JP2011081256A

JP2011081256A - Liquid crystal display device, and method for manufacturing the same

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Publication number: JP2011081256A
Application number: JP2009234400A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Araya; 康太郎荒谷; Shintaro Takeda; 新太郎武田; Yasushi Tomioka; 冨岡　　安; Yoshiaki Mikami; 佳朗三上
Original assignee: Hitachi Displays Ltd
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2009-10-08
Filing date: 2009-10-08
Publication date: 2011-04-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device capable of showing high-speed responsiveness and stability which are excellent in a wide temperature range. <P>SOLUTION: In this device having a pair of substrates 101, 201, a plurality of polymer structures 7 are formed on each pixel, by a polymer stabilization step by ultraviolet irradiation where a liquid crystal composition constituted of a fluorine-based nematic liquid crystal, a polymeric monomer and a polymerization initiator is enclosed between the pair of substrates 101, 201, and then masked. A liquid crystal display device is constituted by arranging a plurality of pixels each having a liquid crystal layer 3 including a monomer residual amount, and a plurality of polymer structures 7 connecting the pair of substrates 101, 201. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示装置およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same.

液晶表示装置は、一対の基板の間に液晶層を設けた液晶表示パネルを有する表示装置であり、たとえば、液晶テレビ、パーソナルコンピュータ向けの液晶ディスプレイ、および携帯電話端末の液晶ディスプレイなどとして広く用いられている。 A liquid crystal display device is a display device having a liquid crystal display panel in which a liquid crystal layer is provided between a pair of substrates, and is widely used as, for example, a liquid crystal display for a liquid crystal television, a personal computer, and a liquid crystal display for a mobile phone terminal. ing.

この種の液晶表示装置は、液晶表示パネルの表示領域が複数の画素の集合でなり、当該複数の画素（ドット）により文字、数字、図、絵などの画像や映像を表示する表示装置である。このような表示方法は、一般に、ドットマトリクス方式と呼ばれている。 This type of liquid crystal display device is a display device in which a display area of a liquid crystal display panel is a set of a plurality of pixels, and images and videos such as letters, numbers, figures, and pictures are displayed by the plurality of pixels (dots). . Such a display method is generally called a dot matrix method.

ドットマトリクス方式は、画素の駆動方式により、単純マトリクス型（パッシブマトリクス型と呼ぶこともある）と、アクティブマトリクス型とに分類される。単純マトリクス型は、各基板に形成した画素形成用の電極に選択的に電圧を印加して所定の画素を駆動する型式である。一方、アクティブマトリクス型は、一方の基板に画素選択用のアクティブ素子（スイッチング素子と呼ぶこともある）を形成し、このアクティブ素子のオン／オフにより所定の画素を駆動する型式である。特に、後者のアクティブマトリクス型は、コントラスト性能や高速表示性能等の優れた性能を備えることから、液晶表示装置における画素の駆動方式の主流になっている。 The dot matrix method is classified into a simple matrix type (sometimes called a passive matrix type) and an active matrix type depending on a pixel driving method. The simple matrix type is a type in which a predetermined pixel is driven by selectively applying a voltage to a pixel forming electrode formed on each substrate. On the other hand, the active matrix type is a type in which an active element for pixel selection (sometimes called a switching element) is formed on one substrate, and a predetermined pixel is driven by turning on / off the active element. In particular, the latter active matrix type has an excellent performance such as a contrast performance and a high-speed display performance, and therefore has become a mainstream pixel driving method in a liquid crystal display device.

また、この種の液晶表示装置における液晶層の動作モードとしては、たとえば、ＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）モード、ＳＴＮ（ＳｕｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（ＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＯＣＢ（ＯｐｔｉｃａｌｌｙＣｏｍｐｅｎｓａｔｅｄＢｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−ＰｌａｎｅＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、およびＦＦＳ（ＦｒｉｎｇｅＦｉｅｌｄＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどがある。 As an operation mode of the liquid crystal layer in this type of liquid crystal display device, for example, TN (Twisted Nematic) mode, STN (Super Twisted Nematic) mode, VA (Vertical Aligned IP) mode, OCB (Optically Compensating IP) mode, (In-Plane Switching) mode, FFS (Fringe Field Switching) mode, and the like.

ところで、液晶テレビなどの液晶表示装置では、近年、動画表示特性を向上させるために、たとえば、応答の高速化（応答時間の低減）が求められている。この要求に応える方策の一つとして、液晶層に低粘度の液晶組成物を使用することが考えられる。そこで、ＳＴＮモードの液晶表示装置で用いられてきたシアノ系ネマチック液晶組成物に替わって、フッ素系ネマチック液晶組成物が開発されてきた。このフッ素系ネマチック液晶組成物は、シアノ系ネマチック液晶組成物と比較して粘度が低く、かつ、比抵抗が高い。そのため、当該フッ素系ネマチック液晶組成物を用いた液晶層を有する液晶表示装置は、表示むらが少なく、信頼性の高いものとなっている。 By the way, in recent years, liquid crystal display devices such as liquid crystal televisions are required to increase response speed (reduction of response time), for example, in order to improve moving image display characteristics. One way to meet this requirement is to use a low-viscosity liquid crystal composition in the liquid crystal layer. Accordingly, fluorine-based nematic liquid crystal compositions have been developed in place of cyano-based nematic liquid crystal compositions that have been used in STN mode liquid crystal display devices. This fluorine-based nematic liquid crystal composition has a lower viscosity and a higher specific resistance than a cyano-based nematic liquid crystal composition. Therefore, a liquid crystal display device having a liquid crystal layer using the fluorine-based nematic liquid crystal composition has little display unevenness and high reliability.

また、さらなる応答の高速化に対しては、液晶組成物自身の低粘度化だけでなく、たとえば、高分子による安定化といった方策も提案されている（たとえば、非特許文献１を参照）。 Further, for further speeding up the response, not only a reduction in viscosity of the liquid crystal composition itself but also a measure such as stabilization by a polymer has been proposed (for example, see Non-Patent Document 1).

ハセベ（Hasebe）, ジャパン・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジクス（Jpn. J. appl. Phys.）, 33, 6245(1994)。Hasebe, Japan Journal of Applied Physics, Jpn. J. appl. Phys., 33, 6245 (1994).

近年の携帯電話端末やカーナビゲーションシステムには、たとえば、テレビ放送の視聴や動画を再生する機能が搭載されたものも多く、これらの携帯型電子機器に用いられる小型の液晶表示装置でも、応答の高速化が求められている。 Many recent mobile phone terminals and car navigation systems, for example, are equipped with functions for viewing TV broadcasts and playing movies. Even in the small liquid crystal display devices used in these portable electronic devices, there is no response. High speed is required.

しかしながら、上記のような応答を高速化させるための液晶組成物の開発は、液晶テレビなどの大型の液晶表示装置に使用する液晶組成物に関しては比較的進んでいるものの、携帯電話端末などの小型の液晶表示装置に使用する液晶組成物に関しては十分に進んでいない。この理由の一つとして、大型の液晶表示装置と小型の液晶表示装置とで、使用される環境に違いがあるということが挙げられる。 However, development of a liquid crystal composition for speeding up the response as described above is relatively advanced with respect to a liquid crystal composition used for a large-sized liquid crystal display device such as a liquid crystal television, but a small size such as a mobile phone terminal. The liquid crystal composition used in the liquid crystal display device is not sufficiently advanced. One reason for this is that there is a difference in the environment in which a large liquid crystal display device and a small liquid crystal display device are used.

液晶テレビなどの大型の液晶表示装置は、室内で使用されることが多く、常に室温近傍の温度で使用される。そのため、液晶テレビに使用する液晶組成物は、室温近傍の狭い温度範囲（たとえば、１５度から３５度程度の範囲）で、所望の応答特性を示すものであればよい。したがって、従来、液晶テレビに使用する液晶組成物の応答特性は、室温近傍での粘度や応答速度に着目して改良が進められてきた。 Large liquid crystal display devices such as liquid crystal televisions are often used indoors and are always used at temperatures near room temperature. Therefore, the liquid crystal composition used for the liquid crystal television may be any liquid crystal composition that exhibits desired response characteristics in a narrow temperature range near room temperature (for example, a range of about 15 degrees to 35 degrees). Therefore, conventionally, the response characteristics of the liquid crystal composition used in the liquid crystal television have been improved by paying attention to the viscosity and the response speed near room temperature.

これに対し、携帯電話端末やカーナビゲーションシステムなどに用いられる小型の液晶表示装置は、屋外や車内で使用することも多く、冬の寒い環境から夏の暑い環境までの広い温度範囲で使用される。そのため、携帯電話端末やカーナビゲーションシステムに使用する液晶組成物には、低温から高温までの広い温度範囲（たとえば、０度から５０度程度の範囲）で、所望の応答特性を示すことが要求される。 In contrast, small liquid crystal display devices used for mobile phone terminals, car navigation systems, etc. are often used outdoors or in vehicles, and are used in a wide temperature range from cold winter environments to hot summer environments. . Therefore, liquid crystal compositions used for mobile phone terminals and car navigation systems are required to exhibit desired response characteristics in a wide temperature range from low temperature to high temperature (for example, in the range of about 0 to 50 degrees). The

しかしながら、液晶組成物の性質上、広い温度範囲で所望の応答特性を安定して示す液晶組成物の開発は非常に難しく、広い温度範囲で優れた応答性を示す液晶表示装置の実現が遅れている。 However, due to the properties of the liquid crystal composition, it is very difficult to develop a liquid crystal composition that stably exhibits desired response characteristics over a wide temperature range, and the realization of a liquid crystal display device that exhibits excellent response over a wide temperature range is delayed. Yes.

この点、上述の高分子による安定化は、広い温度範囲の動作環境における応答の高速化に適している。 In this respect, stabilization by the above-described polymer is suitable for speeding up the response in an operating environment in a wide temperature range.

しかしながら、この高分子による安定化においては、液晶化合物に光重合性モノマーおよび重合開始剤をかなりの重量比率で添加して調製された液晶組成物を、一対の基板の間に注入し、その後、当該液晶組成物に紫外線を照射することにより当該光重合性モノマーを重合させて高分子を生成する必要があった。 However, in stabilization by this polymer, a liquid crystal composition prepared by adding a photopolymerizable monomer and a polymerization initiator in a considerable weight ratio to a liquid crystal compound is injected between a pair of substrates, and then It was necessary to polymerize the photopolymerizable monomer by irradiating the liquid crystal composition with ultraviolet rays to generate a polymer.

