JPWO2010116565A1 - 液晶表示装置、液晶表示装置の製造方法、光重合体膜形成用組成物、及び、液晶層形成用組成物 - Google Patents

液晶表示装置、液晶表示装置の製造方法、光重合体膜形成用組成物、及び、液晶層形成用組成物 Download PDF

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Abstract

本発明は、焼き付きの少ない液晶表示装置を提供する。本発明の液晶表示装置は、一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された液晶層とを備える液晶表示装置であって、上記一対の基板の少なくとも一方は、配向膜、及び、上記配向膜上に、光重合性モノマーを構成単位とする重合体で構成される光重合体膜を有し、上記光重合性モノマーは、２以上の重合性官能基を有し、上記２以上の重合性官能基は、２以上の芳香環を介して互いに結合されており、上記２以上の芳香環の少なくとも一つは、ナフタレン環であり、上記ナフタレン環と、他の芳香環とを結ぶ結合は、回転自由度を有する液晶表示装置である。

Description

本発明は、液晶表示装置、光重合体膜形成用組成物、液晶層形成用組成物、及び、液晶表示装置の製造方法に関する。より詳しくは、液晶の配向規制力を高めるために配向膜上に光重合体膜が形成された液晶表示装置、好適に光重合体膜を形成することができる液晶表示装置の製造方法、光重合体膜の形成に好適な重合体膜形成用組成物、及び、光重合体膜の形成に好適な液晶層形成用組成物に関するものである。
液晶表示装置は、複屈折性を有する液晶分子の配向を制御することにより光の透過／遮断（表示のオン／オフ）を制御する表示パネルである。液晶分子を配向させる技術としては、例えば、配向膜材料を塗布した後に、ローラ等により一定の溝を形成させ、配向膜を形成するラビング法等が用いられている。
また、マルチドメイン垂直配向（ＭＶＡ：Multi-domain Vertical Alignment）モードのように、配向処理を行わずに、共通電極の上に設けられた斜め方向に伸びる誘電体からなる土手状の突起物、画素電極に設けられた突起物に並行するスリット等の配向制御用構造物を用いて液晶分子の配向を制御する方法もある（例えば、特許文献１参照。）。
ＭＶＡモードの液晶表示装置では、電圧を印加していない状態では液晶分子が基板面に対して垂直に配向しており、画素電極と共通電極との間に電圧を印加すると、液晶分子は電圧に応じた角度で傾斜して配向する。このとき、画素電極に設けられたスリットや土手状の突起物により、１画素内に液晶分子の倒れる方向が相互に異なる複数の領域（ドメイン）が形成される。このように１画素内に液晶分子の倒れる方向が相互に異なる複数の領域を形成することにより、良好な表示特性を得ることができる。
しかし、スリットや突起物が形成された領域は、光透過率が低くなりやすい。これらの配置を単純化し、土手状の突起物同士の間隔、又は、画素電極スリット同士の間隙を広げれば、光透過率を高くすることができる。しかし、土手状の突起物同士の間隔、又は、スリット同士の間隙が非常に広いと、液晶分子の傾斜の伝播に時間がかかるようになり、表示のために必要な電圧を液晶層に印加したときの液晶分子の応答が非常に遅くなる。
この応答の遅れを改善する方法としては、重合可能なモノマーを含む液晶材料を基板間に注入し、電圧を印加した状態でモノマーを重合させて、液晶分子の倒れる方向を記憶させた重合体膜を配向膜上に形成する技術（以下、「ＰＳＡ（Polymer Sustained Alignment）技術」ともいう。）が導入されている（例えば、特許文献２参照。）。
また、特許文献２においては、液晶表示装置において同じ画像を長時間表示し続けると表示画像を変えても前の画像が残って見えてしまう焼き付き現象を解消する手段として、ＰＳＡ技術に用いられる重合可能なモノマーとして、１つ以上の環構造又は縮環構造と、該環構造又は縮環構造と直接結合している２つの官能基とを有するモノマーを用いる方法が開示されている。
特開２００６−１８９６１０号公報 特開２００３−３０７７２０号公報
本発明者らは、ＰＳＡ技術に用いられるモノマーについて検討を行っていたところ、例えば、下記化学式（１）；
Figure 2010116565
（式中、Ｒ１及びＲ２は、同一若しくは異なる、アクリルアミド基、メタクリルアミド基、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、ビニロキシ基又はエポキシ基を表す。）のように、コア部がナフタレン基を有するモノマーを用いたとき、又は、例えば、下記化学式（２）；
Figure 2010116565
（式中、Ｒ１及びＲ２は、同一若しくは異なる、アクリルアミド基、メタクリルアミド基、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、ビニロキシ基又はエポキシ基を表す。）のように、コア部がビフェニル基を有するモノマーを用いたときに、完成後の液晶表示装置に焼き付きが見られる場合があることを見いだした。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、焼き付きの少ない液晶表示装置、焼き付きの少ない液晶表示装置の製造方法、並びに、ＰＳＡの重合工程において反応性が高い光重合体膜形成用組成物及び液晶層形成用組成物を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、上述のようなモノマーをＰＳＡ技術で使用したときに見られる液晶表示装置が焼き付きを起こす原因について種々検討を行ったところ、上記化学式（１）で表される化合物のようなコア部がナフタレン基を有するモノマーについては、ナフタレン基の部分において電子が局在しやすいため、一定の高い重合反応性が得られるものの、一方の重合性官能基が重合反応を開始すると、もう一方の重合性官能基が反応しきれず、その結果、未反応の重合性官能基が残存してしまうことを見いだした。そして、完成後の液晶表示装置の一般的な使用態様において表示に用いられるバックライトからの光によって未反応の重合性官能基がゆっくりと重合反応が開始し、その結果、ＰＳＡ技術によって形成された重合体膜のチルト角に変化を生じさせ、表示に焼き付きを生じさせてしまうことを見いだした。
また、上記化学式（２）で表される化合物のようなコア部がビフェニル基を有するモノマーについては、一方の重合性官能基が重合反応を開始したとしても、ビフェニル基が回転可能であるため、もう一方の重合性官能基については重合の確率が高くなり、一定の高い重合反応性が得られるものの、ビフェニル基はナフタレン基に比べて電子の局在が少ないために、重合反応の進行の速度が遅れ、未反応の重合性官能基が残存してしまうことを見いだした。そして、完成後の液晶表示装置の一般的な使用態様において、表示に用いられるバックライトからの光によって未反応の重合性官能基がゆっくりと重合反応を開始し、その結果、ＰＳＡ技術によって形成された重合体膜のチルト角に変化を生じさせ、表示に焼き付きを生じさせてしまうことを見いだした。
本発明者らは、これらの結果に基づき更に鋭意検討を行ったところ、ＰＳＡ技術に用いられるモノマーが少なくとも２つの重合性官能基を含む場合に、これらの両重合性官能基を挟んで、少なくとも１つがナフタレン環である２以上の芳香環を有し、かつ該ナフタレン環と他の芳香環とが、例えば、単結合やエーテル結合といった回転自由度を有する結合を介して結合されていることにより、ナフタレン環のもつ電子局在による反応速度の向上と、芳香環同士の間の結合が回転自由度を有することによって重合可能性が向上することによる反応速度の向上とによってモノマーの反応速度が格段に向上し、ＰＳＡ重合工程において比較的短時間で未反応の官能基がほとんど残らない程度の充分な反応が得られることを見いだした。また、このように充分な重合反応が起こることで、ポリマーの架橋密度が高くなり、液晶の弾性エネルギー等による重合体膜の変形が起こりにくい光重合体膜が得られることを見いだした。そしてその結果、応答速度が高く、かつ焼き付きの少ない液晶表示装置が得られることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明は、一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された液晶層とを備える液晶表示装置であって、上記一対の基板の少なくとも一方は、配向膜、及び、上記配向膜上に、光重合性モノマーを構成単位とする重合体で構成される光重合体膜を有し、上記光重合性モノマーは、２以上の重合性官能基を有し、上記２以上の重合性官能基は、２以上の芳香環を介して互いに結合されており、上記２以上の芳香環の少なくとも一つは、ナフタレン環であり、上記ナフタレン環と、他の芳香環とを結ぶ結合は、回転自由度を有する液晶表示装置である。
上記一対の基板は、例えば、一方をＴＦＴ基板、他方をカラーフィルタ基板とすることができる。ＴＦＴ基板は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）等のスイッチング素子と、画素電極とを備え、ＴＦＴは画素電極と接続されている。これにより画素単位で液晶の配向が制御される。カラーフィルタ基板は、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の３色で構成されるカラーフィルタが、ＴＦＴ基板の画素電極と重畳する位置に配置され、画素単位で表示色が制御される。
上記一対の基板の少なくとも一方は、配向膜を有する。すなわち、上記一対の基板の一方又は両方の液晶層側の表面には配向膜が配置されており、配向膜と隣接する液晶分子の配向性を制御する。本発明において配向膜は、隣接する液晶分子を一定の方向に配向させるものであれば特に限定されず、例えば、ラビング処理されたもの、光配向処理されたものが挙げられる。光配向処理を行う場合、上記配向膜は、光反応性官能基を有する化合物を含む材料で構成されていることが好ましい。
