可見光之照射而單獨聚合之其他單體開始聚合，並予以促進，並且自身亦進行聚合者。上述附有起始劑功能之單體由於可將現存之不會藉由可見光而聚合之大量單體用作聚合物層之材料，故而對獲得所需之配向膜及聚合物層而言非常有用。作為上述附有起始劑功能之單體之例，可列舉具有藉由可見光之照射而生成自由基之結構之單體。
作為上述附有起始劑功能之單體，例如可列舉下述化學式(9)所表示之化合物： (式中，A1及A2相同或不同，表示苯環、聯苯環、或碳數1~12之直鏈狀或分枝狀之烷基或烯基。A1及A2之至少一者包含-Sp1-P1基。A1及A2所具有之氫原子可經-Sp1-P1基、鹵素原子、-CN基、-NO2基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF5基、或碳數1~12的直鏈狀或分枝狀之烷基、烯基或芳烷基取代。A1及A2所具有之鄰接之兩個氫原子可經碳數1~12之直鏈狀或分枝狀之伸烷基或伸烯基取代 而成為環狀結構。A1及A2之烷基、烯基、伸烷基、伸烯基或芳烷基所具有之氫原子可經-Sp1-P1基取代。A1及A2之烷基、烯基、伸烷基、伸烯基或芳烷基所具有之-CH2-基只要氧原子、硫原子及氮原子不相互鄰接，則可經-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH=CH-基、-CF=CF-基、-C≡C-基、-CH=CH-COO-基、或-OCO-CH=CH-基取代。P1表示聚合性基。Sp1表示碳數1~6之直鏈狀、分枝狀或環狀之伸烷基或伸烷氧基或直接鍵。m為1或2。連接A1與Y之虛線部分、及連接A2與Y之點線部分表示A1與A2間可存在經由Y而成之鍵。Y表示-CH2-基、-CH2CH2-基、-CH=CH-基、-O-基、-S-基、-NH-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基或直接鍵)。
更具體而言，例如可列舉下述化學式(10-1)~(10-8)所表示之任一種化合物： (式中，R1及R2相同或不同，表示-Sp1-P1基、氫原子、鹵素原子、-CN基、-NO2基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF5基、或碳數1~12之直鏈狀或分枝狀之烷基、芳烷基或苯基。R1及R2之至少一者包含-Sp1-P1基。P1表示聚合性基。Sp1表示碳數1~6之直鏈狀、分枝狀或環狀之伸烷基或伸烷氧基、或直接鍵。於R1及R2之至少一者為碳數1~12之直鏈狀或分枝狀之烷基、芳烷基或苯基時，上述R1及R2之至少一者所具有之氫原子可經氟原子、氯原子或-Sp1-P1基取代。R1及R2所具有之-CH2-基只要氧原子、硫原子及氮原子不相互鄰接，則可經-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH=CH-基、-CF=CF-基、-C≡C-基、-CH=CH-COO-基、或-OCO-CH=CH-基取 代)。
作為上述P1，例如可列舉：丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、乙烯基、乙烯氧基、丙烯醯基胺基、或甲基丙烯醯基胺基。此處，上述化學式(10-1)~(10-8)所表示之化合物中之苯環的氫原子可經鹵素原子、或碳數1~12之烷基或烷氧基部分或者全部取代，又，烷基、烷氧基之氫原子可經鹵素原子部分或者全部取代。進而，R1、R2之鍵結於苯環之位置並不限定於此。
