KR20120030156A - 액정 표시 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

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마사노부 미즈사키
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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 고 콘트라스트이면서, 또한 표시 불량을 저감한 액정 표시 패널을 제공한다.
서로 대향하는 한 쌍의 기판(1, 2)과, 한 쌍의 기판(1, 2)에 의해 협지되는 액정층(3)을 구비하고 있고, 한 쌍의 기판(1, 2)에는 서로 대향하는 한 쌍의 배향막(4, 5)이 형성되어 있고, 한 쌍의 배향막(4, 5) 상에는, 액정층(3) 중의 단량체로부터 얻어지는 중합막(6, 7)이 형성되어 있고, 배향막(4, 5)에는 불소 원자를 포함하는 측쇄를 갖는 고분자 화합물이 함유되어 있고, 액정층(3)에는 일반식 (1) 내지 (3) 중 적어도 하나로 나타내는, 중합 가능한 단량체가 함유되어 있고, 중합막 (6), (7)이 일반식 (1) 내지 (3) 중 적어도 하나로 나타내는, 중합 가능한 단량체로부터 얻어지고, 또한 불소 원자를 포함하는 측쇄와 상호 작용으로 서로 당기고 있다.

Description

액정 표시 패널 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL AND PROCESS FOR PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 액정 표시 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 고 콘트라스트이면서, 또한 표시 불량을 저감한 액정 표시 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 정보 기기의 보급에 수반하여, 액정 표시 패널의 고성능화 및 저비용화에 대한 요구가 높아지고 있다.
액정 표시 패널의 고성능화를 위한 기술로서, 예를 들어 PSA(Polymer Sustained Alignment)라는 기술이 알려져 있다.
PSA란, 표시에 사용하는 액정 재료 중에 배향막 재료로서 단량체를 첨가하고, 제1 배향막 상에 제2 배향층으로서, 상기 단량체를 중합해서 이루어지는 중합체로 이루어지는 층 [중합체층(중합막)]을 형성하는 기술이다. 구체적으로는 제1 배향막이 각각 형성된 한 쌍의 기판을 제1 배향막끼리가 대향하도록 서로 접합해서 이루어지는 셀 내에, 단량체를 포함하는 액정 재료를 주입하고, 전계를 인가하는 등 하여 액정 분자를 소정의 방향으로 배향시킨 상태에서 자외선을 조사하는 등 하여 상기 단량체를 중합시킨다. 이에 의해, 상기 제1 배향막 상에 계면의 액정 분자에 틸트를 부여하는 중합체층을 형성한다. 그 결과, 중합체층과 접촉하고 있는 액정 분자를 프리틸트각이 부여된 상태에서 고정할 수 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는 중합 가능한 단량체를 함유하고 있는 액정 조성물을 2매의 기판 사이에 주입하고, 기판이 상대하는 투명 전극 간에 전압을 인가하면서 단량체를 중합하는 공정을 거쳐서 제조되고, 중합 가능한 단량체가 1개 이상의 환 구조 혹은 축환 구조와, 상기 환 구조 혹은 축환 구조와 직접 결합하는 2개의 관능기를 가짐으로써, 번인(burn-in)을 저감한 액정 표시 장치가 개시되어 있다.
일본특허공개 제2003-307720호 공보(공개일: 2003년 10월 31일)
그러나 상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 액정 표시 장치에서는, 액정 재료 중에서 중합체를 중합할 때, 거대한 중합체 도메인이 형성된 경우, 레일리 산란을 발생함으로써 콘트라스트가 저하하는, 거대 중합체가 생성됨에 따라 표시 불량(휘점, 흑점 등)을 일으키는 등의 문제점을 갖고 있다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 고 콘트라스트이면서, 또한 표시 불량을 저감한 액정 표시 패널 및 그 제조 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명자는, 상기 과제를 감안하여 예의 검토한 결과, PSA에서 사용되는 배향막과 액정 재료 중에 첨가되는 단량체를 조합함으로써, 균일한 중합막을 구비한 액정 표시 패널을 제조할 수 있다는 것을 독자적으로 발견하여, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
본 발명의 액정 표시 패널은 상기 과제를 해결하기 위해서 서로 대향하는 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판에 의해 협지되는 액정 재료를 구비하고 있고, 상기 한 쌍의 기판에는 서로 대향하는 한 쌍의 배향막이 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 배향막 상에는 상기 액정 재료 중의 단량체로부터 얻어지는 중합막이 형성되어 있고, 상기 배향막에는 불소 원자를 포함하는 측쇄를 갖는 고분자 화합물이 함유되어 있고, 상기 액정 재료에는 일반식 (1) 내지 (3) 중 적어도 하나로 나타내는, 중합 가능한 단량체가 함유되어 있고, 상기 중합막이 일반식 (1) 내지 (3) 중 적어도 하나로 나타내는, 중합 가능한 단량체로부터 얻어지고, 또한 불소 원자를 포함하는 측쇄와 상호 작용(약한 인력)으로 마주 당기고 있는 것을 특징으로 하고 있다. 여기서, 상기 고분자 화합물은 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리비닐, 폴리실록산, 폴리 말레이미드 또는 그의 유도체인 것이 바람직하다. 또한, 일반식 (1), (3)에 있어서, 벤젠환으로의 치환기는, o위, m위 또는 p위에 존재하고, 일반식 (2)에 있어서, 나프탈렌 환으로의 치환기는 o위, m위, p위, ana위, ε(에피)위, kata위, peri위, pros위, amphi위 또는 2, 7위에 존재한다. 그 중에서 벤젠환으로의 치환기는, p위에 존재하는 것이 바람직하고, 나프탈렌 환으로의 치환기는, amphi위에 존재하는 것이 바람직하다.
