CN110746984A - 液晶显示装置以及液晶显示装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶显示装置和能制造这种液晶显示装置的液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置在低温条件下能抑制液晶材料结晶，并且能在背光暴露下长期维持很好的电压保持率。本发明是一种液晶显示装置，该液晶显示装置具有一对基板以及所述一对基板间的液晶层，并在所述一对基板中的至少一方的液晶层侧的表面具有配向膜，其中，所述液晶层由液晶材料构成，该液晶材料的向列相‑各向同性相转移点为75℃以下、且表现为向列相的温度范围小于100℃，所述配向膜包含在主链具有聚酰胺酸结构以及聚酰亚胺结构中的至少一方或聚硅氧烷结构的第一聚合物，以及使包含具有偶氮苯基的至少一种单体的至少一种单体聚合而成的第二聚合物。

Description

液晶显示装置以及液晶显示装置的制造方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置以及液晶显示装置的制造方法。更详细而言，本发明涉及一种适用于头戴式显示器(HMD)的液晶显示装置及其制造方法。
背景技术
近年来，液晶显示装置等迅速普及，不仅被广泛用于电视用途，还被广泛用于电子书、相框、工业设备(Industrial Appliance)、个人计算机(PC)、平板电脑PC、智能手机、HMD用途等。在这些用途中，要求各种性能，开发了各种各样的液晶显示模式。
例如，公开了一种在4D-RTN模式用光配向膜中导入二官能单体并使其热聚合，从而提高液晶的配向稳定性的技术(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
国际公开第2010/026721号
发明内容
本发明所要解决的技术问题
在水平配向以及垂直配向模式的光配向技术中，由于背光源照射，电压保持率随时间而降低。此外，因为在头戴式显示器(HMD)用途中要求高速响应，所以要进行液晶材料的低粘性化，但也存在在低温条件下容易引起液晶材料的结晶(硬化)的问题。以下，对这些原因进行说明。
从CCFL(冷阴极管)背光源中产生约370nm以上的紫外光。在LED(发光二极管)背光源中也确认了同样的情况。因对液晶单元照射紫外光，引起液晶材料的劣化，产生离子性或自由基性的杂质。而且，此外，为了使液晶显示装置高速响应，需要降低液晶材料的粘度。用于降低液晶材料的粘度的有效方法之一是尽可能地缩小表示液晶材料的液晶相(向列相)的温度范围。即，尽可能地降低液晶相(向列相)-各向同性相的相转移温度(Tni)，并且提高固相(结晶相)-液晶相(向列相)转移温度。具体而言，以LCD使用温度(20℃)为中心，在HMD用途中，通过使表示液晶相(向列相)的温度范围小于100℃来进行低粘度化。在液晶材料的低粘度化中，尽可能地减小液晶化合物的分子量。然而，当减小分子量时，在低温条件下容易引起结晶(硬化)。结晶的原因之一是液晶材料中的液晶化合物间彼此的分子间相互作用强。
而且，近年来，在IPS(In-Plane-Switching)模式，FFS(Fringe Field Switching)模式等横电场模式中，对提高对比度的要求也提高了，为了提高对比度，光配向技术比摩擦法更为有利。这是因为光配向技术能以比摩擦法高的水平来单向控制液晶分子。然而，分子配向水平越高，液晶分子间的相互作用越强，这是在低温条件下容易引起结晶的主要原因之一。需要说明的是，传统的光配向膜通常由不具有光官能基的基底聚合物层和具有光官能基的聚合物层这两层构成。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种液晶显示装置和能制造这种液晶显示装置的液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置能抑制液晶材料在低温条件下结晶，并且在背光源暴露下能长期维持很好的电压保持率。
解决问题的方案
(1)本发明的一个实施例是一种具有一对基板以及所述一对基板间的液晶层，并在所述一对基板中的至少一方的液晶层侧的表面具有配向膜的液晶显示装置，所述配向膜包含在主链具有聚酰胺酸结构以及聚酰亚胺结构中的至少一方或聚硅氧烷结构的第一聚合物，以及使包含下述化学式(1)所示的至少一种单体的至少一种单体聚合而成的第二聚合物。
[化1]
Figure BDA0002112649060000031
(式中，P1以及P2可以相同或不同，表示丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、丙烯酰氨基、甲基丙烯酰氨基、乙烯基或乙烯基氧基。
Sp1以及Sp2可以相同或不同，表示碳数为1～10的直链状、支链状或环状的亚烷基、或碳数为1～10的直链状、支链状或环状的亚烯基、或直接键合。
L1以及L2可以相同或不同，表示-NH-基、-N(CH3)-基、-O-基、-S-基或直接键合。
各亚苯基所具有的至少一个氢原子可选地被取代。)
(2)此外，本发明的某个实施例是一种液晶显示装置，在上述(1)的构成的基础上，所述化学式(1)所示的至少一种单体包含下述化学式(2-1)～(2-17)中的任一个所示的至少一种单体。
[化2]
Figure BDA0002112649060000041
[化3]
Figure BDA0002112649060000051
(3)此外，本发明的某个实施例是一种液晶显示装置，在上述(1)或上述(2)的构成的基础上，所述第一聚合物具有选自由可选地具有取代基的肉桂酸基、可选地具有取代基的偶氮苯结构、可选地具有取代基的查耳酮基以及可选地具有取代基的香豆素基构成的群中的至少一种光官能基。
(4)此外，本发明的某个实施例是一种液晶显示装置，在上述(1)、上述(2)或上述(3)的构成的基础上，所述配向膜具有包含所述第一聚合物的下层，以及所述下层的所述液晶层侧的包含所述第二聚合物的上层。
(5)此外，本发明的某个实施例是一种液晶显示装置，在上述(4)的构成的基础上，所述下层是光配向层。
(6)此外，本发明的某个实施例是一种液晶显示装置，在上述(4)或上述(5)的构成的基础上，所述下层是垂直配向层。
(7)此外，本发明的某个实施例是一种液晶显示装置，在上述(4)或上述(5)的构成的基础上，所述下层是水平配向层。
(8)此外，本发明的某个实施例是一种液晶显示装置，在上述(1)、上述(2)、上述(3)、上述(4)、上述(5)、上述(6)或上述(7)的构成的基础上，所述液晶层由向列相-各向同性相转移点为75℃以下、且表现为向列相的温度范围小于100℃的液晶材料构成。
(9)此外，本发明的某个实施例是一种液晶显示装置，在上述(1)、上述(2)、上述(3)、上述(4)、上述(5)、上述(6)、上述(7)或上述(8)的构成的基础上，所述液晶层包含含有7重量％的具有烯基的液晶化合物的液晶材料。
(10)此外，本发明的某个实施例是一种液晶显示装置，在上述(9)的构成的基础上，具有所述烯基的液晶化合物包含下述化学式(D-1)～(D-4)中的任一个所示的至少一种液晶化合物。
[化4]
Figure BDA0002112649060000071
(式中，m以及n可以相同或不同，是1～6的整数。)
(11)本发明的其他一个实施例是一种液晶显示装置的制造方法，包含以下工序：准备工序，准备一对基板；成膜工序，在所述一对基板中的至少一方的表面涂敷配向剂来形成配向膜，该配向剂含有在主链具有聚酰胺酸结构以及聚酰亚胺结构中的至少一方或聚硅氧烷结构的第一聚合物，以及包含下述化学式(1)所示的至少一种单体的至少一种单体；以及聚合工序，在所述成膜工序后，使包含下述化学式(1)所示的至少一种单体的所述至少一种单体聚合来形成第二聚合物。
[化5]
(式中，P1以及P2可以相同或不同，表示丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、丙烯酰氨基、甲基丙烯酰氨基、乙烯基或乙烯基氧基。
