JP2018141900A - 液晶表示装置及び液晶表装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光透過率及びコントラスト比を向上しつつ、電圧オフ時の応答性を改善することができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置は、第１の基板と、第１の基板に対向する第２の基板と、第１の基板と第２の基板とに挟まれた液晶層と、第１の基板の液晶層側の面上に形成され、第１の基板及び第２の基板の基板面と水平な方向の電界を形成可能に構成された複数の電極と、複数の電極の直上に形成された第１の配向膜と、複数の電極の間の第１の基板上に形成された第２の配向膜と、第２の基板の液晶層側に形成された第３の配向膜とを有し、第１の配向膜のアンカリングエネルギーが、第２及び第３の配向膜のアンカリングエネルギーよりも小さく、第２の配向膜が、第１の配向膜よりも複数の電極間の第１の基板上の領域との親和性が高い。【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置及び液晶表装置の製造方法に関する。

液晶パネルの表示方式として、ガラス基板に形成された電極に電圧を印加して基板面と水平な方向の電界を形成することにより表示を制御するＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式が知られている。ＩＰＳ方式では、液晶パネルの視野角方向によらず見かけの液晶分子の長さ（屈折率楕円体）がほぼ一定となるため視野角特性に優れる。

液晶パネルでは、電界が印加されていない状態において液晶分子が所定の方向に沿って配向されるように、液晶分子の配向方向が強制されている。ＩＰＳ方式の液晶パネルにおいて液晶分子の配向方向を強制するための方法としては、ラビング法、光配向法等が知られている。ラビング法は、基板上にポリイミド等からなる配向膜を形成し、その配向膜の表面を布で擦るものである。光配向法は、ポリイミド膜等からなる配向膜の表面に対して直線偏光の紫外線を照射することにより、配向膜の表面に異方性を持たせるものである。従来のＩＰＳ方式の液晶パネルにおいては、液晶組成物を挟持する一対の基板の内側のそれぞれに配向膜が形成される（特許文献１）。

しかしながら、特許文献１に記載されるような従来のＩＰＳ方式の液晶パネルでは、液晶層を挟持する一対の基板にそれぞれ形成された配向膜の配向方向に微妙なずれが生じることがある。配向膜の配向方向のずれは、例えば、ラビング処理の際のずれや、両基板の貼り合わせの際のずれに起因する。このような配向方向のずれが存在すると、電圧オフ時にも液晶層の液晶分子に微小なツイストが生じる。電源オフ時の液晶分子の微小なツイストは、黒表示での光漏れの原因となり、コントラスト比の低下を招く。また、従来のＩＰＳ方式の液晶パネルでは、基板面と水平な方向の横電界を形成するための櫛歯電極上には、電圧オン時に基板面に垂直な方向の縦電界が形成される。このため、液晶分子が横方向に十分にツイストせず、その結果、櫛歯電極上での光の透過が困難となり、液晶パネルの光透過率が低下することになる。すなわち、液晶パネルの開口率が低下することになる。

そこで、特許文献２には、対向配置された一方の基板に弱アンカリング配向膜が形成され、他方の基板に強アンカリング配向膜が形成された液晶パネルが提案されている。特許文献２に記載された液晶パネルにおいて、弱アンカリング配向膜は、電界を印加したときの液晶分子の配向方向を拘束する拘束力が、強アンカリング配向膜よりも小さくなっている。このような構成により、特許文献２に記載された液晶パネルでは、光透過率の高い表示が実現されている。

特許第２９４０３５４号公報 特開２０１６−１７０３８９号公報

しかしながら、特許文献２に記載された液晶パネルでは、対向配置された一方の基板に形成された弱アンカリング配向膜の全域でアンカリングエネルギーが小さくなっているため、電圧オフ時の復元力が弱くなっている。このため、電圧オフ時の応答性が低下し、電圧オフ時の応答時間（ターンオフ時間）τ_ｏｆｆが長くなる。

本発明は、光透過率及びコントラスト比を向上しつつ、電圧オフ時の応答性を改善することができる液晶表示装置を提供することを目的とする。また、本発明は、そのような液晶表示装置を工程の複雑化を伴うことなく容易に製造することができる液晶表示装置の製造方法を提供することをも目的とする。

本発明の一観点によれば、第１の基板と、前記第１の基板に対向する第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板とに挟まれた液晶層と、前記第１の基板の前記液晶層側の面上に形成され、前記第１の基板と水平な面内に電界を形成可能に構成された複数の電極と、前記複数の電極の直上に形成された第１の配向膜と、前記複数の電極の間の前記第１の基板上に形成された第２の配向膜と、前記第２の基板の前記液晶層側に形成された第３の配向膜とを有し、前記第１の配向膜のアンカリングエネルギーが、前記第２及び第３の配向膜のアンカリングエネルギーよりも小さく、前記第２の配向膜が、前記第１の配向膜よりも前記複数の電極間の前記第１の基板上の領域との親和性が高いことを特徴とする液晶表示装置が提供される。