Figure pct00001
(식 중 P1, P2는 각각 독립하여, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기 또는 비닐옥시기를 나타냄)
본 발명의 액정 표시 패널에 구비되어 있는 중합막을 형성하는 메커니즘은, 구체적으로는, 중합 가능한 단량체가 불소 원자를 포함하는 측쇄와 상호 작용(약한 인력)으로 서로 당기고 있기 때문에, 상기 단량체가 배향막 근방에 모이기 쉬워져, 상기 배향막 근방에서의 상기 단량체 농도가 높아진다. 그로 인해, 중합 가능한 단량체에 대하여 광 또는 열을 조사함으로써, 배향막 근방에서 중합막이 형성되기 쉬워진다. 또한, 형성된 중합막은 불소 원자를 포함하는 측쇄와 상호 작용(약한 인력)으로 서로 당기고 있다. 즉, 본 발명의 액정 표시 패널에 구비되어 있는 중합막을 형성하는 메커니즘은, 우선은 단량체 상태에서 불소 원자와 서로 당기고, 배향막 계면 상에서의 단량체 농도가 높아진다. 이에 의해, 상기 단량체의 중합이 진행하기 쉬워진다. 또한, 본 발명에 있어서, 「불소 원자를 포함하는 측쇄와 상호 작용(약한 인력)으로 서로 당기고 있는 중합막」은, 상기 메커니즘에 의해 형성되는 것이다.
상기 구성에 의하면 불소 원자와, 상기 일반식 (1) 내지 (3) 중 적어도 하나로 나타내는, 중합 가능한 단량체에 있어서의 아릴기(페닐기 또는 나프틸기, 비페닐 또는 나프탈렌)가 서로 당기고, 상기 중합 가능한 단량체에 있어서의 비닐기의 π결합이 끊어져서 라디칼을 발생시킨다. 상기 일반식 (1) 내지 (3) 중 적어도 하나로 나타내는 중합 가능한 단량체는, 탄소 원자 간의 이중 결합을 갖고 있으므로, 상기 라디칼과의 사이에서 상기 이중 결합의 해리 반응을 발생시키고, 상기 중합막을 형성할 수 있다.
또한, 상기의 구성에 의하면, 불소 원자를 포함하는 측쇄는, 배향막 상에서 균일하게 분산해서 존재하고 있으므로, 불소 원자를 포함하는 측쇄와 상호 작용(약한 인력)으로 서로 당기고 있는 중합막도 균일한 막이 된다.
여기서, 불소 원자를 포함하는 측쇄가 배향막 내에서 균일하게 분산하는 이유는 이하와 같다. 불소는 배향막 화합물 1 단위에 대해 1 단위(1개 또는 그 이상)가 딸려 있다. 또한, 측쇄에 있는 불소는 거의 공기 계면에 존재하고 있다. 따라서, 불소는 평면 방향으로도 두께 방향으로도 균일하게 존재하고 있다고 말할 수 있다. 이상에서, 불소 원자를 포함하는 측쇄는 배향막 내에서 균일하게 분산하고 있다고 말할 수 있다.
또한, 상기 일반식 (1) 내지 (3) 중 적어도 하나로 나타내는 중합 가능한 단량체가 벤젠환을 갖고 있으므로, 상기 벤젠환 대신 알킬쇄를 갖고 있는 단량체에 비하여, 틸트를 강직하게 지지할 수 있다(장시간 전압을 걸었을 때에 틸트가 변화하기 어렵다).
이에 의해, 본 발명의 액정 표시 패널은 중합막이 균일하게 생성되어 있으므로, 레일리 산란을 일으키지 않는다. 그 결과, 본 발명의 액정 표시 패널은 고 콘트라스트를 실현할 수 있다. 또한, 본 발명의 액정 표시 패널은 중합막이 균일하게 생성되기 때문에, 액정 벌크 중에 떠오르는 거대 중합체의 생성을 방지할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 액정 표시 패널은 표시 불량(휘점, 흑점 등)을 방지할 수 있다.
본 발명의 액정 표시 패널은 이상과 같이 서로 대향하는 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판에 의해 협지되는 액정 재료를 구비하고 있고, 상기 한 쌍의 기판에는 서로 대향하는 한 쌍의 배향막이 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 배향막 상에는 상기 액정 재료 중의 단량체로부터 얻어지는 중합막이 형성되어 있고, 상기 배향막에는 불소 원자를 포함하는 측쇄를 갖는 고분자 화합물이 함유되어 있고, 상기 액정 재료에는, 일반식 (1) 내지 (3) 중 적어도 하나로 나타내는, 중합 가능한 단량체가 함유되어 있고, 상기 중합막이 일반식(1) 내지 (3) 중 적어도 하나로 나타내는, 중합 가능한 단량체로부터 얻어지고, 또한 불소 원자를 포함하는 측쇄와 상호 작용(약한 인력)으로 서로 당기고 있는 것이다.
그로 인해 본 발명의 액정 표시 패널은 고 콘트라스트이면서, 또한 표시 불량을 저감한 액정 표시 패널을 제공한다는 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명에 있어서의 액정 표시 패널의 실시의 일 형태를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 액정 표시 패널의 제조 방법의 개략 구성을 도시하는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 있어서의 액정 표시 패널의 제조 방법의 개략 구성을 도시하는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 3에 있어서의 액정 표시 패널의 제조 방법의 개략 구성을 도시하는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1 내지 3에 있어서의 액정 표시 패널의 제조 방법에서의 UV 조사 시간과 잔존 단량체율과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 액정 표시 패널의 개략 구성을 도시하는 모식도이며, (a)는 본 발명의 실시예 1 내지 3에서의 액정 표시 패널의 개략 구성을 도시하고, (b)는 종래의 액정 표시 패널의 개략 구성을 도시하고 있다.
도 7은 액정 표시 패널의 TEM 외관을 도시하는 도면이며, (a)는 본 발명의 실시예 1 내지 3에서의 액정 표시 패널의 TEM 외관을 도시하고, (b)는 종래의 액정 표시 패널의 TEM 외관을 도시하고 있다.
