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改善图像烧伤现象的液晶显示装置及其制造方法，其在调整液晶层上施加的电压的同时使聚合性成分聚合，规定聚合时液晶分子的取向方向。在该液晶显示装置和制造方法中，在基板间密封一种含有通过光或热进行聚合的聚合性成分的液晶材料，向上述液晶材料施加电压的同时使上述聚合性成分聚合，规定驱动时的液晶分子的取向方向，其特征在于，上述液晶材料中的聚合引发材料的浓度ｘ以重量百分比表示的范围为０≤ｘ≤０．００２。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及下述的液晶显示装置(LCD)及其制造方法在基板间密封含有通过光或者热进行聚合的聚合性成分(单体和低聚体等)的液晶材料，在调整在液晶层上施加的电压的同时(包括施加电压为0的情况。以下，根据需要简称为“施加电压的同时”)聚合聚合性成分，形成聚合体，根据聚合体的取向限制力规定驱动时液晶分子的取向方向。
技术介绍
以往，作为利用有源矩阵的液晶显示装置，使具有正电容率各向异性特性的液晶材料在暗状态下取向为与基板面水平，并在相对的基板间进行90度扭转的TN(Twisted Nematic扭曲向列)方式的液晶显示装置得到了广泛利用。该TN模式的液晶显示装置有视角特性差的问题，为了改善视角特性进行了种种研究。作为在视角特性上优越于现有的TN模式的液晶显示装置的液晶显示装置，公知的是使具有正电容率各向异性特性的液晶水平取向并施加横电场的IPS模式(In-Plane-Switching mode)的液晶显示装置(以下简称为IPS-LCD)。但是，因为IPS-LCD通过梳形电极使液晶分子在水平面内切换，而且通过该梳形电极像素的数值孔径会明显下降，所以需要高光强度的背光单元。对此，一种使具有负电容率各向异性特性的液晶垂直取向，作为取向限制用构造物在基板上设有堤(线状突起)和电极的去掉部(缝隙)的多区域垂直取向模式(Multi-domain Vertical Alignment mode)液晶显示装置(以下简称为MVA-LCD)被人们所知。因为MVA-LCD设有取向限制用构造物，所以即使不对取向膜进行摩擦处理，也可以把施加电压时的液晶取向方位控制为多个方位，视角特性优良。但是，即使通过MVA-LCD上的突起和缝隙而使像素的实质数值孔径的下降没有IPS-LCD的梳形电极的数值孔径下降得多，其板的透光率还是低于TN模式的LCD。因此，实际上MVA-LCD和IPS-LCD不适合现在要求低耗电的笔记本型PC。而且，现有的MVA-LCD的缺点是白色的亮度低、显示较暗。这主要是因为在突起上方和缝隙上方形成取向分割的边界因此生成暗线，所以白色显示时的透光率变低，看起来较暗。为了改善该缺点，虽然也可以充分加宽突起和缝隙的设置间隔，但是由于作为取向限制用构造物的突起和缝隙的数量减少，所以即使在液晶上施加规定电压，也会因为需要消耗时间使取向稳定，产生响应时间变长的问题。为了改善该问题，实现高亮度且可快速响应的MVA-LCD，提供了一种利用聚合体规定驱动时的液晶分子的取向方向的方法。在利用聚合体规定驱动时的液晶分子的取向方向的方法中，在基板间密封有液晶材料，该液晶材料在液晶中混合了单体和低聚体等聚合性成分(以下简称为单体)。在基板间施加电压使液晶分子倾斜的状态下聚合单体使其聚合体化。这样，即使除去施加的电压也能以规定的预倾角得到倾斜的液晶层。单体可选择通过热或者光(紫外线)进行聚合的材料。但是，在通过用聚合体规定驱动时的液晶分子的取向方向的方法制造的MVA-LCD中，如果持续长时间显示相同图像，则会出现即使改变显示也会看到残留的前一图像的烧伤现象(荧光屏图像保留imagesticking)。因此，出现显示质量降低的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供下述的可以改善基于利用聚合体规定驱动时的液晶分子取向方向的方法所产生的图像烧伤现象，简易且确实地提高显示特性，实现高信赖性的显示。上述目的通过一种在相对的两个基板间密封有液晶材料的液晶显示装置来实现的。该显示装置的特征在于，上述液晶材料包含通过光或热进行聚合的聚合性成分、聚合引发材料、液晶组成物，上述聚合引发材料的浓度x为0≤x≤0.002(wt％)。附图说明图1是概略说明本专利技术第一实施方式的的图。