Sp1以及Sp2可以相同或不同，表示碳数为1～10的直链状、支链状或环状的亚烷基、或碳数为1～10的直链状、支链状或环状的亚烯基、或直接键合。
L1以及L2可以相同或不同，表示-NH-基、-N(CH3)-基、-O-基、-S-基或直接键合。
各亚苯基所具有的至少一个氢原子可选地被取代。)
(12)此外，本发明的某个实施例是一种液晶显示装置的制造方法，在上述(11)的构成的基础上，所述化学式(1)所示的至少一种单体包含下述化学式(2-1)～(2-17)中的任一个所示的至少一种单体。
[化6]
[化7]
Figure BDA0002112649060000101
(13)此外，本发明的某个实施例是一种液晶显示装置的制造方法，在上述(11)或上述(12)的构成的基础上，在所述聚合工序中，对所述配向膜照射紫外线来使包含所述化学式(1)所示的至少一种单体的所述至少一种单体聚合。
(14)此外，本发明的某个实施例是一种液晶显示装置的制造方法，在上述(13)的构成的基础上，在所述聚合工序中，对所述配向膜照射紫外线来使包含所述化学式(1)所示的至少一种单体的所述至少一种单体聚合，并且对所述第一聚合物进行配向处理。
(15)此外，本发明的某个实施例是一种液晶显示装置的制造方法，在上述(13)的构成的基础上，还包含以下工序：液晶层形成工序，在至少一方形成有所述配向膜的所述一对基板之间，形成由液晶材料构成的液晶层；以及各向同性相处理工序，对所述一对基板间的所述液晶层进行加热来使所述液晶材料成为各向同性相，在所述各向同性相处理工序后进行所述聚合工序，对所述配向膜照射紫外线来使包含所述化学式(1)所示的至少一种单体的所述至少一种单体聚合。
在上述专利文献1中公开了在配向膜中导入二官能甲基丙烯酸甲酯单体，形成聚合物。然而，在专利文献1，完全没有对使包含上述化学式(1)所示的至少一种单体的至少一种单体聚合而成的第二聚合物进行研究。
发明效果
根据本发明，能实现一种液晶显示装置和能制造这种液晶显示装置的液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置能抑制液晶材料在低温条件下结晶，并且能在背光源暴露下长期维持很好的电压保持率。
附图说明
图1是表示实施例1的液晶显示装置的剖面示意图。
具体实施例
以下，参照附图并通过实施例来进一步详细说明本发明，但本发明并不仅仅局限于这些实施例。此外，各实施例的构成在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行适当组合，也可以进行变更。
本说明书中，“观察面测”是指相对于显示装置的画面(显示面)较近的一侧，“背面侧”是指相对于显示装置的画面(显示面)较远的一侧。此外，除非另有记载，“室温”是指15℃以上40℃以下的温度。
在本说明书中，“光官能基”是指可以产生光反应的官能基。光官能基优选为通过照射紫外线、可见光等光(电磁波，优选偏振光，更优选偏光紫外线，尤其优选线性偏光紫外线)，例如，能发生二聚合(形成二聚物)、异构化、光弗莱斯重排、分解(***)等结构变化，并呈现液晶化合物的配向限制力的官能基。作为光官能基的具体示例，例如可以列举出偶氮苯基、查耳酮基、肉桂酸基、香豆素基、二苯乙炔基、茋基、环丁烷环等。
在本说明书中，向列相-各向同性相转移点(Tni)通过在使用电子天平(Mettler)等使温度发生变化的同时，目测观察液晶状态或者各向同性状态来进行测定。表现为向列相的温度范围同样地通过在使用电子天平(Mettler)等使温度发生变化的同时，目测观察液晶状态或者各向同性状态来进行测定。此外，作为其他方法，还可以列举出使用DSC(差示扫描热量仪)来确认观测相转移的温度的方法。
在本说明书中，也将使液晶分子在没有对液晶层施加电压时在相对于一对基板的各个主表面大致水平的方向上配向的模式称为水平配向模式。大致水平是指，例如，液晶分子的预倾角相对于各基板的主表面为0°以上5°以下。也将使液晶分子在没有对液晶层施加电压时在相对于一对基板的各个主表面大致垂直的方向上配向的模式称为垂直配向模式。大致垂直是指，例如，液晶分子的预倾角相对于基板的主表面为85°以上90°以下。预倾角是指，在对液晶层施加的电压小于阈值电压(包含无电压施加)时液晶材料(液晶化合物)的长轴相对于基板的表面所形成的角度，将基板表面设为0°，将基板法线设为90°。本发明可以应用于水平配向模式的液晶显示装置以及垂直配向模式的液晶显示装置中的任一个。
<实施例1>
首先，对本实施例的概要进行说明。在本实施例中，作为用于解决上述问题的改善措施，采取下述(1)以及(2)的对策。
(1)在配向膜中导入二官能单体(优选甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸单体)，该二官能单体包含吸收370nm附近或其以上的紫外光的官能基。
(2)在配向膜中导入二官能单体(优选甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸单体)，该二官能单体具有通过增强液晶材料(或液晶化合物)与配向膜表面之间的低温条件下(例如，-20℃以下)的分子间相互作用，能使液晶相(向列相)稳定的官能基。
以下，对这些进行说明。
液晶材料在低温条件下(例如，-20℃以下)结晶的原因是由液晶化合物彼此的分子间相互作用强而引起的。尤其，推定当液晶化合物中的苯基、亚苯基或氟基取代苯或者亚苯基间的p电子相互作用变大时容易引起结晶。为了在低温条件下不引起液晶材料的结晶，优选使苯或亚苯基间的p电子相互作用减小。作为此方法之一，有效的是，在配向膜-液晶层界面，通过配向膜表面的官能基来减弱液晶分子间相互作用。此外，为了改善对紫外线的耐受性，优选其官能基还可以吸收370nm附近乃至其以上的紫外光。根据这种观点进行研究的结果是，本发明者们发现：作为这种官能基，偶氮苯基(由偶氮苯衍生的官能基)是优选的。偶氮苯是下述式(A)所示的化学结构，在偶氮苯基中的疏水性苯(亚苯)基间存在偶氮基(-N＝N-)。偶氮基尽管具有不成对电子，但不具有p电子，此外，偶氮苯基本身是疏水性的，因此，与疎水性的液晶分子发生相互作用，而p电子相互作用引起的堆栈形成得以抑制，能抑制液晶化合物的结晶。其结果是，在配向膜表面存在具有偶氮苯基的官能基，从而能同时进行液晶化合物的结晶抑制和耐光性的改善。此外，为了抑制偶氮苯基本身向液晶层溶解析出所引起的可靠性降低，使其在具有偶氮苯基的化合物中具有两个以上聚合基(甲基丙烯酸甲酯基、丙烯酸基等)并聚合，从而抑制向液晶层溶解析出。这些的结果是，即使为了液晶显示装置的高速响应化而使液晶材料低粘度化，也能在低温条件下抑制液晶材料结晶，并且能在背光源暴露下长期维持很好的电压保持率。
[化8]
Figure BDA0002112649060000141
需要说明的是，这种本实施例的特征在上述专利文献1没有公开也没有启示。
图1是表示实施例1的液晶显示装置的构成的剖面示意图。如图1所示，实施例1的液晶显示装置按从观察面侧向背面侧的顺序具备第一线性偏光片10、对置基板20、配向膜30、液晶层40、配向膜50、薄膜晶体管(TFT)基板60、第二线性偏光片70、以及背光源80。
作为第一线性偏光片10，可以使用例如在聚乙烯醇(PVA)薄膜使碘络合物(或染料)等各向异性材料染色以及吸附后进行延伸配向的偏光器(吸收型偏光片)等。需要说明的是，通常，为了确保机械强度、耐湿热性，在PVA薄膜的两侧层叠三乙酰纤维素(TAC)薄膜等保护薄膜来供实际使用。
对置基板20是彩色滤光片(CF)基板，按从观察面侧向背面侧的顺序，具备透明基材(未图示)、彩色滤光片/黑色矩阵(未图示)、以及根据需要的平坦化膜。
作为透明基材，可以列举出例如玻璃基板、塑料基板等。
