JP4342168B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、さらに詳しく述べると、基板上における液晶分子の配向を改良した液晶表示装置とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ、カーナビゲーションシステム、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話等の急速な普及に伴って、液晶表示装置（液晶ディスプレイデバイス）が広く利用されるようになっている。また、ノートパソコンや液晶テレビ等においては、画面サイズの大型化に伴い、視野角度の広角化、すなわち視角特性の向上や高精細化の要求が強くなっている。一般に液晶表示装置は、一対のガラス基板等の絶縁性をもった基板の間に液晶をその液晶分子が所定の方向に配列された状態で封入し、かつそれぞれの基板の液晶側に配向膜を形成した構造を有している。配向膜の材料には、通常、ポリイミドやポリアミック酸などが用いられている（例えば、特許文献１を参照）。そして、絶縁基板上に形成された配向膜に、液晶分子と絶縁基板との接触角であるプレチルト角を設定する配向処理により、液晶分子の配向性を高めることが行なわれている。また、上述した視角特性や画面精細度を改善する方法として、液晶分子の配向方向を複数混在させた分割配向パネル構造が提案されている。
【０００３】
ところで、従来の液晶表示装置は、通常、図１のフローチャートに概要を示すように、配向膜形成工程、配向処理工程、基板組立工程、そして液晶封入工程の各工程を経て製造されている。これらの一連の製造工程をさらに説明すると、まず、洗浄処理された絶縁基板上に配向膜材料を塗布、焼成して配向膜を形成する。次いで、配向膜表面をバフ布でこすってプレチルト角を設定するラビングを施し、ラビングにより生じる塵埃や静電気を洗浄、乾燥処理により除去して配向処理を行なう。配向処理の完了後、素子基板側にシール材（通常、接着剤）を印刷し、さらにフィルタ基板との間隙を確保するためのスペーサ材を散布する。次いで、素子基板とフィルタ基板とを貼り合わせ、液晶基板を組み立てる。さらに、上記のようにして貼り合わせた絶縁基板の注入口から液晶を注入し、注入口を封止する。フィルタ基板側に偏光板を取り付けて、一対の配向膜付き基板の間に液晶が封入された液晶パネルが完成する。また、これらの一連の工程が完了した後、液晶パネル周辺に所定の回路を組み立てて、ノートパソコン等の製品を完成する。
【０００４】
上記した一連の製造工程のうち、液晶分子と絶縁基板との接触角であるプレチルト角を設定するための配向処理工程においては、配向膜表面をバフ布で一定方向にこするラビング法が採用されているため、物理的な接触、摩擦による塵埃の発生や配向膜の損傷、静電気による液晶面の汚染、絶縁基板上に形成されている薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の静電破壊等を生じ、製造歩留まりの低下が引き起こされ、また、これらの問題を解消するために洗浄、乾燥処理といった後工程を必要とするため、処理工数の増加が避けられない。また、画面サイズの大型化に伴い１枚の絶縁基板上に形成される液晶パネルの数量は、１個あるいは２個にすぎないため、製造歩留まりは不良の有無により０％と１００％の２値、あるいは０％、５０％および１００％の３値しか与えられないという問題がある。さらに、１つの液晶パネルに形成される表示素子数は、高精細化の要求に伴い、例えば６４０×４８０ドットに及び、また、３色表示の場合には９２万素子にも及び、不良発生に伴う歩留まり低下の問題は顕著となる傾向にある。
【０００５】
このような問題を解決する手法として、配向膜表面との物理的な接触によりプレチルト角を設定するラビング法を用いることなく、光により配向膜にプレチルト角を設定する光配向法が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。なお、プレチルト角は上述したように絶縁基板と液晶分子の接触角を表すものであり、したがって、プレチルト角が設定される方向は、通常、チルト方向と呼ばれる。
【０００６】
光配向法の一例を、図２を参照して説明する。
【０００７】
図２（Ａ）に示すように、ガラス基板等の絶縁基板５１の上にポリイミドやポリアミック酸などの配向膜材料を塗布、焼成して配向膜５２を形成する。次いで、垂直方向に偏光した紫外線５４ａを絶縁基板５１に対し垂直に照射して、配向膜材料の物性を整える前露光を行なう。次いで、図２（Ｂ）に示すように、偏光方向を９０度変換した紫外線５４ｂを絶縁基板５１に対して所定の角度α゜で斜めに照射すると、紫外線の照射方向に起き上がったプレチルト角αが配向膜５２に設定され、図２（Ｃ）に示すように、プレチルト角と同等の方向および角度に液晶分子５６が配向する。このような光配向法を適用した配向処理によれば、ラビング、洗浄、乾燥処理の各工程を省略して、上記問題点を解決することができる。
【０００８】
しかし、この光配向法にも問題がある。例えば、上述した光配向法を適用して、液晶パネルの視角特性や画面精細度の向上が期待できる分割配向パネル構造を実現しようとすると、液晶分子の配向方向に対応して配向膜の各領域に照射方向の異なる偏光紫外線を照射して複数のプレチルト角を設定する必要がある。このような同一の配向膜に複数のプレチルト角を設定するためには、偏光紫外線を透過、遮断する光マスクを複数種類作成し、各光マスクを用いて照射角度の異なる偏光紫外線を複数回照射する必要があり、配向処理の所要時間が極めて長くなるという問題が発生する。
【０００９】
さらに加えて、基板上に配向膜を形成する場合、単に製造工程の増加を甘受しなければならないばかりでなく、配向膜材料の印刷機や配向膜の焼成炉といった専用の、しかも大型の製造装置を使用することが必要であり、製造現場の拡張や製造コストの大幅な増加を避けることができない。
【００１０】
また、製造工程数を削減するとともに歩留りを向上させるため、ガラス基板間の液晶セルに、光硬化型高分子樹脂からなる配向助剤を含む液晶組成物を封入して放置し、ガラス基板の表面エネルギーによって配向助剤を基板表面に吸着させ、配向膜を形成することを特徴とする液晶表示素子の製造方法も提案されている（特許文献３）。
【００１１】
【特許文献１】
特開昭６４−４７２０号公報（特許請求の範囲、図面）
【特許文献２】
特開平９−５７４７号公報（特許請求の範囲、図３）
【特許文献３】
特開平１１−９５２２１号公報（特許請求の範囲、図１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来の液晶表示装置の場合、それを構成する一対の基板のそれぞれに配向膜を形成し、さらにはその表面にラビング処理や光配向処理を施すことが必要であり、製造工程や製造コスト、さらには工程管理などの面で多くの問題をかかえている。
【００１３】
本発明の目的は、したがって、基板の液晶側において配向膜の形成工程を必要としない液晶表示装置を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の目的は、構成及び製造が簡単で、コストダウンが可能な液晶表示装置を提供することにある。
【００１５】
さらに、本発明の目的は、高性能な液晶表示装置を簡単な手法で歩留まりよく製造する方法を提供することにある。
【００１６】
本発明の上記したような目的やその他の目的は、以下の詳細な説明から容易に理解することができるであろう。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明による液晶表示装置は、一対の対向して配置された基板と、前記一対の基板の間に封入された液晶とを含むパネル構造を有する液晶表示装置であって、前記液晶と前記液晶に接する液晶パネル構成要素の界面に、単官能性モノマー及び多官能性モノマーを含む硬化性樹脂の硬化によって形成された網目構造をもった樹脂層が形成されており、かつ前記樹脂層の表面から、前記硬化性樹脂に含まれるモノマーの垂直配向発現性官能基が派生している。
【００１８】
また、本発明による液晶表示装置の製造方法は、一対の対向して配置された基板と、前記一対の基板の間に封入された液晶とを含むパネル構造を有する液晶表示装置の製造方法であって、前記一対の基板の間に、前記液晶と、単官能性モノマー及び多官能性モノマーを含む硬化性樹脂との混合物を注入し、エネルギーを与えて前記硬化性樹脂を硬化させ、前記液晶と前記液晶に接する液晶パネル構成要素の界面に、網目構造をもった樹脂層を形成するとともに、前記樹脂層の表面から、前記硬化性樹脂に含まれるモノマーの垂直配向発現性官能基を派生させる。
【００１９】
本発明による液晶表示装置及びその製造方法において、硬化性樹脂は、各種のエネルギーの適用によって硬化可能であり、好ましくは、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明による液晶表示装置及びその製造方法は、それぞれ、本発明の範囲内においていろいろな形態で有利に実施することができる。以下、本発明の有利な実施の形態を添付の図面を参照しながら説明するが、本発明は、下記の実施の形態に限定されるものではない。
【００２１】
本発明の液晶表示装置は、それが配向膜を有せず、その代わりとして、液晶の注入後に光照射によって形成せしめられた硬化樹脂層を有するという相違点を除いて、基本的には、従来常用のいろいろなタイプの液晶表示装置と同様な構成を有することができる。例えば、本発明の液晶表示装置は、表示形態によって分類すれば、透過型、反射型あるいはプロジェクション型のいずれであってもよい。例えば、透過型の液晶表示装置は、その液晶表示パネルの背後に配置したバックライトの光の強度を液晶表示パネルで変調して、画像を表示することができる。
【００２２】
図３は、本発明による透過型液晶表示装置の一例であるフルカラーのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）液晶表示装置の主要構成を示した断面図である。この液晶表示装置は、ＴＦＴ基板とＣＦ（カラーフィルタ）基板を重ね合わせた液晶表示パネルからなる。
【００２３】
液晶表示装置１０は、所定の間隔をあけて対向する一対の絶縁性の基板（ここでは、透明なガラス基板を使用）１１及び１２と、これらの基板の間に挟持される液晶層１３とを備えて構成される。液晶層１３を構成する液晶は、多数の公知な液晶材料の中から本発明の実施に最適なものを任意に選択し、使用することができる。使用可能な液晶材料には、以下で詳細に説明するように、ネマティック液晶、スーパーツイストネマティック液晶、カイラルネマティック液晶（コレステリック液晶）、スメクティック液晶などである。
【００２４】
ＴＦＴ基板を構成する一方の透明ガラス基板１１の上には、絶縁層１４を介して複数の画素電極１５が形成され、画素電極１５を覆うようにして、本発明に特有の樹脂層１６が形成されている。樹脂層１６には、液晶が含浸せしめられていてもよい。絶縁層１４は、例えば、シリコン酸化膜などから形成することができ、また、画素電極１５は、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）膜などから形成することができる。
【００２５】
ＣＦ基板を構成する他方の透明ガラス基板１２の上には、カラーフィルタ１８、共通電極１９及び本発明による樹脂層１７が順次積層されている。樹脂層１７には、液晶が含浸せしめられていてもよい。カラーフィルタ１８は、例えば、色素の印刷などによって形成することができ、また、共通電極１９は、例えば、ＩＴＯ膜などから形成することができる。
【００２６】
また、透明ガラス基板１１及び１２の外側には、それぞれ、偏光板２１及び２２が取り付けられている。偏光板２１及び２２は、偏光フィルタや偏光フィルムであってもよい。画素電極１５は、アクティブマトリクスとともに形成され、図示の例の場合、アクティブマトリクスのデータバスライン２４が示されている。なお、電極は、一方の基板のみに設けることも可能である（例えば、ＩＰＳモードの場合）。
【００２７】
さらに、ここでは図示しないけれども、それぞれの基板の間には、基板どうしの間隔を一定に保つとともに、液晶のための均一な封入スペースを確保するため、スペーサ部材が介在せしめられている。また、基板の間に注入した液晶を漏れることなく封入しておくため、基板の周縁部を取り囲むようにしてシール材が設けられている。
【００２８】
図３の液晶表示装置では、液晶層１３と、液晶パネル構成要素の一員である透明基板１１との間に樹脂層１６（１７）を介在させたが、本発明による液晶表示装置では、液晶パネル構成要素は、基板にのみ限定されるものではない。すなわち、液晶パネル構成要素は、基板のほかに、液晶を封止するシール材、基板どうしの間隔を一定に保持するスペーサ材、基板上に設けられた電極あるいはその他の部材であることができる。もちろん、樹脂層は、液晶と、これらの部材の１つとの界面に介在させられていてもよく、さもなければ、２つ以上の部材との界面に介在せしめられていてもよい。また、本発明で重要なことには、含まれる樹脂層が従来の配向膜と同様な働きをすることができ、しかも、そのような働きを、配向膜のようにラビング処理や光配向処理のような煩雑な処理を伴うことなく容易に発現させることができる。もちろん、従来常用の配向膜の配置は、本発明の実施において不要である。特に、本発明では、印刷法による配向膜の形成を省略できるという点で、樹脂層を薄膜に形成できる、樹脂層中に有機溶剤が混在しない、印刷に伴うメッシュなどのパターンが形成されないといった、以下に具体的に説明するような多くの利点を得ることができる。
【００２９】
樹脂層は、液晶表示パネルの中間製品に液晶を注入した後、単官能性モノマーと多官能性モノマーを組み合わせて含む硬化性樹脂の硬化によって形成されたものであり、網目構造を有することと、液晶パネル構成要素の表面を覆って形成されていることと、その樹脂層の表面から、硬化性樹脂を構成する分子の垂直配向発現性官能基が、例えば基板の表面に対してほぼ一定の角度で傾斜して、派生していることを特徴としている。ここで、「硬化性樹脂」とは、任意のエネルギーの適用によって硬化可能な樹脂を意味し、例えば、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などを包含する。光硬化性樹脂が特に有用である。
【００３０】
上述のような樹脂層の特徴を模式的に示すと、図４に示す通りである。すなわち、基板１１（１２）の上に、その表面を覆って網目構造をもった樹脂層１６（１７）が形成されている。この樹脂層１６（１７）の網目構造は、主として、硬化性樹脂に使用した多官能性モノマーの架橋に由来し、また、そのような網目構造が存在するため、液晶が含浸されたような状態がもたらされている。なお、図では、簡略化のために、基板に直に接して樹脂層が存在するように示されているが、基板と樹脂層との間には、通常、絶縁層、カラーフィルタ、電極等の任意の液晶パネル構成要素が介在可能である。さらに、樹脂層１６（１７）の表面には、それから飛び出した垂直配向発現性官能基Ａが存在している。垂直配向発現性官能基Ａは、硬化性樹脂に含まれるモノマー分子に含まれていたものである。垂直配向発現性官能基Ａは、好ましくは、以下に説明するように、単官能性モノマー中に含まれる。図示の例の場合、垂直配向発現性官能基Ａは、基板１１（１２）の表面に対してほぼ一定の角度で傾斜して派生している。このような垂直配向発現性官能基Ａが液晶層に接して存在しているので、本発明の液晶表示装置では、図５に模式的に示すように、液晶分子３を垂直に配向させることができ、配向状態も安定である。なお、垂直配向発現性官能基Ａは、基板１１（１２）の表面に対して垂直に派生していてもよく、あるいは、傾斜派生及び垂直派生が混在していてもよい。
【００３１】
本発明の実施において、硬化性樹脂は、その樹脂材料の組成などに応じて、加熱によって硬化するものもあれば、紫外線などのいろいろな光の照射によって硬化するものもあり、あるいは電子線などの照射によって硬化するものもあり、いずれの方法でも樹脂層を形成することができる。適当な硬化光源は、実施の容易性などから、紫外線であり、よって、以下の説明でも、特に紫外線硬化性樹脂を参照して本発明を説明する。
【００３２】
硬化性樹脂の成分として用いられる単官能性モノマー及び多官能性モノマーは、それぞれ、重合の化学において一般的ないろいろなモノマーからなることができる。本発明の実施に適当なモノマーは、（メタ）アクリル酸等のカルボン酸、エチレン、プロピレン等のオレフィン類、塩化ビニル、スチレンなどである。硬化性、硬化の制御性などを考慮した場合、とりわけ（メタ）アクリル酸系のモノマーが本発明の実施に好適である。
【００３３】
本発明の実施において有用な（メタ）アクリル酸系の単官能性モノマーは、特に限定されるものではないけれども、好ましくは、次のような一般式（Ｉ）によって表すことができる。
【００３４】
【化１】
【００３５】
上式において、Ｒ１は、水素原子を表すかもしくはメチル基、エチル基などの低級アルキル基を表す。また、式中のＡは、官能基、特に液晶パネルにおいて使用した時に液晶分子の垂直配向を発現し得る官能基（すなわち、本願発明でいう垂直配向発現性官能基）を表すかもしくはかかる官能基を含む任意のユニット（部分とも言える）を表す。官能基Ａは、好ましくは、式：−ＯＲ２によって表され、この式中のＲ２は、アルキル基、好ましくは長鎖のアルキル基を表すかもしくはハロゲン原子、好ましくはフッ素原子を表す。長鎖のアルキル基は、好ましくは、式：−ＣｍＨ２ｍ＋１によって表され、式中のｍは、通常、約８〜１８の整数であり、好ましくは約１０〜１５の整数である。これらの単官能性モノマーは、単独で使用してもよく、２種類以上の単官能性モノマーを組み合わせて使用してもよい。
【００３６】
一般式（Ｉ）の（メタ）アクリル酸系の単官能性モノマーは、紫外線などの光を所定量で照射すると、次のような一般式（II）によって表されるポリ（メタ）アクリレートに変化する。
【００３７】
【化２】
【００３８】
上式において、Ｒ１及びＡは、それぞれ、前記定義に同じである。また、式中のｌ（エル）は、任意の整数であり、好ましくは、約２０〜２００の整数である。この重合体（硬化樹脂）は、その側鎖部分に垂直配向発現性官能基Ａを有するので、先に図５を参照して説明したように、液晶分子を基板に対して垂直に配向させることができる。
【００３９】
上述のような一般式によって表される単官能性モノマーは、例えば、次のようなモノマーを包含する。
【００４０】
【化３】
【００４１】
【化４】
【００４２】
【化５】
【００４３】
【化６】
【００４４】
硬化性樹脂には、上述の単官能性モノマーと組み合わせて多官能性モノマーが用いられる。多官能性モノマーは、硬化性樹脂中で硬化させた場合、特に上記した網目構造を基板上に形成させ、単官能性モノマー由来の硬化樹脂を強固に支持するとともに、基板あるいはその他の液晶パネル構成要素の表面を強固にかつ効率よく覆うことを主たる目的として用いられている。したがって、多官能性モノマーは、その分子中に垂直配向発現性官能基を有することは必要でないが、少なくとも１個、好ましくは２個もしくはそれ以上の硬化に寄与可能な官能基、例えばアクリロイル基、メタクリロイル基などを有することが必要である。好ましい多官能性モノマーは、通常、以下に説明するような２官能性モノマー、３官能性モノマー又は４官能性モノマーである。なお、多官能性モノマーは、上記した単官能性モノマーと同様に、単独で使用してもよく、２種類以上の多官能性モノマーを組み合わせて使用してもよい。複数種類の多官能性モノマーを混合して使用する場合、それらのモノマーどうしの混合比には制限がない。
【００４５】
本発明の実施において有用な（メタ）アクリル酸系の２官能性モノマーは、特に限定されるものではないけれども、好ましくは、次のような一般式（III）によって表すことができる。
【００４６】
【化７】
【００４７】
上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは例えばメチル基、エチル基などの低級アルキル基を表す。また、式中のＢは、得られる硬化樹脂においてその骨格を規定し得る任意のユニット（部分、結合基とも言える）、例えば置換もしくは非置換の直鎖アルキル基を表す。なお、この２官能性モノマーは、それと組み合わせて用いられる単官能性モノマーと機能分離して用いられているので、２官能性モノマーの分子を構成するユニットＢには、単官能性モノマーで必須の垂直配向発現性官能基は含まれない。
【００４８】
一般式（III）の２官能性モノマーは、好ましくは、次のような一般式（III−１）によって表すことができる。
【００４９】
【化８】
【００５０】
上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくはメチル基、エチル基などの低級アルキル基を表す。また、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、例えばエチレン基、プロピレン基、ブチレン基などの低級アルキレン基を表す。さらに、式中のＲは、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表す。式中のｍ及びｎは、互いに独立しており、０〜４の整数を表す。
【００５１】
上述のような一般式（III−１）によって表される２官能性モノマーは、例えば、次のようなモノマーを包含する。
【００５２】
【化９】
【００５３】
【化１０】
【００５４】
【化１１】
【００５５】
【化１２】
【００５６】
【化１３】
【００５７】
【化１４】
【００５８】
【化１５】
【００５９】
【化１６】
【００６０】
【化１７】
【００６１】
【化１８】
【００６２】
また、一般式（III）の２官能性モノマーは、好ましくは、次のような一般式（III−２）によっても表すことができる。
【００６３】
【化１９】
【００６４】
上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくはメチル基、エチル基などの低級アルキル基を表す。また、Ｒ１は、例えばエチレン基、プロピレン基、ブチレン基などの低級アルキレン基を表す。さらに、式中のｎは、０〜１２の整数を表す。
【００６５】
上述のような一般式（III−２）によって表される２官能性モノマーは、例えば、次のようなモノマーを包含する。
【００６６】
【化２０】
【００６７】
【化２１】
【００６８】
【化２２】
【００６９】
【化２３】
【００７０】
さらに、一般式（III）の２官能性モノマーは、好ましくは、次のような一般式（III−３）によっても表すことができる。
【００７１】
【化２４】
【００７２】
上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくはメチル基、エチル基などの低級アルキル基を表す。また、式中のＲ、Ｒ´及びＲ″は、同一もしくは異なっていてもよく、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表す。さらに、式中のｍ及びｎは、互いに独立しており、０又は１を表す。
【００７３】
上述のような一般式（III−３）によって表される２官能性モノマーは、例えば、次のようなモノマーを包含する。
【００７４】
【化２５】
【００７５】
【化２６】
【００７６】
【化２７】
【００７７】
また、本発明の実施において有用な（メタ）アクリル酸系の３官能性モノマーは、特に限定されるものではないけれども、好ましくは、次のような一般式（IV）によって表すことができる。
【００７８】
【化２８】
【００７９】
上式において、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくはメチル基、エチル基などの低級アルキル基を表す。また、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、同一もしくは異なっていてもよく、例えばエチレン基、プロピレン基、ブチレン基などの低級アルキレン基を表す。さらに、Ｒは、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表す。式中のｌ、ｍ及びｎは、互いに独立しており、０〜３の整数を表す。