上述聚合物層進而較佳為藉由使包含具有一種以上環結構之單官能或多官能之聚合性基之單體聚合而形成者。作為此種單體，例如可列舉下述化學式(11)所表示之化合物：[化13]P2-Sp 2-R4-A3-(Z-A4)n-R3 (11)(式中，R3為-R4-Sp2-P2基、氫原子、鹵素原子、-CN基、-NO2基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF5基、或碳數1~12之直鏈狀或分枝狀之烷基。P2表示聚合性基。Sp2表示碳數1~6之直鏈狀、分枝狀或環狀之伸烷基或伸烷氧基或直接鍵。R3所具有之氫原子可經氟原子或氯原子取代。R3所具有之-CH2-基只要氧原子及硫原子不相互鄰接，則可經-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)- 基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH=CH-基、-CF=CF-基、-C≡C-基、-CH=CH-COO-基、或-OCO-CH=CH-基取代。R4表示-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、-CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH=CH-基、-CF=CF-基、-C≡C-基、-CH=CH-COO-基、-OCO-CH=CH-基或直接鍵。A3及A4相同或不同，表示1,2-伸苯基、1,3-伸苯基、1,4-伸苯基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-2,6-二基、1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-二環[2.2.2]伸辛基、哌啶-1,4-二基、十氫萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、茚滿-1,3-二基、茚滿-1,5-二基)、茚滿-2,5-二基、菲-1,6-二基、菲-1,8-二基、菲-2,7-二基、菲-3,6-二基、蒽-1,5-二基、蒽-1,8-二基、蒽-2,6-二基、或蒽-2,7-二基。A3及A4所具有之-CH2-基只要不相互鄰接，則可經-O-基或-S-基取代。A3及A4所具有之氫原子可經氟原子、氯原子、-CN基、或碳數1~6之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基取代。Z相同或不同，表示-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-O-COO-基、-OCH2-基、-CH2O-基、-SCH2-基、-CH2S-基、-N(CH3)-基、-N(C2H5)-基、-N(C3H7)-基、-N(C4H9)-基、 -CF2O-基、-OCF2-基、-CF2S-基、-SCF2-基、-N(CF3)-基、-CH2CH2-基、-CF2CH2-基、-CH2CF2-基、-CF2CF2-基、-CH=CH-基、-CF=CF-基、-C≡C-基、-CH=CH-COO-基、-OCO-CH=CH-基或直接鍵。n為0、1或2)。
更具體而言，例如可列舉下述化學式(12-1)~(12-5)： (式中，P2相同或不同，表示聚合性基)所表示之任一種化合物。
作為上述P2，例如可列舉：丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、乙烯基、乙烯氧基、丙烯醯基胺基、或甲基丙烯醯基胺基。此處，上述化學式(12-1)~(12-5)所表示之化合物中之苯環及縮合環的氫原子可經鹵素原子、或碳數1~12之烷基或烷氧基部分或者全部取代，又，烷基、烷氧基之氫原子可經鹵素原子部分或者全部取代。又，P2之鍵結於苯環及縮合環之位置並不限定於此。