上記一対の基板の少なくとも一方は、上記配向膜上に、光重合性モノマーを構成単位とする重合体で構成される光重合体膜を有する。すなわち、上記配向膜上には、光重合性モノマーを構成単位とする重合体で構成される光重合体膜（以下、ＰＳＡ膜（配向維持膜）ともいう。）が配置されており、これにより、配向膜のもつ液晶分子に対する配向規制力を高めることができる。なお、ここでの「光重合体膜」は配向膜の表面を完全に覆う膜でなくともよく、配向膜表面の一部を覆わない、又は、離散的に覆っている場合を含む。本明細書では、このような光重合体膜をＰＳＡ膜と呼ぶこととする。本明細書において光重合性モノマーとは、光照射によって重合する官能基を有するモノマー（単量体）を意味する。また、光とは、可視光のみならず、紫外光、赤外光等も含む。上記光重合体膜は、光重合を利用して配向膜上に形成される重合体膜であり、例えば、液晶層に対して閾値以上の電圧を印加した状態での光照射によって配向膜の液晶層側の表面に形成される重合体膜を含む。光重合体膜によって配向膜による液晶分子の配向規制力が高まることで、例えば、ＭＶＡモードにおける配向規制構造物の密度を少なくして透過率を向上させることができる。
上記光重合性モノマーは、２以上の重合性官能基を有する。本明細書において重合性官能基は、光を照射することにより重合反応が進行する官能基であれば特に限定されず、例えば、直接光を吸収し、活性化されて重合が開始する官能基、及び、官能基がほとんど吸収しない波長の光でも容易に分解し成長活性種を与える光増感剤の添加によって重合が開始する官能基が挙げられる。また、前者の官能基による光重合反応としては、光重合の開始過程にのみ光が関与する光開始重合反応と、成長過程に光が関与する光重付加反応とが挙げられ、光開始重合反応としては、ラジカル重合、イオン重合（アニオン重合、カチオン重合等）、開環重合等が挙げられる。上記２以上の重合性官能基は、それぞれが同一であっても異なっていてもよく、重合性官能基一つあたりでは、具体的には、アクリルアミド基、メタクリルアミド基、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、ビニロキシ基、エポキシ基等が挙げられる。また、上記重合性官能基は、ハロゲン基、メチル基等の置換基を一部に有していてもよい。
上記２以上の重合性官能基は、２以上の芳香環を介して互いに結合されている。上記芳香環は、芳香族に属する環であれば特に限定されず、ベンゼン環、縮合ベンゼン環（例えば、ナフタレン環、ピレン環）、非ベンゼン系芳香環（例えば、トロピリウム環、シクロプリペリウム環）、複素芳香環（例えば、ピリジン環、ピロール環）等が挙げられる。また、上記芳香環は、ハロゲン基、メチル基等の置換基を一部に有していてもよい。２以上の重合性官能基の間に芳香環を設けることで、光重合性モノマーの吸収波長がより長波長側にシフトするため、より波長の長い紫外線によって重合が可能になるという利点を得ることができる。
上記２以上の芳香環の少なくとも一つはナフタレン環である。ナフタレン環は電子局在を有しているため、上記芳香環の少なくとも一つがナフタレン環であることで、重合反応の反応速度が大きく向上し、未重合反応モノマーが残存する可能性を低減させることができる。また、芳香環の環構造の数は、より多いほど光重合性モノマーの吸収波長がより長波長側にシフトすることになるため、より波長の長い紫外線を用いることができるという観点からは、上記２以上の芳香環の少なくとも一つは、ベンゼン環よりもナフタレン環であることが好ましい。更に、ナフタレンはアントラセンよりも液晶に対する溶解性が高く、より溶解性が高いことでより効率的に反応が進行するため、上記２以上の芳香環の少なくとも一つは、アントラセン環よりもナフタレン環であることが好ましい。
上記ナフタレン環と、他の芳香環とを結ぶ結合は、回転自由度を有する。上記ナフタレン環と、他の芳香環とを結ぶ結合が回転自由度を有することで、上記２以上の重合性官能基が重合反応を開始した後でも、残りの重合性官能基が他の重合性官能基と結びつく可能性が高まるため、未反応の重合性官能基が残存する可能性を低減させることができる。また、未重合反応モノマーが充分に重合することで、架橋密度の高い、変形の少ない光重合体膜を得ることができる。本発明においては芳香環同士を結ぶ結合が回転自由度を有するため、例えば、芳香環と重合性官能基とを結ぶ結合のみが回転自由度を有する場合と比べ、一直線状でない芳香環を含む分、重合性官能基が移動できる範囲が広がり、より重合性官能基の反応性を高めることができる。本明細書において回転自由度とは、ある一つの結合を一つの軸と仮想して、その軸が一軸回転、すなわち、３６０°の回転が可能であることを意味する。このような回転自由度を有する結合としては、例えば、単結合、エーテル結合、及び、これらの一方又は両方の結合が連鎖した結合（例えば、−ＣＨ２−、−ＸＣＹ−、−ＸＣＨ−、−（ＣＨ２）ｍ−；Ｘ及びＹは、同一若しくは異なるハロゲン基又はメチル基を表し、ｍは正の整数を示す。）が挙げられる。
本発明の液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。
以下、本発明の液晶表示装置の好ましい形態について、更に詳しく説明する。
上記一対の基板は、いずれも電極を有し、上記光重合体膜は、上記電極を通じて液晶層に対して閾値以上の電圧が印加された状態で、光重合性モノマーが重合することによって形成されたものであることが好ましい。上記光重合体膜が、液晶層に対して閾値以上の電圧が印加された状態、すなわち、液晶層内の液晶分子の傾きが電圧印加前から変化した状態で光重合されたものであれば、電圧印加前であっても、閾値以上の電圧印加後の状態がほぼ再現されるような配向規制力を光重合体膜が有するようになる。
上記一対の基板の一方が有する電極は画素電極であり、上記画素電極は、画素内を４つの領域に分割する十字状の幹部と、幹部を挟んで幹部の両側から外側に向かって斜め方向に伸びる複数の枝部とから構成されることが好ましい。ここでの画素とは、画素電極に覆われる領域をいう。このような構造をもつ画素電極は、従来のＭＶＡモードのような、光の透過率が低い突起物（リブ）、スリット等の配向制御構造物を有さないため、従来のＭＶＡモードと比べ、透過率が高いという特徴がある。しかし、このような構造の画素電極を用いて液晶層内に電圧を印加すると、枝部上に位置する液晶分子は、枝部の延伸方向に沿って２通りの方向に傾斜可能であるため、配向乱れが生じ表示品位を低下させる。また、液晶分子の傾斜方向を規制するのは画素電極の端部及び幹部近傍の電界のみであるため、１方向のみに配向が安定するのに時間がかかる。そして、４つの領域の各々において同様の現象が起きる。これに対し、上述のように上記光重合体膜が、液晶層に対して閾値以上の電圧が印加された状態、すなわち、液晶層内の液晶分子の傾きが電圧印加前から変化した状態で光重合されたものであれば、電圧印加前であっても、閾値以上の電圧印加後の状態がほぼ再現されるような配向規制力を光重合体膜が有するようになるので、液晶分子の配向乱れを生じさせることなく、電圧を印加するとただちに所定の方向に液晶分子が傾斜するので良好な表示が得られる。
上記光重合性モノマーは、下記一般式（Ｉ）：
Ｐ１−Ａ１−（Ｚ１−Ａ２）ｎ−Ｐ２ （Ｉ）
（式中、Ｐ１及びＰ２は、同一若しくは異なるアクリルアミド基、メタクリルアミド基、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、ビニロキシ基又はエポキシ基を表す。Ａ１はナフタレン−２，６−ジイル基を表す。Ａ２は１，４−フェニレン基又はナフタレン−２，６−ジイル基を表す。Ｚ１は、ＣＯＯ、ＯＣＯ若しくはＯ、又は、Ａ１とＡ２若しくはＡ２とＡ２とが直接結合していることを表す。ｎは、１又は２である。Ａ１及びＡ２の水素原子は、ハロゲン基又はメチル基に置換されていてもよい。）で表される化合物であることが好ましい。
本発明はまた、一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された液晶層とを備える液晶表示装置の製造方法であって、上記製造方法は、上記一対の基板の少なくとも一方に、配向膜を形成する工程と、上記配向膜上に、液晶層に対して閾値以上の電圧印加状態で光重合性モノマーを重合させて光重合体膜を形成する工程とを有し、上記光重合性モノマーは、２以上の重合性官能基を有し、上記２以上の重合性官能基は、２以上の芳香環を介して互いに結合されており、上記２以上の芳香環の少なくとも一つは、ナフタレン環であり、上記ナフタレン環と、他の芳香環とを結ぶ結合は、回転自由度を有する液晶表示装置の製造方法でもある。本発明の製造方法は、上述のような配向膜上に光重合体膜を形成する特徴を利用した液晶表示装置を製造する方法として好適である。
上記製造方法は、配向膜上に、液晶層に対して閾値以上の電圧印加状態で光重合性モノマーを重合させて光重合体膜を形成する工程を有するため、電圧印加前であっても、閾値以上の電圧印加後の状態がほぼ再現されるような配向規制力を有する光重合体膜を形成することができる。
また、上記光重合性モノマーは、２以上の重合性官能基を有し、上記２以上の重合性官能基は、２以上の芳香環を介して互いに結合されており、上記２以上の芳香環の少なくとも一つは、ナフタレン環であるため、重合反応の反応速度が大きく向上し、未重合反応モノマーが残存する可能性が低減される。
更に、上記ナフタレン環と、他の芳香環とを結ぶ結合は、回転自由度を有するため、上記２以上の重合性官能基が重合反応を開始した後でも、残りの重合性官能基が他の重合性官能基と結びつく可能性が高まるため、未反応の重合性官能基が残存する可能性を低減させることができる。
そして、このように未反応の重合性官能基がほとんど残存しない程度の充分な重合が行われることで、配向膜の事後的なプレチルト角の変化を抑制するとともに、架橋密度の高い、変形の少ない光重合体膜を得ることができる。その結果得られる液晶表示装置は、応答速度が高く、かつ焼き付きの少ないものとなる。本発明の製造方法によれば、このように優れた特性を有する光重合体膜を比較的短時間の露光で実現することができ、生産性にも優れている。
