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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410415812.2(22)申请日 2014.08.212013-171373 2013.08.21 JPG02F 1/1347(2006.01)G02F 1/1333(2006.01)(71)申请人夏普株式会社地址日本大阪府申请人捷恩智株式会社(72)发明人三宅敢 浅木大明 松本俊宽宮地弘一 大木洋一郎 近藤史尚(74)专利代理机构北京尚诚知识产权代理有限公司 11322代理人龙淳(54) 发明名称液晶显示装置的制造方法和液晶显示装置(57) 摘要本发明提供一种具有光取向膜,能够充分地提高显示品质的液晶显示装置及其制造方法。本发。
2、明的特征在于,光取向膜由液晶取向材料形成,使液晶分子在与至少一个基板的主面平行的方向上取向,液晶取向材料包含由二胺与四羧酸二酐反应而得到的2种以上的聚酰胺酸或其衍生物、和溶剂,二胺中的至少两种和四羧酸二酐的至少一种为规定化学式所示的化合物,液晶显示装置的制造方法依次包括:形成由液晶取向材料形成的膜的工序(1);进行临时烧制的工序(2);进行光照射的工序(3);和进行正式烧制的工序(4),工序(4)包括对由液晶取向材料形成的膜从低温向高温进行多次正式烧制的操作。(30)优先权数据(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书24页 附图11页。
3、(10)申请公布号 CN 104423109 A(43)申请公布日 2015.03.18CN 104423109 A1/2页21.一种液晶显示装置的制造方法,其为具备在至少一个基板上具有光取向膜的一对基板的液晶显示装置的制造方法,其特征在于:所述光取向膜由液晶取向材料形成,使液晶分子在与所述至少一个基板的主面平行的方向上取向,所述液晶取向材料包含2种以上的聚酰胺酸或其衍生物、和溶剂,所述2种以上的聚酰胺酸或其衍生物包含:至少使下述化学式(1-1)所示的二胺与第一四羧酸二酐反应而得到的化合物;和至少使下述化学式(1-2)所示的二胺与第二四羧酸二酐反应而得到的化合物,所述第一四羧酸二酐和所述第二四。
4、羧酸二酐中的至少一者为下述化学式(2)所示的化合物,所述液晶显示装置的制造方法依次包括:工序(1),在所述至少一个基板上形成由所述液晶取向材料形成的膜的工序;工序(2),对所述至少一个基板上的由所述液晶取向材料形成的膜进行临时烧制的工序;工序(3),对临时烧制后的由所述液晶取向材料形成的膜进行光照射的工序;和工序(4),对光照射后的由所述液晶取向材料形成的膜进行正式烧制的工序,所述工序(4)包括对由所述液晶取向材料形成的膜从低温向高温进行多次正式烧制的操作,其中,R1和R2独立地为-CH3或氢原子,2.如权利要求1所述的液晶显示装置的制造方法,其特征在于:所述溶剂包含丁基溶纤材料和/或N-甲基。
5、-吡咯烷酮。3.如权利要求1或2所述的液晶显示装置的制造方法,其特征在于:所述工序(4)使用被设定为不同温度的多个加热装置进行。4.如权利要求13中任一项所述的液晶显示装置的制造方法,其特征在于:所述工序(4)包括以具有多个不同温度的恒温期间的方式分阶段地进行正式烧制的权 利 要 求 书CN 104423109 A2/2页3操作。5.如权利要求4所述的液晶显示装置的制造方法,其特征在于:所述工序(4)进行在第一温度和比所述第一温度高的第二温度下的2次正式烧制。6.如权利要求4所述的液晶显示装置的制造方法,其特征在于:所述工序(4)进行在第一温度、比所述第一温度高的第二温度、以及所述第一温度与所。
6、述第二温度之间的第三温度下的3次正式烧制。7.如权利要求5或6所述的液晶显示装置的制造方法,其特征在于:所述第一温度为100以上120以下。8.如权利要求5或6所述的液晶显示装置的制造方法,其特征在于:所述第二温度为200以上。9.如权利要求5或6所述的液晶显示装置的制造方法,其特征在于:所述第一温度为100以上120以下,所述第二温度为200以上。10.如权利要求19中任一项所述的液晶显示装置的制造方法,其特征在于:所述工序(2)在70以下的温度范围内进行临时烧制。11.如权利要求110中任一项所述的液晶显示装置的制造方法,其特征在于:所述工序(3)照射偏振度为30:1以上的直线偏振光。12。