【００８０】
上述のような一般式（IV）によって表される３官能性モノマーは、例えば、次のようなモノマーを包含する。
【００８１】
【化２９】
【００８２】
【化３０】
【００８３】
【化３１】
【００８４】
【化３２】
【００８５】
【化３３】
【００８６】
さらに、本発明の実施において有用な（メタ）アクリル酸系の４官能性モノマーは、特に限定されるものではないけれども、好ましくは、次のような一般式（Ｖ）によって表すことができる。
【００８７】
【化３４】
【００８８】
上式において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくはメチル基、エチル基などの低級アルキル基を表す。また、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、同一もしくは異なっていてもよく、例えばエチレン基、プロピレン基、ブチレン基などの低級アルキレン基を表す。さらに、Ｒは、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表す。式中のｋ、ｌ、ｍ及びｎは、互いに独立しており、０〜２の整数を表す。
【００８９】
上述のような一般式（Ｖ）によって表される４官能性モノマーは、例えば、次のようなモノマーを包含する。
【００９０】
【化３５】
【００９１】
【化３６】
【００９２】
樹脂層の形成に使用される硬化性樹脂において、単官能性モノマーと多官能性モノマーは、垂直配向発現性官能基の所望とする分布や所望とする効果などに応じて、いろいろな割合で混合して使用することができる。単官能性モノマーは、通常、多官能性モノマーとほぼ同量で使用するか、もしくはそれよりも多量で使用することが好ましい。単官能性モノマーの量が多官能性モノマーの量を下回るようになると、換言すると、多官能性モノマーの量が単官能性モノマーの量よりも多くなると、垂直配向発現性官能基を所望のように分布させることができなくなり、よって、垂直配向性を十分に発現させることが不可能となる。単官能性モノマーと多官能性モノマーの比率は、約１：１〜５０：１の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは、約５：１〜５０：１の範囲である。
【００９３】
また、樹脂層は、上記した硬化性樹脂に由来する硬化樹脂からもっぱら構成されるけれども、必要に応じて、その他の追加の樹脂、例えば光硬化性樹脂に由来する光硬化樹脂、熱硬化性樹脂に由来する熱硬化樹脂あるいはその他の樹脂を含有していてもよい。適当な追加の樹脂としては、例えば、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）などを挙げることができる。このような樹脂を追加した場合、例えば、網目構造の強化、反応時間の短縮といった効果を期待できる。なお、このような追加の樹脂の添加量は、特に限定されないというものの、通常、硬化樹脂の全量を基準にして、約１〜１０重量％の範囲である。
【００９４】
さらに、樹脂層は、その形成が硬化性樹脂の硬化に基づいているので、従来常用の配向膜に比較して薄く成膜することができ、しかも、薄膜になったにもかかわらず、従来の配向膜に比較可能なもしくはそれよりもすぐれた性能を発現できる。実際、配向膜の厚さは、通常、８０ｎｍ前後であるのに反して、本発明の樹脂層の厚さは、通常、ほぼその半分もしくはそれ以下、すなわち、約５〜４０ｎｍの範囲であり、好ましくは、約１０〜４０ｎｍの範囲である。
【００９５】
さらにまた、樹脂層は、従来の配向膜ではその成膜に溶媒を使用することが必須であったけれども、溶媒フリーの条件で成膜可能である。溶媒を使用しないので、環境汚染の問題を排除し、コストの低減も図れるばかりでなく、液晶と溶媒間の不所望な反応も回避できるという効果も得られる。
【００９６】
さらに加えて、樹脂層は、従来常用の配向膜のように、印刷等により基板の表面に成膜することは不要である。すなわち、工数の増加や設備の増大につながるこのような成膜工程を設けないでも、樹脂層は、従来の設備をそのまま使用して、簡単な手法で成膜することができる。樹脂層は、好ましくは、液晶と硬化性樹脂の混合物を基板の間に注入した後、紫外線等のエネルギーを与えることによって形成することができる。
【００９７】
液晶と硬化性樹脂の混合物を基板の間に注入する場合、液晶及び硬化性樹脂の組成などに応じて、液晶と硬化性樹脂の割合を広い範囲で変更することができる。液晶と硬化性樹脂の割合は、通常、約１０：１〜４００：１の範囲であり、好ましくは、約２０：１〜２００：１の範囲である。液晶の割合が上記の値を下回るかもしくは上回る場合、得られる液晶表示パネルにおいて満足し得る表示機能を発現させることができない。
【００９８】
ここで、対向して配置された基板の間に配置される液晶層について説明する。液晶層を構成する液晶材料は、特に限定されるものではなく、この技術分野においてよく知られている多数の液晶材料のなかから、液晶表示装置の駆動方式などに応じて最適なものを任意に選んで使用することができる。特に、本発明の実施には、負の誘電率異方性を示すものであり、かつ、電圧無印加時、液晶の分子長軸が基板に対してほぼ垂直に配向可能な液晶材料を有利に使用することができる。そして、重要なことには、本発明では、液晶層をもっぱら液晶材料のみから構成することができ、コストの増加などにつながる従来の高分子分散型の液晶を使用する必要がない。すなわち、本発明で使用される液晶は、高分子非分散型の液晶である。
【００９９】
液晶層の形成に適当な液晶材料は、一般的に述べると、ネマティック液晶、スーパーツイストネマティック液晶、カイラルネマティック液晶（コレステリック液晶）、スメクティック液晶、ディスコティック液晶、高分子液晶などである。また、これらの液晶材料は、化合物名で述べると、エステル系、ビフェニル系、シクロヘキサン系、フェニルピリミジン系、ジオキサン系などの化合物である。
上記したような液晶材料は、単独で使用してもよく、２種類以上を混合して使用してもよい。なお、本発明の実施に使用可能な液晶材料について、もしもさらに詳細な説明が必要な場合には、例えば、特開平６−２１１７１０号公報、特開平１１−１１６５１２号公報などを参照されたい。
【０１００】
本発明は、上記した、一対の対向して配置された基板と、それらの基板の間に封入された液晶とを含むパネル構造をもった液晶表示装置の他に、そのような液晶表示装置を製造する方法にある。本発明による液晶表示装置の製造方法は、特に、
基板の間に、液晶と、単官能性モノマー及び多官能性モノマーを含む硬化性樹脂との混合物を注入する工程、及び
硬化性樹脂の硬化を引き起こし得るエネルギーを外部から与える工程、例えば光硬化性樹脂の場合、そのような樹脂の硬化を引き起こし得る波長の光を所要量及び時間にわたって照射する工程、
を順次実施することを特徴としている。このようにして硬化性樹脂を硬化させると、先に図４を参照して説明したように、液晶とその液晶に接する液晶パネル構成要素の界面において、網目構造をもった樹脂層を選択的に形成させることができる。また、この樹脂層では、同じく図４に示されるように、硬化性樹脂を構成する分子の垂直配向発現性官能基が、その樹脂層の表面から、基板の表面に対してほぼ一定の角度で、傾斜して派生させられる。なお、先にも説明したように、垂直配向発現性官能基は、樹脂層の表面から垂直あるいはその他の方向に派生することもできる。
【０１０１】
本発明による液晶表示装置の製造方法は、通常、図６に示すような手順で有利に実施することができる。すなわち、本発明の製造方法は、有利には、下記の工程：
（１）基板の洗浄及び乾燥、
（２）シール材（シール接着材）の印刷、
（３）スペーサ材の散布、
（４）フィルタ（ＣＦ）基板の貼りあわせ、
（５）液晶と硬化性樹脂の混合物の注入、
（６）液晶注入口の封止、
（７）硬化用エネルギーの適用、及び
（８）偏光板の取り付け
で実施することができる。偏光板を取り付けて液晶表示パネルを完成した後、液晶表示パネルの周辺に所定の回路などを作り込むと、目的とする液晶表示装置が完成する。なお、本発明でいう液晶表示装置は、いろいろなタイプのフラットタイプのディスプレイデバイスを包含し、その典型例として、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、パーソナルコンピュータ（デスクトップ型パソコン及びノート型パソコン）、液晶テレビ、カーナビゲーションシステム、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話などのディスプレイデバイスを挙げることができる。
【０１０２】
本発明の実施に当たって、まず、一対の基板を用意する。ここで用意する基板は、好ましくは、透明な絶縁基板である。適当な絶縁基板は、例えば、ガラス基板、シリコン基板などである。必要ならば、プラスティック基板を使用してもよい。
【０１０３】
基板は、通常、洗浄し、乾燥して、その表面から塵埃、皮脂、油脂などの汚染物質を除去することが必要である。洗浄工程には、例えば、洗剤や純水による超音波洗浄、イソプロピルアルコールなどの有機溶媒を使用した浸漬洗浄などがある。乾燥工程は、例えば、圧縮乾燥空気又はガスを吹き付ける強制乾燥によって行うことができる。
【０１０４】
次いで、基板の上に電極を形成する。ここで形成する電極は、例えば、共通電極、画素電極などである。また、電極どうし、例えば共通電極と画素電極を電気的に接続するためのコンタクト電極やトランスファー電極もここで言う電極の範疇に含まれる。これらの電極は、通常、ＩＴＯ、酸化インジウム（ＩＯ）、酸化錫（ＮＥＳＡＴＭ）などから所望のパターン及び厚さで形成することができる。成膜方法としては、スパッタ法、蒸着法などを利用することができる。
【０１０５】
次いで、注入後の液晶を液晶パネル内に封止するための手段として、基板の液晶注入口を除いた周縁部分にシール材を印刷する。ここで使用するシール材は、通常、接着剤からなり、したがって、シール接着材とも言うことができる。シール接着材は、通常、エポキシ系の樹脂からなる。シール接着材を基板の所定の領域に印刷するには、例えば、スクリーン印刷法などの印刷法を有利に使用することができる。シール接着材の印刷が完了した後、素子基板（例えば、ＴＦＴ基板）とＣＦ基板との間隙を確保するためのスペーサ材を基板の間に散布する。スペーサ材は、例えば、樹脂、ガラス、シリカなどである。スペーサ材は、いろいろな形で使用できるが、通常、小球、ロッド（棒）の形である。
【０１０６】
次いで、基板どうし、例えば、素子基板（例えば、ＴＦＴ基板）とＣＦ基板を正確に位置合わせしながら重ね合わせ、すでに印刷してあるシール接着材で貼り合わせる。また、基板どうしを強く接合させるために加熱を併用するのが好ましい。このようにして、液晶を注入するためのパネル構造体（いわば、液晶パネルの前駆体）が完成する。
【０１０７】
その後、得られたパネル構造体に、その液晶注入口から液晶と硬化性樹脂の混合物を注入する。ここで使用する液晶／硬化性樹脂（混合物）は、前記した通り、いろいろな種類及び組成の混合物を包含する。また、注入手段としてはいろいろな装置を使用でき、特に、注入量を正確に制御できる面から、滴下式の注入器を有利に使用できる。真空の適用下にこの注入処理を行うのが好ましい。
【０１０８】
上記のようにして液晶／硬化性樹脂（混合物）の注入が完了した後、パネル構造体の開口している液晶注入口を封止する。適当な封止手段としては、先に使用したシール接着材やその他の接着材、あるいはその他の接着性樹脂を挙げることができる。
【０１０９】
引き続いて、パネル構造体の基板の間に注入した液晶／硬化性樹脂（混合物）に、図７（Ａ）に示すように、樹脂硬化用のエネルギーを外部から適用する。図示の例では、光硬化性樹脂が樹脂層形成用に使用されているので、光エネルギーｈυが照射されている。パネル構造体は、図示されるように、２枚の基板１１及び１２が対向しており、その中間に、硬化性樹脂２と液晶３とからなる液晶／硬化性樹脂（混合物）２３が配置されている。エネルギー適用前の段階では、硬化性樹脂２と液晶３とは無秩序に分散している。
【０１１０】
エネルギーの適用を行うと、硬化性樹脂の硬化反応が進行し、その詳細なメカニズムは不明であるけれども、驚くべきことに、生成中の硬化樹脂が基板の界面に向かってマイグレートしてゆき、図７（Ｂ）に示すように、基板１１及び１２上に、それぞれ、樹脂層１６及び１７として堆積する。これらの樹脂層１６及び１７は、薄膜の形でそれぞれの基板に強く結合しており、また、網目構造をもっているので、その空隙部分に液晶３が含浸されている。また、樹脂層１６及び１７は、それぞれ、その表面部分に垂直配向発現性基Ａが配列されている。
【０１１１】
上記のようにして樹脂層を形成した後、パネル構造体の基板の外側に偏光板、偏光フィルム、偏光フィルタなどの偏光子を取り付ける。
【０１１２】
本発明の液晶表示装置において、硬化性樹脂の硬化により形成された樹脂層は、本発明の範囲内においていろいろな形態をとることができる。樹脂層は、通常、先に図４を参照して説明したように、単一の層の形をとることができる。また、単一の樹脂層の場合であっても、ほぼ２層に分離した形で樹脂層を構成してもよい。すなわち、例えば図８（Ａ）に示すように、樹脂層１６は、液晶層１３との界面領域において、垂直配向発現性官能基をもった第１の樹脂ａが優先的に分布しており、かつ基板１１（１２）との界面領域において、網目構造をもった第２の樹脂ｂが優先的に分布していてもよい。
【０１１３】
また、図８（Ｂ）に示すように、樹脂層１６（又は１７）は、液晶層１３に接して形成された、垂直配向発現性官能基をもった第１の樹脂からなる第１の樹脂層１６ａ（又は１７ａ）と、基板１１（又は１２）に接して形成された、網目構造をもった第２の樹脂からなる第２の樹脂層１６ｂ（又は１７ｂ）とからなる２層構造をもって構成されていてもよい。
【０１１４】
２層構造をもった樹脂層についてさらに説明すると、このような樹脂層は、２種類もしくはそれ以上の硬化性樹脂から形成するのが好ましく、また、その際、一方の硬化性樹脂は例えばガラス基板のような基板に対する濡れ性が良好であり、他方の硬化性樹脂は基板に対する濡れ性が不良であることが好ましい。また、基板に対する濡れ性が良好である硬化性樹脂は、多官能性樹脂であること、樹脂骨格ユニットとそれに結合した直鎖アルキル基を有していること、及び（又は）水平配向性を有していること、が好ましい。さらに、基板に対する濡れ性が不良である硬化性樹脂は、液晶の配向を決める液晶配向制御性を有していることが好ましく、さらに好ましくは、垂直配向発現性を有している。このような硬化性樹脂は、好ましくは、アルキル側鎖、フッ素基などを垂直配向発現性ユニットとして有している。これらのような硬化性樹脂を少なくとも２種類使用することによって、典型的には図８（Ｂ）に示されるような、２層構造をもった樹脂層１６（又は１７）を得ることができる。
【０１１５】
先にも説明したように、樹脂層は、その一方の面が液晶層と接するとともに、他方の面が、１つもしくはそれ以上の液晶パネル構成要素、例えば、基板、液晶を封止するシール材、基板どうしの間隔を一定に保持するスペーサ材、基板上に設けられた電極などと接することが必要である。ここで、樹脂層と液晶パネル構成要素の好ましい接触関係をもたらし得る液晶パネルは、以下に限定されるわけではないけれども、
（１）上下に対向する基板のそれぞれの主たる表面に樹脂層が全面的に形成されている液晶パネル、
（２）液晶パネルの内壁全面に樹脂層が形成されている液晶パネル、
（３）液晶パネルの上下基板の間隙を封止したシール材の側面に樹脂層が形成されている液晶パネル、
（４）液晶パネルの上下基板の間隙を一定に保持するために散布されたスペーサ材の表面に樹脂層が形成されている液晶パネル、
（５）液晶パネルの電極の表面に樹脂層が形成されている液晶パネル；例えば、対向基板の電圧を共通電圧とするために設けられた、素子基板側の電極と電気的な接続をとるための接続用パッド電極（いわゆる、トランスファー電極）の側面に樹脂層が形成されている液晶パネル
などを包含する。
【０１１６】
図９は、本発明による液晶表示装置の好ましい１形態を示したものであり、図９（Ａ）は、液晶表示装置のシール材の平面図であり、また、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の線分Ｂ−Ｂに沿った断面図である。図９（Ａ）から、この液晶表示装置の場合、そのシール材３１には、その側面全体にわたって樹脂層３６が施されていることが理解されるであろう。また、図９（Ｂ）から、樹脂層３６は、液晶パネルの液晶層１３を規定する内壁の全体、すなわち、基板１１及び１２の表面、シール材３１の側面、そしてスペーサ材３２の表面を完全に覆っていることが理解されるであろう。
【０１１７】
よって、図示のような液晶パネルにおいて、基板上の樹脂層は、全面的に形成されているので、その存在個所を示すような境界を有することがない。これは、従来の配向膜の場合、配向膜形成材料を印刷や塗工によって適用した結果、得られた配向膜の端部が基板上において段差状の境界を規定していたのとは対照的である。段差上の境界は、液晶表示装置の表示特性に悪影響を及ぼすおそれが大である。よって、本発明の液晶表示装置の場合、液晶パネルの内壁全面にわたって均一に配向を規制することができる。
【０１１８】
図１０は、本発明による液晶表示装置のもう１つの好ましい形態を示したものである。この液晶表示装置の場合、ＴＦＴ基板１２の対向電極１９の電圧を共通電圧とするために、その対向電極１９と素子基板１１の共通電極１５とを電気的に接続するためのパッド電極（いわゆる、トランスファー電極）３３が設けられている。さらに、基板１１及び１２に表面全体を覆った樹脂層３６が、パッド電極３３の側面にも設けられている。樹脂層３６をこのように全面的に形成したので、液晶パネルの内壁全面にわたって均一に液晶配向を規制することができ、従来の装置で顕著に発生した配向異常を回避することができる。すなわち、従来の配向膜を備えた液晶表示装置では、図示しないが、パッド電極の側面には配向膜が設けられておらず、また、パッド電極の基部（基板との接続部）においても配向膜が存在していなかったので、配向膜印刷のエッジ部も含めて配向異常の原因となってきたからである。
【０１１９】
さらに、本発明の液晶パネル全体について言うことができるが、ブラックマトリックスあるいはＴＦＴバスなどの内面において、樹脂層の厚さをその他の領域に比較して相対的に薄くするかもしくは樹脂量を相対的に少なくすることもできる。換言すると、このような部位においては、硬化樹脂の存在確率が相対的に低くなる。
【０１２０】
本発明による液晶表示装置は、さらに、本発明の範囲内において多くの改良や変更を加えることができる。例えば、本発明の液晶表示装置では、その基板上に突起パターン（いわゆる土手構造物）や溝パターン（いわゆるスリット構造物）を単独もしくは組み合わせて備えるのが好ましい。これらの突起パターンや溝パターンをもって１画素領域を２つもしくはそれ以上の領域に分割し、よって、液晶分子の配向が異なった複数の領域を設けることで、視角特性の改善に代表される顕著な作用効果を得ることができるからである。
【０１２１】
例えば、土手構造物は、三角形、山形、台形等の断面を有する畝状突起やその他の突起パターンの形で基板上に形成することができる。このような土手構造物は、例えば、フォトレジストなどの感光性材料を基板上に塗布し、フォトリソグラフィ法によって露光、現像、そして焼き付けることによって有利に形成することができる。土手構造物のサイズは、広い範囲で変更することができるけれども、通常、約５〜２０μｍの幅及び約０．５〜３μｍの高さである。このような土手構造物を基板上に設けると、その突起パターンが基板上の樹脂層の表面において再現され、所期の配向分割が達成される。
【０１２２】
かかる土手構造物において、配向分割は、次のようにして達成される。本発明の液晶パネルでは、基板の表面に樹脂層を設けたので、基板どうしに挟まれた液晶層の液晶分子を基板に対して垂直に配向させることができる。ここで、基板上に土手構造物を設けた位置では、液晶分子は土手構造物に対して垂直の配向し、概しては基板に対して斜めに配向することになる。土手構造物は、その両側に傾斜した側面を有しているので、土手構造物の一方の側面に対して垂直に配向する液晶分子の配向方向は、同じ土手構造物の反対側の側面に対して垂直に配向する液晶分子の配向方向とは逆になる。これによって、１つの画素領域内において配向分割を達成することができる。
【０１２３】
また、スリット構造物は、例えば、基板の表面にストライプ状あるいはその他の形の溝によって形成することができる。溝の形状は、土手構造物とは対照的に、逆三角形、逆台形などの断面、あるいは電極をスリット状にパターニングする意味で四角形の断面とするのが一般的である。スリット構造物は、通常、基板上に電極を形成する時、そのパターニングと同時に、あるいはそれに続けて形成するのが有利である。スリット構造物のサイズは、広い範囲で変更することができるけれども、通常、約５〜２０μｍの幅及び約０．０２〜３μｍの深さである。このようなスリット構造物を基板上に設けると、その溝パターンが基板上の液晶含浸樹脂層の表面において再現され、所期の配向分割が達成される。配向分割のメカニズムは、基本的に、上記した土手構造物に同様であるか、あるいは電極からスリット部に向って形成される横電界による配向である。
【０１２４】
図１１〜図１３は、それぞれ、上述の手法に従い液晶含浸樹脂層の表面に配向分割のための改良を施した本発明による液晶表示装置の好ましい形態を示したものである。
【０１２５】
図１１の液晶パネルでは、その素子基板１１の側にスリット２６が設けられている。スリット２６は、素子基板１１上の画素電極１５に予め形成されたストライプ状の溝に由来するものであり、画素電極１５上の樹脂層１６が溝パターンを再現し、スリット２６を規定している。素子基板１１に対向するＣＦ基板１２の側には、２つのスリット２６の中間位置に、ほぼ三角形の断面を有する土手構造物２５が設けられている。土手構造物２５は、通常、素子基板１１のデータバスラインに対応する位置に、それに平行に設けられる。土手構造物２５は、ＣＦ基板１２上の共通電極１９に形成されたものであり、共通電極１９上の液晶含浸樹脂層１７が三角形の突起パターンをそのまま再現している。
【０１２６】
また、図１２の液晶パネルでは、図１１の液晶パネルと同様に、素子基板１１の側にスリット２６が設けられている。スリット２６は、素子基板１１上の画素電極１５に予め形成されたストライプ状の溝に由来するものであり、画素電極１５上の樹脂層１６が溝パターンを再現し、スリット２６を規定している。素子基板１１に対向するＣＦ基板１２の側には、スリットも土手構造物も設けられていない。すなわち、ＣＦ基板１２上には共通電極１９が形成されており、さらに、共通電極１９の上に樹脂層１７が形成されている。
【０１２７】
さらに、図１３の液晶パネルでは、図１１及び図１２の液晶パネルと同様に、素子基板１１の側にスリット２６が設けられている。スリット２６は、素子基板１１上の画素電極１５に予め形成されたストライプ状の溝に由来するものであり、画素電極１５上の樹脂層１６が溝パターンを再現し、スリット２６を規定している。素子基板１１に対向するＣＦ基板１２の側にもスリット２６が設けられている。このスリット２６は、素子基板１１の２つのスリット２６の中間位置に位置している。
【０１２８】
さらにまた、通常の液晶パネルの場合、ＣＦ基板と例えばＴＦＴ基板のような素子基板は対向して配置されるけれども、素子基板の側に、本来ならば対向基板の側にあるべきカラーフィルタを組み込むこともできる。
【０１２９】
図１４は、かかる液晶表示装置の典型例を示したものである。液晶表示装置１０は、所定の間隔をあけて対向する一対の絶縁性の基板（透明なガラス基板）１１及び１２と、これらの基板の間に挟持される液晶層１３とを備えて構成される。ＴＦＴ基板を構成する一方の透明ガラス基板１１の上には、図示のように、カラーフィルタ１８と画素電極１５が順に形成されており、また、画素電極１５を覆うようにして、本発明による樹脂層１６が形成されている。