본 발명의 실시의 일 형태에 대해서 설명하면, 이하와 같다. 또한, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니라, 이 실시 형태에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은 특별히 한정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그것에만 한정하는 취지가 아니고, 단순한 설명 예에 지나지 않는다. 또한, 본 명세서 등에 있어서, 범위를 나타내는 「A 내지 B」는 「A 이상, B이하」인 것을 나타낸다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 액정 표시 패널(10)의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 구체적으로는 액정 표시 패널(10)은, 주로 서로 대향하는 한 쌍의 기판(1, 2)과, 한 쌍의 기판(1, 2)에 의해 협지되는 액정층(액정 재료)(3)을 구비하고 있다. 또한, 액정층(3)은 도시하지 않은 시일제에 의해 봉입된 구성을 갖고 있다. 한 쌍의 기판(1, 2)에는 서로 대향하는 한 쌍의 배향막(4, 5)이 형성되어 있다. 또한, 액정층(3)에는 액정 분자(8)가 존재하고 있다. 또한, 배향막(4, 5) 상에는 중합막(6, 7)이 형성되어 있다.
배향막(4, 5)에는 불소 원자를 포함하는 측쇄를 갖는 고분자 화합물이 함유되어 있다. 또한, 상기 고분자 화합물은 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리비닐, 폴리실록산, 폴리 말레이미드 또는 그의 유도체인 것이 바람직하다.
또한, 액정층(3)에는 상기 일반식 (1) 내지 (3) 중 적어도 하나로 나타내는 중합 가능한 단량체가 함유되어 있다.
또한, 중합막(6, 7)은, 일반식(1) 내지 (3) 중 적어도 하나로 나타내는, 중합 가능한 단량체로부터 얻어지고, 또한 불소 원자를 포함하는 측쇄와 상호 작용(약한 인력)으로 서로 당기고 있는 것이다.
<기판>
서로 대향하는 한 쌍의 기판(1, 2)이란, 구체적으로는 제1 기판(1) 및 제2 기판(2)(어레이 기판 및 대향 기판)이다.
상기 어레이 기판으로서는, 예를 들어 TFT(Thin Film Transistor) 등의 능동 소자가 복수 설치된, TFT 기판 등의 액티브 매트릭스 기판 등을 들 수 있다. 또한, 상기 대향 기판으로서는, 예를 들어 CF(컬러 필터) 기판 등을 들 수 있다.
상기 액티브 매트릭스 기판의 일례로서는, 예를 들어 유리 기판 상에 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지는 화소 전극과, TFT(Thin Film Transistor) 등의 능동 소자가 화소마다 설치되고, 그 위에 이들 화소 전극 및 능동 소자를 덮도록, 수직 배향막(배향막)과 중합체층(중합막)이 유리 기판측으로부터 이 순서대로 형성된 구성 등을 들 수 있다.
한편, 상기 CF 기판의 일례로서는, 예를 들어 유리 기판 상에, 각 화소에 대응해서 R, G, B의 컬러 필터가 설치된 컬러 필터층을 형성하고, 또한 각 컬러 필터간에 BM(블랙 매트릭스)이 형성되고, 이들 컬러 필터 및 BM을 덮도록, ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지는 공통 전극, 수직 배향막(배향막) 및 중합체층(중합막)이 유리 기판측으로부터 이 순서대로 형성된 구성 등을 들 수 있다.
또한, 기판(1, 2)에서 배향막(4, 5)이 형성되어 있는 면과 반대측 면에는 편광판이 구비되어 있어도 좋다.
<액정층(액정 재료)>
액정층(3)에는, 일반식 (1) 내지 (3) 중 적어도 하나로 나타내는 중합 가능한 단량체가 함유되어 있다.
Figure pct00002
(식 중 P1, P2는 각각 독립하여 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기 또는 비닐옥시기를 나타냄)
액정층(3)은 상기 일반식 (1) 내지 (3) 중 적어도 하나로 나타내는, 중합 가능한 단량체가 함유되어 있으면 특별히 한정되는 것은 아니고, 종래 공지된 각종 액정 재료를 사용할 수 있다. 또한, 액정층(3)은 표시에 사용되는 액정 재료와 동일해도 좋고, 상이해도 상관없다.
또한, 상기 단량체를 액체에 용해 또는 분산시킴으로써 단량체 조성물로서 사용하는 경우의 상기 단량체의 농도는, 상기 단량체 및 액체의 종류 및 상기 단량체 조성물을 상기 기판 상에 공급하는 방법 등에 따라서 적절히 설정하면 좋고, 특별히 한정되는 것은 아니나, 단량체의 농도가 높을수록 택트를 짧게 할 수 있으므로 바람직하다. 단, 중합막화하지 않고 단량체로서 남은(잔존 단량체가 된) 경우에는, 액정 표시 패널에 번인(burn-in)이 일어나는 등의 폐해가 발생한다. 또한, 단량체의 농도가 너무 높으면, 끝까지 녹지 않고 석출되기도 한다. 따라서, 상기 단량체 조성물 중에서의 단량체의 농도로서는, 1wt% 이하인 것이 특히 바람직하다고 생각된다.
상기 단량체 조성물 중에서의 단량체의 농도로서는, 택트를 짧게 한다는 이유에서 0.1wt% 이상인 것이 바람직하고, 상용성의 이유에서 10wt% 이하인 것이 바람직하다.
또한, 배향막(4, 5) 상에 상기 단량체 혹은 단량체 조성물을 공급하는 방법으로는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 배향막(4, 5) 상에 단량체 혹은 단량체 조성물을 도포하는 방법 등을 들 수 있다.