本発明はまた、光重合性モノマーを含む光重合体膜形成用組成物であって、上記光重合性モノマーは、２以上の重合性官能基を有し、上記２以上の重合性官能基は、２以上の芳香環を介して互いに結合されており、上記２以上の芳香環の少なくとも一つは、ナフタレン環であり、上記ナフタレン環と、他の芳香環とを結ぶ結合は、回転自由度を有する光重合体膜形成用組成物でもある。
本発明の光重合体膜形成用組成物は、上述してきた配向膜上に形成する光重合体膜に好適に用いられる材料である。上記光重合性モノマーは、２以上の重合性官能基を有し、上記２以上の重合性官能基は、２以上の芳香環を介して互いに結合されており、上記２以上の芳香環の少なくとも一つは、ナフタレン環であるため、重合反応の反応速度が大きく向上し、未重合反応モノマーが残存する可能性が低減される。また、上記ナフタレン環と、他の芳香環とを結ぶ結合は、回転自由度を有するため、上記２以上の重合性官能基が重合反応を開始した後でも、残りの重合性官能基が他の重合性官能基と結びつく可能性が高まるため、未反応の重合性官能基が残存する可能性を低減させることができる。また、未重合反応モノマーが充分に重合することで、架橋密度の高い、変形の少ない光重合体膜を得ることができる。そして、これにより、例えば、液晶表示装置の配向膜上に本発明の光重合体膜形成用組成物を材料とする光重合体膜を形成したときに、焼き付きの可能性を低減させることができる。
本発明の光重合体膜形成用組成物の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。
上記光重合性モノマーは、下記一般式（Ｉ）：
Ｐ１−Ａ１−（Ｚ１−Ａ２）ｎ−Ｐ２ （Ｉ）
（式中、Ｐ１及びＰ２は、同一若しくは異なるアクリルアミド基、メタクリルアミド基、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、ビニロキシ基又はエポキシ基を表す。Ａ１はナフタレン−２，６−ジイル基を表す。Ａ２は１，４−フェニレン基又はナフタレン−２，６−ジイル基を表す。Ｚ１は、ＣＯＯ、ＯＣＯ若しくはＯ、又は、Ａ１とＡ２若しくはＡ２とＡ２とが直接結合していることを表す。ｎは、１又は２である。Ａ１及びＡ２の水素原子は、ハロゲン基又はメチル基に置換されていてもよい。）で表される化合物であることが好ましい。
本発明の光重合体膜形成用組成物は、液晶材料に添加されることで、効率よく、液晶層に対して閾値以上の電圧印加状態で光重合性モノマーを重合させて光重合体膜を形成することが可能となる。すなわち、本発明は、上記光重合体膜形成用組成物と、液晶材料とを含む液晶層形成用組成物でもある。
本発明によれば、光重合性モノマーの重合性官能基の反応性に優れた光重合体膜を配向膜上に有するので、応答速度の高速化を実現するとともに、焼き付きの低減された液晶表示装置を得ることができる。
化学式（３）で表されるモノマー材料を用いて形成された重合体の概略図である。 実施形態１の液晶表示装置のアレイ基板の１画素単位を示す平面模式図である。 実施形態１の液晶表示装置を示す断面模式図である。 実施形態１の液晶表示装置の他の一例を示す断面模式図であり、カラーフィルタオンアレイの形態を示す。 実施形態２の液晶表示装置の表示面を構成する画素を示す平面模式図である。 実施形態２の液晶表示装置の断面模式図であり、図５におけるＡ−Ｂ線に沿った断面を示す。 実施形態２の液晶表示装置の、液晶分子がリブと重畳する領域及びリブと隣接する領域を示す概念図であり、液晶分子が配向する様子を示す。 実施形態２の液晶表示装置の、液晶分子がリブと重畳する領域及びリブと隣接する領域を示す概念図であり、光が透過する様子を示す。 実施形態２の液晶表示装置の表示面を構成する画素のリブの本数の変化前と変化後とを示す平面模式図である。 実施形態３の液晶表示装置の表示面を構成する画素を示す平面模式図である。 実施形態４の液晶表示装置において四分割された画素のうちの一つの画素における光配向処理方向と液晶分子のプレチルト方向との関係を示す液晶分子群の斜視模式図であり、ＯＦＦ状態（黒表示）を表す。 実施形態４の液晶表示装置において四分割された画素のうちの一つの画素における光配向処理方向と液晶分子のプレチルト方向との関係を示す液晶分子群の斜視模式図であり、ＯＮ状態（白表示）を表す。 実施形態４の液晶表示装置において四分割された画素のうちの一つを、対向基板側から見たときにおける平面模式図である。 実施形態４の液晶表示装置に係る光配向処理の様子を示す斜視模式図である。 実施形態４の液晶表示装置の画素内に形成するための工程を示す平面模式図であり、ＴＦＴ基板側の光配向方向を示す。 実施形態４の液晶表示装置の画素内に形成するための工程を示す平面模式図であり、対向基板側の光配向方向を示す。 実施形態４において光配向処理されることで形成された配向膜の液晶分子の配向の様子を基板面に対して垂直な方向から見たときの平面模式図である。
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
実施形態１
実施形態１においてＰＳＡ膜を形成するために用いられる光重合性モノマーは、２以上の重合性官能基を有し、上記２以上の重合性官能基は、２以上の芳香環を介して互いに結合されており、上記２以上の芳香環の少なくとも一つは、ナフタレン環であり、上記ナフタレン環と、他の芳香環とを結ぶ結合は、回転自由度を有する。なお、上記光重合性モノマーが有する重合性官能基の数は、二つ以上である限り特に限定されず、選択されるいずれか二つの重合性官能基間に上記特徴を有する構造を有していればよい。
実施形態１においてＰＳＡ膜を形成するために用いられる光重合性モノマーの例としては、下記化学式（３）で表されるものが挙げられる。
Figure 2010116565
（式中、Ｒ１及びＲ２は、同一若しくは異なる、アクリルアミド基、メタクリルアミド基、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、ビニロキシ基又はエポキシ基を表す。）。
上記化学式（３）で表される化合物は、二つの重合性官能基の間を結ぶコア部が二つのナフタレン環で構成されている。ナフタレン環は電子が局在しやすいため、このように二つの重合性官能基間に二つのナフタレン環が形成されたモノマーは、モノマー間での重合性官能基同士の反応性が高く、紫外線等の照射によってモノマー濃度は速やかに低下する。
また、上記化学式（３）で表される化合物は、ナフタレン環同士の間が回転自由度の高い単結合を介して結合されている。図１は、化学式（３）で表されるモノマー材料を用いて形成された重合体の概略図である。図１に示すように、ＰＳＡ膜の重合体１は、一方の重合性官能基同士が重合して形成されたポリマー部２と、ポリマー部２から延びる未反応の重合性官能基を有するモノマー部３とに分けられる。複数あるモノマー部３のうち、ある一つのモノマー部３が有する重合性官能基は、隣接する他のモノマー部３が有する重合性官能基と反応して架橋しうる。上記化学式（３）で表される化合物が有する単結合は回転自由度が高いため、図１に示すように、重合性官能基同士がより遭遇しやすく、すなわち、反応性が高いものとなる。
モノマー部３に未反応の重合性官能基が残存していると、製造工程終了後の一般的な使用態様でのバックライト光の影響、又は、一連の製造工程後のエージングの影響により、未反応のモノマー部位の重合性官能基同士が反応を開始し、ＰＳＡ膜のプレチルト角に変化が生じうる。しかし、実施形態１のように、上記化学式（１）で表される化合物をＰＳＡ膜の材料として用いることで、未反応の重合性官能基の残存率が低くなるため、ＰＳＡ膜のプレチルト角に変化が生じることが起こりにくくなる。また、このように反応性が高いモノマーによって形成される重合体は、架橋密度が高く、より強固な構造となるため、例えば、液晶分子の弾性エネルギーによって変形が起こる可能性も低くなる。そしてその結果、液晶表示装置の表示に焼き付きが生じる可能性が大きく低減される。
図２は、実施形態１の液晶表示装置のＴＦＴ基板の１画素単位を示す平面模式図である。図２に示すように、実施形態１の液晶表示装置のＴＦＴ基板を構成する画素は実質的に矩形の形状を有し、マトリクス状又はデルタ状に複数配置されて１つの表示面を構成する。
また、図２に示すように、実施形態１の液晶表示装置においてＴＦＴ基板は、相互に平行に伸びる複数のゲート信号線４１及び補助容量（Ｃｓ）配線４３と、ゲート信号線４１及び補助容量（Ｃｓ）配線４３と交差し、かつ相互に平行に伸びる複数のソース信号線４２と、ゲート信号線４１とソース信号線４２との各交差部近傍に設けられた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４４とを有する。ＴＦＴ４４は、三端子型の電界効果トランジスタであり、半導体層のほかに、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極の３つの電極を有する。ＴＦＴ４４は、画素の駆動制御を行うスイッチング素子となる。
図３は、実施形態１の液晶表示装置を示す断面模式図である。図３に示すように実施形態１の液晶表示装置は、ＴＦＴ基板１０と、対向基板２０と、ＴＦＴ基板１０及び対向基板２０からなる一対の基板間に狭持された液晶層３０とを備える。
ＴＦＴ基板１０は、ガラス等を材料とする絶縁性の透明基板１１を有し、更に、透明基板１１上に形成された各種配線、画素電極１３、ＴＦＴ等を備える基板である。また、上記各種配線及びＴＦＴ上に形成された絶縁膜１２、更に、絶縁膜１２上に複数の画素電極１３を備える。画素電極１３は、各々が小さな画素を構成し、各画素電極１３は、それぞれが一定の間隔を空けてマトリクス状に配置される。画素電極１３は、絶縁膜１２内に設けられたコンタクトホールを介してＴＦＴのドレイン電極と接続されており、ゲート信号線４１の電位が一定電位以上になると、ソース信号線４２の電位がＴＦＴのドレイン電極を介して画素電極１３に書き込まれる。