【０１３０】
この液晶表示装置の場合、対向基板の上にＣＦやブラックマトリックス（ＢＭ）を形成することはもはや不要である。よって、他方の透明ガラス基板１２の上には本発明による樹脂層１７が液晶層１３の側に設けられているのみである。したがって、樹脂層１６及び１７を形成するために光照射の形でエネルギー付与を行う場合、ガラス基板１２を透過した光を何らの障害物に当てることなく基板１１及び１２の中間に案内することができ、より効果的にかつ均一に樹脂層１６及び１７を形成することができる。さらに、このように構成した場合には、液晶表示時、表示用の光が影になってしまう現象を避けることができ、より均一な表示を実現することができる。
【０１３１】
【実施例】
引き続いて、本発明をその実施例を参照して説明する。なお、本発明は、これらの実施例によって限定されるものでないことは言うまでもない。また、下記の実施例では、説明を簡略化するために使用していないが、必要ならば、ポリイミドやポリアミック酸などを、硬化性樹脂に適量で配合してもよく、さもなければ、硬化性樹脂の構造中にその一部として導入してもよい。
実施例１
２枚のガラス基板（商品名「ＯＡ−２」、日本電気硝子社製）を用意し、それぞれの基板の表面をIＰＡで洗浄し、乾燥した。一方の基板について、その片面の周縁領域にシール材（商品名「ＸＮ−２１Ｆ」、三井化学製）を塗布し、シールパターンを形成した。他方の基板の片面には、直径４μｍのシリカ製球状スペーサ材（積水ファインケミカル社製）をエタノールで湿式散布した。次いで、シール材付きの基板とスペーサ材付きの基板をシール材とスペーサ材が中に入るように貼り合わせ、真空パック後に１３０℃で焼成した。焼成時間は、９０分間であった。２枚のガラス基板が重なって、その中間に液晶注入用の空間を備えた空パネルが得られた。
【０１３２】
次式により表される単官能性モノマー（商品名「ＳＲ−３３５」、日本化薬製）：
【０１３３】
【化３７】
【０１３４】
及び
次式により表される２官能性モノマー、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（商品名「ＨＤＤＡ」、日本化薬製）：
【０１３５】
【化３８】
【０１３６】
を１５：１の混合比で混合した。得られたモノマー混合物を負の誘電率異方性を有するネマティック液晶（商品名「ＭＬＣ２００２」、メルク社製）に２重量％の量で混合した。さらに、液晶とモノマーの混合物に光重合開始剤（商品名「イルガキュア１８４」、クラリアント社製）を、液晶とモノマーの合計量に対して１重量％の量で混合した。
【０１３７】
得られた混合物をシール材の開口部から空パネルに注入し、開口部をエポキシ樹脂で封止した。次いで、液晶とモノマーの混合物を内部に封止したパネルに紫外線（波長：３００〜４５０ｎｍ）を１０ｍＷで３分間にわたって照射した。紫外線の照射は、室温で行った。
【０１３８】
得られた液晶表示パネルの液晶層を観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に、上記した２種類のモノマーの重合によって生成した薄膜（約４０ｎｍ）状の樹脂層が形成されていることが確認された。また、液晶層内における液晶分子の状態を観察したところ、紫外線の照射前には、液晶分子中にモノマー分子が分散するとともに、それぞれの液晶分子が、基板の表面に対してほぼ平行に配向していたものが、紫外線の照射後には、モノマーの重合の結果、液晶層がもっぱら液晶分子のみから構成されるようになり、また、液晶分子は、それぞれ、基板の表面に対してほぼ垂直に配向するようになった。さらに、このようにして製造された液晶表示パネルは、駆動特性及び視角特性に優れ、繊細なカラー画像を良好に表示することができた。
実施例２
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、単官能性モノマーと２官能性モノマーの混合比を１５：１から１：１に変更した。
【０１３９】
得られた液晶表示パネルの液晶層を前記実施例１と同様に観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に薄膜（約４０ｎｍ）状の樹脂層が形成され、また、液晶層において、紫外線の照射前にはそれぞれの液晶分子が基板の表面に対してほぼ平行に配向していたものが、紫外線の照射後には、液晶分子は、それぞれ、基板の表面に対してほぼ垂直に配向するようになった。さらに、液晶表示パネルは、駆動特性及び視角特性に優れ、繊細なカラー画像を良好に表示することができた。
実施例３
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、単官能性モノマーと２官能性モノマーの混合比を１５：１から５０：１に変更した。
【０１４０】
得られた液晶表示パネルの液晶層を前記実施例１と同様に観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に薄膜（約４０ｎｍ）状の樹脂層が形成され、また、液晶層において、紫外線の照射前にはそれぞれの液晶分子が基板の表面に対してほぼ平行に配向していたものが、紫外線の照射後には、液晶分子は、それぞれ、基板の表面に対してほぼ垂直に配向するようになった。さらに、液晶表示パネルは、駆動特性及び視角特性に優れ、繊細なカラー画像を良好に表示することができた。
比較例１
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、比較のため、単官能性モノマーと２官能性モノマーの混合比を１５：１から１：２に変更した。
【０１４１】
得られた液晶表示パネルの液晶層を前記実施例１と同様に観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に樹脂層が形成されたけれども、実施例１におけるような明瞭な薄膜の状態ではなかった。また、液晶層において、紫外線の照射前にそれぞれの液晶分子が基板の表面に対してほぼ平行に配向していたが、紫外線の照射後においても変化はなく、液晶分子は水平配向のままであった。液晶分子において垂直配向が得られなかったので、液晶表示パネルを駆動しても、目的の画像表示を行うことができなかった。
比較例２
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、比較のため、単官能性モノマーと２官能性モノマーの混合比を１５：１から６０：１に変更した。
【０１４２】
得られた液晶表示パネルの液晶層を前記実施例１と同様に観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に樹脂層が形成されたけれども、実施例１におけるような明瞭な薄膜の状態ではなかった。また、液晶層において、紫外線の照射前にそれぞれの液晶分子が基板の表面に対してほぼ平行に配向していたが、紫外線の照射後においても変化はなく、液晶分子は水平配向のままであった。液晶分子において垂直配向が得られなかったので、液晶表示パネルを駆動しても、目的の画像表示を行うことができなかった。
実施例４
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、２官能性モノマーとして、１，６−ヘキサンジオールジアクリレートに代えて、次式により表される２官能性モノマー（商品名「ＫＡＹＡＲＡＤ Ｒ−６８４」、日本化薬製）を使用した。
【０１４３】
【化３９】
【０１４４】
単官能性モノマーと２官能性モノマーの混合比は、１５：１のままであった。
【０１４５】
得られた液晶表示パネルの液晶層を前記実施例１と同様に観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に薄膜（約４０ｎｍ）状の樹脂層が形成され、また、液晶層において、紫外線の照射前にはそれぞれの液晶分子が基板の表面に対してほぼ平行に配向していたものが、紫外線の照射後には、液晶分子は、それぞれ、基板の表面に対してほぼ垂直に配向するようになった。さらに、液晶表示パネルは、駆動特性及び視角特性に優れ、繊細なカラー画像を良好に表示することができた。
実施例５
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、２官能性モノマーとして、１，６−ヘキサンジオールジアクリレートに代えて、次式により表される２官能性モノマー（商品名「ＫＡＹＡＲＡＤ ＳＲ−２６８」、日本化薬製）を使用した。
【０１４６】
【化４０】
【０１４７】
単官能性モノマーと２官能性モノマーの混合比は、１５：１のままであった。
【０１４８】
得られた液晶表示パネルの液晶層を前記実施例１と同様に観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に薄膜（約４０ｎｍ）状の樹脂層が形成され、また、液晶層において、紫外線の照射前にはそれぞれの液晶分子が基板の表面に対してほぼ平行に配向していたものが、紫外線の照射後には、液晶分子は、それぞれ、基板の表面に対してほぼ垂直に配向するようになった。さらに、液晶表示パネルは、駆動特性及び視角特性に優れ、繊細なカラー画像を良好に表示することができた。
実施例６
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、２官能性モノマーとして、１，６−ヘキサンジオールジアクリレートに代えて、次式により表される２官能性モノマー（商品名「ＫＡＹＡＲＡＤ Ｒ−５２６」、日本化薬製）を使用した。
【０１４９】
【化４１】
【０１５０】
単官能性モノマーと２官能性モノマーの混合比は、１５：１のままであった。
【０１５１】
得られた液晶表示パネルの液晶層を前記実施例１と同様に観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に薄膜（約４０ｎｍ）状の樹脂層が形成され、また、液晶層において、紫外線の照射前にはそれぞれの液晶分子が基板の表面に対してほぼ平行に配向していたものが、紫外線の照射後には、液晶分子は、それぞれ、基板の表面に対してほぼ垂直に配向するようになった。さらに、液晶表示パネルは、駆動特性及び視角特性に優れ、繊細なカラー画像を良好に表示することができた。
実施例７
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、多官能性モノマーとして、２官能性モノマー（１，６−ヘキサンジオールジアクリレート）に代えて、次式により表される３官能性モノマー（商品名「ＫＡＹＡＲＡＤ ＳＲ−５０２」、日本化薬製）を使用した。
【０１５２】
【化４２】
【０１５３】
単官能性モノマーと３官能性モノマーの混合比は、１５：１のままであった。
【０１５４】
得られた液晶表示パネルの液晶層を前記実施例１と同様に観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に薄膜（約４０ｎｍ）状の樹脂層が形成され、また、液晶層において、紫外線の照射前にはそれぞれの液晶分子が基板の表面に対してほぼ平行に配向していたものが、紫外線の照射後には、液晶分子は、それぞれ、基板の表面に対してほぼ垂直に配向するようになった。さらに、液晶表示パネルは、駆動特性及び視角特性に優れ、繊細なカラー画像を良好に表示することができた。
実施例８
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、多官能性モノマーとして、２官能性モノマー（１，６−ヘキサンジオールジアクリレート）に代えて、次式により表される４官能性モノマー（商品名「ＫＡＹＡＲＡＤ ＳＲ−２９５」、日本化薬製）を使用した。
【０１５５】
【化４３】
【０１５６】
単官能性モノマーと４官能性モノマーの混合比は、１５：１のままであった。
【０１５７】
得られた液晶表示パネルの液晶層を前記実施例１と同様に観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に薄膜（約４０ｎｍ）状の樹脂層が形成され、また、液晶層において、紫外線の照射前にはそれぞれの液晶分子が基板の表面に対してほぼ平行に配向していたものが、紫外線の照射後には、液晶分子は、それぞれ、基板の表面に対してほぼ垂直に配向するようになった。さらに、液晶表示パネルは、駆動特性及び視角特性に優れ、繊細なカラー画像を良好に表示することができた。
実施例９
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、多官能性モノマーとして、２官能性モノマー（１，６−ヘキサンジオールジアクリレート）の単独使用に代えて、この２官能性モノマーと前記実施例７に記載の３官能性モノマー（ＫＡＹＡＲＡＤ ＳＲ−５０２）の１：１混合物を使用した。単官能性モノマーと多官能性モノマー（２官能性及び３官能性モノマーの混合物）の混合比は、１５：１のままであった。
【０１５８】
得られた液晶表示パネルの液晶層を前記実施例１と同様に観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に薄膜（約４０ｎｍ）状の樹脂層が形成され、また、液晶層において、紫外線の照射前にはそれぞれの液晶分子が基板の表面に対してほぼ平行に配向していたものが、紫外線の照射後には、液晶分子は、それぞれ、基板の表面に対してほぼ垂直に配向するようになった。さらに、液晶表示パネルは、駆動特性及び視角特性に優れ、繊細なカラー画像を良好に表示することができた。
実施例１０
本例では、図９に模式的に示すような液晶表示パネルを前記実施例１に記載の手法に従って製造した。
【０１５９】
ＩＴＯ電極１５付きのガラス基板１１を調製し、その片面の周縁領域にシール材（商品名「ＸＮ−２１Ｆ」、三井化学製）を塗布し、シールパターン３１を形成した。もう１枚の、ＩＴＯ電極１９付きのガラス基板１２の片面には、直径４μｍのシリカ製球状スペーサ材（積水ファインケミカル社製）３２をエタノールで湿式散布した。次いで、シール材付きの基板１１とスペーサ材付きの基板１２をシール材とスペーサ材が中に入るように貼り合わせ、真空パック後に１３０℃で焼成した。焼成時間は、９０分間であった。２枚のガラス基板１１及び１２が重なって、その中間に液晶注入用の空間を備えた空パネルが得られた。
【０１６０】
次いで、単官能性モノマー（ＳＲ−３３５）及び２官能性モノマー（ＨＤＤＡ）を１５：１の混合比で混合した後、得られたモノマー混合物を負の誘電率異方性を有するネマティック液晶（ＭＬＣ２００２）に３重量％の量で混合した。さらに、液晶とモノマーの混合物に光重合開始剤（イルガキュア１８４）を、モノマーの全量に対して１重量％の量で混合した。
【０１６１】
得られた混合物をシール材の開口部から空パネルに注入し、開口部をエポキシ樹脂で封止した。次いで、液晶とモノマーの混合物を内部に封止したパネルに紫外線（波長：３００〜４５０ｎｍ）を１０ｍＷで３分間にわたって照射した。紫外線の照射は、室温で行った。
【０１６２】
得られた液晶表示パネルの液晶層１３を観察したところ、図９（Ｂ）に示すように、それぞれの基板１１（１２）と液晶層１３の界面、シール材３１と液晶層１３の界面、そしてスペーサ材３２と液晶層１３の界面に、上記した２種類のモノマーの重合によって生成した薄膜（約３０ｎｍ）状の樹脂層３６が一面に形成されていることが確認された。
【０１６３】
上記したように、従来は液晶層と直に接したままであったシール材３１の側面に樹脂層３６を形成することができたので、シール材３１の近傍における液晶分子の配向を安定にすることができ、したがって、シール材３１と表示画素（図示せず）との間隔を０．５ｍｍ以下とすることができた。また、シール材３１の側面に加えてスペーサ材３２の側面にも樹脂層３６を形成することができたので、スペーサ材３２の表面における液晶分子の配向もコントロールすることができた。
【０１６４】
さらに加えて、本例の液晶表示パネルでは、本発明のその他の液晶表示パネルについても同じように言えることであるが、従来の液晶表示パネルのように配向膜（例えば、ポリイミド系の配向膜）を印刷法（例えば、平版印刷法、凸版印刷法）で形成する工程を含まないことに由来する、多くの注目すべき効果を得ることができた。
【０１６５】
まず、印刷法を使用していないので、液晶の配向の悪影響を及ぼすメッシュなどの印刷に伴うパターンが、樹脂層の表面に形成されるのを防止することができた。
【０１６６】
また、印刷法を使用していないので、基板の表面において印刷パターンの末端あるいは境界が段差となって現れたことによる欠陥を防止できた。本来ならば画面全体において液晶分子が良好な配向を示すべきところを、段差の出現によって、配向異常が発生するからである。
【０１６７】
さらに、印刷法を使用していないので、配向膜の材料を有機溶剤に溶解するという手間のかかる作業を解消することができた。得られる溶液の粘度調整が、煩雑であったからである。さらに、有機溶剤フリーであるので、環境保護の面からも有用であり、樹脂層中に有機溶剤が残存した場合の欠点も回避することができた。
【０１６８】
さらにまた、印刷法では配向膜の厚さを薄くすることが技術的に困難であったけれども、液晶層内でモノマーを基板側に移動させ、重合させて樹脂層を形成するという画期的な方法を採用したので、樹脂層の厚さを非常に薄くすることができた。特に、印刷法では実現されない４０ｎｍ以下、特に３０ｎｍ以下の厚さを容易にかつ均一に実現することができた。樹脂層をこのように極薄に形成することができたので、液晶層にかかる電圧値を大きくとることが可能となり、低いしきい値電圧にて液晶表示パネルを駆動することができるようになった。具体的には、液晶の配向状態を変化させ得るしきい値電圧を０．５Ｖほど低減することができた。
実施例１１
本例では、図１０に模式的に示すような液晶表示パネルを前記実施例１及び前記実施例１０に記載の手法に従って製造した。なお、この液晶パネルでもシール材及びスペーサ材を前記実施例１０に記載の手法に従って所定の位置に配置したけれども、説明の簡略化のために、図から省略されている。
【０１６９】
ＩＴＯ電極（共通電極）１５付きのガラス基板（ＴＦＴ基板）１１を調製し、その片面の周縁領域にシール材（商品名「ＸＮ−２１Ｆ」、三井化学製）を塗布し、シールパターンを形成した。もう１枚の、ＩＴＯ電極（対向電極）１９付きのガラス基板（ＣＦ基板）１２の片面には、直径４μｍのシリカ製球状スペーサ材（積水ファインケミカル社製）をエタノールで湿式散布した。また、ＴＦＴ基板１１の所定の位置には、その共通電極１５とＣＦ基板１２の対向電極１９を電気的に接続し、よって、対向電極１９に所定の電圧を印加するため、トランスファー電極３３を形成した。トランスファー電極３３は、銀ペーストを所定の厚さで堆積させ、さらにパターニングすることによって形成した。
【０１７０】
次いで、シール材及びトランスファー電極付きのＴＦＴ基板１１とスペーサ材付きのＣＦ基板１２をシール材とスペーサ材が中に入るように貼り合わせ、真空パック後に１３０℃で焼成した。焼成時間は、９０分間であった。２枚の基板１１及び１２が重なって、その中間に液晶注入用の空間を備えた空パネルが得られた。
【０１７１】
次いで、単官能性モノマー（ＳＲ−３３５）及び２官能性モノマー（ＨＤＤＡ）を１５：１の混合比で混合した後、得られたモノマー混合物を負の誘電率異方性を有するネマティック液晶（ＭＬＣ２００２）に３重量％の量で混合した。さらに、液晶とモノマーの混合物に光重合開始剤（イルガキュア１８４）を、モノマーの全量に対して１重量％の量で混合した。
【０１７２】
得られた混合物をシール材の開口部から空パネルに注入し、開口部をエポキシ樹脂で封止した。次いで、液晶とモノマーの混合物を内部に封止したパネルに紫外線（波長：３００〜４５０ｎｍ）を１０ｍＷで３分間にわたって照射した。紫外線の照射は、室温で行った。
【０１７３】
得られた液晶表示パネルの液晶層１３を観察したところ、図１０に示すように、それぞれの基板１１（１２）と液晶層１３の界面、そしてトランスファー電極３３と液晶層１３の界面に、上記した２種類のモノマーの重合によって生成した薄膜（約３０ｎｍ）状の樹脂層３６が一面に形成されていることが確認された。また、図示しないけれども、シール材と液晶層の界面やスペーサ材と液晶層の界面にも、同様な樹脂層が薄膜で、均一な厚さに形成されていることが確認された。
【０１７４】
上記したように、従来は液晶層と直に接したままであったトランスファー電極３３の基部や側面に樹脂層３６を形成することができたので、トランスファー電極３３の近傍においてそれぞれの液晶分子を安定に配向させることができた。また、従来の方法では、基板上に配向膜を形成した後に、その一部を選択的に除去して、露出した電極の上にトランスファー電極を形成するという煩雑な作業が必要であったが、本例では、そのような工程が不要であるので、製造工程の単純化及び製造コストの低減に大きく貢献することができる。また、配向膜を選択的に除去する従来の方法では、配向不良の発生を防止できなかったけれども、本例では、そのような配向不良の問題も発生しなかった。
【０１７５】
本例では、これらの効果に加えて、前記実施例１０で得られた効果、すなわち、シール材と液晶層の界面及びスペーサ材と液晶層の界面における樹脂層の形成による効果ならびに印刷法の不使用に由来する効果も得ることができた。
【０１７６】
また、本例の液晶表示パネルは、駆動特性及び視角特性に優れ、繊細なカラー画像を良好に表示することができた。
実施例１２〜１４
本例では、それぞれ図１１〜図１３に模式的に示すような土手構造及び（又は）スリット構造付きの液晶表示パネルを前記実施例１及び前記実施例１０に記載の手法に従って製造した。なお、これらの液晶パネルでもシール材及びスペーサ材を前記実施例１０に記載の手法に従って所定の位置に配置し、同様な作用効果を得ることができたけれども、説明の簡略化のために、図から省略されている。
【０１７７】
また、図示しないけれども、いずれの液晶表示パネルにおいても、その樹脂層を先に図８（Ｂ）を参照して説明したように、２層構造とすることもできる。２層構造の樹脂層は、例えば：
樹脂１…液晶層側の第１の樹脂層を構成する樹脂、例えば、直鎖アルキルに側鎖アルキルが結合した構成の樹脂。例えば（メタ）アクリレート樹脂。
樹脂２…基板側の第２の樹脂層を構成する樹脂、例えば、直鎖アルキルが結合した構成あるいは骨格としての機能を有する構成の樹脂。例えば（メタ）アクリレート樹脂。
（いずれの樹脂も、前記の通り）を用いて形成することができる。
【０１７８】
これらの樹脂を合して樹脂混合物とした後、例えば、液晶（例えば、負の誘電率異方性を示すネマティック液晶）及び樹脂混合物を９８：２の割合（重量比）で混合し、さらに樹脂の５重量％の量で重合開始剤を混入する。ここで、垂直配向性を得るのに好適な樹脂１及び樹脂２の混合比は、通常、１：１〜３０：１の範囲であり、さらに５０：１までであってもよい。
【０１７９】
図１１に示す実施例１２では、ＩＴＯ電極１５付きのＴＦＴ基板１１とＩＴＯ電極１９付きのＣＦ基板１２の間に液晶層１３が封止されている。また、ＴＦＴ基板１１の上には、ＩＴＯ電極１５の段差に由来して形成されたスリット構造物２６を有する樹脂層１６が積層されている。樹脂層１６は、液晶中に分散させておいたモノマーの重合によって形成されたものである。一方、ＣＦ基板１２の上にはＩＴＯ電極１９及び樹脂層１７が順次形成されている。樹脂層１７の表面には、IＴＯ電極１９上に予め形成された土手構造物２５に由来する突起パターンが形成されている。
【０１８０】
このような構造の液晶表示パネルにおいて、液晶層１３内の液晶分子３は、電圧無印加状態では垂直に配向している。液晶層１３に接する樹脂層１６（１７）が、液晶の配向に関与しているからである。次いで、この液晶表示パネルに電圧を印加すると、電界は斜めに印加されることになり、液晶分子３が２方向に倒れることの結果、配向分割が導かれる。配向分割は、応答速度の向上などに大きく貢献することができる。
【０１８１】
