液晶显示装置的制作方法

专利名称：液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置。更详细而言，涉及适合于许多人使用的便携信息終端、个人计算机、文字处理器、娱乐设备、教育用设备、电视装置等的平面显示器、利用液晶的光阀效果的显示板、显示窗、显示门、显示壁等具有广视野角特性的液晶显示装置。
背景技术：
现在，液晶显示装置作为实现薄型和轻型的显示器，广泛用于个人电脑以及电视机和文字处理器等。就液晶显示装置的显示特性而言，所使用的液晶材料自然重要，用于使其液晶均匀地取向的取向膜也是重要的。关于取向膜，作为用于实现良好的响应时间特性的液晶取向剂，公开有含有侧链密度为规定的范围的聚酰胺酸的液晶取向剂(例如，參照专利文献I)。该侧链密度通过从分子式算出的ニ胺的侧链密度和聚酰胺酸的材料、即ニ胺和四羧酸ニ酐的重量来计算。特别是近年来，随着液晶显示装置的大型化的推迸，高效地均匀地对取向膜进行处理变得重要。此外，随着液晶显示装置的高精细化，在显示画面残留有残像的影像残留现象成为问题，对此进行抑制的要求变得強烈。作为影像残留现象，一般广泛地已知有由于残留DC (直流)模式而导致的影像残留(以下称为DC影像残留)。此外，公开有关于液晶取向剂的各种技术(例如，參照专利文献2 6)。此外，在TN (Twisted Nematic :扭转向列)模式、ECB (ElectricallyControlledBirefringence :电控双折射)模式和 VATN (Vertical AlignmentTwisted Nematic :垂直取向扭转向列)模式等那样在基板面内向ー个方向实施了液晶取向处理的液晶显示装置，显示特性根据观察方向而大幅变化。因此，能够观察到影像残留现象的方向除了正面方向以外，限定于依赖于液晶取向模式的显示特性的方向。另ー方面，在液晶TV和信息传达用大画面显示器，为了白色显示时的视野角补偿而被进行液晶的取向分割。因此，在进行视野角补偿的取向分割模式中，导致在全方位均匀地观察到影像残留现象，因此必须改善影像残留现象。此外，近年来提出有各种通过照射偏光紫外线等的光进行取向膜(光取向膜)的取向处理的方法、即光取向法(例如，參照专利文献7 12和非专利文献1、2)。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2006-267823号公报专利文献2 :日本特开2005-250244号公报专利文献3 :日本特开2006-10869号公报专利文献4 :日本特开2006-52317号公报专利文献5 :日本特开2008-299317号公报专利文献6 :日本专利第4434862号说明书专利文献7 :日本特开2001-517719号公报
专利文献8 :日本特开2003-520878号公报专利文献9 :日本特开2009-216788号公报专利文献10 :日本特开2009-520702号公报专利文献11 :日本特开2007-256484号公报专利文献12 :国际公开第2008/117615号手册非专利文献非专利文献I :長谷川雅樹，「光配向-生産プロセスの観点からみた配向処理」，液晶，日本液晶学会，(长谷川雅树，《光取向-从生产エ艺看取向处理》，液晶，日本液晶学会)1999年I月25日，第3卷，第I号，p. 3-16非专利文献2 :沢畑清，「IXD用配向膜の材料開発動向」，液晶，日本液晶学会，(沢畑清，《IXD用取向膜的材料开发动向》，液晶，日本液晶学会)2004年10月25日，第8卷，第4 号，p. 216-22
发明内容
发明所要解决的问题光取向法虽然在液晶取向的均匀性和作业性方面优异，但是关于影像残留现象等特性还存在改善的余地。另外，光取向法是通过向取向膜照射偏光紫外线等光(曝光)而使取向膜产生取向限制力的、和/或使取向膜的取向限制方向变化的取向方法。而且，在代替摩擦法的光取向法中，由于尚未阐明影像残留的发生机理，因此没有解决方法的提案。例如，在光垂直取向膜中，有时不仅发生强的DC影像残留，而且发生由AC(交流)电压施加引起的预倾角的变化导致的影像残留(以下也称为AC影像残留)。特别是在具有能够发生光反应(例如，光交联反应(包括光二聚反应)、光异构化反应、光分解反应)而赋予液晶分子预倾角的光官能团的光取向膜，存在AC影像残留变强的情况。此外，在光取向法中，存在不能得到所期望的取向状态的情况。例如，存在得不到所期望的预倾角而发生漏光的情況。此外，存在在电压的导通/断开的切换时产生不需要的畴的情況。本发明是鉴于上述现有问题而作出的，其目的在于，提供能够得到良好的取向状态且能够抑制AC影像残留的发生的液晶显示装置。用于解决问题的方法本发明的发明人对能够得到良好的取向状态且能够抑制AC影像残留的发生的液晶显示装置进行了各种研究后，着眼于配置在取向膜表面的侧链的密度。这里，使用图17，以光垂直取向膜为例，对配置在取向膜表面的侧链与取向控制和AC影像残留的关系进行说明。如图17 (a)所不,光垂直取向膜具有主链31和具有光官能团的垂直取向性的侧链21a。在取向膜表面配置有侧链21a。通过向光垂直取向膜照射光而使得21a向规定的方向取向。而且，由于取向后的侧链21a与液晶分子11相互作用，液晶分子11以具有预倾角的状态垂直取向。此时，在光垂直取向膜的表面配置多少侧链21a对液晶分子11的取向有很大影响。如图17 (b)所示，在侧链21a少的情况下，限制液晶分子11的取向的カ变弱，存在不能得到所期望的预倾角的担心。此外，此时，如果长时间施加电压、长时间持续使液晶分子11相对于向基板水平的方向倾倒的状态，则如图17 (C)所示，即使之后使电压变弱或停止电压的施加，侧链21a也保持倾倒的状态不变，液晶分子11不恢复垂直状态，而保持水平方向不变地取向，其结果是，存在引起AC影像残留的担心。此外，即使侧链21a不倾倒，也如图17 Cd)所示，液晶分子11通过附着在主链31而保持水平方向不变地取向，其结果是，也存在引起AC影像残留的担心。此外，如图17 (e)所示，在光垂直取向膜包括侧链21a和不具有官能团的垂直取向性的侧链21b吋，由于侧链21a相对较少，赋予液晶分子11预倾角的能力变小，存在不能控制液晶分子11的取向的可能性。即，存在光垂直取向膜不能作为光取向膜发挥作用的可能性。以上，以光垂直取向膜作为ー个例子，对侧链与取向控制和AC影像残留的关系进行了说明，但是，并不限定于光垂直取向膜，可以认为在所有涂敷含有具有侧链的聚合物的液晶取向剂而形成的取向膜，均存在这样的关系。此外，取向膜的构成材料通常通过聚合具有形成侧链的部分的单体而形成。而且，目前，取向膜的侧链量通过在聚合时调整该单体的比例(摩尔比或重量比)来控制。但是，本发明的发明人发现，在成膜后的实际的取向膜表面出现的侧链的量与聚合时的比例不同。因此，进行了进ー步研究，结果想到，通过使以通过对取向膜表面进行分析而求出的最表面侧链浓度的相对于基于分子结构式的侧链浓度的比、即表面侧链密度为2.0以上，能够出色地解决上述问题，从而完成了本发明。S卩，本发明的ー个方面是ー种液晶显示装置，其具有在ー对基板间夹持有含有液晶分子的液晶层的结构，在上述ー对基板中的至少ー个基板的上述液晶层侧具有取向膜，上述取向膜包含具有对上述液晶分子进行取向控制的特性的液晶取向聚合物，下述式所示的表面侧链密度为2. O以上(以下，也称为本发明的第一液晶显示装置)。本发明的另ー个方面是ー种液晶显示装置，其具有在ー对基板间夹持有含有液晶分子的液晶层的结构，在上述ー对基板中的至少ー个基板的上述液晶层侧具有取向膜，上述取向膜包含液晶取向聚合物，上述液晶取向聚合物具有对上述液晶分子进行取向控制的特性，通过涂敷含有作为该液晶取向聚合物的材料的第一构成材料的液晶取向剂而形成，下述式所示的表面侧链密度为2.0以上(以下，也称为本发明的第二液晶显示装置)。
寺而侧链滋产=_(敢表面侧la:浓度)_