7、.一种液晶显示装置,其特征在于:所述液晶显示装置通过权利要求111中任一项所述的液晶显示装置的制造方法来制造,所述液晶显示装置的液晶显示模式为IPS模式或FFS模式。权 利 要 求 书CN 104423109 A1/24页4液晶显示装置的制造方法和液晶显示装置技术领域0001 本发明涉及液晶显示装置的制造方法和液晶显示装置。更详细地说,涉及关于取向膜的形成条件的液晶显示装置的制造方法、和通过上述液晶显示装置的制造方法制造的液晶显示装置。背景技术0002 液晶显示装置在一对玻璃基板等中夹持液晶显示元件而构成,具有薄型轻量且耗电低的特长,是移动用途、各种显示器、电视机等、日常生活和商业中不可或缺的。
8、。近年来,被广泛采用于电子书、电子相框、IA(Industrial Appliance:工业设备)、PC(Personal Computer:个人计算机)、平板PC、智能手机等用途中。在这些用途中,要求各种性能,开发了各种液晶显示模式。0003 作为近年来多被采用的液晶显示模式,可以列举在与基板的主面垂直的方向上使具有负的介电常数各向异性的液晶分子取向的VA(Vertical Alignment:垂直取向)模式、在与基板的主面平行的方向上使具有正或负的介电常数各向异性的液晶分子取向的IPS(In-Plane Switching:面内开关)模式、和FFS(Fringe Field Switchi。
9、ng:边缘场开关)模式等。0004 作为用于使液晶分子取向的、取向膜的取向处理方法,可以列举例如摩擦法、光取向法。特别是光取向法作为能够得到具有优秀视角特性的液晶显示装置的技术近年来在研讨中。光取向法是使用对光有活性的材料作为取向膜的材料,通过对所形成的膜照射紫外线等光使取向膜产生取向控制力的方法。根据光取向法,即使不对取向膜实施摩擦处理也能够将电压施加时的液晶分子的取向方向控制在多个方向,能够得到优秀的视角特性。另外,根据光取向法,与摩擦处理不同,能够与取向膜的膜面非接触地进行取向处理,所以能够抑制取向处理中的污染、赃物等的发生。0005 在此,已知有公开了通过这些取向处理产生均匀的取向控制。
10、力,防止显示不良的取向处理方法的文献(例如参照专利文献1和2)。另外,已知有公开了通过进行形成取向膜的过程的正式烧制的工序,提高聚合物的取向度的文献(例如参照非专利文献1)。0006 先行技术文献0007 专利文献0008 专利文献1:日本特开平8-179328号公报0009 专利文献2:日本特许第4459417号说明书0010 非专利文献0011 非专利文献1:K.Sakamoto,et al、光取向的聚酰胺酸膜的面内分子秩序:热酰亚胺化时的提高(In-plane Molecular Order of a Photo-oriented Polyamic Acid Film:Enhanceme。
11、nt upon Thermal Imidization)、Molecular Crystals and Liquid Crystals、2004、Vol.412、p.293-299说 明 书CN 104423109 A2/24页5发明内容0012 发明要解决的课题0013 如上所述,对光取向法的取向膜(以下称为光取向膜)的取向处理进行了探讨。在此,使用包含偶氮苯为主链的聚酰亚胺取向膜,通过光取向法制作液晶显示模式为IPS模式、FFS模式的液晶显示装置时,在显示黑色时发生漏光、对比度降低。这种现象在上述以外的组合、例如使用包含偶氮苯为主链的聚酰亚胺取向膜,通过光取向法制作液晶显示模式为垂直取向模。