形成上述聚合物層之單體(例如化學式(10-1)~(10-8)所表 示之化合物、及上述化學式(12-1)~(12-5)所表示之化合物)較佳為具有兩個以上之聚合性基。例如可列舉具有兩個聚合性基者作為較佳者。
於本發明中，不使用先前之聚合起始劑(initiator)，而將上述附有聚合起始功能之單體添加至液晶中，藉此不會於液晶層中殘存可成為雜質之聚合起始劑，可明顯提高電氣特性。又，較佳為使單體聚合時，於液晶層中實質上不存在單體之聚合起始劑。並且，由於反應起始點之密度得以提高，故而易於產生剛照射光後之聚合物尺寸較小之低聚物狀物質，且亦可增加其生成數量。該低聚物狀物質藉由因於液晶層(主體中)中之溶解度降低引起之析出效果，而迅速地堆積於配向膜表面。因此，與先前技術相比，於液晶層中難以形成聚合物網狀物，且聚合物尺寸亦不會過大，故而可於配向膜表面上形成極均勻之聚合物層。因此，不存在驅動電壓之偏移，亦不存在對比度之下降，而可有效地將配向膜表面之液晶配向固定化。並且，亦不會降低電氣特性，且亦可確保充分之長期可靠性。對於製作本發明之可充分滿足液晶分子之配向方向與偏光元件之偏光透射軸方向之關係受到規定、且構成光配向膜之材料受到規定之構成(例如上述實施形態1、實施形態1之變形例所示之構成)的液晶顯示裝置時，顯示可使用上述附有聚合起始功能之單體而發揮有利之效果之實施例3~6，於後文中加以闡述。
(實施例3)
實施例3之條件係如下所述。
顯示模式：FFS
配向膜材料：聚乙烯肉桂酸酯
配向處理：具有偏光之紫外線照射(主要反應波長313 nm)，照射能量為100 mJ/cm2，配向原理為光異構化與光二聚物化
單體：於液晶材料100重量%中添加0.5重量%之下述化學式(13)所表示之單體
PS處理：於將含有單體之液晶填充於面板中後，利用黑光燈進行光照射
實驗結果：不存在驅動電壓之上升、對比度之下降、及電壓保持率之明顯下降，可獲得配向之穩定化、尤其是殘像特性之改善。
使用聯苯系之二官能甲基丙烯酸酯單體作為單體。
未混合光聚合起始劑。然而，藉由本材料系可確認聚合物形成。可認為：藉由光照射而產生如下述式(13-1)、(13-2)所示之自由基生成過程。
[化16]
又，由於存在甲基丙烯酸酯基，故而亦有助於藉由自由基聚合反應使自身形成聚合物。
作為單體，較理想為溶解於液晶中者，且較理想為棒狀分子。除上述聯苯系以外，亦可考慮萘系、菲系、蒽系。又，該等之氫原子之一部分或全部可經鹵素原子或烷基、烷氧基(其氫原子可經鹵素原子部分或者全部取代)取代。
作為聚合性基，除上述甲基丙烯醯氧基以外，亦可考慮丙烯醯氧基、乙烯氧基、丙烯醯基胺基、甲基丙烯醯基胺基。若為此種單體，則可藉由波長300~380 nm左右之範圍之光而生成自由基，可成為附有起始劑功能之單體。
又，除上述單體以外，亦可混合不具有光聚合起始功能之丙烯酸酯、二丙烯酸酯之類之單體，藉此可調整光聚合反應速度。尤其是於抑制聚合物網狀物之生成之情形時，可成為有效之方式之一。
(實施例4)
實施例4之條件係如下所述。
顯示模式：IPS
配向膜材料：聚乙烯肉桂酸酯
配向處理：具有偏光之紫外線照射(主要反應波長313 nm)，照射能量為100 mJ/cm2，配向原理為光異構化與光二聚物化
單體：於液晶材料100重量%中添加0.5重量%之下述化學式(14A)所表示之單體及下述化學式(14B)所表示之單體之混合物(重量混合比50：50)：
PS處理：於將含有單體之液晶填充於面板中後，利用可見光進行光照射