本発明の他の観点によれば、第１の基板と；前記第１の基板に対向する第２の基板と；前記第１の基板と前記第２の基板とに挟まれた液晶層と；前記第１の基板の前記液晶層側の面上に形成され、前記第１の基板と水平な面内に電界を形成可能に構成された複数の電極と；前記複数の電極の直上に形成された第１の配向膜と；前記複数の電極の間の前記第１の基板上に形成された第２の配向膜と；前記第２の基板の前記液晶層側に形成された第３の配向膜とを有し、前記第１の配向膜のアンカリングエネルギーが、前記第２及び第３の配向膜のアンカリングエネルギーよりも小さい液晶表示装置の製造方法であって、前記第１の基板上に、前記複数の電極を形成する工程と、前記複数の電極の直上に、前記複数の電極間の前記第１の基板上の領域よりも、光重合性材料との親和性が低い前記第１の配向膜を形成する工程と、前記第１の基板と、前記第３の配向膜が形成された前記第２の基板との間に、液晶材料中に前記光重合性材料が混合された前記液晶層を挟む工程と、光照射により前記液晶層中の前記光重合性材料を重合相分離させることにより、前記光重合性材料が重合相分離してなる重合相分離膜からなる前記第２の配向膜を前記複数の電極間の前記第１の基板上に選択的に形成する工程とを有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法が提供される。

本発明によれば、液晶表示装置において、光透過率を向上しつつ、電圧オフ時の応答性を改善することができる。また、本発明によれば、光透過率を向上しつつ、電圧オフ時の応答性を改善することができる液晶表示装置を工程の複雑化を伴うことなく容易に製造することができる。

図１は、本発明の一実施形態による誘電率異方性が正（ポジ型）の液晶を用いた場合の液晶表示装置の構造を示す断面図である。 図２は、本発明の一実施形態による誘電率異方性が正（ポジ型）の液晶を用いた場合の液晶表示装置の電圧オフ時及び電圧オン時の液晶層における液晶分子の配向状態を模式的に示す断面図である。 図３は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す工程断面図（その１）ある。 図４は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す工程断面図（その２）ある。 図５は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す工程断面図（その３）ある。 図６は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す工程断面図（その４）ある。 図７は、本発明の一実施形態の変形例による誘電率異方性が正（ポジ型）の液晶を用いた場合の液晶表示装置の構造を示す断面図である。

［一実施形態］
本発明の一実施形態による液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法について図１乃至図６を用いて説明する。

まず、本実施形態による液晶表示装置の構造について図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施形態による液晶表示装置の構造を示す断面図である。図２は、本実施形態による液晶表示装置の電圧オフ時及び電圧オン時の液晶層における液晶分子の配向状態を模式的に示す断面図である。なお、図１及び図２は、ポジ型の液晶材料を用いて液晶層を構成した場合を例示している。

本実施形態による液晶表示装置は、ＩＰＳ方式の液晶パネルを有し、基板面と水平な方向の電界を形成することにより表示を制御するものである。図１に示すように、本実施形態による液晶表示装置１０は、ＩＰＳ方式の液晶パネル１２と、バックライトユニット１４とを有している。

液晶パネル１２は、対向するように配置された一対の基板１６、１８を有している。基板１６、１８は、液晶層２０を挟むように対向して配置されている。基板１６、１８は、画素を含む表示領域の周縁部に配されたシール材２２により所定の間隔を空けて互いに貼り合わされている。シール材２２により基板１６、１８の間に液晶層２０を構成する液晶が封止されている。基板１６、１８は、それぞれ透光性を有する基板であれば特にその材料が限定されるものではないが、例えばガラス基板である。また、液晶層２０を構成する液晶材料としては、例えば、誘電率異方性が正のネマティック液晶材料を用いることができ、また、誘電率異方性が負のネマティック液晶材料を用いることもできる。なお、図１では、後述の線状電極２４に対する電圧オフ時の液晶層２０における液晶分子２０２を模式的に示している。

例えば、基板１６は、画素をスイッチングするための薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）、ゲートライン、ソースライン等が形成されたＴＦＴ基板になっている。基板１８は、カラーフィルタ（Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ、ＣＦ）が形成されたＣＦ基板になっている。

基板１６、１８のうち、バックライトユニット１４側の基板１６の液晶層２０側の面上には、複数の線状電極２４が形成されている。複数の線状電極２４は、互いに所定の間隔を空けて平行に配置されており、櫛歯電極を構成している。より具体的には、複数の線状電極２４は、櫛歯状の画素電極及び櫛歯状の共通電極を構成している。図１は、線状電極２４の長手方向に直交する断面を示している。複数の線状電極２４は、液晶層２０と基板１６の基板面と水平な方向の電界を形成可能、すなわち基板１６と水平な面内に電界を形成可能に構成されている。