또한, 배향막(4, 5) 상으로의 상기 단량체의 공급량(도포량)으로서는 상기 단량체를 중합해서 얻어지는 중합막(6, 7)의 두께 등에 따라서 적절히 설정하면 좋고, 특별히 한정되는 것은 아니다.
<배향막>
배향막(4, 5)에는 구조식 (A)로 나타내는 광가교성기를 측쇄로서 포함하는 고분자 화합물이 함유되어 있다.
Figure pct00003
[식 중, 스페이서 1은, -(CH2)r-1-, -O-(CH2)r-, -CO-O-(CH2)r-, -O-CO-(CH2)r-, -NR1-CO-(CH2)r-, -CO-NR1-(CH2)r-, -NR1-(CH2)r-, -(CH2)r-O-(CH2)s-, -(CH2)r-CO-O-(CH2)s-, -(CH2)r-O-CO-(CH2)s-, -(CH2)r-NR1-CO-(CH2)s-, -(CH2)r-NR1-CO-O-(CH2)s-, -O-(CH2)r-O-(CH2)s-, -O-(CH2)r-CO-O-(CH2)s-, -O-(CH2)r-NR1-CO-(CH2)s-, -O-(CH2)r-NR1-CO-O-(CH2)s- 및 -CO-O-(CH2)r-O-(CH2)s-(여기서, R1은 수소 원자 또는 저급 알킬을 나타내고, r 및 s는 각각 정수 1 내지 20임)으로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고;
반응기는 일반식 (4) 내지 (8)로부터 선택되는 기를 나타내고,
Figure pct00004
스페이서 2는 반응기에 가까운 쪽의 S1과 말단기에 가까운 쪽의 S2로 이루어지고,
S1은 -O-, -CO-O-, -O-CO-, -NR1-, -NR1-CO-, -CO-NR1-, -NR1-CO-O-, -O-CO-NR1-, -NR1-CO-NR1-, -CH=CH-, -C≡C-, -O-CO-O- 및 직쇄상 또는 분쇄상의 알킬렌기(여기서, 경우에 따라 알킬렌의 인접하지 않는 2개 또는 3개의 CH2기는 독립하여 기Q로 치환되고 있고, R1이 수소 원자 또는 저급 알킬을 나타냄(단, 알킬렌기의 쇄 탄소 원자의 합계수가 24를 초과하지 않는 것을 조건으로 함))로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고,
S2는 방향족 또는 지환식기(이것은 비치환이거나, 혹은 불소, 염소, 시아노 또는 환식, 직쇄상 혹은 분지쇄상의 알킬 잔기(이것은 비치환이거나, 시아노 혹은 할 로겐으로 단치환되어 있거나, 또는 할로겐으로 다치환되어 있고, 탄소 원자 1 내지 18개를 갖고, 인접하지 않는 1개 이상의 CH2기는 독립하여 기Q로 치환되고 있어도 좋음)로 치환되어 있음)을 나타내고,
Q는 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-, -NR1-, -NR1-CO-, -CO-NR1-, -NR1-CO-O-, -O-CO-NR1-, -NR1-CO-NR1-, -CH=CH-, -C≡C- 및 -O-CO-O-(여기서 R1은 수소 원자 또는 저급 알킬을 나타냄)에서 선택되는 기를 나타내고;
말단기는, 불소로 단치환되어 있거나, 또는 불소로 다치환되어 있는, 탄소 원자 3 내지 18개를 갖는 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬 잔기(여기서, 인접하지 않는 하나 이상의 CH2기는, 독립하여 기 Q로 치환되어도 좋음)이다.]
<중합막>
액정 표시 패널(10)은, 배향막(4, 5) 상에 일반식 (1) 내지 (3) 중 적어도 하나로 나타내는, 중합 가능한 단량체로부터 얻어지고, 또한 불소 원자를 포함하는 측쇄와 상호 작용(약한 인력)으로 서로 당기고 있는 중합막(6, 7)이 형성되어 있는 것이다. 중합막(6, 7)의 형성 메커니즘은, 이하의 실시예에서 상세하게 설명한다.
중합막(6, 7)은 일반식 (1) 내지 (3) 중 적어도 하나로 나타내는, 중합 가능한 단량체로부터 얻어지고, 또한 불소 원자를 포함하는 측쇄와 상호 작용(약한 인력)으로 서로 당기고 있으면, 다른 물질을 포함하고 있어도 좋다.
<액정 표시 패널의 제조 방법>
액정 표시 패널(10)은 배향막(4, 5) 및 액정층(3)에 대하여 광 또는 열을 조사함으로써 제조된다.
여기서 조사되는 광의 조도는 일반적인 PSA에서 사용되는 조도의 범위이면 특별히 한정되지 않지만, 택트를 짧게 하고, 장치 비용을 저감하는 신뢰성 등의 이유에서 100 내지 10,000J/㎠인 것이 바람직하다.
또한, 조사되는 열의 온도는 일반적인 PSA에서 사용되는 온도의 범위이면 특별히 한정되지 않지만, 온도 범위 0 내지 80℃(액정의 상전이온도 정도)인 것이 바람직하다.
액정 표시 패널(10)의 제조 방법으로는 배향막(4, 5)에 대하여 광 또는 열을 조사하는 전처리를 한 후에, 배향막(4, 5) 및 액정층(3)에 대하여 광 또는 열을 조사하는 것이 바람직하다.
또한, 액정 표시 패널(10)은 기판(1, 2)에 고정된 전극 사이에 전압을 인가하면서, 배향막(4, 5) 및 액정층(3)에 대하여 광 또는 열을 조사함으로써 제조되어도 좋다. 여기서, 조사되는 광의 조도 및 조사되는 열의 온도는 상기와 마찬가지이다.
여기서 인가되는 전압은 일반적인 PSA에서 사용되는 범위이면 특별히 한정되지 않지만, 액정이 움직이기 시작하는(경사지는) 임계 전압, 액정의 절연 내압의 이유에서 5 내지 90V인 것이 바람직하다.
