液晶顯示面板和液晶顯示裝置的制作方法

文檔序號：12716027閱讀：242來源：國知局

技術領域

本發(fā)明涉及液晶顯示面板和液晶顯示裝置。更詳細而言，涉及在水平光取向膜上形成有用于特性改善的聚合物層的液晶顯示面板和液晶顯示裝置。

背景技術：

液晶顯示裝置有效地發(fā)揮薄、輕和低耗電等特長，在移動設備用途、監(jiān)視器、大型電視機等廣泛領域中被使用。在這些領域中需求多種性能，各種各樣的顯示方式(模式)正不斷開發(fā)。其基本結構、基本原理是，具備夾著液晶層的一對基板，對在液晶層側的基板上設置的電極施加適當?shù)碾妷海刂埔壕又兴囊壕Х肿拥娜∠蚍较?，由此控制光的透?遮斷(顯示的開/關)，而能夠進行液晶顯示。

作為近年來的液晶顯示裝置的顯示方式，能夠舉例：使具有負的介電常數(shù)各向異性的液晶分子與基板面垂直地取向的垂直取向(VA：Vertical Alignment)模式；使具有正或負的介電常數(shù)各向異性的液晶分子相對于基板面水平取向，對液晶層施加橫電場的面內開關(In-Plane Switching)模式；和邊緣場開關(Fringe Field Switching)等。

這里，作為得到高亮度且能夠高速響應的液晶顯示裝置的方法，提出了使用聚合物的取向穩(wěn)定化(以下，也稱為PS(Polymer Sustained)化)的方法(例如，參照專利文獻1～9)。其中，在使用聚合物的預傾角賦予技術(以下也稱為PSA(Polymer Sustained Alignment：聚合物穩(wěn)定取向)技術)中，在基板間封入混合了具有聚合性的單體、低聚物等聚合性成分的液晶組成物，在對基板間施加電壓而使液晶分子傾斜的狀態(tài)下使單體聚合，形成聚合物。由此，即使在去除電壓施加之后，也能夠得到以規(guī)定的預傾角傾斜的液晶分子，將液晶分子的取向方位規(guī)定在固定方向。作為形成聚合物的單體，選擇利用熱、光(紫外線)等進行聚合的材料。

另外，公開了以下的文獻：例如在對一個基板進行了光取向處理和PS化處理，而對另一個基板進行了摩擦處理的液晶顯示器中，調查了液晶中的遲滯性等對在PS化處理中使用的單體濃度的影響(例如，參照非專利文獻1)。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：專利第4175826號說明書

專利文獻2：專利第4237977號說明書

專利文獻3：特開2005-181582號公報

專利文獻4：特開2004-286984號公報

專利文獻5：特開2009-102639號公報

專利文獻6：特開2009-132718號公報

專利文獻7：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：特開2003-177418號公報

非專利文獻

非專利文獻1：長竹(Y.Nagatake)、另一名，「Hysteresis Reduction in EO Characteristic of Photo-Aligned IPS-LCDs with Polymer-Surface-Stabilized Method」，IDW’10，國際顯示器會議(International Display Workshops)，2010年，p.89-92

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術問題

本發(fā)明的發(fā)明人針對即使不對取向膜實施摩擦處理也能夠將電壓施加時的液晶取向方位控制在多個方位，能夠得到良好的視角特性的光取向技術進行了研究。光取向技術是使用光活性材料作為取向膜的材料，對所形成的膜照射紫外線等光線，由此使取向膜產生取向控制力的技術。由于利用光取向技術，能夠對膜面非接觸地進行取向處理，因此能夠抑制在取向處理中產生污濁、塵土等。另外，與摩擦處理不同，也能夠適用于大型尺寸的面板，還能夠使制造成品率高。

現(xiàn)有的光取向技術，主要投入到VA模式等使用垂直取向膜的類型的TV的量產中，還未被投入到IPS模式等使用水平取向膜的類型的TV的量產中。原因是，使用水平取向膜會導致在液晶顯示中大量產生殘影。殘影是指當對液晶單元持續(xù)施加相同電壓一定時間后，能夠觀察到明亮度在被持續(xù)施加了電壓的部分與未被施加電壓的部分不同的現(xiàn)象。

本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)為了減少由光取向膜的弱錨定導致的殘影的產生，優(yōu)選形成因進行了PS化而穩(wěn)定的聚合物層，為此，促進用于PS化的聚合反應是重要的。并且，如在日本特愿2011-084755號中詳細記載的那樣，優(yōu)選特定的液晶成分與PS化工序的組合。由此，能夠使聚合物層的形成速度(液晶層內的聚合性單體開始自由基聚合等的連鎖聚合，在取向膜的液晶層側的表面上堆積而形成聚合物層的速度)提高，形成具有穩(wěn)定的取向限制力的聚合物層(PS層)。另外，在取向膜為水平取向膜的情況下，能夠使聚合反應和聚合物層的形成速度提高，因此減少殘影的效果尤其優(yōu)異。

在此，在例如使用了水平光取向膜的IPS模式、FFS模式等的橫電場取向模式中，為了防止殘影而進行PS化處理時，如果面板產生取向不良，則取向不良會被固定化，成為顯示不良。在取向不良中尤其成問題的是線狀缺陷的產生。所謂線狀缺陷是指線狀地產生液晶的取向缺陷，引起漏光。作為對液晶顯示裝置的品質的影響，引起黑色不深、對比度差以及顯示變粗糙。此外，上述專利文獻1～8中并沒有關于水平光取向膜的記載，也沒有關于弱錨定會導致產生線狀缺陷的記載。

減少線狀缺陷這一技術問題，在以使用了取向限制力弱的水平光取向膜的液晶顯示裝置的量產化為目標時，重要性特別顯著，被認為是本發(fā)明的技術領域中新的技術問題。

例如，上述專利文獻9提供了使光透射率提高而不使灰度等級變化時的響應速度降低的液晶顯示裝置，但在專利文獻9的實施方式6-2中記載了由凹凸反射電極凹凸會導致產生取向不良，在實施摩擦處理時，凹凸面的底部的取向處理不充分。對此，提及通過在凹凸反射電極上形成聚合物層，能夠抑制因取向紊亂而產生向錯。但是，沒有能夠解決在使用了取向限制力弱的水平光取向膜的液晶顯示裝置中，由于在進行PS化處理時取向不良固定化而導致產生向錯的技術問題，相反，在PS化處理前產生的向錯，通過PS化處理，作為向錯被堅實地固定。非專利文獻1中記載的技術，針對在使用了水平光取向膜的液晶顯示裝置中，適當?shù)販p少由于進行PS化處理而在顯示像素內產生的向錯這一方面，還存在改善的余地。

本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)狀而完成的發(fā)明，其目的在于提供減少了在顯示像素內產生的線狀缺陷、顯示品質優(yōu)異的液晶顯示面板和液晶顯示裝置。

解決技術問題的技術手段

本發(fā)明的發(fā)明人進行了認真的研究，發(fā)現(xiàn)產生這種線狀缺陷的原因有三個。第一個原因是取向膜自身的錨定弱的情況。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)如果取向膜的錨定弱，則取向限制力變弱，團塊中的液晶分子容易從取向膜的取向處理方向偏離。即，作為解決方案，可以考慮增強取向膜自身的錨定強度的方法，但是水平光取向膜與摩擦用水平取向膜相比，通常錨定能量明顯小，因此改善水平光取向膜材料的特性這一途徑比較困難。第二個原因是液晶的彈性常數(shù)小的情況。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)如果彈性常數(shù)小，則液晶分子容易發(fā)生彈性變形，因此容易引起取向紊亂。線狀缺陷可以認為是展曲(Splay)變形和/或彎曲(Bend)變形構成的取向缺陷，因此認為展曲變形和彎曲變形的彈性常數(shù)大的液晶難以造成取向缺陷。第三個原因是間隔物的存在。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)線狀缺陷的始端/終端存在間隔物。例如，觀察到即使在從各向同性相相變至液晶相的瞬間產生了線狀缺陷，但在不存在間隔物的區(qū)域中線狀缺陷并不穩(wěn)定，有限的時間后消失。即，認為間隔物具有使線狀缺陷穩(wěn)定的作用，因此，研究使其不穩(wěn)定化的方法。