そのため、従来の高分子による安定化では、一対の基板の間に形成された液晶層に重合開始剤などの不純物が残存することは避けられず、当該不純物が、たとえば、電圧保持率の低下といった液晶表示装置としての信頼性に影響することが懸念されていた。また、コントラストの低下も指摘されていた。 Therefore, in the stabilization by the conventional polymer, it is inevitable that impurities such as a polymerization initiator remain in the liquid crystal layer formed between the pair of substrates, and the impurities are, for example, a decrease in voltage holding ratio. There has been concern about the influence on the reliability of the liquid crystal display device. Also, a decrease in contrast has been pointed out.

本発明の目的は、広い温度範囲で優れた応答性を示す液晶表示装置およびその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device exhibiting excellent responsiveness over a wide temperature range and a method for manufacturing the same.

また、本発明の他の目的は、広い温度範囲で優れた応答性を示し、かつ、信頼性（表示品質）の高い液晶表示装置およびその製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that exhibits excellent responsiveness over a wide temperature range and has high reliability (display quality), and a method for manufacturing the same.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概略を説明すれば、以下の通りである。 The outline of typical inventions among the inventions disclosed in the present application will be described as follows.

（１）一対の基板と、当該一対の基板の間に封入された液晶層とを有し、かつ、一対の電極および前記液晶層を有する画素を複数有する液晶表示装置であって、それぞれの前記画素は、前記一対の基板間を連結する高分子構造物を有する液晶表示装置。 (1) A liquid crystal display device having a pair of substrates and a liquid crystal layer sealed between the pair of substrates, and having a plurality of pixels each having the pair of electrodes and the liquid crystal layer. The pixel is a liquid crystal display device having a polymer structure that connects the pair of substrates.

（２）一対の基板の間に液晶層を封入する工程を有する液晶表示装置の製造方法であって、当該工程は、前記液晶層として用いる母体液晶に光重合性モノマーを含有させた液晶組成物を、前記一対の基板の間に封入した後、あらかじめ定められた条件の光を、前記基板を通して前記液晶組成物に照射して前記光重合性モノマーを重合させ、前記一対の基板間を連結する高分子構造物を形成する液晶表示装置の製造方法。 (2) A method for producing a liquid crystal display device comprising a step of encapsulating a liquid crystal layer between a pair of substrates, wherein the step comprises a liquid crystal composition containing a photopolymerizable monomer in a base liquid crystal used as the liquid crystal layer Is sealed between the pair of substrates, and then the liquid crystal composition is irradiated with light of a predetermined condition through the substrate to polymerize the photopolymerizable monomer, thereby connecting the pair of substrates. A method of manufacturing a liquid crystal display device for forming a polymer structure.

本発明の液晶表示装置およびその製造方法によれば、液晶表示装置において所望の応答特性を示す温度範囲を広くすることができる。 According to the liquid crystal display device and the method of manufacturing the same of the present invention, the temperature range showing desired response characteristics in the liquid crystal display device can be widened.

また、本発明の液晶表示装置およびその製造方法によれば、液晶表示装置において所望の応答特性を示す温度範囲を広くでき、かつ、それにともなう信頼性（表示品質）の低下を防ぐことができる。 In addition, according to the liquid crystal display device and the method for manufacturing the same of the present invention, it is possible to widen the temperature range showing desired response characteristics in the liquid crystal display device, and to prevent deterioration in reliability (display quality) associated therewith.

本発明に係る液晶表示パネルの平面構成の一例を示す模式平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of the plane structure of the liquid crystal display panel which concerns on this invention. 図１のＡ−Ａ’線の位置における断面構成の一例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows an example of the cross-sectional structure in the position of the A-A 'line | wire of FIG. 一対の基板の間に設ける高分子構造物の平面構成の一例を示す模式平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of the plane structure of the polymer structure provided between a pair of board | substrates. 図３のＢ−Ｂ’線の位置における断面構成の一例を示す模式断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross-sectional configuration at the position of line B-B ′ in FIG. 3. 図３のＣ−Ｃ’線の位置における断面構成の一例を示す模式断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a cross-sectional configuration at a position of C-C ′ line in FIG. 3. 本発明に係る液晶表示パネルにおける画素の平面構成の一具体例を説明するための模式平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating one specific example of the planar structure of the pixel in the liquid crystal display panel which concerns on this invention. 高分子構造物の配置方法の一例を示す模式平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of the arrangement | positioning method of a polymer structure. 高分子構造物の配置方法の別の例を示す模式平面図である。It is a schematic plan view which shows another example of the arrangement | positioning method of a polymer structure.

以下、本発明について、図面を参照して実施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail together with embodiments (examples) with reference to the drawings.
In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same function are given the same reference numerals and their repeated explanation is omitted.

図１乃至図５は、本発明に係る液晶表示装置の主要部の概略構成を説明するための模式図である。
図１は、本発明に係る液晶表示パネルの平面構成の一例を示す模式平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ’線の位置における断面構成の一例を示す模式断面図である。図３は、一対の基板の間に設ける高分子構造物の平面構成の一例を示す模式平面図である。図４は、図３のＢ−Ｂ’線の位置における断面構成の一例を示す模式断面図である。図５は、図３のＣ−Ｃ’線の位置における断面構成の一例を示す模式断面図である。 1 to 5 are schematic views for explaining a schematic configuration of a main part of a liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of a planar configuration of a liquid crystal display panel according to the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross-sectional configuration at the position of the line AA ′ in FIG. FIG. 3 is a schematic plan view showing an example of a planar configuration of a polymer structure provided between a pair of substrates. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross-sectional configuration at the position of line BB ′ in FIG. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a cross-sectional configuration at the position of the CC ′ line in FIG. 3.

本明細書では、本発明に係る液晶表示装置の一例として、携帯電話端末などに用いられる小型の液晶表示装置を挙げる。また、本発明は、液晶表示装置のうちの、液晶表示パネルの構成に関わるものである。そのため、本明細書では、本発明に係る液晶表示装置のうちの、液晶表示パネルの構成およびその製造方法のみを説明する。なお、本発明に係る液晶表示パネルの基本的な構成は、従来のものと同じ構成でよい。そのため、本明細書では、本発明に係る液晶表示パネルの特徴部分の構成およびその製造方法の説明を中心とし、従来のものと同じ構成および製造方法でよい点に関する具体的な説明は省略する。また、液晶表示パネルは、アクティブマトリクス型であるとする。 In this specification, as an example of the liquid crystal display device according to the present invention, a small-sized liquid crystal display device used for a mobile phone terminal or the like is given. The present invention also relates to the configuration of a liquid crystal display panel in a liquid crystal display device. Therefore, in the present specification, only the configuration of the liquid crystal display panel and the manufacturing method thereof in the liquid crystal display device according to the present invention will be described. The basic configuration of the liquid crystal display panel according to the present invention may be the same as the conventional configuration. Therefore, in the present specification, the description of the configuration of the characteristic part of the liquid crystal display panel according to the present invention and the description of the manufacturing method thereof will be centered, and specific description regarding the same configuration and manufacturing method as the conventional one will be omitted. The liquid crystal display panel is assumed to be an active matrix type.

本発明に係る液晶表示パネルは、たとえば、図１および図２に示すように、ＴＦＴ基板１、対向基板２、液晶層３、シール材４ａ，４ｂ、第１の偏光板５、および第２の偏光板６、ならびに高分子構造物７を有する。 The liquid crystal display panel according to the present invention includes, for example, as shown in FIGS. 1 and 2, a TFT substrate 1, a counter substrate 2, a liquid crystal layer 3, sealing materials 4a and 4b, a first polarizing plate 5, and a second polarizing plate. It has a polarizing plate 6 and a polymer structure 7.

ＴＦＴ基板１は、第１の絶縁基板１０１、第１の薄膜積層体１０２、および第１の配向膜１０３を有する。第１の絶縁基板１０１は、たとえば、ガラス基板などの透明な絶縁基板である。第１の薄膜積層体１０２は、たとえば、走査信号線、映像信号線、ＴＦＴ素子、および画素電極、ならびに複数の絶縁層からなる。第１の配向膜１０３は、たとえば、表面（液晶層３との界面）にラビング処理などの配向処理が施されたポリイミド膜でなる。 The TFT substrate 1 includes a first insulating substrate 101, a first thin film stack 102, and a first alignment film 103. The first insulating substrate 101 is a transparent insulating substrate such as a glass substrate, for example. The first thin film stack 102 includes, for example, a scanning signal line, a video signal line, a TFT element, a pixel electrode, and a plurality of insulating layers. The first alignment film 103 is made of, for example, a polyimide film whose surface (interface with the liquid crystal layer 3) has been subjected to an alignment process such as a rubbing process.

対向基板２は、第２の絶縁基板２０１、第２の薄膜積層体２０２、および第２の配向膜２０３を有する。第２の絶縁基板２０１は、たとえば、ガラス基板などの透明な絶縁基板である。第２の薄膜積層体２０２は、たとえば、ブラックマトリクス、カラーフィルタ、および平坦化層からなる。第２の配向膜２０３は、たとえば、表面（液晶層３との界面）にラビング処理などの配向処理が施されたポリイミド膜でなる。 The counter substrate 2 includes a second insulating substrate 201, a second thin film stack 202, and a second alignment film 203. The second insulating substrate 201 is a transparent insulating substrate such as a glass substrate, for example. The second thin film stack 202 includes, for example, a black matrix, a color filter, and a planarization layer. The second alignment film 203 is made of, for example, a polyimide film whose surface (interface with the liquid crystal layer 3) has been subjected to an alignment process such as a rubbing process.

なお、前記画素電極と対になる共通電極は、ＴＦＴ基板１に設けられていてもよいし、対向基板２に設けられていてもよい。 The common electrode paired with the pixel electrode may be provided on the TFT substrate 1 or may be provided on the counter substrate 2.

液晶表示パネルは、図１および図２に示したように、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間に液晶層３が設けられている。このとき、ＴＦＴ基板１と対向基板２とは、表示領域ＤＡを囲む環状のシール材４ａで張り合わせている。また、シール材４ａは、液晶層３として用いる液晶組成物を注入する注入口を有し、当該注入口はシール材４ｂで封止されている。すなわち、液晶層３は、シール材４ａ，４ｂにより、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間に封入されている。 In the liquid crystal display panel, as shown in FIGS. 1 and 2, a liquid crystal layer 3 is provided between the TFT substrate 1 and the counter substrate 2. At this time, the TFT substrate 1 and the counter substrate 2 are bonded together by an annular sealing material 4a surrounding the display area DA. The sealing material 4a has an injection port for injecting a liquid crystal composition used as the liquid crystal layer 3, and the injection port is sealed with the sealing material 4b. That is, the liquid crystal layer 3 is sealed between the TFT substrate 1 and the counter substrate 2 by the sealing materials 4a and 4b.