彩色滤光片/黑色矩阵具有如下构成：在面内排列有红色彩色滤光片、绿色彩色滤光片以及蓝色彩色滤光片，并由黑色矩阵划分。红色彩色滤光片、绿色彩色滤光片、蓝色彩色滤光片以及黑色矩阵例如由含有颜料的透明树脂构成。通常，在所有像素中配置红色彩色滤光片、绿色彩色滤光片以及蓝色彩色滤光片的组合，通过对透射红色彩色滤光片、绿色彩色滤光片以及蓝色彩色滤光片的彩色光的量进行控制并使其混色，能在各像素中获得期望的色彩。
配向膜30以及50可以是使液晶分子相对于膜表面大致水平地配向的水平配向膜，也可以是使液晶分子相对于膜表面大致垂直地配向的垂直配向膜。此外，配向膜30以及50具有光官能基，并且可以是作为配向处理实施了光配向处理的光配向膜，也可以是作为配向处理实施了摩擦处理的摩擦配向膜，还可以是未实施配向处理的配向膜。
各配向膜30、50包含在主链具有聚酰胺酸结构以及聚酰亚胺结构的至少一方或聚硅氧烷结构的第一聚合物。以下，也将在主链具有聚酰胺酸结构以及聚酰亚胺结构的至少一方的第一聚合物称为聚酰亚胺系第一聚合物，也将在主链具有聚硅氧烷结构的第一聚合物称为聚硅氧烷系第一聚合物。
优选第一聚合物具有选自由可选地具有取代基的肉桂酸基、可选地具有取代基的偶氮苯结构、可选地具有取代基的查耳酮基以及可选地具有取代基的香豆素结构构成的群的至少一种光官能基。
上述取代基的种类没有特别限定，但作为优选的示例，可以列举出卤素基、甲基、甲氧基、乙基以及乙氧基。它们可以单独使用任意一个，也可以同时使用两种以上。即，上述取代基优选包含选自由卤素基、甲基、甲氧基、乙基以及乙氧基构成的群的至少一种取代基。作为卤素基，氟基以及氯基是优选的。需要说明的是，在上述光官能基具有取代基的情况下，取代基通常取代上述光官能基的亚苯基等环结构所具有的至少一个氢原子。上述光官能基可以是一价的官能基，但优选下述化学式(B-1)所示的二价的肉桂酸基、下述化学式(B-2)所示的二价的偶氮苯基、下述化学式(B-3)所示的二价的查耳酮基以及下述化学式(B-4)所示的二价的香豆素基。
[化9]
Figure BDA0002112649060000161
聚酰亚胺系第一聚合物是作为重复结构而具有源自二胺的结构和源自四羧酸二酐的结构的聚合物，使至少一种二胺和至少一种四羧酸二酐聚合而成。
作为聚酰亚胺系第一聚合物例如可以优选列举出具有下述化学式(C-1)所示的聚酰胺酸结构和/或下述化学式(C-2)所示的聚酰亚胺结构。
[化10]
Figure BDA0002112649060000171
(式中，X表示四价的有机基，Y表示三价的有机基，SC表示侧链，p表示聚合度，是1以上的整数，优选为10以上。)
在上述式(C-1)以及(C-2)中，在X具有光官能基的情况下，X例如可以是下述式(X-1)～(X-4)中的任一个所示的基。这些基也可以在配向膜30以及50是水平配向膜或垂直配向膜中的任一个的情况下使用。它们可以单独使用任意一个，也可以同时使用两种以上。
[化11]
Figure BDA0002112649060000172
在上述式(C-1)以及(C-2)中，在X不具有光官能基的情况下，X例如可以是下述式(X-5)～(X-16)中的任一个所示的基。这些基也可以在配向膜30以及50是水平配向膜或垂直配向膜中的任一个的情况下使用。它们可以单独使用任意一个，也可以同时使用两种以上。
[化12]
在上述式(C-1)以及(C-2)中，在Y具有光官能基的情况下，Y可以是例如下述式(Y-1)～(Y-8)中的任一个所示的基。这些基也可以在配向膜30以及50是水平配向膜或垂直配向膜中的任一个的情况下使用。它们可以单独使用任意一个，也可以同时使用两种以上。
[化13]
Figure BDA0002112649060000191
在上述式(C-1)以及(C-2)中，在Y不具有光官能基的情况下，Y可以是例如下述式(Y-9)～(Y-24)中的任一个所示的基。这些基也可以在配向膜30以及50是水平配向膜或垂直配向膜中的任一个的情况下使用。它们可以单独使用任意一个，也可以同时使用两种以上。
[化14]
Figure BDA0002112649060000201
在配向膜30以及50是光配向膜的情况下，在上述式(C-1)以及(C-2)中，SC(侧链)优选具有光官能基。作为光官能基，可以优选列举出下述式(SC-1)～(SC-6)中的任一个所示的一价的基。式(SC-1)～(SC-3)所示的基可以在配向膜30以及50是水平配向膜的情况下使用。它们可以单独使用任意一个，也可以同时使用两种以上。式(SC-4)～(SC-6)所示的基可以在配向膜30以及50是垂直配向膜的情况下使用。它们可以单独使用任意一个，也可以同时使用两种以上。
[化15]
Figure BDA0002112649060000221
在配向膜30以及50不是光配向膜的情况下，在上述式(C-1)以及(C-2)中，可以在SC(侧链)中导入光官能基以外的水平配向官能基，例如，可以是下述式(SC-7)～(SC-13)中的任一个所示的一价的基。此外，也可以不设置SC(侧链)而在Y上键合氢原子(氢基)。这些基可以在配向膜30以及50是水平配向膜的情况下使用。它们可以单独使用任意一个，也可以同时使用两种以上。
[化16]
在配向膜30以及50不是光配向膜的情况下，在上述式(C-1)以及(C-2)中，可以在SC(侧链)中导入光官能基以外的垂直配向官能基，例如，可以是下述式(SC-14)～(SC-20)中的任一个所示的一价的基。这些基可以在配向膜30以及50是垂直配向膜的情况下使用。它们可以单独使用任意一个，也可以同时使用两种以上。
[化17]
Figure BDA0002112649060000241
为了提高对比度，优选使用光配向膜作为配向膜30以及50。在配向膜30以及50具有上述式(C-1)和/或(C-2)所示的结构的情况下，上述X、Y以及SC(侧链)中的至少一个包含光官能基，由此，能将配向膜30以及50作为光配向膜。
聚硅氧烷系第一聚合物例如可以优选列举出具有由下述式(C-3)所示的聚硅氧烷结构。
[化18]
Figure BDA0002112649060000251
(式中，α可以相同或不同，表示氢原子、羟基、甲氧基或乙氧基，SC表示侧链，p表示聚合度，p、q以及r分别独立地为1以上的整数，p优选为10以上，q以及r满足0≤r/(q+r)≤1，优选满足0≤r/(q+r)≤0.5。)
在配向膜30以及50是光配向膜的情况下，在上述式(C-3)中，SC(侧链)优选具有光官能基。作为光官能基，可以优选列举出下述式(SC-21)～(SC-25)中的任一个所示的一价的基。式(SC-21)、(SC-22)所示的基可以在配向膜30以及50是垂直配向膜的情况下使用。它们可以单独使用任意一个，也可以同时使用两种以上。式(SC-23)～(SC-25)所示的基可以在配向膜30以及50是水平配向膜的情况下使用。它们可以单独使用任意一个，也可以同时使用两种以上。
[化19]
各配向膜30、50还包含使包含下述化学式(1)所示的至少一种单体(以下，也称为单体(1)。)的至少一种单体聚合而成的第二聚合物。由此，如上所述，能抑制低温条件下(例如，-20℃以下)的液晶材料的结晶。此外，能在背光源暴露下长期维持很好的电压保持率。第二聚合物可以主要由源自单体(1)的单元构成，也可以仅由源自单体(1)的单元构成。
[化20]
Figure BDA0002112649060000262
(式中，P1以及P2可以相同或不同，表示丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、丙烯酰氨基、甲基丙烯酰氨基、乙烯基或乙烯基氧基。
Sp1以及Sp2可以相同或不同，表示碳数为1～10的直链状、支链状或环状的亚烷基、或碳数为1～10的直链状、支链状或环状的亚烯基、或直接键合。
L1以及L2可以相同或不同，表示-NH-基、-N(CH3)-基、-O-基、-S-基或直接键合。
各亚苯基所具有的至少一个氢原子可选地被取代。)
在上述化学式(1)中，亚苯基所具有的至少一个氢原子可以相同或不同，被卤素原子(优选的是氟原子或者氯原子)、甲基、甲氧基、乙基或乙氧基可选地取代。
