[发明专利]取向膜和具有取向膜的液晶显示装置以及取向膜的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及取向膜和具有上述取向膜的液晶显示装置以及取向膜的形成方法。

背景技术

液晶显示装置不仅作为便携式电话的显示部等小型的显示装置使用也作为大型电视机使用。以往经常使用的TN(Twisted Nematic：扭转向列)模式的液晶显示装置具有比较狭窄的视野角，但近年制作出了IPS(In-Plane-Switching：面内开关)模式和VA(Vertical Alignment：垂直取向)模式这些广视野角的液晶显示装置。在这样的广视野角模式中，VA模式能够实现高对比度比，因此在很多液晶显示装置中被采用。

液晶显示装置具有规定其附近的液晶分子的取向方向的取向膜，在VA模式的液晶显示装置中，取向膜使液晶分子与其主面大致垂直地取向。一般的取向膜，由在耐热性、耐溶剂性和吸湿性等方面具有优点的聚酰亚胺形成。

作为VA模式的一种，已知有在1个像素区域形成多个液晶畴的MVA(Multi-domain Vertical Alignment：多畴垂直取向)模式。在MVA模式的液晶显示装置中，在夹着垂直取向型液晶层相对的一对基板中的至少一个的液晶层一侧设置有取向限制构造。取向限制构造例如为设置在电极的线状的狭缝(开口部)或肋(突起构造)。通过取向限制构造，从液晶层的一方或两侧施加取向限制力，形成取向方向不同的多个液晶畴(典型地为4个液晶畴)，实现了视野角特性的改善。

另外，作为VA模式的另一种，已知有CPA(Continuous Pinwheel Alignment：连续焰火状排列)模式。一般的CPA模式的液晶显示装置中，设置有具有对称性高的形状的像素电极，并且与液晶畴的中心对应地在相对电极设置有突起物。该突起物也被称为铆钉。当施加电压时，根据由相对电极和对称性高的像素电极形成的倾斜电场，液晶分子呈放射状倾斜取向。另外，通过铆钉的倾斜侧面的取向限制力，液晶分子的倾斜取向被稳定化。这样，通过1个像素内的液晶分子呈放射状取向，进行视野角特性的改善。

与通过取向膜规定液晶分子的预倾方向的TN模式的液晶显示装置不同，在MVA模式的液晶显示装置中，通过线状的狭缝或肋对液晶分子赋予取向限制力，因此，对像素区域内的液晶分子的取向限制力根据离狭缝或肋的距离而不同，像素内的液晶分子的响应速度会产生差异。同样，在CPA模式中像素内的液晶分子的响应速度也会产生差异，另外，像素电极的尺寸越大，响应速度的差异越显著。另外，在VA模式的液晶显示装置中，设置有狭缝、肋或铆钉的区域的光的透过率低，因此难以实现高亮度。

为了避免上述问题，已知有对于VA模式的液晶显示装置，也使用按照在不施加电压时从取向膜的主面的法线方向倾斜的方式对液晶分子赋予取向限制力的取向膜(例如，参照专利文献1、2)。

在专利文献1公开的液晶显示装置中，对取向膜进行了摩擦等取向处理，由取向膜规定液晶分子，使得液晶分子在不施加电压时也从其主面的法线方向倾斜地取向，由此，实现响应速度的提高。另外，取向膜按照1个像素内的液晶分子对称地取向的方式规定液晶分子的预倾方位，由此进行视野角特性的改善。在专利文献1公开的液晶显示装置中，在液晶层，根据第一取向膜的2个取向区域和第二取向膜的2个取向区域的组合形成有4个液晶畴，由此，实现了广视野角化。

另外，在专利文献2中公开的取向膜由具有光反应性官能基的感光性材料形成，通过从倾斜方向对该取向膜照射光，对该取向膜赋予预倾斜使得在不施加电压的状态下液晶分子从取向膜的主面的法线方向倾斜。通过这样的光取向处理被赋予预倾斜的取向膜也被称为光取向膜。在专利文献2中公开的光取向膜，通过使用含有光反应性官能基的键结构的取向膜材料，预倾角的偏差被控制在1°以下。

在使用1种聚合物形成的取向膜中，有时得不到充分的特性。因此，研究了由2种不同的聚合物形成取向膜(参照专利文献3和非专利文献1)。

专利文献3所公开的取向膜具有：由分子量和/或极性大的第一聚合物形成的主体层；和由分子量和/或极性小的第二聚合物形成的表面层。作为第一聚合物，使用含有几乎不产生内部DC偏置电压的芳香族的材料(例如，日产化学工业株式会社制造的SE7690)。另外，第二聚合物为相对于紫外线照射预倾角的变化大的材料，是环丁烷类的聚合物的材料。在专利文献3中，使用日产化学工业株式会社制造的SE7210作为第二聚合物。

另外，在非专利文献1中公开了一种取向膜，该取向膜包括以聚酰胺酸作为主要成分的下侧层、和以聚酰亚胺作为主要成分的上侧层。在非专利文献1中，通过适当设定预烘焙的温度和时间，进行上侧层和下侧层的二层分离。