(基于分子结构式的侧链浓度)其中，上述最表面侧链浓度为上述取向膜表面的侧链指标原子的浓度，使用X射线光电子分光法来測定。此外，在本发明的第一液晶显示装置中，上述基于分子结构式的侧链浓度为上述液晶取向聚合物的重复单元中的上述侧链指标原子的浓度，从上述液晶取向聚合物的结构式求出，上述侧链指标原子不包含于上述液晶取向聚合物的主链中而包含于侧链中。另ー方面，在本发明的第二液晶显示装置中，上述基于分子结构式的侧链浓度为在涂敷上述液晶取向剂之前的上述第一构成材料的重复单元中的上述侧链指标原子的浓度，从上述第一构成材料的结构式求出，上述侧链指标原子不包含于上述第一构成材料的主链中而包含于侧链中。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，当表面侧链密度低于2. O时，得不到良好的取向状态，存在不能充分地抑制AC影像残留的情況。作为本发明的第一行第二液晶显示装置的结构，只要将这样的构成要素作为必须的构成要素形成即可，不受其它的构成要素特别限定。以下对本发明的第一和第二液晶显示装置的优选方式进行详细说明。在本发明的第一液晶显示装置中，上述液晶取向聚合物优选涂敷含有作为该液晶取向聚合物的材料的第一构成材料的液晶取向剂而形成。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，优选上述取向膜为光取向膜。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，更优选如下方式在上述取向膜为光取向膜时，上述液晶分子具有负的介电常数各向异性，上述取向膜在不对上述液晶层施加电压时使上述液晶分子相对于上述取向膜表面近乎垂直地取向，且设置于上述ー对基板上，上述液晶显示装置，在俯视上述ー对基板时，设置在上述ー对基板中的ー个基板的上述取向膜表面的上述液晶分子的取向方向与设置在上述ー对基板中的另ー个基板的上述取向膜表面的上述液晶分子的取向方向正交，此时，上述液晶显示装置更优选在像素内具有多个畴、例如四个畴。此外，此时，取向方向正交是指两个方向所形成的角不必严密地为90°，在80 100° (优选为87 93° )的范围内即可。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，优选上述取向膜为垂直取向膜。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，优选上述取向膜是向涂敷上述液晶取向剂而形成的膜实施基于光照射的取向处理而得到的取向膜，上述第一构成材料通过上述光照射表现出对上述液晶分子进行取向控制的特性。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，优选上述液晶取向聚合物的侧链具有光官能团。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，优选上述第一构成材料的侧链具有光官能团。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，优选上述光官能团为选自香豆素基、肉桂酸酷基、查耳丽基、偶氣苯基和苗基中的至少一种光官能团。在本发明的第一和第二液晶显示装置，优选上述光官能团产生光异构化反应和光再取向中的至少ー种。在本发明的第一和第二液晶显示装置，优选上述光官能团产生光交联反应(包括ニ聚反应)。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，优选如下方式上述液晶取向聚合物为聚酰亚胺，上述基于分子结构式的侧链浓度，如果上述聚酰亚胺的酰亚胺化率低于100%则基于含有聚酰胺酸的主链结构的重复单元算出，如果上述聚酰亚胺的酰亚胺化率为100%则基于含有假定上述聚酰亚胺为未被酰亚胺化的聚酰胺酸的情况下的该聚酰胺酸的主链结构的重复单元算出。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，优选如下方式上述第一构成材料为聚酰胺酸或聚酰亚胺酸，上述基于分子结构式的侧链浓度，在上述第一构成材料为聚酰胺酸的情况下，从上述聚酰胺酸的重复单元算出，在上述第一构成材料为聚酰亚胺的情况下，如果上述聚酰亚胺的酰亚胺化率低于100%则基于含有聚酰胺酸的主链结构的重复单元算出，如果上述聚酰亚胺的酰亚胺化率为100%则基于含有假定上述聚酰亚胺为未被酰亚胺化的聚酰胺酸的情况下的该聚酰胺酸的主链结构的重复单元算出。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，优选上述聚酰亚胺的酰亚胺化率为80%以下。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，上述取向膜也可以不包含不具有对上述液晶分子进行取向控制的特性的非取向物质。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，上述液晶取向剂也可以不含有不具有对上述液晶分子进行取向控制的特性的第二构成材料。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，上述取向膜也可以包含不具有对上述液晶分子进行取向控制的特性的非取向物质。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，上述液晶取向剂也可以含有上述第一构成材料和不具有对上述液晶分子进行取向控制的特性的第二构成材料。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，优选相对于上述第一构成材料与上述第ニ构成材料的合计，上述第一构成材料的比例为10重量％以上。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，上述取向膜也可以具有包含上述液晶取向聚合物的上层和包含上述非取向物质的下层的叠层结构。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，上述取向膜也可以具有使用上述第一构成材料形成的上层和使用上述第二构成材料形成的下层的叠层结构。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，优选如下方式上述液晶取向聚合物以通过光照射表现出对上述液晶分子进行取向控制的特性的结构单元(结构単元)A为必要结构单元，或者以上述结构単元A和不依赖于光照射而表现出对上述液晶分子进行取向控制的特性的结构单元B为必要结构单元，上述基于分子结构式的侧链浓度基于含有上述结构单元A的重复单元算出。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，优选如下方式上述第一构成材料以通过光照射表现出对上述液晶分子进行取向控制的特性的第一结构单元为必要结构单元，或者以上述第一结构单元和不依赖于光照射而表现出对上述液晶分子进行取向控制的特性的第二结构单元为必要结构单元，上述基于分子结构式的侧链浓度基于含有上述第一结构单元的重复单元算出。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，优选如下方式上述第一构成材料以上述第一结构单元和上述第二结构单元为必要结构单元，相对于上述第一结构单元的单体成分和上述第二结构单元的单体成分的合计，上述第一结构单元的单体成分的比例为60重
量％以上。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，优选上述取向膜均匀地对液晶分子进行取向控制。在本发明的第一和第二液晶显示装置中，优选上述取向膜对上述液晶分子进行取向控制，使得上述液晶层的平均预倾角为87°以上。
10
在本发明的第一和第二液晶显示装置中，优选上述取向膜对上述液晶分子进行取向控制，使得上述液晶层的平均预倾角为89. 5°以下。优选上述液晶分子在上述取向膜上均匀地取向。发明的效果根据本发明，能够实现能够得到良好的取向状态且能够抑制AC影像残留的发生的液晶显示装置。


图I是实施方式I的液晶显示装置的取向膜的立体示意图。图2 Ca)是表示实施方式I的液晶显示装置的结构的截面示意图。(b)是表示实施方式I的液晶显示装置另ー结构的截面示意图。图3表示实施方式I的液晶取向剂的第一构成材料的基本结构。另外，在图3中，由实线包围的部分是由酸酐衍生的单元(酸酐单元)，由虚线包围的部分是由ニ胺衍生的单元(ニ胺单元)。图4表示实施方式I的液晶取向剂的第一构成材料的另一基本结构。另外，在图4中，由实线包围的部分是由酸酐衍生的単元(酸酐单元)，由虚线包围的部分是由ニ胺衍生的単元(ニ胺单元)，由点划线包围的部分是由有不具有光官能团的侧链22的ニ胺衍生的单元(非光取向ニ胺单元)。图5是表不实施方式I的取向膜表面的立体不意图。图6是表示实施方式I的光取向处理与液晶分子的预倾方向的关系的立体示意图。图7 Ca)是表示实施方式I的液晶显示装置具有单畴的情况下的一个像素(或I个子像素)内的液晶指向矢的方向与对ー对基板(上下基板)的光取向处理方向的平面示意图，(b)是表示设置于(a)所示的液晶显示装置的偏光板的吸收轴方向的示意图。另外，图