対向基板２０は、ガラス等を材料とする絶縁性の透明基板２１、及び、該透明基板２１上に形成されたカラーフィルタ２２、ブラックマトリクス２３、共通電極２４等を備える基板である。共通電極２４は、画素電極１３とともに液晶層３０を狭持するように配置され、液晶層３０内に一定電圧を印加するための電極であり、対向基板２０面の全体に形成される。カラーフィルタ２２は、例えば、赤２２Ｒ、緑２２Ｇ及び青２２Ｂの三原色のいずれかで構成され、１つの画素電極１３に対し１つのカラーフィルタ２２が対応するように設計される。これにより、画素ごとにカラー表示が制御されることになり、良好なカラー表示を得ることができる。また、ブラックマトリクス２３は、例えば、黒色の樹脂又は金属を用いて形成されるものであり、各カラーフィルタ同士の隙間に配置されることで、光漏れが生じることを防ぐことができる。
実施形態１の液晶表示装置においては、ＴＦＴ基板１０、液晶層３０及び対向基板２０が、液晶表示装置の背面側から観察面側に向かってこの順に積層されている。ＴＦＴ基板１０が有する透明基板１１の背面側には、偏光板が備え付けられている。また、対向基板２０が有する透明基板２１の観察面側にも、偏光板が備え付けられている。これらの偏光板に対しては、更に位相差板が配置されていてもよく、上記偏光板は、円偏光板であってもよい。
実施形態１の液晶表示装置は、透過型、反射型及び反射透過両用型のいずれであってもよい。透過型又は反射透過両用型であれば、実施形態１の液晶表示装置は、上記構成以外に表示を行うためのバックライトを備えている。バックライトは、ＴＦＴ基板１０の更に背面側に配置され、ＴＦＴ基板１０、液晶層３０及び対向基板２０の順に光が透過するように配置される。反射型又は反射透過両用型であれば、ＴＦＴ基板１０は、外光を反射するための反射板を備える。反射板は、ＴＦＴ基板１０が備える配線等で代用されていてもよい。また、少なくとも反射光を表示として用いる領域においては、対向基板２０の偏光板は、いわゆるλ／４位相差板を備える円偏光板である必要がある。
実施形態１の液晶表示装置が備えるカラーフィルタ２２は、対向基板２０ではなく、ＴＦＴ基板１０に配置されていてもよい。このような形態をカラーフィルタオンアレイ（Color Filter On Array）ともいう。図４は、実施形態１の液晶表示装置の他の一例を示す断面模式図であり、カラーフィルタオンアレイの形態を示す。
なお、実施形態１の液晶表示装置がモノクロディスプレイである場合には、カラーフィルタは配置される必要はない。
液晶層３０には、一定電圧が印加されることで特定の方向に配向する特性をもつ液晶材料が充填されている。液晶層３０内の液晶分子は、一定以上の電圧の印加によってその配向性が制御されるものであり、その制御モードは、ツイステッド・ネマチック（ＴＮ：Twisted Nematic）モード、垂直配向（ＶＡ：Vertical Alignment）モード、面内スイッチング（ＩＰＳ：In-Plane Switching）モード等、特に限定されない。
画素電極１３の液晶層３０側の表面上には配向膜１４が配置されており、共通電極２４の液晶層３０側の表面上にも配向膜２５が配置されている。ＶＡモードであれば、これらの配向膜１４，２５は垂直配向膜であることが好ましい。配向膜１４，２５としては、例えば、有機材料を主成分とする膜に対し、配向処理が施されて形成された膜を用いることができ、配向処理としては、ラビング処理、光配向処理等が挙げられるが、液晶分子を一定方向に配向させることができるものであれば、配向処理がなされている必要はない。配向膜１４，２５を形成することで、電圧印加前の液晶分子を一定方向にプレチルト（初期傾斜）させることができる。
配向膜１４，２５の形成方法について説明する。配向処理としてラビング処理を行う場合、まず、配向膜を形成する画素電極１３又は共通電極２４上に、ポリイミド樹脂等の配向膜材料を溶媒に溶かした溶液を印刷法等により塗布し、約２００℃で焼成し、溶媒成分を蒸発させて下地膜を形成する。続いて、いわゆるラビング布と呼ばれる柔らかい布を巻きつけたローラーを回転させ、下地膜にローラーを擦り付けながら一定方向に移動させることによって配向方向が付与される。ラビング処理されて形成された配向膜によって液晶分子に付与されるプレチルト角の大きさは、ラビング工程でのローラーの回転速度、擦り付けの圧力等により調節することができる。
配向処理として光配向処理を行う場合、すなわち、光配向膜を形成する場合、まず、配向膜を形成する表面上に、光官能基を有する樹脂材料を塗布する。光官能基は光結合型、光分解型のいずれであってもよく、例えば、光結合型としては、４−カルコン基、４’−カルコン基、クマリン基、シンナモイル基等の感光性基を有するポリイミドを用いることができ、光分解型としては、例えば、日産化学社から市販されているＲＮ７２２、ＲＮ７８３、ＲＮ７８４、又は、ＪＳＲ社から市販されているＪＡＬＳ−２０４等を用いることができる。上記樹脂材料を塗布した後、斜め方向から、例えば、紫外線、好ましくは偏光紫外線を一定量で照射することにより、配向方向が付与される。光配向膜によって液晶分子に付与されるプレチルト角の大きさは、光の照射時間、光の照射強度、光官能基の種類等により調節することができる。
配向膜１４，２５が発現するプレチルト角の大きさは特に限定されないが、ＶＡモードである場合には、プレチルト角は８０°以上であることが好ましく、このような発現性を有する配向膜を垂直配向膜ともいう。
実施形態１の液晶表示装置においては更に、画素電極１３上の配向膜１４の液晶層３０側の表面上にＰＳＡ（光重合体膜）１５が、共通電極２４上の配向膜１４の液晶層３０側の表面上に光重合体膜２６が配置されている。ＰＳＡ膜１５，２６は、配向膜１４，２５が規定する液晶分子のプレチルトの維持（固定）を強化する機能を有する。ＰＳＡ膜１５，２６は、一定量の光の照射により重合反応を開始する光重合性モノマーを連鎖重合させるＰＳＡ工程によって、配向膜１４，２５の液晶層３０側の表面に形成することができる。また、ＰＳＡ膜１５，２６は、液晶材料に光重合性モノマー（光重合体膜形成用組成物）が添加（分散）された液晶層形成用組成物を、ＴＦＴ基板１０及び対向基板（カラーフィルタ基板）２０からなる一対の基板（空セル）の間に注入した後、液晶層３０に対し閾値以上の電圧を印加した状態で、より透過率の高いＴＦＴ基板１０側から光（例えば、紫外線）を照射し、光重合性モノマーを連鎖重合させることによって形成することができる。なお、図４で示したようなカラーフィルタオンアレイの液晶表示装置を作製する際には、より透過率の高い対向基板２０側から光（例えば、紫外線）を照射することが好ましい。光重合体膜形成用組成物には、更に光重合開始剤、光増感剤等が添加されていてもよい。
以下、上記化学式（３）で表される化合物以外の実施形態１の液晶表示装置で用いることが可能なモノマー材料について、列挙する。
Figure 2010116565
（式中、Ｒ１及びＲ２は、同一若しくは異なる、アクリルアミド基、メタクリルアミド基、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、ビニロキシ基又はエポキシ基を表す。）。
上記化学式（４）で表される化合物は、二つの重合性官能基の間を結ぶコア部がナフタレン環とベンゼン環とで構成されている。ナフタレン環は電子が局在しやすいため、少なくとも一方の重合性官能基は、反応性が高い。一方の重合性官能基が早く反応すればもう一方の重合性官能基の自由度は下がるので、一方の重合性官能基が反応した後は、必ずしもナフタレン環でなくともよく、ベンゼン環であってもよい。
また、上記化学式（４）で表される化合物は、ナフタレン環とベンゼン環とが回転自由度の高い単結合を介して結合されている。そのため、形成されるＰＳＡ膜の重合体が有するモノマー部中の重合性官能基は他の重合性官能基と遭遇しやすく、反応性に富んでいる。
Figure 2010116565
（式中、Ｒ１及びＲ２は、同一若しくは異なる、アクリルアミド基、メタクリルアミド基、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、ビニロキシ基又はエポキシ基を表す。）。
上記化学式（５）で表される化合物は、二つの重合性官能基の間を結ぶコア部がナフタレン環とビフェニル基とで構成されている。ナフタレン環は電子が局在しやすいため、少なくとも一方の重合性官能基は、反応性が高い。一方の重合性官能基が早く反応すればもう一方の重合性官能基の自由度は下がるので、一方の重合性官能基が反応した後は、必ずしもナフタレン環でなくともよく、ビフェニル基であってもよい。
また、上記化学式（５）で表される化合物は、ナフタレン環とビフェニル基とが回転自由度の高い単結合を介して結合されている。また、ビフェニル基自体も、２つのベンゼン環が単結合を介して結合された構造を有するため、回転自由度が高い。そのため、形成されるＰＳＡ膜の重合体が有するモノマー部中の重合性官能基は他の重合性官能基と遭遇しやすく、反応性に富んでいる。
Figure 2010116565
（式中、Ｒ１及びＲ２は、同一若しくは異なる、アクリルアミド基、メタクリルアミド基、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、ビニロキシ基又はエポキシ基を表す。）。
上記化学式（６）で表される化合物は、二つの重合性官能基の間を結ぶコア部が二つのナフタレン環を含んで構成されている。ナフタレン環は電子が局在しやすいため、このように二つの重合性官能基間に二つのナフタレン環が形成されたモノマーは、モノマー間での重合性官能基同士の反応性が高く、紫外線等の照射によってモノマー濃度は速やかに低下する。
また、上記化学式（６）で表される化合物は、ナフタレン環同士が回転自由度の高いエーテル結合、すなわち、酸素原子を挟む二つの単結合を介して結合されている。酸素による結合は屈曲が起こりにくいので、回転自由度の観点からは単結合とほぼ同様の効果を有する。そのため、形成されるＰＳＡ膜の重合体が有するモノマー部中の重合性官能基は他の重合性官能基と遭遇しやすく、反応性に富んでいる。
Figure 2010116565
（式中、Ｒ１及びＲ２は、同一若しくは異なる、アクリルアミド基、メタクリルアミド基、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、ビニロキシ基又はエポキシ基を表す。）。