또한, 액정 표시 패널(10)의 제조 방법에서는 상기 중합 가능한 단량체를 단독으로 사용해도 좋고, 액체에 용해 또는 분산시켜서 사용해도 좋다.
상기 단량체를 액체, 특히 상기 단량체보다도 점성이 낮고, 유동성이 높은 액체에 용해 또는 분산시킴으로써, 단량체가 배향막(4, 5)의 배향 방향으로 중합하기 쉽고, 배향 제어를 용이하게 행할 수 있다.
또한, 액정 표시 패널(10)의 제조 방법에서는, 상기 중합 가능한 단량체와 배향막(4, 5)과의 중합을 신속히 행하게 하기 위한 중합 개시제, 예를 들어 메틸에틸케톤퍼옥시드, 벤조일에테르계 화합물 등이 첨가되어 있어도 좋다.
또한, 중합 시간 등의 그 밖의 중합 조건은, 원하는 두께 및 형상의 중합막(6, 7)이 얻어지도록 적절히 설정하면 좋고, 특별히 한정되는 것은 아니다.
<본 발명의 바람직한 형태>
본 발명의 액정 표시 패널에서는, 상기 고분자 화합물은 일반식(4) 내지 (8) 중 적어도 하나의 관능기를 더 갖는 화합물인 것이 바람직하다. 여기서, 일반식 (4) 내지 (8)에 있어서, 벤젠환으로의 치환기는, o위, m위 또는 p위에 존재한다. 그 중에서, 벤젠환으로의 치환기는, p위에 존재하는 것이 바람직하다.
Figure pct00005
이에 의해, 상기 일반식 (1) 내지 (3) 중 적어도 하나로 나타내는, 중합 가능한 단량체는, 탄소 원자 간의 이중 결합을 갖고 있으므로, 상기 화학식 (4) 내지 (8) 중 적어도 하나의 관능기로부터 발생하는 라디칼 사이에서, 상기 이중 결합의 해리 반응을 발생시키고, 상기 중합막을 효과적으로 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 액정 표시 패널에서는, 상기 중합 가능한 단량체는 일반식 (9) 또는 일반식 (10)으로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다. 여기서, 일반식 (9)에서 벤젠환으로의 치환기는 o위, m위 또는 p위에 존재하고, 일반식 (10)에서 나프탈렌 환으로의 치환기는 o위, m위, p위, ana위, ε(에피)위, kata위, peri위, pros위, amphi위 또는 2, 7위에 존재한다. 그 중에서, 벤젠환으로의 치환기는, p위에 존재하는 것이 바람직하고, 나프탈렌 환으로의 치환기는, amphi위에 존재하는 것이 바람직하다.
Figure pct00006
본 발명의 액정 표시 패널은 단량체로서 일반적인 아크릴레이트나 메타크릴레이트를 사용한 경우, 신뢰성(번인(burn-in) 등)에 문제가 발생하는데, 단량체를 2관능으로 하거나, 사이에 강직한 것(벤젠 등)을 넣거나 하면, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 액정 표시 패널의 제조 방법은, 상기 액정 표시 패널을 제조하는 방법이며, 상기 배향막 및 상기 액정 재료에 대하여 광 또는 열을 조사하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기의 구성에 의하면, 상기 배향막에 함유되는 불소 원자를 포함하는 측쇄를 갖는 고분자 화합물 및 상기 액정 재료에 함유되는 일반식 (1) 내지 (3) 중 적어도 하나로 나타내는 중합 가능한 단량체에 대하여 광 또는 열을 조사함으로써, 상기 배향막 상에 상기 중합 가능한 단량체로부터 얻어지고, 또한 불소 원자를 포함하는 측쇄와 상호 작용(약한 인력)으로 서로 당기고 있는 중합막을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 액정 표시 패널의 제조 방법으로는, 상기 배향막에 대하여 광 또는 열을 조사하는 전처리를 한 후에, 상기 배향막 및 상기 액정 재료에 대하여 광 또는 열을 조사하는 것이 바람직하다.
이에 의해, 본 발명의 액정 표시 패널의 제조 방법은, 상기 중합 가능한 단량체로부터 얻어지는 중합막을 효과적으로 배향시킬 수 있다.
본 발명의 액정 표시 패널의 제조 방법은, 상기 액정 표시 패널을 제조하는 방법이며, 상기 한 쌍의 기판에 고정된 전극의 사이에 전압을 인가하면서, 상기 배향막 및 상기 액정 재료에 대하여 광 또는 열을 조사하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기의 구성에 의하면, 상기 한 쌍의 기판에 고정된 전극의 사이에 전압을 인가하면서, 상기 배향막에 함유되는 불소 원자를 포함하는 측쇄를 갖는 고분자 화합물 및 상기 액정 재료에 함유되는 일반식 (1) 내지 (3) 중 적어도 하나로 나타내는 중합 가능한 단량체에 대하여 광 또는 열을 조사함으로써, 상기 배향막 상에 상기 중합 가능한 단량체로부터 얻어지고, 또한 불소 원자를 포함하는 측쇄와 상호 작용(약한 인력)으로 서로 당기고 있는 중합막을, 보다 한층 배향시킨 상태로 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 액정 표시 패널의 제조 방법으로는 상기 중합 가능한 단량체를 상기 액정 재료에 용해시켜서 사용하는 것이 바람직하다.