實驗結果：不存在驅動電壓之上升、對比度之下降，及電壓保持率之明顯降低，可獲得配向之穩定化、尤其是殘像特性之改善。
作為單體，使用上述化學式(14A)所表示之單體及上述化學式(14B)所表示的單體之混合物。
於本實施例中，將PS步驟之照射設為可見光。藉此，亦可抑制對液晶及光配向膜之損害。
單體(14B)不會藉由波長380 nm以上之光而生成自由基。然而，如單體(14A)之單體(於本說明書中，亦稱為苄基系單體)吸收波長38wnm以上之光而生成自由基。又，本身亦可藉由聚合而成為聚合物層之一部分。
作為單體，除此以外，亦可考慮藉由光裂解或奪氫而生成自由基之安息香醚系、苯乙酮系、苯偶醯縮酮系、酮系。又，必需對該等賦予聚合性基，除上述甲基丙烯醯氧基以外，亦可考慮丙烯醯氧基、乙烯氧基、丙烯醯基胺基、甲基丙烯醯基胺基。
再者，於實施例3、及實施例4之光配向膜中使用具有雙鍵之聚乙烯肉桂酸酯，該肉桂酸酯基亦可被光激發而可授與自由基，故而認為可有助於進而之PS層之光聚合反應之促進及均勻形成。
就此種光配向膜而言，除此以外，查耳酮系、香豆素系、茋系、偶氮系亦可用作具有同樣之雙鍵之光配向膜，故而認為該等亦有效。
又，作為聚合物之主鏈，除此以外，亦可應用聚醯胺酸、聚醯亞胺、聚醯胺、聚矽氧烷、聚順丁烯二醯亞胺。
作為光配向之照射能量，設為100 mJ/cm2，但即便於其以下之照射能量中，亦可達藉由成PS步驟之配向穩定化，故而於實用上不會產生問題。反而，為可抑制其他構件之光劣化，較理想為減少照射能量。
(實施例5)
實施例5之條件係如下所述。
顯示模式：IPS
配向膜材料：於骨架上具有環丁烷之聚醯亞胺
配向處理：具有偏光之紫外線照射(主要反應波長254 nm)，照射能量為500 mJ/cm2，配向原理為環丁烷之光分解
單體：於液晶材料100重量%中添加0.5重量%之下述化學式(15)所表示之單體
PS處理：於將含有單體之液晶填充於面板中後，利用黑光燈進行光照射
實驗結果：不存在驅動電壓之上升、對比度之下降，及電壓保持率之明顯降低，可獲得配向之穩定化、尤其是殘像特性之改善。
作為單體，可設為與實施例3相同，當然亦可使用實施例4之單體。
作為光配向之照射能量，設為500 mJ/cm2，但若不存在PS步驟則無法獲得充分之配向特性。另一方面，若存在PS步驟，則即便為500 mJ/cm2以下，亦不會於實用上產生問題。為於不存在PS步驟之條件下獲得充分之配向特性，需要2 J/cm2左右之照射能量，但254 nm附近之高能量照射會產生配向膜之其他部分之光分解、彩色濾光片之光分解 等，於長期可靠性方面存在問題，但可藉由本發明而解決。
(實施例6)
實施例6之條件係如下所述。
顯示模式：IPS
配向膜材料：於骨架上具有環丁烷之聚醯亞胺(與實施例5相同)
配向處理：摩擦
單體：於液晶材料100重量%中添加0.5重量%之下述化學式(16A)所表示之單體及下述化學式(16B)所表示之單體之混合物(重量混合比50：50)：
PS處理：於將含有單體之液晶填充於面板中後，利用可見光進行光照射
實驗結果：不存在驅動電壓之上升、對比度之下降，及 電壓保持率之明顯降低，可獲得配向之穩定化、尤其是殘像特性之改善。
作為單體，可設為與實施例4相同，當然亦可使用實施例3中之單體。
關於摩擦處理，將摩擦布之毛壓入量設為0.5 mm，將摩擦次數設為3次。
再者，作為於以上實施例2~6中形成聚合物層之方法，使液晶中預先含有具有光聚合性之單體而進行PS步驟，但形成聚合物層之方法並不限定於此。
