專(zhuān)利名稱(chēng):液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置,更詳細(xì)地說(shuō),涉及透過(guò)反射兩用型的液晶顯示裝置。
背景技術(shù):
液晶顯示裝置不僅用作大型電視機(jī),也用作便攜式電話的顯示部等小型顯示裝置。液晶顯示裝置大致分為反射型和透過(guò)型。液晶顯示裝置與陰極射線管(Cathode Ray Tube =CRT)和電致發(fā)光(Electroluminesence :EL)等自發(fā)光型的顯示裝置不同,在透過(guò)型的液晶顯示裝置中用配置于液晶面板的背后的照明裝置(所謂的背光源)的光進(jìn)行顯示, 在反射型的液晶顯示裝置中用周?chē)膺M(jìn)行顯示。透過(guò)型液晶顯示裝置由于用來(lái)自背光源的光進(jìn)行顯示,所以受周?chē)炼鹊挠绊懶。哂心軌蜻M(jìn)行高對(duì)比度的顯示的優(yōu)點(diǎn),但是由于使用背光源所以具有消耗電力大的問(wèn)題。另外,透過(guò)型液晶顯示裝置也具有在非常明亮的使用環(huán)境(例如,晴天的屋外)中視認(rèn)性降低的問(wèn)題。另一方面,反射型液晶顯示裝置由于不具有背光源,所以具有消耗電力極小的優(yōu)點(diǎn),但具有顯示的亮度和對(duì)比度被周?chē)牧炼鹊仁褂铆h(huán)境所較大地左右的缺點(diǎn)。于是,作為能夠解決這些問(wèn)題的液晶顯示裝置,提出有具有反射型和透過(guò)型這兩者的功能的液晶顯示裝置。該透過(guò)反射兩用型液晶顯示裝置在一個(gè)像素區(qū)域中具有反射周?chē)獾姆瓷鋮^(qū)域和使來(lái)自背光源的光透過(guò)的透過(guò)區(qū)域,根據(jù)使用環(huán)境(周?chē)拿髁炼?能夠進(jìn)行主要用于顯示的區(qū)域的切換或利用了這兩個(gè)區(qū)域的顯示。因此,透過(guò)反射兩用型液晶顯示裝置,兼有反射型液晶顯示裝置所具有的低消耗電力的特征,和透光型液晶顯示裝置所具有的受周?chē)炼扔绊懶《軌蜻M(jìn)行高對(duì)比度的顯示的特征。而且,在非常明亮的使用環(huán)境(例如,晴天的屋外)中視認(rèn)性降低的透過(guò)型液晶顯示裝置的缺點(diǎn)也受到抑制。另外,以往經(jīng)常使用的TNCTwisted Nematic 扭曲向列)模式的液晶顯示裝置具有較小的視野角,但近年來(lái),已經(jīng)制作出被稱(chēng)為IPSan-Plane-Switching 面內(nèi)開(kāi)關(guān))模式和VA(Vertical Alignment 垂直取向)模式的廣視野角的液晶顯示裝置。在這樣的廣視野角模式中,VA模式由于能夠?qū)崿F(xiàn)高對(duì)比度,所以被眾多液晶顯示裝置采用。液晶顯示裝置具有規(guī)定其附近的液晶分子的取向方向的取向膜,在VA模式的液晶顯示裝置中,取向膜使液晶分子與其主面大致垂直地取向。作為VA模式的一種,已知在一個(gè)像素區(qū)域形成多個(gè)液晶疇的MVA(Multi-domain Vertical Alignment 多疇垂直取向)模式。在MVA模式的液晶顯示裝置中,在夾著垂直取向型液晶層相對(duì)的一對(duì)基板中的至少一個(gè)基板的液晶層一側(cè)設(shè)置有取向限制結(jié)構(gòu)。取向限制結(jié)構(gòu)是例如設(shè)置于電極的線狀的狹縫(開(kāi)口部)或肋(突起構(gòu)造)。通過(guò)取向限制結(jié)構(gòu), 從液晶層的一側(cè)或兩側(cè)賦予取向限制力,形成取向方向不同的多個(gè)液晶疇(典型的是四個(gè)液晶疇),實(shí)現(xiàn)視野角特性的改善。另外,作為VA 模式的另外一種,還已知 CPA (Continuous Pinwheel Alignment 連續(xù)焰火狀取向)模式。