線状電極２４は、例えば８８％の高い光透過率Ｔを有するＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなる透明電極である。なお、線状電極２４の主材料は、ＩＴＯに限定されるものではない。線状電極２４は、透明導電膜又は高い光透過率を有する導電膜であることが望ましい。線状電極２４の主材料としては、ＩＴＯの代わりに、例えば、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ、Ｔ＝８５％）、ＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｄｏｐｅｄ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ、Ｔ＝９２％）を用いることができる。また、ＧＺＯ（Ｇａｌｌｉｕｍ ｄｏｐｅｄ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ、Ｔ＝９２％）、ＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、Ｔ＝８７％）等を用いることもできる。

液晶表示装置１０の制御部（図示せず）は、基板１６の線状電極２４に電圧を印加して基板１６の基板面と水平な方向の電界を形成して液晶層２０の液晶分子を回転させることにより、液晶パネル１２の表示を制御する。

液晶パネル１２には、基板１６、１８を挟み込むように、偏光板２８、３０が外側のそれぞれの面に設けられている。偏光板２８、３０の偏光軸の向きは、線状電極２４に電圧が印加されたときにバックライトユニット１４から照明される光が通過するように設定されている。例えば、偏光板２８、３０の偏光軸の向きは互いに直交している。なお、偏光板２８、３０の偏光軸の向きは、線状電極２４に電圧が印加されたときにバックライトユニット１４から照明される光が遮断されるように設定されていてもよい。

基板１８の液晶層２０側の面には、液晶層２０の全面にわたって、配向膜として、強アンカリング膜３２が形成されている。強アンカリング膜３２は、例えば、ラビング法による配向処理が行われたポリイミド膜からなるものである。強アンカリング膜３２は、後述の基板１６側の強アンカリング膜３６とともに、線状電極２４に対する電圧オフ時の液晶層２０の液晶分子の配向を揃える。電圧オフ時の液晶層２０の液晶分子の配向方向は、例えば、線状電極２４の長手方向に沿った方向又は線状電極２４の長手方向に対して所定の角度をなす方向である。

一方、基板１６と液晶層２０との間において、基板１６上に形成された複数の線状電極２４の上には、配向膜として、弱アンカリング膜３４が形成されている。弱アンカリング膜３４は、複数の線状電極２４の直上に形成されている。弱アンカリング膜３４は、基板１８側の強アンカリング膜３２及び以下に述べる強アンカリング膜３６よりもアンカリングエネルギーが小さい配向膜である。なお、強アンカリング膜３２、３６、弱アンカリング膜３４にいうアンカリングは方位角方向のアンカリングに関するものであり、アンカリングエネルギーの大小関係は方位角方向のアンカリングエネルギーに関する大小関係である。弱アンカリング膜３４は、互いに平行に配置された複数の線状電極２４のそれぞれの直上に形成されている。弱アンカリング膜３４は、樹脂膜からなるものあり、より具体的には、後述するように露光された感光性樹脂膜５６ａからなるものである。弱アンカリング膜３４は、複数の線状電極２４の間の基板１６上の領域、より具体的に以下に述べる下地膜３８よりも、以下に述べる強アンカリング膜３６及び強アンカリング膜３６を構成する材料との親和性が低いものである。

弱アンカリング膜３４が上に形成された線状電極２４の間の基板１６上には、配向膜として、強アンカリング膜３６が形成されている。強アンカリング膜３６と基板１６との間には、下地膜３８が形成されている。強アンカリング膜３６及び強アンカリング膜３６を構成するＵＶ重合性モノマーは、弱アンカリング膜３４との親和性よりも、複数の線状電極２４の間の基板１６上の領域の下地膜３８との親和性が高いものである。

下地膜３８は、樹脂膜からなるものであり、より具体的には、後述するように未露光の感光性樹脂膜５６からなるものである。強アンカリング膜３６は、下地膜３８に接するように下地膜３８上に直接形成されている。強アンカリング膜３６のアンカリングエネルギーは、例えば、強アンカリング膜３２のアンカリングエネルギーと同程度となっている。

強アンカリング膜３６は、後述するように、液晶層２０を構成する液晶材料中に混合された光重合性モノマーであるＵＶ重合性モノマーが重合相分離してなる重合相分離膜からなるものである。複数の線状電極２４の間の基板１６上には、上述のように下地膜３８が形成されている。強アンカリング膜３６及びその材料となるＵＶ重合性モノマーは、弱アンカリング膜３４との親和性よりも下地膜３８との親和性が高い。このため、強アンカリング膜３６は、下地膜３８上に選択的に形成されており、弱アンカリング膜３４上には形成されていない。

強アンカリング膜３６を構成するＵＶ重合性モノマーである重合性液晶は、液晶材料の中に混合されており、セルに注入後は、液晶材料と同様、基板１８側の強アンカリング膜３２の配向規制力により一定方向にホモジニアス配向している。