例如，觀察到即使在從各向同性相相變至液晶相的瞬間產生了線狀缺陷，但在不存在間隔物的區(qū)域中線狀缺陷并不穩(wěn)定，有限的時間后消失。即，認為間隔物具有使線狀缺陷穩(wěn)定的作用，因此，研究使其不穩(wěn)定化的方法。

并且，本發(fā)明的發(fā)明人找到了改善的方案。改善的方案有3個。第一個方案如下所述。用偏振顯微鏡詳細地分析線狀缺陷的液晶取向的結果是，液晶的變形方式主要由展曲(Splay)和彎曲(Bend)構成，在線狀缺陷的兩端、即珠粒等的間隔物周圍，展曲變形起主導作用，在線狀缺陷的中央部分，展曲變形和彎曲變形起主導作用。因此，提高取向變形的能量會使線狀缺陷不穩(wěn)定化，所以增大液晶的彈性常數(shù)K1(展曲)和/或K3(彎曲)是重要的。關于這一方面，通過日本特愿2011-051532號申請了專利。

第二個改善方案是，使水平取向膜的膜厚增厚。認為這是由于通過增大膜厚，感光間隔物裸露的區(qū)域減少，因而能夠使線狀缺陷不穩(wěn)定化。第三個改善方案是，在間隔物之間形成槽，將線狀缺陷封閉在槽上，利用BM等進行遮光。這樣一來，本發(fā)明的發(fā)明人想到根據該第二個和第三個改善方案能夠很好地解決上述技術問題的方案，完成了本發(fā)明。

即，本發(fā)明的第一方式是一種液晶顯示面板，其具備一對基板和被夾持在上述一對基板間的液晶層，上述一對基板中的至少一個基板具有光取向膜，上述光取向膜是使液晶分子相對于基板主面水平取向的膜，上述光取向膜的膜厚為50nm以上。

上述光取向膜是使液晶分子相對于基板主面水平取向的膜(本說明書中稱為水平光取向膜)。水平光取向膜只要是至少使靠近的液晶分子相對于上述水平光取向膜面實質上水平地取向的膜即可。

另外，本發(fā)明的第二方式是一種液晶顯示面板，其具備一對基板和被夾持在上述一對基板間的液晶層，上述一對基板中的至少一個基板具有光取向膜，上述光取向膜是使液晶分子相對于基板主面水平取向的膜，上述液晶顯示面板在一對基板間具有感光間隔物，上述感光間隔物被設置于上述一對基板中的至少一個基板，向液晶層側突出，上述一對基板中的至少一個基板是在上述感光間隔物間的至少一部分的區(qū)域中設置有槽的基板。

本發(fā)明的第一方式的情況和本發(fā)明的第二方式的情況，在存在產生線狀缺陷這樣的技術問題的結構中，都能夠很好地解決該技術問題，在這一方面，至少發(fā)明所具有的技術意義相同或者密切相關，可以說兩者具有相同或者相應的特定技術特征。

以下，關于本發(fā)明的第一方式和第二方式中共同的特征和它們的優(yōu)選特征進行詳細的記載。即，以下的特征只要能夠發(fā)揮本發(fā)明的效果，在上述本發(fā)明的第一方式和第二方式中都能夠適當?shù)貞谩?/p>

優(yōu)選上述一對基板中的至少一個基板還在上述水平光取向膜的液晶層側具有聚合物層。另外，上述水平光取向膜的膜厚更加優(yōu)選為85nm以上。特別優(yōu)選的是上述水平光取向膜的膜厚為125nm以上。通過增大膜厚，能夠使本發(fā)明的降低線缺陷的效果更加優(yōu)異。

另外，能夠使電壓保持率良好，抑制取向膜的缺損，使成品率良好。另外，水平光取向膜的膜厚優(yōu)選為200nm以下。由此，能夠充分地降低取向膜的涂敷(包含印刷、噴墨的任一種涂敷)不均。另外，能夠充分地防止殘留DC殘影。此外，水平光取向膜的膜厚能夠通過測定像素的開口部的膜厚而求得。在陣列基板或對置基板的膜厚根據基板的不同而不同的情況下、或在像素的開口部內不同的情況下，將膜厚最厚的部分作為水平光取向膜的膜厚。

上述間隔物可以是通過散布等配置的間隔物，優(yōu)選為設置在上述一對基板中的至少一個基板，向液晶層側突出的感光間隔物。預先設置在基板中的間隔物通常由樹脂構成，通過散布等而配置的間隔物通常由玻璃或塑料構成。上述間隔物優(yōu)選為設置在基板的由樹脂構成的間隔物。更優(yōu)選的是，上述樹脂為丙烯酸類樹脂的方式。間隔物的形狀例如能夠列舉圓柱、棱柱、截頭錐體、球等，優(yōu)選為圓柱、棱柱或截頭錐體。此外，間隔物也可以被上述水平光取向膜覆蓋。間隔物由水平光取向膜覆蓋，只要是間隔物的至少與液晶層接觸的部分(通常為側面部分)可以說是被水平光取向膜覆蓋即可。設置上述間隔物的基板優(yōu)選為對置基板(彩色濾光片基板)。例如，優(yōu)選設置間隔物的對置基板所具有的水平光取向膜的膜厚，大于沒有設置間隔物的薄膜晶體管陣列基板所具有的水平光取向膜的膜厚。

優(yōu)選上述感光間隔物的在底面(基板面)的直徑為14μm以下。由此，能夠更加充分地發(fā)揮本發(fā)明的效果。更加優(yōu)選的是12μm以下。所謂在底面的直徑如后文所述。

優(yōu)選本發(fā)明的液晶顯示面板所具備的一對基板中的至少一個基板是，例如從液晶層側起依次具有聚合物層和水平光取向膜的基板，本發(fā)明的液晶顯示面板所具備的一對基板中的另一個基板，從液晶層側起依次具有聚合物層、水平光取向膜和電極。在聚合物層與水平光取向膜之間、和/或水平光取向膜與電極之間也可以具有不同的層。此外，只要能發(fā)揮本發(fā)明的效果，也可以在聚合物層與水平光取向膜之間、和/或水平光取向膜與電極之間配置其他的層，但是通常聚合物層與水平光取向膜接觸。另外，優(yōu)選上述一對基板均具有水平光取向膜和聚合物層。并且，優(yōu)選上述一對基板中的至少一個基板包含線狀電極。

本發(fā)明的水平光取向膜優(yōu)選是具有使靠近的液晶分子在固定方向上取向的特性的取向膜，不僅該取向膜，也包括未被進行取向處理等而不具有取向特性的膜。即，本發(fā)明能夠適用于對原本不需要取向處理的高分子穩(wěn)定化BP(Blue Phase：藍相)型顯示裝置進行的用于擴展BP溫度域的高分子穩(wěn)定化處理、在PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal：聚合物分散液晶)型顯示裝置中使液晶層局部地高分子化的工序等多方面。即，只要是在液晶層中具有不僅用于防止殘影的PS化處理，而且用于由聚合性單體形成高分子所需要的用途的聚合物層的液晶顯示面板，都能夠應用本發(fā)明。作為實施取向處理的情況下的取向處理的方法，從本發(fā)明的作用效果更加顯著的方面、和能夠得到良好的視角特性的方面考慮，優(yōu)選光取向處理，但是也可以通過例如摩擦等實施取向處理。

上述水平光取向膜通過照射一定條件的光能夠實施對基板面內賦予取向特性的光取向處理。以下，將具有通過光取向處理能夠控制液晶的取向的性質的高分子膜稱為光取向膜。

從耐熱性的觀點考慮，構成上述水平光取向膜的聚合物優(yōu)選為聚硅氧烷、聚酰胺酸或聚酰亞胺。

上述光取向膜是指，具有通過偏振光或者無偏振光的照射使膜中產生各向異性，使液晶產生取向限制力的性質的高分子膜。更優(yōu)選的方式是，上述水平光取向膜是通過紫外線、可見光或這兩者來進行光取向處理的光取向膜。通過光取向膜對液晶分子賦予的預傾角的大小能夠通過光的種類、光的照射時間、照射方向、照射強度、光官能團的種類等進行調節(jié)。此外，通過形成上述聚合物層，取向被固定，因此在制造工序后，不需要防止紫外線或可見光入射到液晶層，制造工序的選擇范圍變寬。此外，在基板法線方向或傾斜方向上用p偏振光對具有與照射偏振光垂直地取向的性質的水平光取向膜進行照射的情況下，預傾角成為0°。