上記化学式（７）で表される化合物は、二つの重合性官能基の間を結ぶコア部がナフタレン環とベンゼン環とを含んで構成されている。ナフタレン環は電子が局在しやすいため、少なくとも一方の重合性官能基は、反応性が高い。一方の重合性官能基が早く反応すればもう一方の重合性官能基の自由度は下がるので、一方の重合性官能基が反応した後は、必ずしもナフタレン環でなくともよく、ベンゼン環であってもよい。
また、上記化学式（７）で表される化合物は、ナフタレン環とベンゼン環とが回転自由度の高いエーテル結合を介して結合されている。そのため、形成されるＰＳＡ膜の重合体が有するモノマー部中の重合性官能基は他の重合性官能基と遭遇しやすく、反応性に富んでいる。
Figure 2010116565
（式中、Ｒ１及びＲ２は、同一若しくは異なる、アクリルアミド基、メタクリルアミド基、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、ビニロキシ基又はエポキシ基を表す。）。
上記化学式（８）で表される化合物は、二つの重合性官能基の間を結ぶコア部がナフタレン環とビフェニル基とを含んで構成されている。ナフタレン環は電子が局在しやすいため、少なくとも一方の重合性官能基は、反応性が高い。一方の重合性官能基が早く反応すればもう一方の重合性官能基の自由度は下がるので、一方の重合性官能基が反応した後は、必ずしもナフタレン環でなくともよく、ビフェニル基であってもよい。
また、上記化学式（８）で表される化合物は、ナフタレン環とビフェニル基とが回転自由度の高い単結合を介して結合されている。また、ビフェニル基自体も、ベンゼン環がエーテル結合を介して結合されているため、回転自由度が高い。そのため、形成されるＰＳＡ膜の重合体が有するモノマー部中の重合性官能基は他の重合性官能基と遭遇しやすく、反応性に富んでいる。
したがって、以上のような上記化学式（４）〜（８）で表される化合物によれば、上記化学式（３）で表される化合物と同様、モノマー部中の未反応の重合性官能基の残存率が低くなり、ＰＳＡ膜のプレチルト角に変化が生じることが起こりにくくなる。また、このように反応性が高いモノマーによって形成される重合体は、架橋密度が高く、より強固な構造となるため、例えば、液晶分子の弾性エネルギーによって変形が起こる可能性も低くなる。そしてその結果、液晶表示装置の表示に焼き付きが生じる可能性が大きく低減される。
上述した化学式（３）〜（８）で表される化合物のうち、特に好ましくは、ナフタレン環を複数有する上記化学式（３）及び（８）で表される化合物であり、初期の重合反応の開始がより起こりやすくなるため、反応性により優れている。
液晶層内の液晶材料としては、具体的には、誘電率異方性Δεが負（−０．２〜−１０）の液晶分子（ネマチック液晶）が挙げられる。液晶材料のΔｎは、０．０２〜０．３であることが好ましい。
液晶層形成用組成物中における光重合性モノマーの割合は特に限定しないが、０．０１〜１０重量％とすることが好ましく、０．１〜１．５重量％とすることがより好ましい。また、液晶層形成用組成物中に対しては重合開始剤が添加されていてもよく、例えば、Irgacure651（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）、Irgacure184（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）を用いることができる。また、重合開始剤の濃度は、光重合性モノマーに対して、０．２〜１０重量％で混在させることで、重合速度が向上することになる。
具体的なＰＳＡ工程の一例としては、上記光重合性モノマーを液晶材料に対して０．６重量％導入した液晶層形成用組成物を調製し、液晶層形成用組成物を空パネル内に注入後、ブラックライト（３００〜３５０ｎｍにピーク波長がある紫外線）を５分以上照射し、モノマーの重合を行う方法が挙げられる。
実施形態２
図５は、実施形態２の液晶表示装置の表示面を構成する画素を示す平面模式図である。図５に示すように、実施形態２の液晶表示装置の表示面を構成する画素は実質的に矩形の形状を有し、マトリクス状又はデルタ状に複数配置されて１つの表示面を構成している。実施形態２の液晶表示装置は、共通電極の上に設けられた誘電体からなる突起物（リブ）、画素電極内に設けられたスリット等の配向制御用構造物を備えるＭＶＡモードである点で実施形態１の液晶表示装置と異なっているが、それ以外は実施形態１の液晶表示装置と同様である。
図５に示すように、実施形態２において対向基板２０には、液晶分子５０を一定の方向に配向させるための、リブ４５が複数本設けられている。リブ４５は、絶縁性を有する有機樹脂で構成されており、リブ４５に隣接する液晶分子をリブに向かって配向させることができるものである。リブ４５は観察面側から見たときに線状であり、複数本のリブ４５が画素電極１３と重なるように形成されている。より詳しくは、実施形態１においてリブ４５は、画素電極１３の各辺に対して約４５°又は１３５°の角度をなす方向に配置されている。また、複数本のリブ４５の一つは屈曲部を有し、画素単位でＶ字状となっている。なお、実施形態２においてリブ４５は、一部に分岐部を有しているものであってもよく、また、一辺に対して水平の方向に、又は、垂直の方向に形成されたものであってもよい。したがって実施形態２においてリブ４５の１本あたりの形状としては、例えば、観察面側から見たときに、直線状、Ｕ字状、Ｖ字状、Ｗ字状、又は、これらを組み合わせたような形状となる。
図５に示すように、実施形態２においてアレイ基板１０が備える画素電極１３には、液晶分子５０を一定の方向に配向させるためのスリット４６が複数本設けられている。スリット４６は観察面側から見たときに線状であり、リブ４５に対して平行に、かつ隣接するリブ４５と等間隔を経て形成されている。また、複数本のスリット４６の一つは少なくとも屈曲部を有し、画素単位でＶ字状となっている。スリット４６もまた、１本あたりの形状としては、例えば、観察面側から見たときに、直線状、Ｕ字状、Ｖ字状、Ｗ字状、又は、これらを組み合わせたような形状となる。リブ及びスリットの幅は、例えば、５〜２０μｍである。
図６は、実施形態２の液晶表示装置の断面模式図であり、図５におけるＡ−Ｂ線に沿った断面を示す。図６に示すように、実施形態２の対向基板２０は、液晶層３に向かってガラス基板２１、カラーフィルタ、ブラックマトリクス等を含む樹脂層２７、共通電極２４、及び、リブ４５をこの順に積層して備える。
リブ４５は、絶縁性を有する有機樹脂で構成されており、リブ４５に隣接する液晶分子をリブ４５に向かって配向させることができるものである。また、実施形態２においてリブ４５は、液晶層３０に向かって凸の錘状であり、断面形状が三角形となっているが、液晶層３０に向かって突出している限り、柱状であっても、曲面を有する山状であってもよい。また、断面形状の例としては、このほかに長方形、台形、放物線を描く山形等が挙げられる。
また、図６に示すように、ＴＦＴ基板１０は、液晶層３０に向かってガラス基板１１、保持容量配線４３、絶縁膜１２、及び、画素電極１３をこの順に積層して備えている。実施形態２において画素電極１３は、スリット４６を有する。
ＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間の液晶層を構成する液晶材料は、負の誘電率異方性を有する材料であり、閾値未満の電圧印加状態でＴＦＴ基板１０及び対向基板２０に対して略垂直の方向に傾き、印加電圧の大きさに応じＴＦＴ基板１０及び対向基板２０に対して水平方向へ傾く特性を有する。ただし、液晶層３中の液晶分子５０はリブ４５及びスリット４６の延伸方向に対し垂直な方向に向かってそれぞれ配向するので、このように画素電極１５の各辺に対し斜め方向にリブ４５及びスリット４６を設けることによって広視野角を実現することができる。また、このような実施形態２の液晶表示装置の形態は、ＭＶＡモードともいう。
このように実施形態２の液晶表示装置は、リブ４５とスリット４６とを有しているが、リブ４５又はスリット４６の影響により、液晶分子５０は、一部の領域で均一な配向を得られないことがある。図７及び図８は、実施形態２の液晶表示装置の、液晶分子がリブと重畳する領域及びリブと隣接する領域を示す概念図である。図７は液晶分子が配向する様子を示し、図８は光が透過する様子を示す。なお、図７中の両矢印は、偏光軸の向きを表し、一方がＴＦＴ基板１０に設けられた偏光板の偏光軸であり、もう一方が対向基板２０に設けられた偏光板の偏光軸である。すなわち、実施形態２の液晶表示装置において、両偏光板は、偏光軸が互いに直交している。図７に示すように、リブ４５又はスリット４６と重畳する領域に位置する液晶分子は、リブ４５又はスリット４６の長軸方向と同じ方向に配向することになり、リブ４５又はスリット４６と隣接する領域に位置する液晶分子は、リブ４５又はスリット４６の長軸方向に対して斜め約４５°の方向又は斜め約１３５°の方向に配向することになる。そうすると、図８に示すように、リブ４５又はスリット４６と隣接する領域に位置する液晶分子を透過する光は偏光板を透過することができず、リブ４５又はスリット４６の外縁がそのまま暗線となって認識されることになり、透過率が低下する。
これに対しては、リブ４５とスリット４６との間の間隔を広げることで透過率を高める手段が考えられるが、その場合、リブ４５とスリット４６との間に位置する液晶分子５０に対して、電圧印加前において配向の規定がなされていないため、電圧印加時の配向の乱れが原因で、応答速度が低下することがある。
これに対し、実施形態２の液晶表示装置では、実施形態１と同様の光重合性モノマーを含む液晶材料を注入し、閾値以上の電圧を印加した状態で光照射を行って光重合性モノマーを重合させてＰＳＡ膜を形成しており、これにより、リブ４５とスリット４６の間の液晶分子の配向が規定される。そのため、リブ４５とスリット４６との間の間隔を広げたとしても、電圧印加時に配向乱れは発生せず、応答速度は低下しない。具体的には、図９の白抜き矢印を挟んだ前後で示されるように、ＰＳＡ膜を形成しない場合（左側）と比べ、ＰＳＡ膜を形成した場合（右側）は、リブ４５及びスリット４６の本数を約半分に減らすことができる。図９は、実施形態２の液晶表示装置の表示面を構成する画素のリブの本数の変化前と変化後とを示す平面模式図である。