セルにＵＶが照射されると、重合性液晶は重合を開始し、ある重合度に達した段階で液晶から相分離し始める。相分離した重合性液晶（液晶高分子）は、液晶層の配向乱れによるエネルギーの増加を最小限に抑えるために液晶／下地膜３８界面に優先的に排出される。このとき、重合性液晶の重合物である液晶高分子は、周囲の液晶と同一の配向方向を維持したまま液晶／下地膜３８界面に相分離し、下地膜３８上には基板１８上の強アンカリング膜３２と同一方向に配向規制力を有する強アンカリング膜３６が形成される。

上述のように、基板１８側では、配向膜として強アンカリング膜３２が形成されている。一方、基板１６側では、複数の線状電極２４のそれぞれの直上に配向膜として弱アンカリング膜３４が形成されている。また、基板１６側では、複数の線上電極２４間の基板１６上に配向膜として強アンカリング膜３６が形成されている。

弱アンカリング膜３４のアンカリングエネルギーは、強アンカリング膜３２、３６のアンカリングエネルギーよりも小さく、好ましくは１０^−６Ｊ／ｍ^２以下である。強アンカリング膜３２、３６のアンカリングエネルギーは、弱アンカリング膜３４のアンカリングエネルギーよりも大きく、好ましくは１０^−４Ｊ／ｍ^２以上である。

基板１８と強アンカリング膜３２との間には、カラーフィルタ４０が設けられている。カラーフィルタ４０は、カラーレジストのＲ（赤）／Ｇ（緑）／Ｂ（青）の３原色のパターン、ブラックマトリックス、保護膜等により構成され、バックライトユニット１４から照明される光のうちＲ／Ｇ／Ｂの３原色の波長域の光を通過させる。

バックライトユニット１４は、液晶パネル１２を照明する光を発する照明装置である。バックライトユニット１４は、エッジライト方式であってもよいし、直下型方式であってもよい。なお、バックライトユニット１４と液晶パネル１２との間には、光拡散シートやプリズムシートが配置されていてもよい。

本実施形態による液晶表示装置１０は、基板１６の基板面と水平な方向の横電界を形成し、液晶分子を液晶層２０の面内で回転させて表示を制御するＩＰＳ方式のものである。しかし、仮に、上記の構成において、前述の特許文献１に記載される従来の構成のように線状電極２４の直上を含む基板１６側の全面に強アンカリング膜を形成した場合、線状電極２４の直上の液晶分子を十分に回転させることができない。これは、電界を形成するための線状電極２４の直上における電界の基板面に水平方向の成分が、強アンカリング膜の束縛に打ち勝って液晶分子を回転させることができる程に大きくないためである。したがって、この場合、白表示における光透過率が低下してしまう。

一方、仮に、上記の構成において、前述の特許文献２に記載される従来の構成のように基板１６側の全面に弱アンカリング膜を形成した場合、基板１６側の配向規制力を弱めることで、高い光透過率を実現して白表示における十分な光透過率を確保しうる。しかしながら、この場合、線状電極２４に対する電圧オフ時における液晶分子の復元力が低下するため、電圧オフ時の応答性が低下し、電圧オフ時の応答時間τ_ｏｆｆが長くなる。

上記従来の構成に対して、本実施形態による液晶表示装置１０では、複数の線状電極２４のそれぞれの直上に、アンカリングエネルギーが比較的に小さい弱アンカリング膜３４が形成されている。弱アンカリング膜３４が形成された線状電極２４上では、強アンカリング膜３６が形成された領域と比較して配向規制力が弱くなっている。このため、本実施形態による液晶表示装置１０では、電界の横方向成分が小さい場合であっても、線状電極２４の直上の液晶分子が回転するため、その線状電極２４の直上においても十分な光透過率を確保することができる。これにより、本実施形態による液晶表示装置１０は、光透過率を向上することができる。

図２（ａ）は、線状電極２４に対する電圧オフ時の液晶表示装置１０の液晶層２０における液晶分子２０２の配向状態を模式的に示している。図２（ａ）に示す電圧オフ時において、液晶分子２０２は、図２（ａ）の紙面裏面から紙面表面に向かう方向に沿って配向している。

一方、図２（ｂ）は、線状電極２４に対する電圧オン時の液晶表示装置１０の液晶層２０における液晶分子２０２の配向状態を模式的に示している。図２（ｂ）に示す電圧オン時において、液晶分子２０２は、線状電極２４の直上に弱アンカリング膜３４が形成されているため、液晶層２０の面内で十分に回転している。このため、液晶表示装置１０では、電圧オン時の光透過率を向上することができる。

また、弱アンカリング膜３４が形成されていることにより、線状電極２４の直上では、基板１６側での液晶分子の配向方向と基板１８側での液晶分子の配向方向のずれによる電圧オフ時の液晶分子の微小ツイストを抑制することができる。これにより、黒輝度を低減することができ、光透過率の向上と相俟って、コントラスト比を向上することができる。

