JP2006350172A - 液晶パネルおよび電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液晶パネル1は、TFT基板(第1の基板)17と、TFT基板17に対向する液晶パネル用対向基板(第2の基板)12と、TFT基板17に設けられた配向膜(第1の配向膜)3と、液晶パネル用対向基板12に設けられた配向膜(第2の配向膜)4と、配向膜3と配向膜4との間に介挿された液晶層2とを有する。配向膜3および配向膜4は、いずれも、斜方蒸着法により形成され、複数の細孔を有する無機酸化物膜の少なくとも表面に存在する水酸基にアルコールを化学結合させてなるものであり、配向膜3のアルコールの平均分子量が、配向膜4のアルコールの平均分子量より大きくなっている。
【選択図】図1
Description
これらの垂直配向タイプの液晶表示素子に用いられる垂直配向膜としては、例えば液晶テレビにはポリイミド等の有機配向膜が用いられ、液晶プロジェクタにはSiO2等の斜方蒸着膜(無機配向膜)が多用されている。
ここで、不純物には、シール剤中の不純物および未反応成分、液晶層中の不純物および水分、製造過程で付着した汚れ等が含まれる。
そこで、斜方蒸着膜(無機酸化物膜)の表面改質法として、無機配向膜の表面の水酸基を高級アルコールで処理する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
ところが、液晶表示素子において、光の入射側の配向膜と出射側の配向膜とでは、要求される特性が異なっており、同一の条件で処理しても、双方の要求を満足するものは得られず、特許文献1に記載の液晶表示素子では、十分な特性の向上を図ることができない。
本発明の液晶パネルは、第1の基板と、該第1の基板に対向する第2の基板と、前記第1の基板に設けられた第1の配向膜と、前記第2の基板に設けられた第2の配向膜と、前記第1の配向膜と前記第2の配向膜との間に介挿された液晶層とを有する液晶パネルであって、
前記第1の配向膜および前記第2の配向膜は、いずれも、斜方蒸着法により形成され、複数の細孔を有する無機酸化物膜の少なくとも表面に存在する水酸基にアルコールを化学結合させてなるものであり、
前記第1の配向膜のアルコールの平均分子量と前記第2の配向膜のアルコールの平均分子量とが異なっていることを特徴とする。
これにより、耐光性に優れ、焼け付きが生じ難いものとなる。
前記第1の配向膜のアルコールの平均分子量が、前記第2の配向膜のアルコールの平均分子量より大きくなっていることが好ましい。
これにより、耐光性に優れ、焼け付きが生じ難いものとなる。
本発明の液晶パネルでは、前記第1の配向膜のアルコールの平均分子量は、100〜400であることが好ましい。
これにより、配向異常の発生に要する時間をより確実に延長させること、すなわち、耐久性(耐光性)をより確実に向上させることができる。
本発明の液晶パネルでは、前記第1の配向膜のアルコールは、炭素数6〜30のものを主とすることが好ましい。
これにより、耐久性向上の効果がより顕著となる。
これにより、焼き付きをより確実に防止することができる。
本発明の液晶パネルでは、前記第2の配向膜のアルコールは、炭素数1〜4のものを主とすることが好ましい。
これにより、焼き付き防止効果がより顕著となる。
本発明の液晶パネルでは、前記第1の配向膜および前記第2の配向膜は、いずれも、前記無機酸化物膜の細孔の内面に存在する水酸基にも前記アルコールが化学結合していることが好ましい。
これにより、耐光性や焼き付き防止効果がより向上する。
例えば、高分子量のアルコールと低分子量のアルコールとを組み合わせて用いると、高分子量のアルコール同士の間の水酸基や、細孔の奥に存在する水酸基にもアルコールを化学結合させることができ、無機酸化物膜に残存する水酸基をより確実に減少させることができるという利点がある。
前記一方の配向膜のアルコールは、前記他方の配向膜のアルコールと同種のアルコールを含んでいることが好ましい。
これにより、焼き付き防止に適した、液晶分子に対する垂直アンカリング力を調整しやすくなるという利点がある。
前記第1の配向膜のアルコールおよび前記第2の配向膜のアルコールは、同種のアルコールを含んでいることが好ましい。
これにより、焼き付き防止に適した、液晶分子に対する垂直アンカリング力を調整しやすくなるという利点がある。
本発明の電子機器は、本発明の液晶パネルを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
図1は、本発明の液晶パネルの実施形態を模式的に示す縦断面図、図2は、図1に示す液晶パネルが備える配向膜を拡大して示す縦断面図である。なお、図1では、シール材、配線等の記載は省略した。また、以下の説明では、図1および図2中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