このように、実施形態２の液晶表示装置によれば、リブ４５及びスリット４６に基づく広視野角を得るとともに、応答速度を低下させることなく、透過率を向上させることができる。したがって、本発明は、ＭＶＡモードに特に適しているということができる。
実施形態３
図１０は、実施形態３の液晶表示装置の表示面を構成する画素を示す平面模式図である。図１０に示すように、実施形態３の液晶表示装置の表示面を構成する画素は実質的に矩形の形状を有し、マトリクス状又はデルタ状に複数配置されて１つの表示面を構成している。実施形態３の液晶表示装置は、配向制御用構造物として画素電極１３内に微細なスリット４６が形成されたＶＡモードである点で実施形態１の液晶表示装置と異なっているが、それ以外は実施形態１の液晶表示装置と同様である。
図１０に示すように、実施形態３において、画素電極１３の内部を細く切り抜くことで形成された画素電極１３は、画素内を４つの領域に分割する十字状の幹部１３ａと、幹部１３ａを挟んで幹部１３ａの両側から外側に向かって斜め方向に伸びる複数の枝部１３ｂとから構成される。視野角特性を向上させる観点から、４つの領域に位置する枝部１３ｂのそれぞれは、領域ごとに互いに異なる方向に伸びている。具体的には、十字状の幹部１３ａの延伸方向を０°、９０°、１８０°、２７０°としたときに、４５°方向に伸びる枝部１３ｂが形成された領域、１３５°方向に伸びる枝部１３ｂが形成された領域、２２５°方向に伸びる枝部１３ｂが形成された領域、及び、３１５°方向に伸びる枝部１３ｂが形成された領域の４つの領域が形成されることになる。
枝部１３ｂの幅は、幹部１３ａの幅よりも小さい。これは、枝部１３ｂの幅、及び、枝部１３ｂの間隙を十分小さくすることによって電圧印加時に液晶分子を枝部１３ｂと平行な方向へ傾斜させるためである。枝部１３ｂの電極幅および間隙は１〜１０μｍ、好ましくは２〜７μｍである。なお、幹部１３ａを構成する十字状の画素電極１３のうち、縦方向に伸びる側の幅と、横方向に伸びる側の幅との関係は、特に限定されず、同一であっても異なっていてもよい。
この状態で電圧を印加すると枝部１３ｂ上の液晶分子は枝部１３ｂの延伸方向に沿って２通りの方向に倒れることが可能であるため、配向乱れが生じうる。最終的には画素電極の中心方向へ向かって液晶分子が倒れて安定するが、これには時間がかかる。実施形態１と同様の光重合性モノマーを含む液晶材料を注入し、閾値以上の電圧が印加された状態で紫外線等を照射して光重合モノマーを重合させると、電圧印加前であっても、閾値以上の電圧印加後の状態とほぼ同様に液晶分子の配向方向が規定され、閾値以上の電圧を印加したときに、配向が乱れることなく液晶分子が所定の方向に配向する。実施形態３によれば、実施形態２のようなリブ及びスリットの必要がなくなり、枝部１３ｂ全体が光透過に寄与するため、実施形態２の液晶表示装置に比べてより高い透過率を得ることができる。
実施形態４
実施形態４の液晶表示装置は、配向処理方向がＴＦＴ基板と対向基板とで直交しているＲＴＮ（Reverse Twisted Nematic）モードであり、更に、一つの画素を４つのドメイン（Domain）に分割するタイプ（４Ｄ−ＲＴＮ）である点で実施形態１の液晶表示装置と異なっているが、それ以外は実施形態１の液晶表示装置と同様である。
図１１及び図１２は、実施形態４の液晶表示装置において四分割された画素のうちの一つの画素における光配向処理方向と液晶分子のプレチルト方向との関係を示す液晶分子群の斜視模式図である。図１１はＯＦＦ状態（黒表示）を表し、図１２はＯＮ状態（白表示）を表す。図１１及び図１２に示すように、実施形態４の液晶表示装置は、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０とからなる一対の基板と、上記一対の基板間に液晶分子５０を含む液晶材料が充填されている。上記一対の基板の表面には垂直配向膜が、垂直配向膜の表面にはＰＳＡ膜が配置されている。図１１に示すように、電圧がＯＦＦの状態（閾値電圧未満の状態）において液晶分子５０は、ＴＦＴ基板１０及び対向基板２０の基板面に対し、略垂直（８５〜８９．９°）の方向に配向している。図１２に示すように、電圧がＯＮの状態（閾値電圧以上の電圧印加状態）になると、液晶分子５０は、ＴＦＴ基板１０及び対向基板２０の基板面に隣接する液晶分子５０を除き、印加電圧の大きさに応じて水平方向へ傾く。なお、ＴＦＴ基板１０及び対向基板２０はいずれも、垂直配向膜及びＰＳＡ膜を液晶層３０側の表面に有している。図１１及び図１２においてＴＦＴ基板１０及び対向基板２０に示されている黒矢印は、液晶分子５０のチルト方向を示しており、ラビング方向又は光配向処理方向（光照射方向）でもある。図１１及び図１２に示すように、実施形態４の液晶表示装置においては、ＴＦＴ基板１０上におけるラビング方向又は光配向処理方向と、対向基板２０上におけるラビング方向又は光配向処理方向とは異なっており、互いに直交している。すなわち、実施形態４においては、ＴＦＴ基板１０が有する画素と、対向基板２０が有する画素とのそれぞれに対して、互いに反平行となる２ドメイン処理がなされており、各画素を重ね合わせると、その重ね合わされた画素が互いに異なる特性をもつ４つの領域に分割されたＲＴＮ構造が得られることになる。
図１３は、実施形態４の液晶表示装置において四分割された画素のうちの一つを、対向基板側から見たときにおける平面模式図であり、液晶分子５０が対向基板２０側からＴＦＴ基板１０側に向かってねじれていることがわかる。ＴＦＴ基板１０及び対向基板２０のラビング方向又は光配向処理方向は、互いに直交しているため、図１３に示すように、一つのドメイン内における液晶分子５０群は、全体として約９０°にねじれた構造をもつことになる。
図１４は、実施形態４の液晶表示装置に係る光配向処理の様子を示す斜視模式図である。実施形態４の液晶表示装置における配向膜は、光反応性官能基を有する樹脂材料で構成されている。光配向処理によって付与される配向性は、光の照射角度、強度等により調整可能であるため、このように光反応性官能基を有する樹脂材料を用いることで、本実施形態のような一つの画素内で互いに異なる４つの配向方向を規定する４Ｄ−ＲＴＮ（Reverse Twisted Nematic）の形態を容易に得ることができる。
図１４に示すように、入射面に平行に偏光した紫外線（図１４中の白抜き矢印）を基板面法線方向から、４０〜５０°傾いた角度から照射することで、下地膜に対して、液晶分子をＵＶが照射された方向と同じ方向に傾かせる配向性を付与することができる。なお、基板面に対する液晶分子の長軸の傾きの大きさが、液晶層に対して閾値以上の電圧が印加される前の液晶分子の傾き、すなわち、プレチルト角となる。露光は、一括露光により行われてもよいし、スキャン露光により行われてもよい。また、露光方法としては、基板及び光源を固定した状態で照射してもよいし、紫外線を走査させながらの照射であってもよい。図１４において点線矢印は、紫外線の走査方向を示す。
実施形態４においては、このような露光を、ＴＦＴ基板１０側及び対向基板２０側のそれぞれにおいて、１つの画素が４分割されるように行われており、これにより４Ｄ−ＲＴＮが実現されている。
図１５及び図１６は、実施形態４の液晶表示装置の画素内に形成するための工程を示す平面模式図である。図１５はＴＦＴ基板側の光配向方向を示し、図１６は対向基板側の光配向方向を示している。
図１５に示すように、ＴＦＴ基板側の表面に対しては、矩形の画素を長辺方向（縦方向）に二分割するように、かつ、これらの領域における光配向方向が互いに逆向きとなるように光配向処理がなされている。また、図１６に示すように、対向基板側の表面に対しては、矩形の画素を短辺方向（横方向）に二分割するように、かつ、これらの領域における光配向方向が互いに逆向きとなるように光配向処理がなされている。
このような光配向処理（露光工程）は、以下のようにして行うことができる。まず、ＴＦＴ基板上に、液晶表示装置の画素の横半分を覆うだけの大きさの遮光部を有するフォトマスクを用意し、画素の横半分が遮光されるような位置取りを行う。そして、偏光の紫外光を、基板面法線方向から４０〜５０°傾いた角度から、遮光部で覆われていない残りの半分の領域を一方通行で縦方向に露光する。次に、フォトマスクを画素の半ピッチ分、画素の横方向にずらして、露光済みの領域を遮光部で遮光し、かつ未露光領域を逆方向に一方通行で露光する。これにより、ＴＦＴ基板において、１つの画素を縦方向に二分するように、かつ互いに逆方向に液晶プレチルトを発現する領域がストライプ状に形成されることになる。
次に、対向基板上に、液晶表示装置の画素の縦半分を覆うだけの大きさの遮光部を有するフォトマスクを用意し、画素の縦半分が遮光されるような位置取りを行う。そして、偏光の紫外光を、基板面法線方向から４０〜５０°傾いた角度から、遮光部で覆われていない残りの半分の領域を一方通行で横方向に露光する。次に、フォトマスクを画素の半ピッチ分、画素の縦方向にずらして、露光済みの領域を遮光部で遮光し、かつ未露光領域を逆方向に一方通行で露光する。これにより、対向基板において、１つの画素を横方向に二分するように、かつ互いに逆方向に液晶プレチルトを発現する領域がストライプ状に形成されることになる。
図１７は、実施形態４において光配向処理されることで形成された配向膜の液晶分子の配向の様子を基板面に対して垂直な方向から見たときの平面模式図である。なお、図１７中の液晶分子５０は、液晶層の厚み方向における中央部に位置する液晶分子を示している。こうすることで、ＴＦＴ基板と対向基板との間に閾値以上のＡＣ電圧が印加されると、液晶分子は基板面に対して垂直な方向から見たときに、９０°ねじれた構造を有するとともに、図１７に示すように、液晶層の厚み方向における中央付近に位置する液晶分子は、４つの領域（図図１７中、ｉ〜ｉｖ）において、互いに直交する４つの方向に配向することになり、その結果、一つの画素の中に、異なる配向状態を有する４ドメインが形成される。