이에 의해, 본 발명의 액정 표시 패널의 제조 방법은 상기 단량체가 상기 배향막의 배향 방향으로 중합하기 쉽고, 배향 제어를 용이하게 행할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니라, 청구항에 나타낸 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 즉, 청구항에 나타낸 범위에서 적절히 변경한 기술적 수단을 조합해서 얻어지는 실시 형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
[실시예]
이하에, 본 실시 형태에 관한 액정 표시 패널 및 그 제조 방법에 대해서, 실시예를 사용해서 보다 구체적으로 설명하는데, 본 실시 형태에 관한 액정 표시 패널 및 그 제조 방법은 이하의 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
측쇄에 불소 원자를 갖는 폴리아믹산(시약) 또는 0 내지 100% 범위 내의 이미드화율인 측쇄에 불소 원자를 갖는 폴리이미드(시약)를 함유하는 배향막을 성막하고, 80℃에서 5분간 프리베이크를 행하고, 그 후 200℃에서 60분간 포스트베이크를 행하였다. 이어서, 배향막이 성막된 기판에 대하여 기울기 45˚방향으로부터 편광UV를 조사함으로써 배향 처리를 실시하였다. 계속해서, 편측 기판에 시일을 도포하고, 대향 기판에 비즈를 살포한 후에 양쪽 기판을 접합하고, 음의 유전율 이방성을 나타내는 액정을 주입하였다. 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이 액정 중에는 일반식 (9)로 나타내는 이관능 단량체를 도입하였다. 액정 주입 후, 130℃에서 가열 급냉 하였다. 계속해서, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이 UV 조사에 의해 중합을 행하였다. 이에 의해, 도 2의 (c)에 도시한 바와 같이 중합막이 형성되고, 배향을 어시스트하였다.
상기의 중합막을 형성하는 반응(메커니즘)을 구체적으로 설명하면 이하와 같다.
불소 원자는 구전자성이 강하여, 일반식 (9)에서의 비페닐와 서로 당긴다. 거기에 UV를 조사하면, UV 조사 시에, 일반식 (9)에서의 비닐기의 π결합이 끊어져서 라디칼을 발생시킨다. 그 라디칼이 다른 일반식 (9)로 나타내는 단량체에 있어서의 이중 결합의 해리 반응을 촉진하고, 일반식 (11)로 나타내는 중합물을 생성한다. 또한, 불소 원자와 일반식 (9)로 나타내는 단량체에서의 비페닐이 서로 당기기 때문에, 일반식 (9)로 나타내는 단량체의 농도는 배향막 표면 부근에서 높아지고, 중합막을 생성하는 반응이 일어나기 쉬워진다. 또한, 불소 원자가 배향막 상에서 균일하게 존재하기 때문에, 그 후에 생성되는 중합막도 균일한 막이 된다.
Figure pct00007
(실시예 2)
측쇄에 불소 원자를 갖는 폴리아믹산 또는 0 내지 100%의 범위 내의 이미드화율인 측쇄에 불소 원자를 갖는 폴리이미드를 함유하는 배향막을 성막하고, 80℃에서 5분간 프리베이크를 행하고, 그 후 200℃에서 60분간 포스트베이크를 행하였다. 계속해서, 편측 기판에 시일을 도포하고, 대향 기판에 비즈를 살포한 후에 양쪽 기판을 접합하여, 음의 유전율 이방성을 나타내는 액정을 주입하였다. 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 액정 중에는 일반식 (10)에 나타내는 이관능 단량체를 도입하였다. 액정 주입 후, 130℃에서 가열 급냉을 행하였다. 이어서, 5V 이상의 전압을 인가한 상태에서, UV를 조사함으로써, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이 중합막이 형성되고, 배향 처리를 실시하였다. 이에 의해 배향을 어시스트 하였다.
상기의 중합막을 형성하는 반응을 구체적으로 설명하면 이하와 같다.
불소 원자는 구전자성이 강하여, 일반식 (10)에서의 나프탈렌과 서로 당긴다. 거기에 UV를 조사하면, UV 조사 시에, 일반식 (10)에서의 비닐기의 π결합이 끊어져서 라디칼이 발생한다. 그 라디칼이 다른 일반식 (10)으로 나타내는 단량체에 있어서의 이중 결합의 해리 반응을 촉진하고, 일반식 (12)로 나타내는 중합물을 생성한다. 또한, 불소 원자와 일반식 (10)으로 나타내는 단량체에서의 나프탈렌이 서로 당기기 때문에, 일반식 (10)으로 나타내는 단량체의 농도는, 배향막 표면 부근에서 높아지고, 중합막을 생성하는 반응이 일어나기 쉬워진다. 또한, 불소 원자가 배향막 상에서 균일하게 존재하기 때문에, 그 후에 생성되는 중합막도 균일한 막이 된다.
Figure pct00008
(실시예 3)
측쇄에 광반응성의 신나메이트기 및 불소를 갖는 폴리아믹산 또는 0 내지 100%의 범위 내의 이미드화율인 광반응성의 신나메이트기 및 불소를 갖는 폴리이미드를 함유하는 배향막을 성막하고, 80℃에서 5분간 프리베이크를 행하고, 그 후 200℃에서 60분간 포스트베이크를 행하였다. 이어서, 배향막이 성막된 기판에 대하여 기울기 45˚방향에서 편광 UV를 조사함으로써 배향 처리를 실시하였다. 계속해서, 편측 기판에 시일을 도포하고, 대향 기판에 비즈를 살포한 후에 양쪽 기판을 접합하여, 음의 유전율 이방성을 나타내는 액정을 주입하였다. 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이 액정 중에는 일반식 (9)로 나타내는 이관능 단량체를 도입하였다. 액정 주입 후, 130℃에서 가열 급냉 하였다. 계속해서, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이 UV 조사에 의해 중합을 행하였다. 이에 의해, 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이 중합막이 형성되고, 배향을 어시스트하였다.
상기의 중합막을 형성하는 반응을 구체적으로 설명하면 이하와 같다.