上述光活性材料優(yōu)選為光取向膜材料。光取向膜材料只要具有上述性質，可以是單一的高分子，也可以是含有其他分子的混合物。例如，也可以是在包含能夠光取向的官能團的高分子中，含有添加劑等的其他低分子、或光鈍化的其他高分子的方式。光取向膜材料選擇發(fā)生光分解反應、光異構化型反應或者光二聚化型反應的材料。與光分解反應相比，光異構化型反應和光二聚化型反應通常波長長且以少的照射量就能夠實現(xiàn)取向，因此量產性優(yōu)異。發(fā)生光異構化型反應或者光二聚化型反應的代表性材料為偶氮苯衍生物、肉桂酰衍生物、查爾酮衍生物、肉桂酸酯衍生物、香豆素衍生物、二芳基乙烯衍生物、二苯乙烯衍生物和蒽衍生物。上述光異構化型或光二聚化型的材料優(yōu)選為肉桂酸酯基或其衍生物。在這些官能團中包含的苯環(huán)也可以是雜環(huán)。發(fā)生光分解反應的代表性材料為在重復單元中含有環(huán)丁烷骨架的材料，例如可舉例包含環(huán)丁烷環(huán)的聚酰亞胺。

上述水平光取向膜也可以是被從上述液晶單元的外側照射了紫外線的水平光取向膜。在該情況下，上述水平光取向膜通過光取向處理而形成，并且上述聚合物層通過光聚合而形成的情況下，優(yōu)選它們可以使用相同的光同時形成。由此能夠得到制造效率高的液晶顯示面板。

本發(fā)明的聚合物層優(yōu)選是使上述液晶層中添加的單體聚合而形成的層，換言之，優(yōu)選為上述的PS層。在對水平光取向膜進行光照射時的從取向膜向單體的激發(fā)能量的傳遞，相比于垂直取向膜，在水平取向膜中更高效地進行，因此在本發(fā)明中能夠形成更加穩(wěn)定的PS層。PS層通常對靠近的液晶分子進行取向控制。上述單體的聚合性官能團優(yōu)選為選自丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、乙烯基、乙烯氧基和環(huán)氧基中的至少一種。其中，更優(yōu)選的是丙烯酸酯基和/或甲基丙烯酸酯基。這樣的聚合性官能團的自由基生成概率高，有利于制造上縮短生產節(jié)拍。另外，單體優(yōu)選至少具有2個聚合性官能團。這是因為聚合性官能團的數(shù)量越多反應效率越高。并且，單體中的聚合性官能團的優(yōu)選的上限值為4個。由此，能夠使分子量充分小，使單體容易溶解于液晶。另外，上述單體優(yōu)選為通過光的照射開始聚合反應(光聚合)的單體、或者通過加熱開始聚合反應(熱聚合)的單體。即，上述聚合物層優(yōu)選為通過光聚合形成的、或者通過熱聚合形成的層。尤其優(yōu)選光聚合，由此，能夠在常溫中且容易地開始聚合反應。在光聚合中使用的光優(yōu)選為紫外線、可見光或者該兩者。

在本發(fā)明中，用于形成PS層的聚合反應并沒有特別的限定，可以是雙官能團的單體生成新鍵的同時階段性地進行高分子量化的逐步聚合，也可以是單體逐次地與由少量的催化劑(引發(fā)劑)產生的活性種結合，連鎖地生長的連鎖聚合。作為上述逐步聚合，能夠舉例縮合聚合、加成聚合等。作為上述自由基共聚合，能夠舉例自由基聚合、離子聚合(陰離子聚合、陽離子聚合等)等。

作為上述聚合物層，能夠提高進行了取向處理的水平光取向膜的取向限制力，減少顯示的殘影的產生。另外，在對液晶層施加閾值以上的電壓，在液晶分子預傾斜取向的狀態(tài)下使單體聚合，形成聚合物層的情況下，上述聚合物層形成為具有使液晶分子預傾斜的構造。

本發(fā)明的液晶顯示面板具備的一對基板是用于夾持液晶層的基板，例如以玻璃、樹脂等的絕緣基板為母體，在絕緣基板上形成配線、電極、彩色濾光片等而制成。

在本發(fā)明中，包含在液晶層中的液晶分子也可以混合存在多種液晶分子。為了確保可靠性、提高響應速度、調整液晶相溫度域、其他彈性常數(shù)、介電常數(shù)各向異性和折射率各向異性中的至少一個目的，也能夠將液晶層為多種液晶分子的混合物。在包含于液晶層中的液晶分子為混合有多種液晶分子的情況下，液晶分子作為整體必須滿足上述的本發(fā)明的關于彈性常數(shù)的特征。另外，上述液晶層所含有的液晶分子可以是具有正的介電常數(shù)各向異性的分子(正型)和具有負的介電常數(shù)各向異性的分子(負型)中的任一種。

上述液晶層的取向類型優(yōu)選為能夠使用水平取向膜的型，例如優(yōu)選IPS(In-plane Switching：面內開關)型、FFS(Fringe Field Switching：邊緣場開關)型、OCB(Optically Compensated Birefringence：光學補償雙折射)型、TN(Twisted Nematic：扭轉向列)型、STN(Super Twisted Nematic：超扭轉向列)型、FLC(Ferroelectrics Liquid Crystal：強介電性液晶)型、AFLC(Anti-Ferroelectrics Liquid Crystal：反強介電性液晶)型、PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal：高分子分散液晶)型或PNLC(Polymer Network Liquid Crystal：聚合物網絡液晶)型。更優(yōu)選的是IPS型、FFS型、FLC型或AFLC型，進一步優(yōu)選的是IPS型或FFS型。另外，上述取向類型也適用于不需要形成取向膜的藍相(Blue Phase)型。并且，上述取向類型也適用于為了改善視野角特性，而在上述一對基板中的至少一個基板形成有多晶疇構造的方式。作為多晶疇構造是指，在無電壓施加或者施加電壓的任一情況下、或者該兩種情況下，液晶分子的取向方式(OCB中的彎曲方向、TN和STN中的扭轉方向)或者取向方向不同的區(qū)域存在多個的構造。為了實現(xiàn)多晶疇構造，需要積極地進行將電極圖案化為適當?shù)男螒B(tài)、或在對光活性材料進行光照射時使用光掩模等這樣的處理，或者進行這兩種處理。

本發(fā)明如上所述能夠適當?shù)貞糜贗PS型或FFS型等的視野角優(yōu)異的顯示裝置。在醫(yī)療用監(jiān)視器、電子書、智能手機等的用途中需求視野角良好的技術。

上述感光間隔物規(guī)則地設置在液晶顯示面板的非顯示區(qū)域中，在上述感光間隔物之間的至少一部分區(qū)域中的液晶層，優(yōu)選比液晶顯示面板的顯示區(qū)域的液晶層厚。例如，優(yōu)選上述一對基板中的至少一個基板為在上述感光間隔物之間的至少一部分區(qū)域中設置有槽的基板。像這樣通過以將相鄰的感光間隔物之間的液晶層增厚的方式形成槽，線狀缺陷以沿著感光間隔物之間的槽(黑矩陣之下)的方式形成，能夠減少在顯示像素內產生的線狀缺陷。認為這是由于：1)線狀缺陷的彈性能量密度在槽上減少；2)水平光取向膜流入所形成的槽中，由此槽的水平光取向膜的取向膜表面的平坦性降低，因此槽的取向膜的錨定(Anchoring)能量減少，線狀缺陷穩(wěn)定地存在于槽上。此外，槽不僅可以形成在形成有感光間隔物的基板，也可以形成于相對的基板。

