JP2019152755A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜を用いる場合に、VHRの低下及び残留DCの増加を抑えることができる水平配向モードの液晶表示装置を提供する。【解決手段】画素電極12及び対向電極14を有する第1基板10と、第1基板10に対向する第2基板20と、第1基板10及び第2基板20の間に挟持され、液晶材料を含む液晶層30と、第1基板10及び液晶層30の間に設けられ、アゾベンゼン基を有するアゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜41と、を備え、配向膜41は、画素電極12に接触しないように設けられる液晶表示装置。【選択図】図1
Description
本発明は、液晶表示装置に関する。特に、水平配向モードの液晶表示装置に好適に用いられる液晶表示装置に関するものである。
液晶表示装置は、表示のために液晶組成物を利用する表示装置であり、その代表的な表示方式は、一対の基板間に封入された液晶組成物に対して電圧を印加し、印加した電圧に応じて液晶組成物中の液晶分子(液晶化合物)の配向状態を変化させることにより、光の透過量を制御するものである。このような液晶表示装置は、薄型、軽量及び低消費電力といった特長を活かし、幅広い分野で用いられている。
液晶表示装置の表示方式として、液晶分子の配向を基板面に対して平行な面内で主に回転させることによって制御を行う水平配向モードが、広視野角特性を得やすい等の理由から、注目を集めている。例えば、近年、スマートフォンやタブレット端末向けの液晶表示装置においては、水平配向モードの一種である面内スイッチング(IPS:In−Plane Switching)モードや、フリンジ電界スイッチング(FFS:Fringe Field Switching)モードが広く用いられている。
FFSモードの液晶表示装置として、例えば、特許文献1には、画素電極を含む第1基板と、上記第1基板に対向する第2基板と、上記第1基板及び上記第2基板の間に挟持された液晶層と、上記第1基板及び上記第2基板の少なくとも一方上に設けられた芳香族ポリイミド系配向膜と、光照射により上記液晶層にラジカルを供給し得るラジカル発生源とを備え、上記液晶層は、アルケニル基を有する液晶化合物を含み、上記芳香族ポリイミド系配向膜は、ポリイミド及びポリアミック酸の少なくとも一方のポリマーを含み、かつ、上記画素電極に接触しないように設けられ、上記少なくとも一方のポリマーは、芳香族テトラカルボン酸二無水物モノマーユニットを有する液晶表示装置が開示されている。
また、特許文献2には、液晶層を挟持する一対の基板のうちの一方の基板上に形成された画素電極及び共通電極と、表示領域に配置された複数の走査線及び複数の信号線と、上記表示領域の周縁部に沿って形成された共通配線と、平面視で上記信号線と重畳する位置に、上記共通電極と電気的接続され、上記共通電極よりも導電性が良好な導電性層と、を有し、上記導電性層が、上記信号線に沿って上記共通配線まで延在する直線形状を有し、上記表示領域の周縁部まで延在され、上記表示領域の周縁部において上記共通配線と電気的に接続される、液晶表示パネルが開示されている。
高速応答及び低電圧駆動を達成するために、液晶材料(正の誘電率異方性を有するポジ型液晶材料及び負の誘電率異方性を有するネガ型液晶材料の両者を含む)のネマティック相−等方相転移温度(Tni)を例えば72℃以下にまで、場合によっては60℃にまで下げ、更に、比較的極性の高い化合物を液晶材料に導入することがある。
ここで、水平配向モードの液晶表示装置であるFFSモードの液晶表示装置では、液晶材料中の極性成分が多くなることで、液晶材料の屈折率も一般的には大きくなるため、液晶層の散乱が大きくなり、コントラストが低下することがある。
そこで、本発明者らは、コントラストの低下を抑えるために配向膜の配向処理に着目した。配向処理の方法としては、配向膜表面をローラー等で擦るラビング法、及び、配向膜表面に光を照射する光配向法があり、ラビング法より光配向法の方が配向処理にムラが発生しにくく、より均一に液晶分子を配向させることができる。そのため、光配向法を用いることにより、基板全面にわたって良好な液晶配向を実現でき、液晶表示装置のコントラストを高めることができる。
光配向法による配向処理には、アゾベンゼン基に代表される光異性化型の基を有するポリマーを含む配向膜(以下、光異性化型配向膜ともいう)、シクロブタン環に代表される光分解型の基を有するポリマーを含む配向膜(以下、光分解型配向膜ともいう)、及び、シンナメート基に代表される光二量化型の基を有するポリマーを含む配向膜(以下、光二量化型配向膜ともいう)等の光配向膜が用いられる。
上記光二量化型配向膜を用いる場合、二量化反応を起こすために光照射量を多くする必要があり、製造工程上取扱い難くなる上、コントラスト等の特性も充分には改善されない。また、上記光分解型配向膜を用いる場合、低分子分解物が発生し、上記低分子分解物が液晶層へ溶出することにより、しみや焼付きが発生してしまう場合がある。
一方、上記光異性化型配向膜を用いる場合は、分解物の発生は無く、高いコントラストが得られる。そこで、本発明者らは、アゾベンゼン基を有するアゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜に着目した。
一般に、アゾベンゼン基は、光(紫外光)に曝露されることによりシス体とトランス体とをスイッチングするため、偏光紫外光により異性化方向を規定して配向膜に配向処理を施し、液晶分子の配向を制御することができる。しかしながら、配向膜に含まれるアゾベンゼン基は、画素電極からのキャリア注入により、下記式1に示すような反応を起こしてラジカルアニオン又はラジカルカチオンを発生する可能性がある。
画素電極からのキャリア注入により、アゾベンゼン基からラジカルアニオン又はラジカルカチオンが発生してしまう理由を、図4を用いて以下に説明する。
図4は、画素電極及び対向電極から印加される電圧の波形を模式的に示した図である。画素電極からは、通常、図4に示すような周波数と解像度に対応した矩形波電圧(パルス電圧)が印加され、この印加電圧は可変である。リフレッシュレートが60Hzで解像度がフルハイビジョンの場合、1パルスの電圧印加時間はおよそ15μsと短い。また、一般的に、画素電極と誘電体が接している場合、印加電圧値が変化した瞬間に一瞬、誘電体を構成する分子中の自由電子やπ共役系物質と画素電極との間で電荷相互作用が起こる。
したがって、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜と画素電極とが互いに接触していると、電圧値が変動した瞬間に、画素電極からアゾベンゼン基に電子が流れたり、また逆にアゾベンゼン基から画素電極に電子が流れたりする(上記式1参照)。このような電子の受け渡し(酸化還元反応)が液晶表示装置の駆動期間中に継続的に行われると、上記アゾベンゼン基から最終的にイオン(ラジカルアニオン又はラジカルカチオン)が形成される。
他方、画素電極に接触する誘電体が無機材料等の電荷相互作用を起こしにくいような材料で構成されている場合、印加電圧が変動しても、画素電極と無機材料間で電荷相互作用(電子授受)は起こらず、イオン化も起こらない。
また、対向(共通)電極からは、通常、一定の電圧が挿入されるのみである。このように一定電圧の挿入しか起こらない場合、経時的な印加電圧変動が無いため、電極と誘電体間ですぐに平衡状態になり、上記式1に示すような電極と誘電体間での電荷相互作用は起こらず、結果として酸化還元反応は起こらない。したがって対向電極がアゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜と接触していてもイオン化は起こらないか、非常に起こりにくい。
アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜と画素電極とが互いに接触することにより上記アゾベンゼン基から発生したラジカルアニオン又はラジカルカチオンは、液晶化合物(特に極性のある又は極性の高い液晶化合物)に転移し、液晶層中でラジカル又はラジカルイオン(ラジカルカチオン又はラジカルアニオン)が生成される。例えば、極性の高い液晶化合物を用いる場合、ポジ型液晶材料では下記式2に示すような反応が起こり、ネガ型液晶材料では下記式3に示すような反応が起こる。
液晶層中でラジカル又はラジカルイオンが生成されると、液晶表示装置においてVHR〔Voltage Holding Ratio:電圧保持率〕の低下及び残留DCの増加が起こり、焼付き等が発生してしまう。
上記特許文献1には、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜については何ら記載されていない。また、上記特許文献2に記載の発明の解決すべき課題は、共通電極の電気抵抗値を小さくすることによりフリッカやクロストークを低減したFFSモードの液晶表示パネルを提供することであり、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜を用いる場合に、液晶表示装置のVHRの低下及び残留DCの増加を抑える技術については何ら開示されていない。
本発明は上記現状に鑑みてなされたものであり、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜を用いる場合に、VHRの低下及び残留DCの増加を抑えることができる水平配向モードの液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜を用いる場合に、VHRの低下及び残留DCの増加を抑えることができる水平配向モードの液晶表示装置について種々検討した結果、基板に設けられる画素電極及び配向膜の配置に着目した。そして、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜を、基板上に設けられた画素電極に接触しないよう配置することにより、画素電極からのキャリア注入に伴いアゾベンゼン基にラジカルアニオン又はラジカルカチオンが発生してしまうことを抑えることができることを見出した。これにより、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達した。