図１２に示す実施例１３でも、ＩＴＯ電極１５付きのＴＦＴ基板１１とＩＴＯ電極１９付きのＣＦ基板１２の間に液晶層１３が封止されている。また、ＴＦＴ基板１１の上には、ＩＴＯ電極１５及びスリット構造物２６を有する樹脂層１６が順次積層されている。樹脂層１６は、上記したように、液晶中に分散させておいたモノマーの重合によって形成されたものである。一方、ＣＦ基板１２の上にはＩＴＯ電極１９及び樹脂層１７が順次形成されている。但し、樹脂層１７の表面には、図１１の液晶表示パネル（実施例１２）の場合とは異なって、土手構造物に由来する突起パターンが形成されていない。
【０１８２】
参考のために簡単に説明すると、図示の液晶表示パネルは、上記した２層構造樹脂層形成用の液晶と樹脂の混合物を使用した場合、次のようにして作製することができる。
【０１８３】
ＴＦＴ基板１１及びＣＦ基板１２を洗浄した後、それらの基板の周囲にシール印刷を行い、貼りあわせる。次に、シールの切れた部分（注入口）から液晶と樹脂との混合物を真空注入する。混合物の注入後、注入口を可視光硬化型の樹脂で封止する。次に、この液晶パネル全体に紫外線を照射する。照射源としては、高圧水銀ランプを用いる。ガラスを通して紫外線を照射することになるので、短波長の紫外線はカットされるため、重合開始剤の吸収端もガラス基板を透過する光に反応するように設定する。具体的には、重合開始剤の吸収端を３００ｎｍより長波長側に設定する。紫外線を照射することにより、注入直後には水平配向あるいはランダム配向に近かったものが、全面垂直配向になる。
【０１８４】
このような構造の液晶表示パネルにおいて、液晶層１３内の液晶分子３は、電圧無印加状態では垂直に配向している。液晶層１３に接する樹脂層１６（１７）が、液晶の配向に関与しているからである。次いで、この液晶表示パネルに電圧を印加すると、電界は斜めに印加されることになり、液晶分子３が２方向に倒れることの結果、配向分割が導かれる。配向分割は、応答速度の向上などに大きく貢献することができる。
【０１８５】
図１３に示す実施例１４でも、ＩＴＯ電極１５付きのＴＦＴ基板１１とＩＴＯ電極１９付きのＣＦ基板１２の間に液晶層１３が封止されている。また、ＴＦＴ基板１１の上には、ＩＴＯ電極１５及びスリット構造物２６を有する樹脂層１６が順次積層されている。樹脂層１６は、上記したように、液晶中に分散させておいたモノマーの重合によって形成されたものである。一方、ＣＦ基板１２の上にはＩＴＯ電極１９及び樹脂層１７が順次形成されており、さらに、樹脂層１７の表面には、ＩＴＯ電極１９の段差に由来して形成されたスリット構造物２６が存在している。
【０１８６】
このような構造の液晶表示パネルにおいて、液晶層１３内の液晶分子３は、電圧無印加状態では垂直に配向している。液晶層１３に接する樹脂層１６（１７）が、液晶の配向に関与しているからである。次いで、この液晶表示パネルに電圧を印加すると、電界は斜めに印加されることになり、液晶分子３が２方向に倒れることの結果、配向分割が導かれる。配向分割は、応答速度の向上などに大きく貢献することができる。
【０１８７】
また、ここでは図示していないが、本例を含めた本発明の液晶表示パネルを一対の円偏光板（あるいは円偏光フィルムなど）で挟むことが推奨される。輝度の大幅な向上を図ることができるからである。本発明者らの知見によれば、単純にクロスニコルで挟んだ構造の液晶表示パネルと比較した場合、約４割の輝度の向上を達成することができる。
実施例１５
本例では、図１４に模式的に示すような液晶表示装置を前記実施例１及び前記実施例１０に記載の手法に従って製造した。なお、この液晶表示パネルでもシール材及びスペーサ材を前記実施例１０に記載の手法に従って所定の位置に配置したけれども、説明の簡略化のために、図から省略されている。また、図示の液晶表示装置１０の場合、ＴＦＴ基板１１の側にカラーフィルタ１８が配置されている点で、先に図３を参照して説明した本発明の液晶表示装置と区別される。
【０１８８】
さらに説明すると、液晶表示装置１０は、一対のガラス基板、すなわち、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２と、これらの基板の間に挟持される液晶層１３とを備えて構成される。液晶層１３を構成する液晶は、ネマティック液晶などである。
【０１８９】
ＴＦＴ基板１１の上には、図示されるように、ゲート電極４１、ソース電極４２などから構成されるＴＦＴ素子が作りこまれている。ＴＦＴ素子は、ＴＦＴ基板において従来一般的に使用されている任意のＴＦＴ素子である。また、ＴＦＴ基板１１の上にはカラーフィルタ１８も形成されている。さらに、カラーフィルタ１８の上には画素電極１５が形成され、画素電極１５を覆うようにして、本発明に特有の樹脂層１６が形成されている。一方、対向基板１２の上には、本発明による樹脂層１７が積層されている。また、ＴＦＴ基板１１及び対向１２の外側には、それぞれ、偏光板２１及び２２が取り付けられている。
【０１９０】
本例の場合、ＴＦＴ基板１１に対向して配置された対向基板１２の側に、カラーフィルタ（ＣＦ）やブラックマトリックス（ＢＭ）を形成しない構成を採用したので、例えば、ＴＦＴ基板１１の全面に紫外線を均一に照射することが可能になる。照射した紫外線がＣＦやＢＭにあたって影を生じることがなくなるので、より均一な画像表示を達成することができる。ＣＦ基板上のＣＦやＢＭ、さらにはバスラインは、その厚さの故に紫外線を遮断可能であるからである。換言すると、本例の場合、ＴＦＴ基板のバスライン近傍やＣＦ及びＢＭ近傍において紫外線遮断に原因した不都合を回避することができる。
【０１９１】
以上の詳細な説明から容易に理解できるように、本発明は、いろいろな形態で有利に実施することができる。本発明の好ましい実施の形態を整理して付記すると、次の通りである。
【０１９２】
（付記１）一対の対向して配置された基板と、それらの基板の間に封入された液晶とを含むパネル構造をもった液晶表示装置であって、
前記液晶と該液晶に接する液晶パネル構成要素の界面に、単官能性モノマー及び多官能性モノマーを含む硬化性樹脂の硬化によって形成された網目構造をもった樹脂層が介在せしめられており、かつ前記樹脂層の表面から、前記硬化性樹脂に含まれるモノマーの垂直配向発現性官能基が派生していることを特徴とする液晶表示装置。
【０１９３】
（付記２）前記垂直配向発現性基が、アルキル基及び（又は）ハロゲン原子であることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１９４】
（付記３）前記液晶パネル構成要素が、前記基板、前記液晶を封止するシール材、前記基板どうしの間隔を一定に保持するスペーサ材及び前記基板上に設けられた電極からなる群から選ばれた少なくとも１つの部材であることを特徴とする付記１又は２に記載の液晶表示装置。
【０１９５】
（付記４）前記硬化性樹脂において、前記単官能性モノマーは、前記多官能性モノマーとほぼ同量で、もしくはそれよりも多量に含まれることを特徴とする付記１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０１９６】
（付記５）前記硬化性樹脂において、前記単官能性モノマーと前記多官能性モノマーの比率が、１：１〜５０：１の範囲であることを特徴とする付記１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０１９７】
（付記６）前記単官能性モノマー及び（又は）多官能性モノマーが、（メタ）アクリル酸系の単官能性モノマー、２官能性モノマー、３官能性モノマー又は４官能性モノマーであることを特徴とする付記１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０１９８】
（付記７）前記（メタ）アクリル酸系の単官能性モノマーが、次の一般式（Ｉ）：
【０１９９】
【化４４】
【０２００】
（上式において、Ｒ１は、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、かつＡは、液晶パネルにおいて使用した時に液晶分子の垂直配向を発現し得る官能基を表すかもしくはかかる官能基を含む任意のユニットを表す）により表されることを特徴とする付記６に記載の液晶表示装置。
【０２０１】
（付記８）前記（メタ）アクリル酸系の２官能性モノマーが、次の一般式（III）：
【０２０２】
【化４５】
【０２０３】
（上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、かつＢは、得られる硬化樹脂においてその骨格を規定し得る任意のユニットを表す）により表されることを特徴とする付記６又は７に記載の液晶表示装置。
【０２０４】
（付記９）前記（メタ）アクリル酸系の２官能性モノマーが、次の一般式（III−１）：
【０２０５】
【化４６】
【０２０６】
（上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、低級アルキレン基を表し、Ｒは、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表し、そしてｍ及びｎは、互いに独立しており、０〜４の整数を表す）により表されることを特徴とする付記６〜８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２０７】
（付記１０）前記（メタ）アクリル酸系の２官能性モノマーが、次の一般式（III−２）：
【０２０８】
【化４７】
【０２０９】
（上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、Ｒ１は、低級アルキレン基を表し、そしてｎは、０〜１２の整数を表す）により表されることを特徴とする付記６〜８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２１０】
（付記１１）前記（メタ）アクリル酸系の２官能性モノマーが、次の一般式（III−３）：
【０２１１】
【化４８】
【０２１２】
（上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、Ｒ、Ｒ´及びＲ″は、同一もしくは異なっていてもよく、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表し、そしてｍ及びｎは、互いに独立しており、０又は１を表す）により表されることを特徴とする付記６〜８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２１３】
（付記１２）前記（メタ）アクリル酸系の３官能性モノマーが、次の一般式（IV）：
【０２１４】
【化４９】
【０２１５】
（上式において、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、同一もしくは異なっていてもよく、低級アルキレン基を表し、Ｒは、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表し、そしてｌ、ｍ及びｎは、互いに独立しており、０〜３の整数を表す）により表されることを特徴とする付記６〜１１のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２１６】
（付記１３）前記（メタ）アクリル酸系の４官能性モノマーが、次の一般式（Ｖ）：
【０２１７】
【化５０】
【０２１８】
（上式において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、同一もしくは異なっていてもよく、低級アルキレン基を表し、Ｒは、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表し、そしてｋ、ｌ、ｍ及びｎは、互いに独立しており、０〜２の整数を表す）により表されることを特徴とする付記６〜１２のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２１９】
（付記１４）前記樹脂層の厚さが、５〜４０ｎｍの範囲であることを特徴とする付記１〜１３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２２０】
（付記１５）前記樹脂層が、前記液晶及び前記硬化性樹脂の混合物を前記基板の間に注入した後にエネルギーを加えることによって形成されたものであることを特徴とする付記１〜１４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２２１】
（付記１６）前記液晶と前記硬化性樹脂の割合が、１０：１〜４００：１の範囲であることを特徴とする付記１５に記載の液晶表示装置。
【０２２２】
（付記１７）前記液晶が、負の誘電率異方性を示すものであり、かつ、電圧無印加時、前記液晶の分子長軸が前記基板に対してほぼ垂直に配向していることを特徴とする付記１〜１６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２２３】
（付記１８）前記樹脂層がほぼ２層に分離しており、その際、前記液晶との界面領域において、前記垂直配向発現性官能基をもった樹脂が優先的に分布しており、かつ前記基板との界面領域において、網目構造をもった樹脂が優先的に分布していることを特徴とする付記１〜１７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２２４】
（付記１９）前記樹脂層が、前記液晶に接して形成された、前記垂直配向発現性官能基をもった樹脂からなる第１の樹脂層と、前記基板に接して形成された、網目構造をもった樹脂からなる第２の樹脂層とをもって構成されていることを特徴とする付記１〜１８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２２５】
（付記２０）基板上に土手構造物及び（又は）スリット構造物を有していることを特徴とする付記１〜１９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２２６】
（付記２１）一対の対向して配置された基板と、それらの基板の間に封止された液晶とを含むパネル構造をもった液晶表示装置を製造する方法であって、
前記基板の間に、前記液晶と、単官能性モノマー及び多官能性モノマーを含む硬化性樹脂との混合物を注入し、
引き続いてエネルギーを与えて前記硬化性樹脂を硬化させ、前記液晶と該液晶に接する液晶パネル構成要素の界面において、網目構造をもった樹脂層を選択的に形成するとともに、前記樹脂層の表面から、前記硬化性樹脂に含まれるモノマーの垂直配向発現性官能基を派生させること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【０２２７】
（付記２２）前記硬化性樹脂に含まれるモノマーにおいて、アルキル基及び（又は）ハロゲン原子を前記垂直配向発現性基として有することを特徴とする付記２１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２２８】
（付記２３）前記液晶パネル構成要素が、前記基板、前記液晶を封止するシール材、前記基板どうしの間隔を一定に保持するスペーサ材及び前記基板上に設けられた電極からなる群から選ばれた少なくとも１つの部材であることを特徴とする付記２１又は２２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２２９】
（付記２４）前記硬化性樹脂において、前記単官能性モノマーを、前記多官能性モノマーとほぼ同量で、もしくはそれよりも多量に含ませることを特徴とする付記２１〜２３のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２３０】
（付記２５）前記硬化性樹脂において、前記単官能性モノマーと前記多官能性モノマーの比率を、１：１〜５０：１の範囲とすることを特徴とする付記２１〜２４のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２３１】
（付記２６）前記単官能性モノマー及び（又は）多官能性モノマーが、（メタ）アクリル酸系の単官能性モノマー、２官能性モノマー、３官能性モノマー又は４官能性モノマーであることを特徴とする付記２１〜２５のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２３２】
（付記２７）前記（メタ）アクリル酸系の単官能性モノマーが、次の一般式（Ｉ）：
【０２３３】
【化５１】
【０２３４】
（上式において、Ｒ１は、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、かつＡは、液晶パネルにおいて使用した時に液晶分子の垂直配向を発現し得る官能基を表すかもしくはかかる官能基を含む任意のユニットを表す）により表されることを特徴とする付記２６に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２３５】
（付記２８）前記（メタ）アクリル酸系の２官能性モノマーが、次の一般式（III）：
【０２３６】
【化５２】
【０２３７】
（上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、かつＢは、得られる硬化樹脂においてその骨格を規定し得る任意のユニットを表す）により表されることを特徴とする付記２６又は２７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２３８】
（付記２９）前記（メタ）アクリル酸系の２官能性モノマーが、次の一般式（III−１）：
【０２３９】
【化５３】
【０２４０】
（上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、低級アルキレン基を表し、Ｒは、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表し、そしてｍ及びｎは、互いに独立しており、０〜４の整数を表す）により表されることを特徴とする付記２６〜２８のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２４１】
（付記３０）前記（メタ）アクリル酸系の２官能性モノマーが、次の一般式（III−２）：
【０２４２】
【化５４】
【０２４３】
（上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、Ｒ１は、低級アルキレン基を表し、そしてｎは、０〜１２の整数を表す）により表されることを特徴とする付記２６〜２８のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２４４】
（付記３１）前記（メタ）アクリル酸系の２官能性モノマーが、次の一般式（III−３）：
【０２４５】
【化５５】
【０２４６】
（上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、Ｒ、Ｒ´及びＲ″は、同一もしくは異なっていてもよく、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表し、そしてｍ及びｎは、互いに独立しており、０又は１を表す）により表されることを特徴とする付記２６〜２８のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２４７】
（付記３２）前記（メタ）アクリル酸系の３官能性モノマーが、次の一般式（IV）：
【０２４８】
【化５６】
【０２４９】
（上式において、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、同一もしくは異なっていてもよく、低級アルキレン基を表し、Ｒは、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表し、そしてｌ、ｍ及びｎは、互いに独立しており、０〜３の整数を表す）により表されることを特徴とする付記２６〜３１のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２５０】
（付記３３）前記（メタ）アクリル酸系の４官能性モノマーが、次の一般式（Ｖ）：
【０２５１】
【化５７】
【０２５２】
（上式において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、同一もしくは異なっていてもよく、低級アルキレン基を表し、Ｒは、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表し、そしてｋ、ｌ、ｍ及びｎは、互いに独立しており、０〜２の整数を表す）により表されることを特徴とする付記２６〜３２のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２５３】
（付記３４）前記樹脂層を、５〜４０ｎｍの厚さで形成することを特徴とする付記２１〜３３のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２５４】
（付記３５）前記液晶と前記硬化性樹脂を、１０：１〜４００：１の割合で混合することを特徴とする付記２１〜３４のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２５５】
（付記３６）前記液晶が、負の誘電率異方性を示すものであり、かつ、電圧無印加時、前記液晶の分子長軸が前記基板に対してほぼ垂直に配向していることを特徴とする付記２１〜３５のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２５６】
【発明の効果】
以上から明らかなように、本発明によれば、従来の液晶表示装置において必須であった配向膜を使用しないので、成膜工程やその後の配向処理（ラビング処理、光配向処理等）、さらには焼成工程の省略による多くの効果、例えば、製造工程及び時間の大幅な短縮、製造コストの大幅な低減、工程管理、歩留まり等の改善などを伴って、高性能な液晶表示装置を提供することができる。
【０２５７】
また、本発明の樹脂層は、配向膜のように印刷や塗工によって形成する必要がないので、その樹脂層の表面にメッシュ模様（使用したスクリーンによる）のような不所望なパターンができることがなく、特性に対する悪影響を回避できる。
【０２５８】
さらに、本発明の液晶表示装置の垂直配向性は、それが樹脂層に由来するので、均一かつ安定であり、配向乱れを生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の液晶表示パネルの製造工程を示すフローチャートである。
【図２】従来の光配向法の概略を、順を追って示す断面図である。
【図３】本発明によるフルカラーのＴＦＴ液晶表示装置の主要構成を示す断面図である。
【図４】図３の液晶表示装置における樹脂層の状態を模式的に示す断面図である。
【図５】図４の樹脂層の近傍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６】本発明による液晶表示パネルの製造工程を示すフローチャートである。
【図７】本発明による樹脂層の形成工程を順を追って示した断面図である。
【図８】本発明による液晶表示装置の別の２つの実施形態を示す断面図である。
【図９】本発明による液晶表示装置の別の実施形態を示す断面図である。
【図１０】本発明による液晶表示装置の別の実施形態を示す断面図である。
【図１１】本発明による液晶表示装置の別の実施形態を示す断面図である。
【図１２】本発明による液晶表示装置の別の実施形態を示す断面図である。
【図１３】本発明による液晶表示装置の別の実施形態を示す断面図である。
【図１４】本発明による液晶表示装置の別の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
２…光硬化性樹脂
３…液晶分子
１０…液晶表示装置（液晶パネル）
１１…ガラス基板
１２…ガラス基板
１３…液晶層
１４…絶縁層
１５…画素電極
１６…樹脂層