例如，使配向膜中含有單體之方法亦可同樣地形成聚合物層，故而以下進行詳細說明。代替使液晶中預先含有單體而預先以特定之濃度於配向膜油墨中混合單體，其他製程係與實施例2~6所示之方法同樣地進行。藉由進行液晶之面板填充後之加熱、較理想為液晶之向列-各向同性相之相轉移溫度以上之加熱，使配向膜內之單體向液晶側溶出。其後，若進行與上述實施例2~6相同之PS步驟之光照射，則形成有聚合物層。尤其是亦可將使存在於液晶面板之外周部分之密封材料硬化之加熱製程相當於上述單體溶出步驟，於該情形時，除使密封材料硬化之加熱製程以外，亦可不另外進行單體溶出步驟，與上述實施例2~6相比，亦不會增加製程。
又，應用於單體之聚合性官能基(單體之聚合性官能基)較佳為包含選自由丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、乙烯基、乙烯氧基、及環氧基所組成之群中之至少一種。
(實施例7)
實施例7之條件係如下所述。
顯示模式：FFS
配向膜材料：聚乙烯肉桂酸酯
配向處理：具有偏光之紫外線照射(主要反應波長313 nm)，照射能量為5 J/cm2，配向原理為光異構化與光二聚物化
單體：於配向膜油墨材料100重量%中添加1.0重量%之下述化學式(17)所表示之單體：
PS處理：將含有單體之配向膜油墨塗佈於基板上，焙燒後，進行利用偏光照射之光配向處理。於將液晶填充於面板中後，將液晶面板於130℃下加熱40分鐘。利用黑光燈進行光照射。
實驗結果：不存在驅動電壓之上升、對比度之下降，及電壓保持率之明顯降低，可獲得配向之穩定化、尤其是殘像特性之改善。
作為單體，並不限定於此，當然亦可使用實施例3中之單體。又，亦可適當地添加聚合起始劑而促進聚合。
作為進一步之其他方法，直接將單體塗佈於配向膜上之 方法亦有效。預先以特定之濃度使單體溶解於溶劑中，塗佈於配向膜上，並去除溶劑。溶劑去除可藉由加熱及/或減壓(例如設為真空)而達成。再者，該塗佈步驟可於對配向膜之光配向處理前或後進行。並且，於液晶之面板填充後，若進行PS步驟之光照射，則形成聚合物層。再者，與上述情況同樣地，藉由進行液晶之面板填充後之加熱、較理想為液晶之向列-各向同性相之相轉移溫度以上之加熱，可使單體更均勻地分散於液晶中，而可抑制顯示不均等。
(實施例8)
實施例8之條件係如下所述。
顯示模式：FFS
配向膜材料：聚乙烯肉桂酸酯
配向處理：具有偏光之紫外線照射(主要反應波長313 nm)，照射能量為5 J/cm2，配向原理為光異構化與光二聚物化
單體：向溶劑丙酮100重量%中添加1.0重量%之下述化學式(18)所表示之單體
PS處理：將配向膜油墨塗佈於基板上，焙燒後，利用偏 光照射進行光配向處理，然後塗佈單體為1.0重量%之溶液。加熱至130℃而使溶劑揮發，再次進行利用偏光照射之光配向處理。於將液晶填充於面板中後，將液晶面板於130℃下加熱40分鐘。利用黑光燈進行光照射。
實驗結果：不存在驅動電壓之上升、對比度之下降，及電壓保持率之明顯降低，可獲得配向之穩定化、尤其是殘像特性之改善。
作為單體，並不限定於此，當然亦可使用實施例2中之單體。又，亦可適當地添加聚合起始劑而促進聚合。
關於實施例7、8之效果(適於液晶面板之窄邊緣化)
液晶之填充於面板中之方法通常使用如下方式：使用分注器等將液晶液滴滴加至一塊基板上，於真空內貼合另一塊基板。
於該貼合之過程中，於液晶液滴尺寸擴大時，因以下之可能性1及/或可能性2，而於使液晶含有單體之方中存在產生顯示不均之情形。
可能性1：於液晶液滴尺寸擴大時，由於單體之對基板之吸附依存性等影響，有可能產生基板面內之單體濃度分佈。
該濃度分佈會產生液晶之配向規制力之分佈，而呈顯示不均。
可能性2：密封材料於液晶面板周邊形成為線狀。
貼合後，若硬化前之密封材料與液晶液滴接觸，則未硬化之密封材料成分溶解於液晶中，而產生顯示不良。