すなわち、本発明の一態様は、画素電極及び対向電極を有する第1基板と、上記第1基板に対向する第2基板と、上記第1基板及び上記第2基板の間に挟持され、液晶材料を含む液晶層と、上記第1基板及び上記液晶層の間に設けられ、アゾベンゼン基を有するアゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜と、を備え、上記配向膜は、上記画素電極に接触しないように設けられる液晶表示装置であってもよい。
上記液晶材料は、ネマティック相−等方相転移点が72℃以下であってもよい。
上記液晶材料は、正の誘電率異方性を有してもよい。
上記液晶材料は、下記化学式(A1)で表される基を有する少なくとも一種の液晶化合物と、下記化学式(A2)で表される基を有する少なくとも一種の液晶化合物との少なくとも一方を含んでもよい。
上記化学式(A1)及び(A2)におけるnは、1であってもよい。
上記液晶材料は、負の誘電率異方性を有してもよい。
上記液晶材料は、下記化学式(B1)で表される基を有する少なくとも一種の液晶化合物を含んでもよい。
上記化学式(B1)におけるXbの少なくとも1つは、フッ素原子であってもよい。
上記アゾベンゼン基含有ポリマーは、主鎖にアゾベンゼン基を有してもよい。
上記アゾベンゼン基含有ポリマーは、ポリアミック酸構造及びポリイミド構造の少なくとも一方の構造を有してもよい。
上記ポリアミック酸構造は、下記化学式(PA)で表される少なくとも一種の構造であり、上記ポリイミド構造は、下記化学式(PI)で表される少なくとも一種の構造であってもよい。
上記第1基板は、絶縁膜を更に含み、上記絶縁膜は、上記画素電極を覆い、かつ、アゾベンゼン基を有するアゾベンゼン基含有ポリマーを含まなくてもよい。
上記液晶表示装置は、フリンジ・フィールド・スイッチングモード液晶表示装置であり、上記第1基板は、上記対向電極、上記絶縁膜及び上記画素電極を上記液晶層側からこの順に有してもよい。
上記液晶表示装置は、フリンジ・フィールド・スイッチングモード液晶表示装置であり、上記絶縁膜は、第1の絶縁膜であり、上記第1基板は、第2の絶縁膜を更に備え、かつ、上記第1の絶縁膜、上記画素電極、上記第2の絶縁膜及び上記対向電極を上記液晶層側からこの順に有してもよい。
上記液晶表示装置は、イン・プレーン・スイッチングモード液晶表示装置であり、上記絶縁膜は、上記画素電極及び上記対向電極よりも上記液晶層側に設けられてもよい。
本発明によれば、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜を用いる場合に、VHRの低下及び残留DCの増加を抑えることができる水平配向モードの液晶表示装置を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を充足する範囲内で、適宜設計変更を行うことが可能である。
なお、以下の説明において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
また、実施形態に記載された各構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。
なお、以下の説明において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
また、実施形態に記載された各構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。
[実施形態1]
本実施形態では、フリンジ・フィールド・スイッチング(FFS)モードの液晶表示装置を例に挙げて説明を行う。図1は、実施形態1の液晶表示装置の断面模式図である。図1に示すように、本実施形態の液晶表示装置1は、第1基板10と、第1基板10に対向する第2基板20と、第1基板10及び第2基板20の間に挟持された液晶層30と、第1基板10及び液晶層30の間に設けられた第1の配向膜41と、第2基板20及び液晶層30の間に設けられた第2の配向膜42と、を備え、第1の配向膜41及び第2の配向膜42は、アゾベンゼン基を有するアゾベンゼン基含有ポリマーを含む。
本実施形態では、フリンジ・フィールド・スイッチング(FFS)モードの液晶表示装置を例に挙げて説明を行う。図1は、実施形態1の液晶表示装置の断面模式図である。図1に示すように、本実施形態の液晶表示装置1は、第1基板10と、第1基板10に対向する第2基板20と、第1基板10及び第2基板20の間に挟持された液晶層30と、第1基板10及び液晶層30の間に設けられた第1の配向膜41と、第2基板20及び液晶層30の間に設けられた第2の配向膜42と、を備え、第1の配向膜41及び第2の配向膜42は、アゾベンゼン基を有するアゾベンゼン基含有ポリマーを含む。
実施形態の液晶表示装置は、更に、第1基板10の液晶層30と反対側の面に配置される第1偏光板(図示省略)、第2基板20の液晶層30と反対側の面に配置される第2偏光板(図示省略)、及び、上記第1偏光板の液晶層30と反対側の面に配置されるバックライト(図示省略)を備える。
第1基板10は、図1に示すように、絶縁基板11と、画素電極12と、絶縁膜(第1の絶縁膜)13と、スリット(開口)が設けられた対向電極(共通電極)14と、を液晶層30に向かって順に備える。第1基板10は、FFS用電極基板ともいう。
第2基板20は、図1に示すように、絶縁基板21と、カラーフィルタ22及びブラックマトリクス(図示省略)と、を液晶層30に向かって順に備える。第2基板20は、対向基板ともいう。
ここで、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜を画素電極と接触させて使用する場合、上記式1に示すように、アゾベンゼン基への電荷移動により、画素電極と上記配向膜との界面で酸化還元反応が起こり、ラジカルイオンが形成される。更に、該ラジカルイオンが液晶層中の液晶化合物(特に極性のある又は極性の高い液晶化合物)に転移するため、VHRの低下及び残留DCの増加をもたらす。
本実施形態では、第1基板10上に設けられた、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む第1の配向膜41が、第1基板10の画素電極12に接触しないように設けられている。このような態様とすることにより、画素電極12から第1の配向膜41へのキャリア注入を抑え、上記式1に示すような酸化還元反応によるアゾベンゼン基のラジカルイオン化を抑えることができる。その結果、アゾベンゼン基から発生したラジカルイオンに起因して、液晶層30中にラジカル又はラジカルイオンが生成される反応(例えば、上記式2又は3に示す反応)を抑えることが可能となり、液晶表示装置1においてVHRの低下及び残留DCの増加を抑制することができる。また、第2の配向膜42についても、液晶層30を介して第1基板10に対向し、第1基板10の画素電極12に接触しないため、同様に第2の配向膜42中のアゾベンゼン基に起因するVHRの低下及び残留DCの増加を抑制することができる。したがって、本実施形態の液晶表示装置1は、長期使用においても、焼き付きを抑えて問題のない信頼性レベルを達成することができる。
第1基板10では、より具体的には、図1に示すように、電圧印加を行う画素電極12を、無機材料で構成する絶縁膜13の下側に設け、第1の配向膜41を、画素電極12と接触しないように配置する。また、対向電極14を絶縁膜13の上側に設け、対向電極14と第1の配向膜41とが互いに接触するように配置する。このような態様とすることにより、画素電極12と第1の配向膜41に含まれるアゾベンゼン基とが直接接触しなくなるため、上記式1に示すような酸化還元反応によるアゾベンゼン基のラジカルイオン化は起こらなくなる。したがって酸化還元反応によるアゾベンゼン基のラジカルイオン化と、液晶化合物(特に極性の高い液晶化合物)へのラジカルイオンの転移は起こらなくなり、液晶表示装置1のVHRの低下及び残留DCの増加を抑制することができる。なお、上述のように、対向電極14と第1の配向膜41との界面では電荷の注入は起こらない。以下に、本実施形態の詳細を説明する。
第1基板10は、複数のソース線(図示省略)、複数のソース線と交差する複数のゲート線(図示省略)、及び、複数の薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)(図示省略)を備える。また、互いに隣接する2本のソース線と、互いに隣接する2本のゲート線とに囲まれた各領域には、画素電極12が配置される。
各TFTは、複数のソース線及び複数のゲート線のうちの対応するソース線及びゲート線に接続され、薄膜半導体、対応するソース線の一部で構成されるソース電極、対応するゲート線の一部で構成されるゲート電極、及び、複数の画素電極12のうちの対応する画素電極12と接続されたドレイン電極を有する三端子スイッチである。
画素電極12は薄膜半導体を介してソース線と接続されており、ゲート線のOn/Offの電位制御によってソース信号を画素電極12へ充電し、画素電位を任意に制御することができる。これにより、画素電極12と、画素電極12の上層に第1の絶縁膜13介して配置され、かつ、スリットが設けられた対向電極14との間でフリンジ電界を発生させ、液晶層30に含まれる液晶分子(液晶化合物)を回転させる。このようにして画素電極12と対向電極14との間に印加する電圧の大きさを制御し、液晶層30のリタデーションを変化させ、光の透過、不透過を制御する。