また、図示は省略するが、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間には、たとえば、各画素における液晶層３の厚さを均一化するためのスペーサが設けられている。 Although not shown, a spacer for making the thickness of the liquid crystal layer 3 in each pixel uniform is provided between the TFT substrate 1 and the counter substrate 2, for example.

またさらに、本発明に係る液晶表示パネルでは、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間に、液晶層３やスペーサの他に、複数の高分子構造物７が設けられている。この高分子構造物７は、たとえば、液晶層３の応答性を向上させるためのものであり、図２に示したように、当該一対の基板を連結するように設けられている。また、高分子構造物７は、表示領域ＤＡにある全ての画素に設ける。またこのとき、高分子構造物７は、１つの画素に対して複数個ずつ設ける。なお、図２における寸法Ｐｘは、１つの画素のｘ軸方向の寸法である。 Furthermore, in the liquid crystal display panel according to the present invention, a plurality of polymer structures 7 are provided between the TFT substrate 1 and the counter substrate 2 in addition to the liquid crystal layer 3 and the spacers. The polymer structure 7 is, for example, for improving the responsiveness of the liquid crystal layer 3, and is provided so as to connect the pair of substrates as shown in FIG. In addition, the polymer structure 7 is provided in all the pixels in the display area DA. At this time, a plurality of polymer structures 7 are provided for each pixel. Note that the dimension Px in FIG. 2 is the dimension in the x-axis direction of one pixel.

以下、この高分子構造物７の形状について、図３乃至図５を参照しながら、具体的に説明する。 Hereinafter, the shape of the polymer structure 7 will be specifically described with reference to FIGS. 3 to 5.

高分子構造物７は、たとえば、図３乃至図５に示すように、ｕ軸方向の寸法（以下、厚さという）がｔ、ｖ軸方向の寸法（以下、幅という）がｗ、ｚ軸方向の寸法（以下、高さという）がｄの概略直方体になるように形成する。 For example, as shown in FIGS. 3 to 5, the polymer structure 7 has a dimension in the u-axis direction (hereinafter referred to as a thickness) of t, a dimension in the v-axis direction (hereinafter referred to as a width) of w, and a z-axis. It is formed so that the dimension in the direction (hereinafter referred to as height) is a substantially rectangular parallelepiped having d.

なお、図１に示したｘｙ平面で見た高分子構造物７の平面形状を示しており、図３におけるｕ軸方向およびｖ軸方向は、いずれもｘｙ平面内に存在する。また、図３におけるｕ軸方向およびｖ軸方向は、それぞれ、１つの高分子構造物７をｘｙ平面で見たときの短手方向および長手方向である。またこのとき、ｕ軸方向およびｖ軸方向と、ｘ軸方向およびｙ軸方向との関係は、任意である。 In addition, the planar shape of the polymer structure 7 seen in the xy plane shown in FIG. 1 is shown, and both the u-axis direction and the v-axis direction in FIG. 3 exist in the xy plane. Further, the u-axis direction and the v-axis direction in FIG. 3 are a short direction and a long direction when one polymer structure 7 is viewed on the xy plane, respectively. At this time, the relationship between the u-axis direction and the v-axis direction and the x-axis direction and the y-axis direction is arbitrary.

高分子構造物７は、図４および図５に示したように、ＴＦＴ基板１と対向基板２とを連結するように設けられている。そのため、ＴＦＴ基板１から対向基板２に向かう方向（ｚ方向）の高分子構造物７の寸法、すなわち高さｄは、セルギャップ（液晶層３の厚さ）と同じ値になる。 As shown in FIGS. 4 and 5, the polymer structure 7 is provided so as to connect the TFT substrate 1 and the counter substrate 2. Therefore, the dimension, that is, the height d of the polymer structure 7 in the direction (z direction) from the TFT substrate 1 toward the counter substrate 2 is the same value as the cell gap (thickness of the liquid crystal layer 3).

高分子構造物７における厚さｔ、幅ｗ、および高さｄの関係は、任意であり、適宜変更可能であるが、本明細書では、厚さｔと幅ｗとの関係が、ｔ≦ｗの関係であるとする。また、本明細書の以下の説明では、厚さｔ、幅ｗ、および高さｄの関係が、ｔ＜ｄ＜ｗの関係である高分子構造物７を膜状構造の高分子構造物と呼び、ｔ≦ｗ＜ｄの関係である高分子構造物７を柱状構造の高分子構造物と呼ぶ。 The relationship between the thickness t, the width w, and the height d in the polymer structure 7 is arbitrary and can be changed as appropriate. In this specification, the relationship between the thickness t and the width w is t ≦ It is assumed that the relationship is w. Further, in the following description of the present specification, the polymer structure 7 in which the relationship between the thickness t, the width w, and the height d is a relationship of t <d <w is referred to as a polymer structure having a film-like structure. The polymer structure 7 having a relationship of t ≦ w <d is called a polymer structure having a columnar structure.

また、複数の高分子構造物７の配置は、図３に示したような全ての高分子構造物７のｕ軸方向とｖ軸方向との関係が一致するような配置に限らず、それらの関係が複数通りある配置でもよいし、あるいはランダムな配置であっても構わない。 Further, the arrangement of the plurality of polymer structures 7 is not limited to the arrangement in which the relationship between the u-axis direction and the v-axis direction of all the polymer structures 7 as shown in FIG. There may be an arrangement having a plurality of relationships, or a random arrangement.

また、複数の高分子構造物７は、全ての高分子構造物７の寸法が概ね等しくなるようにする必要はなく、たとえば、画素内における位置に応じて寸法を変えてもよい。またこのとき、複数の高分子構造物７は、たとえば、膜状構造の高分子構造物と、柱状構造の高分子構造物とが混在していても構わない。またさらに、膜状構造の高分子構造物７を配置するときには、厚さｔが高さｄより小さければ、高分子構造物の両端がつながり、閉じた構造になっていてもよい。 In addition, the plurality of polymer structures 7 do not need to have the dimensions of all the polymer structures 7 substantially equal, and may be changed according to the position in the pixel, for example. At this time, the plurality of polymer structures 7 may include, for example, a polymer structure having a film-like structure and a polymer structure having a columnar structure. Furthermore, when the polymer structure 7 having a film-like structure is arranged, both ends of the polymer structure may be connected and closed if the thickness t is smaller than the height d.

また、複数の高分子構造物７を配置するときの数（密度）は、広い温度範囲で優れた応答性を示す範囲内で適宜変更可能であり、特に限定されるものではない。ただし、高分子構造物７の数が多くなると、その分、バックライトからの光が透過する領域が狭くなるので、たとえば、バックライトを明るくするなどの対策が必要になる。 Moreover, the number (density) when arranging the plurality of polymer structures 7 can be appropriately changed within a range showing excellent responsiveness in a wide temperature range, and is not particularly limited. However, when the number of the polymer structures 7 increases, the area through which the light from the backlight is transmitted becomes narrow accordingly, so that measures such as brightening the backlight are required.

図６乃至図８は、本発明に係る液晶表示パネルにおける画素の概略構成および高分子構造物の配置方法の具体例を説明するための模式図である。
図６は、本発明に係る液晶表示パネルにおける画素の平面構成の一具体例を説明するための模式平面図である。図７は、高分子構造物の配置方法の一例を示す模式平面図である。図８は、高分子構造物の配置方法の別の例を示す模式平面図である。 6 to 8 are schematic views for explaining a specific example of the schematic configuration of the pixel and the arrangement method of the polymer structure in the liquid crystal display panel according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic plan view for explaining one specific example of the planar configuration of the pixel in the liquid crystal display panel according to the present invention. FIG. 7 is a schematic plan view illustrating an example of a method for arranging a polymer structure. FIG. 8 is a schematic plan view showing another example of the arrangement method of the polymer structure.

本発明に係る液晶表示パネルにおいて、高分子構造物７を除く画素の構成は、基本的には任意であり、たとえば、従来より知られている種々の構成のいずれかであればよい。そこで、本明細書では、液晶表示パネルにおける画素の構成の一例として、ＩＰＳモードの場合の画素の構成を挙げる。 In the liquid crystal display panel according to the present invention, the configuration of the pixels excluding the polymer structure 7 is basically arbitrary, and may be any of various configurations conventionally known. Therefore, in this specification, as an example of the configuration of the pixel in the liquid crystal display panel, the configuration of the pixel in the IPS mode is given.

ＩＰＳモードの液晶表示パネルは、画素電極８および共通電極９が、ともにＴＦＴ基板１（第１の薄膜積層体１０２）に設けられている。このとき、ＴＦＴ基板１における１つの画素の平面構成は、たとえば、図６に示すような構成になっており、櫛歯形状の画素電極８と、櫛歯形状の共通電極９とが、互いの歯が交互に並ぶように配置されている。またこのとき、画素電極８と共通電極９とは、通常、絶縁層の同一面に配置されている。 In the IPS mode liquid crystal display panel, the pixel electrode 8 and the common electrode 9 are both provided on the TFT substrate 1 (first thin film stack 102). At this time, the planar configuration of one pixel in the TFT substrate 1 is, for example, as shown in FIG. 6, and the comb-shaped pixel electrode 8 and the comb-shaped common electrode 9 are mutually connected. Teeth are arranged so as to be arranged alternately. At this time, the pixel electrode 8 and the common electrode 9 are normally disposed on the same surface of the insulating layer.

なお、図６において、１０は走査信号線であり、１１は映像信号線である。また、隣接する２本の走査信号線１０の距離Ｐｘは、１つの画素のｘ軸方向の寸法であり、隣接する２本の映像信号線１１の距離Ｐｙは、１つの画素のｙ軸方向の寸法である。また、図６は、１つの画素の平面構成を模式的に示しており、ｘ軸方向の寸法とｙ軸方向の寸法との関係が、実際の液晶表示装置における関係とは異なっている。また、図６では省略しているが、液晶表示パネルにおける各画素は、たとえば、１本の走査信号線１０と接続しているゲート電極、１本の映像信号線１１と接続している第１のソース・ドレイン電極、および画素電極８と接続している第２のソース・ドレイン電極を有するＴＦＴ素子を有する。 In FIG. 6, 10 is a scanning signal line, and 11 is a video signal line. Further, the distance Px between two adjacent scanning signal lines 10 is the dimension in the x-axis direction of one pixel, and the distance Py between two adjacent video signal lines 11 is in the y-axis direction of one pixel. Dimensions. FIG. 6 schematically shows the planar configuration of one pixel, and the relationship between the dimension in the x-axis direction and the dimension in the y-axis direction is different from the relationship in an actual liquid crystal display device. Although not shown in FIG. 6, each pixel in the liquid crystal display panel is, for example, a gate electrode connected to one scanning signal line 10 and a first video signal line 11 connected to one video signal line 11. And a second source / drain electrode connected to the pixel electrode 8.