上述槽優(yōu)選為接觸孔，在槽的側面和底面形成有電極，上述接觸孔用于將存在于形成有槽的層間絕緣膜的上層的電極和存在于該層間絕緣膜的下層的電極同電位地連接。通過像這樣配置接觸孔，相鄰的感光間隔物之間的配置有接觸孔的部位成為比有源區(qū)域厚的液晶層，線狀缺陷被拉至感光間隔物間的接觸孔配置部位(黑矩陣之下)，能夠降低顯示像素內產生的線狀缺陷。

本發(fā)明還提供一種液晶顯示面板，該液晶顯示面板具備一對基板和被夾持在該一對基板間的液晶層，上述一對基板中的至少一個基板，從液晶層側起依次具有聚合物層和水平光取向膜，設置有多個感光間隔物，在該感光間隔物間的至少一部分的區(qū)域中設置有槽。本發(fā)明的液晶顯示面板的其它的各構成部件與上述本發(fā)明的液晶顯示面板的各構成部件相同，其優(yōu)選的方式也與本發(fā)明的上述本發(fā)明的液晶顯示面板的優(yōu)選方式相同。

本發(fā)明還提供具備本發(fā)明的液晶顯示面板的液晶顯示裝置。本發(fā)明的液晶顯示裝置的液晶顯示面板的優(yōu)選的方式，與本發(fā)明的液晶顯示面板的優(yōu)選的方式相同。本發(fā)明的優(yōu)選方式之一是，本發(fā)明的液晶顯示裝置為IPS型液晶顯示裝置。另外，本發(fā)明的液晶顯示裝置為FFS型液晶顯示裝置也是本發(fā)明的優(yōu)選的方式之一。此外，IPS型液晶顯示裝置通常是，在一對基板中的一個基板上，當俯視基板主面時相對地設置有2種電極的橫電場方式的液晶顯示裝置。另外，F(xiàn)FS型液晶顯示裝置通常是，在一對基板中的一個基板上，設置有面狀的電極和與該面狀的電極隔著絕緣配置在另一層的狹縫電極的邊緣電場方式的液晶顯示裝置。在實施方式中對兩液晶顯示裝置進行更加詳細的敘述。

本發(fā)明的液晶顯示面板和液晶顯示裝置的結構，只要必須形成有以上這樣的構成要素，并不被其他的構成要素所特別限定，能夠適當?shù)貞迷谝壕э@示面板和液晶顯示裝置中通常使用的其它的結構。

上述各方式在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內能夠適當?shù)亟M合。

發(fā)明效果

依據本發(fā)明，能夠得到減少在顯示像素內產生的線狀缺陷、顯示品質優(yōu)異的液晶顯示面板和液晶顯示裝置。另外，將本發(fā)明適用于具有光取向膜的、IPS型或FFS型等的液晶顯示裝置中的情況下，充分利用光取向膜的特征，形成視野角良好的顯示裝置，并且能夠一并發(fā)揮減少線狀缺陷的效果。

附圖說明

圖1是表示實施方式1的液晶顯示面板的剖面示意圖。

圖2是表示實施方式1的液晶顯示面板的間隔物的剖面示意圖。

圖3是表示實施方式1的具有狹縫的電極的俯視示意圖。

圖4是表示實施方式1的對置基板的俯視示意圖。

圖5是表示實施方式1的剛涂敷聚酰亞胺后、預燒制前的間隔物的剖面示意圖。

圖6是表示實施方式1的預燒制后的間隔物的剖面示意圖。

圖7是表示實施方式1的柵格狀的黑矩陣和感光間隔物的俯視示意圖。

圖8是沿著圖7的A-B線的剖面示意圖。

圖9是使本實施方式的感光間隔物的直徑發(fā)生了變化的剖面示意圖。

圖10是表示實施方式9的柵格狀的黑矩陣、感光間隔物和槽的俯視示意圖。

圖11是表示沿圖10的C-D線的剖面示意圖。

圖12是表示實施方式9的液晶顯示面板的顯示部的照片。

圖13是表示實施方式10的柵格狀的黑矩陣、感光間隔物和接觸孔的俯視示意圖。

圖14是表示本實施方式的變形例的液晶顯示面板的剖面示意圖。

圖15是表示本實施方式的變形例的一對梳齒電極的俯視示意圖。

圖16是表示產生了線狀缺陷的液晶顯示面板的有源區(qū)域的照片。

具體實施方式

在下文中揭示實施方式，參照附圖對本發(fā)明進行更加詳細的說明，但是本發(fā)明并不限定于這些實施方式。在本說明書中，所謂像素，如果沒有特別的說明，可以是圖像元素(子像素)。另外，也將配置薄膜晶體管元件的基板稱為TFT基板，將彩色濾光片基板稱為CF基板。在本實施方式中，線狀缺陷的測定是通過使用偏光顯微鏡觀察所制作的面板的全部像素來進行的。此外，在各實施方式中，只要沒有特別說明，對于發(fā)揮同樣功能的部件和部分除了變更百位上的數(shù)字以外，標注相同的附圖標記。另外，在本申請說明書中，“以上”、“以下”是包含該數(shù)值的范圍。即，“以上”是指不少于(大于等于該數(shù)值)的意思。

實施方式1

圖1是表示實施方式1的液晶顯示面板的剖面示意圖。如圖1所示，實施方式1的液晶顯示面板包括：TFT基板(陣列基板)10；對置基板(CF基板)20；和被夾持在該一對基板間的液晶層30。TFT基板10具有以玻璃等為材料的絕緣性的透明基板15。另外，上層具有具備狹縫的電極12，下層具有下層電極14。具有狹縫的電極12與下層電極14之間存在絕緣層13。此外，通常上層的具有狹縫的電極12為信號電極，下層電極14為共用電極。另外，上層的電極，也可以例如使用一對梳齒電極來代替具有狹縫的電極。對置基板20具備：以玻璃等為材料的絕緣性的透明基板25；和在透明基板25上形成的彩色濾光片(未圖示)、黑矩陣(未圖示)。并且，根據需要也可以具備共用電極等。例如，如實施方式1所示在FFS模式的情況下，如圖1所示那樣僅在TFT基板10形成電極(狹縫電極12和面狀電極14)，本發(fā)明也能夠適用于其它模式，在此情況下，根據需要可以在TFT基板10和對置基板20均形成電極。

另外，TFT基板10具備取向膜(水平光取向膜)16，對置基板20也還具備取向膜(水平光取向膜)26d。取向膜16、26d是以聚酰亞胺、聚酰胺、聚乙烯、聚硅氧烷等為主成分的膜，通過形成取向膜，能夠使液晶分子在固定方向上取向。上述水平光取向膜優(yōu)選含有能夠進行光異構化型或者光二聚化型的光反應的官能團。更優(yōu)選含有光異構化的官能團。上述光異構化的官能團能夠列舉例如肉桂酸酯基、偶氮基、查耳酮基、二苯乙烯基，其中，尤其優(yōu)選含有肉桂酸酯基，換言之，上述水平光取向膜尤其優(yōu)選含有具有肉桂酸酯衍生物的官能團。

TFT基板10具備的取向膜16的膜厚在有源區(qū)域中為75nm。對置基板20具備的取向膜26d的膜厚在有源區(qū)域中為85nm。像這樣，通過使對置基板20具備的取向膜26d的膜厚較厚，如后文所述感光間隔物29裸露的區(qū)域變小，能夠使線狀缺陷不穩(wěn)定化。另外，形成在對置基板20側的感光間隔物29的直徑在底部(底面)為12μm。

在PS聚合工序前，在液晶層30中存在聚合性單體。并且通過PS聚合工序，聚合性單體開始聚合，如圖1所示，在取向膜16、26d上形成PS層17、27，使取向膜16、26所具有的取向限制力提高。此外，如圖1所示，通常在感光間隔物周圍幾乎沒有附著取向膜16。

PS層17、27能夠通過將包含液晶材料和聚合性單體的液晶組成物注入到TFT基板10與對置基板20之間，對液晶層30進行一定量的光的照射或者進行加熱，使聚合性單體聚合而形成。此外，這時，通過在對液晶層30無施加電壓的狀態(tài)、或者施加了小于閾值的電壓的狀態(tài)下進行聚合，形成具有沿著液晶分子的初期取向的形狀的PS層17、27，因此能夠得到取向穩(wěn)定性更高的PS層17、27。此外，在液晶組成物中可以根據需要添加聚合開始劑。