TFT等のスイッチング素子を備えるアクティブマトリクス型の表示方式では、通常、各画素に設けられたTFTがオンのときに、TFTを通じて信号電圧が画素電極に印加され、このときに画素に充電された電荷は、TFTがオフの期間中に保持される。充電された電荷を1フレーム期間(例えば、16.7ms)中に保持した割合を示すのが電圧保持率(VHR:Voltage Holding Ratio)である。すなわち、VHRが低いということは、液晶層30に印加される電圧が時間とともに減衰しやすいことを意味し、アクティブマトリクス型の表示方式においては、VHRを高くすることが求められる。
絶縁膜13は、画素電極12と対向電極14とを絶縁する層間絶縁膜として機能を有する。絶縁膜13は、アゾベンゼン基を有するアゾベンゼン基含有ポリマーを含まない。このような態様とすることにより、画素電極12と絶縁膜13との間で酸化還元反応が起こることを抑えることが可能となり、VHRの低下及び残留DC(rDC)の増加をより抑えることができる。
絶縁膜13として、本実施形態では無機絶縁膜を用いるが、この他に、アゾベンゼン基含有ポリマー以外の有機絶縁膜、又は、上記有機絶縁膜と無機絶縁膜との積層体を用いることができる。無機絶縁膜としては、例えば、窒化珪素(SiNx)、酸化珪素(SiO2)等の無機膜(比誘電率ε=5〜7)や、それらの積層膜を用いることができる。有機絶縁膜としては、例えば、感光性アクリル樹脂等の比誘電率の小さい有機膜(比誘電率ε=2〜5)を用いることができる。
FFSモードである本実施形態では、図1に示したように、画素電極12と、画素電極12を覆う絶縁膜13と、絶縁膜13上の対向電極14とによってFFS電極構造を構成することが好ましく、これにより、電圧印加時、液晶層30中に斜め電界(フリンジ電界)が形成される。また、この場合、対向電極14は、スリット電極であり、スリット電極としては、例えば、その全周を電極に囲まれた線状の開口部をスリットとして備えるものや、複数の櫛歯部を備え、かつ櫛歯部間に配置された線状の切れ込みがスリットを構成する櫛型形状のものを用いることができる。一方、画素電極12は、各画素領域を占めるように形成された面状電極であってもよいし、図1に示したように、スリットが設けられたスリット電極であってもよい。ただし、後者の場合、画素電極12が対向電極14のスリット全体と重なるように、画素電極12のスリットは設けられている。
第2基板20は、絶縁基板21上に、格子状に形成されたブラックマトリクス(図示省略)、及び、格子の内側(各画素内)に形成されたカラーフィルタ22等が設けられた構造を有する。なお、カラーフィルタ22は、第2基板20ではなく第1基板10に設けられてもよい。
液晶層30は、液晶材料を含んでおり、液晶層30に対して電圧を印加し、印加した電圧に応じて液晶材料中の液晶化合物の配向状態を変化させることにより、光の透過量を制御するものである。
上記液晶材料は、ネマティック相−等方相転移点(Tni)が72℃以下であることが好ましい。液晶材料のTniを72℃以下と低くすると液晶材料の粘度が低下する。液晶材料の粘度が低下すると、液晶表示装置の高速応答化に有効であるが、同時に、液晶材料中に含まれる不純物イオンも可動し易くなる。不純物イオンが液晶材料(液晶表示装置における液晶層)中で可動し易くなると、高粘度では可動できないイオンも可動し始めるため、VHRはより大きく低下する。更に、液晶層中での可動イオンの密度が増加すると、可動イオンが液晶層と配向膜との界面に到達し、配向膜表面に吸着されるイオン密度も増加するため、rDCが増加する。したがって、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜を用いる場合に、液晶層中で不純物イオン(ラジカルイオン)が生成されることにより発生するVHRの低下及びrDCの増加は、Tniが72℃以下の低粘度の液晶材料を用いる場合に特に顕著となる。すなわち、Tniが72℃以下の場合に、VHRの低下及びrDCの増加による焼き付きやシミが発生し易くなり、信頼性の低下が起こり易い。
しかしながら、本実施形態の液晶表示装置1では、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む第1の配向膜41及び第2の配向膜42が、それぞれ、画素電極12に接触しないように設けられているため、画素電極12から第1の配向膜41及び第2の配向膜42へのキャリアの注入が抑えられ、Tniが72℃以下の液晶材料を用いる場合であっても、液晶表示装置1のVHR低下及びrDCの増加を効果的に抑制することができる。
上記液晶材料のTniは、実使用面から60℃以上であることが好ましい。Tniが60℃より低い場合は、液晶表示装置1の使用中に液晶材料が等方相に転移してしまい、表示を認識できなくなる場合がある。一方Tniが72℃より高くなると、液晶材料の粘度が高くなりすぎるため、液晶表示装置1の応答特性が非常に悪くなる場合がある。液晶材料のTniは次のように測定することができる。細いキャピラリー内に液晶材料を入れ、そのキャピラリーを昇温させながら透明度(透過率)をモニターし、透過率が上がり始める温度をTniとすることができる。
上記液晶材料に、例えば、環状ユニットを2つ有し、かつ、分子量の比較的低い液晶化合物を導入することにより、液晶材料のTniを72℃以下に調整することができる。上記環状ユニットとしては、ベンゼン環、シクロヘキサン等が挙げられ、液晶化合物1分子に含まれる2つの環状ユニットの構造は互いに同じであっても、互いに異なっていてもよい。
上記環状ユニットを2つ有し、かつ、分子量の比較的低い液晶化合物の好適な例としては、例えば、下記化学式(D1)で表される少なくとも一種の液晶化合物及び下記化学式(D2)で表される少なくとも一種の液晶化合物が挙げられる。これらは何れかを単独で用いることもでき、二種以上を併用することもできる。下記化学式(D1)で表される少なくとも一種の液晶化合物は、極性の液晶化合物(負の誘電率異方性を有する液晶化合物)であり、下記化学式(D2)で表される少なくとも一種の液晶化合物は、極性を持たない液晶化合物である。
上記化学式(D1)におけるR1及びR2、並びに、上記化学式(D2)におけるR1及びR2が表す炭素数1〜5の炭化水素基としては、飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基が挙げられ、飽和炭化水素基及び不飽和炭化水素基は、それぞれ、直鎖構造であっても、分岐構造であっても、環構造であってもよい。上記環構造としては、例えば、シクロヘキサン構造が挙げられる。
本実施形態で用いられる液晶材料は、下記式で定義される誘電率異方性(Δε)が正の値を有するものであってもよく、負の値を有するものであってもよい。正の誘電率異方性を有する液晶材料はポジ型液晶材料ともいい、負の誘電率異方性を有する液晶材料はネガ型液晶材料ともいう。なお、液晶分子の長軸方向が遅相軸の方向となる。また、液晶分子は、電圧が印加されていない状態(電圧無印加状態)で、ホモジニアス配向するものであり、電圧無印加状態における液晶分子の長軸の方向は、液晶分子の初期配向の方向ともいう。
Δε=(長軸方向の誘電率)−(短軸方向の誘電率)
Δε=(長軸方向の誘電率)−(短軸方向の誘電率)
液晶材料の誘電率異方性(Δε)は、水平配向の液晶セルを作製し、高電圧印加前後の容量値を用いて、長軸方向の誘電率と短軸方向の誘電率を算出して求めることができる。また、液晶材料の複屈折率(Δn)は、アッベ屈折率計を用いて測定することができる。
上記液晶材料がポジ型液晶材料である場合、液晶材料の誘電率異方性は、2〜15であることが好ましく、2.5〜6であることがより好ましく、上記液晶材料がネガ型液晶材料である場合、液晶材料の誘電率異方性は、−10〜−2であることが好ましく、−4〜−2.5であることがより好ましい。このように誘電率異方性の絶対値が大きな液晶材料には、高極性の液晶化合物が多く含まれるため、画素電極からのキャリア注入によりアゾベンゼン基がラジカルイオン化し、更にそれが液晶材料に転移してVHRの低下及びrDCの増加を引き起こし易いが、上述のように、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜41及び42を画素電極12に接触しないように設けることで、上記の誘電率異方性を有する液晶材料を用いる場合であっても、VHRの低下及びrDCの増加を効果的に抑制することができる。
上記液晶材料が正の誘電率異方性を有する場合、液晶材料は、下記化学式(A1)で表される基を有する少なくとも一種の液晶化合物と、下記化学式(A2)で表される基を有する少なくとも一種の液晶化合物との少なくとも一方を含むことが好ましい。これらの液晶化合物は何れかを単独で用いることもでき、二種以上を併用することもできる。これらの液晶化合物は、正の誘電率異方性を有する高極性の液晶化合物であるが、1つの酸素原子及び2つのフッ素原子が1つの炭素原子に結合し、当該炭素原子の電子求核性が上がるため、高い極性を有する。そのため、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜と画素電極とが互いに接触することによりアゾベンゼン基から発生したラジカルイオンはこれらの液晶化合物に転移し易く、VHRの低下やrDCの増加を引き起こし易い。しかしながら、本実施形態のように、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜41及び42を画素電極12と接触しないように設けることにより、極性の高いこれらの液晶化合物が液晶層30に含まれる場合であっても、VHRの低下及びrDCの増加を効果的に抑制することができる。また、極性の高いこれらの液晶化合物を用いることにより、液晶表示装置1の低電圧駆動を実現することができる。更に、これらの液晶化合物は、高い極性を有するため化合物間の結合が強固であり、液晶材料のTniを向上させることができる。そのため、液晶材料のTniが低くなり過ぎないよう、これらの液晶化合物を用いてTniを調整することができる。