7Ca)表不光取向处理方向在ー对基板之间正交、并且对ー对基板之间施加有阈值以上的AC电压的状态。此外，在图7 (a)中，实线箭头表示对下基板的光照射方向(光取向处理方向)，虚线箭头表示对上基板的光照射方向(光取向处理方向)。图8 Ca)是表示实施方式I的液晶显示装置具有单畴的情况下的一个像素(或I个子像素)内的液晶指向矢的方向与向ー对基板(上下基板)的光取向处理方向的平面示意图，(b)是表示设置于(a)所示的液晶显示装置的偏光板的吸收轴方向的示意图。另外，图
8(a)表不光取向处理方向在ー对基板之间方向平行、并且向ー对基板之间施加有阈值以上的AC电压的状态。另外，图8 (a)中，实线箭头表示对下基板的光照射方向(光取向处理方向)，虚线箭头表示对上基板的光照射方向(光取向处理方向)。图9是表示用于通过使用校准掩模的接近式曝光法进行取向分割的实施方式I的光取向处理工艺中的基板和光掩模的第一配置关系的截面不意图。图10是表示用于通过使用校准掩模的接近式曝光法进行取向分割的实施方式I的光取向处理工艺中的基板和光掩模的第二配置关系的截面示意图。图11 (a)是表示在实施方式I的液晶显示装置具有4个畴的情况下的一个像素(或I个子像素)内的平均的液晶指向矢的方向、对ー对基板(上下基板)的光取向处理方向、和畴的分割图案的平面示意图，(b)是表示设置于(a)所示的液晶显示装置的偏光板的吸收轴方向的不意图。另外，图11 (a)表不向ー对基板之间施加有阈值以上的AC电压的状态。此外，图11 (a)中，实线箭头表示对下基板(驱动元件基板)的光照射方向(光取向处理方向)，虚线箭头表不对上基板(彩色滤光片基板)的光照射方向(光取向处理方向)。图12 Ca)是表示在实施方式I的液晶显示装置具有另4个畴的情况下的ー个像素(或I个子像素)内的平均的液晶指向矢的方向、对ー对基板(上下基板)的光取向处理方向、和畴的分割图案的平面示意图，(b)是表示设置于(a)所示的液晶显示装置的偏光板的吸收轴方向的不意图，(C)是表不向ー对基板之间施加有阈值以上的AC电压时的(a)的A — B线的截面示意图,表示液晶分子的取向方向。另外，图12 (a)中,虚线箭头表示对下基板(驱动元件基板)的光照射方向(光取向处理方向)，实线箭头表示对上基板(彩色滤光片基板)的光照射方向(光取向处理方向)。此外，图12 (c)中，虚线表示畴间的边界。图13是表示在AC影像残留评价试验中使用的评价单元(液晶显示装置)的透明电极的平面示意图。图14是表示用于AC影像残留评价试验的通电时的评价单元(液晶显示装置)的显示状态的平面示意图。图15是表示AC影像残留评价试验时的评价单元(液晶显示装置)的显示状态的平面示意图。图16是表示AC影像残留评价试验的评价单元(液晶显示装置)和ND滤光片的配置关系的侧面不意图。图17 (a) (C)是表不取向膜表面的不意图，是用于对配置在取向膜表面的侧链与取向控制和AC影像残留的关系进行说明的图。
具体实施例方式在本说明书中，VATN模式也可以被称为RTN (反向扭转TN ;垂直取向的TN)模式。此外，在本说明书中，ECB模式可以是在未施加电压时垂直取向、施加电压时水平取向的类型(VAECB)，也可以是在未施加电压时水平取向、施加电压时垂直取向的类型。在本说明书中，光官能团只要是通过光照射表现出对液晶分子进行取向控制的特性的官能团即可，没有特别限定，优选为通过照射光、优选紫外线、更优选偏光紫外线，能够发生交联反应(包括ニ聚反应)、分解反应、异构化反应和光再取向中的至少I种的基团，更优选发生交联反应(包括ニ聚反应)、异构化反应和光再取向中的至少I种的基团。此外，在本说明书中，所谓均匀地进行取向控制，并不需要严格地均匀地进行取向控制，只要在能够实现单ー的液晶模式的程度内为均匀即可。此外，在本说明书中，所谓对液晶分子进行垂直取向控制，并不需要将液晶分子取向控制为与取向膜表面严格垂直的方向，只要在能够实现VATN模式等垂直取向模式的程度内，能够将液晶分子取向控制为与取向膜表面垂直的方向即可。此外，在本说明书中，所谓取向控制方向为相同方向，并不需要取向控制方向严格相同，只要在能够实现単一的液晶模式的程度内为相同方向即可。此外，在本说明书中，液晶层的平均预倾角是未向ー对基板间(液晶层)施加电压的状态下液晶层的厚度方向上液晶分子的平均的外廓(指向矢)方向(极角方向)与基板表面所成的角。作为用于測定液晶层的平均预倾角的装置没有特别限定，例如，可以列举市售的倾斜角測定装置(SHINTEC，Inc.制造，商品名0PTIPR0)。该倾斜角測定装置，以基板表面为0°，以相对于基板表面垂直的方向为90°，以液晶层的厚度方向上的液晶分子的平均外廓为预倾角，因而适合作为用于測定液晶层的平均预倾角的装置。此外，可以认为，决定液晶层的平均预倾角的因子是取向膜附近(界面)的液晶分子的外廓，界面的液晶分子对液晶层的主体(bulk)(中层)的液晶分子赋予弹性形变。另外，可以认为，在取向膜附近(界面)和液晶层的主体(中层)中，液晶分子的外廓不同，因此，界面和中层的各液晶分子的外廓的方向(极角方向)严格地说是不同的。以下列举实施方式，參照附图进ー步详细地说明本发明，但本发明并不仅限定于这些实施方式。(实施方式I)本实施方式的液晶显示装置具有在ー对基板间夹持有含有液晶分子的液晶层的结构，在上述ー对基板中的至少ー个基板的上述液晶层侧具有取向膜。此外，上述取向膜包含具有对上述液晶分子进行取向控制的特性的液晶取向聚合物。此外，上述取向膜通过将含有作为上述液晶取向聚合物的材料的第一构成材料的液晶取向剂涂敷在上述ー对基板中的至少ー个基板而形成。而且，上述式所示的表面侧链密度为2. O以上。上述最表面侧浓度为上述取向膜表面的侧链指标原子的浓度，使用X射线光电子分光法(XPS :X_ray Photoelectron Spectroscopy)测定。XPS能够检测出除了比试样表面的浅数nm的部分的氢以外的所有元素。即，能够求出试样表面的构成元素的比率。上述基于分子结构式的侧链浓度也可以为上述液晶取向聚合物的重复单元中的上述侧链指标原子的浓度，此时，上述基于分子结构式的侧链浓度从上述液晶取向聚合物的结构式求出，上述侧链指标原子是不包含于上述液晶取向聚合物的主链中而包含于上述液晶取向聚合物的侧链中的原子。另ー方面，上述基于分子结构式的侧链浓度也可以为涂敷上述液晶取向剂之前的上述第一构成材料的重复单元中的上述侧链指标原子的浓度，此时，上述基于分子结构式的侧链浓度从上述第一构成材料的结构式求出，上述侧链指标原子是不包含于上述第一构成材料的主链中而包含于上述第一构成材料的侧链中的原子。其中，例如，第一构成材料的侧链具有产生交联反应或分解反应的光官能团时，第ー构成材料的侧链的结构通过光取向处理而发生变化，在液晶取向聚合物的侧链具有与第ー构成材料的侧链不同的结构的情况下，上述基于分子结构式的侧链浓度基于含有第一构成材料的侧链结构的重复单元算出。但是，此时，如后述的那样，含有第一构成材料的侧链结构的重复单元的结构式也能够从液晶取向聚合物的重复单元的结构式推定。另ー方面，例如，第一构成材料的侧链不具有光官能团时，第一构成材料的侧链的结构不通过烧制和取向处理而发生变化，在液晶取向聚合物的侧链具有与第一构成材料的侧链相同的结构的情况下，上述基于分子结构式的侧链浓度既可以根据液晶取向聚合物的重复单元算出，也可以根据涂敷液晶取向剂之前的第一构成材料的重复单元算出。如图5所不,侧链指标原子30仅存在于取向膜10的侧链21。这样,最表面侧链浓度为取向膜所包含的侧链中的配置在取向膜表面的侧链所包含的侧链指标原子的浓度。因此，最表面侧链浓度的值越大，就意味着配置在取向膜表面的侧链指标原子越多。另外，作为侧链指标原子没有特别限定，例如，可以列举氟等卤原子。对基于分子结构式的侧链浓度进行进ー步说明。例如，在第一构成材料的重复单元的分子式为CxHyNzOmFn、氟原子为侧链指标原子的情况下，基于分子结构式的侧链浓度从式n/ (x+z+m+n)X 100算出。另外，由于利用XPS不能检测出氢原子，因此在基于分子结构式的侧链浓度中也不考虑氢原子的个数。