일반식 (13)에 있어서의 CF3기는 전자 흡인성이 높고, 일반식 (9)에서의 비페닐과 서로 당긴다. 거기에 UV를 조사하면, 일반식 (13)에서 나타내는 관능기를 갖는 배향막의 신나메이트기에서의 π결합이 끊어져서 라디칼이 발생한다. 그 라디칼이 개시제로서 작용하여, 일반식 (9)로 나타내는 단량체에서의 이중 결합의 해리 반응을 촉진하고, 일반식 (14)로 나타내는 화합물을 생성한다. 또한, 일반식 (14)로 나타내는 화합물에 있어서의 비닐기는, UV 조사에 의해 이중 결합이 해리되서 라디칼이 되고, 일반식 (9)로 나타내는 단량체에서의 비닐기 또는 일반식 (14)로 나타내는 화합물에서의 비닐기와 반응하고, 중합막을 생성한다. 일반식 (13)으로 나타내는 관능기가 배향막 상에서 균일하게 존재하기 때문에, 그 후에 생성되는 중합막도 균일한 막이 된다.
Figure pct00009
(실시예의 정리)
도 5에는 실시예 1 내지 3에 있어서의 본 발명의 배향막과, ASV(Advanced Super View) 액정 [VA(Vertical Alignment) 방식의 액정]에서 사용하고 있는 수직 배향막(JSR 가부시끼가이샤 제조, 상품명: 「AL60101」)을 사용한 경우의 UV 조사 시간에 대한 상기 단량체 감소율(잔존 단량체율)의 그래프를 나타낸다. 이것에 의하면, UV 조사 시간이 길수록 긴 잔존 단량체가 적고, 중합막의 생성이 진행된다고 말할 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 배향막을 사용한 경우에는, AL60101을 사용한 경우보다도 중합막의 생성이 한층 더 진행하는 것이 명확하다.
왜냐하면, 본 발명의 배향막의 측쇄에서의 불소 원자가 단량체에서의 비페닐 또는 나프탈렌과 서로 당기기 때문에, 단량체의 농도가 배향막 표면 부근에서 높아지고, 중합막을 생성하는 반응이 발생하기 쉬워지기 때문이다.
또한, 본 발명의 배향막에서는, 균일하게 존재하는 측쇄에서의 불소 원자와 상기 단량체에서의 비페닐 또는 나프탈렌과의 상호 작용(약한 인력)에 의해, 중합막이 균일하게 생성되고 있어, 레일리 산란을 일으키지 않는다. 그로 인해, 본 발명의 배향막을 사용한 경우에는 콘트라스트가 2000이 되고, AL60101을 사용한 경우에 콘트라스트가 1500이 되는 것에 비하여 높아진다.
또한, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 종래의 액정 표시 패널에서는, 액정 벌크(액정 재료) 중에서 중합막을 생성할 때, 레일리 산란을 발생시킴으로써 콘트라스트가 저하하고, 또한 거대 중합체가 생성됨으로써 표시 불량(휘점, 흑점 등)을 일으킨다.
이에 대해, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이 실시예 1 내지 3에서의 본 발명의 액정 표시 패널에서는, 레일리 산란을 발생시키지 않고, 고 콘트라스트이면서, 또한 거대 중합체가 생성되지 않고 표시 불량(휘점, 흑점 등)을 일으키지 않는다. 구체적으로는, 배향막 내에 균일하게 존재하는 불소 원자와 상기 단량체에서의 비페닐 또는 나프탈렌과의 상호 작용(약한 인력)에 의해 중합막이 균일하게 생성되기 때문에, 중합물의 덩어리가 원인으로 발생하는 레일리 산란이 없어지고, 콘트라스트의 향상 및 흑색의 뉴트럴화를 달성한다. 또한, 중합막이 균일하게 생성되기 때문에, 액정 벌크 중에 떠올라 표시 불량(휘점, 흑점 등)을 일으키는 거대 중합체의 생성이 방지된다.
여기서, 종래의 액정 표시 패널(액정 표시 장치)에 있어서의 중합체층(중합막)을 TEM(Transmission Electron Microscope, 투과형 전자 현미경, Hitachi사제, 상품명 「HF-2100」)으로 관찰한 바, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이 균일한 막이 아니고, 아일랜드 형상의 덩어리가 보였다. 이 덩어리의 크기는 약 100㎚이며, 이 덩어리가 원인으로 레일리 산란을 일으키기 때문에, 콘트라스트의 저하 및 착색을 일으킨다. 또한, 중합 조건 등에 따라서는 단량체의 중합이 배향막 표면이 아니고 액정 벌크중에서 일어나고, 액정 벌크 중을 중합체의 덩어리가 부유하기 때문에 표시 성능을 현저하게 저하시킨다. 그것은 일반적으로 사용되는 배향막의 구조가 상기 단량체를 중합체화(중합)시키는데도 적합하지 않기 때문이다.
따라서, 본 발명의 액정 표시 패널에서는, 불소 원자를 갖는 배향막을 사용함으로써 액정 재료 중에 배향막 재료로서 단량체를 첨가하고, 전계를 인가하는 등 하여 액정 분자를 소정의 방향으로 배향시킨 상태에서 자외선을 조사하는 등 하여 상기 단량체를 중합시킬 때, 배향막의 측쇄에서의 불소 원자와, 상기 단량체에서의 비페닐 또는 나프탈렌이 서로 당기기 때문에, 단량체의 농도가 배향막 표면 부근에서 높아지고, 중합 반응이 빠르게 진행한다. 또한, 배향막의 측쇄에서의 불소 원자가 배향막 상에서 균일하게 분산되고 있기 때문에, 중합한 막은 균일한 막이 된다. 본 발명의 액정 표시 패널에 있어서의 중합체층(중합막)을 TEM에서 관찰한 바, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같은 외관이 되었다.
즉, 상술한 구체적인 실시 형태 및 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 밝히는 것이며, 그러한 구체예에만 한정해서 협의로 해석되어야 하는 것이 아니고, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 청구범위 내에서, 여러 가지로 변경해서 실시할 수 있는 것이다.