上記化学式(A1)で表される基に含まれる少なくとも1つの水素原子が置換される場合、ハロゲン原子に置換されることが好ましく、フッ素原子に置換されることがより好ましい。また、上記化学式(A2)で表される基に含まれる少なくとも1つの水素原子が置換される場合、ハロゲン原子に置換されることが好ましく、フッ素原子に置換されることがより好ましい。
上記液晶材料が正の誘電率異方性を有する場合、上記液晶材料において、上記化学式(A1)で表される基を有する液晶化合物及び上記化学式(A2)で表される基を有する液晶化合物の含有量の合計は、液晶材料の総重量に対して、3〜70wt%であることが好ましく、5〜50wt%であることがより好ましい。このように、液晶材料に極性の液晶化合物が多く含まれる場合、VHRの低下及びrDCの増加が起こり易いが、本実施形態の液晶表示装置1では、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む第1の配向膜41及び第2の配向膜42が、それぞれ、画素電極12に接触しないように設けられているため、液晶表示装置1のVHRの低下及びrDCの増加を効果的に抑制することができる。また、このような態様とすることにより、液晶表示装置1の低電圧駆動を実現することができる。
上記化学式(A1)及び(A2)におけるnは、1であることが好ましい。通常アゾベンゼン基は可視光波長域までの光を吸収するため、バックライト光を吸収し、開裂反応が起こる。しかしながら、ベンゼン環、フッ素基及び酸素基を含む化合物とアゾベンゼン基とは、下記式4に示すような相互作用(双極子−双極子相互作用)により会合体を形成するため、光照射によるアゾベンゼン基の開裂が起こりにくくなり、長期間使用しても、VHR低下がより起こりにくく、rDCの増加もより起こりにくくなる。
上記化学式(A1)で表される基を有する液晶化合物の好ましい態様としては、下記化学式(A1−1)〜(A1−3)で表される正の誘電率異方性を有する高極性の液晶化合物が挙げられ、上記(A2)で表される基を有する液晶化合物の好ましい態様としては、下記化学式(A2−1)〜(A2−4)で表される正の誘電率異方性を有する高極性の液晶化合物が挙げられる。これらは何れかを単独で用いることもでき、二種以上を併用することもできる。
上記液晶材料が正の誘電率異方性を有する場合、液晶材料は、上記の正の誘電率異方性を有する高極性の液晶化合物の他、正の誘電率異方性を有する低極性の液晶化合物や極性を持たない液晶化合物を含んでいてもよい。
上記液晶材料が負の誘電率異方性を有する場合、液晶材料は、下記化学式(B1)で表される基を有する少なくとも一種の液晶化合物を含むことが好ましい。これらの液晶化合物は何れかを単独で用いることもでき、二種以上を併用することもできる。これらの液晶化合物は、負の誘電率異方性を有する相対的に高極性の液晶化合物であるが、1つの酸素原子及び2つのハロゲン原子が1つの芳香環に結合し、当該芳香環の電子求核性が上がるため、高い極性を有する。そのため、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜と画素電極とが互いに接触することによりアゾベンゼン基から発生したラジカルイオンはこれらの液晶化合物に転移し易く、VHRの低下やrDCの増加を引き起こし易い。しかしながら、本実施形態のように、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜41及び42を画素電極12と接触しないように設けることにより、極性の高いこれらの液晶化合物が液晶層30に含まれる場合であっても、VHRの低下及びrDCの増加を効果的に抑制することができる。また、極性の高いこれらの液晶化合物を用いることにより、液晶表示装置1の低電圧駆動を実現することができる。更に、これらの液晶化合物は、相対的に高い極性を有するため化合物間の結合が強固であり、液晶材料のTniを向上させることができる。そのため、液晶材料のTniが低くなり過ぎないよう、これらの液晶化合物を用いてTniを調整することができる。
上記化学式(B1)におけるRbは、炭素数1〜16の飽和アルキル基であることが好ましく、2〜6の飽和アルキル基であることがより好ましい。Rbは、直鎖構造の飽和アルキル基であっても、分岐構造の飽和アルキル基であっても、環状の飽和アルキル基であってもよい。
上記化学式(B1)で表される基に含まれる少なくとも1つの水素原子が置換される場合、ハロゲン原子に置換されることが好ましく、フッ素原子に置換されることがより好ましい。
上記液晶材料が負の誘電率異方性を有する場合、上記液晶材料において、上記化学式(B1)で表される基を有する液晶化合物の含有量は、液晶材料の総重量に対して、3〜70wt%であることが好ましく、5〜25wt%であることがより好ましい。このように、液晶材料に高極性の液晶化合物が多く含まれる場合、VHRの低下及びrDCの増加が起こり易いが、本実施形態の液晶表示装置1では、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む第1の配向膜41及び第2の配向膜42が、それぞれ、画素電極12に接触しないように設けられているため、液晶表示装置1のVHRの低下及びrDCの増加を効果的に抑制することができる。また、このような態様とすることにより、液晶表示装置1の低電圧駆動を実現することができる。
上記化学式(B1)におけるXbの少なくとも1つは、フッ素原子であることが好ましい。上述のように、通常アゾベンゼン基は可視光波長域までの光を吸収するため、バックライト光を吸収し、開裂反応が起こる。しかしながら、ベンゼン環、フッ素基、及び酸素基を含む化合物とアゾベンゼン基とは、下記式5に示すような相互作用(双極子−双極子相互作用)により会合体を形成するため、光照射によるアゾベンゼン基の開裂が起こりにくくなり、長期間使用しても、VHR低下がより起こりにくく、rDCの増加もより起こりにくくなる。また、上記化学式(B1)におけるXbの少なくとも1つがフッ素原子であることにより、上記化学式(B1)で表される基を有する液晶化合物の極性をより高め、液晶表示装置1をより低電圧で駆動することができる。
上記化学式(B1)で表される基を有する液晶化合物の好ましい態様としては、下記化学式(B21)〜(B25)で表される負の誘電率異方性を有する高極性の液晶化合物が挙げられる。これらは何れかを単独で用いることもでき、二種以上を併用することもできる。
上記化学式(B23)で表される液晶化合物の具体例としては、下記化学式(B23−1)で表される負の誘電率異方性を有する高極性の液晶化合物が挙げられる。
上記液晶材料が負の誘電率異方性を有する場合、液晶材料は、上記の負の誘電率異方性を有する高極性の液晶化合物の他、負の誘電率異方性を有する低極性の液晶化合物や極性を持たない液晶化合物を含んでいてもよい。
液晶表示装置1が備える配向膜(第1の配向膜41及び第2の配向膜42)は、液晶層30における液晶分子の配向を制御する機能を有し、液晶層30への印加電圧が閾値電圧未満(電圧無印加を含む)のときには、主に上記配向膜の働きによって液晶層中の液晶分子の配向が制御される。この状態(以下、初期配向状態ともいう)において、基板(第1基板10及び第2基板20)の表面に対して液晶化合物の長軸が形成する角度が「プレチルト角」と呼ばれる。なお、本明細書において「プレチルト角」とは、基板面と平行な方向からの液晶化合物の傾きの角度を表し、基板面と平行な角度が0°、基板面の法線の角度が90°である。
第1及び第2の配向膜41及び42は、それぞれ、液晶層30中の液晶化合物を略水平に配向させるもの(水平配向膜)であり、プレチルト角が0°以上、5°以下であることが好ましい。
第1及び第2の配向膜41及び42は、それぞれ、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む。アゾベンゼン基は、アゾベンゼンから1以上(好ましくは2以上)の水素原子を除去した基であり、アゾベンゼン基含有ポリマーの主鎖及び側鎖の少なくとも一方に導入されている。アゾベンゼン基含有ポリマーに導入されたアゾベンゼン基の少なくとも1つの水素原子は置換されていてもよい。
上記アゾベンゼン基は、光照射によって異性化する光配向性官能基であるため、第1及び第2の配向膜41及び42は、光配向処理を施すことが可能であり、ラビング処理に比べて配向処理にムラが発生しにくいため、液晶表示装置1のコントラストの低下を抑えることができる。なお、本実施形態では、第1及び第2の配向膜41及び42の両方にアゾベンゼン基含有ポリマーが含まれる場合について説明するが、少なくとも第1の配向膜41にアゾベンゼン基含有ポリマーが含まれていればよい。
第1及び第2の配向膜41及び42に含まれるアゾベンゼン基含有ポリマーは、ポリマーの主鎖にアゾベンゼン基を有することが好ましい。このような態様とすることにより、極めて低いプレチルト角(0°以上、1°以下)で、液晶分子の配向方位を制御することが可能となる。
上記アゾベンゼン基含有ポリマーは、ポリアミック酸構造及びポリイミド構造の少なくとも一方の構造を有することが好ましい。ポリアミック酸構造及びポリイミド構造の少なくとも一方の構造を有するポリマーとしては、例えば、イミド化されていないポリアミック酸(ポリアミック酸構造を含み、ポリイミド構造を含まないポリマー)、ポリアミック酸が完全にイミド化されたポリイミド(ポリイミド構造を含み、ポリアミック酸構造を含まないポリマー)、及び、ポリアミック酸が部分的にイミド化されたポリイミド(ポリイミド構造及びポリアミック酸構造を含むポリマー)が挙げられる。