ＩＰＳモードの液晶表示パネルにおける液晶層３は、電界無印加時の配向がホモジニアス配向であり、画素電極８と共通電極９との間に電位差を与えて電界を印加すると、液晶分子が概略ｘｙ面内で回転する。 The liquid crystal layer 3 in the IPS mode liquid crystal display panel has a homogeneous orientation when no electric field is applied. When an electric field is applied between the pixel electrode 8 and the common electrode 9, the liquid crystal molecules are approximately in the xy plane. Rotate within.

画素電極８および共通電極９の歯が、図６に示したように、映像信号線１１の延びるｙ軸方向を長手方向とする帯状であり、かつ、これらの歯が走査信号線１０の延びるｘ軸方向に並んでいる場合、画素電極８と共通電極９との間に電位差を与えることにより液晶層３に印加される電界の方向１２は、主として、ｘ軸方向になる。そのため、このような画素を有する液晶表示パネルでは、たとえば、電界無印加時の液晶層３の配向方向１３が、電界方向１２（ｘ軸方向）から角度θだけ傾いた方向になるようにする。この電界無印加時の液晶層３の配向方向１３と電界方向１２とのなす角θは、たとえば、７０度から８５度程度である。 As shown in FIG. 6, the teeth of the pixel electrode 8 and the common electrode 9 have a strip shape whose longitudinal direction is the y-axis direction in which the video signal line 11 extends, and these teeth extend in the x direction of the scanning signal line 10. When aligned in the axial direction, the direction 12 of the electric field applied to the liquid crystal layer 3 by applying a potential difference between the pixel electrode 8 and the common electrode 9 is mainly the x-axis direction. Therefore, in the liquid crystal display panel having such pixels, for example, the alignment direction 13 of the liquid crystal layer 3 when no electric field is applied is inclined from the electric field direction 12 (x-axis direction) by an angle θ. The angle θ between the alignment direction 13 of the liquid crystal layer 3 and the electric field direction 12 when no electric field is applied is, for example, about 70 to 85 degrees.

このような画素に、前述の高分子構造物７を設ける場合は、電界無印加時の液晶層３の配向方向１３が維持されるように設ける必要がある。そのため、高分子構造物７は、たとえば、図７に示すように、高分子構造物７の幅方向（ｖ軸方向）と、電界無印加時の液晶層３の配向方向１３とのなす角φが、概ね９０度になるようにする。このとき、高分子構造物７の膜面の配向能として液晶に対して垂直配向になるようにしておけばよい。 When the above-described polymer structure 7 is provided in such a pixel, it is necessary to provide the alignment direction 13 of the liquid crystal layer 3 when no electric field is applied. Therefore, for example, as shown in FIG. 7, the polymer structure 7 has an angle φ formed by the width direction (v-axis direction) of the polymer structure 7 and the alignment direction 13 of the liquid crystal layer 3 when no electric field is applied. Is approximately 90 degrees. At this time, the alignment ability of the film surface of the polymer structure 7 may be perpendicular to the liquid crystal.

また、図６に示したような画素に高分子構造物７を設ける場合は、たとえば、図８に示すように、高分子構造物７の幅方向（ｖ軸方向）と、電界無印加時の液晶層３の配向方向１３とのなす角φが、概ね０度になるようにしてもよい。このとき、高分子構造物７の膜面の配向能として液晶に対して平行配向になるようにしておけばよい。 Further, when the polymer structure 7 is provided in the pixel as shown in FIG. 6, for example, as shown in FIG. 8, the width direction (v-axis direction) of the polymer structure 7 and when no electric field is applied. The angle φ formed with the alignment direction 13 of the liquid crystal layer 3 may be approximately 0 degrees. At this time, the alignment ability of the film surface of the polymer structure 7 may be parallel to the liquid crystal.

なお、図６に示したような画素を有する液晶表示パネルにおける高分子構造物７の配置は、広い温度範囲で優れた応答性を示し、かつ、電界無印加時の液晶層３の配向方向１３が維持される配置であればよく、図７や図８に示した例に限らず、適宜変更可能であることはもちろんである。また、高分子構造物７は、膜状構造でもよいし、柱状構造でもよいことはもちろんである。またさらに、高分子構造物７は、膜状構造のものと柱状構造のものが混在していてもよいことはもちろんである。 The arrangement of the polymer structure 7 in the liquid crystal display panel having pixels as shown in FIG. 6 exhibits excellent responsiveness over a wide temperature range, and the alignment direction 13 of the liquid crystal layer 3 when no electric field is applied. Of course, the arrangement is not limited to the example shown in FIGS. 7 and 8 and can be changed as appropriate. Of course, the polymer structure 7 may have a film-like structure or a columnar structure. Furthermore, the polymer structure 7 may of course include a film structure and a columnar structure.

また、本明細書では、説明を省略するが、図６に示した構成とは異なる構成の画素を有する液晶表示パネルに高分子構造物７を設ける場合も、広い温度範囲で優れた応答性を示し、かつ、電界無印加時の液晶層３の配向方向１３が維持される配置にすればよい。このとき、高分子構造物７は、膜状構造でもよいし、柱状構造でもよいことはもちろんである。またこのとき、高分子構造物７は、膜状構造のものと柱状構造のものが混在していてもよいことはもちろんである。 Although not described in this specification, when the polymer structure 7 is provided in a liquid crystal display panel having a pixel having a configuration different from that shown in FIG. The arrangement may be such that the alignment direction 13 of the liquid crystal layer 3 is maintained when no electric field is applied. At this time, the polymer structure 7 may of course have a film-like structure or a columnar structure. Further, at this time, the polymer structure 7 may of course include a film structure and a columnar structure.

さて、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間に、それらを連結する高分子構造物７を設ける場合、その形成方法には、ＴＦＴ基板１と対向基板２とを張り合わせる前に形成する方法と、張り合わせた後で形成する方法との２通りが考えられる。前者の形成方法としては、たとえば、第１の配向膜１０３または第２の配向膜２０３のいずれかの上に、フォトリソグラフィー技術を利用して形成する方法がある。また、後者の形成方法としては、たとえば、液晶組成物に含有するモノマー成分を重合させて形成する方法がある。 Now, in the case of providing the polymer structure 7 for connecting them between the TFT substrate 1 and the counter substrate 2, the forming method includes a method of forming the TFT substrate 1 and the counter substrate 2 before bonding them together. Two methods are possible: a method of forming after bonding. As the former forming method, for example, there is a method of forming on either the first alignment film 103 or the second alignment film 203 by using a photolithography technique. Further, as the latter forming method, for example, there is a method of forming by polymerizing monomer components contained in the liquid crystal composition.

フォトリソグラフィー技術を利用して高分子構造物７を形成する方法は、液晶表示パネルの製造方法における導電層（走査信号線など）の形成方法と同じ手順でよいので、本明細書では、その説明を省略する。 The method for forming the polymer structure 7 using the photolithography technique may be the same procedure as the method for forming the conductive layer (scanning signal line, etc.) in the manufacturing method of the liquid crystal display panel. Is omitted.

液晶組成物に含有するモノマー成分を重合させて高分子構造物７を形成する場合は、たとえば、以下のような要領で形成する。 When the polymer component 7 is formed by polymerizing monomer components contained in the liquid crystal composition, for example, it is formed in the following manner.

液晶層３は、液晶材料と数種類の添加物からなる液晶組成物である。この液晶組成物において、高分子構造物７の形成に用いる重合性モノマーの含有量（液晶層３を構成する液晶組成物の総重量に占める重合性モノマーの割合）は、たとえば、２．０重量％以下とすることができ、好ましくは１．５重量％以下とすることができる。またこのとき、重合性モノマーの含有量は、より好ましくは１．０重量％以下とすることができる。 The liquid crystal layer 3 is a liquid crystal composition composed of a liquid crystal material and several kinds of additives. In this liquid crystal composition, the content of the polymerizable monomer used for forming the polymer structure 7 (ratio of the polymerizable monomer in the total weight of the liquid crystal composition constituting the liquid crystal layer 3) is, for example, 2.0 wt. % Or less, preferably 1.5% by weight or less. At this time, the content of the polymerizable monomer is more preferably 1.0% by weight or less.

この場合、液晶層３における液晶材料の含有量（液晶層３を構成する液晶組成物の総重量に占める液晶材料の割合）は、たとえば、９８．０〜９９．０重量％とすることができる。なお、液晶組成物に含有される液晶材料としては、ネマチック液晶材料を好ましく用いることができる。 In this case, the content of the liquid crystal material in the liquid crystal layer 3 (the ratio of the liquid crystal material to the total weight of the liquid crystal composition constituting the liquid crystal layer 3) can be, for example, 98.0 to 99.0% by weight. . Note that a nematic liquid crystal material can be preferably used as the liquid crystal material contained in the liquid crystal composition.

液晶層３に含有するモノマー成分を重合させて高分子構造物７を形成する場合は、重合性モノマーを含有する液晶組成物をＴＦＴ基板１と対向基板２との間に封入し、次いで当該封入された液晶組成物中で重合性モノマーを重合することにより形成する。 When the polymer component 7 is formed by polymerizing the monomer component contained in the liquid crystal layer 3, the liquid crystal composition containing the polymerizable monomer is enclosed between the TFT substrate 1 and the counter substrate 2, and then the encapsulation is performed. It is formed by polymerizing a polymerizable monomer in the prepared liquid crystal composition.

ここで、重合性モノマーとしては、たとえば、光を照射することで重合する光重合性モノマーを好ましく用いることができる。すなわち、たとえば、二つ以上の官能基を有する光重合性モノマーを好ましく用いることができる。具体的には、芳香環を含む主骨格構造の両末端に官能基としてアクリル基、メタクリル基を有する誘導体を好ましく用いることができる。 Here, as a polymerizable monomer, the photopolymerizable monomer which superposes | polymerizes by irradiating light can be used preferably, for example. That is, for example, a photopolymerizable monomer having two or more functional groups can be preferably used. Specifically, derivatives having an acrylic group or a methacryl group as functional groups at both ends of the main skeleton structure containing an aromatic ring can be preferably used.