液晶取向聚合物和第一构成材料的结构式能够使用GC-MS (气相色谱质量分析)、LC-MS (液相色谱质量分析)、FT-IR (傅里叶变换红外分光法)、NMR (核磁共振分光法)等来确定。另外，在确定液晶取向聚合物的结构式时，将取向膜削成片状，使其溶解于溶剂后，进行上述测定即可。此外，第一构成材料的结构式能够从液晶取向聚合物的结构式确定，相反地，也能够从第一构成材料的结构式确定液晶取向聚合物的结构式。以下，区分以下两种情况进行说明(I)液晶取向聚合物和第一构成材料的侧链的结构式相同的情况，(2)液晶取向聚合物具有与第一构成材料的侧链不同的结构的侧链的情况。(I)相同的情况在第一构成材料的侧链不具有光官能团时、具有产生光异构化反应和/或光再取向的光官能团时等，即使经过烧制エ序和取向处理工序，第一构成材料的侧链的结构式也不发生变化。此外，第一构成材料的主链的结构式不发生变化或者即使发生变化也能够如酰亚胺化那样容易地从反应后的结构式推定。因此，此时，第一构成材料的结构式直接为液晶取向聚合物的结构式，或者能够从液晶取向聚合物的结构式推定。(2)不同的情况在第一构成材料的侧链具有产生交联反应或分解反应的光官能团时等，第一构成材料的侧链的结构通常在取向处理工序中发生变化。例如，在第一构成材料的侧链具有产生作为交联反应的ー种的ニ聚反应的光官能团时，如下述式所示，光官能团的C=C键断开，形成四元环。但是，能够从该四元环和周边的结构能够确定ニ聚反应前的光官能团，确定第ー构成材料的侧链的结构式。此外，在第一构成材料的所有重复单元的结构均不发生变化时，能够通过确定不由取向处理而发生交联反应(ニ聚反应)而残留的光官能团来确定第一构成材料的侧链的结构式。
此外，对第一构成材料的侧链具有产生分解反应的光官能团的情况进行说明，分解反应所需的紫外线照射量通常大至数J/cm2，第一构成材料的所有的侧链分解，第一构成材料的所有重复单元的结构几乎不发生变化。因此，能够通过确定不由取向处理而发生分解反应而残留的光官能团来确定第一构成材料的侧链的结构式。此外，如上所述，第一构成材料的主链的结构式不变化或者能够容易地从反应后的结构式推定。因此，即使在液晶取向聚合物具有与第一构成材料的侧链不同的结构的侧链的情况下，第一构成材料的结构式也能够从液晶取向聚合物的结构式推定，同样，含有第ー构成材料的侧链结构的重复单元的结构式也能够从液晶取向聚合物的重复单元的结构式推定。这样，液晶取向聚合物的侧链的结构式既可以与上述第一构成材料的侧链的结构式相同，也可以不同。其中，在第一构成材料具有发生交联反应、异构化反应和光再取向中至少ー种的光官能团时，与第一构成材料具有发生分解反应的光官能团的情况相比，能够得到良好的取向膜的电特性。因此，从这样的观点出发，优选上述光官能团发生光交联反应(ニ聚反应)、光异构化反应和光再取向中的至少ー种，从如上所述更容易地确定液晶取向聚合物和第一构成材料的结构式的观点出发，更优选上述光官能团发生光异构化反应和光再取向中的至少ー种。这里，使用图I对配置在取向膜表面的侧链进行说明。本实施方式的取向膜通过涂敷含有第一构成材料的液晶取向剂而形成。如图I所示，第一构成材料的侧链中的、配置在本实施方式的取向膜10的液晶层侧的表面的侧链21如上所述对取向膜10的特性产生大的影响。作为对配置在取向膜表面的侧链进行评价的參数之一，考虑最表面侧链浓度。但是，如果仅调整最表面侧链浓度是不充分的。以下，使用图17对其理由进行说明。例如，在图17 (a)中，设ー个侧链21a所含的侧链指标原子的数量为2n个，并且，在侧链21a的数量为5个的情况下，最表面侧链浓度为2nX 5，即10η。另ー方面，在图17(b)，设ー个侧链21a所含的侧链指标原子的数量同样为2n个，在侧链21a的数量为两个的情况下，最表面侧链浓度为2nX2，即4n。S卩，就图17 (b)的取向膜而言，与图17 (a)的取向膜相比最表面侧链浓度的值较小，因此能够直观地理解取向限制力变弱的情況。但是，在图17 (b)的侧链21a所含的侧链指标原子的数量为图17 Ca)的侧链21a的5倍的量、即5n个时，图17 (b)的最表面侧链浓度为5nX2，即10η。即使最表面侧链浓度相同，由于在
15图17 (a)和图17 (b)侧链21a的数量不同，取向限制力上产生差异。S卩，在取向膜表面稀疏地存在具有多的侧链指标原子的侧链和在取向膜表面满满地存在具有少的侧链指标原子的侧链的意义不同。这样，最表面侧链浓度是提高取向限制力的重要的原因之一，但是仅此并不充分。因此，在本实施方式中，使用将最表面侧链浓度除以基于分子结构式的侧链浓度而得到的值、即表面侧链密度。由此，能够削弱一个侧链所含有的侧链指标原子的多寡的影响。即，通过使表面侧链密度变大，能够不依赖于ー个侧链所含有的侧链指标原子的多寡而使配置在取向膜表面的侧链变多。而且，在本实施方式中，通过使表面侧链密度为2.0以上，能够得到良好的取向状态，且能够抑制AC影像残留的发生。此外，优选最表面侧链浓度为2. I以上。如果低于2. 1，则难以得到均匀的取向。此外，对最表面侧链浓度的上限虽然没有特别限定，但是优选为4. 5以下，更优选为4. 2以下，进ー步优选为4以下。另外，理论上，表面侧链密度为1，但是实际上不到I。如上所述，本实施方式特征在于表面侧链密度为2. O以上。为了有效地使表面侧链密度为2.0以上，优选采用以下的各种方法，使第一构成材料的侧链容易出现在取向膜表面。首先，优选以使得容易在取向膜表面出现第一构成材料的侧链的方式进行第ー构成材料的分子设计。例如，在使本实施方式的取向膜为垂直取向膜的情况下，第一构成材料通常具有疏水性基团和亲水性基团，具有疏水性和亲水性两个特性(两亲性质(amphipathic))。然后,此时,优选在与液晶层相接的面侧配置疏水性基团,在基板侧配置亲水性基团。因此，在使本实施方式的取向膜为垂直取向膜的情况下，通过使用表现出更高的疏水性的第一构成材料，容易在取向膜表面出现第一构成材料的侧链。此外，在不仅使用第一构成材料、也使用不具有对液晶分子进行取向控制的特性的构成材料(以下，也称为第ニ构成材料)的情况下也为相同的情形通过使用表现出更高的疏水性的第一构成材料，不依赖于第二构成材料的存在，容易在取向膜表面出现第一构成材料的侧链。这样，从提高第ー构成材料的疏水性的观点出发，优选第一构成材料例如具有长链烷基或胆留醇基结构。此外，优选使用更具柔软性的第一构成材料，由此，也容易在取向膜表面出现第一构成材料的侧链。即，当第一构成材料的分子结构刚直时，存在在取向膜表面不易出现第一构成材料的侧链的情况，但是通过采用分子的弯曲和伸縮等自由度高、具有柔软性的第一构成材料，能够避免这种情況。这样，从提高第一构成材料的柔软性的观点出发，优选第一构成材料例如含有单键。并且，在使本实施方式的取向膜为垂直取向膜的情况下，在涂敷液晶取向剂而形成取向膜时，优选调整为第一构成材料的疏水性基团不仅在基板侧而且在空气层侧出现，由此，也容易在取向膜表面出现第一构成材料的侧链。作为具体的调整方法，例如，可以列举对基板的涂敷液晶取向剂的面实施亲水处理、将形成取向膜的气氛的温度调整为40
60% 等。以下对本实施方式的液晶显示装置进行详细说明。本实施方式的液晶显示装置可以无源驱动，优选有源驱动。从提高显示品质和响应性的观点出发，优选上述取向膜设置在上述ー对基板的双万。上述取向膜也可以为水平取向膜，优选为垂直取向膜，优选对上述液晶分子进行垂直取向控制。与水平取向膜相比，垂直取向膜更敏感地使得表面侧链密度对显示品质发挥影响。因此，根据该方式，能够更有效地发挥本发明的效果。此外，能够作为VATN模式等垂直取向模式有效地驱动本实施方式的液晶显示装置。可以对上述取向膜既进行取向处理，也可以不进行取向处理。在被进行取向处理的情况下，也可以对上述取向膜实施积极地摩擦表面的处理、即利用摩擦的取向处理，但是优选实施基于光照射的取向处理。即，优选上述取向膜为光取向膜。与使用摩擦法的情况相比，使用光取向法会更敏感地使得表面侧链密度对显示品质发挥影响。因此，根据该方式，能够更有效地发挥本发明的效果。此外，能够享有由光取向法得到的制造エ艺上的优点。并且，能够提高液晶取向剂的涂敷性能。另外，作为光取向法的优点，例如，可以列举通过非接触地进行取向处理，能够抑制取向处理中的污痕、尘埃等的产生；能够抑制摩擦法那样的机械的取向处理中的显示缺陷(例如，摩擦条纹)的产生；通过使用形成有具有期望图案的透光部的光掩模进行取向膜的曝光，能够将各像素容易地取向分割为期望的畴等。