上記ポリアミック酸構造は、下記化学式(PA)で表される構造であることが好ましい。これらは何れかを単独で用いることもでき、二種以上を併用することもできる。また、上記ポリイミド構造は、下記化学式(PI)で表される構造であることが好ましい。これらは何れかを単独で用いることもでき、二種以上を併用することもできる。例えば、ビニル系ポリマーやポリシロキサンは主鎖が柔軟であるため、1°より高いプレチルト角が発現することが多いが、上記アゾベンゼン基含有ポリマーが、下記化学式(PA)で表されるポリアミック酸構造及び下記化学式(PI)で表されるポリイミド構造の少なくとも一方の構造を有することにより、主鎖が比較的剛直なポリアミック酸及びポリイミドの少なくとも一方のポリマーの主鎖にアゾベンゼン基が導入されるため、極めて低いプレチルト角(0°以上、1°以下)で、液晶分子の配向方位をより制御し易くなる。
上記化学式(X−1)〜(X−8)で表される基に含まれる少なくとも1つの水素原子は、ハロゲン原子、メチル基又はエチル基に置換されていてもよい。上記化学式(Y−1)〜(Y−11)で表される基に含まれる少なくとも1つの水素原子は、ハロゲン原子、メチル基又はエチル基に置換されていてもよい。上記化学式(Z−1)〜(Z−8)で表される基に含まれる少なくとも1つの水素原子は、ハロゲン原子、メチル基又はエチル基に置換されていてもよい。
上記化学式(PA)及び(PI)におけるXは、上記化学式(X−8)で表される基であることが好ましい。上記化学式(X−8)で表される基は、柔軟性及び非対称性を有するため、高分子主鎖が捩れ構造になり、配向膜中の分子密度が若干低下する。その結果、アゾベンゼン基の異性化が起こり易くなる。また、上記化学式(PA)及び(PI)におけるXは、(X−6)及び(X−7)で表される基の少なくとも一方であることが好ましい。上記化学式(X−6)又は(X−7)で表される基は、捩れ構造を有するため、配向膜中の分子密度が若干低下する。その結果、アゾベンゼン基の異性化が起こり易くなる。
上記化学式(PA)で表される構造を有するポリマーの1分子において、X、Y、W及びZは、それぞれ、1種類であってもよく、2種類以上であってもよい。また、上記化学式(PI)で表される構造を有するポリマーの1分子において、X、Y、W及びZは、それぞれ、1種類であってもよく、2種類以上であってもよい。また、アゾベンゼン基含有ポリマーは、1分子中に、上記化学式(PA)で表される構造及び(PI)で表される構造の両方を有していてもよい。
アゾベンゼン基含有ポリマーの重量平均分子量は、2,000〜1,000,000であることが好ましく、10,000〜200,000であることがより好ましい。アゾベンゼン基含有ポリマーの重量平均分子量を上記の範囲とすることにより、所望の膜厚で均一に成膜し易くなる。アゾベンゼン基含有ポリマーの重量平均分子量が小さ過ぎると、所望の膜厚に成膜しにくく、膜厚が厚くなり過ぎると均一の膜厚にならず、配向膜の表面の凹凸が顕著になることがある。なお、本明細書において、重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定することができる。
第1及び第2の配向膜41及び42には、それぞれ、上記化学式(PA)又は(PI)で表される少なくとも1種類のアゾベンゼン基含有ポリマーが含まれることが好ましく、2種類以上のアゾベンゼン基含有ポリマーが含まれていてもよい。
バックライトの方式は特に限定されず、例えば、エッジライト方式、直下型方式等が挙げられる。バックライトの光源の種類は特に限定されず、例えば、発光ダイオード(LED)、冷陰極管(CCFL)等が挙げられる。
上記第1偏光板及び上記第2偏光板は、いずれも吸収型偏光子であり、互いに吸収軸が直交したクロスニコルの配置関係にある。なお、上記第1偏光板の偏光軸及び上記第2偏光板の偏光軸の一方は、液晶分子の初期配向方位と平行な方向に配置され、他方は、液晶分子の初期配向方位に直交する方向に配置される。
[実施形態2]
本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、上記実施形態と重複する内容については説明を省略する。本実施形態の液晶表示装置は、FFSモードの液晶表示装置であり、第1基板の構造が異なること以外は、上記実施形態1の液晶表示装置と同様の構成を有する。
本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、上記実施形態と重複する内容については説明を省略する。本実施形態の液晶表示装置は、FFSモードの液晶表示装置であり、第1基板の構造が異なること以外は、上記実施形態1の液晶表示装置と同様の構成を有する。
図2は、実施形態2の液晶表示装置の断面模式図である。本実施形態の液晶表示装置1が有する第1基板10は、図2に示すように、絶縁基板11と、対向電極14と、第2の絶縁膜15と、スリット(開口)が設けられた画素電極12と、第1の絶縁膜13と、を液晶層30に向かって順に備える。上記実施形態1では、画素電極12及び対向電極14のうち、対向電極14を液晶層30側に設けたが、本実施形態では、画素電極12と対向電極14の配置を入れ替え、スリットが設けられた画素電極12を液晶層30側に設け、画素電極12の下層に第2の絶縁膜15を介して面状の対向電極14を設け、かつ、画素電極12と第1の配向膜41とが互いに接触しないよう、画素電極12及び第1の配向膜41の間に第1の絶縁膜13を設ける。
このように、本実施形態においても、上記実施形態1と同様に、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む第1の配向膜41及び第2の配向膜42が、それぞれ、画素電極12に接触しないように設けられている。このような態様とすることにより、画素電極12からのキャリア注入に伴いアゾベンゼン基にラジカルアニオン又はラジカルカチオンが発生して上記式1に示す反応が起こることを抑えることができる。その結果、アゾベンゼン基から発生したラジカルアニオン又はラジカルカチオンに起因して、液晶層中にラジカル又はラジカルイオンが生成される反応を抑えることが可能となり、液晶表示装置においてVHRの低下及び残留DCの増加を抑制することができる。
対向電極14と画素電極12との間に配置される第2の絶縁膜15として、本実施形態では無機絶縁膜を用いるが、この他に、有機絶縁膜、又は、無機絶縁膜と有機絶縁膜との積層体を用いることができる。無機絶縁膜としては、例えば、窒化珪素(SiNx)、酸化珪素(SiO2)等の無機膜(比誘電率ε=5〜7)や、それらの積層膜を用いることができる。有機絶縁膜としては、例えば、感光性アクリル樹脂等の比誘電率の小さい有機膜(比誘電率ε=2〜5)を用いることができる。
本実施形態では、図2に示したように、図1に示した場合とは反対に、画素電極12がスリット電極となり、対向電極14は面状電極となる。ただし、対向電極14がスリット電極であり、かつ対向電極14が画素電極12のスリット全体と重なるように対向電極14にスリットが設けられてもよい。
[実施形態3]
本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、上記実施形態と重複する内容については説明を省略する。上記実施形態1及び2に係る液晶表示装置はFFSモードの液晶表示装置であるが、本実施形態では、イン・プレーン・スイッチング(IPS)モードの液晶表示装置について説明する。
本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、上記実施形態と重複する内容については説明を省略する。上記実施形態1及び2に係る液晶表示装置はFFSモードの液晶表示装置であるが、本実施形態では、イン・プレーン・スイッチング(IPS)モードの液晶表示装置について説明する。
図3は、実施形態3の液晶表示装置の断面模式図である。本実施形態の液晶表示装置1が有する第1基板10は、図3に示すように、絶縁基板11と、画素電極12及び対向電極14と、絶縁膜13と、を液晶層30に向かって順に備える。本実施形態では、画素電極12と第1の配向膜41とが互いに接触しないよう、画素電極12及び対向電極14と第1の配向膜41との間に絶縁膜13を設ける。
このように、本実施形態においても、第1基板10上に設けられた、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む第1及び第2の配向膜41及び42が、第1基板10の画素電極12に接触しないように設けられている。このような態様とすることにより、画素電極12から第1及び第2の配向膜41及び42へのキャリア注入を抑え、酸化還元反応によるアゾベンゼン基のラジカルイオン化を抑えることができる。その結果、アゾベンゼン基から発生したラジカルイオンに起因して、液晶層30中にラジカル又はラジカルイオンが生成される反応を抑えることが可能となり、液晶表示装置1においてVHRの低下及び残留DCの増加を抑制することができる。したがって、本実施形態の液晶表示装置1は、長期使用においても、焼き付きを抑えて問題のない信頼性レベルを達成することができる。
画素電極12及び対向電極14は、それぞれ、櫛歯状に設けられた櫛歯状電極部分を有し、画素電極12及び対向電極14に設けられた櫛歯状電極部分は、互いに噛み合うように交互に配置されている。図3に示すように、本実施形態では、画素電極12及び対向電極14が互いに同一の層に設けられるが、画素電極12及び対向電極14は、絶縁膜を介して互いに異なる層に設けられてもよい。
以下に実施例及び比較例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
<実施例1−1〜1−2及び比較例1−1〜1−2>
[実施例1−1]
実施例1−1の液晶表示装置は、上記実施形態1に係るFFSモードの液晶表示装置1の一例である。実施例1−1の液晶表示装置を、以下の方法により作製した。まず、画素電極及び対向電極を有するFFS用電極基板(第1基板)と、電極を有さない対向基板(第2基板)とを用意した。FFS用電極基板側の電極配置は、図1に示した実施形態1のものであり、絶縁基板上に面状の画素電極を形成し、画素電極上に絶縁膜を形成し、絶縁膜上にスリット(開口)が設けられた対向電極を形成した。画素電極及び対向電極はITO(Indium Tin Oxide)を用いて形成し、絶縁膜はSiNを用いて形成した。