マイクロレンズ基板11は、凹曲面を有する複数(多数)の凹部(マイクロレンズ用凹部)112が設けられたマイクロレンズ用凹部付き基板111と、かかるマイクロレンズ用凹部付き基板111の凹部112が設けられた面に樹脂層(接着剤層)115を介して接合された表層114とを有している。
また、樹脂層115では、凹部112内に充填された樹脂によりマイクロレンズ113が形成されている。
凹部112は、例えば、マスクを用いた、ドライエッチング法、ウェットエッチング法等により形成することができる。
このマイクロレンズ用凹部付き基板111は、例えば、ガラス等で構成されている。
かかる観点からは、マイクロレンズ用凹部付き基板111と、ガラス基板171とは、同種類の材質で構成されていることが好ましい。これにより、温度変化時の熱膨張係数の相違によるそり、たわみ、剥離等が効果的に防止される。
特に、後述するTFT基板17には、製造時の環境により特性が変化しにくい石英ガラスが好ましく用いられる。このため、これに対応させて、マイクロレンズ用凹部付き基板111を石英ガラスで構成することが好ましい。これにより、そり、たわみ等の生じにくい、安定性に優れた液晶パネル1を得ることができる。
凹部112内には、樹脂層115の構成材料が充填されることにより、マイクロレンズ113が形成されている。
樹脂層115は、例えば、マイクロレンズ用凹部付き基板111の構成材料の屈折率よりも高い屈折率の樹脂(接着剤)で構成することができ、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリルエポキシ系のような紫外線硬化樹脂等で好適に構成することができる。
表層(ガラス層)114は、例えばガラスで構成することができる。この場合、表層114の熱膨張係数は、マイクロレンズ用凹部付き基板111の熱膨張係数とほぼ等しいもの(例えば両者の熱膨張係数の比が1/10〜10程度)とすることが好ましい。これにより、マイクロレンズ用凹部付き基板111と表層114の熱膨張係数の相違により生じるそり、たわみ、剥離等が防止される。このような効果は、マイクロレンズ用凹部付き基板111と表層114とを同種類の材料で構成すると、より効果的に得られる。
表層114の平均厚さは、必要な光学特性を得る観点からは、通常、5〜1000μm程度とされ、より好ましくは10〜150μm程度とされる。
表層114をセラミックスで構成する場合、表層114の平均厚さは、特に限定されないが、20nm〜20μm程度とすることが好ましく、40nm〜1μm程度とすることがより好ましい。
なお、このような表層114は、必要に応じて省略することができる。
透明導電膜14は、導電性を有し、例えば、インジウムティンオキサイド(ITO)、インジウムオキサイド(IO)、酸化スズ(SnO2)等で構成されている。
TFT基板17は、液晶層2が含有する液晶分子を駆動(配向制御)する基板であり、ガラス基板171と、かかるガラス基板171上に設けられ、マトリックス状(行列状)に配設された複数(多数)の画素電極172と、各画素電極172に対応する複数(多数)の薄膜トランジスタ(TFT)173とを有している。
画素電極172は、透明導電膜(共通電極)14との間で充放電を行うことにより、液晶層2の液晶分子を駆動する。この画素電極172は、例えば、前述した透明導電膜14と同様の材料で構成されている。
TFT基板17の外表面(図1中上面)側には、偏光膜(偏光板、偏光フィルム)7が配置されている。同様に、液晶パネル用対向基板12の外表面(図1中下面)側には、偏光膜(偏光板、偏光フィルム)8が配置されている。
偏光膜としては、例えば、上記材料で構成された膜を一軸方向に延伸したものを用いることができる。
このような偏光膜7、8を配置することにより、通電量の調節による光の透過率の制御をより確実に行うことができる。
偏光膜7、8の偏光軸の方向は、通常、配向膜3、4の配向方向(本実施形態では、電圧印加時)に応じて決定される。
これらの配向膜3と配向膜4との間に液晶層2が介挿されている。液晶層2は、液晶分子(液晶材料)を含有しており、画素電極172の充放電に対応して、かかる液晶分子の配向が変化する。
なお、後述するように、配向膜3、4を用いた場合、液晶分子は垂直配向し易くなるが、垂直配向に適する液晶分子としては、例えば、下記化1〜化3で表される化合物等が挙げられる。
また、配向膜3、4の平均厚さは、特に限定されないが、20〜300nm程度であるのが好ましく、20〜150nm程度であるのがより好ましく、20〜80nm程度であるのがさらに好ましい。配向膜3、4の厚さが薄過ぎると、液晶分子が直接、透明導電膜14、画素電極172に接触し、ショートするのを十分に防止することができないおそれがある。一方、配向膜3、4の厚さが厚過ぎると、液晶パネル1の駆動電圧が高くなり、消費電力が大きくなる可能性がある。