また、高分子構造物７の形成には、たとえば、液晶性の重合性モノマーを用いることもできる。液晶性を示す重合性モノマーを用いることにより、液晶材料を高分子構造物７により安定化する効果を高めることができる。重合性モノマーとしては、これらのうち１種を単独で用いることができ、また、２種以上を組み合わせて用いることもできる。 Moreover, for the formation of the polymer structure 7, for example, a liquid crystalline polymerizable monomer can be used. By using a polymerizable monomer exhibiting liquid crystallinity, the effect of stabilizing the liquid crystal material with the polymer structure 7 can be enhanced. As the polymerizable monomer, one of these can be used alone, or two or more can be used in combination.

光重合性モノマーを用いる場合、高分子構造物７は、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間に封入された液晶組成物に所定の条件を満たす光を照射し、当該液晶組成物に含有する光重合性モノマーを重合させることにより形成される。 When the photopolymerizable monomer is used, the polymer structure 7 irradiates the liquid crystal composition sealed between the TFT substrate 1 and the counter substrate 2 with light satisfying a predetermined condition and is contained in the liquid crystal composition. It is formed by polymerizing a photopolymerizable monomer.

すなわち、まず、ＴＦＴ基板１および対向基板２と、液晶材料および光重合性モノマーを含有する液晶組成物とを準備する。次いで、ＴＦＴ基板１と対向基板２とを貼り合わせるとともに、当該ＴＦＴ基板１と対向基板２との間に液晶組成物を封入する。 That is, first, a TFT substrate 1 and a counter substrate 2, and a liquid crystal composition containing a liquid crystal material and a photopolymerizable monomer are prepared. Next, the TFT substrate 1 and the counter substrate 2 are bonded together, and a liquid crystal composition is sealed between the TFT substrate 1 and the counter substrate 2.

そして、この液晶組成物に対し、ＴＦＴ基板１または対向基板２のいずれか一方、あるいは両方を介して、光重合性モノマーの重合に適した条件の光を照射する。この光照射によって、液晶組成物中で光重合性モノマーの重合が進行し、高分子構造物７が形成される。この形成方法では、液晶材料（液晶分子）が配向した場で高分子構造物７が形成されるので、高分子構造物７は液晶層３の初期配向１３（電界無印加時の配向方向）を維持するように形成されると考えられる。このとき照射する光は、光重合性モノマーを重合できるものであれば特に限られないが、たとえば、紫外線を好ましく用いることができる。また、液晶表示パネルの製造過程においては、光重合性モノマーの重合条件を適切に設定することにより、画素内に高分子構造物７を任意に配置させることができる。 Then, the liquid crystal composition is irradiated with light under conditions suitable for polymerization of the photopolymerizable monomer through either one or both of the TFT substrate 1 and the counter substrate 2. By this light irradiation, polymerization of the photopolymerizable monomer proceeds in the liquid crystal composition, and the polymer structure 7 is formed. In this forming method, since the polymer structure 7 is formed when the liquid crystal material (liquid crystal molecules) is aligned, the polymer structure 7 has the initial alignment 13 (alignment direction when no electric field is applied) of the liquid crystal layer 3. It is thought to be formed to maintain. The light irradiated at this time is not particularly limited as long as it can polymerize the photopolymerizable monomer, but for example, ultraviolet rays can be preferably used. In the manufacturing process of the liquid crystal display panel, the polymer structure 7 can be arbitrarily arranged in the pixel by appropriately setting the polymerization conditions of the photopolymerizable monomer.

すなわち、たとえば、図６に示したように、液晶層３の初期配向の方向１３と高分子構造物７の幅方向とのなす角φが９０度になるようにするには、フォトマスクを使用して紫外線を照射すればよい。フォトマスクの光透過部の形状を長方形にし、その短辺の長さ（高分子構造物７の厚さ方向の寸法）をセルギャップ（液晶層３の厚さｄ）以下にし、その長辺に対する法線方向（高分子構造物７の厚さ方向）を液晶層３の初期配向の方向１３と同じくすれば、図６に示したような膜状構造の高分子構造物７を形成することができる。また、フォトマスクの光透過部の形状を正方形にし、その各辺の長さをセルギャップ（液晶層３の厚さｄ）以下にすれば、柱状構造の高分子構造物７を形成することができる。 That is, for example, as shown in FIG. 6, a photomask is used in order to make the angle φ formed by the initial alignment direction 13 of the liquid crystal layer 3 and the width direction of the polymer structure 7 be 90 degrees. And then irradiate with ultraviolet rays. The shape of the light transmission part of the photomask is rectangular, the length of the short side (the dimension in the thickness direction of the polymer structure 7) is set to be equal to or less than the cell gap (thickness d of the liquid crystal layer 3), and If the normal direction (thickness direction of the polymer structure 7) is the same as the initial alignment direction 13 of the liquid crystal layer 3, the polymer structure 7 having a film-like structure as shown in FIG. 6 can be formed. it can. Further, if the shape of the light transmitting portion of the photomask is square and the length of each side is made equal to or less than the cell gap (thickness d of the liquid crystal layer 3), the polymer structure 7 having a columnar structure can be formed. it can.

また、光重合性モノマーを重合させる場合は、通常、重合開始剤を用いる。この重合開始剤としては、液晶組成物に対する光照射に伴って光重合性モノマーの重合を効果的に進行させるものであれば特に限られず、任意の種類のものを適宜選択して用いることができる。すなわち、たとえば、紫外線の照射によってフリーラジカルを発生させて、光重合性モノマーのラジカル重合を効果的に促進する重合開始剤を好ましく用いることができる。 Moreover, when polymerizing a photopolymerizable monomer, a polymerization initiator is usually used. The polymerization initiator is not particularly limited as long as it allows the polymerization of the photopolymerizable monomer to effectively proceed with light irradiation on the liquid crystal composition, and any kind of polymerization initiator can be appropriately selected and used. . That is, for example, a polymerization initiator that generates free radicals by irradiation of ultraviolet rays and effectively promotes radical polymerization of the photopolymerizable monomer can be preferably used.

また、液晶組成物に含有する重合性モノマーを重合させて高分子構造物７を形成する場合、第１の配向膜１０３および第２の配向膜２０３は、液晶層３に含有される液晶材料を効果的に配向させることのできるものであれば特に限られず、たとえば、ポリイミドから構成され適切な配向処理が施された配向膜を好ましく用いることができる。 When the polymer structure 7 is formed by polymerizing a polymerizable monomer contained in the liquid crystal composition, the first alignment film 103 and the second alignment film 203 are made of a liquid crystal material contained in the liquid crystal layer 3. The alignment film is not particularly limited as long as it can be effectively aligned. For example, an alignment film made of polyimide and subjected to appropriate alignment treatment can be preferably used.

次に、本発明に係る液晶表示パネルの具体的な実施例について説明する。 Next, specific examples of the liquid crystal display panel according to the present invention will be described.

実施例１では、ＩＰＳモードの液晶表示パネルに高分子構造物７を設けるときの具体的な形成方法および作用効果について説明する。 In Example 1, a specific forming method and operation effect when the polymer structure 7 is provided in the IPS mode liquid crystal display panel will be described.

なお、実施例１では、平面寸法が１００ｍｍ（長片側）×１００ｍｍ（短片側）で、対角寸法が約６インチの液晶表示パネルを作製した。この液晶表示パネルの厚みは１．１ｍｍであった。また、１つ画素の大きさ（Ｐｙ×Ｐｘ）は１ｍｍ×０．５ｍｍとした。 In Example 1, a liquid crystal display panel having a planar dimension of 100 mm (long piece side) × 100 mm (short piece side) and a diagonal dimension of about 6 inches was manufactured. The thickness of this liquid crystal display panel was 1.1 mm. The size of one pixel (Py × Px) was 1 mm × 0.5 mm.

また、この液晶表示パネルにおける第１の絶縁基板１０１および第２の絶縁基板２０１には、それぞれ、表面が研磨された透明なガラス基板を用いた。 Further, as the first insulating substrate 101 and the second insulating substrate 201 in this liquid crystal display panel, transparent glass substrates whose surfaces were polished were used.

そして、一方のガラス基板である第１の絶縁基板１０１上には、図５に示したような走査信号線１０、映像信号線１１、ＴＦＴ素子、画素電極８、および共通電極９、ならびに絶縁層を有する第１の薄膜積層体１０２と、第１の配向膜１０３とを形成し、ＴＦＴ基板１とした。 On the first insulating substrate 101, which is one glass substrate, the scanning signal line 10, the video signal line 11, the TFT element, the pixel electrode 8, the common electrode 9, and the insulating layer as shown in FIG. A first thin film stack 102 having a first alignment layer 103 and a first alignment film 103 were formed to obtain a TFT substrate 1.

また、他方のガラス基板である第２の絶縁基板２０１上には、たとえば、ブラックマトリクス、カラーフィルター、および平坦化層を有する第２の薄膜積層体２０２と、第２の配向膜２０３とを形成し、対向基板２とした。 In addition, on the second insulating substrate 201 which is the other glass substrate, for example, a second thin film stack 202 having a black matrix, a color filter, and a planarization layer, and a second alignment film 203 are formed. Thus, the counter substrate 2 was obtained.

このとき、第１の配向膜１０３および第２の配向膜２０３を構成する材料としては、ポリイミドを採用した。すなわち、まず、ポリイミド樹脂（またはその前駆体）を印刷機で塗布して焼成し、膜厚が０．０７〜０．１μｍのポリイミド膜を形成した。その後、当該ポリイミド膜の表面に、液晶層３に含まれる液晶材料を配向させるための配向処理を施して、第１の配向膜１０３および第２の配向膜２０３としている。配向処理は、ラビングロールとしてレーヨン製バフ布を備えたラビング機を用いて行なった。ラビング角度は、短辺側に対して４５度とし、一対の基板１，２の間で平行になるようにした。 At this time, polyimide was adopted as a material constituting the first alignment film 103 and the second alignment film 203. That is, first, a polyimide resin (or a precursor thereof) was applied by a printing press and baked to form a polyimide film having a thickness of 0.07 to 0.1 μm. Thereafter, an alignment process for aligning the liquid crystal material included in the liquid crystal layer 3 is performed on the surface of the polyimide film to form the first alignment film 103 and the second alignment film 203. The orientation treatment was performed using a rubbing machine equipped with a rayon buff cloth as a rubbing roll. The rubbing angle was set to 45 degrees with respect to the short side, so that the rubbing angle was parallel between the pair of substrates 1 and 2.