因此，通常於硬化前之密封材料與液晶液滴接觸前，對密封材料照射紫外線，而形成使之某程度硬化之狀態。
若為此種情況，則可防止密封成分之溶出。
另一方面，為使其充分地硬化，其後，利用加熱進行硬化。
即，作為密封材料，通常選擇可併用紫外線與熱之硬化類型之材料。
然而，於照射使密封材料硬化之紫外線時，無論如何，均會有一定量之紫外線自密封部洩漏至內側(顯示區域)。
於液晶液滴擴散之過程中，若該洩漏之紫外線與單體接觸，則有開始單體之聚合反應，而形成顯示不均之虞。
因此，予以密切注意，為不使紫外線進入顯示區域內而賦予遮光罩，但若欲設計使黑矩陣(BM，Black Matrix)之寬度變窄之窄邊緣尺寸之面板，則由於密封部與顯示區域接近，故而無法完全消除紫外線之洩漏。
因此，於顯示區域之端部產生不均。
此種可能性(擔憂)可藉由如下方式消除：不使液晶含有單體，而使配向膜材料內含有單體，或將單體塗佈於配向膜表面上。
其原因在於：由於藉由液晶液滴擴散後之加熱步驟才會使單體溶出於液晶，故而亦不會產生濃度梯度，於用以使密封材料硬化之UV照射時，亦不存在單體溶解於液晶內之情形。
再者，於不使用PS步驟處理之情形時，為獲得充分之配 向穩定性，必需將摩擦強度提高為0.6 mm、5次，但於該情形時，不斷發生由摩擦之條紋不均、摩擦布或配向膜剝離者引起之異物不良，於生產方面之問題較大。另一方面，於將摩擦強度設為0.5 mm、3次，且不使用PS步驟處理之情形時，發生明顯地產生由配向規制力不足引起之殘像之問題。
藉由使用附有聚合性功能之單體作為單體，亦可利用摩擦配向處理，獲得高良率、殘像特性優異之水平配向模式液晶顯示裝置。
又，如上述於實施例5及實施例6所述，使用於骨架上具有環丁烷之聚醯亞胺作為配向膜材料之聚合物主鏈為本發明之較佳形態之一。
藉由使用上述實施例3~6中使用之配向膜材料、單體等，亦可於本發明中，同樣地發揮上述有利之效果。
上述實施形態中之各形態可於不脫離本發明之主旨之範圍內適當地進行組合。
再者，本申請案係基於2011年8月12日提出申請之日本專利申請2011-177298號，而主張基於巴黎條約或過渡之國家之法規之優先權者。該申請之全部內容併入至本申請案中作為參照。
10、10'、110、110'‧‧‧陣列基板
11、21、111、111'、121、121'‧‧‧透明基板
14a、214a‧‧‧像素電極
14b、214b‧‧‧共用電極
16、26、116、116'、126、126'、216、226、316、326、416、426‧‧‧光配向膜
17、27、117、117'、127、127'‧‧‧PS層(聚合物層)
18、118'‧‧‧背面側偏光板
20、120、120'‧‧‧彩色濾光片基板
28、128'‧‧‧表面側偏光板
30、30'、130、130'、230、330、430‧‧‧液晶層
32、32'、532、632‧‧‧液晶分子
32p、32p'‧‧‧具有正之介電各向異性之液晶分子
32n、32n'‧‧‧具有負之介電各向異性之液晶分子
112、112'‧‧‧絕緣膜
114a、114a'‧‧‧梳齒電極
114b'‧‧‧面狀電極
333、433‧‧‧聚合性單體
333a、433a‧‧‧聚合性單體(未激發)
333b、433b‧‧‧聚合性單體(激發狀態)
533、633‧‧‧聚合性單體
552‧‧‧光活性基(垂直配向膜分子)
555‧‧‧疏水基
662‧‧‧光活性基(水平配向膜分子)
CH‧‧‧接觸孔
D‧‧‧汲極電極
G‧‧‧掃描配線
S‧‧‧信號配線
T‧‧‧薄膜電晶體元件
圖1係實施形態1之液晶顯示裝置之未達閾值電壓的條件下之立體模式圖。