这样，上述取向膜是对涂敷上述液晶取向剂而形成的膜实施基于光照射的取向处理而得到，优选上述第一构成材料通过上述光照射表现出对上述液晶分子进行取向控制的特性。此时，膜(实施基于光照射的取向处理之前的膜)优选对光敏感，优选以小的曝光能量并且在短时间内与光反应。上述光优选为紫外线，更优选为偏光紫外线。上述液晶取向聚合物也可以为无机物，优选为有机物。同样，上述第一构成材料也可以为无机材料，优选为有机材料。上述液晶取向聚合物和上述第一构成材料的分子量没有特别限定，但是与现有的取向膜中含有的聚合物或现有的液晶取向剂中含有的聚合物同样，优选具有能够作为取向膜的构成材料利用的程度的分子量。上述取向膜也可以不包含不具有对上述液晶分子进行取向控制的特性的非取向物质。这样，上述取向膜也可以仅包含上述液晶取向聚合物。由此，液晶取向聚合物必然出现在取向膜的表面，因此能够更有效地对液晶分子进行取向控制。同样，上述液晶取向剂也可以不含有不具有对上述液晶分子进行取向控制的特性的构成材料即第二构成材料。这样上述液晶取向剂，作为上述取向膜的构成材料，也可以仅包含上述第一构成材料。由此，因为液晶取向聚合物必然出现在取向膜的表面，因此能够更有效地对液晶分子进行取向控制。上述取向膜也可以包含不具有对上述液晶分子进行取向控制的特性的非取向物质(优选为聚合物，更优选为有机聚合物)。由此，能够不依赖于烧制温度地发挥良好的可靠性。此外，能够得到一井具有使得DC影像残留和AC影像残留均难以发生的高的显示特性的液晶显示装置。基于同样的观点，上述液晶取向剂也可以含有上述第一构成材料和不具有对上述液晶分子进行取向控制的特性的第二构成材料(优选为聚合物，更优选为有机聚合物)。这样，为了改善液晶显示装置的电特性而导入非取向物质和第二构成材料。S卩，为了使液晶显示装置的电荷蓄积而导致的影像残留(DC影像残留)难以发生而使用非取向物质和第二构成材料。上述取向膜也可以具有包含上述液晶取向聚合物的上层(液晶层侧的层)和包含上述非取向物质的下层(基板侧的层)的叠层结构。基于同样的观点，上述取向膜也可以具有使用上述第一构成材料形成的上层和使用上述第二构成材料形成的下层的叠层结构。此外，基于同样的观点，优选在上述液晶取向剂被涂敷在上述ー对基板中的至少ー个基板之后，上述第一构成材料出现在上述ー对基板中的至少ー个基板的表面。能够适当地设定上述第一构成材料相对于上述第二构成材料的比率，优选大的比率。具体而言，优选相对于述第一构成材料与第二构成材料的合计，第一构成材料的比例为10重量％ (更优选为12重量％)以上。在上述非取向物质和上述第二构成材料为聚合物的情况下，其分子量没有特别限定，与现有的取向膜中含有的聚合物或现有的液晶取向剂中含有的聚合物同样，优选具有能够作为取向膜的构成材料利用的程度的分子量。优选上述液晶取向聚合物和上述非取向物质分别为聚酰亚胺(也可以为部分聚酰亚胺)。其中，此时，上述基于分子结构式的侧链浓度，如果上述聚酰亚胺的酰亚胺化率低于100%则基于含有聚酰胺酸的主链结构的重复单元算出，如果上述聚酰亚胺的酰亚胺化率为100%则基于含有假定上述聚酰亚胺为未被酰亚胺化的聚酰胺酸的情况下的该聚酰胺酸的主链结构的重复单元算出。同样，优选上述第一构成材料和第二构成材料分别为聚酰胺酸(聚酰亚胺前体)或聚酰亚胺(也可以为部分聚酰亚胺)。其中，此时上述基于分子结构式的侧链浓度，在上述第一构成材料为聚酰胺酸的情况下，从上述聚酰胺酸的重复单元算出，在上述第一构成材料为聚酰亚胺的情况下，如果上述聚酰亚胺的酰亚胺化率低于100%则基于含有聚酰胺酸的主链结构的重复单元算出，如果上述聚酰亚胺的酰亚胺化率为100%则基于含有假定上述聚酰亚胺为未被酰亚胺化的聚酰胺酸的情况下的该聚酰胺酸的主链结构的重复单元算出。在上述第一构成材料为聚酰亚胺时，优选其酰亚胺化率小，具体而言，优选为80%(更优选75%)以下。在上述第二构成材料为聚酰亚胺时，其酰亚胺化率没有特别限定，能够适当地设定。上述液晶取向聚合物和上述第一构成材料，优选作为通过光照射表现出对上述液晶分子进行取向控制的特性的方法，具有光官能团。如上所述，优选上述液晶取向聚合物和上述第一构成材料的侧链分别具有光官能团。由此，能够更容易地实现光取向膜，且能够更有效地发挥本发明的效果。上述液晶取向聚合物也可以以通过光照射表现出对上述液晶分子进行取向控制的特性的结构单元A和不依赖于光照射而表现出对上述液晶分子进行取向控制的特性的结构单元B为必要结构单元。由此，能够进一歩抑制AC影像残留的产生，能够实现更优异的显示品质。
其中，在这样液晶取向聚合物含有结构单元A以外的结构单元的情况下，上述基于分子结构式的侧链浓度从含有上述结构单元A的重复单元的分子结构式算出，不考虑含有结构单元A以外的结构单元的重复单元的分子结构式。另一方面，上述液晶取向聚合物也可以仅将上述结构单元A作为必要结构单元，而不含有其以外的结构单元、例如上述结构单元B。同样，上述第一构成材料也可以以通过光照射表现出对上述液晶分子进行取向控制的特性的第一结构单元和不依赖于光照射而表现出对上述液晶分子进行取向控制的特性的第二结构单元为必要结构单元。由此，能够进一步抑制AC影像残留的产生，能够实现更优异的显示品质。 其中，在这样第一构成材料含有结构第一结构单元以外的结构单元的情况下，上述基于分子结构式的侧链浓度从含有上述第一结构单元的重复单元的分子结构式算出，不考虑含有第一结构单元以外的结构单元的重复单元的分子结构式。另一方面，上述第一构成材料也可以仅将上述第一结构单元作为必要结构单元，而不含有其以外的结构单元、例如上述第二结构单元。另外，来自第一结构单元的结构单元为结构单元A，来自第二结构单元的结构单元为结构单元B。即，第一结构单元最终成为结构单元A，第一结构单元最终成为结构单元B。在第一构成材料含有第一和第二结构单元的情况下，优选第一构成材料所含有的第一和第二结构单元中第一结构单元所占的比例较多。具体而言，相对于第一构成材料所含有的第一结构单元的材料(第一结构单元的单体)和第二结构单元的材料(第二结构单元的单体)的合计，述第一结构单元的材料的比例为60重量％ (更优选80重量％)以上。另外，结构单元A及其以外的结构单元的分布没有特别限定，可以是交替共聚物、嵌段共聚物、无规共聚物、接枝共聚物中的任一种。同样，第一结构单元及其以外的结构单元的分布没有特别限定，可以是交替共聚物、嵌段共聚物、无规共聚物、接枝共聚物中的任一个。上述结构单元A优选具有光官能团，更优选有具有光官能团的侧链。由此，能够更容易地实现光取向膜，并且在AC影像残留的降低方面更有效果。基于同样的观点，上述第一结构单元优选具有光官能团，更优选有具有光官能团的侧链。上述结构单元B优选具有取向性官能团，更优选有具有取向性官能团的侧链。由此，能够更容易地实现光取向膜，并且在AC影像残留的降低方面更有效果。基于同样的观点，上述第二结构单元优选具有取向性官能团，更优选有具有取向性官能团的侧链。作为上述取向性官能团，只要是不依赖于光照射而表现出对液晶分子进行取向控制的特性的官能团即可，没有特别限定，能够使用现有公知的取向性官能团，例如垂直取向性官能团、水平取向性官能团等。上述垂直取向性官能团只要是表现出对液晶分子进行垂直取向控制的特性的官能团即可，没有特别限定，优选为不处理或通过摩擦处理、更优选不处理、即不实施取向处理也表现出对液晶分子进行垂直取向控制的特性的官能团。上述水平取向性官能团只要是表现出对液晶分子进行水平取向控制的特性的官能团即可，没有特别限定，优选为不处理或通过摩擦处理表现出对液晶分子进行水平取向控制的特性的官能团。优选上述结构单元A和结构单元B的取向控制方向为相同方向。由此，能够使本实施方式的液晶显示装置为VATN模式、TN模式、ECB模式、IPS (In-Place Switching :面内转换)模式等单一的液晶模式并有效地进行驱动。基于同样的观点，优选上述第一结构单元和第二结构单元的取向控制方向为相同方向。此外，基于同样的观点，优选上述取向膜在取向膜面内对液晶分子均匀地进行取向控制。在使本实施方式的液晶显示装置为VATN模式等垂直取向模式并有效地进行驱动·时，优选上述取向膜对上述液晶分子进行取向控制使得上述液晶层的平均预倾角为87 89. 5°、更优选为87. 5 89°。由此，能够实现视野角特性、响应性和光透过率优异的VATN模式的液晶显示装置。从不对VATN模式的对比度造成不良影响(不使黑亮度上升)的观点出发，优选上述取向膜对上述液晶分子进行取向控制使得上述液晶层的平均预倾角为87°以上、更优选为87.5°以上。