なお、これらの配向膜3、4の構成については、後に詳述する。
液晶パネル用対向基板12側から入射した入射光Lは、マイクロレンズ用凹部付き基板111を通り、マイクロレンズ113を通過する際に集光されつつ、樹脂層115、表層114、ブラックマトリックス13の開口131、透明導電膜14、液晶層2、画素電極172、ガラス基板171を透過する。
その際、この入射光Lの偏光方向は、液晶層2の液晶分子の配向状態に対応して制御される。したがって、液晶パネル1を透過した入射光Lを偏光膜7に透過させることにより、出射光の輝度を制御することができる。
一方、ブラックマトリックス13の開口131が形成されていない部分では、入射光Lは遮光される。したがって、液晶パネル1では、画素以外の部分から不要光が漏洩することが防止され、かつ、画素部分での入射光Lの減衰が抑制される。このため、液晶パネル1は、画素部で高い光の透過率を有する。
無機酸化物膜31(41)は、斜方蒸着法により形成されるため、図2に示すように、複数の細孔30(40)を有する構造をなし、各細孔30(40)の軸は、TFT基板17(液晶パネル用対向基板12)の上面(配向膜3(4)が形成される面)に対して、傾斜した状態で一軸配向している。
このように、各細孔30(40)が規則的に配列していることにより、無機酸化物膜31(41)は、高い構造規則性を有している。
また、配向膜3(4)が高い構造規則性を有することから、液晶分子の配向方向もより正確に一定方向(垂直方向)に揃うようになる。その結果、液晶パネル1の性能(特性)の向上を図ることができる。
なお、細孔30(40)とTFT基板17(液晶パネル用対向基板12)の上面とのなす角度(図2中角度θ)は、特に限定されないが、30〜70°程度であるのが好ましく、40〜60°程度であるのがより好ましい。これにより、液晶分子をより確実に垂直配向させることができる。
また、無機酸化物膜31(41)を構成する無機酸化物は、その誘電率が比較的低いものが好ましい。これにより、液晶パネル1において焼き付き等をより効果的に防止することができる。
この被膜32(42)は、後述する処理液を用いて無機酸化物膜31(41)を処理することにより形成された膜、すなわち、無機酸化物膜31(41)の表面および細孔30(40)の内面に存在する活性な水酸基と、アルコールが有する水酸基とが化学反応(脱水縮合反応)して形成された膜であり、アルコールの主骨格部分を主としてなる膜である。
特に、本実施形態では、細孔30(40)の内面に存在する水酸基にもアルコールが化学結合しているため、前記効果がより顕著となる。
本実施形態では、TFT基板17側に設けられた配向膜3のアルコールの平均分子量が、液晶パネル対向基板12側に設けられた配向膜4のアルコールの平均分子量より大きくなっている。すなわち、無機酸化物膜41より無機酸化物膜31に、分子量の大きい(炭素数の多い)アルコールがより多く化学結合している。これにより、液晶パネル1の特性の向上を図ることができる。
一方、無機酸化物膜31(41)に存在する水酸基と液晶分子との反応に伴う液晶パネル1の配向異常の発生を防止(耐光性、耐久性を向上)する観点からは、無機酸化物膜31(41)の表面に残存する水酸基から液晶分子をできる限り遠ざけるべく、無機酸化物膜31(41)に化学結合させるアルコールとしては、比較的分子量の大きい(比較的炭素数の多い)ものを選択するのが好ましい。
一方、液晶パネル用対向基板12側の配向膜4では、焼き付きを防止することに主眼に置けばよいため、分子量の小さいアルコールが積極的に選択される。
特に、高分子量のアルコールを用いるべき配向膜3において、低分子量のアルコールを組み合わせて用いると、高分子量のアルコール同士の間の水酸基や、細孔30の奥に存在する水酸基にもアルコールを化学結合させることができ、無機酸化物膜31に残存する水酸基をより確実に減少させることができるという利点もある。
このようなことから、本実施形態では、TFT基板17側に設けられた配向膜3のアルコールの平均分子量が、液晶パネル対向基板12側に設けられた配向膜4のアルコールの平均分子量より大きくなるように、無機酸化物膜31、41の処理に用いるアルコールが選択される。
I :配向膜3:X、 配向膜4:YまたはZ
II :配向膜3:X+Y、配向膜4:X+Y(ただし、X/Y:配向膜3>配向膜4)
III:配向膜3:X+Y、配向膜4:Y+Z
IV :配向膜3:X、 配向膜4:X+Z
また、配向膜3のアルコールおよび配向膜4のアルコールの双方が、複数種のアルコールを含んでなるものである場合、配向膜3のアルコールおよび配向膜4のアルコールは、同種のアルコールを含んでいるのが好ましい(前記III参照)。