图2是示出在LCD板的液晶层上施加电压的同时照射紫外线的工序的图。图3是概略说明本专利技术第一实施方式的其他的图。图4是示出在本专利技术第一实施方式中聚合引发材料的浓度和烧伤率关系的图。图5是示出交流电压的频率和烧伤率的关系的特性图。图6是示出本专利技术第二实施方式的液晶显示装置的主要结构的截面图。图7是示出形成细微缝隙的像素电极的一部分的平面图，该缝隙形成取向图形。图8是示出液晶层形成时的样子的截面图。图9是示出表面平均粗糙度的定义的示意图。图10是示出在TFT基板侧有缝隙的像素电极上的聚合体构造物的样子的显微镜照片(AFM像)。图11是示出聚合体构造物表面的平均粗糙度和烧伤率的关系的特性图。具体实施例方式(第一实施方式)用图1～4对根据本专利技术第一实施方式的进行说明。首先，用图1概略说明本实施方式的。图1所示为沿着基板面法线方向所见的本实施方式中液晶显示装置的一个像素2的状态。通过绝缘膜(未图示)在栅极总线4和漏极总线6划定的长方形领域内形成像素2。在图中像素2的左上方形成TFT16，该TFT16具有作为在后述的像素电极上施加增减电压时的切换元件的功能。在像素2内形成十字形的连接电极12、14，该连接电极分割出外周是相同长方形的四个取向区域。连接电极12形成在像素2的基本中央处与漏极总线6平行，连接电极14在基本横穿像素2中央的累积容量总线18上形成。反复形成与连接电极12、14基本呈45度角的微细电极图形的多个条状电极8。连接电极12、14和多个条状电极8构成像素电极。图中左上方的条状电极8与TFT16的源极电连接。邻接的条状电极8间形成去掉电极状态的空间10。条状电极8和空间10构成取向限制用构造物。当然，取代图1的条状电极8及空间10，也可以在像素2内全面形成的像素电极上形成微细线状突起。虽然省略了图示，当然也可以与在像素电极一侧形成的取向限制用的构造物相对应，在相对的基板上形成绝缘性构造物或缝隙(对公共电极的一部分进行构图而除去的部分)。在TFT基板的像素2的像素电极上形成这种细微的线和空间图形后，在TFT基板和相对基板的相对面上形成垂直取向膜。可以用多种物质作为垂直取向膜的材料，例如可以采用酰胺酸型的取向膜。其次，密封具有负电容率各向异性特性的负型液晶，粘合该两个基板。负型液晶中以规定比例混入聚合性成分。聚合性成分采用二丙烯酸酯单体。图2所示为在LCD板的液晶层上一边施加电压一边照射紫外线的工序。如图2所示，紫外线照射装置32的照射室内放置有LCD板。使LCD板内的单体聚合之前，使液晶组成物中的液晶分子的取向为基本垂直于基板面。其次，由电压施加装置30向设在LCD板的两个基板间的电极34、36间施加电压。这样，电极34、36间密封的液晶层38上被施加电压，像素2内的液晶分子就向规定方向倾斜。在电压施加装置30持续施加电压的同时，紫外线照射装置32的高压水银灯(未图示)向LCD板面照射紫外光(UV光)。这样，紫外光被照射在添加了单体的液晶材料上，单体聚合而聚合体化，规定通常驱动时的液晶分子的取向方向。图3所示为沿着基板面法线方向所看到的具有其他结构的MVA-LCD的一个像素2的状态。图3所示的构成具有以下特点将形成TFT16的TFT基板侧的像素电极3作为线和空间图形。如图3所示，像素电极3具有与漏极总线6平行形成线和空间图形(line and space pattern)的条状电极8和空间10。各条状电极8通过在像素2基本中央处与栅极总线4平行形成的连接电极14电连接。而且，条状电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置是通过取向膜及液晶层相对配置设有第一电极的第一基板和设有第二电极的第二基板而形成的，其特征在于，在将由混入了使液晶分子取向为规定方向的单体的液晶组成的上述液晶层夹在上述第一基板和第二基板之间 的状态下，向上述基板间施加交流电压的同时，使上述单体聚合，形成规定的取向图形的聚合体构造物，通过上述聚合体构造物对液晶分子进行取向限制时，将上述交流电压的频率控制为使该交流电压的切换速度大于液晶分子的响应速度的值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：仲西洋平，井上弘康，中畑祐治，蟹井健吾，花冈一孝，柴崎正和，井上雄一，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]