液晶显示装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种液晶显示装置，即使在使用光取向技术的情况下，也能够稳定地得到良好的残像特性。一种液晶显示装置，具有：具备取向膜(606)的TFT基板(106)；和与TFT基板相对配置、且形成有取向膜(705)的对置基板(107)，在各个取向膜(606、705)之间夹持有液晶层(LC)，在该液晶显示装置中，取向膜(606、705)是通过偏振光照射能够被赋予液晶取向限制力的材料，取向膜表面的氧原子的比例比取向膜内部高。

【技术实现步骤摘要】
液晶显示装置及其制造方法
本专利技术涉及液晶显示装置及其制造方法。
技术介绍
液晶显示装置因显示质量高、且薄型、轻质、低耗电等优点而用途广泛，用于移动电话用显示器、数码相机用显示器等面向移动设备的显示器、台式电脑用显示器、面向印刷和设计用的显示器、医疗用显示器以及液晶电视等各种用途。随着该用途扩大，对液晶显示装置要求更高画质、更高质量，尤其是强烈要求基于高透过率化的高亮度化、低耗电化。另外，随着液晶显示装置的普及，也强烈要求低成本化。通常，液晶显示装置的显示如下地进行：通过对被夹持在一对基板之间的液晶层的液晶分子施加电场而使液晶分子的取向方向变化，通过由此产生的液晶层的光学特性的变化来进行液晶显示装置的显示。未施加电场时的液晶分子的取向方向由对聚酰亚胺薄膜的表面实施了摩擦处理而成的取向膜来规定。以往，在每像素具有薄膜晶体管(TFT)等开关元件的有源驱动型液晶显示装置中，在夹持液晶层的一对基板上分别设置电极，并以施加于液晶层的电场的方向相对于基板面大致垂直的、所谓纵电场的方式进行设定，利用构成液晶层的液晶分子的光旋光性而进行显示。作为纵电场方式的代表性的液晶显示装置，已知扭曲向列(TN：TwistedNematic)方式和垂直取向(VA：VerticalAlignment)方式。在TN方式和VA方式的液晶显示装置中，视场角狭窄是一个很大的课题。因此，作为实现广视场角化的显示方式而已知IPS(In-PlaneSwitching；板内切换)方式和FFS(Fringe-FieldSwitching；边缘场切换)方式。IPS方式及FFS方式为，在一对基板的一方形成梳齿状的电极且产生的电场具有与该基板面大致平行的成分的、所谓横电场方式的显示方式，使构成液晶层的液晶分子在与基板大致平行的面内旋转动作，利用液晶层的双折射性进行显示。通过液晶分子的面内切换，具有与以往的TN方式相比较视场角广且低负载电容等优点，有望成为取代TN方式的新型液晶显示装置，且近年来正快速进步。液晶显示元件通过电场的有无来控制液晶层中的液晶分子的取向状态。即，使设在液晶层外部的上下的偏振板成为完全正交状态，通过中间的液晶分子的取向状态而产生相位差来形成明暗的状态。在基板表面形成被称为取向膜的高分子薄膜，并通过界面处的高分子链与液晶分子之间的基于范德瓦尔斯力的分子间相互作用而使液晶分子沿该高分子的排列方向排列，由此实现对未对液晶施加电场的状态下的取向状态进行控制。该作用也被称为取向限制力或液晶取向能的赋予、取向处理。对于液晶显示器的取向膜多使用聚酰亚胺。其形成方法为，将作为聚酰亚胺的前体的聚酰胺酸溶于各种介质中，并通过旋转涂布或印刷而涂布在基板上，通过将基板以200℃以上的高温进行加热，除去溶剂，并且使聚酰胺酸发生酰亚胺化闭环反应而成为聚酰亚胺。此时为膜厚为100nm左右的薄膜。在该聚酰亚胺薄膜表面上通过摩擦布将表面沿恒定方向摩擦，由此使表面的聚酰亚胺高分子链沿该方向取向，实现表面高分子的异方性高的状态。但是，存在由于摩擦引起静电和异物的产生、由基板表面的凹凸引起的摩擦不均匀等问题，因此采用不需要与摩擦布接触而是使用偏振光来控制分子取向的光取向法。在液晶取向膜的光取向法中，存在如偶氮色素那样通过照射偏振的紫外线而使分子内的几何配置发生变化的光异性化型、和肉桂酸或香豆素、查尔酮(chalcone)等通过偏振的紫外线而使分子骨架彼此发生化学键合的光二聚物化型等，但光分解型适于作为液晶取向膜而具有可靠性和实际成果的聚酰亚胺的光取向，其中光分解型为，通过对高分子照射偏振的紫外线，仅将沿该方向排列的高分子链切断分解，从而留下与其偏振方向垂直的方向的高分子链。关于这样的光取向方法的原理，例如被非专利文献1所公开。在各种液晶显示方式中研究了该方法，其中，关于IPS方式，专利文献1中公开了如下液晶显示装置，其减少了由初始取向方向的变动引起的显示不良的产生，具有稳定的液晶取向、量产性、且具有对比度提高了的高品质画质。其中，公开了通过对由环丁烷四羧酸二酐及/或其衍生体、和芳香族二胺形成的聚酰胺酸或聚酰亚胺实施加热、红外线照射、远红外线照射、电子束照射、放射线照射中的至少一种的二次处理的取向处理，而提供所述取向控制能。并且公开了，特别是通过以与偏振处理具有时间重叠的方式进行加热、红外线照射、远红外线照射、电子束照射、放射线照射中的至少一种处理，而更有效地发挥作用，以及通过以具有时间重叠的方式进行取向控制膜的酰亚胺化烧制处理和偏振照射处理，也有效地发挥作用。特别是公开了如下内容：在对液晶取向膜进行偏振照射的基础上，还对其进行加热、红外线照射、远红外线照射、电子束照射、放射线照射中的至少一种处理的情况下，优选取向控制膜的温度为100℃～400℃的范围，更优选为150℃～300℃的范围，加热、红外线照射、远红外线照射的处理也能够兼用作取向控制膜的酰亚胺化烧制处理且是有效的。但是，使用这些光取向膜的液晶显示装置与使用摩擦取向膜的情况相比较，开发历史较短，作为实际应用中的液晶显示装置，关于其在数年以上的长时间内的显示质量，没有充分的见解。即，现实情况为，几乎未报告在制造初始的阶段不显著的画质不良与光取向膜固有问题之间的关系。专利文献1：日本特开2004-206091号公报非专利文献1：长谷川雅树、平洋一：基于聚酰亚胺的光分解实现的向列液晶的水平取向：第20次液晶研讨会预备稿集，232～233页，1994年
技术实现思路
专利技术人等认为今后在实现高质量、高精细的液晶显示装置方面，光取向技术变重要，因此对将光取向技术适用于液晶显示装置时的课题进行了详细研究。其结果是，得知与摩擦技术相比较，虽然针对静电和异物的产生、由基板表面的凹凸引起的不均匀性等问题是有效的，但关于残像特性，在今后的产品应对中存在技术课题。本专利技术的目的在于，提供一种液晶显示装置及其制造方法，即使在使用光取向技术的情况下，也能够稳定地得到良好的残像特性。对本申请中公开的专利技术中的代表性内容的一个实施方式进行简单说明，如下所述。一种液晶显示装置，具有：具备像素电极和TFT、且在像素之上形成有取向膜的TFT基板；和与上述TFT基板相对配置、且在上述TFT基板侧的最表面上形成有取向膜的对置基板，在上述TFT基板的取向膜和上述对置基板的取向膜之间夹持有液晶，该液晶显示装置的特征在于，上述取向膜是通过偏振光照射能够被赋予液晶取向限制力的疏水性的材料，在取向膜表面具有构成上述取向膜的元素的比例朝向膜厚方向发生变化的层，在维持疏水性的状态下，上述取向膜表面的氧原子比例比取向膜内部高。另外，一种液晶显示装置，其特征在于，在上述液晶显示装置中，构成上述取向膜的元素的比例朝向膜厚方向发生变化的层的、构成上述取向膜的氧的比例，从取向膜表面向取向膜内部平缓地减少。另外，一种液晶显示装置，其特征在于，在上述液晶显示装置中，与上述元素的比例朝向膜厚方向发生变化的层中的氧浓度最低的位置处的氧比例相比较，氧浓度最高的位置处的氧比例高出25％以上。另外，一种液晶显示装置，其特征在于，在上述液晶显示装置中，上述元素的比例朝向膜厚方向发生变化的层的厚度，是取向膜整体的厚度的50％以下。另外，一种液晶显示装置，其特征在于，在上述液晶显示装置中，上述取向膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶显示装置，具有：具备像素电极和TFT、且在像素之上形成有取向膜的TFT基板；和与所述TFT基板相对配置、且在所述TFT基板侧的最表面上形成有取向膜的对置基板，在所述TFT基板的取向膜和所述对置基板的取向膜之间夹持有液晶，所述液晶显示装置的特征在于，所述取向膜是通过偏振光照射能够被赋予液晶取向限制力的疏水性的材料，在取向膜表面具有构成所述取向膜的元素的比例朝向膜厚方向发生变化的层，所述取向膜表面的氧原子比例比取向膜内部高。