なお、本発明者らが実際に光反応性官能基を有する材料を基板に塗布し、斜め４０°の方向から３３０ｎｍをセンター波長とするＰ偏光の紫外線を５０ｍＪ／ｃｍ２照射したところ、約８８°のプレチルト配向性をもつ光配向膜が形成された。また、そのようにして形成された光配向膜を有する一対の基板間に上記化学式（３）で表される化合物を含む液晶層形成用材料を注入し、両基板を貼り合わせ、更に、電圧を印加することなく液晶パネルに紫外線を照射することによってモノマーを重合させたところ、表面上に光重合体膜を有し、かつ約８８．２°のプレチルト配向性をもつ光配向膜が形成された。
４Ｄ−ＲＴＮは、視野角の改善には非常に優れているが、高精度なプレチルト制御が求められる。しかしながら実施形態４の液晶表示装置によれば、配向膜上に形成されたＰＳＡ膜の影響により、安定性に優れたプレチルトを得ることができるため、４Ｄ−ＲＴＮを用いたとしても充分な配向安定性を有しつつ、広視野角な液晶表示が得られることになる。
ＭＶＡモードにおけるリブ又はスリットの配置は、多かれ少なかれ透過率の低下の原因となる。また、リブの近傍に位置する液晶分子は、電圧を印加していないときに斜面に垂直に配向しているので、液晶分子が基板面に対して垂直となっておらず、光漏れの原因となり得る。更に、スリットから分岐させた、より幅の狭い微細スリットを用いることも考えられるが、精密な制御が難しく、微細スリットの幅にバラツキが生じると透過率が変化し、輝度ムラとなって見えてしまうこともある。
光配向膜は、リブ又はスリットを使わなくとも液晶分子の傾斜方向を規定することができるため、略矩形の長方形等、単純な形状の画素電極に対して特に好適に使用され、それによってバランスのよい配向性をもつ光配向膜を得ることができる。リブ又はスリットを使わなくてもよい分、ＭＶＡモードと比べ、透過率を向上させることができる。また、リブが不要となる分、光漏れが少なく、コントラストを向上させることができる。
従来からも光配向膜を利用した技術は検討されていたが、従来においては、残留ＤＣ電圧が非常に大きい、プレチルト角が安定しにくい等に起因する焼き付きが生じていたため、これまで実用化は困難であった。これに対し、本発明によれば、光配向膜を用いたとしても焼き付きが大きく改善され、更に、光配向膜の利点である高コントラストと高透過率を実現することができた。
本発明者らが検討を行ったところ、実施形態４に基づいた液晶表示装置によれば、リブとスリットとを用いる従来のＭＶＡ技術を適用した液晶表示装置に対し、透過率が約２０％、コントラスト比が約２倍に改善された結果が得られた。
なお、実施形態１〜４の液晶表示装置を分解し、配向膜の表面をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope：走査型電子顕微鏡）、ＴＥＭ（Transmission Electron Microscope：透過型電子顕微鏡）、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ（Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry：飛行時間型二次イオン質量分析法）等で分析することにより、配向膜及びＰＳＡ膜（光重合体膜）の層構造、光重合体膜中に存在するＰＳＡ膜形成用モノマー（光重合モノマー）の成分、配向膜中の光反応性官能基等を確認することができる。
以下、実施形態１〜４の液晶表示装置に係るＰＳＡ膜を形成するために用いられるモノマーを得るために実際に行った合成例を示す。
合成例１
ビナフタレンを有する光重合性モノマーの合成の一例を以下に示す。まず、下記式（９）で表される（２，２’）ビナフタレニル−７，７’−ジオールが０．７ｇ（２．５ｍＭ）含まれるとともに、トリエチルアミンが１ｇ（１０ｍＭ）含まれるベンゼン（２０ｍＬ）溶液中に、下記式（１０）で表されるメタクリル酸クロリド０．５ｇ（５ｍＭ）を含むベンゼン溶液（５ｍＬ）を室温、窒素雰囲気下で滴下した。その後、２時間、室温で反応させた。反応終了後、不純物を水で抽出させた後、カラムクロマトグラフィー（トルエン／酢酸エチル（４／１））にて精製し、下記式（１１）で表される目的の化合物（モノマー）を０．８１ｇ（収率７７％）得た。
Figure 2010116565
合成例２
ナフタレン骨格を有する光重合性モノマーの合成の一例を以下に示す。まず、下記式（１２）で表される６−ブロモ−２−ナフトールが１．２ｇ（５ｍＭ）含まれるとともに、炭酸カリウムが１．３ｇ（１０ｍＭ）が含まれるアセトン（２０ｍＬ）溶液中に、下記式（１３）で表される２，６−ジヒドロキシナフタレン０．５ｇ（５ｍＭ）を含むアセトン溶液（５ｍＬ）を室温、窒素雰囲気下で滴下した。その後、２時間、室温で反応させた。反応終了後、不純物を水で抽出させた後、カラムクロマトグラフィー（トルエン／酢酸エチル（４／１））にて精製し、下記式（１４）で表される目的の化合物（モノマー）を１．３１ｇ（収率８７％）得た。
Figure 2010116565
合成例３
合成例２によって得られた光重合性モノマーを用いた、他の光重合性モノマーの合成の一例を以下に示す。まず、下記式（１４）で表されるジオール基を含む化合物が０．７５ｇ（２．５ｍＭ）含まれるとともに、トリメチルアミンが１ｇ（１０ｍＭ）が含まれるベンゼン（２０ｍＬ）溶液中に、下記式（１０）で表されるメタクリル酸クロリド０．５ｇ（５ｍＭ）を含むベンゼン溶液（５ｍＬ）を室温、窒素雰囲気下で滴下した。その後、２時間、室温で反応させた。反応終了後、不純物を水で抽出させた後、カラムクロマトグラフィー（トルエン／酢酸エチル（４／１））にて精製し、下記式（１５）で表される目的の化合物（モノマー）を０．７８ｇ（収率７１％）得た。
Figure 2010116565
なお、本願は、２００９年４月８日に出願された日本国特許出願２００９−０９３７５６号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。
１：ＰＳＡ膜の重合体
２：ポリマー部
３：モノマー部
１０：ＴＦＴ基板
１１：透明基板
１２：絶縁膜
１３：画素電極
１３ａ：幹部
１３ｂ：枝部
１４：配向膜
１５：ＰＳＡ膜（光重合体膜）
２０：対向基板
２１：透明基板
２２：カラーフィルタ
２２Ｒ：カラーフィルタ（赤）
２２Ｇ：カラーフィルタ（緑）
２２Ｂ：カラーフィルタ（青）
２３：ブラックマトリクス
２４：共通電極
２５：配向膜
２６：ＰＳＡ膜（光重合体膜）
２７：樹脂層
３０：液晶層
４１：ゲート配線
４２：ソース配線
４３：補助容量（ＣＳ）配線
４４：ＴＦＴ
４５：リブ
４６：スリット
５０：液晶分子

Claims (10)

  1. 一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とを備える液晶表示装置であって、
    該一対の基板の少なくとも一方は、配向膜、及び、該配向膜上に、光重合性モノマーを構成単位とする重合体で構成される光重合体膜を有し、
    該光重合性モノマーは、２以上の重合性官能基を有し、
    該２以上の重合性官能基は、２以上の芳香環を介して互いに結合されており、
    該２以上の芳香環の少なくとも一つは、ナフタレン環であり、
    該ナフタレン環と、他の芳香環とを結ぶ結合は、回転自由度を有する
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記一対の基板は、いずれも電極を有し、
    前記光重合体膜は、該電極を通じて液晶層に対して閾値以上の電圧が印加された状態で、光重合性モノマーが連鎖重合することによって形成されたものである
    ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
  3. 前記一対の基板の一方が有する電極は画素電極であり、
    該画素電極は、画素内を４つの領域に分割する十字状の幹部と、幹部を挟んで幹部の両側から外側に向かって斜め方向に伸びる複数の枝部とから構成される
    ことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
  4. 前記配向膜は、光反応性官能基を有する化合物を含む材料で構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
  5. 前記光重合性モノマーは、下記一般式（Ｉ）：
    Ｐ１−Ａ１−（Ｚ１−Ａ２）ｎ−Ｐ２ （Ｉ）
    （式中、Ｐ１及びＰ２は、同一若しくは異なるアクリルアミド基、メタクリルアミド基、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、ビニロキシ基又はエポキシ基を表す。Ａ１はナフタレン−２，６−ジイル基を表す。Ａ２は１，４−フェニレン基又はナフタレン−２，６−ジイル基を表す。Ｚ１は、ＣＯＯ、ＯＣＯ若しくはＯ、又は、Ａ１とＡ２若しくはＡ２とＡ２とが直接結合していることを表す。ｎは、１又は２である。Ａ１及びＡ２が有する水素原子は、ハロゲン基又はメチル基に置換されていてもよい。）で表される化合物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
  6. 一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とを備える液晶表示装置の製造方法であって、
    該製造方法は、該一対の基板の少なくとも一方に、配向膜を形成する工程と、
    該配向膜上に、液晶層に対して閾値以上の電圧印加状態で光重合性モノマーを連鎖重合させて光重合体膜を形成する工程とを有し、
    該光重合性モノマーは、２以上の重合性官能基を有し、
    該２以上の重合性官能基は、２以上の芳香環を介して互いに結合されており、
    該２以上の芳香環の少なくとも一つは、ナフタレン環であり、
    該ナフタレン環と、他の芳香環とを結ぶ結合は、回転自由度を有する
    ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  7. 前記配向膜を形成する工程は、光照射を行って配向処理を行う工程を含むことを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置の製造方法。
  8. 光重合性モノマーを含む光重合体膜形成用組成物であって、