さらに、本実施形態による液晶表示装置１０では、線状電極２４の間の基板１６上に、強アンカリング膜３６が形成されている。このように複数の線状電極２４のそれぞれの直上以外の領域にアンカリングエネルギーが比較的に大きい強アンカリング膜３６が形成されていることで、線状電極２４に対する電圧オフ時における液晶分子の復元力はほとんど低下しない。したがって、本実施形態による液晶表示装置１０は、特許文献２に記載されるように基板１６側の全面に弱アンカリング膜が形成された従来の構成と比較して、電圧オフ時の液晶表示の応答性を改善することができ、電圧オフ時の応答時間τ_ｏｆｆを短縮することができる。また、線状電極２４間に形成された強アンカリング膜３６は、基板１８上の強アンカリング膜３２と同一方向に配向規制力を有するため、 基板１６側での液晶分子の配向方向と基板１８側での液晶分子の配向方向のずれによる電圧オフ時の液晶分子の微小ツイストを抑制することができる。これにより、黒輝度を低減することができ、コントラスト比を向上することができる。

また、後述するように、強アンカリング膜３６は、インクジェット法等の特別の方法を用いることなく、液晶層２０を構成する液晶材料に混合されたＵＶ重合性モノマーの重合相分離により形成することができる。したがって、本実施形態による液晶表示装置１０は、工程の複雑化を伴うことなく容易に製造することができる。

こうして、本実施形態による液晶表示装置１０は、光透過率及びコントラスト比を向上しつつ、電圧オフ時の応答性を改善することができ、液晶表示の明るさと応答性とを両立することができる。

次に、本実施形態による液晶表示装置の製造方法について図３乃至図６を用いて説明する。図２乃至図６は、本実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す工程断面図である。

まず、基板１６の液晶層２０側となる面上に、基板１６の基板面と水平な方向に電界（横電界）を形成するための櫛歯電極として、例えばＩＴＯからなる透明導電膜５０を形成する（図３（ａ））。なお、基板１６には、画素をスイッチングするためのＴＦＴ、ゲートライン、ソースライン等が形成されている。

次いで、透明導電膜５０上に、例えばスピンコート法によりネガ型のフォトレジスト材料を塗布してプリベークを行い、フォトレジスト膜５２を形成する（図３（ｂ））。

次いで、マスク５４を用い、フォトレジスト膜５２にマスク５４のマスクパターンを露光する（図３（ｃ））。マスク５４は、マスクパターンとして、複数の線状電極２４のパターン５４２を有している。なお、露光光としては、フォトレジスト膜５２の種類に応じて紫外光等を選択することができる。こうして、マスク５４を用いた露光により、フォトレジスト膜５２のうちのフォトレジスト膜５２ａにパターン５４２が露光される。

次いで、フォトレジスト膜５２を現像して未露光のフォトレジスト膜５２を除去し、その後、ポストベークを行う。これにより、透明導電膜５０上に、フォトレジスト膜５２ａが形成される（図４（ａ））

次いで、フォトレジスト膜５２ａをマスクとして、例えばウェットエッチングにより、透明導電膜５０をエッチングしてパターニングする。これにより、透明導電膜５０からなる複数の線状電極２４を形成する（図４（ｂ））。

次いで、例えば剥離液中に浸漬させたりすることにより、線状電極２４上のフォトレジスト膜５２ａを除去する（図４（ｃ））。

次いで、線状電極２４上及び線状電極２４の間の基板１６上に、例えばスピンコート法により、感光性樹脂材料を塗布してプリベークを行い、感光性樹脂膜５６を形成する（図５（ａ））。感光性樹脂５６は、露光された結果、アンカリングエネルギーが低下し、弱アンカリング材となるとともに、強アンカリング膜３６及び強アンカリング膜３６を構成する材料であるＵＶ重合性モノマーとの親和性が低下するように設計されている。

次いで、図３（ｃ）に示すフォトレジスト膜５２の露光に用いたマスク５４と同一のマスク５４を用い、感光性樹脂膜５６のうち、線状電極２４上の感光性樹脂膜５６ａを選択的に露光する（図５（ｂ））。この際、線状電極２４の間の基板１６上の感光性樹脂膜５６は、露光されずに未露光のままとなる。

線状電極２４上の感光性樹脂膜５６ａは、露光された結果、アンカリングエネルギーが低下し、弱アンカリング材となるとともに、強アンカリング膜３６及び強アンカリング膜３６を構成する材料であるＵＶ重合性モノマーとの親和性が低下する。この結果、複数の線状電極２４の間の基板１６上の未露光の感光性樹脂膜５６は、線状電極２４上の感光性樹脂膜５６ａよりも、強アンカリング膜３６及び強アンカリング膜３６を構成する材料であるＵＶ重合性モノマーとの親和性が高くなる。