【技术特征摘要】
2013.05.27 JP 2013-1110161.一种液晶显示装置，具有：具备像素电极和TFT、且在像素之上形成有取向膜的TFT基板；和与所述TFT基板相对配置、且在所述TFT基板侧的最表面上形成有取向膜的对置基板，在所述TFT基板的取向膜和所述对置基板的取向膜之间夹持有液晶，所述液晶显示装置的特征在于，所述取向膜是通过偏振光照射能够被赋予液晶取向限制力的疏水性的材料，在取向膜表面具有构成所述取向膜的元素的比例朝向膜厚方向发生变化的层，所述取向膜表面的氧原子比例比取向膜内部高。2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，构成所述取向膜的元素的比例朝向膜厚方向发生变化的层中，构成所述取向膜的氧的比例从所述取向膜表面向所述取向膜内部平缓地减少。3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述元素的比例朝向膜厚方向发生变化的层中的氧浓度最高的位置处的氧比例，比氧浓度最低的位置处的氧比例高出25％以上。4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述元素的比例朝向膜厚方向发生变化的层的厚度，是取向膜整体的厚度的50％以下。5.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述取向膜的表面凹凸的大小以均方根计为1nm以下。6.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述取向膜是光分解型的光取向膜。7.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述取向膜是包含化1给出的聚酰亚胺的光分解型的光取向膜，在此，括号[]中为重复单元的化学结构，角标文字n为重复单元的数量，N为氮原子，O为氧原子，A表示包含环丁烷环的4价的有机基团，D表示2价的有机基团，化18.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述取向膜由将2种层层叠而成的构造形成，是由能够进行光取向的光取向性的上层、和电阻率比所述光取向性的上层小的低电阻性的下层形成的2层构造。9.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述液晶显示...

【专利技术属性】
技术研发人员：今西泰雄，兵头洋祐，松井庆枝，园田英博，国松登，
申请(专利权)人：株式会社日本显示器，
类型：发明
国别省市：日本;JP