在一般的CPA模式的液晶顯示裝置中,設(shè)置有具有高對(duì)稱(chēng)性形狀的像素電極,并且對(duì)應(yīng)于液晶疇的中心在對(duì)置電極設(shè)置有突起物。該突起物也被稱(chēng)為鉚釘。當(dāng)施加電壓時(shí),按照通過(guò)對(duì)置電極和對(duì)稱(chēng)性高的像素電極形成的斜電場(chǎng),液晶分子呈放射狀傾斜取向。另外,通過(guò)鉚釘?shù)膬A斜側(cè)面的取向限制力,使液晶分子的傾斜取向穩(wěn)定。像這樣通過(guò)使一個(gè)像素內(nèi)的液晶分子呈放射狀取向,視野角特性得到改善。在一般的VA模式中,無(wú)電壓施加狀態(tài)下液晶分子在取向膜的主面的法線方向取向,當(dāng)向液晶層施加電壓時(shí),液晶分子在規(guī)定的方向取向。另一方面,為了改善液晶顯示裝置的響應(yīng)速度,探討了利用聚合物穩(wěn)定取向技術(shù)(Polymer Sustained Alignment Technology,以下稱(chēng)為“PSA技術(shù)”)的方案(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1 4)。在PSA技術(shù)中,通過(guò)在向混合有少量的聚合性化合物(例如光聚合性單體)的液晶層施加電壓的狀態(tài)下進(jìn)行聚合性化合物的聚合,來(lái)控制液晶分子的預(yù)傾方向。由此,賦予液晶分子預(yù)傾,使得在無(wú)電壓施加狀態(tài)下液晶分子從取向膜的主面的法線方向傾斜。專(zhuān)利文獻(xiàn)1的液晶顯示裝置是設(shè)置有狹縫或肋作為取向限制結(jié)構(gòu)的MVA模式。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1的液晶顯示裝置中,設(shè)置有線狀的狹縫和/或肋,通過(guò)電壓的施加,液晶分子以液晶分子的方位角成分與狹縫或肋正交的方式取向。當(dāng)在該狀態(tài)下照射紫外線時(shí),形成聚合物,從而維持(存儲(chǔ))液晶分子的取向狀態(tài)。之后,即使結(jié)束電壓的施加,液晶分子也從取向膜的主面法線方向向預(yù)傾方位傾斜。專(zhuān)利文獻(xiàn)2的液晶顯示裝置具有微細(xì)的條紋狀圖案的電極,當(dāng)向液晶層施加電壓時(shí),液晶分子平行于條紋狀的圖案的長(zhǎng)度方向取向。這與專(zhuān)利文獻(xiàn)1的液晶顯示裝置中液晶分子的方位角成分與狹縫或肋正交形成對(duì)照。另外,通過(guò)設(shè)置多個(gè)狹縫,能夠抑制取向的紊亂。在該狀態(tài)下,照射紫外線來(lái)維持(存儲(chǔ))液晶分子的取向狀態(tài)。之后,即使結(jié)束電壓的施加液晶分子也從取向膜的主面的法線方向向預(yù)傾方位傾斜。通過(guò)這樣的方式,對(duì)無(wú)電壓施加狀態(tài)的液晶分子賦予預(yù)傾,由此實(shí)現(xiàn)響應(yīng)速度的改善。另外,在殘留在液晶層內(nèi)的光聚合性化合物多的情況下,存在液晶顯示裝置驅(qū)動(dòng)時(shí)發(fā)生光聚合性化合物的聚合,發(fā)生殘影的情況。在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了如下方案在用于賦予預(yù)傾的聚合工序后,通過(guò)照射較弱照度的紫外線而不施加電壓到液晶層,在液晶顯示裝置驅(qū)動(dòng)前使殘留在液晶層內(nèi)的光聚合性化合物減少來(lái)進(jìn)一步抑制殘影。在專(zhuān)利文獻(xiàn)4中公開(kāi)有透過(guò)反射兩用型液晶顯示裝置。