１７…樹脂層
１８…カラーフィルタ
１９…共通電極
２１…偏光板
２２…偏光板
２３…液晶／硬化性樹脂の混合物層
２４…データバスライン
２５…土手構造
２６…溝構造
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、さらに詳しく述べると、基板上における液晶分子の配向を改良した液晶表示装置とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ、カーナビゲーションシステム、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話等の急速な普及に伴って、液晶表示装置（液晶ディスプレイデバイス）が広く利用されるようになっている。また、ノートパソコンや液晶テレビ等においては、画面サイズの大型化に伴い、視野角度の広角化、すなわち視角特性の向上や高精細化の要求が強くなっている。一般に液晶表示装置は、一対のガラス基板等の絶縁性をもった基板の間に液晶をその液晶分子が所定の方向に配列された状態で封入し、かつそれぞれの基板の液晶側に配向膜を形成した構造を有している。配向膜の材料には、通常、ポリイミドやポリアミック酸などが用いられている（例えば、特許文献１を参照）。そして、絶縁基板上に形成された配向膜に、液晶分子と絶縁基板との接触角であるプレチルト角を設定する配向処理により、液晶分子の配向性を高めることが行なわれている。また、上述した視角特性や画面精細度を改善する方法として、液晶分子の配向方向を複数混在させた分割配向パネル構造が提案されている。
【０００３】
ところで、従来の液晶表示装置は、通常、図１のフローチャートに概要を示すように、配向膜形成工程、配向処理工程、基板組立工程、そして液晶封入工程の各工程を経て製造されている。これらの一連の製造工程をさらに説明すると、まず、洗浄処理された絶縁基板上に配向膜材料を塗布、焼成して配向膜を形成する。次いで、配向膜表面をバフ布でこすってプレチルト角を設定するラビングを施し、ラビングにより生じる塵埃や静電気を洗浄、乾燥処理により除去して配向処理を行なう。配向処理の完了後、素子基板側にシール材（通常、接着剤）を印刷し、さらにフィルタ基板との間隙を確保するためのスペーサ材を散布する。次いで、素子基板とフィルタ基板とを貼り合わせ、液晶基板を組み立てる。さらに、上記のようにして貼り合わせた絶縁基板の注入口から液晶を注入し、注入口を封止する。フィルタ基板側に偏光板を取り付けて、一対の配向膜付き基板の間に液晶が封入された液晶パネルが完成する。また、これらの一連の工程が完了した後、液晶パネル周辺に所定の回路を組み立てて、ノートパソコン等の製品を完成する。
【０００４】
上記した一連の製造工程のうち、液晶分子と絶縁基板との接触角であるプレチルト角を設定するための配向処理工程においては、配向膜表面をバフ布で一定方向にこするラビング法が採用されているため、物理的な接触、摩擦による塵埃の発生や配向膜の損傷、静電気による液晶面の汚染、絶縁基板上に形成されている薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の静電破壊等を生じ、製造歩留まりの低下が引き起こされ、また、これらの問題を解消するために洗浄、乾燥処理といった後工程を必要とするため、処理工数の増加が避けられない。また、画面サイズの大型化に伴い１枚の絶縁基板上に形成される液晶パネルの数量は、１個あるいは２個にすぎないため、製造歩留まりは不良の有無により０％と１００％の２値、あるいは０％、５０％および１００％の３値しか与えられないという問題がある。さらに、１つの液晶パネルに形成される表示素子数は、高精細化の要求に伴い、例えば６４０×４８０ドットに及び、また、３色表示の場合には９２万素子にも及び、不良発生に伴う歩留まり低下の問題は顕著となる傾向にある。
【０００５】
このような問題を解決する手法として、配向膜表面との物理的な接触によりプレチルト角を設定するラビング法を用いることなく、光により配向膜にプレチルト角を設定する光配向法が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。なお、プレチルト角は上述したように絶縁基板と液晶分子の接触角を表すものであり、したがって、プレチルト角が設定される方向は、通常、チルト方向と呼ばれる。
【０００６】
光配向法の一例を、図２を参照して説明する。
【０００７】
図２（Ａ）に示すように、ガラス基板等の絶縁基板５１の上にポリイミドやポリアミック酸などの配向膜材料を塗布、焼成して配向膜５２を形成する。次いで、垂直方向に偏光した紫外線５４ａを絶縁基板５１に対し垂直に照射して、配向膜材料の物性を整える前露光を行なう。次いで、図２（Ｂ）に示すように、偏光方向を９０度変換した紫外線５４ｂを絶縁基板５１に対して所定の角度α゜で斜めに照射すると、紫外線の照射方向に起き上がったプレチルト角αが配向膜５２に設定され、図２（Ｃ）に示すように、プレチルト角と同等の方向および角度に液晶分子５６が配向する。このような光配向法を適用した配向処理によれば、ラビング、洗浄、乾燥処理の各工程を省略して、上記問題点を解決することができる。
【０００８】
しかし、この光配向法にも問題がある。例えば、上述した光配向法を適用して、液晶パネルの視角特性や画面精細度の向上が期待できる分割配向パネル構造を実現しようとすると、液晶分子の配向方向に対応して配向膜の各領域に照射方向の異なる偏光紫外線を照射して複数のプレチルト角を設定する必要がある。このような同一の配向膜に複数のプレチルト角を設定するためには、偏光紫外線を透過、遮断する光マスクを複数種類作成し、各光マスクを用いて照射角度の異なる偏光紫外線を複数回照射する必要があり、配向処理の所要時間が極めて長くなるという問題が発生する。
【０００９】
さらに加えて、基板上に配向膜を形成する場合、単に製造工程の増加を甘受しなければならないばかりでなく、配向膜材料の印刷機や配向膜の焼成炉といった専用の、しかも大型の製造装置を使用することが必要であり、製造現場の拡張や製造コストの大幅な増加を避けることができない。
【００１０】
また、製造工程数を削減するとともに歩留りを向上させるため、ガラス基板間の液晶セルに、光硬化型高分子樹脂からなる配向助剤を含む液晶組成物を封入して放置し、ガラス基板の表面エネルギーによって配向助剤を基板表面に吸着させ、配向膜を形成することを特徴とする液晶表示素子の製造方法も提案されている（特許文献３）。
【００１１】
【特許文献１】
特開昭６４−４７２０号公報（特許請求の範囲、図面）
【特許文献２】
特開平９−５７４７号公報（特許請求の範囲、図３）
【特許文献３】
特開平１１−９５２２１号公報（特許請求の範囲、図１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来の液晶表示装置の場合、それを構成する一対の基板のそれぞれに配向膜を形成し、さらにはその表面にラビング処理や光配向処理を施すことが必要であり、製造工程や製造コスト、さらには工程管理などの面で多くの問題をかかえている。
【００１３】
本発明の目的は、したがって、基板の液晶側において配向膜の形成工程を必要としない液晶表示装置を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の目的は、構成及び製造が簡単で、コストダウンが可能な液晶表示装置を提供することにある。
【００１５】
さらに、本発明の目的は、高性能な液晶表示装置を簡単な手法で歩留まりよく製造する方法を提供することにある。
【００１６】
本発明の上記したような目的やその他の目的は、以下の詳細な説明から容易に理解することができるであろう。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明による液晶表示装置は、一対の対向して配置された基板と、前記一対の基板の間に封入された液晶とを含むパネル構造を有する液晶表示装置であって、前記液晶と前記液晶に接する液晶パネル構成要素の界面に、単官能性モノマー及び多官能性モノマーを含む硬化性樹脂の硬化によって形成された網目構造をもった樹脂層が形成されており、かつ前記樹脂層の表面から、前記硬化性樹脂に含まれるモノマーの垂直配向発現性官能基が派生している。
【００１８】
また、本発明による液晶表示装置の製造方法は、一対の対向して配置された基板と、前記一対の基板の間に封入された液晶とを含むパネル構造を有する液晶表示装置の製造方法であって、前記一対の基板の間に、前記液晶と、単官能性モノマー及び多官能性モノマーを含む硬化性樹脂との混合物を注入し、エネルギーを与えて前記硬化性樹脂を硬化させ、前記液晶と前記液晶に接する液晶パネル構成要素の界面に、網目構造をもった樹脂層を形成するとともに、前記樹脂層の表面から、前記硬化性樹脂に含まれるモノマーの垂直配向発現性官能基を派生させる。
【００１９】
本発明による液晶表示装置及びその製造方法において、硬化性樹脂は、各種のエネルギーの適用によって硬化可能であり、好ましくは、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明による液晶表示装置及びその製造方法は、それぞれ、本発明の範囲内においていろいろな形態で有利に実施することができる。以下、本発明の有利な実施の形態を添付の図面を参照しながら説明するが、本発明は、下記の実施の形態に限定されるものではない。
【００２１】
本発明の液晶表示装置は、それが配向膜を有せず、その代わりとして、液晶の注入後に光照射によって形成せしめられた硬化樹脂層を有するという相違点を除いて、基本的には、従来常用のいろいろなタイプの液晶表示装置と同様な構成を有することができる。例えば、本発明の液晶表示装置は、表示形態によって分類すれば、透過型、反射型あるいはプロジェクション型のいずれであってもよい。例えば、透過型の液晶表示装置は、その液晶表示パネルの背後に配置したバックライトの光の強度を液晶表示パネルで変調して、画像を表示することができる。
【００２２】
図３は、本発明による透過型液晶表示装置の一例であるフルカラーのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）液晶表示装置の主要構成を示した断面図である。この液晶表示装置は、ＴＦＴ基板とＣＦ（カラーフィルタ）基板を重ね合わせた液晶表示パネルからなる。
【００２３】
液晶表示装置１０は、所定の間隔をあけて対向する一対の絶縁性の基板（ここでは、透明なガラス基板を使用）１１及び１２と、これらの基板の間に挟持される液晶層１３とを備えて構成される。液晶層１３を構成する液晶は、多数の公知な液晶材料の中から本発明の実施に最適なものを任意に選択し、使用することができる。使用可能な液晶材料には、以下で詳細に説明するように、ネマティック液晶、スーパーツイストネマティック液晶、カイラルネマティック液晶（コレステリック液晶）、スメクティック液晶などである。
【００２４】
ＴＦＴ基板を構成する一方の透明ガラス基板１１の上には、絶縁層１４を介して複数の画素電極１５が形成され、画素電極１５を覆うようにして、本発明に特有の樹脂層１６が形成されている。樹脂層１６には、液晶が含浸せしめられていてもよい。絶縁層１４は、例えば、シリコン酸化膜などから形成することができ、また、画素電極１５は、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）膜などから形成することができる。
【００２５】
ＣＦ基板を構成する他方の透明ガラス基板１２の上には、カラーフィルタ１８、共通電極１９及び本発明による樹脂層１７が順次積層されている。樹脂層１７には、液晶が含浸せしめられていてもよい。カラーフィルタ１８は、例えば、色素の印刷などによって形成することができ、また、共通電極１９は、例えば、ＩＴＯ膜などから形成することができる。
【００２６】
また、透明ガラス基板１１及び１２の外側には、それぞれ、偏光板２１及び２２が取り付けられている。偏光板２１及び２２は、偏光フィルタや偏光フィルムであってもよい。画素電極１５は、アクティブマトリクスとともに形成され、図示の例の場合、アクティブマトリクスのデータバスライン２４が示されている。なお、電極は、一方の基板のみに設けることも可能である（例えば、ＩＰＳモードの場合）。
【００２７】
さらに、ここでは図示しないけれども、それぞれの基板の間には、基板どうしの間隔を一定に保つとともに、液晶のための均一な封入スペースを確保するため、スペーサ部材が介在せしめられている。また、基板の間に注入した液晶を漏れることなく封入しておくため、基板の周縁部を取り囲むようにしてシール材が設けられている。
【００２８】
図３の液晶表示装置では、液晶層１３と、液晶パネル構成要素の一員である透明基板１１との間に樹脂層１６（１７）を介在させたが、本発明による液晶表示装置では、液晶パネル構成要素は、基板にのみ限定されるものではない。すなわち、液晶パネル構成要素は、基板のほかに、液晶を封止するシール材、基板どうしの間隔を一定に保持するスペーサ材、基板上に設けられた電極あるいはその他の部材であることができる。もちろん、樹脂層は、液晶と、これらの部材の１つとの界面に介在させられていてもよく、さもなければ、２つ以上の部材との界面に介在せしめられていてもよい。また、本発明で重要なことには、含まれる樹脂層が従来の配向膜と同様な働きをすることができ、しかも、そのような働きを、配向膜のようにラビング処理や光配向処理のような煩雑な処理を伴うことなく容易に発現させることができる。もちろん、従来常用の配向膜の配置は、本発明の実施において不要である。特に、本発明では、印刷法による配向膜の形成を省略できるという点で、樹脂層を薄膜に形成できる、樹脂層中に有機溶剤が混在しない、印刷に伴うメッシュなどのパターンが形成されないといった、以下に具体的に説明するような多くの利点を得ることができる。
【００２９】
樹脂層は、液晶表示パネルの中間製品に液晶を注入した後、単官能性モノマーと多官能性モノマーを組み合わせて含む硬化性樹脂の硬化によって形成されたものであり、網目構造を有することと、液晶パネル構成要素の表面を覆って形成されていることと、その樹脂層の表面から、硬化性樹脂を構成する分子の垂直配向発現性官能基が、例えば基板の表面に対してほぼ一定の角度で傾斜して、派生していることを特徴としている。ここで、「硬化性樹脂」とは、任意のエネルギーの適用によって硬化可能な樹脂を意味し、例えば、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などを包含する。光硬化性樹脂が特に有用である。
【００３０】
上述のような樹脂層の特徴を模式的に示すと、図４に示す通りである。すなわち、基板１１（１２）の上に、その表面を覆って網目構造をもった樹脂層１６（１７）が形成されている。この樹脂層１６（１７）の網目構造は、主として、硬化性樹脂に使用した多官能性モノマーの架橋に由来し、また、そのような網目構造が存在するため、液晶が含浸されたような状態がもたらされている。なお、図では、簡略化のために、基板に直に接して樹脂層が存在するように示されているが、基板と樹脂層との間には、通常、絶縁層、カラーフィルタ、電極等の任意の液晶パネル構成要素が介在可能である。さらに、樹脂層１６（１７）の表面には、それから飛び出した垂直配向発現性官能基Ａが存在している。垂直配向発現性官能基Ａは、硬化性樹脂に含まれるモノマー分子に含まれていたものである。垂直配向発現性官能基Ａは、好ましくは、以下に説明するように、単官能性モノマー中に含まれる。図示の例の場合、垂直配向発現性官能基Ａは、基板１１（１２）の表面に対してほぼ一定の角度で傾斜して派生している。このような垂直配向発現性官能基Ａが液晶層に接して存在しているので、本発明の液晶表示装置では、図５に模式的に示すように、液晶分子３を垂直に配向させることができ、配向状態も安定である。なお、垂直配向発現性官能基Ａは、基板１１（１２）の表面に対して垂直に派生していてもよく、あるいは、傾斜派生及び垂直派生が混在していてもよい。
【００３１】
本発明の実施において、硬化性樹脂は、その樹脂材料の組成などに応じて、加熱によって硬化するものもあれば、紫外線などのいろいろな光の照射によって硬化するものもあり、あるいは電子線などの照射によって硬化するものもあり、いずれの方法でも樹脂層を形成することができる。適当な硬化光源は、実施の容易性などから、紫外線であり、よって、以下の説明でも、特に紫外線硬化性樹脂を参照して本発明を説明する。
【００３２】
硬化性樹脂の成分として用いられる単官能性モノマー及び多官能性モノマーは、それぞれ、重合の化学において一般的ないろいろなモノマーからなることができる。本発明の実施に適当なモノマーは、（メタ）アクリル酸等のカルボン酸、エチレン、プロピレン等のオレフィン類、塩化ビニル、スチレンなどである。硬化性、硬化の制御性などを考慮した場合、とりわけ（メタ）アクリル酸系のモノマーが本発明の実施に好適である。
【００３３】
本発明の実施において有用な（メタ）アクリル酸系の単官能性モノマーは、特に限定されるものではないけれども、好ましくは、次のような一般式（Ｉ）によって表すことができる。
【００３４】
【化１】
上式において、Ｒ１は、水素原子を表すかもしくはメチル基、エチル基などの低級アルキル基を表す。また、式中のＡは、官能基、特に液晶パネルにおいて使用した時に液晶分子の垂直配向を発現し得る官能基（すなわち、本願発明でいう垂直配向発現性官能基）を表すかもしくはかかる官能基を含む任意のユニット（部分とも言える）を表す。官能基Ａは、好ましくは、式：−ＯＲ２によって表され、この式中のＲ２は、アルキル基、好ましくは長鎖のアルキル基を表すかもしくはハロゲン原子、好ましくはフッ素原子を表す。長鎖のアルキル基は、好ましくは、式：−ＣｍＨ２ｍ＋１によって表され、式中のｍは、通常、約８〜１８の整数であり、好ましくは約１０〜１５の整数である。これらの単官能性モノマーは、単独で使用してもよく、２種類以上の単官能性モノマーを組み合わせて使用してもよい。
【００３６】
一般式（Ｉ）の（メタ）アクリル酸系の単官能性モノマーは、紫外線などの光を所定量で照射すると、次のような一般式（II）によって表されるポリ（メタ）アクリレートに変化する。
【００３７】
【化２】
上式において、Ｒ１及びＡは、それぞれ、前記定義に同じである。また、式中のｌ（エル）は、任意の整数であり、好ましくは、約２０〜２００の整数である。この重合体（硬化樹脂）は、その側鎖部分に垂直配向発現性官能基Ａを有するので、先に図５を参照して説明したように、液晶分子を基板に対して垂直に配向させることができる。
【００３９】
上述のような一般式によって表される単官能性モノマーは、例えば、次のようなモノマーを包含する。
【００４０】
【化３】
【化４】
【化５】
【化６】
硬化性樹脂には、上述の単官能性モノマーと組み合わせて多官能性モノマーが用いられる。多官能性モノマーは、硬化性樹脂中で硬化させた場合、特に上記した網目構造を基板上に形成させ、単官能性モノマー由来の硬化樹脂を強固に支持するとともに、基板あるいはその他の液晶パネル構成要素の表面を強固にかつ効率よく覆うことを主たる目的として用いられている。したがって、多官能性モノマーは、その分子中に垂直配向発現性官能基を有することは必要でないが、少なくとも１個、好ましくは２個もしくはそれ以上の硬化に寄与可能な官能基、例えばアクリロイル基、メタクリロイル基などを有することが必要である。好ましい多官能性モノマーは、通常、以下に説明するような２官能性モノマー、３官能性モノマー又は４官能性モノマーである。なお、多官能性モノマーは、上記した単官能性モノマーと同様に、単独で使用してもよく、２種類以上の多官能性モノマーを組み合わせて使用してもよい。複数種類の多官能性モノマーを混合して使用する場合、それらのモノマーどうしの混合比には制限がない。
【００４５】
本発明の実施において有用な（メタ）アクリル酸系の２官能性モノマーは、特に限定されるものではないけれども、好ましくは、次のような一般式（III）によって表すことができる。
【００４６】
【化７】
上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは例えばメチル基、エチル基などの低級アルキル基を表す。また、式中のＢは、得られる硬化樹脂においてその骨格を規定し得る任意のユニット（部分、結合基とも言える）、例えば置換もしくは非置換の直鎖アルキル基を表す。なお、この２官能性モノマーは、それと組み合わせて用いられる単官能性モノマーと機能分離して用いられているので、２官能性モノマーの分子を構成するユニットＢには、単官能性モノマーで必須の垂直配向発現性官能基は含まれない。
【００４８】
一般式（III）の２官能性モノマーは、好ましくは、次のような一般式（III−１）によって表すことができる。
【００４９】
【化８】
上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくはメチル基、エチル基などの低級アルキル基を表す。また、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、例えばエチレン基、プロピレン基、ブチレン基などの低級アルキレン基を表す。さらに、式中のＲは、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表す。式中のｍ及びｎは、互いに独立しており、０〜４の整数を表す。
【００５１】
上述のような一般式（III−１）によって表される２官能性モノマーは、例えば、次のようなモノマーを包含する。
【００５２】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【化１５】
【化１６】
【化１７】
【化１８】
また、一般式（III）の２官能性モノマーは、好ましくは、次のような一般式（III−２）によっても表すことができる。
【００６３】
【化１９】
上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくはメチル基、エチル基などの低級アルキル基を表す。また、Ｒ１は、例えばエチレン基、プロピレン基、ブチレン基などの低級アルキレン基を表す。さらに、式中のｎは、０〜１２の整数を表す。
【００６５】
上述のような一般式（III−２）によって表される２官能性モノマーは、例えば、次のようなモノマーを包含する。
【００６６】
【化２０】
【化２１】
【化２２】
【化２３】
さらに、一般式（III）の２官能性モノマーは、好ましくは、次のような一般式（III−３）によっても表すことができる。
【００７１】
【化２４】
上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくはメチル基、エチル基などの低級アルキル基を表す。また、式中のＲ、Ｒ´及びＲ″は、同一もしくは異なっていてもよく、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表す。さらに、式中のｍ及びｎは、互いに独立しており、０又は１を表す。
【００７３】
上述のような一般式（III−３）によって表される２官能性モノマーは、例えば、次のようなモノマーを包含する。
【００７４】
【化２５】
【化２６】
【化２７】
また、本発明の実施において有用な（メタ）アクリル酸系の３官能性モノマーは、特に限定されるものではないけれども、好ましくは、次のような一般式（IV）によって表すことができる。
【００７８】
【化２８】
上式において、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくはメチル基、エチル基などの低級アルキル基を表す。また、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、同一もしくは異なっていてもよく、例えばエチレン基、プロピレン基、ブチレン基などの低級アルキレン基を表す。さらに、Ｒは、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表す。式中のｌ、ｍ及びｎは、互いに独立しており、０〜３の整数を表す。