圖2係實施形態1之液晶顯示裝置之剖面模式圖。
圖3係表示實施形態1之液晶顯示裝置的照射偏光方向、梳齒電極及液晶配向方向之平面模式圖。
圖4係表示於實施形態1中，應用具有正之介電各向異性之液晶材料之情形時的液晶顯示裝置之照射偏光方向、梳齒電極及液晶配向方向之平面模式圖。
圖5係實施形態1之變形例之液晶顯示裝置的未達閾值電壓之條件下之立體模式圖。
圖6係表示實施形態1之變形例的液晶顯示裝置之照射偏光方向、梳齒電極及液晶配向方向之平面模式圖。
圖7係表示於實施形態1之變形例中，應用具有正之介電各向異性之液晶材料之情形時的液晶顯示裝置之照射偏光方向、梳齒電極及液晶配向方向之平面模式圖。
圖8係實施形態2之液晶顯示裝置之剖面模式圖。
圖9係實施形態3之液晶顯示裝置之剖面模式圖。
圖10係實施形態3之液晶顯示裝置之像素平面模式圖。
圖11係比較例1之液晶顯示裝置之未達閾值電壓之條件下之立體模式圖。
圖12係表示本發明者等人進行光配向處理而製作之IPS模式之液晶單元的殘像之情況之模式圖。
圖13係表示本發明者等人導入光配向處理，且採用PS步驟而製作之IPS模式之液晶單元的殘像之情況之模式圖。
圖14係表示以由不具有光活性之材料形成之配向膜進行PS步驟時之聚合性單體之聚合情況之模式圖。
圖15係表示將由具有光活性之材料形成之配向膜與PS步 驟組合時的聚合性單體之聚合情況之模式圖。
圖16係表示於垂直配向膜中使聚合性單體聚合時之情況之模式圖。
圖17係表示於水平配向膜中使聚合性單體聚合時之情況之模式圖。
圖18係表示本發明之第一形態及第二形態中的光配向曝光之偏光方向與液晶配向方向之關係之模式圖。
圖19係表示本發明之第一形態及第二形態中的表面偏光板之偏光透射軸方向與液晶配向方向之關係之模式圖。
圖20係表示本發明之第三形態及第四形態中的光配向曝光之偏光方向與液晶配向方向之關係之模式圖。
圖21係表示本發明之第三形態及第四形態中的表面偏光板之偏光透射軸方向與液晶配向方向之關係之模式圖。
10‧‧‧陣列基板
18‧‧‧背面側偏光板
20‧‧‧彩色濾光片基板
28‧‧‧表面側偏光板
30‧‧‧液晶層
32‧‧‧液晶分子

Claims (15)

  1. 一種液晶顯示裝置，其特徵在於：其係含有包含一對基板與夾持於該一對基板間之液晶層而構成之液晶單元者，且該一對基板之至少一者自液晶層側依序包含光配向膜及電極，該光配向膜係使液晶分子相對於該光配向膜面水平地配向者，該液晶顯示裝置進而於液晶單元之觀察面側包含偏光元件，該偏光元件之偏光透射軸方向係與液晶層中之未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向交叉，構成該光配向膜之材料包含藉由照射至該光配向膜之偏光，使液晶分子配向於相對於照射至該光配向膜之偏光之偏光方向交叉的方向上之材料。
  2. 如請求項1之液晶顯示裝置，其中上述偏光元件之偏光透射軸方向係與液晶層中之未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向正交。
  3. 一種液晶顯示裝置，其特徵在於：其係含有包含一對基板與夾持於該一對基板間之液晶層而構成之液晶單元者，且該一對基板之至少一者自液晶層側依序包含光配向膜及電極，該光配向膜係使液晶分子相對於該光配向膜面水平地 配向者，該液晶顯示裝置進而於液晶單元之觀察面側包含偏光元件，該偏光元件之偏光透射軸方向係與液晶層中之未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向交叉，構成該光配向膜之材料係包含具有下述通式(1)所表示之分子結構之聚合物者： (式中，Z表示聚乙烯單體單元、聚醯胺酸單體單元、聚醯胺單體單元、聚醯亞胺單體單元、聚順丁烯二醯亞胺單體單元、或聚矽氧烷單體單元；R1表示單鍵或二價有機基；R2表示氫原子、氟原子、或一價有機基；n為2以上之整數)。