また、配向膜3のアルコールは、炭素数6〜30のもの(特に、炭素数8〜30のもの)を主成分とするものが好ましい。これにより、前記効果がより顕著となる。
また、脂環アルコールまたはそのフッ素置換体は、ステロイド骨格を有するものがより好ましい。ステロイド骨格を有する脂環アルコールまたはそのフッ素置換体は、平面性の高い構造を有するため、液晶分子を配向制御する機能に特に優れるものである。
また、脂肪族アルコールまたはそのフッ素置換体は、その炭化水素部分またはフッ化炭素部分(主骨格部分)が、直鎖状をなすもの、分枝状をなすもののいずれであってもよい。
また、配向膜4のアルコールは、炭素数1〜4のもの(特に、炭素数1〜3のもの)を主成分とするものが好ましい。これにより、前記効果がより顕著となる。
また、このような炭素数の第1のアルコールは、分子サイズが小さいため、細孔40の奥深くにまで確実に浸透させることもできる。また、常温で液状であるため、後述する処理液により無機酸化物膜31(41)を処理する際の取り扱いが容易である。
このようなことから、配向膜4のアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノールまたはこれらのフッ素置換体を主とするものが好適である。
なお、液晶分子には、フッ素化されたものが多いことから、フッ素置換体を用いることにより、液晶分子との親和性が向上し、液晶分子を垂直配向させる効果がより高まる。
また、本発明は、配向異常の発生や焼き付きの発生を防止することを目的とする以外に、例えば、一対の配向膜における電気的なバラツキを解消すること等を目的として適用することもできる。
[1] まず、公知の方法により製造されたTFT基板17と液晶パネル用対向基板12とを用意する。
[2] 次に、TFT基板17上に画素電極172およびTFT173を覆うように配向膜3を、一方、液晶パネル用対向基板12の透明導電膜14上に配向膜4をそれぞれ形成する。
配向膜3、4の形成方法(形成工程)は、同様であるので、以下、配向膜3の形成方法を代表に説明する。
図3に示す処理装置900は、チャンバ910と、チャンバ910内に設けられたステージ950と、ステージ950上に配置された容器920と、容器920内に処理液Sを供給する給液手段960と、容器920内の処理液Sを排液する排液手段940と、チャンバ910内の排気を行う排気手段930とを有している。
また、ステージ950には、例えば、ヒータ等の加熱手段(図示せず)が設けられている。
また、排液手段940は、処理液Sを回収する回収タンク944と、回収タンク944と容器920とを連通する排液ライン941と、排液ライン941の途中に設けられたポンプ942およびバルブ943とで構成されている。
また、排液手段940および給液手段960には、それぞれ、図示しない加熱手段(例えば、ヒーター等)が設けられ、処理液Sを加熱し得るよう構成されている。
ここで、蒸発源から気化した無機酸化物が、TFT基板17の上面に到達する角度を適宜設定することにより、細孔30のTFT基板17の上面に対する角度を調整することができる。
また、TFT基板17と蒸発源とは、できる限り離間しているのが好ましい。TFT基板17と蒸発源とが十分に離間することにより、蒸発源から気化した無機酸化物がほぼ等しい方向からTFT基板17の表面に到達するようになる。これにより、より配向性の高い無機酸化物膜31が形成される。
具体的には、チャンバ910を開放し、無機酸化物膜31が形成されたTFT基板17を搬入して、容器920内に設置する。
次に、チャンバ910を密閉した状態とし、ポンプ962を作動し、この状態で、バルブ963を開くことにより、給液ライン961を介して、処理液Sを貯留タンク964から容器920内に供給する。
そして、容器920内に所定量の処理液S、すなわち、TFT基板17が完全に漬かる量の処理液Sを供給すると、ポンプ962を停止するとともに、バルブ963を閉じる。
常温で液状のアルコールを用いる場合、処理液Sには、このアルコールそのもの(アルコールの含有量がほぼ100%のもの)を用いることができる他、適当な溶媒にアルコールを混合して用いることができる。
アルコールを溶媒に混合または溶解する場合、溶媒には、アルコールを混合または溶解可能であり、かつ、アルコールより極性の低いものが選択される。これにより、溶媒が、後工程[24]における無機酸化物膜31の水酸基とアルコールとの反応を妨げることを防止することができ、化学反応を確実に生じさせることができる。
具体的には、チャンバ910を密閉した状態とし、ポンプ932を作動し、この状態で、バルブ933を開くことにより、排気ライン931を介して、チャンバ910内の気体を処理装置900外に排出する。