【００８０】
上述のような一般式（IV）によって表される３官能性モノマーは、例えば、次のようなモノマーを包含する。
【００８１】
【化２９】
【化３０】
【化３１】
【化３２】
【化３３】
さらに、本発明の実施において有用な（メタ）アクリル酸系の４官能性モノマーは、特に限定されるものではないけれども、好ましくは、次のような一般式（Ｖ）によって表すことができる。
【００８７】
【化３４】
上式において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくはメチル基、エチル基などの低級アルキル基を表す。また、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、同一もしくは異なっていてもよく、例えばエチレン基、プロピレン基、ブチレン基などの低級アルキレン基を表す。さらに、Ｒは、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表す。式中のｋ、ｌ、ｍ及びｎは、互いに独立しており、０〜２の整数を表す。
【００８９】
上述のような一般式（Ｖ）によって表される４官能性モノマーは、例えば、次のようなモノマーを包含する。
【００９０】
【化３５】
【化３６】
樹脂層の形成に使用される硬化性樹脂において、単官能性モノマーと多官能性モノマーは、垂直配向発現性官能基の所望とする分布や所望とする効果などに応じて、いろいろな割合で混合して使用することができる。単官能性モノマーは、通常、多官能性モノマーとほぼ同量で使用するか、もしくはそれよりも多量で使用することが好ましい。単官能性モノマーの量が多官能性モノマーの量を下回るようになると、換言すると、多官能性モノマーの量が単官能性モノマーの量よりも多くなると、垂直配向発現性官能基を所望のように分布させることができなくなり、よって、垂直配向性を十分に発現させることが不可能となる。単官能性モノマーと多官能性モノマーの比率は、約１：１〜５０：１の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは、約５：１〜５０：１の範囲である。
【００９３】
また、樹脂層は、上記した硬化性樹脂に由来する硬化樹脂からもっぱら構成されるけれども、必要に応じて、その他の追加の樹脂、例えば光硬化性樹脂に由来する光硬化樹脂、熱硬化性樹脂に由来する熱硬化樹脂あるいはその他の樹脂を含有していてもよい。適当な追加の樹脂としては、例えば、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）などを挙げることができる。このような樹脂を追加した場合、例えば、網目構造の強化、反応時間の短縮といった効果を期待できる。なお、このような追加の樹脂の添加量は、特に限定されないというものの、通常、硬化樹脂の全量を基準にして、約１〜１０重量％の範囲である。
【００９４】
さらに、樹脂層は、その形成が硬化性樹脂の硬化に基づいているので、従来常用の配向膜に比較して薄く成膜することができ、しかも、薄膜になったにもかかわらず、従来の配向膜に比較可能なもしくはそれよりもすぐれた性能を発現できる。実際、配向膜の厚さは、通常、８０ｎｍ前後であるのに反して、本発明の樹脂層の厚さは、通常、ほぼその半分もしくはそれ以下、すなわち、約５〜４０ｎｍの範囲であり、好ましくは、約１０〜４０ｎｍの範囲である。
【００９５】
さらにまた、樹脂層は、従来の配向膜ではその成膜に溶媒を使用することが必須であったけれども、溶媒フリーの条件で成膜可能である。溶媒を使用しないので、環境汚染の問題を排除し、コストの低減も図れるばかりでなく、液晶と溶媒間の不所望な反応も回避できるという効果も得られる。
【００９６】
さらに加えて、樹脂層は、従来常用の配向膜のように、印刷等により基板の表面に成膜することは不要である。すなわち、工数の増加や設備の増大につながるこのような成膜工程を設けないでも、樹脂層は、従来の設備をそのまま使用して、簡単な手法で成膜することができる。樹脂層は、好ましくは、液晶と硬化性樹脂の混合物を基板の間に注入した後、紫外線等のエネルギーを与えることによって形成することができる。
【００９７】
液晶と硬化性樹脂の混合物を基板の間に注入する場合、液晶及び硬化性樹脂の組成などに応じて、液晶と硬化性樹脂の割合を広い範囲で変更することができる。液晶と硬化性樹脂の割合は、通常、約１０：１〜４００：１の範囲であり、好ましくは、約２０：１〜２００：１の範囲である。液晶の割合が上記の値を下回るかもしくは上回る場合、得られる液晶表示パネルにおいて満足し得る表示機能を発現させることができない。
【００９８】
ここで、対向して配置された基板の間に配置される液晶層について説明する。液晶層を構成する液晶材料は、特に限定されるものではなく、この技術分野においてよく知られている多数の液晶材料のなかから、液晶表示装置の駆動方式などに応じて最適なものを任意に選んで使用することができる。特に、本発明の実施には、負の誘電率異方性を示すものであり、かつ、電圧無印加時、液晶の分子長軸が基板に対してほぼ垂直に配向可能な液晶材料を有利に使用することができる。そして、重要なことには、本発明では、液晶層をもっぱら液晶材料のみから構成することができ、コストの増加などにつながる従来の高分子分散型の液晶を使用する必要がない。すなわち、本発明で使用される液晶は、高分子非分散型の液晶である。
【００９９】
液晶層の形成に適当な液晶材料は、一般的に述べると、ネマティック液晶、スーパーツイストネマティック液晶、カイラルネマティック液晶（コレステリック液晶）、スメクティック液晶、ディスコティック液晶、高分子液晶などである。また、これらの液晶材料は、化合物名で述べると、エステル系、ビフェニル系、シクロヘキサン系、フェニルピリミジン系、ジオキサン系などの化合物である。
上記したような液晶材料は、単独で使用してもよく、２種類以上を混合して使用してもよい。なお、本発明の実施に使用可能な液晶材料について、もしもさらに詳細な説明が必要な場合には、例えば、特開平６−２１１７１０号公報、特開平１１−１１６５１２号公報などを参照されたい。
【０１００】
本発明は、上記した、一対の対向して配置された基板と、それらの基板の間に封入された液晶とを含むパネル構造をもった液晶表示装置の他に、そのような液晶表示装置を製造する方法にある。本発明による液晶表示装置の製造方法は、特に、
基板の間に、液晶と、単官能性モノマー及び多官能性モノマーを含む硬化性樹脂との混合物を注入する工程、及び
硬化性樹脂の硬化を引き起こし得るエネルギーを外部から与える工程、例えば光硬化性樹脂の場合、そのような樹脂の硬化を引き起こし得る波長の光を所要量及び時間にわたって照射する工程、
を順次実施することを特徴としている。このようにして硬化性樹脂を硬化させると、先に図４を参照して説明したように、液晶とその液晶に接する液晶パネル構成要素の界面において、網目構造をもった樹脂層を選択的に形成させることができる。また、この樹脂層では、同じく図４に示されるように、硬化性樹脂を構成する分子の垂直配向発現性官能基が、その樹脂層の表面から、基板の表面に対してほぼ一定の角度で、傾斜して派生させられる。なお、先にも説明したように、垂直配向発現性官能基は、樹脂層の表面から垂直あるいはその他の方向に派生することもできる。
【０１０１】
本発明による液晶表示装置の製造方法は、通常、図６に示すような手順で有利に実施することができる。すなわち、本発明の製造方法は、有利には、下記の工程：
（１）基板の洗浄及び乾燥、
（２）シール材（シール接着材）の印刷、
（３）スペーサ材の散布、
（４）フィルタ（ＣＦ）基板の貼りあわせ、
（５）液晶と硬化性樹脂の混合物の注入、
（６）液晶注入口の封止、
（７）硬化用エネルギーの適用、及び
（８）偏光板の取り付け
で実施することができる。偏光板を取り付けて液晶表示パネルを完成した後、液晶表示パネルの周辺に所定の回路などを作り込むと、目的とする液晶表示装置が完成する。なお、本発明でいう液晶表示装置は、いろいろなタイプのフラットタイプのディスプレイデバイスを包含し、その典型例として、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、パーソナルコンピュータ（デスクトップ型パソコン及びノート型パソコン）、液晶テレビ、カーナビゲーションシステム、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話などのディスプレイデバイスを挙げることができる。
【０１０２】
本発明の実施に当たって、まず、一対の基板を用意する。ここで用意する基板は、好ましくは、透明な絶縁基板である。適当な絶縁基板は、例えば、ガラス基板、シリコン基板などである。必要ならば、プラスティック基板を使用してもよい。
【０１０３】
基板は、通常、洗浄し、乾燥して、その表面から塵埃、皮脂、油脂などの汚染物質を除去することが必要である。洗浄工程には、例えば、洗剤や純水による超音波洗浄、イソプロピルアルコールなどの有機溶媒を使用した浸漬洗浄などがある。乾燥工程は、例えば、圧縮乾燥空気又はガスを吹き付ける強制乾燥によって行うことができる。
【０１０４】
次いで、基板の上に電極を形成する。ここで形成する電極は、例えば、共通電極、画素電極などである。また、電極どうし、例えば共通電極と画素電極を電気的に接続するためのコンタクト電極やトランスファー電極もここで言う電極の範疇に含まれる。これらの電極は、通常、ＩＴＯ、酸化インジウム（ＩＯ）、酸化錫（ＮＥＳＡＴＭ）などから所望のパターン及び厚さで形成することができる。成膜方法としては、スパッタ法、蒸着法などを利用することができる。
【０１０５】
次いで、注入後の液晶を液晶パネル内に封止するための手段として、基板の液晶注入口を除いた周縁部分にシール材を印刷する。ここで使用するシール材は、通常、接着剤からなり、したがって、シール接着材とも言うことができる。シール接着材は、通常、エポキシ系の樹脂からなる。シール接着材を基板の所定の領域に印刷するには、例えば、スクリーン印刷法などの印刷法を有利に使用することができる。シール接着材の印刷が完了した後、素子基板（例えば、ＴＦＴ基板）とＣＦ基板との間隙を確保するためのスペーサ材を基板の間に散布する。スペーサ材は、例えば、樹脂、ガラス、シリカなどである。スペーサ材は、いろいろな形で使用できるが、通常、小球、ロッド（棒）の形である。
【０１０６】
次いで、基板どうし、例えば、素子基板（例えば、ＴＦＴ基板）とＣＦ基板を正確に位置合わせしながら重ね合わせ、すでに印刷してあるシール接着材で貼り合わせる。また、基板どうしを強く接合させるために加熱を併用するのが好ましい。このようにして、液晶を注入するためのパネル構造体（いわば、液晶パネルの前駆体）が完成する。
【０１０７】
その後、得られたパネル構造体に、その液晶注入口から液晶と硬化性樹脂の混合物を注入する。ここで使用する液晶／硬化性樹脂（混合物）は、前記した通り、いろいろな種類及び組成の混合物を包含する。また、注入手段としてはいろいろな装置を使用でき、特に、注入量を正確に制御できる面から、滴下式の注入器を有利に使用できる。真空の適用下にこの注入処理を行うのが好ましい。
【０１０８】
上記のようにして液晶／硬化性樹脂（混合物）の注入が完了した後、パネル構造体の開口している液晶注入口を封止する。適当な封止手段としては、先に使用したシール接着材やその他の接着材、あるいはその他の接着性樹脂を挙げることができる。
【０１０９】
引き続いて、パネル構造体の基板の間に注入した液晶／硬化性樹脂（混合物）に、図７（Ａ）に示すように、樹脂硬化用のエネルギーを外部から適用する。図示の例では、光硬化性樹脂が樹脂層形成用に使用されているので、光エネルギーｈυが照射されている。パネル構造体は、図示されるように、２枚の基板１１及び１２が対向しており、その中間に、硬化性樹脂２と液晶３とからなる液晶／硬化性樹脂（混合物）２３が配置されている。エネルギー適用前の段階では、硬化性樹脂２と液晶３とは無秩序に分散している。
【０１１０】
エネルギーの適用を行うと、硬化性樹脂の硬化反応が進行し、その詳細なメカニズムは不明であるけれども、驚くべきことに、生成中の硬化樹脂が基板の界面に向かってマイグレートしてゆき、図７（Ｂ）に示すように、基板１１及び１２上に、それぞれ、樹脂層１６及び１７として堆積する。これらの樹脂層１６及び１７は、薄膜の形でそれぞれの基板に強く結合しており、また、網目構造をもっているので、その空隙部分に液晶３が含浸されている。また、樹脂層１６及び１７は、それぞれ、その表面部分に垂直配向発現性基Ａが配列されている。
【０１１１】
上記のようにして樹脂層を形成した後、パネル構造体の基板の外側に偏光板、偏光フィルム、偏光フィルタなどの偏光子を取り付ける。
【０１１２】
本発明の液晶表示装置において、硬化性樹脂の硬化により形成された樹脂層は、本発明の範囲内においていろいろな形態をとることができる。樹脂層は、通常、先に図４を参照して説明したように、単一の層の形をとることができる。また、単一の樹脂層の場合であっても、ほぼ２層に分離した形で樹脂層を構成してもよい。すなわち、例えば図８（Ａ）に示すように、樹脂層１６は、液晶層１３との界面領域において、垂直配向発現性官能基をもった第１の樹脂ａが優先的に分布しており、かつ基板１１（１２）との界面領域において、網目構造をもった第２の樹脂ｂが優先的に分布していてもよい。
【０１１３】
また、図８（Ｂ）に示すように、樹脂層１６（又は１７）は、液晶層１３に接して形成された、垂直配向発現性官能基をもった第１の樹脂からなる第１の樹脂層１６ａ（又は１７ａ）と、基板１１（又は１２）に接して形成された、網目構造をもった第２の樹脂からなる第２の樹脂層１６ｂ（又は１７ｂ）とからなる２層構造をもって構成されていてもよい。
【０１１４】
２層構造をもった樹脂層についてさらに説明すると、このような樹脂層は、２種類もしくはそれ以上の硬化性樹脂から形成するのが好ましく、また、その際、一方の硬化性樹脂は例えばガラス基板のような基板に対する濡れ性が良好であり、他方の硬化性樹脂は基板に対する濡れ性が不良であることが好ましい。また、基板に対する濡れ性が良好である硬化性樹脂は、多官能性樹脂であること、樹脂骨格ユニットとそれに結合した直鎖アルキル基を有していること、及び（又は）水平配向性を有していること、が好ましい。さらに、基板に対する濡れ性が不良である硬化性樹脂は、液晶の配向を決める液晶配向制御性を有していることが好ましく、さらに好ましくは、垂直配向発現性を有している。このような硬化性樹脂は、好ましくは、アルキル側鎖、フッ素基などを垂直配向発現性ユニットとして有している。これらのような硬化性樹脂を少なくとも２種類使用することによって、典型的には図８（Ｂ）に示されるような、２層構造をもった樹脂層１６（又は１７）を得ることができる。
【０１１５】
先にも説明したように、樹脂層は、その一方の面が液晶層と接するとともに、他方の面が、１つもしくはそれ以上の液晶パネル構成要素、例えば、基板、液晶を封止するシール材、基板どうしの間隔を一定に保持するスペーサ材、基板上に設けられた電極などと接することが必要である。ここで、樹脂層と液晶パネル構成要素の好ましい接触関係をもたらし得る液晶パネルは、以下に限定されるわけではないけれども、
（１）上下に対向する基板のそれぞれの主たる表面に樹脂層が全面的に形成されている液晶パネル、
（２）液晶パネルの内壁全面に樹脂層が形成されている液晶パネル、
（３）液晶パネルの上下基板の間隙を封止したシール材の側面に樹脂層が形成されている液晶パネル、
（４）液晶パネルの上下基板の間隙を一定に保持するために散布されたスペーサ材の表面に樹脂層が形成されている液晶パネル、
（５）液晶パネルの電極の表面に樹脂層が形成されている液晶パネル；例えば、対向基板の電圧を共通電圧とするために設けられた、素子基板側の電極と電気的な接続をとるための接続用パッド電極（いわゆる、トランスファー電極）の側面に樹脂層が形成されている液晶パネル
などを包含する。
【０１１６】
図９は、本発明による液晶表示装置の好ましい１形態を示したものであり、図９（Ａ）は、液晶表示装置のシール材の平面図であり、また、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の線分Ｂ−Ｂに沿った断面図である。図９（Ａ）から、この液晶表示装置の場合、そのシール材３１には、その側面全体にわたって樹脂層３６が施されていることが理解されるであろう。また、図９（Ｂ）から、樹脂層３６は、液晶パネルの液晶層１３を規定する内壁の全体、すなわち、基板１１及び１２の表面、シール材３１の側面、そしてスペーサ材３２の表面を完全に覆っていることが理解されるであろう。
【０１１７】
よって、図示のような液晶パネルにおいて、基板上の樹脂層は、全面的に形成されているので、その存在個所を示すような境界を有することがない。これは、従来の配向膜の場合、配向膜形成材料を印刷や塗工によって適用した結果、得られた配向膜の端部が基板上において段差状の境界を規定していたのとは対照的である。段差上の境界は、液晶表示装置の表示特性に悪影響を及ぼすおそれが大である。よって、本発明の液晶表示装置の場合、液晶パネルの内壁全面にわたって均一に配向を規制することができる。
【０１１８】
図１０は、本発明による液晶表示装置のもう１つの好ましい形態を示したものである。この液晶表示装置の場合、ＴＦＴ基板１２の対向電極１９の電圧を共通電圧とするために、その対向電極１９と素子基板１１の共通電極１５とを電気的に接続するためのパッド電極（いわゆる、トランスファー電極）３３が設けられている。さらに、基板１１及び１２に表面全体を覆った樹脂層３６が、パッド電極３３の側面にも設けられている。樹脂層３６をこのように全面的に形成したので、液晶パネルの内壁全面にわたって均一に液晶配向を規制することができ、従来の装置で顕著に発生した配向異常を回避することができる。すなわち、従来の配向膜を備えた液晶表示装置では、図示しないが、パッド電極の側面には配向膜が設けられておらず、また、パッド電極の基部（基板との接続部）においても配向膜が存在していなかったので、配向膜印刷のエッジ部も含めて配向異常の原因となってきたからである。
【０１１９】
さらに、本発明の液晶パネル全体について言うことができるが、ブラックマトリックスあるいはＴＦＴバスなどの内面において、樹脂層の厚さをその他の領域に比較して相対的に薄くするかもしくは樹脂量を相対的に少なくすることもできる。換言すると、このような部位においては、硬化樹脂の存在確率が相対的に低くなる。
【０１２０】
本発明による液晶表示装置は、さらに、本発明の範囲内において多くの改良や変更を加えることができる。例えば、本発明の液晶表示装置では、その基板上に突起パターン（いわゆる土手構造物）や溝パターン（いわゆるスリット構造物）を単独もしくは組み合わせて備えるのが好ましい。これらの突起パターンや溝パターンをもって１画素領域を２つもしくはそれ以上の領域に分割し、よって、液晶分子の配向が異なった複数の領域を設けることで、視角特性の改善に代表される顕著な作用効果を得ることができるからである。
【０１２１】
例えば、土手構造物は、三角形、山形、台形等の断面を有する畝状突起やその他の突起パターンの形で基板上に形成することができる。このような土手構造物は、例えば、フォトレジストなどの感光性材料を基板上に塗布し、フォトリソグラフィ法によって露光、現像、そして焼き付けることによって有利に形成することができる。土手構造物のサイズは、広い範囲で変更することができるけれども、通常、約５〜２０μｍの幅及び約０．５〜３μｍの高さである。このような土手構造物を基板上に設けると、その突起パターンが基板上の樹脂層の表面において再現され、所期の配向分割が達成される。
【０１２２】
かかる土手構造物において、配向分割は、次のようにして達成される。本発明の液晶パネルでは、基板の表面に樹脂層を設けたので、基板どうしに挟まれた液晶層の液晶分子を基板に対して垂直に配向させることができる。ここで、基板上に土手構造物を設けた位置では、液晶分子は土手構造物に対して垂直の配向し、概しては基板に対して斜めに配向することになる。土手構造物は、その両側に傾斜した側面を有しているので、土手構造物の一方の側面に対して垂直に配向する液晶分子の配向方向は、同じ土手構造物の反対側の側面に対して垂直に配向する液晶分子の配向方向とは逆になる。これによって、１つの画素領域内において配向分割を達成することができる。
【０１２３】
また、スリット構造物は、例えば、基板の表面にストライプ状あるいはその他の形の溝によって形成することができる。溝の形状は、土手構造物とは対照的に、逆三角形、逆台形などの断面、あるいは電極をスリット状にパターニングする意味で四角形の断面とするのが一般的である。スリット構造物は、通常、基板上に電極を形成する時、そのパターニングと同時に、あるいはそれに続けて形成するのが有利である。スリット構造物のサイズは、広い範囲で変更することができるけれども、通常、約５〜２０μｍの幅及び約０．０２〜３μｍの深さである。このようなスリット構造物を基板上に設けると、その溝パターンが基板上の液晶含浸樹脂層の表面において再現され、所期の配向分割が達成される。配向分割のメカニズムは、基本的に、上記した土手構造物に同様であるか、あるいは電極からスリット部に向って形成される横電界による配向である。
【０１２４】
図１１〜図１３は、それぞれ、上述の手法に従い液晶含浸樹脂層の表面に配向分割のための改良を施した本発明による液晶表示装置の好ましい形態を示したものである。
【０１２５】
図１１の液晶パネルでは、その素子基板１１の側にスリット２６が設けられている。スリット２６は、素子基板１１上の画素電極１５に予め形成されたストライプ状の溝に由来するものであり、画素電極１５上の樹脂層１６が溝パターンを再現し、スリット２６を規定している。素子基板１１に対向するＣＦ基板１２の側には、２つのスリット２６の中間位置に、ほぼ三角形の断面を有する土手構造物２５が設けられている。土手構造物２５は、通常、素子基板１１のデータバスラインに対応する位置に、それに平行に設けられる。土手構造物２５は、ＣＦ基板１２上の共通電極１９に形成されたものであり、共通電極１９上の液晶含浸樹脂層１７が三角形の突起パターンをそのまま再現している。
【０１２６】
また、図１２の液晶パネルでは、図１１の液晶パネルと同様に、素子基板１１の側にスリット２６が設けられている。スリット２６は、素子基板１１上の画素電極１５に予め形成されたストライプ状の溝に由来するものであり、画素電極１５上の樹脂層１６が溝パターンを再現し、スリット２６を規定している。素子基板１１に対向するＣＦ基板１２の側には、スリットも土手構造物も設けられていない。すなわち、ＣＦ基板１２上には共通電極１９が形成されており、さらに、共通電極１９の上に樹脂層１７が形成されている。
【０１２７】
さらに、図１３の液晶パネルでは、図１１及び図１２の液晶パネルと同様に、素子基板１１の側にスリット２６が設けられている。スリット２６は、素子基板１１上の画素電極１５に予め形成されたストライプ状の溝に由来するものであり、画素電極１５上の樹脂層１６が溝パターンを再現し、スリット２６を規定している。素子基板１１に対向するＣＦ基板１２の側にもスリット２６が設けられている。このスリット２６は、素子基板１１の２つのスリット２６の中間位置に位置している。
【０１２８】
さらにまた、通常の液晶パネルの場合、ＣＦ基板と例えばＴＦＴ基板のような素子基板は対向して配置されるけれども、素子基板の側に、本来ならば対向基板の側にあるべきカラーフィルタを組み込むこともできる。
【０１２９】
図１４は、かかる液晶表示装置の典型例を示したものである。液晶表示装置１０は、所定の間隔をあけて対向する一対の絶縁性の基板（透明なガラス基板）１１及び１２と、これらの基板の間に挟持される液晶層１３とを備えて構成される。ＴＦＴ基板を構成する一方の透明ガラス基板１１の上には、図示のように、カラーフィルタ１８と画素電極１５が順に形成されており、また、画素電極１５を覆うようにして、本発明による樹脂層１６が形成されている。
【０１３０】