另一方面，从抑制在按压显示面时产生的残像、即所谓的按压残像，并且使将正交尼科尔偏光板的吸收轴旋转45°且向液晶层施加7. 5V电压时的消光位置在±5°以内的观点出发，优选上述取向膜对上述液晶分子进行取向控制使得上述液晶层的平均预倾角为89.5°以下、更优选为89°以下。在使本实施方式的液晶显示装置为VATN模式等垂直取向模式并有效地进行驱动时，优选上述结构单元B和第二结构单元分别有具有垂直取向性官能团的侧链。由此，能够容易地实现VATN模式等垂直取向模式的液晶显示装置。从使本实施方式的液晶显示装置为VATN模式并有效地进行驱动，并且使液晶层的平均预倾角稳定在适合于VATN模式的87 89. 5°，而且进一步抑制AC影像残留的观点出发，优选以下(a) (f)的方式。(a)上述液晶取向聚合物和第一构成材料的侧链也可以分别具有选自香豆素基、肉桂酸酯基、查耳酮基、偶氮苯基和芪基中的至少一种光官能团。同样，上述结构单元A和第一构成材料也可以分别有具有选自香豆素基、肉桂酸酯基、查耳酮基、偶氮苯基和芪基中的至少一种光官能团的侧链。由此，与使用分解型的材料形成的取向膜显示装置相比，能够得到相对良好的取向膜的电特性。上述液晶取向聚合物和上述第一构成材料的侧链也可以分别具有类固醇骨架。同样，上述结构单元B和上述第二结构单元也可以分别有具有类固醇骨架的侧链。(c)上述液晶取向聚合物和上述第一构成材料的侧链分别具有3 4个环结合成直线状的结构，上述3 4个环相互分别独立，选自1，4-环己亚基和1，4-亚苯基中的任一个，上述3 4个环之间的键相互独立，可以为单键或1，2-亚乙基。同样，上述结构单元B和上述第二结构单元分别有具有3 4个环结合成直线状的结构的侧链，上述3 4个环相互分别独立，选自1，4-环己亚基和1，4-亚苯基中的任一个，上述3 4个环之间的结合相互独立，可以为单键或1，2-亚乙基。
(c,)上述液晶取向聚合物和上述第一构成材料的侧链分别具有3 4个环结合成直线状的结构，上述3 4个环中的末端侧的2个环为1,4-亚苯基，上述3 4个环中的主链侧的I 2个环相互分别独立，选自1，4-环己亚基和1，4-亚苯基中的任一个，上述3 4个环之间的结合也可以为单键。同样，上述结构单元B和上述第二结构单元分别有具有3 4个环结合成直线状的结构的侧链，上述3 4个环中的末端侧的2个环为1，4-亚苯基，上述3 4个环中的主链侧的I 2个环相互分别独立，选自1，4-环己亚基和1，4-亚苯基中的任一个，上述3 4个环之间的结合也可以为单键。
(d)上述液晶取向聚合物优选具有选自聚酰亚胺、聚酰胺和聚硅氧烷中的至少一种主链结构，更优选具有聚酰亚胺的主链结构。同样，上述第一构成材料优选具有选自聚酰胺酸(聚酰亚胺前体)、聚酰亚胺、聚酰胺和聚硅氧烷中的至少一种主链结构，更优选具有聚酰胺酸和/或聚酰亚胺的主链结构。(e)优选上述第一构成材料至少使用二胺形成。同样，优选上述必要结构单元由二胺形成。(f)上述第一构成材料优选为含有二胺、酸酐及二羧酸中的至少一个的单体成分的共聚物。另外，上述液晶取向聚合物和上述第一构成材料也可以分别是具有聚酰胺酰亚胺的主链结构的聚合物。另一方面，从提高取向膜的耐热性和电特性的观点出发，上述液晶取向聚合物更优选具有聚酰亚胺的主链结构，上述第一构成材料更优选具有聚酰胺酸和聚酰亚胺中的至少一种主链结构。即，更优选上述液晶取向聚合物和上述第一构成材料分别为含有二胺和酸酐的单体成分的共聚物。从更有效地抑制AC影像残留、同时使VATN模式的液晶层的平均预倾角更大的观点出发，优选上述结构单元B的单体成分相对于结构单元A的单体成分的比例(导入率R)为4重量％以上。此外，从更有效地抑制AC影像残留、同时使VATN模式的液晶层的平均预倾角更大的观点出发，优选上述导入率R为40重量％以下。基于同样的观点，优选上述第二结构单元的单体成分相对于第一结构单元的单体成分的比例(导入率r)为4重量％以上。此外，基于同样的观点，优选上述导入率r为40
重量％以下。优选如下方式上述取向膜是光取向膜，上述液晶显示装置具有配置成矩阵状的多个像素，各像素包括在一对基板中的一个基板的液晶层侧配置成矩阵状的多个像素电极，具有彼此相邻的2个以上的畴。在这样的方式中，相邻的畴的边界大多被重复曝光，在被重复曝光的部分(双重曝光部)，AC影像残留具有增大的趋势。此外，在双重曝光部，液晶分子的预倾角具有产生偏差的趋势。但是，通过将本实施方式的取向膜应用于该方式，在双重曝光部，能够有效地抑制AC影像残留和液晶分子的预倾角的偏差。另外，由于具有2个以上的畴，能够变得广视野角化。这样，优选上述液晶显示装置通过分割曝光各像素区域而被取向分割。作为取向分割的液晶模式，优选VATN模式和ECB模式。从对上下左右等4个方向实现广视野角化的观点出发，优选上述液晶显示装置在像素内具有4个畴。上述液晶显示装置的液晶模式没有特别限定，优选VATN模式，特别优选在像素内形成有四个畴的4VATN模式，优选这些模式通过光取向法形成。即，上述液晶分子具有负的介电常数各向异性，上述取向膜为光取向膜，在不对上述液晶层施加电压时使上述液晶分子相对于上述取向膜表面近乎垂直地取向，且设置于上述一对基板上，上述液晶显示装置，优选在俯视上述一对基板时，设置在上述一对基板中的一个基板的上述取向膜表面的上述液晶分子的取向方向与设置在上述一对基板中的另一个基板的上述取向膜表面的上述液晶分子的取向方向正交，此时，更优选上述液晶显示装置在像素内具有四个畴。在利用摩擦法的VA模式和利用突起物、电极结构等结构体确定取向的模式等，由于摩擦而在取向膜表面产生损伤或由于结构体的存在从而液晶分子在取向膜上不均匀地取向，其结果是发生漏光现象。与此相对，在利用光取向法的VATN或4VATN模式中，液晶分子在取向膜上均匀地取向，因此，在利用光取向法的VATN或4VATN模式中，能够显著地看到AC影像残留。因此，通过将本实施方式的取向膜应用于液晶分子在取向膜上均匀地取向的模式、尤其是利用光取向法的VATN或4VATN模式，与在液晶分子在取向膜上不均匀地取向的模式应用本 实施方式的取向膜的情况相比，能够显著地得到抑制AC影像残留的效果。另外，以上说明的各种方式也可以适当地组合。以下，关于本实施方式，按照I.液晶显示装置的结构例、2.液晶取向剂、3.取向膜的制作方法、4.液晶显示装置的基本动作、5.利用XPS进行的最表面侧链浓度的测定方法、
6.取向状态的评价试验、7.平均预倾角的测定、8. AC影像残留评价试验的顺序进行说明。另外，在以下的说明中，对VATN模式详细地进行说明，但本发明也能够应用于水平取向型的TN模式、IPS模式、ECB模式等。在将本发明应用于水平取向型的模式时，例如，作为第一构成材料，使用在侧链未导入垂直取向性官能团的结构单元(例如二胺)或在侧链导入有亲水性官能团或水平取向官能团的结构单元(例如二胺)、与具有水平取向型的光官能团的结构单元(例如二胺)的共聚物(copolymer)即可。此外，以下对光取向膜进行说明，但是本发明的取向膜并不仅限于光取向膜。(I.液晶显示装置的结构例)作为本实施方式的液晶显示装置的结构例，可以列举图2 (a)和(b)所示的例子。即，如图2 (a)和(b)所示，本实施方式的液晶显示装置在一对基板(上下基板)12a、12b之间夹持有含有介电常数各向异性为负的向列型液晶分子的液晶层20。基板12a、12b具有由玻璃等构成的绝缘性的透明基板，在基板12a、12b的液晶层20侧的表面上分别形成有透明电极，并且，在透明电极上分别形成有表现出垂直取向性的取向膜10a、10b。此外,基板12a、12b中的一个基板作为在每一个像素(或子像素)形成有驱动元件(开关元件)的驱动元件基板(例如TFT基板)发挥作用，基板12a、12b中的另一个基板，作为与驱动元件基板的各像素(或子像素)对应地形成有彩色滤光片的彩色滤光片基板(CF基板)发挥作用。即，基板12a、12b中的一个基板为彩色滤光片基板，另一个基板为驱动元件基板。此外，在驱动元件基板中，透明电极与驱动元件连接，形成为矩阵状，作为像素电极发挥作用。另一方面，在彩色滤光片基板中，透明电极在显示区域的整个面一致地形成，作为对置电极(共用电极)发挥作用。并且，在基板12a、12b的与液晶层20相反侧的面分别配置有偏光板。偏光板例如呈正交尼科尔配置。此外，在基板12a、12b之间,在规定的位置(例如，非显示区域)配置有用于将单元厚度保持为一定的单元厚度保持体(间隔物)。