實施方式1的液晶顯示面板通過從液晶顯示裝置的背面?zhèn)认蛴^察面?zhèn)纫来螌盈BTFT基板10、液晶層30和對置基板20而構成。在TFT基板10的背面?zhèn)群蛯χ没?0的觀察面?zhèn)仍O置有直線偏光板18、28。也可以在這些直線偏光板18、28上進一步配置相位差板，構成圓偏光板。

此外，實施方式1的液晶顯示面板，代替在對置基板設置彩色濾光片，也可以是設置于TFT基板10的陣列上彩色濾光片(Color Filter On Array)的方式。另外，實施方式1的液晶顯示面板也可以是單色顯示或者場序彩色顯示(field sequential color)方式，在此情況下，不需要配置彩色濾光片。

在液晶層30中填充有具有通過被施加一定電壓而在指定的方向上取向的特性的液晶材料。通過施加閾值以上的電壓，控制液晶層30內的液晶分子的取向性。

此外，在圖1中示出取向膜26d、PS層27完全將感光間隔物覆蓋，但是實際上，如后文所述，取向膜26d、PS層27并沒有完全將感光間隔物覆蓋，在感光間隔物的側面部分存在感光間隔物裸露的部分。圖2是表示實施方式1的液晶顯示面板的間隔物的剖面示意圖。感光間隔物29形成為楔形形狀(前端細的形狀)，因此當俯視基板主面時，如果聚酰亞胺等的取向膜26d的膜厚變厚，則感光間隔物29裸露的區(qū)域減少。由此，能夠使線狀缺陷不穩(wěn)定化、使線狀缺陷減少。

圖3是表示實施方式1的具有狹縫的電極的俯視示意圖。如圖3所示，具有狹縫的電極12的狹縫部分與電極的線狀部分相互大致平行地延伸，并且分別形成為直線狀。在圖3中，照射紫外線偏振方向從電極長邊方向傾斜10°。圖3的兩箭頭表示照射偏振方向(使用負型液晶分子的情況)。由于實施方式1的像素為2晶疇，因此狹縫如圖6所示折曲。作為電極的材料，使用ITO(Indium Tin Oxide：氧化銦錫)。另外，除此以外也能夠使用IZO(Indium Zinc Oxide：氧化銦鋅)等公知的材料。

圖4是表示實施方式1的對置基板(CF基板)的俯視示意圖。間隔物29配置在柵格上的BM(Black Matrix：黑矩陣)的柵格點上。這樣的間隔物29在透射光中不能被觀察到(圖4是在反射光中觀察的圖)。

以下，表示實際制作實施方式1的液晶顯示面板的例子。

準備大小為10英寸的具有FFS結構的IGZO-TFT基板以及作為對置基板的彩色濾光片，在各個基板上通過旋涂法涂敷聚乙烯醇肉桂酸酯(Polyvinyl cinnamate)溶液。此外，作為IGZO-TFT基板是使用了銦鎵鋅復合氧化物作為半導體的薄膜晶體管陣列基板。另外，上層的具有狹縫的電極的電極寬度L為3μm，電極間距離(狹縫寬度)S為5μm(L/S＝3μm/5μm)。聚乙烯醇肉桂酸酯溶液是通過在將N-甲基-2-吡咯烷酮和乙二醇單丁醚等量混合而成的溶劑中溶入3重量％的聚乙烯醇肉桂酸酯而調制成的。在旋涂涂敷之后，在100℃下進行1分鐘預干燥，在吹送氮氣的同時在215℃下對取向膜進行40分鐘燒制。

圖5是表示實施方式1的在緊接聚酰亞胺的涂敷后、預燒制之前的間隔物的剖面示意圖。圖6是表示實施方式1的預燒制后的間隔物的剖面示意圖。如圖6的虛線包圍的部分所示，通過升高預燒制溫度，容易在間隔物的前端部分(細的部分)殘留聚酰亞胺等的取向膜。由此，感光間隔物裸露的區(qū)域的面積減少，能夠使線狀缺陷不穩(wěn)定化。

如上所述，作為TFT側的最上層的透明電極上的取向膜的膜厚，在有源區(qū)域中為75nm。另外，CF側的取向膜的膜厚在有源區(qū)域中為85nm。在CF側形成的感光間隔物的直徑，在底部(底面)為12μm。

對PS的底部直徑(在底部(底面)的直徑)進行說明。圖7是表示實施方式1的柵格狀的黑矩陣BM和感光間隔物229的俯視示意圖。圖8是沿圖7的A-B線的剖面示意圖。在黑矩陣BM上有平坦化膜222等，在平坦化膜222等之上具有聚酰亞胺等的取向膜226d。PS的底部直徑為取向膜226d的與液晶層相反的一側的面上的直徑，用d_B表示。

圖9是本實施方式的使底部的感光間隔物直徑變化的剖面示意圖。圖9中示出感光間隔物直徑d_BW大的感光間隔物229W和感光間隔物直徑d_BN小的感光間隔物229N。在感光間隔物直徑d_BN小的感光間隔物229N，PS裸露的區(qū)域減少。此外，感光間隔物的側面的傾率，在實際的制造時難以控制，此外，也因材質而不同，但通常為40°～50°程度。

作為液晶取向處理，從基板法線方向對這些基板照射了波長313nm、5J/cm²的直線偏振紫外線。由ITO形成的電極狹縫方向與偏振方向所成的角為10°。

接著，使用網版在TFT基板上印刷了熱固化性密封材料(HC1413FP：三井化學公司制造)。感光間隔物高度設定成使有源區(qū)域的液晶層的厚度為3.5μm。將該兩種基板以使所照射的紫外線相對于所有基板的偏振方向一致的方式貼合。接著，對所貼合的基板以0.5kgf/cm²進行加壓的同時，將該所貼合的基板在進行了氮氣清洗(通氮氣)的爐中在130℃下進行60分鐘加熱，使密封材料固化。

在真空下對通過以上的方法制作的面板注入液晶。在本實施方式中作為液晶，使用在MLC-6610(默克公司制造)100重量％中添加有5重量％的液晶性分子反式-4-丙基-4′-乙烯基-1,1′-雙環(huán)己烷，并且作為聚合性添加劑添加有1重量％的聯(lián)苯基-4,4′-二基雙(2-甲基丙烯酸酯)的物質。注入有液晶的單元的注入口用環(huán)氧類粘接劑(Araldite AR-S30；米其邦公司制造)密封。另外，這時，為了使液晶取向不因外部情況而混亂，將電極間短路，對玻璃表面也進行了除電處理。接著，為了消除液晶的流動取向，再現(xiàn)量產時的ODF(One Drop Fill；液晶滴注)工序的密封材料固化，而將面板在130℃進行40分鐘加熱，使液晶為各向同性相，進行再取向處理。由此，得到在與對取向膜進行照射的紫外線的偏振方向垂直的方向上單軸取向的FFS液晶面板。以上均在黃色熒光燈下操作，使液晶面板不被曝露于來自熒光燈的紫外線。

并且，在緊接PS處理之前在130℃下進行40分鐘加熱，細致地進行面板的除電處理。此后，為了對該面板進行PS處理，用紫外線燈(東芝公司制造的燈：FHF32BLB)照射了1.5J/cm²的紫外線。由此，進行聯(lián)苯基-4,4′-二基雙(2-甲基丙烯酸酯)的聚合。通過上述的方法制作4個同樣的液晶面板，產生線狀缺陷的面板僅有1個。

具備上述實施方式1的液晶顯示面板的液晶顯示裝置，還能夠適當?shù)鼐邆渫ǔ５囊壕э@示裝置所具備的部件(例如，背光源等的光源等)。實施方式1的液晶顯示裝置能夠適當?shù)貞糜赥V面板、數(shù)字看板、醫(yī)療用監(jiān)視器、電子書、PC用監(jiān)視器、便攜終端用面板等。后述的實施方式的眼睛顯示面板也同樣。