こうして、複数の線状電極２４のそれぞれの直上に、露光された感光性樹脂膜５６ａからなる弱アンカリング膜３４が形成されるとともに、線状電極２４の間の基板１６上に、未露光の感光性樹脂膜５６からなる下地膜３８が形成される（図５（ｃ））。下地膜３８は、図５（ｂ）に示す露光の結果、線状電極２４上の弱アンカリング膜３４よりも、強アンカリング膜３６及び強アンカリング膜３６を構成する材料であるＵＶ重合性モノマーとの親和性が高くなっている。すなわち、弱アンカリング膜３４は、下地膜３８よりも、強アンカリング膜３６及びこれを構成する材料との親和性が低くなっている。

一方、基板１８上には、カラーフィルタ４０を形成する。続いて、カラーフィルタ４０上に、ポリイミド膜を形成する。続いて、ポリイミド膜に対して、例えば、ラビング法、光配向法等による配向処理を行う。こうして、カラーフィルタ４０上に、ポリイミド膜からなる強アンカリング膜３２を形成する（図５（ｃ））。

次いで、以下のようにして、ＯＤＦ（Ｏｎｅ Ｄｒｏｐ Ｆｉｌｌ）法により基板１６、１８間に液晶層２０を封止するとともに、強アンカリング膜３６を下地膜３８上に選択的に形成する。

まず、表示領域の周縁部における基板１６、１８のうちの一方の上に、紫外線硬化性樹脂からなるシール材２２を塗布する。続いて、シール材２２を塗布した基板１６、１８のうちの一方の上に液晶材料を滴下する。ここで、滴下する液晶材料には、強アンカリング膜３６を構成する材料であるＵＶ重合性モノマーを混合しておく。続いて、液晶材料が滴下された基板１６、１８のうちの一方と、基板１６、１８のうちの他方とをシール材２２により貼り合わせる（図６（ａ））。基板１６、１８間には、滴下した液晶材料からなる液晶層２０が形成される。液晶層２０中には、液晶分子２０２とともにＵＶ重合性モノマー３６２が含まれている。

基板１６と基板１８とを貼り合わせた図６（ａ）に示す状態において、液晶層２０における液晶分子２０２は、基板１８側の強アンカリング膜３２の配向規制力により、線状電極２４の長手方向に沿って一軸配向する。液晶材料に混合されたＵＶ重合性モノマー３６２も、液晶分子２０２が一軸配向する配向方向に沿って配向する。

続いて、紫外光を照射することにより、シール材２２を硬化させる。また、シール材２２を硬化させるための紫外線を照射することにより、液晶層２０中の光重合性材料であるＵＶ重合性モノマー３６２が重合相分離する。ここで、弱アンカリング膜３４よりも下地膜３８の方がＵＶ重合性モノマー３６２との親和性が高くなっている。このため、ＵＶ重合性モノマー３６２が重合相分離した重合体は、複数の線状電極２４の間の下地膜３８上に密着する一方、複数の線状電極２４上の弱アンカリング膜３４には密着しない。また、ＵＶ重合性モノマー３６２は、液晶分子２０２が一軸配向する配向方向に沿って配向した状態で重合相分離する。このため、ＵＶ重合性モノマー３６２が重合相分離した重合体は、ラビング法等による配向処理を必要とすることなく、液晶分子２０２に対する強い配向規制力を有するものとなる。このようにして、紫外線照射により液晶層２０中のＵＶ重合性モノマー３６２が重合相分離してなる強アンカリング膜３６が下地膜３８上に選択的に形成される（図６（ｂ））。なお、ＵＶ重合性モノマー３６２を重合相分離させるための紫外線照射は、シール材２２を硬化させるための紫外線照射とは別個に行うこともできる。

こうして、ＯＤＦ法により、液晶材料からなる液晶層２０を挟むように基板１６と基板１８とを貼り合わせて基板１６、１８間に液晶層２０を封止するとともに、強アンカリング膜３６を下地膜３８上に選択的に形成する。

以後、通常のプロセスにより、基板１６、１８への偏光板２８、３０の貼り付け、ドライバＩＣの実装、バックライトユニット１４の配置等を行う。こうして、図１に示す本実施形態による液晶表示装置１０が製造される。

このように、本実施形態では、ＵＶ重合性モノマー３６２の重合相分離により、複数の線状電極２４の間の下地膜３８上に強アンカリング膜３６を選択的に形成する。したがって、本実施形態では、インクジェット法等の特別の方法を用いることなく、弱アンカリング膜３４が直上に形成された複数の線状電極２４の間に強アンカリング膜３６を選択的に形成することができる。したがって、本実施形態によれば、工程の複雑化を伴うことなく、図１に示す液晶表示装置１０を容易に製造することができる。

このように、本実施形態によれば、液晶表示装置１０において、光透過率及びコントラスト比を向上しつつ、電圧オフ時の応答性を改善することができる。また、本実施形態によれば、光透過率及びコントラスト比を向上しつつ、電圧オフ時の応答性を改善することができる液晶表示装置１０を工程の複雑化を伴うことなく容易に製造することができる。