作为单体(1)的更具体且优选的示例例如可以列举出下述化学式(2-1)～(2-17)中的任一个所示的单体。它们可以单独使用任意一个，也可以同时使用两种以上。
[化21]
[化22]
Figure BDA0002112649060000291
配向膜30以及50分别具有下层31以及51、以及位于下层31以及51的液晶层40侧的上层32以及52。下层31以及51由第一聚合物形成，上层32以及52由第二聚合物形成。在下层31以及上层32之间和下层51以及上层52之间可以分别存在第一聚合物以及第二聚合物混在一起的中间层(未图示)。
下层31以及51可以是作为光配向膜发挥功能的光配向层。由此，可以将配向膜30以及50作为光配向膜。
下层31以及51可以是作为垂直配向膜发挥功能的垂直配向层。由此，可以将配向膜30以及50作为垂直配向膜。
下层31以及51可以是作为水平配向膜发挥功能的水平配向层。由此，可以将配向膜30以及50作为水平配向膜。
液晶层40含有包含至少一种液晶化合物(液晶分子)，呈向列相的液晶材料(向列液晶)。当温度从向列相上升并到达某临界温度(向列相-各向同性相转移点(Tni))以上时，上述液晶材料向各向同性相发生相转移。
上述液晶材料优选Tni为75℃以下、且表现为向列相的温度范围(温度范围)小于100℃。由此，能降低液晶材料的粘度，提高液晶显示装置的响应特性，并将液晶显示装置适用于HMD用途。另一方面，液晶材料在低温条件下容易引起结晶，但在本实施例中，如上所述，因为各配向膜30、50包含使单体(1)聚合而成的第二聚合物，所以能有效地抑制低温条件下(例如，-20℃以下)的液晶材料的结晶。Tni的上限优选为72℃以下。Tni的下限优选为60℃以上，更优选为65℃以上。表现为向列相的温度范围优选为80℃以上且小于100℃，更优选为85℃以上90℃以下。
对于上述液晶材料以及液晶化合物而言，由下述式定义的介电常数各向异性(Δε)可以具有正值，也可以具有负值。而且，上述液晶材料可以含有不具有极性、即Δε实质上为0的液晶化合物(中性液晶化合物)。作为中性液晶化合物，可以列举出具有烯烃结构的液晶化合物。以下，也将具有正介电常数各向异性的液晶材料以及具有负介电常数各向异性的液晶材料分别称为正型液晶材料以及负型液晶材料。
Δε＝(长轴方向的介电常数)-(短轴方向的介电常数)
从降低上述液晶材料的粘度、或提高液晶显示装置的响应特性的观点来看，上述液晶材料优选含有7重量％以上40重量％以下(相对于构成液晶层40的液晶材料整体而言)的具有烯基的液晶化合物，更优选含有10重量％以上35重量％以下。
具有上述烯基的液晶化合物可以是下述化学式(D-1)～(D-4)中的任一个所示的化合物。它们可以单独使用任意一个，也可以同时使用两种以上。
[化23]
Figure BDA0002112649060000311
(式中，m以及n可以相同或不同，是1～6的整数。)
作为具有上述烯基的液晶化合物的尤其优选的具体示例，可以列举出下述化学式(D-1-1)所示的化合物。该化合物尤其对低粘度化而引起的高速响应有效，但分子量较低，因此，液晶材料在低温下容易发生结晶。然而，在本实施例中，如上所述，因为各配向膜30、50包含使单体(1)聚合而成的第二聚合物，所以，在使用了该化合物的情况下，也能有效地抑制低温条件下(例如，-20℃以下)的液晶材料的结晶。
[化24]
Figure BDA0002112649060000321
薄膜晶体管(TFT)基板60在液晶显示面板的领域中可以使用普通的有源矩阵基板。本实施例的液晶显示装置的液晶驱动模式没有特别限制，例如可以使用TN(TwistedNematic)模式、ECB(Electrically Controlled Birefringence)模式、FFS模式、IPS模式等水平配向模式、以及4D-RTN(4Domain Reverse Twisted Nematic)模式、MVA(Multi-DomainVertical Alignment)模式等垂直配向模式。
在本实施例的液晶显示装置的液晶驱动模式是FFS模式的情况下，TFT基板60例如具备支承基板、配置在支承基板的液晶层40侧的表面上的共用电极(面状电极)、覆盖共用电极的绝缘膜、以及配置在绝缘膜的液晶层40侧的表面上的像素电极(梳齿电极)。根据这种构成，通过在构成一对电极的共用电极以及像素电极之间施加电压能使液晶层40产生横电场(弥散电场)。由此，通过调整在共用电极与像素电极之间施加的电压，能控制液晶层40中的液晶的配向。
此外，在本实施例的液晶显示装置的液晶驱动模式是IPS模式的情况下，通过对设置于TFT基板60的一对梳齿电极施加电压，使液晶层40产生横电场，控制液晶层40中的液晶的配向。
此外，在本实施例的液晶显示装置的液晶驱动模式是垂直配向模式的情况下，在TFT基板60设置像素电极，在对置基板20设置共用电极，通过在共用电极以及像素电极之间施加电压来使液晶层40产生纵向电场，控制液晶层40中的液晶的配向。在4D-RTN模式中，在各像素内从相反(反平行)方向对各配向膜30以及50进行配向处理，并以向配向膜30以及50的配向处理方向相互正交的方式贴合TFT基板60以及对置基板20。其结果是，能在各像素内规定彼此不同的4个配向方向(域)。
作为第二线性偏光片70，可以使用与第一线性偏光片10相同的构件。第一线性偏光片10的透射轴和第二线性偏光片70的透射轴优选正交。根据这种构成，第一线性偏光片10和第二线性偏光片70配置为正交尼科尔棱镜，因此，在无电压施加时，能实现很好的黑色显示状态。
背光源80的方式没有特别限定，例如可以列举出边光式、直下式等。背光源80的光源的种类没有特别限定，例如可以列举出发光二极管(LED)、冷阴极管(CCFL)等。对于背光源80所发出的光而言，通过对液晶层40施加电压，从液晶面板透射的光量得以控制。
需要说明的是，实施例1的液晶显示装置可以包含其他构成构件，例如，在第一线性偏光片10的观察面侧设置防反射薄膜，从而能进一步减少液晶面板的反射率。作为防反射薄膜，优选使用具有蛾眼状的表面结构的蛾眼薄膜。
接着，对本实施例的液晶显示装置的制造方法进行说明。
首先，利用普通制法来制作对置基板20以及TFT基板60，并准备一对基板、即对置基板20以及TFT基板60(准备工序)。
接着，在各基板20、60的表面涂敷配向剂来形成配向膜(成膜工序)，该配向剂含有在主链具有聚酰胺酸结构以及聚酰亚胺结构的至少一方或聚硅氧烷结构的第一聚合物(聚酰亚胺系第一聚合物或聚硅氧烷系第一聚合物)，以及包含上述化学式(1)所示的至少一种单体(单体(1))的至少一种单体(以下，也称为添加单体。)。更详细而言，首先，将聚酰亚胺系第一聚合物或聚硅氧烷系第一聚合物、以及包含单体(1)的添加单体溶解于溶剂(例如有机溶剂)来准备配向剂。添加单体的导入量相对于第一聚合物优选为1～30重量％，更优选为5～25重量％。添加单体可以主要包含单体(1)，也可以仅包含单体(1)。接着，在各基板20、60的表面上通过辊涂法、旋涂法、印刷法、喷墨法来涂敷配向剂。接着，对各基板20，60的表面进行加热，使配向剂中的溶剂挥发，形成配向膜30以及50。加热可以在临时煅烧(预焙)以及正式煅烧(后焙)这两个阶段进行。此外，正式煅烧可以分两个阶段进行，进行总计3次的加热处理。在使用了聚酰亚胺系第一聚合物的情况下，在正式煅烧中，聚酰胺酸结构的至少一部分可以亚胺化而变为聚酰亚胺结构。此外，在正式煅烧阶段，认为第一聚合物和包含单体(1)的添加单体发生分层。
在成膜工序后，使包含单体(1)的添加单体聚合来形成第二聚合物(聚合工序)。优选的是，对配向膜30以及50照射紫外线来使包含单体(1)的添加单体聚合。由此，形成具有下层31以及上层32的配向膜30以及具有下层51以及上层52的配向膜50。此时，在配向膜30以及50是光配向膜的情况下，通过照射紫外线，在进行包含单体(1)的添加单体的聚合的同时，还可以进行配向膜30以及50、尤其是第一聚合物的光配向处理。在兼顾光配向处理的情况下，优选照射线性偏光紫外线。