チャンバ910内の圧力が徐々に低下することにより、処理液S中および無機酸化物膜31の細孔30内の気体(例えば空気等)が取り除かれ、細孔30内に処理液Sが浸透していく。
そして、チャンバ910内が所定の圧力になると、ポンプ932を停止するとともに、バルブ933を閉じる。
このチャンバ910内(空間)の所定の圧力、すなわち、チャンバ910内の真空度は、10−4〜104Pa程度であるのが好ましく、10−2〜103Pa程度であるのがより好ましい。これにより、無機酸化物膜31の細孔30内から十分に空気が取り除かれ、細孔30内に処理液Sを十分に浸透させることができる。
次に、ポンプ942を作動し、この状態で、バルブ943を開くことにより、容器920内の余剰の処理液Sを排液ライン941を介して回収タンク944に回収する。
そして、容器920内から処理液Sのほぼ全てが回収されると、ポンプ942を停止するとともに、バルブ943を閉じる。
具体的には、ステージ950に設けられた加熱手段を作動させることにより、無機酸化物膜31が形成されたTFT基板17を加熱する。
これにより、無機酸化物膜31の表面および細孔30の内面に存在する水酸基と、アルコールが有する水酸基との間に脱水縮合反応が生じ、無機酸化物膜31の表面および細孔30の内面に、アルコールが化学結合する。
その結果、無機酸化物膜31の表面および細孔30の内面に沿って、アルコールの主骨格部分を主としてなる被膜32が形成され、配向膜3が得られる。
なお、この加熱を行うのに先立って、必要に応じて、再度、チャンバ910内を減圧するようにしてもよい。
なお、前記反応は、加熱による方法に限定されず、例えば、紫外線の照射、赤外線の照射等により行うこともできる。これらの場合、各処理を行うのに必要な機構(手段)が処理装置900に設けられる。
なお、アルコールとして、複数種のものを用いる場合には、前記処理液S中に複数のアルコールを同時に混合するようにしてもよい。この場合、無機酸化物膜31に化学結合する複数種のアルコールの比率は、例えば、処理液中における複数種のアルコールの配合比、種類や分子量、処理条件等を適宜設定することにより調整することができる。
さらに、無機酸化物膜31の表面付近に選択的にアルコールが化学結合していればよい場合には、無機酸化物膜31の表面に処理液Sを単に接触させるようにすればよい。これにより、前述したような処理装置900の使用を省略することができ、液晶パネル1の製造工程の簡略化や、製造コストの低減を図ることができる。
なお、塗布法には、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等を用いることができる。
なお、上記液晶パネル1では、液晶駆動基板としてTFT基板を用いたが、液晶駆動基板にTFT基板以外の他の液晶駆動基板、例えば、TFD基板、STN基板などを用いてもよい。
図4は、本発明の電子機器(投射型表示装置)の光学系を模式的に示す図である。
同図に示すように、投射型表示装置300は、光源301と、複数のインテグレータレンズを備えた照明光学系と、複数のダイクロイックミラー等を備えた色分離光学系(導光光学系)と、赤色に対応した(赤色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)24と、緑色に対応した(緑色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)25と、青色に対応した(青色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)26と、赤色光のみを反射するダイクロイックミラー面211および青色光のみを反射するダイクロイックミラー面212が形成されたダイクロイックプリズム(色合成光学系)21と、投射レンズ(投射光学系)22とを有している。
なお、投射型表示装置300では、ダイクロイックプリズム21と投射レンズ22とで、光学ブロック20が構成されている。また、この光学ブロック20と、ダイクロイックプリズム21に対して固定的に設置された液晶ライトバルブ24、25および26とで、表示ユニット23が構成されている。
光源301から出射された白色光(白色光束)は、インテグレータレンズ302および303を透過する。この白色光の光強度(輝度分布)は、インテグレータレンズ302および303により均一にされる。光源301から出射される白色光は、その光強度が比較的大きいものであるのが好ましい。これにより、スクリーン320上に形成される画像をより鮮明なものとすることができる。また、投射型表示装置300では、耐光性に優れた液晶パネル1を用いているため、光源301から出射される光の強度が大きい場合であっても、優れた長期安定性が得られる。
ダイクロイックミラー305を透過した赤色光は、ミラー306で図4中下側に反射し、その反射光は、集光レンズ310により整形され、赤色用の液晶ライトバルブ24に入射する。