（変形例）
次に、本実施形態の変形例による液晶表示装置について図７を用いて説明する。図７は、本実施形態の変形例による液晶表示装置の構造を示す断面図である。

上記図１に示す液晶表示装置１０では、線状電極２４の間の下地膜３８上に強アンカリング膜３６が選択的に形成されていたが、これに限定されるものではない。強アンカリング膜３６は、下地膜３８を介することなく直接、複数の線状電極２４の間の基板１６上に選択的に形成することもできる。

図７に示す変形例による液晶表示装置１００では、強アンカリング膜３６が、下地膜３８を介することなく直接、線状電極２４の間の基板１６上に選択的に形成されている。

例えば線状電極２４の間に形成されている無機絶縁膜や有機絶縁膜は、弱アンカリング膜３４よりも、強アンカリング膜３６を構成する材料であるＵＶ重合性モノマー３６２との親和性が高い。したがって、図６（ａ）に示す状態において下地膜３８が形成されておらず、複数の線状電極２４の間に基板１６が露出している場合も、複数の線状電極２４の間に強アンカリング膜３６を選択的に形成することができる。すなわち、紫外線照射により重合相分離したＵＶ重合性モノマー３６２の重合体は、複数の線状電極２４の間の無機絶縁膜や有機絶縁膜に密着する一方、複数の線状電極２４上の弱アンカリング膜３４には密着しない。このようにして、紫外線照射により液晶層２０中のＵＶ重合性モノマー３６２が重合相分離してなる強アンカリング膜３６が複数の線状電極２４の間の基板１６上に選択的に直接形成される。

なお、線状電極２４の間に下地膜３８が形成されておらず、線状電極２４の直上に弱アンカリング膜３４が形成された状態の基板１６は、例えば次のようにして用意することができる。すなわち、図４（ｃ）に示すように線状電極２４を形成した後、例えばインクジェット法等により、弱アンカリング膜３４を線状電極２４の上に選択的に形成することができる。また、感光性樹脂膜５６としてネガ型のレジスト膜を用い、図５（ｂ）に示すように感光性樹脂膜５６ａを露光した後、線状電極２４の間の未露光の感光性樹脂膜５６を現像により除去することもできる。なお、弱アンカリング膜３４の線状電極２４上への形成方法は、これに限定されるものではない。

以後、図５（ｃ）、図６（ａ）及び図６（ｂ）と同様の工程等を行うことにより、図７に示す液晶表示装置１００を製造することができる。

（評価結果）
次に、本実施形態による液晶表示装置の評価結果について説明する。

実施例１及び比較例１、２による液晶表示装置のそれぞれについて、シミュレーションを行い、最大透過率Ｔ_ｍａｘ、コントラスト比_ＣＲ、電圧オフ時の応答時間τ_ｏｆｆ等を計算した。各実施例及び比較例による液晶表示装置のセルの構成は、以下のとおりである。

実施例１のセル構成は、図１に示す液晶表示装置１０のセルに対応し、基板１６側において、線状電極２４の直上に弱アンカリング膜３４が設けられ、線状電極２４の間に強アンカリング膜３６が設けられたものである。櫛歯電極は、幅３μｍの線状電極２４を１０μｍの間隔で配置したものとした。

比較例１のセル構成は、図１に示す液晶表示装置１０のセルにおいて、基板１６側において弱アンカリング膜３４及び強アンカリング膜３６が設けられていることに代えて、基板１６側の全面に強アンカリング膜が設けられたものである。

比較例２の構成は、図１に示す液晶表示装置１０のセルにおいて、基板１６側において弱アンカリング膜３４及び強アンカリング膜３６が設けられていることに代えて、基板１６側の全面に弱アンカリング膜が設けられたものである。

実施例１及び比較例１、２のそれぞれについて、閾値電圧Ｖ_ｔｈ、最大透過率Ｔ_ｍａｘを与える電圧Ｖ_ｍａｘ、最小透過率Ｔ_０、最大透過率Ｔ_ｍａｘ、コントラスト比ＣＲ、電圧オフ時の応答時間τ_ｏｆｆを表１に示す。なお、閾値電圧Ｖ_ｔｈは、Ｔ_ｍａｘの２％に相当する透過率を実現する電圧Ｖ_２％と定義する。また、比較例１、２の最小透過率Ｔ_０には実測値を用いた。実施例１の最小透過率Ｔ_０は原理的に比較例２の最小透過率Ｔ_０と同一値になると考えられるため、実施例１の最小透過率Ｔ_０には比較例１の最小透過率Ｔ_０の実測値を用いた。

表１に示されるように、実施例１では、最大透過率Ｔ_ｍａｘが、基板１６側の全面に強アンカリング膜を形成した比較例１の１．２５倍に向上されている。また、実施例１では、コントラスト比ＣＲが、比較例１の１．６倍に向上されている。また、実施例１では、基板１６側の全面に弱アンカリング膜を形成した比較例２と比較して、電圧オフ時の応答時間τ_ｏｆｆが６３％短縮されている。