接着，在分别形成有配向膜30以及50的基板20以及60之间形成由液晶材料构成的液晶层40(液晶层形成工序)。液晶材料优选向列相-各向同性相转移点Tni为75℃以下、且表现为向列相的温度范围小于100℃。液晶层形成工序由真空注入法或滴加注入法实施。在采用真空注入法的情况下，按密封剂的涂敷、基板20以及60的贴合、密封剂的硬化、液晶材料的注入以及注入口的密封的顺序来进行。在采用滴加注入法的情况下，按密封剂的涂敷、液晶材料的滴加、基板20以及60的贴合以及密封剂的硬化的顺序来进行。其结果是，制成填充有液晶材料的液晶单元。
接着，对基板20以及60间的液晶层40进行加热使液晶材料为各向同性相(各向同性相处理工序)。此时的加热温度只要是比液晶材料的向列相-各向同性相转移点Tni高的温度即可，并没有特别限定，但例如为100～150℃，加热时间例如为30～60分钟。在各向同性相处理工序后，将液晶单元冷却至室温。
上述的聚合工序可以在各向同性相处理工序后进行，也可以在各向同性相处理工序后对配向膜照射紫外线来使单体(1)聚合。该方案在配向膜30以及50不是光配向膜的情况下优选。
总之，为了使包含单体(1)的添加单体聚合而照射的紫外线的能量、波长等照射条件没有特别限定，都可以根据配向膜30以及50是否是光配向膜、或配向膜30以及50的材质来进行适当设定。
在上述工序后，经过偏光片的粘贴工序以及控制部、电源部、背光源等的安装工序，完成本实施例的液晶显示装置。
以上，对本发明的实施例进行了说明，所描述的各个事项可以适用于本发明全部。
以下，结合实例以及比较例来进一步详细说明本发明，但本发明并不仅仅局限于这些实例。
<实例1-1>
(配向剂的调制)
在含有下述化学式(E)所示的在侧链具有光官能基的聚酰胺酸的光配向剂中导入具有下述化学式(2-4)所示的偶氮苯基的单体。溶剂使用NMP(N-甲基吡咯烷酮)和γ丁内酯的混合溶剂。单体的导入量相对于溶质(聚酰胺酸)为1重量％。
[化25]
Figure BDA0002112649060000361
[化26]
Figure BDA0002112649060000362
(液晶单元的制作)
准备TFT基板、以及不具有电极的对置基板，将上述光配向剂涂敷在各基板上，在80℃下进行2分钟的临时煅烧，在200℃下进行40分钟的正式煅烧。接着，进行500mJ/cm2的线性偏光(包含310～370nm的紫外光)照射，在进行光配向处理的同时进行单体的聚合。接着，在一方的基板上使用分配器来描绘紫外线硬化性且热硬化性密封材料(积水化学株式会社制)。此外，在另一方的基板上的规定位置，作为液晶材料，滴加Tni为70℃且表示液晶相(向列相)的温度范围小于100℃(具体而言，在90～95℃的范围内)的正型液晶材料A(Δn＝0.15、Δε＝2.5)。需要说明的是，液晶材料中包含10重量％的下述化学式(D-1-1)所示的液晶化合物。接着，在真空下，将两基板贴合，通过紫外光(包含300～400nm的紫外光)来使密封材料硬化。进而，接着在130℃下加热40分钟，使密封材料热硬化，并且进行使液晶为各向同性相的重新配向处理，之后，冷却至室温，得到FFS模式液晶单元。
[化27]
Figure BDA0002112649060000371
<实例1-2>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚酰胺酸)变更为5重量％以外，与实例1-1同样地来制作FFS模式的液晶单元。
<实例1-3>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚酰胺酸)变更为10重量％以外，与实例1-1同样地来制作FFS模式的液晶单元。
<实例1-4>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚酰胺酸)变更为20重量％以外，与实例1-1同样地来制作FFS模式的液晶单元。
<实例1-5>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚酰胺酸)变更为25重量％以外，与实例1-1同样地来制作FFS模式的液晶单元。
<实例1-6>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚酰胺酸)变更为30重量％以外，与实例1-1同样地来制作FFS模式的液晶单元。
<实例1-7>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚酰胺酸)变更为10重量％，作为液晶材料，使用Tni为80℃且表示液晶相(向列相)的温度范围为100℃以上(具体而言，在大于100℃且105℃以下的范围内)，并包含3重量％以下的上述化学式(D-1-1)所示的液晶化合物的正型液晶材料B(Δn＝0.15、Δε＝2.5)以外，与实例1-1同样地来制作FFS模式的液晶单元。
<比较例1-1>
除了不导入单体(将导入量设为0重量％)以外，与实例1-1同样地来制作FFS模式的液晶单元。
(25℃的电光学特性以及响应特性)
使用大塚电子株式会社制Photoal，在单元表面温度为25℃的条件下，对上述液晶单元的响应特性(上升响应τr与下降响应τd之和)进行测定。
(低温保存试验)
将上述液晶单元放入-20℃恒温槽并放置1000小时，确认有无产生结晶。
(背光源暴露试验)
为了评价上述液晶单元的可靠性，在25℃环境下进行1000小时的背光源暴露试验，对背光源暴露前后的VHR(电压保持率)进行测定。使用东阳技术株式会社制6254型VHR测定***，在1V、70℃的条件下对VHR进行测定。
将结果示于下述表1。
[表1]
Figure BDA0002112649060000381
Figure BDA0002112649060000391
在配向膜中不包含单体的聚合物的情况下(比较例1-1)，在-20℃保存下，结晶析出，此外，在背光源暴露下，VHR降低至95％。认为原因在液晶材料中包含10重量％以上的容易结晶的上述化学式(D-1-1)所示的液晶化合物，并且不存在截止紫外光的上述化学式(2-4)所示的单体的聚合物。
另一方面，在实例1-1～1-5中，在-20℃保存下，没有结晶析出，也没有背光源老化下的VHR降低。认为主要原因是上述化学式(2-4)中的偶氮苯基与液晶分子相互作用，从而结晶析出得以抑制，此外有效地截止了背光源的紫外光。不过，在实例1-6中，在将单体的导入量设为30重量％的情况下，单体含量多，因此，配向膜发生白浊，此外，VHR从初始开始便示出了低值。有可能一部分单体在液晶层中溶解析出。
此外，在使用了液晶材料B的实例1-7中，尽管不发生在-20℃保存下的结晶化，此外背光源暴露前后的VHR也示出了高值，但响应特性还是降低了。认为原因是液晶材料B的粘度大。
<实例2-1>
(配向剂的调制)
在含有下述化学式(F)所示的在主链具有光官能基的聚酰胺酸的光配向剂中导入具有下述化学式(2-1)所示的偶氮苯基的单体。溶剂使用NMP和γ丁内酯的混合溶剂。单体的导入量相对于溶质(聚酰胺酸)为1重量％。
[化28]
Figure BDA0002112649060000401
[化29]
Figure BDA0002112649060000402
(液晶单元的制作)
准备TFT基板、以及不具有电极的对置基板，将上述光配向剂涂敷在各基板上，在80℃下进行2分钟的临时煅烧，接着在120℃下进行20分钟的第一次正式煅烧。接着进行2J/cm2的线性偏光(包含310～370nm的紫外光)照射，在进行光配向处理的同时进行单体的聚合。之后，进一步在230℃下进行40分钟的第二次正式煅烧。接着，在一方的基板上使用分配器来描绘紫外线硬化性且热硬化性密封材料(积水化学株式会社制)。此外，在另一方的基板上的规定位置，作为液晶材料，滴加Tni为72℃且表示液晶相(向列相)的温度范围小于100℃(具体而言，在90～95℃的范围内)的正型液晶材料C(Δn＝0.14、Δε＝2.6)。需要说明的是，在液晶材料中包含10重量％以上的上述化学式(D-1-1)所示的液晶化合物。接着，在真空下，将两基板贴合，通过紫外光(包含300～400nm的紫外光)来使密封材料硬化。进而，接着，在130℃下加热40分钟，使密封材料热硬化，并且进行使液晶为各向同性相的重新配向处理，之后，冷却至室温，得到FFS模式液晶单元。