ＴＦＴ基板１と対向基板２との接着は、図１に示した環状のシール材４ａを介して行った。すなわち、エポキシ樹脂からなるシール剤の中にポリマビーズを適量混入して複合シール剤を調製し、シールマスクを用いて当該複合シール剤を一方の基板上に印刷することによりシール材４ａを形成した。その後、シール材４ａを構成する複合シール剤の仮硬化を行い、ＴＦＴ基板１と対向基板２とを組み合わせた。そして、プレスを用いて当該一対の基板を加圧しつつ、シール材４ａを完全硬化させた。 Adhesion between the TFT substrate 1 and the counter substrate 2 was performed via the annular sealing material 4a shown in FIG. That is, a composite sealant was prepared by mixing an appropriate amount of polymer beads into a sealant made of epoxy resin, and the sealant 4a was formed by printing the composite sealant on one substrate using a seal mask. Then, the composite sealing agent which comprises the sealing material 4a was temporarily hardened, and the TFT substrate 1 and the counter substrate 2 were combined. And the sealing material 4a was fully hardened, pressing the said pair of board | substrate using a press.

このとき、ＴＦＴ基板１、対向基板２、およびシール材４ａで囲まれた空間（パネル部）には、球形のポリマビーズを狭持し、液晶組成物を封入した状態でのギャップ（厚さｄ）が４．５μｍとなるように調整した。またこのとき、パネル部に液晶組成物を注入するためにシール材４ａに設けた液晶注入口の幅は、１０ｍｍとした。 At this time, a gap (thickness d) in a state where a spherical polymer bead is sandwiched and a liquid crystal composition is sealed in a space (panel portion) surrounded by the TFT substrate 1, the counter substrate 2, and the sealing material 4a. Was adjusted to 4.5 μm. At this time, the width of the liquid crystal injection port provided in the sealing material 4a for injecting the liquid crystal composition into the panel portion was 10 mm.

一方、液晶層３および高分子構造物７の形成に用いる液晶組成物として、重合性モノマー、重合開始剤、および液晶材料から構成される液晶組成物Ａを調製した。重合性モノマーとしては、２官能性アクリルモノマーを用いた。重合開始剤としては、２，２−ジエトキシ-フェニル-アセトフェノン（イルガキュア６５１、長瀬産業株式会社）を使用した。液晶材料としては、フッ素系ネマチック液晶組成物を使用した。 On the other hand, a liquid crystal composition A composed of a polymerizable monomer, a polymerization initiator, and a liquid crystal material was prepared as a liquid crystal composition used for forming the liquid crystal layer 3 and the polymer structure 7. As the polymerizable monomer, a bifunctional acrylic monomer was used. As the polymerization initiator, 2,2-diethoxy-phenyl-acetophenone (Irgacure 651, Nagase Sangyo Co., Ltd.) was used. As the liquid crystal material, a fluorine-based nematic liquid crystal composition was used.

なお、この液晶組成物Ａにおける重合性モノマー、重合開始剤、および液晶材料の重量比率は、それぞれ、０.９重量％、０.１重量％、および９９.０重量％であった。 The weight ratios of the polymerizable monomer, the polymerization initiator, and the liquid crystal material in the liquid crystal composition A were 0.9% by weight, 0.1% by weight, and 99.0% by weight, respectively.

次に、ＴＦＴ基板１、対向基板２、およびシール材４ａで囲まれた空間に液晶組成物Ａを注入した。すなわち、図示しない密閉可能な容器の中に液晶表示パネルを、その液晶注入口を下方に向けて配置した。また、容器の外部に設けられた上下駆動装置に接続されている液晶皿に液晶組成物Ａを入れた。なお、液晶組成物Ａは液晶皿中で若干盛り上がった状態で保持された。容器の外部には真空ポンプとピラニ真空計に接続され配管とが設けられた。そして、真空ポンプを作動させ、調整バルブでピラニ真空計をモニタしながら排気量を調整し、真空度が１２０分で５Ｐａになるまで排気して容器内を減圧した。 Next, the liquid crystal composition A was injected into the space surrounded by the TFT substrate 1, the counter substrate 2, and the sealing material 4a. That is, the liquid crystal display panel was placed in a sealable container (not shown) with the liquid crystal inlet facing downward. In addition, the liquid crystal composition A was put in a liquid crystal dish connected to a vertical drive device provided outside the container. The liquid crystal composition A was held in a slightly raised state in the liquid crystal dish. A pipe connected to a vacuum pump and a Pirani gauge was provided outside the container. Then, the vacuum pump was operated, the exhaust amount was adjusted while monitoring the Pirani gauge with the adjusting valve, and the inside of the container was decompressed until the degree of vacuum reached 5 Pa in 120 minutes.

次いで、上下駆動装置を作動させて液晶注入口を液晶組成物Ａに浸漬した。その後、調整バルブを閉じ、リーク配管の調整バルブを開けて、容器内に窒素又は空気を導入して、ＴＦＴ基板１、対向基板２、およびシール材４ａで囲まれた空間に液晶組成物Ａを注入した。注入が終了した後、液晶注入口を紫外線硬化剤（アクリル性樹脂）でなるシール材４ｂで封止した。 Next, the vertical driving device was operated to immerse the liquid crystal injection port in the liquid crystal composition A. Thereafter, the adjustment valve is closed, the leakage valve adjustment valve is opened, nitrogen or air is introduced into the container, and the liquid crystal composition A is placed in the space surrounded by the TFT substrate 1, the counter substrate 2, and the sealing material 4a. Injected. After the injection was completed, the liquid crystal injection port was sealed with a sealing material 4b made of an ultraviolet curing agent (acrylic resin).

次に、液晶表示パネルを８０℃で所定時間保持することにより、液晶材料を等方性液体にした。これにより、液晶組成物中の重合性モノマーや重合開始剤が均一に分散した。 Next, the liquid crystal material was made isotropic liquid by holding the liquid crystal display panel at 80 ° C. for a predetermined time. Thereby, the polymerizable monomer and the polymerization initiator in the liquid crystal composition were uniformly dispersed.

その後、ＴＦＴ基板１側から紫外線を照射することにより、液晶組成物中において重合性モノマーを重合させる高分子安定化工程を実施した。こうして、液晶組成物Ａを用いて形成された液晶層３と高分子構造物７を有する液晶表示パネルを製造した。 Then, the polymer stabilization process which superposes | polymerizes a polymerizable monomer in a liquid crystal composition was implemented by irradiating an ultraviolet-ray from the TFT substrate 1 side. Thus, a liquid crystal display panel having the liquid crystal layer 3 and the polymer structure 7 formed using the liquid crystal composition A was produced.

また、同様にして、液晶組成物Ａに代えて、母体液晶（すなわち、液晶組成物Ａに含有される液晶材料と同一のフッ素系ネマチック液晶組成物）を液晶組成物として用いて、高分子構造物７を有しない液晶表示パネル（以下、「比較パネル」という。）も製造した。 Similarly, in place of the liquid crystal composition A, a base liquid crystal (that is, the same fluorine-based nematic liquid crystal composition as the liquid crystal material contained in the liquid crystal composition A) is used as the liquid crystal composition, and the polymer structure A liquid crystal display panel (hereinafter referred to as “comparison panel”) having no product 7 was also produced.

そして、このようにして製造された液晶表示パネルおよび比較パネルにおける応答速度を評価した。その結果、２０℃において、母体液晶のみを使用した比較パネルの応答時間（τ_ｏｆｆ）が４０ｍｓであったのに対して、液晶組成物Ａを使用した液晶表示パネルの応答時間は３４ｍｓであり、応答性に改善が見られた。 And the response speed in the liquid crystal display panel manufactured in this way and a comparison panel was evaluated. As a result, at 20 ° C., the response time (τ _off ) of the comparative panel using only the base liquid crystal was 40 ms, whereas the response time of the liquid crystal display panel using the liquid crystal composition A was 34 ms. There was an improvement in responsiveness.

さらに、０℃においては、比較パネルの応答時間が１２０ｍｓであったのに対して、液晶組成物Ａを使用した液晶表示パネルの応答時間は１１８ｍｓであり、やはり改善が見られた。また、液晶組成物Ａを使用した液晶表示パネルにおいては、電圧保持率の低下は無く、実用上問題のないことが示された。これは従来の高分子安定化に比較して、モノマー量が１.０重量％以下と少ないことが起因していると推測される。また、コントラストも比較パネルとほぼ同じであった。 Further, at 0 ° C., the response time of the comparative panel was 120 ms, whereas the response time of the liquid crystal display panel using the liquid crystal composition A was 118 ms, which was also improved. Further, in the liquid crystal display panel using the liquid crystal composition A, there was no decrease in the voltage holding ratio, indicating that there was no problem in practical use. This is presumed to be due to the fact that the monomer amount is as small as 1.0% by weight or less compared to the conventional polymer stabilization. The contrast was almost the same as that of the comparative panel.

次に、液晶組成物Ａを使用した液晶表示パネルを分解した後、液晶表示パネル中の液晶組成物をベンゼンで洗い流した。その後、液晶表示パネル中にベンゼンを入れた状態で０℃に冷却してフリーズドライ法によりベンゼンを除去した。そして、このベンゼンを除去した後の液晶表示パネルの断面を電子顕微鏡で観測した。 Next, after disassembling the liquid crystal display panel using the liquid crystal composition A, the liquid crystal composition in the liquid crystal display panel was washed away with benzene. Thereafter, the liquid crystal display panel was cooled to 0 ° C. with benzene in place, and the benzene was removed by freeze drying. And the cross section of the liquid crystal display panel after removing this benzene was observed with the electron microscope.

その結果、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間隙に、基板間を連結した膜状構造の高分子構造物７が複数個観察された。したがって、高分子構造物７がＴＦＴ基板１と対向基板２とを連結するように存在することで、ＩＰＳモードの駆動と相まって液晶を配向させる効果を生じ、これにより高速化が達成されたと考えられる。また、高分子構造物７が連続的に形成されているのでなく、分散して配置されているため、コントラストの低下が生じていないと思われる。 As a result, in the gap between the TFT substrate 1 and the counter substrate 2, a plurality of polymer structures 7 having a film structure in which the substrates were connected were observed. Therefore, the presence of the polymer structure 7 so as to connect the TFT substrate 1 and the counter substrate 2 has the effect of aligning the liquid crystal in combination with the driving of the IPS mode, and this is considered to have achieved an increase in speed. . In addition, since the polymer structure 7 is not continuously formed but is arranged in a dispersed manner, it is considered that the contrast is not lowered.