上記評価結果により、実施例１では、光透過率を向上するとともに、電圧オフ時の応答性を改善することができたことわかる。

［変形実施形態］
本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、複数の線状電極２４を形成する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。複数の線状電極２４に代えて、種々の形状を有する電極を形成することができる。

また、上記実施形態では、強アンカリング膜３２として、ポリイミド膜からなる配向膜を形成する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。強アンカリング膜３２として、種々の材料からなる配向膜を形成することができる。

また、上記実施形態では、光重合性モノマーとしてＵＶ重合性モノマー３６２を用いてその重合相分離により強アンカリング膜３６を形成する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。ＵＶ重合性モノマー３６２のほか、種々の光重合性モノマーを用いてその重合相分離により強アンカリング膜３６を形成することができる。また、強アンカリング膜３６を形成するための材料は、光照射により重合する光重合性材料であればよい。光重合性材料は、光重合性モノマーのほか、ＵＶ重合性オリゴマー等の光重合性オリゴマーであってもよい。

１０…液晶表示装置
１２…液晶パネル
１６…基板
１８…基板
２０…液晶層
２４…線状電極
３２…強アンカリング膜
３４…弱アンカリング膜
３６…強アンカリング膜
３８…下地膜

Claims (13)

1. 第１の基板と、
   前記第１の基板に対向する第２の基板と、
   前記第１の基板と前記第２の基板とに挟まれた液晶層と、
   前記第１の基板の前記液晶層側の面上に形成され、前記第１の基板と水平な面内に電界を形成可能に構成された複数の電極と、
   前記複数の電極の直上に形成された第１の配向膜と、
   前記複数の電極の間の前記第１の基板上に形成された第２の配向膜と、
   前記第２の基板の前記液晶層側に形成された第３の配向膜とを有し、
   前記第１の配向膜のアンカリングエネルギーが、前記第２及び第３の配向膜のアンカリングエネルギーよりも小さく、
   前記第２の配向膜が、前記第１の配向膜よりも前記複数の電極間の前記第１の基板上の領域との親和性が高いことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第２の配向膜が、前記複数の電極の間の前記第１の基板上に選択的に形成された重合相分離膜からなることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記複数の電極間の前記第１の基板と前記第２の配向膜との間に形成された下地膜を有し、
   前記第２の配向膜が、前記第１の配向膜よりも前記下地膜との親和性が高いことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 前記下地膜が、未露光の感光性樹脂膜からなることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
5. 前記第１の配向膜が、露光された前記感光性樹脂膜からなることを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
6. 前記第２の配向膜が、前記複数の電極の間の前記第１の基板上に直接形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
7. 前記複数の電極が、それぞれ線状電極であり、櫛歯電極を構成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
8. 前記第１の配向膜のアンカリングエネルギーが、１０^−６Ｊ／ｍ^２以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
9. 前記第２の配向膜のアンカリングエネルギーが、前記第３の配向膜のアンカリングエネルギーと等しいことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
10. 前記複数の電極の主材料が、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ及びＡＴＯのうちのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
11. 第１の基板と；前記第１の基板に対向する第２の基板と；前記第１の基板と前記第２の基板とに挟まれた液晶層と；前記第１の基板の前記液晶層側の面上に形成され、前記第１の基板と水平な面内に電界を形成可能に構成された複数の電極と；前記複数の電極の直上に形成された第１の配向膜と；前記複数の電極の間の前記第１の基板上に形成された第２の配向膜と；前記第２の基板の前記液晶層側に形成された第３の配向膜とを有し、前記第１の配向膜のアンカリングエネルギーが、前記第２及び第３の配向膜のアンカリングエネルギーよりも小さい液晶表示装置の製造方法であって、
    前記第１の基板上に、前記複数の電極を形成する工程と、
    前記複数の電極の直上に、前記複数の電極間の前記第１の基板上の領域よりも、光重合性材料との親和性が低い前記第１の配向膜を形成する工程と、
    前記第１の基板と、前記第３の配向膜が形成された前記第２の基板との間に、液晶材料中に前記光重合性材料が混合された前記液晶層を挟む工程と、
    光照射により前記液晶層中の前記光重合性材料を重合相分離させることにより、前記光重合性材料が重合相分離してなる重合相分離膜からなる前記第２の配向膜を前記複数の電極間の前記第１の基板上に選択的に形成する工程と
    を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
12. 前記第１の配向膜を形成する工程は、
    前記第１の基板上及び前記複数の電極上に感光性樹脂膜を形成する工程と、
    前記複数の電極の直上の前記感光性樹脂膜を選択的に露光することにより、前記複数の電極間の前記第１の基板上に未露光の前記感光性樹脂膜からなる下地膜を形成するとともに、前記複数の電極の直上に、前記下地膜よりも前記光重合性材料との親和性が低い前記感光性樹脂膜からなる前記第１の配向膜を形成する工程とを有することを特徴とする請求項１１記載の液晶表示装置の製造方法。
13. 前記光重合性材料が、紫外線重合性モノマーであることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の液晶表示装置の製造方法。