[実施例1−1]
実施例1−1の液晶表示装置は、上記実施形態1に係るFFSモードの液晶表示装置1の一例である。実施例1−1の液晶表示装置を、以下の方法により作製した。まず、画素電極及び対向電極を有するFFS用電極基板(第1基板)と、電極を有さない対向基板(第2基板)とを用意した。FFS用電極基板側の電極配置は、図1に示した実施形態1のものであり、絶縁基板上に面状の画素電極を形成し、画素電極上に絶縁膜を形成し、絶縁膜上にスリット(開口)が設けられた対向電極を形成した。画素電極及び対向電極はITO(Indium Tin Oxide)を用いて形成し、絶縁膜はSiNを用いて形成した。
次に、イミド化後に下記化学式(PI−1)に示すアゾベンゼン基含有ポリマー(重量平均分子量5,000〜50,000の範囲)となるポリアミック酸、及び、溶剤を含有する配向膜材料を、上記FFS用電極基板及び上記対向基板上に塗布し、80℃、2分の仮焼成、続いて120℃、40分の第一段階焼成を行った。続いて偏光紫外光を2J/cm2照射した後、230℃、40分の第二段階焼成を行い、上記ポリアミック酸をイミド化し、下記化学式(PI−1)に示すアゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜を、上記FFS用電極基板及び上記対向基板上に形成した。
続いて熱硬化型シール材を、上記FFS用電極基板及び上記対向基板の一方の基板上に描画し、紫外光をシール部分にのみ照射し仮硬化を行った。続いて、ODF(One Drop Fill:液晶滴下)工程により、Tniが70℃のポジ型液晶材料(Δε=3.0、Δn=0.12)を滴下した後、上記FFS用電極基板及び上記対向基板を貼り合わせ、150℃で40分間本硬化を行った。液晶材料は、下記化学式(A2−1)で表される液晶化合物(ポジ型の極性の液晶化合物)を含有する。液晶材料の総重量に対して、下記化学式(A2−1)で表される液晶化合物の含有量は、5〜30wt%の範囲であった。
最後に130℃で40分間加熱し、液晶材料の再配向処理を行い、その後室温まで冷却して実施例1−1のFFSモード液晶表示装置を作製した。
[実施例1−2]
Tniが70℃のポジ型液晶材料を、Tniが75℃のポジ型液晶材料(Δε=3.0、Δn=0.12)に変更したこと以外は、実施例1−1のFFSモードの液晶表示装置と同様にして、実施例1−2のFFSモードの液晶表示装置を得た。液晶材料の総重量に対して、上記化学式(A2−1)で表される液晶化合物の含有量は、5〜30wt%の範囲であった。
Tniが70℃のポジ型液晶材料を、Tniが75℃のポジ型液晶材料(Δε=3.0、Δn=0.12)に変更したこと以外は、実施例1−1のFFSモードの液晶表示装置と同様にして、実施例1−2のFFSモードの液晶表示装置を得た。液晶材料の総重量に対して、上記化学式(A2−1)で表される液晶化合物の含有量は、5〜30wt%の範囲であった。
[比較例1−1]
図5は、比較例1−1の液晶表示装置の断面模式図である。画素電極と対向電極の配置を入れ替え、画素電極を対向電極より液晶層側に配置し、対向電極に開口を設けず、画素電極に開口を設けたこと以外は、実施例1−1の液晶表示装置と同様にして、比較例1−1の液晶表示装置を作製した。
図5は、比較例1−1の液晶表示装置の断面模式図である。画素電極と対向電極の配置を入れ替え、画素電極を対向電極より液晶層側に配置し、対向電極に開口を設けず、画素電極に開口を設けたこと以外は、実施例1−1の液晶表示装置と同様にして、比較例1−1の液晶表示装置を作製した。
図5に示すように、比較例1−1の液晶表示装置1Rは、第1基板(FFS用電極基板)10Rと、第1基板10Rに対向する第2基板(対向基板)20Rと、第1基板10R及び第2基板20Rの間に挟持された液晶層30Rと、第1基板10R及び液晶層30Rの間に設けられた第1の配向膜41Rと、第2基板20R及び液晶層30Rの間に設けられた第2の配向膜42Rと、を備える。第1の配向膜41R及び第2の配向膜42Rは、実施例1−1で用いたアゾベンゼン基含有ポリマーを含む。比較例1の液晶表示装置1Rにおける第1基板10は、絶縁基板11R、対向電極14R、絶縁膜13R及びスリット(開口)が設けられた画素電極12Rを、液晶層30Rに向かって順に備える。すなわち、比較例1−1の液晶表示装置1Rは、画素電極12Rとアゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜41Rとが互いに接触する構成を有していた。
[比較例1−2]
Tniが70℃のポジ型液晶材料を、Tniが75℃のポジ型液晶材料(Δε=3.0、Δn=0.12)に変更したこと以外は、比較例1−1のFFSモードの液晶表示装置と同様にして、比較例1−2のFFSモードの液晶表示装置を作製した。液晶材料の総重量に対して、上記化学式(A2−1)で表される液晶化合物の含有量は、5〜30wt%の範囲であった。
Tniが70℃のポジ型液晶材料を、Tniが75℃のポジ型液晶材料(Δε=3.0、Δn=0.12)に変更したこと以外は、比較例1−1のFFSモードの液晶表示装置と同様にして、比較例1−2のFFSモードの液晶表示装置を作製した。液晶材料の総重量に対して、上記化学式(A2−1)で表される液晶化合物の含有量は、5〜30wt%の範囲であった。
[高温通電試験]
上記実施例1−1〜1−2及び比較例1−1〜1−2で作製したFFSモーの液晶表示装置の焼き付きを評価するため、70℃の恒温槽内で1000時間、10Vの電圧を印加(60Hz)しながら放置し、放置の前後におけるVHR及びrDCの測定を行った。VHRは東陽テクニカ社製6254型VHR測定システムを用いて、1V、70℃条件で測定した。rDCはフリッカ消去法により、DC2Vを2時間印加後のrDCを決定した。結果を下記表1に示す。
上記実施例1−1〜1−2及び比較例1−1〜1−2で作製したFFSモーの液晶表示装置の焼き付きを評価するため、70℃の恒温槽内で1000時間、10Vの電圧を印加(60Hz)しながら放置し、放置の前後におけるVHR及びrDCの測定を行った。VHRは東陽テクニカ社製6254型VHR測定システムを用いて、1V、70℃条件で測定した。rDCはフリッカ消去法により、DC2Vを2時間印加後のrDCを決定した。結果を下記表1に示す。
表1より、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜と画素電極とが互いに接触しない実施例1−1及び1−2では、1000時間のエージング後にVHRの低下及びrDCの増加はほぼ無かった。また、Tniが72℃以下の液晶材料を用いる場合はVHRの低下及びrDCの増加が発生し易いが、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜と画素電極とが互いに接触しない構成とすることにより、Tniが72℃以下の液晶材料を用いた実施例1−1の液晶表示装置においても、Tniが72℃より大きい実施例1−2の液晶表示装置と同程度に、VHRの低下及びrDCの増加を抑えることができた。すなわち、Tniが72℃以下の液晶材料を用いる場合に、VHRの低下及びrDCの増加を特に効果的に抑えることができる。
一方、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜と画素電極とが互いに接触する比較例1−1及び1−2では、1000時間のエージング後、VHRは大幅に低下し、rDCも増加した。画素電極からのキャリア注入によりアゾベンゼン基がラジカルイオン化し、更にそれが液晶材料に転移した可能性が高い。また、液晶材料のTniが75℃である比較例1−2では、Tniが70℃である比較例1−1と同等の傾向が示されたが、Tniが高い分だけ、比較例1−2におけるVHR及びrDCの悪化の程度は、比較例1−1より小さかった。
<実施例2−1〜2−3及び比較例2−1〜2−3>
[実施例2−1]
Tniが70℃のポジ型液晶材料を、Tniが60℃のポジ型液晶材料(Δε=3.0、Δn=0.12)に変更したこと以外は、実施例1−1と同様にして、実施例2−1のFFSモードの液晶表示装置を作製した。液晶材料は、下記化学式(A2−2)で表される液晶化合物(ポジ型の極性の液晶化合物)を含有する。液晶材料の総重量に対して、下記化学式(A2−2)で表される液晶化合物の含有量は、5〜30wt%の範囲であった。
[実施例2−1]
Tniが70℃のポジ型液晶材料を、Tniが60℃のポジ型液晶材料(Δε=3.0、Δn=0.12)に変更したこと以外は、実施例1−1と同様にして、実施例2−1のFFSモードの液晶表示装置を作製した。液晶材料は、下記化学式(A2−2)で表される液晶化合物(ポジ型の極性の液晶化合物)を含有する。液晶材料の総重量に対して、下記化学式(A2−2)で表される液晶化合物の含有量は、5〜30wt%の範囲であった。
[実施例2−2]
Tniが70℃のポジ型液晶材料を、Tniが60℃のポジ型液晶材料(Δε=6.0、Δn=0.12)に変更したこと以外は、実施例1−1と同様にして、実施例2−2のFFSモードの液晶表示装置を作製した。液晶材料の総重量に対して、上記化学式(A2−2)で表される液晶化合物の含有量は、5〜30wt%の範囲であった。
Tniが70℃のポジ型液晶材料を、Tniが60℃のポジ型液晶材料(Δε=6.0、Δn=0.12)に変更したこと以外は、実施例1−1と同様にして、実施例2−2のFFSモードの液晶表示装置を作製した。液晶材料の総重量に対して、上記化学式(A2−2)で表される液晶化合物の含有量は、5〜30wt%の範囲であった。
[実施例2−3]
Tniが70℃のポジ型液晶材料を、Tniが60℃のポジ型液晶材料(Δε=9.0、Δn=0.12)に変更したこと以外は、実施例1−1と同様にして、実施例2−3のFFSモードの液晶表示装置を作製した。液晶材料の総重量に対して、上記化学式(A2−2)で表される液晶化合物の含有量は、5〜30wt%の範囲であった。