<实例2-2>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚酰胺酸)变更为5重量％以外，与实例2-1同样地来制作FFS模式的液晶单元。
<实例2-3>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚酰胺酸)变更为10重量％以外，与实例2-1同样地来制作FFS模式的液晶单元。
<实例2-4>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚酰胺酸)变更为20重量％以外，与实例2-1同样地来制作FFS模式的液晶单元。
<实例2-5>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚酰胺酸)变更为25重量％以外，与实例2-1同样地来制作FFS模式的液晶单元。
<实例2-6>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚酰胺酸)变更为30重量％以外，与实例2-1同样地来制作FFS模式的液晶单元。
<实例2-7>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚酰胺酸)变更为10重量％，作为液晶材料，使用Tni为70℃且表示液晶相(向列相)的温度范围小于100℃(具体而言，在90～95℃的范围内)，并不包含上述化学式(D-1-1)所示的液晶化合物的正型液晶材料B(Δn＝0.14、Δε＝2.6)以外，与实例2-1同样地来制作FFS模式的液晶单元。
<比较例2-1>
除了不导入单体(将导入量设为0重量％)以外，与实例2-1同样地来制作FFS模式的液晶单元。
将对上述液晶单元进行了与实例1-1等同样的评价试验的结果示于下述表2。
[表2]
在配向膜中不包含单体的聚合物的情况下(比较例2-1)，在-20℃保存下，结晶析出，此外，在背光源暴露下，VHR降低至95％左右。认为原因在液晶材料中包含10重量％以上的容易结晶的上述化学式(D-1-1)所示的液晶化合物，并且不存在截止紫外光的上述化学式(2-1)所示的单体的聚合物。
另一方面，在实例2-1～2-5中，在-20℃保存下，没有结晶析出，也没有背光源老化下的VHR降低。认为主要原因是上述化学式(2-1)中的偶氮苯基与液晶分子相互作用，从而结晶析出得以抑制，此外有效地截止了背光源的紫外光。不过，在实例2-6中，在将单体的导入量设为30重量％的情况下，单体含量多，因此，配向膜发生白浊，此外，VHR从初始开始便示出了低值。有可能一部分单体在液晶层中溶解析出。
此外，在使用了液晶材料D的实例2-7中，尽管不发生在-20℃保存下的结晶化，此外背光源暴露前后的VHR也示出了高值，但响应特性还是降低了。认为原因是液晶材料D完全不包含上述化学式(D-1-1)所示的液晶化合物所引起的粘度增加。
<实例3-1>
(配向剂的调制)
在含有下述化学式(G)所示的在侧链具有两种光官能基(导入量为1∶1)的聚硅氧烷的光配向剂中导入具有下述化学式(2-10)所示的偶氮苯基的单体。溶剂使用NMP和γ丁内酯的混合溶剂。单体的导入量相对于溶质(聚硅氧烷)为1重量％。
[化30]
Figure BDA0002112649060000431
α：甲氧基
SC(侧链)以1:1的导入量来使用下述两种
[化31]
Figure BDA0002112649060000433
(液晶单元的制作)
准备具有整面ITO电极的一对基板，将上述光配向剂涂敷在各基板上，在80℃下进行2分钟的临时煅烧，接着，在230℃下进行40分钟的正式煅烧。接着，进行30mJ/cm2的线性偏光(包含280～330nm的紫外光)照射，在进行光配向处理的同时进行单体的聚合。接着，在一方的基板上使用分配器来描绘紫外线硬化性且热硬化性密封材料(积水化学株式会社制)。此外，在另一方的基板上的规定位置，作为液晶材料，滴加Tni为70℃且表示液晶相(向列相)的温度范围小于100℃(具体而言，在90～95℃的范围内)的负型液晶材料E(Δn＝0.12、Δε＝-2.8)。需要说明的是，液晶材料中包含7重量％以上的上述化学式(D-1-1)所示的液晶化合物。接着，在真空下，将两基板贴合，通过紫外光(包含300～400nm的紫外光)来使密封材料硬化。进而，接着，在130℃下加热40分钟，使密封材料热硬化，并且进行使液晶为各向同性相的重新配向处理，之后，冷却至室温，得到4D-RTN模式液晶单元。
<实例3-2>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚硅氧烷)变更为5重量％以外，与实例3-1同样地来制作4D-RTN模式的液晶单元。
<实例3-3>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚硅氧烷)变更为10重量％以外，与实例3-1同样地来制作4D-RTN模式的液晶单元。
<实例3-4>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚硅氧烷)变更为20重量％以外，与实例3-1同样地来制作4D-RTN模式的液晶单元。
<实例3-5>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚硅氧烷)变更为25重量％以外，与实例3-1同样地来制作4D-RTN模式的液晶单元。
<实例3-6>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚硅氧烷)变更为30重量％以外，与实例3-1同样地来制作4D-RTN模式的液晶单元。
<实例3-7>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚硅氧烷)变更为10重量％，作为液晶材料，使用Tni为80℃且表示液晶相(向列相)的温度范围为100℃以上(具体而言，在大于100℃、105℃以下的范围内)，并不包含上述化学式(D-1-1)所示的液晶化合物的负型液晶材料F(Δn＝0.12、Δε＝-2.9)以外，与实例3-1同样地来制作4D-RTN模式的液晶单元。
<比较例3-1>
除了不导入单体(将导入量设为0重量％)以外，与实例3-1同样地来制作4D-RTN模式的液晶单元。
将对上述液晶单元进行了与实例1-1等同样的评价试验的结果示于下述表3。
[表3]
Figure BDA0002112649060000451
在配向膜中不包含单体的聚合物的情况下(比较例3-1)，在-20℃保存下结晶析出，此外，在背光源暴露下，VHR降低至93％左右。认为原因在液晶材料中包含7重量％以上的容易结晶的上述化学式(D-1-1)所示的液晶化合物，且不存在截止紫外光的上述化学式(2-10)所示的单体的聚合物。
另一方面，在实例3-1～3-5中，在-20℃保存下，没有结晶析出，也没有背光源老化下的VHR降低。认为主要原因是上述化学式(2-10)中的偶氮苯基与负型液晶材料的液晶分子相互作用，从而结晶析出得以抑制，此外有效地截止了背光源的紫外光。不过，在实例3-6中，在将单体的导入量设为30重量％的情况下，单体含量多，因此，配向膜发生白浊，此外，VHR从初始开始便示出了低值。有可能一部分单体在液晶层中溶解析出。