作为驱动元件基板，可以列举如下的基板在玻璃基板上依次形成(I)扫描信号线、(2) TFT等驱动元件、(3)数据信号线和(4)由透明电极构成的像素电极，由此，在玻璃基板上，扫描信号线和数据信号线隔着绝缘膜以交叉成格子状的方式配置，并且，在其每个交点配置有驱动元件和像素电极作为彩色滤光片基板，可以列举如下的基板在玻璃基板上依次形成(I)黑矩阵(BM)、(2)彩色滤光片、(3)保护膜和(4)由透明电极构成的共用电极，由此，在基板上BM配置成格子状，并且，在由该BM分隔的区域配置有彩色滤光片另外，作为基板12a、12b和透明电极的材质、液晶分子的材料等，没有特别限定。取向膜10a、10b既可以如图2 (b)所示那样分别仅包括光垂直取向层(第一结构部)2a、2b，也可以如图2 (a)所示那样从基板12a、12b侧起分别依次具有电特性改善层(第二结构部)la、lb和光垂直取向层(第一结构部)2a、2b。下层的电特性改善层la、lb是用于改善取向膜10a、10b的电特性的聚合物层，是积极地进行液晶分子的取向控制的非必要的层。通过该层，能够使DC影像残留难以发生。电特性改善层la、Ib由第二构成材料形成，包含非取向物质。另一方面，光垂直取向层2a、2b是通过光照射表现出对液晶分子进行取向控制的特性的层，特别使液晶分子向大致垂直方向取向。通过该层，能够对液晶分子进行取向控制。光垂直取向层2a、2b由第一构成材料形成,包含液晶取向聚合物。取向膜10a、IOb的膜厚没有特别限定，优选为10 200nm (更优选20 180m，进一步优选50 130nm)。如果低于IOnm,则不能对液晶分子进行取向控制。另一方面,如果超过200nm，则存在引起施加至液晶层20的有效电压下降和/或残留DC电压的恶化的问·题。此外，存在不能得到均匀的膜的问题。电特性改善层la、Ib的膜厚没有特别限定，优选为10 150nm (更优选20 135nm,进一步优选30 120nm)。如果低于IOnm,则存在产生DC影像残留的问题。另一方面，如果超过150nm，则存在不能得到均匀的膜的问题。光垂直取向层2a、2b的膜厚没有特别限定，优选为5 120nm (更优选7 100m，进一步优选10 80nm)。如果低于5nm,贝U存在取向控制不完全的问题。另一方面，如果超过120nm，则存在容易产生DC影像残留的问题。(2.液晶取向剂)本实施方式的液晶取向剂(清漆)，作为取向膜的构成材料，既可以仅含有第一构成材料，也可以含有第一构成材料和第二构成材料。即，本实施方式的取向膜既可以由含有第一构成材料的膜形成，也可以由含有第一构成材料和第二构成材料的膜形成。第一构成材料通过光照射表现出对液晶分子进行取向控制的特性，第一构成材料的侧链具有光官能基。第二构成材料是聚合物，无论是否进行光照射都不积极地对液晶分子进行取向控制。另外第一构成材料最终成为液晶取向聚合物，第二构成材料最终成为非取向物质。此外，本实施方式的液晶取向剂，在取向膜的构成材料中含有溶剂(优选有机溶剂)，取向膜的构成材料优选以被溶解于溶剂的状态存在。作为本实施方式的液晶取向剂中含有的溶剂没有特别限定，能够适当地使用在现有公知的液晶取向剂中使用的溶剂。取向膜10a、10b通过对涂敷液晶取向剂而形成的膜实施基于光照射的取向处理而形成。取向膜10a、10b分别能够在取向膜10a、10b面内对液晶分子均匀地(在能够实现VATN模式的程度内均匀地)进行取向控制。这样，取向膜10a、10b分别为垂直取向膜，将液晶分子取向控制为与各自的表面大致垂直的方向。具体而言，取向膜10a、10b分别优选对液晶分子进行取向控制，使得液晶层20的平均预倾角为87 89. 5°、更优选为87. 5 89。。此外，第一构成材料和第二构成材料作为必要结构单元含有二胺。即，第一构成材料和第二构成材料分别作为必要结构单元的单体成分含有二胺。更详细而言，第一构成材料和第二构成材料分别是含有二胺和酸酐的单体成分的共聚物，具有聚酰胺酸和/或聚酰亚胺的主链结构。通过使用这样的材料，能够使本实施方式的液晶显示装置作为VATN模式有效地进行驱动，并且能够使液晶层20的平均预倾角稳定在适合于VATN模式的87 89. 5°。此夕卜，对抑制影像残留也有效。另外，液晶取向聚合物和非取向物质也可以分别具有聚酰胺酸和/或聚酰亚胺的主链结构，聚酰胺酸的主链结构通常在烧制工序中至少一部分被酰亚胺化。即，即使第一构 成材料和第二构成材料分别具有聚酰胺酸的主链结构，液晶取向聚合物和非取向物质通常分别具有聚酰亚胺的主链结构。(2-1.第一构成材料)接着，使用图3和图4对第一构成材料进行更详细的说明。如图3所示，第一构成材料是酸酐单元(图3中由实线包围的单元)和有具有表现出垂直取向性的光官能团的侧链21a的二胺单元(第一结构单元，光取向二胺单元，图3中由虚线包围的单元)交替配置的聚酰胺酸或聚酰亚胺。其中，光取向二胺单元也可以不占所有的二胺单元。即，如图4所示，二胺单元也可以不仅具有光取向二胺单元(图4中由虚线包围的单元)，而且含有不带具有光官能团的侧链21b的二胺单元(第二结构单元，非光取向二胺单元，图4中由点划线包围的单元)，该侧链21b不具有光官能团。此时，第一构成材料是酸酐单元(图4中由实线包围的单元)与光取向二胺单元中和非光取向二胺单元中的任一单元交替配置的聚酰胺酸或聚酰亚胺。非光取向二胺单元也可以为不具有垂直取向性等取向性的二胺(非取向性二胺单元)，优选具有与光取向二胺单元相同的取向性。即，非光取向二胺单元优选为在垂直取向膜中使用的二胺，即由有具有垂直取向性光官能团的侧链的二胺衍生得到的单元(垂直取向性二胺单元)。这样，本实施方式的第一构成材料优选在二胺单元中的一部分含有不带具有光官能团的侧链的二胺。光取向二胺单元具有选自肉桂酸酯基(下述式(I))、查耳酮基(下述式(2))、偶氮苯基(下述式(3 ))、芪基(下述式(4))、肉桂酰基(下述式(5-1))和香豆素基(下述式(6-1))中的至少一种光官能团。这些光官能团具有通过光照射发生交联反应(也包括二聚反应)、异构化和光再取向中的任一种反应或它们的复合反应，并根据照射角度等光照射条件而将取向膜表面的液晶分子取向控制为期望的方向的功能。更详细而言，香豆素基主要发生二聚反应，肉桂酸酯基、查耳酮基、芪基主要发生二聚反应和异构化反应，偶氮苯基主要发生异构化反应。作为香豆素衍生物，可以列举下述式(5)所示的化合物等。其中，光取向二胺单元优选在侧链上具有选自肉桂酸酯基(吸收波长(Xmax) 270nm)、查耳酮基(吸收波长(入max) 300nm)、偶氮苯基(吸收波长(λ max) 350nm)和苗基(吸收波长(Amax) 295nm)中的至少一种光官能团。由此，能够使本实施方式的液晶显示装置为VATN模式并有效地进行驱动，并且能够使液晶层的平均预倾角稳定在适合于VATN模式的87 89. 5° (更优选为87.5 89° )。另外，对抑制AC影像残留也有效。另外，这些光官能团可以单独使用也可以将2种以上组合使用。
权利要求
1.ー种液晶显示装置，其特征在干 其具有在ー对基板间夹持有含有液晶分子的液晶层的结构，在所述ー对基板中的至少ー个基板的所述液晶层侧具有取向膜， 所述取向膜包含具有对所述液晶分子进行取向控制的特性的液晶取向聚合物， 下述式所示的表面侧链密度为2. O以上， (基于分子结构式的侧链浓度) 式中，所述最表面侧链浓度为所述取向膜表面的侧链指标原子的浓度，使用X射线光电子分光法来測定，所述基于分子结构式的侧链浓度为所述液晶取向聚合物的重复单元中的所述侧链指标原子的浓度，从所述液晶取向聚合物的结构式求出，所述侧链指标原子不包含于所述液晶取向聚合物的主链中而包含于侧链中。
2.如权利要求I所述的液晶显示装置，其特征在干 所述取向膜为光取向膜。
3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶分子具有负的介电常数各向异性， 所述取向膜在不对所述液晶层施加电压时使所述液晶分子相对于所述取向膜表面近乎垂直地取向，且设置于所述ー对基板上， 所述液晶显示装置，在俯视所述ー对基板时，设置在所述ー对基板中的ー个基板的所述取向膜表面的所述液晶分子的取向方向与设置在所述ー对基板中的另ー个基板的所述取向膜表面的所述液晶分子的取向方向正交。
4.如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶显示装置在像素内具有四个畴。