Tniが70℃のポジ型液晶材料を、Tniが60℃のポジ型液晶材料(Δε=9.0、Δn=0.12)に変更したこと以外は、実施例1−1と同様にして、実施例2−3のFFSモードの液晶表示装置を作製した。液晶材料の総重量に対して、上記化学式(A2−2)で表される液晶化合物の含有量は、5〜30wt%の範囲であった。
[比較例2−1]
Tniが70℃のポジ型液晶材料を、Tniが60℃のポジ型液晶材料(Δε=3.0、Δn=0.12)に変更したこと以外は、比較例1−1と同様にして、比較例2−1のFFSモードの液晶表示装置を作製した。液晶材料の総重量に対して、上記化学式(A2−2)で表される液晶化合物の含有量は、5〜30wt%の範囲であった。
Tniが70℃のポジ型液晶材料を、Tniが60℃のポジ型液晶材料(Δε=3.0、Δn=0.12)に変更したこと以外は、比較例1−1と同様にして、比較例2−1のFFSモードの液晶表示装置を作製した。液晶材料の総重量に対して、上記化学式(A2−2)で表される液晶化合物の含有量は、5〜30wt%の範囲であった。
[比較例2−2]
Tniが70℃のポジ型液晶材料を、Tniが60℃のポジ型液晶材料(Δε=6.0、Δn=0.12)に変更したこと以外は、比較例1−1と同様にして、比較例2−2のFFSモードの液晶表示装置を作製した。液晶材料の総重量に対して、上記化学式(A2−2)で表される液晶化合物の含有量は、5〜30wt%の範囲であった。
Tniが70℃のポジ型液晶材料を、Tniが60℃のポジ型液晶材料(Δε=6.0、Δn=0.12)に変更したこと以外は、比較例1−1と同様にして、比較例2−2のFFSモードの液晶表示装置を作製した。液晶材料の総重量に対して、上記化学式(A2−2)で表される液晶化合物の含有量は、5〜30wt%の範囲であった。
[比較例2−3]
Tniが70℃のポジ型液晶材料を、Tniが60℃のポジ型液晶材料(Δε=9.0、Δn=0.12)に変更したこと以外は、比較例1−1と同様にして、比較例2−3のFFSモードの液晶表示装置を作製した。液晶材料の総重量に対して、上記化学式(A2−2)で表される液晶化合物の含有量は、5〜30wt%の範囲であった。
Tniが70℃のポジ型液晶材料を、Tniが60℃のポジ型液晶材料(Δε=9.0、Δn=0.12)に変更したこと以外は、比較例1−1と同様にして、比較例2−3のFFSモードの液晶表示装置を作製した。液晶材料の総重量に対して、上記化学式(A2−2)で表される液晶化合物の含有量は、5〜30wt%の範囲であった。
[高温通電試験]
実施例1−1と同様にして、実施例2−1〜2−3及び比較例2−1〜2−3についても高温通電試験を実施した。結果を下記表2に示す。
実施例1−1と同様にして、実施例2−1〜2−3及び比較例2−1〜2−3についても高温通電試験を実施した。結果を下記表2に示す。
表2の実施例2−1〜2−3より、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜と画素電極とが互いに接触しない構成とすることにより、液晶材料のTniが60℃であり、かつ、Δεが3.0〜9.0の範囲のポジ型液晶材料を用いても、1000時間のエージング後のVHRの低下及びrDCの増加が抑えられることが分かった。
一方、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜と画素電極とが互いに接触する比較例2−1〜2−3では、1000時間のエージング後にVHRの大幅な低下、及び、rDCの増加が見られた。特に、液晶材料のΔεの増加と共に、VHR及びrDCの悪化は顕著となった。画素電極からのキャリア注入により、配向膜に含まれるアゾベンゼン基含有ポリマー中のアゾベンゼン基がラジカルイオン化し、上記ラジカルイオンが液晶材料(特に、極性基を有する液晶化合物)に移転したことがより明確となった。
<実施例3及び比較例3−1〜3−3>
[実施例3]
液晶材料を、下記化学式(B21−1)で示される液晶化合物(ネガ型の高極性の液晶化合物)を含み、Tniが71℃のネガ型液晶材料(Δε=−3.5、Δn=0.10)に変更したこと以外は、実施例1−1と同様にして、実施例3のFFSモードの液晶表示装置を作製した。液晶材料の総重量に対して、下記化学式(B21−1)で表される液晶化合物の含有量は、1〜10wt%の範囲であった。
[実施例3]
液晶材料を、下記化学式(B21−1)で示される液晶化合物(ネガ型の高極性の液晶化合物)を含み、Tniが71℃のネガ型液晶材料(Δε=−3.5、Δn=0.10)に変更したこと以外は、実施例1−1と同様にして、実施例3のFFSモードの液晶表示装置を作製した。液晶材料の総重量に対して、下記化学式(B21−1)で表される液晶化合物の含有量は、1〜10wt%の範囲であった。
[比較例3−1]
液晶材料を、上記化学式(B21−1)で示される液晶化合物を含み、Tniが71℃のネガ型液晶材料(Δε=−3.5、Δn=1.0)に変更したこと以外は、比較例1−1と同様にして、比較例3−1のFFSモードの液晶表示装置を作製した。液晶材料の総重量に対して、上記化学式(B21−1)で表される液晶化合物の含有量は、1〜10wt%の範囲であった。
液晶材料を、上記化学式(B21−1)で示される液晶化合物を含み、Tniが71℃のネガ型液晶材料(Δε=−3.5、Δn=1.0)に変更したこと以外は、比較例1−1と同様にして、比較例3−1のFFSモードの液晶表示装置を作製した。液晶材料の総重量に対して、上記化学式(B21−1)で表される液晶化合物の含有量は、1〜10wt%の範囲であった。
[比較例3−2]
上記化学式(PI−1)に示すアゾベンゼン基含有ポリマーに替えて、下記化学式(PI−R)に示すシクロブタン環を有するポリマー(重量平均分子量5,000〜50,000の範囲)を用いて配向膜を形成したこと以外は、実施例3と同様にして、比較例3−2のFFSモードの液晶表示装置を作製した。シクロブタン環を有するポリマーが含まれる配向膜は、光配向処理を施すことができる。
上記化学式(PI−1)に示すアゾベンゼン基含有ポリマーに替えて、下記化学式(PI−R)に示すシクロブタン環を有するポリマー(重量平均分子量5,000〜50,000の範囲)を用いて配向膜を形成したこと以外は、実施例3と同様にして、比較例3−2のFFSモードの液晶表示装置を作製した。シクロブタン環を有するポリマーが含まれる配向膜は、光配向処理を施すことができる。
[比較例3−3]
上記化学式(PI−1)に示すアゾベンゼン基含有ポリマーに替えて、上記化学式(PI−R)に示すシクロブタン環を有するポリマー(重量平均分子量5,000〜50,000の範囲)を用いて配向膜を形成したこと以外は、比較例3−1と同様にして、比較例3−3のFFSモードの液晶表示装置を作製した。
上記化学式(PI−1)に示すアゾベンゼン基含有ポリマーに替えて、上記化学式(PI−R)に示すシクロブタン環を有するポリマー(重量平均分子量5,000〜50,000の範囲)を用いて配向膜を形成したこと以外は、比較例3−1と同様にして、比較例3−3のFFSモードの液晶表示装置を作製した。
[高温通電試験]
実施例1−1と同様にして、実施例3及び比較例3−1〜3−3についても高温通電試験を実施した。結果を下記表3に示す。
実施例1−1と同様にして、実施例3及び比較例3−1〜3−3についても高温通電試験を実施した。結果を下記表3に示す。
表3の実施例3より、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜と画素電極とが互いに接触しない構成とすることにより、ネガ型液晶材料を用いた場合にも、1000時間のエージング後のVHRの低下及びrDCの増加が抑えられることが分かった。
一方、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜と画素電極とが互いに接触する比較例3−1では、1000時間のエージング後、VHRは大きく低下し、かつ、rDCは大幅に増加した。ネガ型液晶材料を用いた場合についても、画素電極からのキャリア注入によりアゾベンゼン基がラジカルイオン化し、更にそれがネガ型液晶材料に転移した可能性が高い。
一方、光配向膜材料にシクロブタン環を有する材料を用いた比較例3−2及び3−3では、画素電極が配向膜に接触しているかどうかに関わらず、1000時間のエージング後のVHRは97%台にまで低下し、rDCも60mVと、若干大きな値になった。シクロブタン環が偏光紫外光照射により分解し、その分解物がネガ型液晶材料中に溶出しVHR、rDCが悪化したと推測される。
<実施例4及び比較例4−1〜4−2>
[実施例4]
液晶材料を、Tniが65℃のネガ型液晶材料(Δε=−3.3、Δn=0.09)に変更したこと以外は、実施例1−1のFFSモードの液晶表示装置と同様にして、実施例4のFFSモードの液晶表示装置を得た。ネガ型液晶材料は、上記化学式(B21−1)で表されるネガ型の高極性の液晶化合物を含む。液晶材料の総重量に対して、上記化学式(B21−1)で表される液晶化合物の含有量は、1〜10wt%の範囲であった。
[実施例4]
液晶材料を、Tniが65℃のネガ型液晶材料(Δε=−3.3、Δn=0.09)に変更したこと以外は、実施例1−1のFFSモードの液晶表示装置と同様にして、実施例4のFFSモードの液晶表示装置を得た。ネガ型液晶材料は、上記化学式(B21−1)で表されるネガ型の高極性の液晶化合物を含む。液晶材料の総重量に対して、上記化学式(B21−1)で表される液晶化合物の含有量は、1〜10wt%の範囲であった。
[比較例4−1]
実施例4で用いた液晶材料を用いたこと以外は、比較例1−1のFFSモードの液晶表示装置と同様にして、比較例4−1のFFSモードの液晶表示装置を得た。
実施例4で用いた液晶材料を用いたこと以外は、比較例1−1のFFSモードの液晶表示装置と同様にして、比較例4−1のFFSモードの液晶表示装置を得た。