此外，在使用了液晶材料F的实例3-7中，尽管不发生在-20℃保存下的结晶化，此外背光源暴露前后的VHR也示出了高值，但响应特性还是大大降低了。认为原因是液晶材料F完全不包含上述化学式(D-1-1)所示的液晶化合物所引起的粘度增加。
<实例4-1>
(配向剂的调制)
在含有下述化学式(H)所示的在侧链具有垂直配向官能基的聚酰胺酸的垂直配向剂中导入具有下述化学式(2-5)所示的偶氮苯基的单体。溶剂使用NMP和γ丁内酯的混合溶剂。单体的导入量相对于溶质(聚酰胺酸)为1重量％。
[化32]
Figure BDA0002112649060000471
[化33]
Figure BDA0002112649060000472
(液晶单元的制作)
准备分别具有设有缝隙的ITO电极的一对基板，将上述垂直配向剂涂敷在各基板上，在80℃下进行2分钟的临时煅烧，接着在200℃下进行40分钟的正式煅烧。接着，在一方的基板上使用分配器来描绘紫外线硬化性且热硬化性密封材料(积水化学株式会社制)。此外，在另一方的基板上的规定位置，作为液晶材料，滴加Tni为70℃且表示液晶相(向列相)的温度范围小于100℃(具体而言，在90～95℃的范围内)的负型液晶材料E(Δn＝0.12、Δε＝-2.8)。需要说明的是，在液晶材料中包含7重量％以上的上述化学式(D-1-1)所示的化合物。接着，在真空下，将两基板贴合，通过紫外光(包含300～400nm的紫外光)来使密封材料硬化。进而，接着，在130℃下加热40分钟，使密封材料热硬化，并且进行使液晶为各向同性相的重新配向处理。之后，冷却至室温后，为了使配向膜中的单体聚合，照射10分钟紫外光(黑光FHF-32BLB，东芝株式会社制)。通过以上的工序来制作垂直配向模式的液晶单元。
<实例4-2>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚酰胺酸)变更为5重量％以外，与实例4-1同样地来制作垂直配向模式的液晶单元。
<实例4-3>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚酰胺酸)变更为10重量％以外，与实例4-1同样地来制作垂直配向模式的液晶单元。
<实例4-4>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚酰胺酸)变更为20重量％以外，与实例4-1同样地来制作垂直配向模式的液晶单元。
<实例4-5>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚酰胺酸)变更为25重量％以外，与实例4-1同样地来制作垂直配向模式的液晶单元。
<实例4-6>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚酰胺酸)变更为30重量％以外，与实例4-1同样地来制作垂直配向模式的液晶单元。
<实例4-7>
除了将单体的导入量相对于溶质(聚酰胺酸)变更为10重量％，作为液晶材料，使用Tni为80℃且表示液晶相(向列相)的温度范围在100℃以上(具体而言，在大于100℃，105℃以下的范围内)，不包含上述化学式(D-1-1)所示的液晶化合物的负型液晶材料F(Δn＝0.12、Δε＝-2.9)以外，与实例4-1同样地来制作垂直配向模式的液晶单元。
<比较例4-1>
除了不导入单体(将导入量设为0重量％)以外，与实例4-1同样地来制作垂直配向模式的液晶单元。
将对上述液晶单元进行了与实例1-1等同样的评价试验的结果示于下述表4。
[表4]
Figure BDA0002112649060000491
在配向膜中不包含单体的聚合物的情况下(比较例4-1)，在-20℃保存下结晶析出，此外，在背光源暴露下，VHR降低至97％左右的前半。认为原因是在液晶材料中包含7重量％以上的容易结晶的上述化学式(D-1-1)所示的液晶化合物，且不存在截止紫外光的上述化学式(2-5)所示的单体的聚合物。
另一方面，在实例4-1～4-5中，在-20℃保存下没有结晶析出，也没有背光源老化下的VHR降低。认为主要原因是上述化学式(2-5)中的偶氮苯基与负型液晶材料的液晶分子相互作用，从而，结晶析出得以抑制，此外有效地截止了背光源的紫外光。不过，在实例4-6中，在将单体的导入量设为30重量％的情况下，单体含量多，因此，配向膜发生白浊，此外，VHR从初始开始便示出了低值。有可能一部分单体在液晶层中溶解析出。
此外，在使用了液晶材料F的实例4-7中，尽管不发生在-20℃保存下的结晶化，此外背光源暴露前后的VHR也示出了高值，但响应特性还是大大降低了。认为原因是液晶材料F完全不包含上述化学式(D-1-1)所示的液晶化合物所引起的粘度增加。
[附记]
本发明的一个方案可以是一种液晶显示装置，其为具有一对基板以及所述一对基板间的液晶层，并在所述一对基板的至少一方的液晶层侧的表面具有配向膜的液晶显示装置，所述配向膜包含在主链具有聚酰胺酸结构以及聚酰亚胺结构的至少一方或聚硅氧烷结构的第一聚合物，以及使包含下述化学式(1)所示的至少一种单体的至少一种单体聚合而成的第二聚合物。
[化34]
Figure BDA0002112649060000501
(式中，P1以及P2可以相同或不同，表示丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、丙烯酰氨基、甲基丙烯酰氨基、乙烯基或乙烯基氧基。
Sp1以及Sp2可以相同或不同，表示碳数为1～10的直链状、支链状或环状的亚烷基、或碳数为1～10的直链状、支链状或环状的亚烯基、或直接键合。
L1以及L2可以相同或不同，表示-NH-基、-N(CH3)-基、-O-基、-S-基或直接键合。
各亚苯基所具有的至少一个氢原子可选地被取代。)
在所述方案的液晶显示装置中，配向膜包含使上述化学式(1)所示的至少一种单体聚合而成的第二聚合物，因此，能抑制低温条件下的液晶材料的结晶。此外，能在背光源暴露下长期维持很好的电压保持率。
所述化学式(1)所示的至少一种单体可以包含下述化学式(2-1)～(2-17)中的任一个所示的至少一种单体。
[化35]
Figure BDA0002112649060000521
[化36]
Figure BDA0002112649060000531
所述第一聚合物可以具有选自由可选地具有取代基的肉桂酸基、可选地具有取代基的偶氮苯结构、可选地具有取代基的查耳酮基以及可选地具有取代基的香豆素基构成的群的至少一种光官能基。
所述配向膜可以具有包含所述第一聚合物的下层，以及所述下层的所述液晶层侧的包含所述第二聚合物的上层。
所述下层可以是光配向层。
所述下层可以是垂直配向层。
所述下层可以是水平配向层。
所述液晶层优选由向列相-各向同性相转移点为75℃以下、且表现为向列相的温度范围小于100℃的液晶材料构成。由此，能使液晶材料低粘度化，并能提高响应特性。不过，在这种情况下，在低温条件下液晶材料可能会结晶。然而，所述配向膜包含使上述化学式(1)所示的至少一种单体聚合而成的第二聚合物，因此，即使在这种情况下，也能抑制低温条件下的液晶材料的结晶。
所述液晶层包含含有7重量％的具有烯基的液晶化合物的液晶材料。
具有所述烯基的液晶化合物可以包含下述化学式(D-1)～(D-4)中的任一个所示的至少一种液晶化合物。
[化37]
(式中，m以及n可以相同或不同，是1～6的整数。)
本发明的其他方案可以是一种液晶显示装置的制造方法，该方法包含以下工序：准备工序，准备一对基板；成膜工序，在所述一对基板中的至少一方的表面涂敷配向剂来形成配向膜，该配向剂含有在主链具有聚酰胺酸结构以及聚酰亚胺结构中的至少一方或聚硅氧烷结构的第一聚合物，以及包含下述化学式(1)所示的至少一种单体的至少一种单体；以及聚合工序，在所述成膜工序后使包含下述化学式(1)所示的至少一种单体的所述至少一种单体聚合来形成第二聚合物。
[化38]
Figure BDA0002112649060000551