ダイクロイックミラー307で反射した緑色光は、集光レンズ311により整形され、緑色用の液晶ライトバルブ25に入射する。
また、ダイクロイックミラー307を透過した青色光は、ダイクロイックミラー(またはミラー)308で図4中左側に反射し、その反射光は、ミラー309で図4中上側に反射する。前記青色光は、集光レンズ312、313および314により整形され、青色用の液晶ライトバルブ26に入射する。
この際、液晶ライトバルブ24が有する液晶パネル1の各画素(薄膜トランジスタ173とこれに接続された画素電極172)は、赤色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路(駆動手段)により、スイッチング制御(オン/オフ)、すなわち変調される。
これにより赤色光、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ24、25および26で変調され、赤色用の画像、緑色用の画像および青色用の画像がそれぞれ形成される。
また、前記液晶ライトバルブ25により形成された緑色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ25からの緑色光は、面214からダイクロイックプリズム21に入射し、ダイクロイックミラー面211および212をそれぞれ透過して、出射面216から出射する。
また、前記液晶ライトバルブ26により形成された青色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ26からの青色光は、面215からダイクロイックプリズム21に入射し、ダイクロイックミラー面212で図4中左側に反射し、ダイクロイックミラー面211を透過して、出射面216から出射する。
本実施形態の投射型表示装置300は、3個の液晶パネルを有するものであり、これらの全てに液晶パネル1を適用したものについて説明したが、これらのうちの少なくとも1つが、液晶パネル1であればよい。この場合、少なくとも、青色用の液晶ライトバルブに液晶パネル1を適用するのが好ましい。
以上、本発明の液晶パネルおよび電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本発明の液晶パネルおよび電子機器では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
1.配向膜付きTFT基板の作成
以下において、各サンプルNo.の配向膜付きTFT基板を、それぞれ、10個ずつ作製した。
<1A> まず、図1に示すTFT基板を用意し、真空蒸着装置に基板面が蒸着源に対して50°となるようにセットした。
そして、蒸着装置内を減圧(10−4Pa)し、SiO2を斜方蒸着して、斜方蒸着膜(無機酸化物膜)付きTFT基板を作製した。
なお、得られた斜方蒸着膜は、その細孔のTFT基板の上面に対する角度が約70°であった。
<3A> 次に、1−オクタノール(分子量:130)と2−プロパノール(分子量:60)との混合液(重量比=95:5)を用意し、ろ過フィルターを用いてイオン性不純物を除去した後、窒素バブリングにより微量含有水分を除去して、処理液を調整した。
そして、チャンバを密閉した後、準備した処理液を容器内に供給して、斜方蒸着膜付きTFT基板を処理液に浸漬させた。
<5A> 次に、前記工程<4A>の状態で、チャンバ内を100Paに減圧した。
これにより、斜方蒸着膜の細孔内の気体を処理液に置換した。すなわち、細孔内に処理液を浸透させた。
<6A> 次に、過剰な処理液を容器から排出した後、再度、チャンバ内を133Pa(1Torr)に減圧し、基板を150℃×1時間で加熱した。
これにより、斜方蒸着膜の表面および細孔の内面に、1−オクタノールおよび2−プロパノールを化学結合させた。
なお、得られた配向膜は、その平均厚さが45nmであった。
作製した配向膜付TFT基板のうちの3個を、それぞれ、200℃に加熱し、発生したガスを、GC−MS(株式会社島津製作所製、「GC−MS QP5050A」)で分析した。
そして、得られたGC−MSのチャートから、プロピレンおよびオクテンに由来するピークの面積を時間積算して、発生したプロピレンおよびオクテンの量を求めた(以下において、同様である。)。
その結果、プロピレン:オクテン=90:10であった。
なお、発生したプロピレンおよびオクテンの量は、それぞれ、斜方蒸着膜に化学結合した2−プロパノールおよび1−オクタノールの量に比例する。
したがって、無機酸化物膜に化学結合したアルコールの平均分子量は、123である。
1−オクタノールを用意し、ろ過フィルターを用いてイオン性不純物を除去した後、窒素バブリングにより微量含有水分を除去して、処理液を調整し、これを用いた以外は、前記サンプルNo.11と同様にして、配向膜付きTFT基板を作製した。