본 발명의 액정 표시 패널은 액정 표시 장치용으로서 적합하고, 예를 들어 퍼스널 컴퓨터 등의 OA 기기, 텔레비전 등의 AV 기기, 휴대 전화 등의 정보 단말기 등의 각종 전자 기기에 널리 이용할 수 있다.
1 : 기판
2 : 기판
3 : 액정층(액정 재료)
4 : 배향막
5 : 배향막
6 : 중합막
7 : 중합막
8 : 액정 분자
10 : 액정 표시 패널

Claims (8)

  1. 서로 대향하는 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판에 의해 협지되는 액정 재료를 구비하고 있고,
    상기 한 쌍의 기판에는 서로 대향하는 한 쌍의 배향막이 형성되어 있고,
    상기 한 쌍의 배향막 상에는 상기 액정 재료 중의 단량체로부터 얻어지는 중합막이 형성되어 있고,
    상기 배향막에는 불소 원자를 포함하는 측쇄를 갖는 고분자 화합물이 함유되어 있고,
    상기 액정 재료에는 일반식 (1) 내지 (3) 중 적어도 하나로 나타내는 중합 가능한 단량체가 함유되어 있고,
    상기 중합막이 일반식 (1) 내지 (3) 중 적어도 하나로 나타내는 중합 가능한 단량체로부터 얻어지고, 또한 불소 원자를 포함하는 측쇄와 상호 작용으로 서로 당기고 있는 것인 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
    [화학식 1]
    Figure pct00010

    식 중, P1, P2는 각각 독립하여, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기 또는 비닐옥시기를 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 화합물은 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리비닐, 폴리실록산, 폴리 말레이미드 또는 그 유도체인 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고분자 화합물은, 일반식 (4) 내지 (8) 중 적어도 하나의 관능기를 더 갖는 화합물인 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
    [화학식 2]
    Figure pct00011
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합 가능한 단량체는 일반식 (9) 또는 일반식 (10)으로 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
    [화학식 3]
    Figure pct00012
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 패널을 제조하는 방법으로서,
    상기 배향막 및 상기 액정 재료에 대하여 광 또는 열을 조사하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배향막에 대하여 광 또는 열을 조사하는 전처리를 한 후에,
    상기 배향막 및 상기 액정 재료에 대하여 광 또는 열을 조사하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 패널을 제조하는 방법으로서,
    상기 한 쌍의 기판에 고정된 전극의 사이에 전압을 인가하면서, 상기 배향막 및 상기 액정 재료에 대하여 광 또는 열을 조사하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조 방법.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합 가능한 단량체를, 상기 액정 재료에 용해시켜서 사용하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조 방법.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102472923B (zh) 2009-07-08 2014-06-18 夏普株式会社 液晶显示面板及其制造方法
KR20120030156A (ko) 2009-07-08 2012-03-27 샤프 가부시키가이샤 액정 표시 패널 및 그 제조 방법
WO2012046608A1 (ja) * 2010-10-07 2012-04-12 シャープ株式会社 液晶表示装置
US20140211132A1 (en) * 2011-08-12 2014-07-31 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device
WO2013024749A1 (ja) * 2011-08-12 2013-02-21 シャープ株式会社 液晶表示装置
CN102936504A (zh) * 2012-10-29 2013-02-20 深圳市华星光电技术有限公司 液晶组合物与液晶面板
CN110520789A (zh) * 2017-03-31 2019-11-29 夏普株式会社 液晶显示装置、液晶显示装置的制造方法、电子设备
CN108897173A (zh) * 2018-08-14 2018-11-27 深圳市华星光电技术有限公司 液晶显示面板的制作方法及液晶显示面板
CN109913242A (zh) * 2019-03-21 2019-06-21 深圳市华星光电技术有限公司 液晶材料及液晶显示面板
CN111410741B (zh) * 2020-04-08 2023-01-24 Tcl华星光电技术有限公司 配向膜材料、配向膜的制备方法、显示面板及其制备方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100236256B1 (ko) 1995-04-24 1999-12-15 가네꼬 히사시 액정 표시 장치, 그 제조 방법 및 그 구동 방법
JP2820099B2 (ja) 1996-01-12 1998-11-05 日本電気株式会社 液晶表示装置およびその製造方法
EP0830441B1 (en) 1996-04-09 2002-08-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of manufacturing an optical component
DE60225820T2 (de) 2001-09-24 2009-04-09 Stichting Dutch Polymer Institute Eine erste und zweite unterschicht enthaltende orientierungsschicht
CN1259305C (zh) * 2002-01-25 2006-06-14 中国科学院化学研究所 一种侧链带有三氟甲基取代苯及二苯醚的含氟芳香族二胺及其制法和用途
JP4175826B2 (ja) 2002-04-16 2008-11-05 シャープ株式会社 液晶表示装置
CN100572502C (zh) * 2004-05-31 2009-12-23 大日本油墨化学工业株式会社 可聚合液晶组合物及光学各向异性体
JP4713946B2 (ja) 2005-05-30 2011-06-29 シャープ株式会社 液晶表示装置
TWI325982B (en) 2005-06-08 2010-06-11 Au Optronics Corp Method for fabricating liquid crystal display
EP2051132A4 (en) 2006-08-10 2010-06-30 Sharp Kk LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE
CN102701983B (zh) * 2006-08-11 2015-10-28 友达光电股份有限公司 单体及应用其制造液晶显示面板的方法
US7643124B2 (en) 2007-09-28 2010-01-05 Au Optronics Corp. Liquid crystal, and liquid crystal material combination and liquid crystal display each containing the same
JP2009086296A (ja) 2007-09-28 2009-04-23 Sharp Corp 液晶表示パネルの製造方法
CN102472923B (zh) 2009-07-08 2014-06-18 夏普株式会社 液晶显示面板及其制造方法
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