12、式(例如VA模式等)的液晶显示装置的情况下不发生。0014 本发明者对其原因进行探讨后的结果,发现:上述现象是因为,即使进行光取向处理,取向膜所含的聚合物(以下简称为聚合物)的取向度也不能充分地变高,引起液晶分子的取向紊乱。在此,所谓取向度,表示以例如在规定的方向取向的方式进行光取向处理后的聚合物的各向异性的程度。各向异性的程度能够用例如折射率各向异性、吸收率各向异性等测定。0015 上述专利文献1提供一种液晶取向膜的制造方法和液晶元件的制造方法,该方法在使用取向膜使彩色近晶型液晶取向时,实现均匀没有不均的高预倾斜角的一致(Uniform)取向,能够防止液晶的显示不良。但是,上述专利文献1中记。
13、载的发明,通过摩擦法使彩色近晶型液晶取向,存在为了解决上述课题而努力的余地。另外,上述专利文献1中记载的发明,是用于提高取向膜的取向均匀性的发明,与用于提高聚合物的取向度的本发明本质上课题不同。0016 上述专利文献2提供一种不进行斜向照射也能够产生液晶取向元件所需的液晶预倾斜角的液晶取向处理方法和液晶显示元件。但是,上述专利文献2中记载的发明,对于IPS模式和FFS模式的液晶显示装置没有任何公开,存在为了解决上述课题而努力的余地。0017 上述非专利文献1在测定包含偶氮苯为主链的聚酰亚胺取向膜的取向度时,正式烧制后的取向度比正式烧制前的取向度高。但是,上述非专利文献1对于正式烧制的条件仅公开。
14、了250、1小时,在使正式烧制的条件最优化的方面存在为了解决上述课题而努力的余地。另外,上述非专利文献1对于临时烧制没有任何公开。在不进行临时烧制的情况下,发生光取向膜的膜厚不均,显示品质降低。0018 本发明鉴于上述现状而完成的,其目的在于提供一种具有光取向膜,能够充分地提高显示品质的液晶显示装置的制造方法、和由上述液晶显示装置的制造方法制造的液晶显示装置。0019 用于解决课题的方法0020 本发明者们对聚合物的取向度不能充分地变高的原因进行了各种探讨后发现,当使正式烧制的温度瞬间上升至聚合物的酰亚胺化充分进行的温度时,聚合物的取向度不会充分变高而被固定化。刚进行光取向处理后的聚合物,不能。
15、通过光照射使聚合物完全取向,所以也包含偏离规定的取向方向的聚合物,成为聚合物的取向度不能充分地变高的状态。由此可以认为上述现象是因为,该取向度不能充分地变高的聚合物以保持这样的状态被酰亚胺化,由此保持取向度不能充分地变高的状态被固定化。这可以认为是因为,由于酰亚胺化后的聚合物具有刚直性而热运动性(以下简称为运动性)低,如上所述的从规定的取向方向偏离的聚合物难以在取向方向上重新取向。0021 于是,本发明者们对具有光取向膜、能够充分提高显示品质的液晶显示装置的制说 明 书CN 104423109 A3/24页6造方法进行各种探讨后,着眼于在进行正式烧制的工序中进行从低温向高温的多次正式烧制的操作。
16、。然后了解到,利用聚合物的酰亚胺化不充分进行的程度的温度,来增加聚合物的运动性,聚合物更容易通过光取向处理在取向方向上取向。发现其结果是,聚合物的取向度变高,如果使正式烧制的温度曲线最优化,则能够具有光取向膜、充分提高显示品质。由此想到能够完美地解决上述课题,到达本发明。0022 即,本发明的一实施方式是具备在至少一个基板上具有光取向膜的一对基板的液晶显示装置的制造方法,上述光取向膜由液晶取向材料形成,使液晶分子在与上述至少一个基板的主面平行的方向上取向,上述液晶取向材料包含2种以上的聚酰胺酸或其衍生物、和溶剂,上述2种以上的聚酰胺酸或其衍生物包含:至少使下述化学式(1-1)所示的二胺与第一四。
17、羧酸二酐反应而得到的化合物;和至少使下述化学式(1-2)所示的二胺与第二四羧酸二酐反应而得到的化合物,上述第一四羧酸二酐和上述第二四羧酸二酐中的至少一者为下述化学式(2)所示的化合物,上述液晶显示装置的制造方法依次包括:工序(1),在上述至少一个基板上形成由上述液晶取向材料形成的膜的工序;工序(2),对上述至少一个基板上的由上述液晶取向材料形成的膜进行临时烧制的工序;工序(3),对临时烧制后的由上述液晶取向材料形成的膜进行光照射的工序;和工序(4),对光照射后的由上述液晶取向材料形成的膜进行正式烧制的工序,上述工序(4)包括对由上述液晶取向材料形成的膜从低温向高温进行多次正式烧制的操作。002。