(式中，P1以及P2可以相同或不同，表示丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、丙烯酰氨基、甲基丙烯酰氨基、乙烯基或乙烯基氧基。
Sp1以及Sp2可以相同或不同，表示碳数为1～10的直链状、支链状或环状的亚烷基或者碳数为1～10的直链状、支链状或环状的亚烯基或直接键合。
L1以及L2可以相同或不同，表示-NH-基、-N(CH3)-基、-O-基、-S-基或直接键合。
各亚苯基所具有的至少一个氢原子可选地被取代。)
在所述方案的液晶显示装置的制造方法中，在聚合工序中，使配向膜中的上述化学式(1)所示的至少一种单体聚合来形成第二聚合物，因此，能抑制低温条件下的液晶材料的结晶。此外，能在背光源暴露下长期维持很好的电压保持率。
所述化学式(1)所示的至少一种单体可以包含下述化学式(2-1)～(2-17)中的任一个所示的至少一种单体。
[化39]
Figure BDA0002112649060000561
[化40]
Figure BDA0002112649060000571
在所述聚合工序中，可以对所述配向膜照射紫外线来使包含所述化学式(1)所示的至少一种单体的所述至少一种单体聚合。
在所述聚合工序中，可以对所述配向膜照射紫外线来使包含所述化学式(1)所示的至少一种单体的所述至少一种单体聚，并且对所述第一聚合物进行配向处理。
所述方案的液晶显示装置的制造方法还可以包含以下工序：液晶层形成工序，在至少一方形成有所述配向膜的所述一对基板之间，形成由液晶材料构成的液晶层；以及各向同性相处理工序，对所述一对基板间的所述液晶层进行加热来使所述液晶材料变为各向同性相，在所述各向同性相处理工序后进行所述聚合工序，对所述配向膜照射紫外线来使包含所述化学式(1)所示的至少一种单体的所述至少一种单体聚合。
附图标记说明
10：第一线性偏光片
20：对置基板
30、50：配向膜
31、51：下层
32、52：上层
40：液晶层
60：薄膜晶体管(TFT)基板
70：第二线性偏光片
80：背光源

Claims (15)

1.一种液晶显示装置，其具有一对基板以及所述一对基板间的液晶层，并在所述一对基板中的至少一方的液晶层侧的表面具有配向膜，其特征在于，
所述配向膜包含在主链具有聚酰胺酸结构以及聚酰亚胺结构中的至少一方或聚硅氧烷结构的第一聚合物，以及使包含下述化学式(1)所示的至少一种单体的至少一种单体聚合而成的第二聚合物，
Figure FDA0002112649050000011
式中，P1以及P2可以相同或不同，表示丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、丙烯酰氨基、甲基丙烯酰氨基、乙烯基或乙烯基氧基，
Sp1以及Sp2可以相同或不同，表示碳数为1～10的直链状、支链状或环状的亚烷基、或碳数为1～10的直链状、支链状或环状的亚烯基、或直接键合，
L1以及L2可以相同或不同，表示-NH-基、-N(CH3)-基、-O-基、-S-基或直接键合，
各亚苯基所具有的至少一个氢原子被取代或不被取代。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述化学式(1)所示的至少一种单体包含下述化学式(2-1)～(2-17)中的任一个所示的至少一种单体。
Figure FDA0002112649050000021
Figure FDA0002112649050000031
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述第一聚合物具有选自由具有取代基或不具有取代基的肉桂酸基、具有取代基或不具有取代基的偶氮苯结构、具有取代基或不具有取代基的查耳酮基以及具有取代基或不具有取代基的香豆素基构成的群中的至少一种光官能基。
4.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述配向膜具有包含所述第一聚合物的下层，以及所述下层的所述液晶层侧的包含所述第二聚合物的上层。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述下层是光配向层。
6.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述下层是垂直配向层。
7.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述下层是水平配向层。
8.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述液晶层由向列相-各向同性相转移点为75℃以下、且表现为向列相的温度范围小于100℃的液晶材料构成。
9.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述液晶层包含含有7重量％的具有烯基的液晶化合物的液晶材料。
10.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述具有烯基的液晶化合物包含下述化学式(D-1)～(D-4)中的任一个所示的至少一种液晶化合物，
Figure FDA0002112649050000041
式中，m以及n可以相同或不同，是1～6的整数。
11.一种液晶显示装置的制造方法，其特征在于，包含以下工序：
准备工序，准备一对基板；
成膜工序，在所述一对基板中的至少一方的表面涂敷配向剂来形成配向膜，该配向剂含有在主链具有聚酰胺酸结构以及聚酰亚胺结构中的至少一方或聚硅氧烷结构的第一聚合物，以及包含下述化学式(1)所示的至少一种单体的至少一种单体；以及
聚合工序，在所述成膜工序后，使包含下述化学式(1)所示的至少一种单体的所述至少一种单体聚合来形成第二聚合物，
式中，P1以及P2可以相同或不同，表示丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、丙烯酰氨基、甲基丙烯酰氨基、乙烯基或乙烯基氧基，
Sp1以及Sp2可以相同或不同，表示碳数为1～10的直链状、支链状或环状的亚烷基或者碳数为1～10的直链状、支链状或环状的亚烯基或直接键合，
L1以及L2可以相同或不同，表示-NH-基、-N(CH3)-基、-O-基、-S-基或直接键合，
各亚苯基所具有的至少一个氢原子被取代或不被取代。
12.根据权利要求11所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，
所述化学式(1)所示的至少一种单体包含下述化学式(2-1)～(2-17)中的任一个所示的至少一种单体。
Figure FDA0002112649050000071
13.根据权利要求11或12所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，
在所述聚合工序中，对所述配向膜照射紫外线来使包含所述化学式(1)所示的至少一种单体的所述至少一种单体聚合。
14.根据权利要求13所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，
在所述聚合工序中，对所述配向膜照射紫外线来使包含所述化学式(1)所示的至少一种单体的所述至少一种单体聚合，并且对所述第一聚合物进行配向处理。
15.根据权利要求13所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，还包含以下工序：
液晶层形成工序，在至少一方形成有所述配向膜的所述一对基板之间，形成由液晶材料构成的液晶层；以及
各向同性相处理工序，对所述一对基板间的所述液晶层进行加热来使所述液晶材料变为各向同性相，
在所述各向同性相处理工序后进行所述聚合工序，对所述配向膜照射紫外线来使包含所述化学式(1)所示的至少一种单体的所述至少一种单体聚合。
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