(サンプルNo.13)
2−プロパノールを用意し、ろ過フィルターを用いてイオン性不純物を除去した後、窒素バブリングにより微量含有水分を除去して、処理液を調整し、これを用いた以外は、前記サンプルNo.11と同様にして、配向膜付きTFT基板を作製した。
SiO2に代えて、Al2O3を斜方蒸着して配向膜を形成した以外は、前記サンプルNo.11と同様にして、配向膜付きTFT基板を作製した。
GC−MS分析の結果、プロピレン:オクテン=93:7であった。
したがって、無機酸化物膜に化学結合したアルコールの平均分子量は、125である。
SiO2に代えて、Al2O3を斜方蒸着して配向膜を形成した以外は、前記サンプルNo.12と同様にして、配向膜付きTFT基板を作製した。
(サンプルNo.16)
SiO2に代えて、Al2O3を斜方蒸着して配向膜を形成した以外は、前記サンプルNo.13と同様にして、配向膜付きTFT基板を作製した。
以下において、各サンプルNo.の配向膜付き液晶パネル用対向基板を、それぞれ、10個ずつ作製した。
<1B> まず、図1に示す液晶パネル用対向基板を用意し、真空蒸着装置に基板面が蒸着源に対して50°となるようにセットした。
そして、蒸着装置内を減圧(10−4Pa)し、SiO2を斜方蒸着して、斜方蒸着膜(無機酸化物膜)付き液晶パネル用対向基板を作製した。
なお、得られた斜方蒸着膜は、その細孔の液晶パネル用対向基板の上面に対する角度が約70°であった。
<3B> 次に、2−プロパノールとを用意し、ろ過フィルターを用いてイオン性不純物を除去した後、窒素バブリングにより微量含有水分を除去して、処理液を調整した。
そして、チャンバを密閉した後、準備した処理液を容器内に供給して、斜方蒸着膜付き液晶パネル用対向基板を処理液に浸漬させた。
<5B> 次に、前記工程<4B>の状態で、チャンバ内を100Paに減圧した。
これにより、斜方蒸着膜の細孔内の気体を処理液に置換した。すなわち、細孔内に処理液を浸透させた。
これにより、斜方蒸着膜の表面および細孔の内面に、2−プロパノールを化学結合させた。
<7B> 加熱終了後、減圧状態を維持しつつ、放冷した。
なお、得られた配向膜は、その平均厚さが43nmであった。
1−オクタノールを用意し、ろ過フィルターを用いてイオン性不純物を除去した後、窒素バブリングにより微量含有水分を除去して、処理液を調整し、これを用いた以外は、前記サンプルNo.21と同様にして、配向膜付き液晶パネル用対向基板を作製した。
(サンプルNo.23)
2−プロパノール(分子量:60)とエタノール(分子量:46)との混合液(重量比=75:25)を用意し、ろ過フィルターを用いてイオン性不純物を除去した後、窒素バブリングにより微量含有水分を除去して、処理液を調整した。
GC−MS分析の結果、プロピレン:エチレン=75:25であった。
したがって、無機酸化物膜に化学結合したアルコールの平均分子量は、57である。
SiO2に代えて、Al2O3を斜方蒸着して配向膜を形成した以外は、前記サンプルNo.21と同様にして、配向膜付き液晶パネル用対向基板を作製した。
(サンプルNo.25)
SiO2に代えて、Al2O3を斜方蒸着して配向膜を形成した以外は、前記サンプルNo.22と同様にして、配向膜付き液晶パネル用対向基板を作製した。
SiO2に代えて、Al2O3を斜方蒸着して配向膜を形成した以外は、前記サンプルNo.23と同様にして、配向膜付き液晶パネル用対向基板を作製した。
GC−MS分析の結果、プロピレン:エチレン=70:30であった。
したがって、無機酸化物膜に化学結合したアルコールの平均分子量は、56である。
以下において、各実施例および各比較例の液晶パネルを、それぞれ製造した。
(実施例1A)
まず、サンプルNo.11の配向膜付きTFT基板に対し、配向膜を形成した面の外周部に沿って、液晶注入口となる部分を残して、熱硬化型接着剤(日本化薬社製、「ML3804P」)を印刷し、80℃×10分間加熱して溶媒を除去した。
なお、熱硬化型接着剤は、直径約3μmのシリカ球を混合したエポキシ樹脂である。
なお、2枚の基板は、配向膜の配向が互いに180°となるように配置した。
次に、液晶注入口をアクリル系のUV接着剤(ヘンケルジャパン社製、「LPD−204」)を用いて、波長365nmのUVを3000mJ/cm2照射して硬化し、液晶注入口を封止した。
以上のようにして、液晶パネルを製造した。
サンプルNo.12の配向膜付きTFT基板と、サンプルNo.21の配向膜付き液晶パネル用対向基板を用いた以外は、前記実施例1Aと同様にして、液晶パネルを製造した。
(実施例3A)
サンプルNo.11の配向膜付きTFT基板と、サンプルNo.23の配向膜付き液晶パネル用対向基板を用いた以外は、前記実施例1Aと同様にして、液晶パネルを製造した。