この液晶表示装置の場合、対向基板の上にＣＦやブラックマトリックス（ＢＭ）を形成することはもはや不要である。よって、他方の透明ガラス基板１２の上には本発明による樹脂層１７が液晶層１３の側に設けられているのみである。したがって、樹脂層１６及び１７を形成するために光照射の形でエネルギー付与を行う場合、ガラス基板１２を透過した光を何らの障害物に当てることなく基板１１及び１２の中間に案内することができ、より効果的にかつ均一に樹脂層１６及び１７を形成することができる。さらに、このように構成した場合には、液晶表示時、表示用の光が影になってしまう現象を避けることができ、より均一な表示を実現することができる。
【０１３１】
【実施例】
引き続いて、本発明をその実施例を参照して説明する。なお、本発明は、これらの実施例によって限定されるものでないことは言うまでもない。また、下記の実施例では、説明を簡略化するために使用していないが、必要ならば、ポリイミドやポリアミック酸などを、硬化性樹脂に適量で配合してもよく、さもなければ、硬化性樹脂の構造中にその一部として導入してもよい。
実施例１
２枚のガラス基板（商品名「ＯＡ−２」、日本電気硝子社製）を用意し、それぞれの基板の表面をIＰＡで洗浄し、乾燥した。一方の基板について、その片面の周縁領域にシール材（商品名「ＸＮ−２１Ｆ」、三井化学製）を塗布し、シールパターンを形成した。他方の基板の片面には、直径４μｍのシリカ製球状スペーサ材（積水ファインケミカル社製）をエタノールで湿式散布した。次いで、シール材付きの基板とスペーサ材付きの基板をシール材とスペーサ材が中に入るように貼り合わせ、真空パック後に１３０℃で焼成した。焼成時間は、９０分間であった。２枚のガラス基板が重なって、その中間に液晶注入用の空間を備えた空パネルが得られた。
【０１３２】
次式により表される単官能性モノマー（商品名「ＳＲ−３３５」、日本化薬製）：
【０１３３】
【化３７】
及び
次式により表される２官能性モノマー、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（商品名「ＨＤＤＡ」、日本化薬製）：
【０１３５】
【化３８】
を１５：１の混合比で混合した。得られたモノマー混合物を負の誘電率異方性を有するネマティック液晶（商品名「ＭＬＣ２００２」、メルク社製）に２重量％の量で混合した。さらに、液晶とモノマーの混合物に光重合開始剤（商品名「イルガキュア１８４」、クラリアント社製）を、液晶とモノマーの合計量に対して１重量％の量で混合した。
【０１３７】
得られた混合物をシール材の開口部から空パネルに注入し、開口部をエポキシ樹脂で封止した。次いで、液晶とモノマーの混合物を内部に封止したパネルに紫外線（波長：３００〜４５０ｎｍ）を１０ｍＷで３分間にわたって照射した。紫外線の照射は、室温で行った。
【０１３８】
得られた液晶表示パネルの液晶層を観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に、上記した２種類のモノマーの重合によって生成した薄膜（約４０ｎｍ）状の樹脂層が形成されていることが確認された。また、液晶層内における液晶分子の状態を観察したところ、紫外線の照射前には、液晶分子中にモノマー分子が分散するとともに、それぞれの液晶分子が、基板の表面に対してほぼ平行に配向していたものが、紫外線の照射後には、モノマーの重合の結果、液晶層がもっぱら液晶分子のみから構成されるようになり、また、液晶分子は、それぞれ、基板の表面に対してほぼ垂直に配向するようになった。さらに、このようにして製造された液晶表示パネルは、駆動特性及び視角特性に優れ、繊細なカラー画像を良好に表示することができた。
実施例２
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、単官能性モノマーと２官能性モノマーの混合比を１５：１から１：１に変更した。
【０１３９】
得られた液晶表示パネルの液晶層を前記実施例１と同様に観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に薄膜（約４０ｎｍ）状の樹脂層が形成され、また、液晶層において、紫外線の照射前にはそれぞれの液晶分子が基板の表面に対してほぼ平行に配向していたものが、紫外線の照射後には、液晶分子は、それぞれ、基板の表面に対してほぼ垂直に配向するようになった。さらに、液晶表示パネルは、駆動特性及び視角特性に優れ、繊細なカラー画像を良好に表示することができた。
実施例３
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、単官能性モノマーと２官能性モノマーの混合比を１５：１から５０：１に変更した。
【０１４０】
得られた液晶表示パネルの液晶層を前記実施例１と同様に観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に薄膜（約４０ｎｍ）状の樹脂層が形成され、また、液晶層において、紫外線の照射前にはそれぞれの液晶分子が基板の表面に対してほぼ平行に配向していたものが、紫外線の照射後には、液晶分子は、それぞれ、基板の表面に対してほぼ垂直に配向するようになった。さらに、液晶表示パネルは、駆動特性及び視角特性に優れ、繊細なカラー画像を良好に表示することができた。
比較例１
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、比較のため、単官能性モノマーと２官能性モノマーの混合比を１５：１から１：２に変更した。
【０１４１】
得られた液晶表示パネルの液晶層を前記実施例１と同様に観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に樹脂層が形成されたけれども、実施例１におけるような明瞭な薄膜の状態ではなかった。また、液晶層において、紫外線の照射前にそれぞれの液晶分子が基板の表面に対してほぼ平行に配向していたが、紫外線の照射後においても変化はなく、液晶分子は水平配向のままであった。液晶分子において垂直配向が得られなかったので、液晶表示パネルを駆動しても、目的の画像表示を行うことができなかった。
比較例２
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、比較のため、単官能性モノマーと２官能性モノマーの混合比を１５：１から６０：１に変更した。
【０１４２】
得られた液晶表示パネルの液晶層を前記実施例１と同様に観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に樹脂層が形成されたけれども、実施例１におけるような明瞭な薄膜の状態ではなかった。また、液晶層において、紫外線の照射前にそれぞれの液晶分子が基板の表面に対してほぼ平行に配向していたが、紫外線の照射後においても変化はなく、液晶分子は水平配向のままであった。液晶分子において垂直配向が得られなかったので、液晶表示パネルを駆動しても、目的の画像表示を行うことができなかった。
実施例４
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、２官能性モノマーとして、１，６−ヘキサンジオールジアクリレートに代えて、次式により表される２官能性モノマー（商品名「ＫＡＹＡＲＡＤ Ｒ−６８４」、日本化薬製）を使用した。
【０１４３】
【化３９】
単官能性モノマーと２官能性モノマーの混合比は、１５：１のままであった。
【０１４５】
得られた液晶表示パネルの液晶層を前記実施例１と同様に観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に薄膜（約４０ｎｍ）状の樹脂層が形成され、また、液晶層において、紫外線の照射前にはそれぞれの液晶分子が基板の表面に対してほぼ平行に配向していたものが、紫外線の照射後には、液晶分子は、それぞれ、基板の表面に対してほぼ垂直に配向するようになった。さらに、液晶表示パネルは、駆動特性及び視角特性に優れ、繊細なカラー画像を良好に表示することができた。
実施例５
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、２官能性モノマーとして、１，６−ヘキサンジオールジアクリレートに代えて、次式により表される２官能性モノマー（商品名「ＫＡＹＡＲＡＤ ＳＲ−２６８」、日本化薬製）を使用した。
【０１４６】
【化４０】
単官能性モノマーと２官能性モノマーの混合比は、１５：１のままであった。
【０１４８】
得られた液晶表示パネルの液晶層を前記実施例１と同様に観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に薄膜（約４０ｎｍ）状の樹脂層が形成され、また、液晶層において、紫外線の照射前にはそれぞれの液晶分子が基板の表面に対してほぼ平行に配向していたものが、紫外線の照射後には、液晶分子は、それぞれ、基板の表面に対してほぼ垂直に配向するようになった。さらに、液晶表示パネルは、駆動特性及び視角特性に優れ、繊細なカラー画像を良好に表示することができた。
実施例６
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、２官能性モノマーとして、１，６−ヘキサンジオールジアクリレートに代えて、次式により表される２官能性モノマー（商品名「ＫＡＹＡＲＡＤ Ｒ−５２６」、日本化薬製）を使用した。
【０１４９】
【化４１】
単官能性モノマーと２官能性モノマーの混合比は、１５：１のままであった。
【０１５１】
得られた液晶表示パネルの液晶層を前記実施例１と同様に観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に薄膜（約４０ｎｍ）状の樹脂層が形成され、また、液晶層において、紫外線の照射前にはそれぞれの液晶分子が基板の表面に対してほぼ平行に配向していたものが、紫外線の照射後には、液晶分子は、それぞれ、基板の表面に対してほぼ垂直に配向するようになった。さらに、液晶表示パネルは、駆動特性及び視角特性に優れ、繊細なカラー画像を良好に表示することができた。
実施例７
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、多官能性モノマーとして、２官能性モノマー（１，６−ヘキサンジオールジアクリレート）に代えて、次式により表される３官能性モノマー（商品名「ＫＡＹＡＲＡＤ ＳＲ−５０２」、日本化薬製）を使用した。
【０１５２】
【化４２】
単官能性モノマーと３官能性モノマーの混合比は、１５：１のままであった。
【０１５４】
得られた液晶表示パネルの液晶層を前記実施例１と同様に観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に薄膜（約４０ｎｍ）状の樹脂層が形成され、また、液晶層において、紫外線の照射前にはそれぞれの液晶分子が基板の表面に対してほぼ平行に配向していたものが、紫外線の照射後には、液晶分子は、それぞれ、基板の表面に対してほぼ垂直に配向するようになった。さらに、液晶表示パネルは、駆動特性及び視角特性に優れ、繊細なカラー画像を良好に表示することができた。
実施例８
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、多官能性モノマーとして、２官能性モノマー（１，６−ヘキサンジオールジアクリレート）に代えて、次式により表される４官能性モノマー（商品名「ＫＡＹＡＲＡＤ ＳＲ−２９５」、日本化薬製）を使用した。
【０１５５】
【化４３】
単官能性モノマーと４官能性モノマーの混合比は、１５：１のままであった。
【０１５７】
得られた液晶表示パネルの液晶層を前記実施例１と同様に観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に薄膜（約４０ｎｍ）状の樹脂層が形成され、また、液晶層において、紫外線の照射前にはそれぞれの液晶分子が基板の表面に対してほぼ平行に配向していたものが、紫外線の照射後には、液晶分子は、それぞれ、基板の表面に対してほぼ垂直に配向するようになった。さらに、液晶表示パネルは、駆動特性及び視角特性に優れ、繊細なカラー画像を良好に表示することができた。
実施例９
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、多官能性モノマーとして、２官能性モノマー（１，６−ヘキサンジオールジアクリレート）の単独使用に代えて、この２官能性モノマーと前記実施例７に記載の３官能性モノマー（ＫＡＹＡＲＡＤ ＳＲ−５０２）の１：１混合物を使用した。単官能性モノマーと多官能性モノマー（２官能性及び３官能性モノマーの混合物）の混合比は、１５：１のままであった。
【０１５８】
得られた液晶表示パネルの液晶層を前記実施例１と同様に観察したところ、それぞれの基板と液晶層の界面に薄膜（約４０ｎｍ）状の樹脂層が形成され、また、液晶層において、紫外線の照射前にはそれぞれの液晶分子が基板の表面に対してほぼ平行に配向していたものが、紫外線の照射後には、液晶分子は、それぞれ、基板の表面に対してほぼ垂直に配向するようになった。さらに、液晶表示パネルは、駆動特性及び視角特性に優れ、繊細なカラー画像を良好に表示することができた。
実施例１０
本例では、図９に模式的に示すような液晶表示パネルを前記実施例１に記載の手法に従って製造した。
【０１５９】
ＩＴＯ電極１５付きのガラス基板１１を調製し、その片面の周縁領域にシール材（商品名「ＸＮ−２１Ｆ」、三井化学製）を塗布し、シールパターン３１を形成した。もう１枚の、ＩＴＯ電極１９付きのガラス基板１２の片面には、直径４μｍのシリカ製球状スペーサ材（積水ファインケミカル社製）３２をエタノールで湿式散布した。次いで、シール材付きの基板１１とスペーサ材付きの基板１２をシール材とスペーサ材が中に入るように貼り合わせ、真空パック後に１３０℃で焼成した。焼成時間は、９０分間であった。２枚のガラス基板１１及び１２が重なって、その中間に液晶注入用の空間を備えた空パネルが得られた。
【０１６０】
次いで、単官能性モノマー（ＳＲ−３３５）及び２官能性モノマー（ＨＤＤＡ）を１５：１の混合比で混合した後、得られたモノマー混合物を負の誘電率異方性を有するネマティック液晶（ＭＬＣ２００２）に３重量％の量で混合した。さらに、液晶とモノマーの混合物に光重合開始剤（イルガキュア１８４）を、モノマーの全量に対して１重量％の量で混合した。
【０１６１】
得られた混合物をシール材の開口部から空パネルに注入し、開口部をエポキシ樹脂で封止した。次いで、液晶とモノマーの混合物を内部に封止したパネルに紫外線（波長：３００〜４５０ｎｍ）を１０ｍＷで３分間にわたって照射した。紫外線の照射は、室温で行った。
【０１６２】
得られた液晶表示パネルの液晶層１３を観察したところ、図９（Ｂ）に示すように、それぞれの基板１１（１２）と液晶層１３の界面、シール材３１と液晶層１３の界面、そしてスペーサ材３２と液晶層１３の界面に、上記した２種類のモノマーの重合によって生成した薄膜（約３０ｎｍ）状の樹脂層３６が一面に形成されていることが確認された。
【０１６３】
上記したように、従来は液晶層と直に接したままであったシール材３１の側面に樹脂層３６を形成することができたので、シール材３１の近傍における液晶分子の配向を安定にすることができ、したがって、シール材３１と表示画素（図示せず）との間隔を０．５ｍｍ以下とすることができた。また、シール材３１の側面に加えてスペーサ材３２の側面にも樹脂層３６を形成することができたので、スペーサ材３２の表面における液晶分子の配向もコントロールすることができた。
【０１６４】
さらに加えて、本例の液晶表示パネルでは、本発明のその他の液晶表示パネルについても同じように言えることであるが、従来の液晶表示パネルのように配向膜（例えば、ポリイミド系の配向膜）を印刷法（例えば、平版印刷法、凸版印刷法）で形成する工程を含まないことに由来する、多くの注目すべき効果を得ることができた。
【０１６５】
まず、印刷法を使用していないので、液晶の配向の悪影響を及ぼすメッシュなどの印刷に伴うパターンが、樹脂層の表面に形成されるのを防止することができた。
【０１６６】
また、印刷法を使用していないので、基板の表面において印刷パターンの末端あるいは境界が段差となって現れたことによる欠陥を防止できた。本来ならば画面全体において液晶分子が良好な配向を示すべきところを、段差の出現によって、配向異常が発生するからである。
【０１６７】
さらに、印刷法を使用していないので、配向膜の材料を有機溶剤に溶解するという手間のかかる作業を解消することができた。得られる溶液の粘度調整が、煩雑であったからである。さらに、有機溶剤フリーであるので、環境保護の面からも有用であり、樹脂層中に有機溶剤が残存した場合の欠点も回避することができた。
【０１６８】
さらにまた、印刷法では配向膜の厚さを薄くすることが技術的に困難であったけれども、液晶層内でモノマーを基板側に移動させ、重合させて樹脂層を形成するという画期的な方法を採用したので、樹脂層の厚さを非常に薄くすることができた。特に、印刷法では実現されない４０ｎｍ以下、特に３０ｎｍ以下の厚さを容易にかつ均一に実現することができた。樹脂層をこのように極薄に形成することができたので、液晶層にかかる電圧値を大きくとることが可能となり、低いしきい値電圧にて液晶表示パネルを駆動することができるようになった。具体的には、液晶の配向状態を変化させ得るしきい値電圧を０．５Ｖほど低減することができた。
実施例１１
本例では、図１０に模式的に示すような液晶表示パネルを前記実施例１及び前記実施例１０に記載の手法に従って製造した。なお、この液晶パネルでもシール材及びスペーサ材を前記実施例１０に記載の手法に従って所定の位置に配置したけれども、説明の簡略化のために、図から省略されている。
【０１６９】
ＩＴＯ電極（共通電極）１５付きのガラス基板（ＴＦＴ基板）１１を調製し、その片面の周縁領域にシール材（商品名「ＸＮ−２１Ｆ」、三井化学製）を塗布し、シールパターンを形成した。もう１枚の、ＩＴＯ電極（対向電極）１９付きのガラス基板（ＣＦ基板）１２の片面には、直径４μｍのシリカ製球状スペーサ材（積水ファインケミカル社製）をエタノールで湿式散布した。また、ＴＦＴ基板１１の所定の位置には、その共通電極１５とＣＦ基板１２の対向電極１９を電気的に接続し、よって、対向電極１９に所定の電圧を印加するため、トランスファー電極３３を形成した。トランスファー電極３３は、銀ペーストを所定の厚さで堆積させ、さらにパターニングすることによって形成した。
【０１７０】
次いで、シール材及びトランスファー電極付きのＴＦＴ基板１１とスペーサ材付きのＣＦ基板１２をシール材とスペーサ材が中に入るように貼り合わせ、真空パック後に１３０℃で焼成した。焼成時間は、９０分間であった。２枚の基板１１及び１２が重なって、その中間に液晶注入用の空間を備えた空パネルが得られた。
【０１７１】
次いで、単官能性モノマー（ＳＲ−３３５）及び２官能性モノマー（ＨＤＤＡ）を１５：１の混合比で混合した後、得られたモノマー混合物を負の誘電率異方性を有するネマティック液晶（ＭＬＣ２００２）に３重量％の量で混合した。さらに、液晶とモノマーの混合物に光重合開始剤（イルガキュア１８４）を、モノマーの全量に対して１重量％の量で混合した。
【０１７２】
得られた混合物をシール材の開口部から空パネルに注入し、開口部をエポキシ樹脂で封止した。次いで、液晶とモノマーの混合物を内部に封止したパネルに紫外線（波長：３００〜４５０ｎｍ）を１０ｍＷで３分間にわたって照射した。紫外線の照射は、室温で行った。
【０１７３】
得られた液晶表示パネルの液晶層１３を観察したところ、図１０に示すように、それぞれの基板１１（１２）と液晶層１３の界面、そしてトランスファー電極３３と液晶層１３の界面に、上記した２種類のモノマーの重合によって生成した薄膜（約３０ｎｍ）状の樹脂層３６が一面に形成されていることが確認された。また、図示しないけれども、シール材と液晶層の界面やスペーサ材と液晶層の界面にも、同様な樹脂層が薄膜で、均一な厚さに形成されていることが確認された。
【０１７４】
上記したように、従来は液晶層と直に接したままであったトランスファー電極３３の基部や側面に樹脂層３６を形成することができたので、トランスファー電極３３の近傍においてそれぞれの液晶分子を安定に配向させることができた。また、従来の方法では、基板上に配向膜を形成した後に、その一部を選択的に除去して、露出した電極の上にトランスファー電極を形成するという煩雑な作業が必要であったが、本例では、そのような工程が不要であるので、製造工程の単純化及び製造コストの低減に大きく貢献することができる。また、配向膜を選択的に除去する従来の方法では、配向不良の発生を防止できなかったけれども、本例では、そのような配向不良の問題も発生しなかった。
【０１７５】
本例では、これらの効果に加えて、前記実施例１０で得られた効果、すなわち、シール材と液晶層の界面及びスペーサ材と液晶層の界面における樹脂層の形成による効果ならびに印刷法の不使用に由来する効果も得ることができた。
【０１７６】
また、本例の液晶表示パネルは、駆動特性及び視角特性に優れ、繊細なカラー画像を良好に表示することができた。
実施例１２〜１４
本例では、それぞれ図１１〜図１３に模式的に示すような土手構造及び（又は）スリット構造付きの液晶表示パネルを前記実施例１及び前記実施例１０に記載の手法に従って製造した。なお、これらの液晶パネルでもシール材及びスペーサ材を前記実施例１０に記載の手法に従って所定の位置に配置し、同様な作用効果を得ることができたけれども、説明の簡略化のために、図から省略されている。
【０１７７】
また、図示しないけれども、いずれの液晶表示パネルにおいても、その樹脂層を先に図８（Ｂ）を参照して説明したように、２層構造とすることもできる。２層構造の樹脂層は、例えば：
樹脂１…液晶層側の第１の樹脂層を構成する樹脂、例えば、直鎖アルキルに側鎖アルキルが結合した構成の樹脂。例えば（メタ）アクリレート樹脂。
樹脂２…基板側の第２の樹脂層を構成する樹脂、例えば、直鎖アルキルが結合した構成あるいは骨格としての機能を有する構成の樹脂。例えば（メタ）アクリレート樹脂。
（いずれの樹脂も、前記の通り）を用いて形成することができる。
【０１７８】
これらの樹脂を合して樹脂混合物とした後、例えば、液晶（例えば、負の誘電率異方性を示すネマティック液晶）及び樹脂混合物を９８：２の割合（重量比）で混合し、さらに樹脂の５重量％の量で重合開始剤を混入する。ここで、垂直配向性を得るのに好適な樹脂１及び樹脂２の混合比は、通常、１：１〜３０：１の範囲であり、さらに５０：１までであってもよい。
【０１７９】
図１１に示す実施例１２では、ＩＴＯ電極１５付きのＴＦＴ基板１１とＩＴＯ電極１９付きのＣＦ基板１２の間に液晶層１３が封止されている。また、ＴＦＴ基板１１の上には、ＩＴＯ電極１５の段差に由来して形成されたスリット構造物２６を有する樹脂層１６が積層されている。樹脂層１６は、液晶中に分散させておいたモノマーの重合によって形成されたものである。一方、ＣＦ基板１２の上にはＩＴＯ電極１９及び樹脂層１７が順次形成されている。樹脂層１７の表面には、IＴＯ電極１９上に予め形成された土手構造物２５に由来する突起パターンが形成されている。
【０１８０】
このような構造の液晶表示パネルにおいて、液晶層１３内の液晶分子３は、電圧無印加状態では垂直に配向している。液晶層１３に接する樹脂層１６（１７）が、液晶の配向に関与しているからである。次いで、この液晶表示パネルに電圧を印加すると、電界は斜めに印加されることになり、液晶分子３が２方向に倒れることの結果、配向分割が導かれる。配向分割は、応答速度の向上などに大きく貢献することができる。
【０１８１】
図１２に示す実施例１３でも、ＩＴＯ電極１５付きのＴＦＴ基板１１とＩＴＯ電極１９付きのＣＦ基板１２の間に液晶層１３が封止されている。また、ＴＦＴ基板１１の上には、ＩＴＯ電極１５及びスリット構造物２６を有する樹脂層１６が順次積層されている。樹脂層１６は、上記したように、液晶中に分散させておいたモノマーの重合によって形成されたものである。一方、ＣＦ基板１２の上にはＩＴＯ電極１９及び樹脂層１７が順次形成されている。但し、樹脂層１７の表面には、図１１の液晶表示パネル（実施例１２）の場合とは異なって、土手構造物に由来する突起パターンが形成されていない。