18、3 0024 (R1和R2独立地为-CH3或氢原子)0025 0026 作为本发明的一实施方式的液晶显示装置的制造方法,并不特别由其他工序限定。0027 另外,根据本发明的另一实施方式,可以是通过上述液晶显示装置的制造方法制造的、液晶显示模式为IPS模式或FFS模式的液晶显示装置。0028 作为本发明的另一个方式的液晶显示装置,并不由其他的构成要素特别限定,能说 明 书CN 104423109 A4/24页7够适当应用液晶显示装置通常使用的其他结构。0029 发明效果0030 根据本发明,提供一种具有光取向膜,能够充分地提高显示品质的液晶显示装置的制造方法和通过上述液晶显示装置的制造方法制造的。
19、液晶显示装置。附图说明0031 图1是表示实施例1的临时烧制的温度曲线的图。0032 图2是表示实施例1的正式烧制的温度曲线的图。0033 图3是表示实施例2-1的正式烧制的温度曲线的图。0034 图4是表示实施例2-2的正式烧制的温度曲线的图。0035 图5是表示实施例2-3的正式烧制的温度曲线的图。0036 图6是表示实施例2-5的正式烧制的温度曲线的图。0037 图7是表示实施例2-6的正式烧制的温度曲线的图。0038 图8是表示实施例2-7的正式烧制的温度曲线的图。0039 图9是表示实施例3-1的正式烧制的温度曲线的图。0040 图10是表示实施例3-2的正式烧制的温度曲线的图。00。
20、41 图11是表示实施例3-3的正式烧制的温度曲线的图。0042 图12是表示实施例3-4的正式烧制的温度曲线的图。0043 图13是表示实施例3-5的正式烧制的温度曲线的图。0044 图14是表示实施例4-1的临时烧制的温度曲线的图。0045 图15是表示实施例4-2的临时烧制的温度曲线的图。0046 图16是表示实施例4-4的临时烧制的温度曲线的图。0047 图17是表示实施例4-5的临时烧制的温度曲线的图。0048 图18是表示实施例4-6的临时烧制的温度曲线的图。0049 图19是表示实施例6的正式烧制的温度曲线的图。0050 图20是表示实施例7的正式烧制的温度曲线的图。0051 图。
21、21是表示比较例1的正式烧制的温度曲线的图。具体实施方式0052 本发明的液晶显示装置的制造方法使用具有特定组成的液晶取向材料。上述液晶取向材料,作为聚合物固态成分包含:A至少使上述化学式(1-1)所示的二胺与上述第一四羧酸二酐反应而得到的聚酰胺酸或其衍生物;和B至少使上述化学式(1-2)所示的二胺和第二四羧酸二酐反应得到的聚酰胺酸或其衍生物。上述第一四羧酸二酐和第二四羧酸二酐中的至少一者是上述化学式(2)所示的化合物。另外,本说明书中,聚合物相当于上述2种以上的聚酰胺酸或其衍生物。0053 上述液晶取向材料,作为聚合物固态成分还可以包含:C使选自下述化学式(3-1)(3-9)所示的化合物中的。
22、至少1种二胺、和选自下述化学式(4-1)(4-6)所示的化合物中的至少1种四羧酸二酐反应而得到的聚酰胺酸或其衍生物。下述化学式(3-1)(3-9)所示的二胺和下述化学式(4-1)(4-6)所示的四羧酸二酐,出于原料入手的容易程说 明 书CN 104423109 A5/24页8度、聚合物制造时的容易程度以及电特性等观点是优选的。0054 0055 上述化学式(3-1)(3-9)中,m是112中任一个整数。G21独立地为单键、-O-、-S-、-S-S-、-SO2-、-CO-、-CONH-、-NHCO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)m-、-O-(CH2)m-O-、或-S-(C。
23、H2)m-S-,m独立地为112中的任一个整数。G22独立地为单键、-O-、-S-、-CO-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、或碳原子数110的亚烷基。各化学式中的环己烷环和苯环的任意的-H可以被取代为-F、-CH3、-OH、-CF3、或苯偶酰。与构成环的任一个碳原子结合的位置不说 明 书CN 104423109 A6/24页9固定的基,表示为与该环的结合位置为任意。而且,环己烷环或与苯环结合的-NH2的位置,是除了G21或G22的结合位置的任意的位置。G23独立地为碳原子数16的亚烷基、亚苯基或烷基取代后的亚苯基,w为110中的任一个整数。G24为-CH2-或-NH-。R21和R22。