    該光重合性モノマーは、２以上の重合性官能基を有し、
    該２以上の重合性官能基は、２以上の芳香環を介して互いに結合されており、
    該２以上の芳香環の少なくとも一つは、ナフタレン環であり、
    該ナフタレン環と、他の芳香環とを結ぶ結合は、回転自由度を有する
    ことを特徴とする光重合体膜形成用組成物。
  9. 前記光重合性モノマーは、下記一般式（Ｉ）：
    Ｐ１−Ａ１−（Ｚ１−Ａ２）ｎ−Ｐ２ （Ｉ）
    （式中、Ｐ１及びＰ２は、同一若しくは異なるアクリルアミド基、メタクリルアミド基、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、ビニロキシ基又はエポキシ基を表す。Ａ１はナフタレン−２，６−ジイル基を表す。Ａ２は１，４−フェニレン基又はナフタレン−２，６−ジイル基を表す。Ｚ１は、ＣＯＯ、ＯＣＯ若しくはＯ、又は、Ａ１とＡ２若しくはＡ２とＡ２とが直接結合していることを表す。ｎは、１又は２である。Ａ１及びＡ２が有する水素原子は、ハロゲン基又はメチル基に置換されていてもよい。）で表される化合物であることを特徴とする請求項８記載の光重合体膜形成用組成物。
  10. 請求項８又は９記載の光重合体膜形成用組成物と、液晶材料とを含むことを特徴とする液晶層形成用組成物。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9823516B2 (en) * 2011-09-27 2017-11-21 Merck Patent Gmbh Liquid crystal display device and method for producing same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012050177A1 (ja) * 2010-10-14 2012-04-19 シャープ株式会社 液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法
WO2012063936A1 (ja) * 2010-11-11 2012-05-18 シャープ株式会社 液晶表示装置、及び、液晶表示装置の製造方法
CN103748508B (zh) * 2011-08-26 2016-08-31 夏普株式会社 液晶显示面板和液晶显示装置
US10261370B2 (en) 2011-10-05 2019-04-16 Apple Inc. Displays with minimized border regions having an apertured TFT layer for signal conductors
US9286826B2 (en) 2011-10-28 2016-03-15 Apple Inc. Display with vias for concealed printed circuit and component attachment
US9226347B2 (en) 2012-06-25 2015-12-29 Apple Inc. Displays with vias
US9214507B2 (en) 2012-08-17 2015-12-15 Apple Inc. Narrow border organic light-emitting diode display
US9454025B2 (en) 2012-08-31 2016-09-27 Apple Inc. Displays with reduced driver circuit ledges
TWI477862B (zh) * 2012-09-03 2015-03-21 Innocom Tech Shenzhen Co Ltd 液晶顯示面板及液晶顯示裝置
WO2014196495A1 (ja) * 2013-06-07 2014-12-11 シャープ株式会社 液晶表示装置の製造方法
WO2015008667A1 (ja) * 2013-07-17 2015-01-22 堺ディスプレイプロダクト株式会社 カラーフィルタ、液晶表示装置、及びカラーフィルタの製造方法
JP2015090436A (ja) * 2013-11-06 2015-05-11 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
CN103728782A (zh) * 2013-12-31 2014-04-16 深圳市华星光电技术有限公司 一种液晶显示装置及相应的制造方法
CN103728781A (zh) * 2013-12-31 2014-04-16 深圳市华星光电技术有限公司 一种液晶显示器及其制造方法
JP2015179164A (ja) * 2014-03-19 2015-10-08 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置及びその製造方法
CN104570495B (zh) * 2015-01-29 2017-09-29 深圳市华星光电技术有限公司 液晶显示面板的制作方法
CN105093686B (zh) * 2015-02-06 2018-01-12 深圳市华星光电技术有限公司 液晶配向膜制作方法及反应机台
US10170711B2 (en) 2015-05-05 2019-01-01 Apple Inc. Display with vias to access driver circuitry
KR101990112B1 (ko) * 2016-01-28 2019-06-17 구글 엘엘씨 다중 액세스 접속에 의한 사용자 세션들의 끊김 없는 이동성을 위한 시스템 및 방법
CN111527428B (zh) * 2017-12-27 2022-05-24 富士胶片株式会社 光学元件、导光元件及图像显示装置
US20220050337A1 (en) * 2018-09-14 2022-02-17 Sakai Display Products Corporation Liquid crystal display panel and method for manufacturing same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005338199A (ja) * 2004-05-24 2005-12-08 Fujitsu Display Technologies Corp 液晶表示装置およびテレビジョン受像機
JP2008076950A (ja) * 2006-09-25 2008-04-03 Sharp Corp 液晶表示パネル及びその製造方法
JP2008116931A (ja) * 2006-10-12 2008-05-22 Merck Patent Gmbh 液晶ディスプレイ
WO2008081631A1 (ja) * 2006-12-29 2008-07-10 Adeka Corporation 重合性化合物及び重合性組成物

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6977704B2 (en) * 2001-03-30 2005-12-20 Fujitsu Display Technologies Corporation Liquid crystal display
JP4058481B2 (ja) * 2001-04-12 2008-03-12 日東電工株式会社 重合性液晶化合物および光学フィルム
JP4175826B2 (ja) * 2002-04-16 2008-11-05 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP4829501B2 (ja) 2005-01-06 2011-12-07 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP2009093756A (ja) 2007-10-10 2009-04-30 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv ディスク・ドライブ装置及びディスク・ドライブ装置の製造方法
WO2009098747A1 (ja) * 2008-02-04 2009-08-13 Sharp Kabushiki Kaisha 液晶表示装置
JP2009186822A (ja) * 2008-02-07 2009-08-20 Toshiba Mobile Display Co Ltd 液晶表示パネル及び液晶表示パネルの製造方法
EP2306238A4 (en) * 2008-06-27 2012-09-12 Sharp Kk LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005338199A (ja) * 2004-05-24 2005-12-08 Fujitsu Display Technologies Corp 液晶表示装置およびテレビジョン受像機
JP2008076950A (ja) * 2006-09-25 2008-04-03 Sharp Corp 液晶表示パネル及びその製造方法
JP2008116931A (ja) * 2006-10-12 2008-05-22 Merck Patent Gmbh 液晶ディスプレイ
WO2008081631A1 (ja) * 2006-12-29 2008-07-10 Adeka Corporation 重合性化合物及び重合性組成物

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9823516B2 (en) * 2011-09-27 2017-11-21 Merck Patent Gmbh Liquid crystal display device and method for producing same

Also Published As

Publication number Publication date
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