實施方式1的液晶顯示裝置可以是透射型、反射型和反射透射兩用型的任一種。如果是透射型或者反射透射兩用型，則實施方式1的液晶顯示裝置具備背光源。背光源配置在液晶單元的背面?zhèn)?，以使光依次透射TFT基板10、液晶層30和對置基板20的方式配置。如果是反射型或者反射透射兩用型，則TFT基板10具備用于反射外部光的反射板。另外，至少在將反射光作為顯示使用的區(qū)域中，對置基板20的偏振板需為圓偏振板。

分解實施方式1的液晶顯示裝置，將回收的液晶封入單元中，彈性常數(shù)能夠利用東陽特克尼卡(TOYO Corporation)公司制造的EC-1型測定。測定溫度為20℃。另外，進行利用了氣相色譜-質譜聯(lián)用法(GC-MS：Gas Chromatograph Mass Spectrometry)、飛行時間質譜法(TOF-SIMS：Time-of-Fright Mass Spectrometry)等的化學分析，由此能夠進行水平取向膜的成分的分析、聚合物層的成分的分析等。并且利用STEM(Scanning Transmission Electron Microscope：掃描型透射電子顯微鏡)、SEM(Scanning Electron Microscope：掃描型電子顯微鏡)等顯微鏡觀察，能夠確認取向膜、包含PS層的液晶單元的剖面形狀。

實施方式2

在實施方式2中，除了將CF基板側的取向膜的膜厚在有源區(qū)域中形成為50nm以外，與實施方式1相同。除此之外，用于與實施方式1同樣的方法制作4個液晶顯示面板，產生了線狀缺陷的面板為2個。

實施方式3

在實施方式3中，除了將CF基板側的取向膜的膜厚在有源區(qū)域中形成為125nm以外，與實施方式1相同。除此之外，用與實施方式1同樣的方法制作4個液晶顯示面板，產生了線狀缺陷的面板為0個。

實施方式4

在實施方式4中，除了將取向膜的燒制溫度從215℃改變?yōu)?00℃以外，與實施方式1相同。除此之外，用與實施方式1同樣的方法制作4個液晶顯示面板，產生了線狀缺陷的面板為2個。

實施方式5

在實施方式5中，除了將取向膜預干燥溫度從100℃改變?yōu)?0℃以外，與實施方式1相同。除此之外，用與實施方式1同樣的方法制作4個液晶顯示面板，產生了線狀缺陷的面板為2個。

實施方式6

在實施方式6中，除了使在CF基板側形成的感光間隔物的直徑在底部(底面)從12μm改變?yōu)?4μm以外，與實施方式1相同。除此之外，用與實施方式1同樣的方法制作8個液晶顯示面板，產生了線狀缺陷的面板為4個。

實施方式7

在實施方式7中，除了使在CF基板側形成的感光間隔物的直徑在底部(底面)從12μm改變?yōu)?7μm以外，與實施方式1相同。除此之外，用與實施方式1同樣的方法制作8個液晶顯示面板，產生了線狀缺陷的面板為5個。

實施方式8

在實施方式8中，除了使在CF基板側形成的感光間隔物的直徑在底部(底面)從12μm改變?yōu)?μm以外，與實施方式1相同。除此之外，用與實施方式1同樣的方法制作8個液晶顯示面板，產生了線狀缺陷的面板為1個。

作為本發(fā)明的發(fā)明點，可列舉：(1)優(yōu)選感光間隔物形成側基板的取向膜的膜厚為125nm以上(實施方式1～3)；(2)優(yōu)選將取向膜的燒制溫度提高至215℃以上(可以認為取向限制力增加)(實施方式1、4)；(3)優(yōu)選將取向膜的預干燥溫度提高至100℃以上(通過使溶劑瞬時揮發(fā)，能夠防止取向膜從感光間隔物向下流)(實施方式1、5)；(4)特別優(yōu)選感光間隔物的直徑為12μm以下(無取向區(qū)域減少，不容易產生向錯)(實施方式1、6～8)。

感光間隔物形成側基板的取向膜的膜厚為50nm以上，優(yōu)選為85nm以上，更優(yōu)選為125nm以上。由此，能夠更加顯著地發(fā)揮本發(fā)明的效果，并且使電壓保持率良好，另外，能夠抑制取向膜的缺損的產生，使成品率提高。另外，感光間隔物形成側基板的取向膜的膜厚優(yōu)選為200nm以下，由此，能夠充分減小取向膜的涂敷(包括印刷、噴墨中的任一種涂敷)不均勻。另外，能夠防止殘留DC殘影。

實施方式9

實施方式9是用于解決線狀缺陷突出至有源區(qū)域(未被遮光的顯示區(qū)域)的技術問題的實施方式。即，著眼于通過將向錯封閉在BM下來降低在顯示像素內產生的線狀缺陷，想到在感光間隔物-感光間隔物之間形成槽，從而解決了上述技術問題。通過將上述實施方式的結構與在感光間隔物-感光間隔物之間形成槽的結構組合，能夠顯著地發(fā)揮減小在顯示像素中產生的線狀缺陷的效果。此外，即使不將取向膜的膜厚形成為50nm以上，只要在感光間隔物-感光間隔物之間形成槽，也能夠發(fā)揮減小線狀缺陷的效果。

相對于液晶層的厚度為3.5μm的有源區(qū)域，在感光間隔物-感光間隔物之間(沿著柵極配線的感光間隔物與感光間隔物之間)的液晶層的厚度為2.5μm的液晶顯示面板的線狀缺陷(向錯)，如圖16所示，突出至有源區(qū)域。認為這是由于液晶層厚越厚，彈性變形能量密度變得越小，因此作為液晶的取向變形的線狀缺陷會避開能量方面不利的感光間隔物-感光間隔物之間。如果這個假設成立，則線狀缺陷在液晶層厚的部位穩(wěn)定化，因此只要在感光間隔物-感光間隔物之間形成槽即可。

圖10是表示實施方式9的柵格狀的黑矩陣、感光間隔物和槽的俯視示意圖。圖11是表示沿圖10的C-D線的剖面示意圖。例如可以在TFT基板的層間絕緣膜(JAS)形成槽，也可以在CF側的平坦化膜(OC)形成槽。在圖10和圖11中，示出了在沿著柵極總線的感光間隔物與感光間隔物之間，在平坦化膜322形成有深度2μm的槽的情況。這時，槽的部分的液晶層的厚度為3.5μm。實施方式9的其他結構與實施方式1的結構相同。

圖12是表示實施方式9的液晶顯示面板的顯示部的照片，是用在平坦化膜形成有深度2μm的槽的彩色濾光片(CF)和毛坯玻璃(blank glass)制作液晶單元，用反射偏振顯微鏡拍攝到的照片。向錯334沿著感光間隔物-感光間隔物之間，在BM之下存在向錯334，因此，通過透射光不能觀察到向錯。此外，在本實施方式中，在沿著柵極總線的感光間隔物之間設置有槽，但也可以在沿著源極總線的感光間隔物之間設置槽。

實施方式10

圖13是表示實施方式10的柵格狀的黑矩陣、感光間隔物和接觸孔的俯視示意圖。

在實施方式10中，在沿著柵極總線G的感光間隔物429a與感光間隔物429b之間、沿著柵極總線G的感光間隔物429c與感光間隔物429d之間，分別在IGZO-TFT基板側形成有接觸孔(CH)。CH是本說明書中的槽的一種，該CH在側面和底面形成有電極，用于將在形成有CH的層間絕緣膜的上層存在的電極和在該層間絕緣膜的下層存在的電極同電位地連接。CH的深度為2μm。相對于有源區(qū)域的液晶層厚3.5μm，CH部的液晶層厚為4.0μm，CH部的取向膜的膜厚為500nm。例如，感光間隔物429c與感光間隔物429d之間的線狀缺陷434被拉至液晶層厚的CH，隱藏在BM之下，線狀缺陷不會被觀察到。此外，本實施方式中，在沿著柵極總線G的感光間隔物之間設置有CH，但也可以在沿著源極總線S的感光間隔物之間設置CH。

在實施方式10中，感光間隔物直徑為14μm，柵極方向像素間距為30μm，接觸孔直徑為8μm。在能夠顯著地發(fā)揮本發(fā)明的效果方面，優(yōu)選柵極方向像素間距為40μm。另外，優(yōu)選接觸孔直徑為3～10μm。實施方式10的其他結構與實施方式1的結構相同。