[比較例4−2]
液晶材料を、下記化学式(D2−1)で表される液晶化合物(極性を持たない液晶化合物)のみからなる液晶材料(Δε=−3.3、Δn=0.09、Tni=65℃)に変更したこと以外は、比較例1−1のFFSモードの液晶表示装置と同様にして、比較例4−2のFFSモードの液晶表示装置を得た。
液晶材料を、下記化学式(D2−1)で表される液晶化合物(極性を持たない液晶化合物)のみからなる液晶材料(Δε=−3.3、Δn=0.09、Tni=65℃)に変更したこと以外は、比較例1−1のFFSモードの液晶表示装置と同様にして、比較例4−2のFFSモードの液晶表示装置を得た。
[高温通電試験]
実施例1−1と同様にして、実施例4及び比較例4−1〜4−2についても高温通電試験を実施した。結果を下記表4に示す。
実施例1−1と同様にして、実施例4及び比較例4−1〜4−2についても高温通電試験を実施した。結果を下記表4に示す。
表4より、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜と画素電極とが互いに接触しない実施例4は、実施例3同様、ネガ型液晶材料を用いた場合にも1000時間のエージングでVHRの大きな低下は無く、rDCの増加はほぼ無かった。
一方、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜と画素電極とが互いに接触する比較例4−1では、1000時間のエージングにより、VHRは大きく低下し、rDCは大幅に増加した。ネガ型液晶材料を用いた場合についても、画素電極からのキャリア注入によりアゾベンゼン基がラジカルイオン化し、更にそれがネガ型液晶材料に転移した可能性が高い(実施例3と同じ傾向)。
次に、極性成分を含まず、上記化学式(D2−1)で表される液晶化合物のみからなる液晶材料を用いた比較例4−2では、放置前(初期)と1000時間のエージング後のVHRの差は小さかったことから、アゾベンゼン基にキャリア注入が起こっても、液晶層にラジカルイオンが転移していないものと予測される。なお、比較例4−2は、液晶材料が極性成分を有さないことから、液晶層の電界応答が無く、rDCの測定は行えなかった。
<実施例5及び6>
[実施例5]
実施例5の液晶表示装置は、上記実施形態2に係るFFSモードの液晶表示装置1の一例であり、画素電極及び対向電極の配置及び構造が異なること以外は、実施例1−1の液晶表示装置と同様にして作製した。実施例1−1では、画素電極及び対向電極のうち、対向電極を液晶層側に設けたが、実施例5では、画素電極と対向電極の配置を入れ替え、画素電極を液晶層側に設け、かつ、画素電極と第1の配向膜とが互いに接触しないよう、画素電極及び第1の配向膜の間に第1の絶縁膜13を設けた。
[実施例5]
実施例5の液晶表示装置は、上記実施形態2に係るFFSモードの液晶表示装置1の一例であり、画素電極及び対向電極の配置及び構造が異なること以外は、実施例1−1の液晶表示装置と同様にして作製した。実施例1−1では、画素電極及び対向電極のうち、対向電極を液晶層側に設けたが、実施例5では、画素電極と対向電極の配置を入れ替え、画素電極を液晶層側に設け、かつ、画素電極と第1の配向膜とが互いに接触しないよう、画素電極及び第1の配向膜の間に第1の絶縁膜13を設けた。
より具体的には、画素電極及び対向電極を有するFFS用電極基板(第1基板)と、電極を有さない対向基板(第2基板)とを用意した。FFS用電極基板側の電極配置は、図2に示した実施形態2のものであり、絶縁基板上に面状の対向電極、第1の絶縁膜、スリット(開口)が設けられた画素電極、第2の絶縁膜を順に形成した。画素電極及び対向電極はITOを用いて形成し、第1及び第2の絶縁膜はSiNを用いて形成した。
[実施例6]
実施例6の液晶表示装置は、上記実施形態3に係るIPSモードの液晶表示装置1の一例であり、画素電極及び対向電極の配置及び構造が異なること以外は、実施例1−1の液晶表示装置と同様にして作製した。まず、画素電極及び対向電極を有する第1基板と、電極を有さない第2基板とを用意した。第1基板側の電極配置は、図3に示した実施形態3のものであり、絶縁基板上に櫛歯状の対向電極、及び、櫛歯状の画素電極を形成し、画素電極及び対向電極上に絶縁膜を形成した。画素電極及び対向電極はITOを用いて互いに同一の層に形成し、画素電極の櫛歯状部分と対向電極の櫛歯状部分とはが互いに噛み合うように配置した。絶縁膜はSiNを用いて形成した。
実施例6の液晶表示装置は、上記実施形態3に係るIPSモードの液晶表示装置1の一例であり、画素電極及び対向電極の配置及び構造が異なること以外は、実施例1−1の液晶表示装置と同様にして作製した。まず、画素電極及び対向電極を有する第1基板と、電極を有さない第2基板とを用意した。第1基板側の電極配置は、図3に示した実施形態3のものであり、絶縁基板上に櫛歯状の対向電極、及び、櫛歯状の画素電極を形成し、画素電極及び対向電極上に絶縁膜を形成した。画素電極及び対向電極はITOを用いて互いに同一の層に形成し、画素電極の櫛歯状部分と対向電極の櫛歯状部分とはが互いに噛み合うように配置した。絶縁膜はSiNを用いて形成した。
[高温通電試験]
実施例1−1と同様にして、実施例5及び6についても高温通電試験を実施した。結果を下記表5に示す。
実施例1−1と同様にして、実施例5及び6についても高温通電試験を実施した。結果を下記表5に示す。
表5より、実施形態1とは異なる層構成を有するFFSモードの液晶表示装置、及び、IPSモードの液晶表示装置においても、アゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜と画素電極とが互いに接触しないよう配置することにより、1000時間のエージング後のVHRの低下及びrDCの増加が抑えられることが分かった。
1、1R:液晶表示装置
10、10R:第1基板
11、11R、21:絶縁基板
12、12R:画素電極
13、13R:絶縁膜(第1の絶縁膜)
14、14R:対向電極
15:第2の絶縁膜
20、20R:第2基板
22:カラーフィルタ
30、30R:液晶層
41、41R:第1の配向膜
42、42R:第2の配向膜
10、10R:第1基板
11、11R、21:絶縁基板
12、12R:画素電極
13、13R:絶縁膜(第1の絶縁膜)
14、14R:対向電極
15:第2の絶縁膜
20、20R:第2基板
22:カラーフィルタ
30、30R:液晶層
41、41R:第1の配向膜
42、42R:第2の配向膜
Claims (15)
- 画素電極及び対向電極を有する第1基板と、
前記第1基板に対向する第2基板と、
前記第1基板及び前記第2基板の間に挟持され、液晶材料を含む液晶層と、
前記第1基板及び前記液晶層の間に設けられ、アゾベンゼン基を有するアゾベンゼン基含有ポリマーを含む配向膜と、を備え、
前記配向膜は、前記画素電極に接触しないように設けられることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記液晶材料は、ネマティック相−等方相転移点が72℃以下であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶材料は、正の誘電率異方性を有す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。
- 前記化学式(A1)及び(A2)におけるnは、1であることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶材料は、負の誘電率異方性を有す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。
- 前記化学式(B1)におけるXbの少なくとも1つは、フッ素原子であることを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置。
- 前記アゾベンゼン基含有ポリマーは、主鎖にアゾベンゼン基を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記アゾベンゼン基含有ポリマーは、ポリアミック酸構造及びポリイミド構造の少なくとも一方の構造を有することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記ポリアミック酸構造は、下記化学式(PA)で表される少なくとも一種の構造であり、
前記ポリイミド構造は、下記化学式(PI)で表される少なくとも一種の構造であることを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置。
- 前記第1基板は、絶縁膜を更に含み、
前記絶縁膜は、前記画素電極を覆い、かつ、アゾベンゼン基を有するアゾベンゼン基含有ポリマーを含まない請求項1〜11のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 前記液晶表示装置は、フリンジ・フィールド・スイッチングモード液晶表示装置であり、
前記第1基板は、前記対向電極、前記絶縁膜及び前記画素電極を前記液晶層側からこの順に有することを特徴とする請求項12に記載の液晶表示装置。 - 前記液晶表示装置は、フリンジ・フィールド・スイッチングモード液晶表示装置であり、
前記絶縁膜は、第1の絶縁膜であり、
前記第1基板は、第2の絶縁膜を更に備え、かつ、前記第1の絶縁膜、前記画素電極、前記第2の絶縁膜及び前記対向電極を前記液晶層側からこの順に有することを特徴とする請求項12に記載の液晶表示装置。 - 前記液晶表示装置は、イン・プレーン・スイッチングモード液晶表示装置であり、
前記絶縁膜は、前記画素電極及び前記対向電極よりも前記液晶層側に設けられることを特徴とする請求項12に記載の液晶表示装置。
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