在專(zhuān)利文獻(xiàn)4的液晶顯示裝置中,通過(guò)用遮光掩模(shading mask)使紫外線局部到達(dá)液晶層,來(lái)局部形成取向維持層,由此使透過(guò)區(qū)域的光路差(Retardation)與反射區(qū)域的光路差大致一致?,F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2002-357830號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2003-149647號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)2003-177408號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4 日本特開(kāi)2005-338472號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題當(dāng)利用PSA技術(shù)制作透過(guò)反射兩用型的液晶顯示裝置時(shí),存在產(chǎn)生斑點(diǎn)和亮點(diǎn)的情況。
本發(fā)明鑒于上述課題,目的在于提供一種抑制了斑點(diǎn)和亮點(diǎn)的產(chǎn)生的透過(guò)反射兩用型的液晶顯示裝置及其制造方法。用于解決課題的方法本發(fā)明的液晶顯示裝置為透過(guò)反射兩用型的液晶顯示裝置,其包括具有取向膜的背面基板;具有取向膜的正面基板;設(shè)置在上述背面基板與上述正面基板之間的液晶層;和設(shè)置在上述背面基板和上述正面基板各自的上述取向膜的上述液晶層一側(cè)的取向維持層,上述取向維持層由光聚合性化合物聚合而得的聚合物形成,上述液晶層含有液晶化合物和上述液晶層中的濃度為0. 045wt%以上0. 060wt%以下的上述光聚合性化合物。本發(fā)明的液晶顯示裝置的制造方法,包括準(zhǔn)備液晶單元的工序,該液晶單元為透過(guò)反射兩用型的液晶單元,并且該液晶單元包括具有取向膜的背面基板、具有取向膜的正面基板、和被夾在上述背面基板的上述取向膜與上述正面基板的上述取向膜之間的混合物;和在上述背面基板和上述正面基板各自的上述取向膜上形成取向維持層的工序, 在上述準(zhǔn)備液晶單元的工序中,上述混合物含有液晶化合物和光聚合性化合物,在上述形成取向維持層的工序中,上述取向維持層由上述混合物的上述光聚合性化合物形成,在形成上述取向維持層之后由上述混合物形成的液晶層中的上述光聚合性化合物的濃度為 0. 045wt% 以上 0. 060wt% 以下。在某個(gè)實(shí)施方式中,在上述準(zhǔn)備液晶單元的工序中,上述混合物中的上述光聚合性化合物的濃度為0. 25wt%以上0. 35wt%以下。在某個(gè)實(shí)施方式中,在形成上述取向維持層之后,上述液晶層中的上述光聚合性化合物的殘留比例為15%以上20%以下。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明,能夠提供一種抑制了斑點(diǎn)和亮點(diǎn)的產(chǎn)生的透過(guò)反射兩用型的液晶顯示裝置及其制造方法。
圖1 (a)是本發(fā)明的液晶顯示裝置的第一實(shí)施方式的示意圖,(b)是表示液晶顯示裝置的像素電極的示意圖。圖2是表示第一實(shí)施方式的液晶顯示裝置的取向維持層的SEM像的圖。圖3(a)和(b)是用于說(shuō)明第一實(shí)施方式的液晶顯示裝置的制造方法的示意圖。圖4(a)是表示比較例1的液晶顯示裝置的示意圖,(b)是表示比較例2的液晶顯示裝置的示意圖,(c)是表示比較例3的液晶顯示裝置的示意圖,(d)是表示實(shí)施方式1的液晶顯示裝置的示意圖。圖5(a) (e)是用于具體地說(shuō)明第一實(shí)施方式的液晶顯示裝置的制造方法的示意圖。圖6是表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的第一實(shí)施方式的變形例的示意圖。圖7是表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的第二實(shí)施方式的示意圖。圖8(a)是本發(fā)明的液晶顯示裝置的第三實(shí)施方式的示意圖,(b)是表示液晶顯示裝置的像素電極的示意圖。圖9是表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的第四實(shí)施方式的示意圖。