本實施方式的變形例

圖14是表示本實施方式的變形例的液晶顯示面板的剖面示意圖。圖15是表示本實施方式的變形例的一對梳齒電極的俯視示意圖。本實施方式的變形例涉及IPS型的液晶顯示面板。

在圖14中，TFT基板(陣列基板)510具有以玻璃等為材料的絕緣性的透明基板515，并且，具備在透明基板515上形成的信號電極511(信號電極)、共用電極512、各種配線、TFT等。例如，如本實施方式的變形例所示，為IPS模式的情況下，如圖14所示，僅在TFT基板510形成一對梳齒電極513(信號電極511和共用電極512)。

一對梳齒電極513，如圖15所示，信號電極511和共用電極512相互大致平行地延伸，且分別彎曲地形成。由此，施加電場時的電場矢量與電極的長度方向大致正交，因此形成多晶疇構造，能夠得到良好的視野角特性。圖15的兩箭頭，與圖3的上述內容同樣，表示照射偏振方向(使用負型液晶分子的情況)。

本實施方式的變形例的其他結構，可以形成為與上述各實施方式的結構相同的結構。在這樣的IPS構造的液晶顯示面板中，能夠發(fā)揮本發(fā)明的有益效果。另外，在FLC構造、AFLC構造等的其他液晶顯示面板中也能夠適用本發(fā)明。

在上述實施方式1～9等的PS-FFS模式(被PS化處理后的FFS模式)的液晶顯示裝置、本實施方式的變形例的PS-IPS模式(被PS化處理后的IPS模式)的液晶顯示裝置中，相比于摩擦，通過光取向使液晶分子取向能夠抑制取向不均和粉塵的產生，因此優(yōu)選。另外，摩擦使液晶產生預傾斜，與此不同，光取向不會使液晶產生預傾斜，視野角特性良好，故而優(yōu)選。但是，由于通常水平光取向膜的取向限制力弱，因此殘影現(xiàn)象嚴重，難以量產化(這里，所謂水平光取向膜是指上述的既是水平取向膜又是光取向膜的膜，使液晶分子實質上與基板平行地取向，具有通過光照射在取向膜分子內引起光異構化、光二聚化、光分解的官能團，進而通過照射偏振光能夠使液晶分子取向的取向膜)。因此，本發(fā)明的發(fā)明人通過進行PS(Polymer Sustained：聚合物穩(wěn)定化)處理解決了上述問題。但是，因為水平光取向膜的取向限制力弱，因而成為產生線狀缺陷的原因。本發(fā)明的發(fā)明人通過將液晶的取向方向選擇為適當?shù)姆较颍纱撕芎玫亟鉀Q了該問題?？梢哉f本發(fā)明還提供了實現(xiàn)光取向IPS的非常簡單的方法。

另外，作為實際的使用方式，在曝露于可見光的使用用途(例如，液晶TV等)中，作為光取向膜的取向處理中使用的光要盡可能避免可見光，但是在上述實施方式中通過進行PS處理，取向膜的表面由PS層覆蓋，取向被固定化，因此具有以下的優(yōu)點：作為光取向膜的材料，可以使用在靈敏度波長中包括可見光區(qū)域的材料。

并且，在光取向膜的材料的靈敏度波長中包括紫外光區(qū)域的情況下，考慮到為了阻擋來自背光源和周圍環(huán)境的微弱紫外線，需要設置紫外線吸收層，可以舉出不再需要通過PS化設置紫外線吸收層的優(yōu)點。

并且，在利用紫外線進行PS處理的情況下，紫外線照射液晶，有可能導致電壓保持率(VHR)降低，如上述實施方式所示，通過高效地進行PS化，能夠縮短紫外線照射時間，因此也能夠避免電壓保持率的降低。

另外，由于殘影得到改善，也能夠減少PS照射量(時間)。在液晶顯示面板的生產中，通過減少照射量(時間)，使生產量提高。另外，能夠使照射裝置更小型，由此也削減了投資金額。

以上，上述實施方式的光取向處理的直線偏振紫外線照射在將一對基板貼合前進行，但也可以在將一對基板貼合之后從液晶單元的外側進行光取向處理。光取向處理是在注入液晶之前還是之后都可以。但是，在注入液晶之后進行光取向處理的直線偏振紫外線照射的情況下，能夠同時進行光取向處理和PS工序，具有能夠縮短工序的優(yōu)點。

本實施方式的上述聚合物層也可以是將通過可見光的照射進行聚合的聚合物聚合而形成的層。此外，通過確認本發(fā)明的聚合物層中的單體單元(monomeric unit)的分子結構，能夠確認用于形成本發(fā)明的聚合物層的單體。

上述聚合物層優(yōu)選是將通過光照射而進行聚合的聚合物聚合而形成的層。其中，上述聚合物層優(yōu)選是將通過紫外光的照射進行聚合的聚合物聚合而形成的層。以下，對于本發(fā)明的優(yōu)選的單體進行詳述。

另外，上述聚合物層優(yōu)選是具有具備一種以上的環(huán)結構的單官能或多官能的聚合性基的單體聚合而形成的層。作為這樣的單體例如能夠列舉由下列化學式(1)表示的化合物：

[化學式1]

(式中，R¹為：-R²-Sp¹-P¹基、氫原子、鹵素原子、-CN基、-NO₂基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF₅基、或者、碳原子數(shù)為1～12的直鏈狀或者支鏈狀的烷基。P¹表示聚合性基。Sp¹表示碳原子數(shù)1～6的直鏈狀、支鏈狀或者環(huán)狀的亞烷基或者亞烷氧基或者直接鍵合。R¹具有的氫原子可以被氟原子或者氯原子取代。R¹具有的-CH₂-基只要氧原子和硫原子彼此不相鄰，可以用-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、或者-OCO-CH＝CH-基取代。R²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、或者直接鍵合。A¹和A²相同或者不同，表示1,2-亞苯基、1,3-亞苯基、1,4-亞苯基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-2,6-二基、1,4-亞環(huán)己基、1,4-亞環(huán)己烯基、1,4-二環(huán)[2.2.2]亞辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氫化萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫化萘-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。A¹和A²所具有的-CH₂-基，只要彼此不相鄰，可以被-O-基或-S-基取代。A¹和A²具有的氫原子可以被氟原子、氯原子、-CN基或碳原子數(shù)為1～6的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基取代。Z可以相同或者不同，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、或者直接鍵合。m為0、1或2。)。

更具體而言例如可以列舉由下列化學式(2-1)～(2-5)表示的化合物：

[化學式2]

(式中P¹可以相同或者不同，表示聚合性基)。

作為上述P¹，例如能夠舉例丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、乙烯氧基、丙烯酰氨基或甲基丙烯酰氨基。在此，在由上述化學式(2-1)～(2-5)表示的化合物中的苯環(huán)和稠環(huán)的氫原子可以部分地或者全部被鹵素原子、碳原子數(shù)為1～12的烷基或烷氧基取代，另外，烷基、烷氧基的氫原子也可以部分地或全部被鹵素原子取代。另外，P¹的苯環(huán)和稠環(huán)的結合位置并不限定于此。

此外，本實施方式中的上述聚合物層也可以是將通過可見光的照射進行聚合的單體聚合而形成的層。

形成上述聚合物層的單體為2種以上，上述通過可見光的照射進行聚合的單體也可以是使其他單體聚合的單體。上述使其他單體聚合的單體是指，根據分子結構的不同發(fā)生反應的波段不同，例如，受到可見光的照射而發(fā)生化學反應、并且使通過可見光的照射單獨不能聚合的其他單體開始聚合并促進該聚合，并且自己也進行聚合的單體。通過上述使其他單體聚合的單體，能夠將現(xiàn)有的不因可見光等的光照射而聚合的大量單體作為聚合物層的材料使用。作為上述使其他單體聚合的單體的例子，能夠舉例具有通過可見光的照射生成自由基的結構的單體。

作為上述使其他單體聚合的單體，例如能夠舉例由下列化學式(3)表示的化合物：

[化3]