また、液晶組成物Ａを使用した液晶表示パネルを分解した際に抽出された液晶組成物を回収し、化学分析を行ったところ、モノマー残量が２８．５重量％であった。したがって、反応度が７０重量％以上あれば、高速応答に効果があると考えられる。 Further, when the liquid crystal composition extracted when the liquid crystal display panel using the liquid crystal composition A was disassembled was collected and subjected to chemical analysis, the residual monomer amount was 28.5% by weight. Therefore, if the reactivity is 70% by weight or more, it is considered that the high-speed response is effective.

実施例２では、実施例１と同様に、ＩＰＳモードの液晶表示パネルに高分子構造物７を設けるときの具体的な方法および作用効果について説明する。なお、実施例２では、液晶組成物中の重合性モノマーを重合させる高分子安定化工程において、フォトマスクを使用した。また、実施例２の液晶表示パネルの製造方法において、フォトマスクを使用して重合性モノマーを重合させる点以外は、実施例１と同じである。そのため、実施例２では、液晶表示パネルの製造手順に関する説明を省略する。 In the second embodiment, as in the first embodiment, a specific method and effect when the polymer structure 7 is provided in the IPS mode liquid crystal display panel will be described. In Example 2, a photomask was used in the polymer stabilization step of polymerizing the polymerizable monomer in the liquid crystal composition. Moreover, in the manufacturing method of the liquid crystal display panel of Example 2, it is the same as Example 1 except the point which polymerizes a polymerizable monomer using a photomask. Therefore, in Example 2, the description regarding the manufacturing procedure of the liquid crystal display panel is omitted.

実施例２において、重合性モノマーを重合させる際に使用するフォトマスクは、１ｍｍ（縦方向）×０．５ｍｍ（横方向）のサイズの画素中に、光透過部を縦方向に１００列、横方向に２５列配置した。また、フォトマスクの光透過部の形状は長方形にし、その短辺の長さを１．０μｍ、長辺の長さを１０．０μｍにし、その長辺に対する法線方向を液晶材料（液晶分子）の初期配向と同じくした。すなわち、実施例２では、高分子構造物７の向きと液晶層３の初期配向の方向１３との関係が、図７に示したような関係になるフォトマスクを使用している。 In Example 2, the photomask used when polymerizing the polymerizable monomer is a pixel of 1 mm (longitudinal direction) × 0.5 mm (horizontal direction), and 100 rows of light transmitting portions are arranged in the vertical direction. 25 rows were arranged in the direction. The light transmitting portion of the photomask has a rectangular shape with a short side length of 1.0 μm and a long side length of 10.0 μm. The normal direction relative to the long side is a liquid crystal material (liquid crystal molecule). This was the same as the initial orientation. That is, in Example 2, a photomask is used in which the relationship between the direction of the polymer structure 7 and the initial alignment direction 13 of the liquid crystal layer 3 is as shown in FIG.

そして、実施例２の手順で製造された液晶表示パネルにおける応答速度について、実施例１の場合と同様の評価をした。その結果、２０℃において、母体液晶のみを使用した比較パネルの応答時間（τ_ｏｆｆ）が上述のとおり４０ｍｓであったのに対して、液晶組成物Ａを使用した実施例２の液晶表示パネルの応答時間は３５ｍｓであり、改善が見られた。 And the same evaluation as the case of Example 1 was performed about the response speed in the liquid crystal display panel manufactured by the procedure of Example 2. FIG. As a result, the response time (τ _off ) of the comparative panel using only the base liquid crystal at 20 ° C. was 40 ms as described above, whereas the liquid crystal display panel of Example 2 using the liquid crystal composition A was used. The response time was 35 ms, and an improvement was seen.

さらに、０℃においては、比較パネルの応答時間が上述のとおり１２０ｍｓであったのに対して、液晶組成物Ａを使用した実施例２の液晶表示パネルの応答時間は１１９ｍｓであり、やはり改善が見られた。 Further, at 0 ° C., the response time of the comparative panel was 120 ms as described above, whereas the response time of the liquid crystal display panel of Example 2 using the liquid crystal composition A was 119 ms, which was also improved. It was seen.

すなわち、液晶組成物Ａを使用した実施例２の液晶表示パネルにおける応答時間の改善効果は、上述の実施例１で得られた効果とほぼ同等であった。また、実施例２の液晶表示パネルは、実施例１のものと比較して若干コントラストが向上した。これは、高分子安定化処理が画素全体でなく、フォトマスクを使用して部分的に実施したためと推測される。 That is, the effect of improving the response time in the liquid crystal display panel of Example 2 using the liquid crystal composition A was almost the same as the effect obtained in Example 1 described above. The contrast of the liquid crystal display panel of Example 2 was slightly improved as compared with that of Example 1. This is presumably because the polymer stabilization process was partially performed using a photomask instead of the entire pixel.

次に、実施例２の液晶表示パネルに対して、実施例１で説明したような処理を施し、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間隙を電子顕微鏡にて観察した。その結果、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間隙に、これらの基板間を連結した膜状構造の高分子構造物７が複数個観察された。また、膜状構造の高分子構造物７の膜面（ｖｚ面）の法線方向（ｕ軸方向）は液晶材料の初期配向の方向と同じであった。 Next, the liquid crystal display panel of Example 2 was processed as described in Example 1, and the gap between the TFT substrate 1 and the counter substrate 2 was observed with an electron microscope. As a result, in the gap between the TFT substrate 1 and the counter substrate 2, a plurality of polymer structures 7 having a film-like structure connecting these substrates were observed. The normal direction (u-axis direction) of the film surface (vz plane) of the polymer structure 7 having a film-like structure was the same as the initial alignment direction of the liquid crystal material.

実施例３では、実施例２と同様に、液晶組成物中の重合性モノマーを重合させる高分子安定化工程においてフォトマスクを使用した液晶表示パネルの作用効果について説明する。なお、実施例３の液晶表示パネルの製造方法において、フォトマスクを使用して重合性モノマーを重合させる点以外は、実施例１と同じである。そのため、実施例３では、液晶表示パネルの製造手順に関する説明を省略する。また、実施例３の液晶表示パネルの製造方法では、フォトマスクにおける光透過部の配置を、実施例２の場合とは変えている。 In Example 3, as in Example 2, the effect of the liquid crystal display panel using the photomask in the polymer stabilization step of polymerizing the polymerizable monomer in the liquid crystal composition will be described. In addition, in the manufacturing method of the liquid crystal display panel of Example 3, it is the same as Example 1 except for polymerizing a polymerizable monomer using a photomask. Therefore, in Example 3, the description regarding the manufacturing procedure of the liquid crystal display panel is omitted. Further, in the method of manufacturing the liquid crystal display panel according to the third embodiment, the arrangement of the light transmission portions in the photomask is changed from that in the second embodiment.

実施例３において、重合性モノマーを重合させる際に使用するフォトマスクは、１ｍｍ（縦方向）×０．５ｍｍ（横方向）のサイズの画素中に、光透過部を縦方向に１００列、横方向に２５列配置した。また、フォトマスクの光透過部の形状は長方形にし、その短辺の長さを１．０μｍ、長辺の長さを１０．０μｍにし、その長辺に対する接線方向を液晶の初期配向と同じくした。すなわち、実施例３では、高分子構造物７の向きと液晶層３の初期配向の方向１３との関係が、図８に示したような関係になるフォトマスクを使用している。 In Example 3, the photomask used when polymerizing the polymerizable monomer is a pixel of 1 mm (vertical direction) × 0.5 mm (horizontal direction), and 100 rows of light transmitting portions are arranged in the vertical direction in the horizontal direction. 25 rows were arranged in the direction. In addition, the shape of the light transmission part of the photomask is rectangular, the length of the short side is 1.0 μm, the length of the long side is 10.0 μm, and the tangential direction to the long side is the same as the initial alignment of the liquid crystal. . That is, in Example 3, a photomask is used in which the relationship between the direction of the polymer structure 7 and the direction 13 of the initial alignment of the liquid crystal layer 3 is as shown in FIG.

そして、実施例３の手順で製造された液晶表示パネルにおける応答速度について、実施例１と同様の評価をした。その結果、２０℃において、母体液晶のみを使用した比較パネルの応答時間（τ_ｏｆｆ）が上述のとおり４０ｍｓであったのに対して、液晶組成物Ａを使用した実施例３の液晶表示パネルの応答時間は３６ｍｓであり、改善が見られた。 And the same evaluation as Example 1 was performed about the response speed in the liquid crystal display panel manufactured by the procedure of Example 3. FIG. As a result, the response time (τ _off ) of the comparative panel using only the base liquid crystal at 20 ° C. was 40 ms as described above, whereas the liquid crystal display panel of Example 3 using the liquid crystal composition A was used. The response time was 36 ms, and an improvement was seen.

さらに、０℃においては、比較パネルの応答時間が上述のとおり１２０ｍｓであったのに対して、液晶組成物Ａを使用した実施例３の液晶表示パネルの応答時間は１１０ｍｓであり、やはり改善が見られた。 Further, at 0 ° C., the response time of the comparative panel was 120 ms as described above, whereas the response time of the liquid crystal display panel of Example 3 using the liquid crystal composition A was 110 ms, which was also improved. It was seen.

すなわち、液晶組成物Ａを使用した実施例３の液晶表示パネルにおける応答時間の改善効果は、上述の実施例１で得られた効果とほぼ同等であった。また、実施例３の液晶表示パネルは、実施例１のものと比較して若干コントラストが向上した。これは、高分子安定化処理が画素全体でなく、フォトマスクをして部分的に実施したためと推測される。 That is, the effect of improving the response time in the liquid crystal display panel of Example 3 using the liquid crystal composition A was almost the same as the effect obtained in Example 1 described above. The contrast of the liquid crystal display panel of Example 3 was slightly improved as compared with that of Example 1. This is presumably because the polymer stabilization process was partially performed using a photomask instead of the entire pixel.

次に、実施例３の液晶表示パネルに対して、実施例１で説明したような処理を施し、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間隙を電子顕微鏡にて観察した。その結果、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間隙に、これらの基板間を連結した膜状構造の高分子構造物７が複数個観察された。また、膜状構造の高分子構造物７の膜面（ｖｚ面）の接線方向（ｖ軸方向）は液晶材料の初期配向と同じであった。 Next, the liquid crystal display panel of Example 3 was processed as described in Example 1, and the gap between the TFT substrate 1 and the counter substrate 2 was observed with an electron microscope. As a result, in the gap between the TFT substrate 1 and the counter substrate 2, a plurality of polymer structures 7 having a film-like structure connecting these substrates were observed. The tangential direction (v-axis direction) of the film surface (vz plane) of the polymer structure 7 having a film-like structure was the same as the initial alignment of the liquid crystal material.