圖10是表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的第五實(shí)施方式的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下,參照附圖,對(duì)本發(fā)明的液晶顯示裝置的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。但是,本發(fā)明并不限定于以下的實(shí)施方式。(實(shí)施方式1)以下,對(duì)本發(fā)明的液晶顯示裝置的第一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1(a)表示本實(shí)施方式的液晶顯示裝置100的示意圖。液晶顯示裝置100是透過(guò)反射兩用型。液晶顯示裝置100具有背面基板120、正面基板140和液晶層160。背面基板120 具有透明基板122、像素電極IM和取向膜126。正面基板140具有透明基板142、對(duì)置電極 144和取向膜146。液晶層160被夾在背面基板120與正面基板140之間。雖然未圖示,但液晶顯示裝置100具有背光源。在液晶顯示裝置100設(shè)置有沿多行和多列設(shè)置的矩陣狀的像素,在背面基板120, 對(duì)各像素至少設(shè)置有一個(gè)開(kāi)關(guān)元件(例如,薄膜晶體管(Thin Film Transistor =TFT))(此處未圖示)。在本說(shuō)明書(shū)中,所謂“像素”,是指顯示中表現(xiàn)特定的灰度等級(jí)的最小單位,在彩色顯示中,對(duì)應(yīng)于例如表現(xiàn)R、G和B各自的灰度等級(jí)的單位,也被稱(chēng)為點(diǎn)(dot)。R像素、 G像素和B像素的組合,構(gòu)成一個(gè)彩色顯示像素?!跋袼貐^(qū)域”是指顯示的“像素”所對(duì)應(yīng)的液晶顯示裝置100的區(qū)域。背面基板120也被稱(chēng)為有源矩陣基板,正面基板140也被稱(chēng)為對(duì)置基板。另外,當(dāng)液晶顯示裝置100為彩色液晶顯示裝置時(shí),多在正面基板140設(shè)置有彩色濾光片,這種正面基板140也被稱(chēng)為彩色濾光片基板。液晶顯示裝置100是透過(guò)反射兩用型,各像素具有透過(guò)區(qū)域和反射區(qū)域。在液晶顯示裝置100中,在比液晶層160靠近透明基板122 —側(cè)的位置設(shè)置有反射部件(圖1中未圖示),該反射部件具有微細(xì)的凹凸結(jié)構(gòu)。例如,在反射區(qū)域設(shè)置有與透明的像素電極1 電連接的反射電極作為反射部件。例如,使用ITO膜作為像素電極124,使用Al膜等金屬反射膜作為反射部件。另外,雖然未圖示,但在背面基板120和正面基板140分別設(shè)置有偏光板。因此, 兩個(gè)偏光板配置成夾著液晶層160相互相對(duì)。兩個(gè)偏光板的透過(guò)軸(偏光軸)配置成相互正交,一個(gè)沿水平方向(行方向)配置,另一個(gè)沿垂直方向(列方向)配置。液晶層160包括具有負(fù)的介電常數(shù)各向異性的向列型液晶化合物(液晶分子 162)。液晶層160是垂直取向型,液晶分子162在與取向膜1 和取向膜146的表面呈大致90°的方向上取向。另外,液晶層160還具有濃度0. 045wt%以上0.060Wt%以下的光聚合性化合物164。另外,根據(jù)需要也可以在液晶層160中添加手性劑。液晶層160與正交尼科爾配置的偏光板組合,進(jìn)行常黑模式的顯示。