  4. 如請求項3之液晶顯示裝置，其中上述一價有機基為烷基、烷氧基、苄基、苯氧基、苯甲醯基、苯甲酸酯基、苯甲醯氧基或該等之衍生物。
  5. 如請求項1至4中任一項之液晶顯示裝置，其中構成上述光配向膜之材料包含藉由照射至該光配向膜之偏光，使液晶分子配向於相對於照射至該光配向膜之偏光之偏光方向正交的方向上之材料。
  6. 一種液晶顯示裝置，其特徵在於：其係含有包含一對基板與夾持於該一對基板間之液晶層而構成之液晶單元者，且該一對基板之至少一者自液晶層側依序包含光配向膜及電極，該光配向膜係使液晶分子相對於該光配向膜面水平地配向者，該液晶顯示裝置進而於液晶單元之觀察面側包含偏光元件，該偏光元件之偏光透射軸方向係沿著液晶層中之未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向，構成該光配向膜之材料包含藉由照射至該光配向膜之偏光，使液晶分子配向於沿著照射至該光配向膜之偏光之偏光方向的方向上之材料。
  7. 如請求項6之液晶顯示裝置，其中上述偏光元件之偏光透射軸方向係與液晶層中之未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向平行。
  8. 如請求項1、2、6或7之液晶顯示裝置，其中上述光配向膜具有光致異構基，且該光致異構基包含選自由肉桂酸酯基、偶氮基、查耳酮基、及茋基所組成之群中之至少一種。
  9. 一種液晶顯示裝置，其特徵在於：其係含有包含一對基板與夾持於該一對基板間之液晶層而構成之液晶單元者，且 該一對基板之至少一者自液晶層側依序包含光配向膜及電極，該光配向膜係使液晶分子相對於該光配向膜面水平地配向者，該液晶顯示裝置進而於液晶單元之觀察面側包含偏光元件，該偏光元件之偏光透射軸方向係沿著液晶層中之未達閾值電壓之條件下的液晶分子之配向方向，構成該光配向膜之材料係包含具有下述通式(3)所表示之分子結構之聚合物者： (式中，Z表示聚乙烯單體單元、聚醯胺酸單體單元、聚醯胺單體單元、聚醯亞胺單體單元、聚順丁烯二醯亞胺單體單元、或聚矽氧烷單體單元；R1表示單鍵或二價有機基；R2表示氫原子或一價有機基；n為2以上之整數)。
  10. 如請求項6、7、9中任一項之液晶顯示裝置，其中構成上述光配向膜之材料包含藉由照射至該光配向膜之偏光，使液晶分子配向於相對於照射至該光配向膜之偏光之偏光方向平行的方向上之材料。
  11. 如請求項1至4、6、7、9中任一項之液晶顯示裝置，其 中上述一對基板之至少一者進而於光配向膜之液晶層側包含聚合物層。
  12. 如請求項1至4、6、7、9中任一項之液晶顯示裝置，其中上述單體之聚合性官能基包含選自由丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、乙烯基、乙烯氧基、及環氧基所組成之群中之至少一種。
  13. 如請求項1至4、6、7、9中任一項之液晶顯示裝置，其中上述液晶層含有包含共軛雙鍵以外之多重鍵之液晶分子。
  14. 如請求項1至4、6、7、9中任一項之液晶顯示裝置，其中上述聚合物層係藉由光聚合而形成者。
  15. 如請求項1至4、6、7、9中任一項之液晶顯示裝置，其中上述液晶層之配向型為IPS型、FFS型、FLC型、或AFLC型。
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