実施例４では、実施例２および実施例３と同様に、液晶組成物中の重合性モノマーを重合させる高分子安定化工程においてフォトマスクを使用した液晶表示パネルの作用効果について説明する。なお、実施例４の液晶表示パネルの製造方法において、フォトマスクを使用して重合性モノマーを重合させる点以外は、実施例１と同じである。そのため、実施例３では、液晶表示パネルの製造手順に関する説明を省略する。また、実施例４の液晶表示パネルの製造方法では、フォトマスクにおける光透過部の開口構造を、実施例２および実施例３の場合とは変えている。 In Example 4, as in Example 2 and Example 3, the effect of the liquid crystal display panel using a photomask in the polymer stabilization process for polymerizing the polymerizable monomer in the liquid crystal composition will be described. In addition, in the manufacturing method of the liquid crystal display panel of Example 4, it is the same as Example 1 except the point which polymerizes a polymerizable monomer using a photomask. Therefore, in Example 3, the description regarding the manufacturing procedure of the liquid crystal display panel is omitted. Further, in the method of manufacturing the liquid crystal display panel according to the fourth embodiment, the opening structure of the light transmission portion in the photomask is changed from that in the second and third embodiments.

実施例４において、重合性モノマーを重合させる際に使用するフォトマスクは、１ｍｍ（縦方向）×０．５ｍｍ（横方向）のサイズの画素中に、光透過部を縦方向に１００列、横方向に５０列配置した。また、フォトマスクの光透過部の形状は正方形にし、その辺の長さを１．０μｍにした。すなわち、実施例２および実施例３では、膜状構造の高分子構造物７が形成されるフォトマスクを使用したのに対し、実施例４では、柱状構造の高分子構造８が形成されるようなフォトマスクを使用している。 In Example 4, the photomask used when polymerizing the polymerizable monomer is a pixel of 1 mm (vertical direction) × 0.5 mm (horizontal direction), and 100 rows of light transmitting portions are arranged in the vertical direction in the horizontal direction. 50 rows were arranged in the direction. The shape of the light transmission part of the photomask was a square, and the length of the side was 1.0 μm. That is, in Example 2 and Example 3, a photomask in which a polymer structure 7 having a film structure is formed is used, whereas in Example 4, a polymer structure 8 having a columnar structure is formed. Using a photomask.

そして、実施例４の手順で製造された液晶表示パネルにおける応答速度について、実施例１と同様の評価をした。その結果、２０℃において、母体液晶のみを使用した比較パネルの応答時間（τ_ｏｆｆ）が上述のとおり４０ｍｓであったのに対して、液晶組成物Ａを使用した実施例４の液晶表示パネルの応答時間は３６ｍｓであり、改善が見られた。 And the same evaluation as Example 1 was performed about the response speed in the liquid crystal display panel manufactured by the procedure of Example 4. FIG. As a result, the response time (τ _off ) of the comparative panel using only the base liquid crystal at 20 ° C. was 40 ms as described above, whereas the liquid crystal display panel of Example 4 using the liquid crystal composition A was used. The response time was 36 ms, and an improvement was seen.

さらに、０℃においては、比較パネルの応答時間が上述のとおり１２０ｍｓであったのに対して、液晶組成物Ａを使用した実施例４の液晶表示パネルの応答時間は１１１ｍｓであり、やはり改善が見られた。 Further, at 0 ° C., the response time of the comparative panel was 120 ms as described above, whereas the response time of the liquid crystal display panel of Example 4 using the liquid crystal composition A was 111 ms, which was also improved. It was seen.

すなわち、液晶組成物Ａを使用した実施例４の液晶表示パネルにおける応答時間の改善効果は、上述の実施例１で得られた効果とほぼ同等であった。また、実施例４の液晶表示パネルは、実施例１のものと比較して若干コントラストが向上した。これは、高分子安定化処理が画素全体でなく、フォトマスクをして部分的に実施したためと推測される。 That is, the effect of improving the response time in the liquid crystal display panel of Example 4 using the liquid crystal composition A was almost the same as the effect obtained in Example 1 described above. The contrast of the liquid crystal display panel of Example 4 was slightly improved as compared with that of Example 1. This is presumably because the polymer stabilization process was partially performed using a photomask instead of the entire pixel.

次に、実施例４の液晶表示パネルに対して、実施例１で説明したような処理を施し、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間隙を電子顕微鏡にて観察した。その結果、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間隙に、これらの基板間を連結した柱状構造の高分子構造物７が複数個観察された。 Next, the liquid crystal display panel of Example 4 was processed as described in Example 1, and the gap between the TFT substrate 1 and the counter substrate 2 was observed with an electron microscope. As a result, in the gap between the TFT substrate 1 and the counter substrate 2, a plurality of columnar polymer structures 7 connecting these substrates were observed.

以上、本発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。 The present invention has been specifically described above based on the above-described embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. is there.

たとえば、実施例１乃至実施例４には、ＩＰＳモードで駆動する液晶表示パネルにおける応答速度の改善について主に記載した。しかしながら、この応答速度の改善の要因は、高分子安定化による液晶組成物の弾性率向上にあると推測されることから、ＩＰＳモードに限らず、たとえば、ＴＮモード、ＳＴＮモード、ＯＣＢモード、ＦＦＳモードなどの他の駆動モードの液晶表示パネルにおいても、広い温度領域で応答速度が改善され、かつ、信頼性にも優れることはもちろんである。 For example, Examples 1 to 4 mainly describe improvement in response speed in a liquid crystal display panel driven in the IPS mode. However, since the cause of the improvement in the response speed is presumed to be an increase in the elastic modulus of the liquid crystal composition due to the stabilization of the polymer, it is not limited to the IPS mode. For example, the TN mode, STN mode, OCB mode, FFS Of course, the liquid crystal display panel in other drive modes such as the mode has improved response speed in a wide temperature range and is excellent in reliability.

また、液晶表示パネルは、たとえば、図２に示したように、第１の偏光板４と第２の偏光板５の一対の偏光板が液晶層３を挟んで配置されているものに限らず、第２の偏光板５のみを有するもの、すなわち反射型の液晶表示パネルであってもよいことはもちろんである。また、液晶表示パネルは、１つの画素に、バックライトからの光の透過量を制御する領域と、外光の反射量を制御する領域とが存在する半透過型の液晶表示パネルであってもよいことはもちろんである。 Further, the liquid crystal display panel is not limited to a liquid crystal display panel in which a pair of polarizing plates of a first polarizing plate 4 and a second polarizing plate 5 are disposed with the liquid crystal layer 3 interposed therebetween, as shown in FIG. Of course, a liquid crystal display panel having only the second polarizing plate 5, that is, a reflective liquid crystal display panel may be used. Further, the liquid crystal display panel may be a transflective liquid crystal display panel in which one pixel has a region for controlling the amount of light transmitted from the backlight and a region for controlling the amount of reflected external light. Of course it is good.

また、真空封入ではなく、ＯＤＦ（滴下封入）によって液晶組成物を封入することにより液晶層３を形成した場合であっても、同様に、広い温度範囲において応答速度に優れ、かつ、信頼性にも優れた液晶表示パネル（液晶表示装置）を提供することももちろんである。 Further, even when the liquid crystal layer 3 is formed by encapsulating the liquid crystal composition by ODF (drop encapsulation) instead of vacuum encapsulation, similarly, the response speed is excellent in the wide temperature range and the reliability. Of course, an excellent liquid crystal display panel (liquid crystal display device) can be provided.

すなわち、本発明は、ある特定の用途の液晶表示パネル（液晶表示装置）に対してだけではなく、さまざまな液晶表示装置に適用可能である。しかしながら、本発明の液晶表示パネルは、上記のように、広い温度範囲において優れた応答速度を示し、かつ、信頼性にも優れているという特長を有する。したがって、本発明は、たとえば、携帯電話端末やカーナビゲーションシステムなどの広い温度範囲で使用され得る携帯型電子機器に設ける液晶表示装置に適用することで、その効果を最大限に発揮する。 That is, the present invention can be applied not only to a liquid crystal display panel (liquid crystal display device) for a specific application but also to various liquid crystal display devices. However, as described above, the liquid crystal display panel of the present invention has the characteristics that it exhibits excellent response speed in a wide temperature range and is also excellent in reliability. Therefore, the present invention exerts its effects to the maximum by applying it to a liquid crystal display device provided in a portable electronic device that can be used in a wide temperature range such as a mobile phone terminal or a car navigation system.

１ＴＦＴ基板
１０１第１の絶縁基板
１０２第１の薄膜積層体
１０３第１の配向膜
２対向基板
２０１第２の絶縁基板
２０２第２の薄膜積層体
２０３第２の配向膜
３液晶層
４ａ，４ｂシール材
５第１の偏光板
６第２の偏光板
７高分子構造物
８画素電極
９共通電極
１０走査信号線
１１映像信号線
１２電界の方向
１３電界無印加時の液晶層３の配向方向（液晶材料の初期配向の方向） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 TFT substrate 101 1st insulating substrate 102 1st thin film laminated body 103 1st alignment film 2 Opposite substrate 201 2nd insulating substrate 202 2nd thin film laminated body 203 2nd alignment film 3 Liquid crystal layer 4a, 4b Sealing material 5 First polarizing plate 6 Second polarizing plate 7 Polymer structure 8 Pixel electrode 9 Common electrode 10 Scanning signal line 11 Video signal line 12 Electric field direction 13 Orientation direction of liquid crystal layer 3 when no electric field is applied ( The direction of the initial alignment of the liquid crystal material)

Claims

A liquid crystal display device having a pair of substrates and a liquid crystal layer sealed between the pair of substrates, and having a plurality of pixels each having a pair of electrodes and the liquid crystal layer,
Each of the pixels includes a polymer structure that connects the pair of substrates.

The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the polymer structure has a film-like structure.

The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the polymer structure has a columnar structure.

The polymer structure is obtained by polymerizing a monomer component contained in the liquid crystal layer,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the monomer component remains in the liquid crystal layer.

The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the pixel includes the pair of electrodes provided on the same substrate of the pair of substrates.

A method of manufacturing a liquid crystal display device comprising a step of encapsulating a liquid crystal layer between a pair of substrates,
The step includes enclosing a liquid crystal composition containing a photopolymerizable monomer in a base liquid crystal used as the liquid crystal layer between the pair of substrates,
A liquid crystal characterized by irradiating the liquid crystal composition with light of a predetermined condition through the substrate to polymerize the photopolymerizable monomer to form a polymer structure that connects the pair of substrates. Manufacturing method of display device.

The method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 6, wherein the light is irradiated through a photomask.