如圖1(b)所示,像素電極IM具有多個(gè)單位電極,各單位電極具有對(duì)稱(chēng)性高的形狀。當(dāng)對(duì)液晶層160施加電壓時(shí),液晶層160的液晶分子162軸對(duì)稱(chēng)(C -)取向而形成液晶疇。也可以與液晶疇的中心對(duì)應(yīng)地在對(duì)置基板140的液晶層160 —側(cè)設(shè)置凸部,這樣的凸部也被稱(chēng)為鉚釘。在此,像素電極1 具有設(shè)置在透過(guò)區(qū)域的電極124t和設(shè)置在反射區(qū)域的電極lMr,電極124t和電極124r的面積比為7 3。在不施加電壓到液晶層160或施加電壓較低的情況下,液晶分子162與取向膜126,146的主面大致垂直地取向。與之相對(duì),在對(duì)液晶層160施加規(guī)定的電壓的情況下,液晶分子162以像素電極IM的各單位電極為中心傾斜地軸對(duì)稱(chēng)地取向,形成軸對(duì)稱(chēng)液晶疇。 另外,上述偏光板可以是直線偏光板。或者,偏光板也可以是圓偏光板。在本實(shí)施方式的液晶顯示裝置100中,在取向膜1 上的液晶層160 —側(cè)設(shè)置有取向維持層130。取向維持層130含有光聚合性化合物聚合而得的聚合物。另外,在取向膜146上的液晶層160 —側(cè)設(shè)置有取向維持層150。取向維持層150含有光聚合性化合物聚合而得的聚合物。例如,取向維持層130由與取向維持層150相同的材料構(gòu)成,取向維持層130、150由光聚合性化合物的聚合物形成。圖1 (a)表示液晶分子162與取向膜126、146 的主面的法線方向平行地取向,但通過(guò)取向維持層130、150,液晶分子162被維持在從取向膜126、146的主面的法線方略微傾斜的方向。像這樣,液晶分子162的取向方向被取向膜 126、146和取向維持層130、150規(guī)定。取向維持層130、150在取向膜126、146上設(shè)置成島狀,取向膜126、146的一部分的表面也可以與液晶層160接觸。與形成在液晶層160內(nèi)的電場(chǎng)相應(yīng)地取向的液晶分子162當(dāng)被聚合物固定時(shí),即使在沒(méi)有電場(chǎng)的狀態(tài)下也能夠維持取向。取向膜126、146上的取向維持層130、150形成之后,取向維持層130、150規(guī)定液晶分子的預(yù)傾方向。參照?qǐng)D2對(duì)上述取向維持層130和150的一例進(jìn)行說(shuō)明。圖2所示的SEM像是將液晶顯示裝置100分解后,除去液晶材料,將用溶劑洗凈后的表面用SEM觀察得到的圖。根據(jù)圖2可知,取向維持層含有粒徑50nm以下的聚合物的粒子。另外,該聚合物也存在成長(zhǎng)至Ij 1 μ m-5 μ m的情況。光聚合性化合物溶解于液晶化合物,光聚合性化合物和液晶化合物的混合物被用作液晶材料。在液晶材料被背面基板120、正面基板140和密封劑包圍的情況下,通過(guò)使液晶材料內(nèi)的光聚合性化合物聚合來(lái)形成取向維持層130、150,由混合物形成液晶層160。另外,液晶層160含有未聚合的光聚合性化合物164。在本實(shí)施方式的液晶顯示裝置100中,光聚合性化合物相對(duì)于液晶材料的濃度為 0.30wt%。濃度0.30wt%的量的光聚合性化合物能夠溶解于液晶化合物。另外,聚合后殘留在液晶層160內(nèi)的光聚合性化合物的比例為15%以上20%以下,聚合后殘留的光聚合性化合物164的濃度為0. 045wt%以上0. 060wt%以下。詳細(xì)情況在后面闡述,通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定液晶層160中的光聚合性化合物164的濃度,能夠抑制殘影并且抑制斑點(diǎn)和亮點(diǎn)。在此,作為光聚合性化合物,使用具有一個(gè)以上的環(huán)結(jié)構(gòu)或稠環(huán)結(jié)構(gòu)和與上述環(huán)結(jié)構(gòu)或稠環(huán)結(jié)構(gòu)直接結(jié)合(鍵合)的兩個(gè)官能團(tuán)的能夠聚合的單體。