(式中A³和A⁴可以相同或者不同，表示苯環(huán)、聯(lián)苯環(huán)或碳原子數(shù)為1～12的直鏈狀或支鏈狀的烷基或烯基。A³和A⁴的至少一方包括-Sp²-P²基。A³和A⁴具有的氫原子可以被-Sp²-P²基、鹵素原子、-CN基、-NO₂基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF₅基或碳原子數(shù)為1～12的直鏈狀或支鏈狀的烷基、烯基或芳烷基取代。A³和A⁴具有的相鄰的2個氫原子可以被碳原子數(shù)為1～12的直鏈狀或支鏈狀的亞烷基或亞烯基取代，構成環(huán)狀結構。A³和A⁴的烷基、烯基、亞烷基、亞烯基或者芳烷基所具有的氫原子可以被-Sp²-P²基取代。A³和A⁴的烷基、烯基、亞烷基、亞烯基或芳烷基所具有的-CH₂-基、氧原子、硫原子和氮原子只要彼此不相鄰，可以被-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-基者-OCO-CH＝CH-基取代。P²表示聚合性基。Sp²表示碳原子數(shù)為1～6的直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀的亞烷基或者亞烷氧基、或者直接鍵合。n為1或2。連接A³和Y的虛線部分以及連接A⁴和Y的虛線部分表示在A³和A⁴之間可以存在經由Y的結合。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、或者直接鍵合)。

更具體而言，例如能夠舉例由下列化學式(4-1)～(4-8)表示的化合物：

[化學式4]

(式中，R³和R⁴可以相同或者不同，表示-Sp²-P²基、水素原子、鹵素原子、-CN基、-NO₂基、-NCO基、-NCS基、-OCN基、-SCN基、-SF₅基或者碳原子數(shù)為1～12的直鏈狀或支鏈狀的烷基、芳烷基或苯基。R³和R⁴的至少一方包含-Sp²-P²基。P²表示聚合性基。Sp²表示碳原子數(shù)為1～6的直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀的亞烷基或亞烷氧基、或者直接鍵合。R³和R⁴的至少一方是碳原子數(shù)為1～12的直鏈狀或支鏈狀的烷基、芳烷基或苯基時，上述R³和R⁴的至少一方具有的氫原子可以被氟原子、氯原子或-Sp²-P²基取代。R³和R⁴具有的-CH₂-基只要氧原子、硫原子和氮原子彼此不相鄰，可以用-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P²，例如能夠舉例丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、乙烯氧基、丙烯酰氨基或甲基丙烯酰氨基。這里，用化學式(4-1)～(4-8)表示的化合物中的苯環(huán)的氫原子可以部分地或全部被鹵素原子、或碳原子數(shù)為1～12的烷基或烷氧基取代，另外，烷基、烷氧基的氫原子可以部分地或全部被鹵素原子取代。并且，R³、R⁴與苯環(huán)的結合位置并不限定于此。

形成上述聚合物層的單體(例如，由化學式(2-1)～(2-5)表示的化合物、和由化學式(4-1)～(4-8)表示的化合物)優(yōu)選具有2個以上聚合性基。例如，可以舉出具有2個聚合性基的單體作為優(yōu)選的單體。

本發(fā)明中，也可以不使用現(xiàn)有的聚合引發(fā)劑(initiator)，而將上述單體添加在液晶中。由此，在液晶層中不殘留可能變成雜質的聚合引發(fā)劑，能夠顯著提高電特性。即，在使單體聚合時，能夠使得在液晶層中實際上不存在單體的聚合引發(fā)劑。

在本實施方式中，例如也可以使用由以下的化學式(5)表示的聯(lián)苯類的二官能甲基丙烯酸酯單體。

[化學式5]

在該情況下，即使不混合光聚合引發(fā)劑，也能夠確認聚合物形成。認為通過光照射發(fā)生由下列化學式(6-1)、(6-2)表示的自由基生成過程：

[化學式6]

另外，由于存在甲基丙烯酸酯基，通過自由基聚合反應，自身也對形成聚合物起作用。作為單體，優(yōu)選溶解于液晶中的單體，優(yōu)選棒狀分子。除了上述聯(lián)苯類以外，也考慮萘類、菲類、蒽類。另外，這些氫原子的一部分或全部可以被鹵素原子、烷基、烷氧基取代(其氫原子也可以一部分或者全部被鹵素原子取代)。

作為聚合性基，除了上述甲基丙烯酰氧基以外，也可以考慮丙烯酰氧基、乙烯氧基、丙烯酰氨基、甲基丙烯酰氨基。如果是這樣的單體，利用300～380nm左右的范圍的波長的光能夠生成自由基。

另外，除了上述單體以外，可以混合不具有光聚合引發(fā)功能的丙烯酸酯、雙丙烯酸酯這樣的單體，由此能夠調整光聚合反應速度。

另外，在本實施方式中也能夠使用由下列化學式(7A)表示的單體和由下列化學式(7B)表示的單體的混合物：

[化學式7]

在該情況下，使PS工序的照射為可見光，由此，能夠抑制對液晶和光取向膜的損傷。

作為單體，另外也能夠使用通過光裂解或奪氫而生成自由基的安息香醚類、苯乙酮、芐基縮酮類、酮類。另外，需要對它們賦予聚合性基，作為聚合性基，除了上述甲基丙烯酰氧基以外，能夠舉例丙烯酰氧基、乙烯氧基、丙烯酰氨基、甲基丙烯酰氨基。

另外，在本實施方式中，作為取向膜材料的聚合物主鏈，可以使用在骨架中具有環(huán)丁烷的聚酰亞胺。

最后，對本實施方式的液晶顯示裝置所具備的液晶層的優(yōu)選方式進行說明。上述液晶層含有在分子結構中包含苯環(huán)的共軛雙鍵以外的多重鍵的液晶分子。液晶分子可以是具有正的介電常數(shù)各向異性的液晶分子和具有負的介電常數(shù)各向異性的液晶分子(負型)中的任意一種。上述液晶分子優(yōu)選為在液晶層中具有高對稱性的向列液晶分子。

上述多重鍵不包括苯環(huán)的共軛雙鍵。這是由于苯環(huán)反應性不足。此外，本實施方式中液晶分子，只要必定具有苯環(huán)的共軛雙鍵以外的多重鍵，則也可以具有苯環(huán)的共軛雙鍵。該鍵不應該被特地除外。另外，本實施方式中，包含在液晶層中的液晶分子可以是將多種混合而成的液晶分子。為了確?？煽啃?、提高響應速度、調整液晶相溫度域、彈性常數(shù)、介電常數(shù)各向異性和折射率各向異性，可以使液晶材料為多種液晶分子的混合物。

上述多重鍵優(yōu)選為雙鍵，優(yōu)選被包含于酯基或烯基。例如優(yōu)選雙鍵被包含在烯基中。上述多重鍵中，雙鍵比三重鍵反應性優(yōu)異。此外，上述多重鍵可以是三重鍵，在該情況下，優(yōu)選上述三重鍵包含于氰基。并且，優(yōu)選上述液晶分子具有兩種以上上述多重鍵。

優(yōu)選上述液晶分子包含選自下列化學式(8-1)～(8-6)中的至少一個分子結構。尤其優(yōu)選包含下列化學式(8-4)的分子結構。

[化學式8]

實施方式11

在實施方式11中，除了后文所述的取向膜材料和取向處理的條件以外，與實施方式9同樣地完成單元。

作為取向膜材料，使用具有環(huán)丁烷骨架的聚酰亞胺溶液。對取向膜材料的基板的涂敷和干燥與實施方式1相同。

作為對于各基板的表面進行的取向處理，從各基板的法線方向以波長254nm按500mJ/cm²照射偏振紫外線。由此，涂敷在基板上的取向膜材料發(fā)生光分解反應，形成水平取向膜。

當以偏振顯微鏡的反射模式觀察該面板時，與實施方式9同樣，向錯沿著感光間隔物-感光間隔物之間存在，且向錯存在于BM之下，因此，在透射光下不能觀察到向錯。

上述實施方式的各方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍中能夠適當?shù)剡M行組合。

此外，本申請基于2011年8月31日提出申請的日本發(fā)明申請2011-189835號，依照巴黎條約和進入國的法規(guī)主張優(yōu)先權。該申請的所有內容作為參考援引至本申請。

附圖標記說明

10、510：TFT基板(陣列基板)