サンプルNo.13の配向膜付きTFT基板と、サンプルNo.21の配向膜付き液晶パネル用対向基板を用いた以外は、前記実施例1Aと同様にして、液晶パネルを製造した。
(比較例2A)
サンプルNo.12の配向膜付きTFT基板と、サンプルNo.22の配向膜付き液晶パネル用対向基板を用いた以外は、前記実施例1Aと同様にして、液晶パネルを製造した。
サンプルNo.14の配向膜付きTFT基板と、サンプルNo.24の配向膜付き液晶パネル用対向基板を用いた以外は、前記実施例1Aと同様にして、液晶パネルを製造した。
(実施例2B)
サンプルNo.15の配向膜付きTFT基板と、サンプルNo.24の配向膜付き液晶パネル用対向基板を用いた以外は、前記実施例1Aと同様にして、液晶パネルを製造した。
(実施例3B)
サンプルNo.14の配向膜付きTFT基板と、サンプルNo.26の配向膜付き液晶パネル用対向基板を用いた以外は、前記実施例1Aと同様にして、液晶パネルを製造した。
サンプルNo.16の配向膜付きTFT基板と、サンプルNo.24の配向膜付き液晶パネル用対向基板を用いた以外は、前記実施例1Aと同様にして、液晶パネルを製造した。
(比較例2B)
サンプルNo.15の配向膜付きTFT基板と、サンプルNo.25の配向膜付き液晶パネル用対向基板を用いた以外は、前記実施例1Aと同様にして、液晶パネルを製造した。
耐光性試験は、各実施例および各比較例で製造した液晶パネルを、それぞれ、図4に示す投射型表示装置の青色用の液晶ライトバルブとしてセットして、液晶パネルの表面温度を55℃に保ちつつ、光源を連続点灯し、表示異常が発生するまでの時間を測定した。
なお、光源には、130WUHPランプ(フィリップス社製)を用いた。
この結果を、下記表1に示す。
また、焼き付きについては、焼き付き無しを「○」、少し焼き付きがある場合を「△」、かなり焼き付きがある場合を「×」として評価した。
また、実施例1A〜3Aおよび1B〜3Bの液晶パネルは、いずれも、焼き付きが発生し難いことが明らかとなった。これに対して、比較例1A、2A、1Bおよび2Bの液晶パネルは、いずれも、短時間で焼き付きが発生することが明らかとなった。
Claims (11)
- 第1の基板と、該第1の基板に対向する第2の基板と、前記第1の基板に設けられた第1の配向膜と、前記第2の基板に設けられた第2の配向膜と、前記第1の配向膜と前記第2の配向膜との間に介挿された液晶層とを有する液晶パネルであって、
前記第1の配向膜および前記第2の配向膜は、いずれも、斜方蒸着法により形成され、複数の細孔を有する無機酸化物膜の少なくとも表面に存在する水酸基にアルコールを化学結合させてなるものであり、
前記第1の配向膜のアルコールの平均分子量と前記第2の配向膜のアルコールの平均分子量とが異なっていることを特徴とする液晶パネル。 - 前記第1の基板は、駆動用素子を備え、
前記第1の配向膜のアルコールの平均分子量が、前記第2の配向膜のアルコールの平均分子量より大きくなっている請求項1に記載の液晶パネル。 - 前記第1の配向膜のアルコールの平均分子量は、100〜400である請求項2に記載の液晶パネル。
- 前記第1の配向膜のアルコールは、炭素数6〜30のものを主とする請求項3に記載の液晶パネル。
- 前記第2の配向膜のアルコールの平均分子量は、32〜70である請求項2ないし4のいずれかに記載の液晶パネル。
- 前記第2の配向膜のアルコールは、炭素数1〜4のものを主とする請求項5に記載の液晶パネル。
- 前記第1の配向膜および前記第2の配向膜は、いずれも、前記無機酸化物膜の細孔の内面に存在する水酸基にも前記アルコールが化学結合している請求項1ないし6のいずれかに記載の液晶パネル。
- 前記第1の配向膜のアルコールおよび前記第2の配向膜のアルコールの少なくとも一方は、複数種のアルコールを含んでなるものである請求項1ないし7のいずれかに記載の液晶パネル。
- 前記第1の配向膜のアルコールおよび前記第2の配向膜のアルコールのいずれか一方は、複数種のアルコールを含んでなるものであり、他方は、1種のアルコールからなるものであり、
前記一方の配向膜のアルコールは、前記他方の配向膜のアルコールと同種のアルコールを含んでいる請求項1ないし7のいずれかに記載の液晶パネル。 - 前記第1の配向膜のアルコールおよび前記第2の配向膜のアルコールの双方が、複数種のアルコールを含んでなるものであり、
前記第1の配向膜のアルコールおよび前記第2の配向膜のアルコールは、同種のアルコールを含んでいる請求項1ないし7のいずれかに記載の液晶パネル。 - 請求項1ないし10のいずれかに記載の液晶パネルを備えることを特徴とする電子機器。
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