例如,單體選自下述通式⑴所示的物質(zhì)。P1-A1-(Z1-A2)n-P2 (1)在通式(1)中,P1和P2是官能團(tuán),分別獨(dú)立地為丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、乙烯基、乙烯氧基或環(huán)氧基,A1和A2是環(huán)結(jié)構(gòu),分別獨(dú)立表示1,4-亞苯基或萘-2,6- 二基,Z1 為-C00-基、-0C0-基或單鍵,η為0、1或2。在通式(1)中,P1和P2優(yōu)選為丙烯酸酯基,Z1優(yōu)選為單鍵,η優(yōu)選為0或1。優(yōu)選的單體例如是下式所示的化合物。[化學(xué)式1]
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置,其特征在于所述液晶顯示裝置為透過(guò)反射兩用型的液晶顯示裝置, 所述液晶顯示裝置包括 具有取向膜的背面基板; 具有取向膜的正面基板;設(shè)置在所述背面基板與所述正面基板之間的液晶層;和設(shè)置在所述背面基板和所述正面基板各自的所述取向膜的所述液晶層一側(cè)的取向維持層,所述取向維持層由光聚合性化合物聚合而得的聚合物形成,所述液晶層含有液晶化合物和所述液晶層中的濃度為0. 045wt%以上0. 060wt%以下的所述光聚合性化合物。
2.一種液晶顯示裝置的制造方法,其特征在于,包括準(zhǔn)備液晶單元的工序,該液晶單元為透過(guò)反射兩用型的液晶單元,并且該液晶單元包括具有取向膜的背面基板、具有取向膜的正面基板、和被夾在所述背面基板的所述取向膜與所述正面基板的所述取向膜之間的混合物;和在所述背面基板和所述正面基板各自的所述取向膜上形成取向維持層的工序, 在所述準(zhǔn)備液晶單元的工序中,所述混合物含有液晶化合物和光聚合性化合物, 在所述形成取向維持層的工序中,所述取向維持層由所述混合物的所述光聚合性化合物形成,在形成所述取向維持層之后由所述混合物形成的液晶層中的所述光聚合性化合物的濃度為0. 045wt%以上0. 060wt%以下。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置的制造方法,其特征在于在所述準(zhǔn)備液晶單元的工序中,所述混合物中的所述光聚合性化合物的濃度為 0. 25wt% 以上 0. 35wt% 以下。
4.如權(quán)利要求2或3所述的液晶顯示裝置的制造方法,其特征在于在形成所述取向維持層之后,所述液晶層中的所述光聚合性化合物的殘留比例為15% 以上20%以下。
全文摘要
本發(fā)明的透過(guò)反射兩用型的液晶顯示裝置(100),包括具有取向膜(126)的背面基板(120);具有取向膜(146)的正面基板(140);設(shè)置在背面基板(120)與正面基板(140)之間的液晶層(160);和設(shè)置在背面基板(120)和正面基板(120)各自的取向膜(126、146)的液晶層(160)一側(cè)的取向維持層(130、150)。取向維持層(130、150)由光聚合性化合物聚合而得的聚合物形成,液晶層(160)含有液晶化合物(162)和液晶層(160)中的濃度為0.045wt%以上0.060wt%以下的光聚合性化合物(164)。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK102334064SQ201080009408
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2010年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月25日
發(fā)明者伊藤昌稔 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社