5.如权利要求I 4中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述取向膜为垂直取向膜。
6.如权利要求I 5中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶取向聚合物的侧链具有光官能团。
7.如权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于 所述光官能团为选自香豆素基、肉桂酸酷基、查耳酮基、偶氮苯基和芪基中的至少ー种光官能团。
8.如权利要求6或7所述的液晶显示装置，其特征在于 所述光官能团发生光异构化反应和光再取向中的至少ー种。
9.如权利要求6 8中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述光官能团发生光交联反应。
10.如权利要求I 9中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶取向聚合物为聚酰亚胺， 所述基于分子结构式的侧链浓度，如果所述聚酰亚胺的酰亚胺化率低于100%则基于含有聚酰胺酸的主链结构的重复单元算出，如果所述聚酰亚胺的酰亚胺化率为100%则基于含有假定所述聚酰亚胺为未被酰亚胺化的聚酰胺酸的情况下的该聚酰胺酸的主链结构的重复单元算出。2
11.如权利要求I 10中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述取向膜不包含不具有对所述液晶分子进行取向控制的特性的非取向物质。
12.如权利要求I 10中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述取向膜包含不具有对所述液晶分子进行取向控制的特性的非取向物质。
13.如权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于 所述取向膜具有包含所述液晶取向聚合物的上层和包含所述非取向物质的下层的叠层结构。
14.如权利要求I 13中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶取向聚合物以通过光照射表现出对所述液晶分子进行取向控制的特性的结构单位A为必要结构单元，或者以所述结构单元A和不依赖于光照射而表现出对所述液晶分子进行取向控制的特性的结构单元B为必要结构单元， 所述基于分子结构式的侧链浓度基于含有所述结构単元A的重复单元算出。
15.如权利要求I 14中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶取向聚合物通过涂敷液晶取向剂而形成，该液晶取向剂含有作为该液晶取向聚合物的材料的第一构成材料。
16.如权利要求15所述的液晶显示装置，其特征在于 所述取向膜是向涂敷所述液晶取向剂而形成的膜实施基于光照射的取向处理而得到的取向膜， 所述第一构成材料通过所述光照射表现出对所述液晶分子进行取向控制的特性。
17.如权利要求15或16所述的液晶显示装置，其特征在于 所述第一构成材料的侧链具有光官能团。
18.如权利要求17所述的液晶显示装置，其特征在于 所述光官能团为选自香豆素基、肉桂酸酷基、查耳酮基、偶氮苯基和芪基中的至少ー种光官能团。
19.如权利要求17或18所述的液晶显示装置，其特征在于 所述光官能团发生光异构化反应和光再取向中的至少ー种。
20.如权利要求17 19中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述光官能团发生光交联反应。
21.如权利要求15 20中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述第一构成材料为聚酰胺酸或聚酰亚胺， 所述基于分子结构式的侧链浓度，在所述第一构成材料为聚酰胺酸的情况下，从所述聚酰胺酸的重复单元算出，在所述第一构成材料为聚酰亚胺的情况下，如果所述聚酰亚胺的酰亚胺化率低于100%则基于含有聚酰胺酸的主链结构的重复单元算出，如果所述聚酰亚胺的酰亚胺化率为100%则基于含有假定所述聚酰亚胺为未被酰亚胺化的聚酰胺酸的情况下的该聚酰胺酸的主链结构的重复单元算出。
22.如权利要求21所述的液晶显示装置，其特征在于 所述聚酰亚胺的酰亚胺化率为80%以下。
23.如权利要求15 22中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶取向剂不含不具有对所述液晶分子进行取向控制的特性的第二构成材料。
24.如权利要求15 22中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶取向剂含有所述第一构成材料和不具有对所述液晶分子进行取向控制的特性的第二构成材料。
25.如权利要求24所述的液晶显示装置，其特征在于 相对于所述第一构成材料和所述第二构成材料的合计，所述第一构成材料的比例为10重量％以上。
26.如权利要求24或25所述的液晶显示装置，其特征在于 所述取向膜具有使用所述第一构成材料形成的上层和使用所述第二构成材料形成的下层的叠层结构。
27.如权利要求15 26中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述第一构成材料以通过光照射表现出对所述液晶分子进行取向控制的特性的第一结构单元为必要结构单元，或者以所述第一结构单元和不依赖于光照射而表现出对所述液晶分子进行取向控制的特性的第二结构单元为必要结构单元， 所述基于分子结构式的侧链浓度基于含有所述第一结构单元的重复单元算出。
28.如权利要求27所述的液晶显示装置，其特征在于 所述第一构成材料以所述第一结构单元和所述第二结构单元为必要结构单元， 相对于所述第一结构单元的单体成分和所述第二结构单元的单体成分的合计，所述第一结构单元的单体成分的比例为60重量％以上。
29.如权利要求I 28中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述取向膜均匀地对液晶分子进行取向控制。
30.如权利要求I 29中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述取向膜对所述液晶分子进行取向控制，使得所述液晶层的平均预倾角为87。以上。
31.如权利要求I 30中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述取向膜对所述液晶分子进行取向控制，使得所述液晶层的平均预倾角为89. 5°以下。
32.如权利要求I 31中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶分子在所述取向膜上均匀地取向。
33.ー种液晶显示装置，其特征在干 其具有在ー对基板间夹持有含有液晶分子的液晶层的结构，在所述ー对基板中的至少ー个基板的所述液晶层侧具有取向膜， 所述取向膜包含液晶取向聚合物， 所述液晶取向聚合物具有对所述液晶分子进行取向控制的特性，通过涂敷含有作为该液晶取向聚合物的材料的第一构成材料的液晶取向剂而形成， 下述式所示的表面侧链密度为2. O以上，麵侧酸^·=Si浓度) 式中，所述最表面侧链浓度为所述取向膜表面的侧链指标原子的浓度，使用X射线光电子分光法来測定，所述基于分子结构式的侧链浓度为涂敷所述液晶取向剂之前的所述第ー构成材料的重复单元中的所述侧链指标原子的浓度，从所述第一构成材料的结构式求出，所述侧链指标原子不包含于所述第一构成材料的主链中而包含于侧链中。
全文摘要
本发明提供能够得到良好的取向状态且能够抑制AC影像残留的发生的液晶显示装置。本发明是具有在一对基板间夹持有含有液晶分子的液晶层的结构、在上述一对基板中的至少一个基板的液晶层侧具有取向膜的液晶显示装置，上述取向膜包含具有对上述液晶分子进行取向控制的特性的液晶取向聚合物，上述取向膜的表面侧链密度为2.0以上。
文档编号C08G73/10GK102918452SQ20118002642
公开日2013年2月6日 申请日期2011年6月3日 优先权日2010年6月7日
发明者寺冈优子, 寺下慎一, 三宅敢, 松桥宏一, 宫地弘一, 中村好伸, 端山贵文, 八代有史 申请人:夏普株式会社