24、独立地为碳原子数13的烷基、或苯基。0056 0057 上述化学式(4-1)、(4-4)、(4-5)中,X独立地为单键或-CH2-。0058 上述化学式(4-2)中,G为单键、碳原子数120的亚烷基、-CO-、-O-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-、或-C(CF3)2-。0059 上述化学式(4-2)(4-4)中,Y独立地可以为选自下述化学式(5)所示的3价的基中的1个,这些基的任意的氢可以被甲基、乙基或苯基取代。0060 0061 上述化学式(4-3)(4-5)中,环A为310的单环烃的基、或碳原子数630说 明 书CN 104423109 A7/24页10的缩聚环烃的基,该基的任意。
25、的氢可以被甲基、乙基或苯基取代,连到环上的键可以与构成环的任意的碳原子结合,也可以2个键与同一个碳原子连结。0062 上述化学式(4-6)中,G10独立地为-O-、-COO-、或-OCO-,r独立地为0或1。0063 根据上述液晶取向材料,能够形成光取向膜。上述光取向膜是使液晶分子在与上述至少一个基板的主面平行的方向上取向的光取向膜(以下称为水平光取向膜)。作为优选的实施方式之一,水平光取向膜可以至少使接近的液晶分子与水平光取向膜的膜面实质上平行地取向,即是构成所谓的IPS、FFS模式等的液晶显示装置的光取向膜。另外,实质上平行地取向优选例如、液晶分子的预倾斜角相对于水平光取向膜的膜面为15以。
26、下,更优选为1以下。0064 根据本发明的液晶显示装置的制造方法,使用如上所述的液晶取向材料,进行上述工序(1)(4)。关于上述工序(1)(以下称为形成由液晶取向材料形成的膜的工序),存在例如通过注射方式或旋涂法进行涂敷的方法、通过弹性印刷方式进行印刷(转印)的方法等,只要使用上述液晶取向材料在上述至少一个基板上形成膜以使得通过以后的工序作为光取向膜起作用即可。膜形成条件可以根据膜形成条件等适当设定。膜厚等可以与通常设定的光取向膜的膜厚等同样地进行。关于上述至少一个基板,只要为用于实施形成光取向膜的处理的基板即可,可以为进行了各种处理的基板。0065 关于上述工序(2)(以下称为临时烧制工序)。
27、,例如将由上述液晶取向材料形成的膜加热/干燥,使上述溶剂蒸发。在此,通过临时烧制工序上述溶剂可以被部分除去,也可以被实质上完全除去。另外,临时烧制工序利用例如设定为规定的温度的热板或热风循环式的炉等加热装置进行。0066 关于上述工序(3)(以下称为光照射工序),对临时烧制后的由上述液晶取向材料形成的膜,通过例如紫外线、可见光或它们两者进行光取向处理,优选使用偏振紫外线。0067 根据上述工序(4)(以下称为正式烧制工序),例如使聚合物酰亚胺化,使残留的溶剂挥发。另外,正式烧制工序利用例如被设定为规定的温度的热板或热风循环式的炉等加热装置进行。0068 上述“工序(4)包括对由上述液晶取向材料。
28、形成的膜从低温向高温进行多次正式烧制的操作”是指,例如以在加热中途具有多个不同温度的恒温区域的方式分阶段地进行加热,或者根据使升温速度多次变化等的被有意图地操作的温度曲线进行正式烧制。这不是指,例如根据以下那样的温度曲线进行正式烧制:使用被设定为规定温度的热板等加热装置,对形成有由上述液晶取向材料形成的膜的基板,中途不进行任何操作地仅用1次加热这样的方式生成的温度曲线。0069 上述工序(2)和(4)的温度条件,例如临时烧制和正式烧制的最高到达温度,能够采用调制通常的光取向膜时设定的条件。另外,上述工序(3)的光照射条件也同样地能够采用调制通常的光取向膜时设定的条件。0070 以下揭示实施例,参照附图对本发明进行更详细的说明,但本发明并不只限定于这些实施例。另外,以下的实施例,只要在未脱离本发明的主旨的范围内,可以适当组合也可以变更。0071 实施例10072 实施例1是以不同2个温度的分2个阶段进行正式烧制的情况。下面依次说明实说 明 书CN 104423109 A10。