【０１８２】
参考のために簡単に説明すると、図示の液晶表示パネルは、上記した２層構造樹脂層形成用の液晶と樹脂の混合物を使用した場合、次のようにして作製することができる。
【０１８３】
ＴＦＴ基板１１及びＣＦ基板１２を洗浄した後、それらの基板の周囲にシール印刷を行い、貼りあわせる。次に、シールの切れた部分（注入口）から液晶と樹脂との混合物を真空注入する。混合物の注入後、注入口を可視光硬化型の樹脂で封止する。次に、この液晶パネル全体に紫外線を照射する。照射源としては、高圧水銀ランプを用いる。ガラスを通して紫外線を照射することになるので、短波長の紫外線はカットされるため、重合開始剤の吸収端もガラス基板を透過する光に反応するように設定する。具体的には、重合開始剤の吸収端を３００ｎｍより長波長側に設定する。紫外線を照射することにより、注入直後には水平配向あるいはランダム配向に近かったものが、全面垂直配向になる。
【０１８４】
このような構造の液晶表示パネルにおいて、液晶層１３内の液晶分子３は、電圧無印加状態では垂直に配向している。液晶層１３に接する樹脂層１６（１７）が、液晶の配向に関与しているからである。次いで、この液晶表示パネルに電圧を印加すると、電界は斜めに印加されることになり、液晶分子３が２方向に倒れることの結果、配向分割が導かれる。配向分割は、応答速度の向上などに大きく貢献することができる。
【０１８５】
図１３に示す実施例１４でも、ＩＴＯ電極１５付きのＴＦＴ基板１１とＩＴＯ電極１９付きのＣＦ基板１２の間に液晶層１３が封止されている。また、ＴＦＴ基板１１の上には、ＩＴＯ電極１５及びスリット構造物２６を有する樹脂層１６が順次積層されている。樹脂層１６は、上記したように、液晶中に分散させておいたモノマーの重合によって形成されたものである。一方、ＣＦ基板１２の上にはＩＴＯ電極１９及び樹脂層１７が順次形成されており、さらに、樹脂層１７の表面には、ＩＴＯ電極１９の段差に由来して形成されたスリット構造物２６が存在している。
【０１８６】
このような構造の液晶表示パネルにおいて、液晶層１３内の液晶分子３は、電圧無印加状態では垂直に配向している。液晶層１３に接する樹脂層１６（１７）が、液晶の配向に関与しているからである。次いで、この液晶表示パネルに電圧を印加すると、電界は斜めに印加されることになり、液晶分子３が２方向に倒れることの結果、配向分割が導かれる。配向分割は、応答速度の向上などに大きく貢献することができる。
【０１８７】
また、ここでは図示していないが、本例を含めた本発明の液晶表示パネルを一対の円偏光板（あるいは円偏光フィルムなど）で挟むことが推奨される。輝度の大幅な向上を図ることができるからである。本発明者らの知見によれば、単純にクロスニコルで挟んだ構造の液晶表示パネルと比較した場合、約４割の輝度の向上を達成することができる。
実施例１５
本例では、図１４に模式的に示すような液晶表示装置を前記実施例１及び前記実施例１０に記載の手法に従って製造した。なお、この液晶表示パネルでもシール材及びスペーサ材を前記実施例１０に記載の手法に従って所定の位置に配置したけれども、説明の簡略化のために、図から省略されている。また、図示の液晶表示装置１０の場合、ＴＦＴ基板１１の側にカラーフィルタ１８が配置されている点で、先に図３を参照して説明した本発明の液晶表示装置と区別される。
【０１８８】
さらに説明すると、液晶表示装置１０は、一対のガラス基板、すなわち、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２と、これらの基板の間に挟持される液晶層１３とを備えて構成される。液晶層１３を構成する液晶は、ネマティック液晶などである。
【０１８９】
ＴＦＴ基板１１の上には、図示されるように、ゲート電極４１、ソース電極４２などから構成されるＴＦＴ素子が作りこまれている。ＴＦＴ素子は、ＴＦＴ基板において従来一般的に使用されている任意のＴＦＴ素子である。また、ＴＦＴ基板１１の上にはカラーフィルタ１８も形成されている。さらに、カラーフィルタ１８の上には画素電極１５が形成され、画素電極１５を覆うようにして、本発明に特有の樹脂層１６が形成されている。一方、対向基板１２の上には、本発明による樹脂層１７が積層されている。また、ＴＦＴ基板１１及び対向１２の外側には、それぞれ、偏光板２１及び２２が取り付けられている。
【０１９０】
本例の場合、ＴＦＴ基板１１に対向して配置された対向基板１２の側に、カラーフィルタ（ＣＦ）やブラックマトリックス（ＢＭ）を形成しない構成を採用したので、例えば、ＴＦＴ基板１１の全面に紫外線を均一に照射することが可能になる。照射した紫外線がＣＦやＢＭにあたって影を生じることがなくなるので、より均一な画像表示を達成することができる。ＣＦ基板上のＣＦやＢＭ、さらにはバスラインは、その厚さの故に紫外線を遮断可能であるからである。換言すると、本例の場合、ＴＦＴ基板のバスライン近傍やＣＦ及びＢＭ近傍において紫外線遮断に原因した不都合を回避することができる。
【０１９１】
以上の詳細な説明から容易に理解できるように、本発明は、いろいろな形態で有利に実施することができる。本発明の好ましい実施の形態を整理して付記すると、次の通りである。
【０１９２】
（付記１）一対の対向して配置された基板と、それらの基板の間に封入された液晶とを含むパネル構造をもった液晶表示装置であって、
前記液晶と該液晶に接する液晶パネル構成要素の界面に、単官能性モノマー及び多官能性モノマーを含む硬化性樹脂の硬化によって形成された網目構造をもった樹脂層が介在せしめられており、かつ前記樹脂層の表面から、前記硬化性樹脂に含まれるモノマーの垂直配向発現性官能基が派生していることを特徴とする液晶表示装置。
【０１９３】
（付記２）前記垂直配向発現性基が、アルキル基及び（又は）ハロゲン原子であることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１９４】
（付記３）前記液晶パネル構成要素が、前記基板、前記液晶を封止するシール材、前記基板どうしの間隔を一定に保持するスペーサ材及び前記基板上に設けられた電極からなる群から選ばれた少なくとも１つの部材であることを特徴とする付記１又は２に記載の液晶表示装置。
【０１９５】
（付記４）前記硬化性樹脂において、前記単官能性モノマーは、前記多官能性モノマーとほぼ同量で、もしくはそれよりも多量に含まれることを特徴とする付記１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０１９６】
（付記５）前記硬化性樹脂において、前記単官能性モノマーと前記多官能性モノマーの比率が、１：１〜５０：１の範囲であることを特徴とする付記１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０１９７】
（付記６）前記単官能性モノマー及び（又は）多官能性モノマーが、（メタ）アクリル酸系の単官能性モノマー、２官能性モノマー、３官能性モノマー又は４官能性モノマーであることを特徴とする付記１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０１９８】
（付記７）前記（メタ）アクリル酸系の単官能性モノマーが、次の一般式（Ｉ）：
【０１９９】
【化４４】
（上式において、Ｒ１は、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、かつＡは、液晶パネルにおいて使用した時に液晶分子の垂直配向を発現し得る官能基を表すかもしくはかかる官能基を含む任意のユニットを表す）により表されることを特徴とする付記６に記載の液晶表示装置。
【０２０１】
（付記８）前記（メタ）アクリル酸系の２官能性モノマーが、次の一般式（III）：
【０２０２】
【化４５】
（上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、かつＢは、得られる硬化樹脂においてその骨格を規定し得る任意のユニットを表す）により表されることを特徴とする付記６又は７に記載の液晶表示装置。
【０２０４】
（付記９）前記（メタ）アクリル酸系の２官能性モノマーが、次の一般式（III−１）：
【０２０５】
【化４６】
（上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、低級アルキレン基を表し、Ｒは、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表し、そしてｍ及びｎは、互いに独立しており、０〜４の整数を表す）により表されることを特徴とする付記６〜８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２０７】
（付記１０）前記（メタ）アクリル酸系の２官能性モノマーが、次の一般式（III−２）：
【０２０８】
【化４７】
（上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、Ｒ１は、低級アルキレン基を表し、そしてｎは、０〜１２の整数を表す）により表されることを特徴とする付記６〜８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２１０】
（付記１１）前記（メタ）アクリル酸系の２官能性モノマーが、次の一般式（III−３）：
【０２１１】
【化４８】
（上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、Ｒ、Ｒ´及びＲ″は、同一もしくは異なっていてもよく、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表し、そしてｍ及びｎは、互いに独立しており、０又は１を表す）により表されることを特徴とする付記６〜８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２１３】
（付記１２）前記（メタ）アクリル酸系の３官能性モノマーが、次の一般式（IV）：
【０２１４】
【化４９】
（上式において、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、同一もしくは異なっていてもよく、低級アルキレン基を表し、Ｒは、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表し、そしてｌ、ｍ及びｎは、互いに独立しており、０〜３の整数を表す）により表されることを特徴とする付記６〜１１のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２１６】
（付記１３）前記（メタ）アクリル酸系の４官能性モノマーが、次の一般式（Ｖ）：
【０２１７】
【化５０】
（上式において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、同一もしくは異なっていてもよく、低級アルキレン基を表し、Ｒは、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表し、そしてｋ、ｌ、ｍ及びｎは、互いに独立しており、０〜２の整数を表す）により表されることを特徴とする付記６〜１２のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２１９】
（付記１４）前記樹脂層の厚さが、５〜４０ｎｍの範囲であることを特徴とする付記１〜１３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２２０】
（付記１５）前記樹脂層が、前記液晶及び前記硬化性樹脂の混合物を前記基板の間に注入した後にエネルギーを加えることによって形成されたものであることを特徴とする付記１〜１４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２２１】
（付記１６）前記液晶と前記硬化性樹脂の割合が、１０：１〜４００：１の範囲であることを特徴とする付記１５に記載の液晶表示装置。
【０２２２】
（付記１７）前記液晶が、負の誘電率異方性を示すものであり、かつ、電圧無印加時、前記液晶の分子長軸が前記基板に対してほぼ垂直に配向していることを特徴とする付記１〜１６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２２３】
（付記１８）前記樹脂層がほぼ２層に分離しており、その際、前記液晶との界面領域において、前記垂直配向発現性官能基をもった樹脂が優先的に分布しており、かつ前記基板との界面領域において、網目構造をもった樹脂が優先的に分布していることを特徴とする付記１〜１７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２２４】
（付記１９）前記樹脂層が、前記液晶に接して形成された、前記垂直配向発現性官能基をもった樹脂からなる第１の樹脂層と、前記基板に接して形成された、網目構造をもった樹脂からなる第２の樹脂層とをもって構成されていることを特徴とする付記１〜１８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２２５】
（付記２０）基板上に土手構造物及び（又は）スリット構造物を有していることを特徴とする付記１〜１９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０２２６】
（付記２１）一対の対向して配置された基板と、それらの基板の間に封止された液晶とを含むパネル構造をもった液晶表示装置を製造する方法であって、
前記基板の間に、前記液晶と、単官能性モノマー及び多官能性モノマーを含む硬化性樹脂との混合物を注入し、
引き続いてエネルギーを与えて前記硬化性樹脂を硬化させ、前記液晶と該液晶に接する液晶パネル構成要素の界面において、網目構造をもった樹脂層を選択的に形成するとともに、前記樹脂層の表面から、前記硬化性樹脂に含まれるモノマーの垂直配向発現性官能基を派生させること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【０２２７】
（付記２２）前記硬化性樹脂に含まれるモノマーにおいて、アルキル基及び（又は）ハロゲン原子を前記垂直配向発現性基として有することを特徴とする付記２１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２２８】
（付記２３）前記液晶パネル構成要素が、前記基板、前記液晶を封止するシール材、前記基板どうしの間隔を一定に保持するスペーサ材及び前記基板上に設けられた電極からなる群から選ばれた少なくとも１つの部材であることを特徴とする付記２１又は２２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２２９】
（付記２４）前記硬化性樹脂において、前記単官能性モノマーを、前記多官能性モノマーとほぼ同量で、もしくはそれよりも多量に含ませることを特徴とする付記２１〜２３のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２３０】
（付記２５）前記硬化性樹脂において、前記単官能性モノマーと前記多官能性モノマーの比率を、１：１〜５０：１の範囲とすることを特徴とする付記２１〜２４のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２３１】
（付記２６）前記単官能性モノマー及び（又は）多官能性モノマーが、（メタ）アクリル酸系の単官能性モノマー、２官能性モノマー、３官能性モノマー又は４官能性モノマーであることを特徴とする付記２１〜２５のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２３２】
（付記２７）前記（メタ）アクリル酸系の単官能性モノマーが、次の一般式（Ｉ）：
【０２３３】
【化５１】
（上式において、Ｒ１は、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、かつＡは、液晶パネルにおいて使用した時に液晶分子の垂直配向を発現し得る官能基を表すかもしくはかかる官能基を含む任意のユニットを表す）により表されることを特徴とする付記２６に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２３５】
（付記２８）前記（メタ）アクリル酸系の２官能性モノマーが、次の一般式（III）：
【０２３６】
【化５２】
（上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、かつＢは、得られる硬化樹脂においてその骨格を規定し得る任意のユニットを表す）により表されることを特徴とする付記２６又は２７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２３８】
（付記２９）前記（メタ）アクリル酸系の２官能性モノマーが、次の一般式（III−１）：
【０２３９】
【化５３】
（上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、低級アルキレン基を表し、Ｒは、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表し、そしてｍ及びｎは、互いに独立しており、０〜４の整数を表す）により表されることを特徴とする付記２６〜２８のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２４１】
（付記３０）前記（メタ）アクリル酸系の２官能性モノマーが、次の一般式（III−２）：
【０２４２】
【化５４】
（上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、Ｒ１は、低級アルキレン基を表し、そしてｎは、０〜１２の整数を表す）により表されることを特徴とする付記２６〜２８のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２４４】
（付記３１）前記（メタ）アクリル酸系の２官能性モノマーが、次の一般式（III−３）：
【０２４５】
【化５５】
（上式において、Ｒ１及びＲ２は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、Ｒ、Ｒ´及びＲ″は、同一もしくは異なっていてもよく、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表し、そしてｍ及びｎは、互いに独立しており、０又は１を表す）により表されることを特徴とする付記２６〜２８のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２４７】
（付記３２）前記（メタ）アクリル酸系の３官能性モノマーが、次の一般式（IV）：
【０２４８】
【化５６】
（上式において、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、同一もしくは異なっていてもよく、低級アルキレン基を表し、Ｒは、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表し、そしてｌ、ｍ及びｎは、互いに独立しており、０〜３の整数を表す）により表されることを特徴とする付記２６〜３１のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２５０】
（付記３３）前記（メタ）アクリル酸系の４官能性モノマーが、次の一般式（Ｖ）：
【０２５１】
【化５７】
（上式において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは低級アルキル基を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、同一もしくは異なっていてもよく、低級アルキレン基を表し、Ｒは、直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換もしくは非置換の脂環式炭化水素基を表し、そしてｋ、ｌ、ｍ及びｎは、互いに独立しており、０〜２の整数を表す）により表されることを特徴とする付記２６〜３２のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２５３】
（付記３４）前記樹脂層を、５〜４０ｎｍの厚さで形成することを特徴とする付記２１〜３３のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２５４】
（付記３５）前記液晶と前記硬化性樹脂を、１０：１〜４００：１の割合で混合することを特徴とする付記２１〜３４のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２５５】
（付記３６）前記液晶が、負の誘電率異方性を示すものであり、かつ、電圧無印加時、前記液晶の分子長軸が前記基板に対してほぼ垂直に配向していることを特徴とする付記２１〜３５のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０２５６】
【発明の効果】
以上から明らかなように、本発明によれば、従来の液晶表示装置において必須であった配向膜を使用しないので、成膜工程やその後の配向処理（ラビング処理、光配向処理等）、さらには焼成工程の省略による多くの効果、例えば、製造工程及び時間の大幅な短縮、製造コストの大幅な低減、工程管理、歩留まり等の改善などを伴って、高性能な液晶表示装置を提供することができる。
【０２５７】
また、本発明の樹脂層は、配向膜のように印刷や塗工によって形成する必要がないので、その樹脂層の表面にメッシュ模様（使用したスクリーンによる）のような不所望なパターンができることがなく、特性に対する悪影響を回避できる。
【０２５８】
さらに、本発明の液晶表示装置の垂直配向性は、それが樹脂層に由来するので、均一かつ安定であり、配向乱れを生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の液晶表示パネルの製造工程を示すフローチャートである。
【図２】従来の光配向法の概略を、順を追って示す断面図である。
【図３】本発明によるフルカラーのＴＦＴ液晶表示装置の主要構成を示す断面図である。
【図４】図３の液晶表示装置における樹脂層の状態を模式的に示す断面図である。
【図５】図４の樹脂層の近傍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６】本発明による液晶表示パネルの製造工程を示すフローチャートである。
【図７】本発明による樹脂層の形成工程を順を追って示した断面図である。
【図８】本発明による液晶表示装置の別の２つの実施形態を示す断面図である。
【図９】本発明による液晶表示装置の別の実施形態を示す断面図である。
【図１０】本発明による液晶表示装置の別の実施形態を示す断面図である。
【図１１】本発明による液晶表示装置の別の実施形態を示す断面図である。
【図１２】本発明による液晶表示装置の別の実施形態を示す断面図である。
【図１３】本発明による液晶表示装置の別の実施形態を示す断面図である。
【図１４】本発明による液晶表示装置の別の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
２…光硬化性樹脂
３…液晶分子
１０…液晶表示装置（液晶パネル）
１１…ガラス基板
１２…ガラス基板
１３…液晶層
１４…絶縁層
１５…画素電極
１６…樹脂層
１７…樹脂層
１８…カラーフィルタ
１９…共通電極
２１…偏光板
２２…偏光板
２３…液晶／硬化性樹脂の混合物層
２４…データバスライン
２５…土手構造
２６…溝構造
Claims (16)
- 一対の対向して配置された基板と、前記一対の基板の間に封入された液晶とを含むパネル構造を有する液晶表示装置であって、
前記液晶と前記液晶に接する液晶パネル構成要素の界面に、単官能性モノマー及び多官能性モノマーを含む硬化性樹脂の硬化によって形成された網目構造をもった樹脂層が形成されており、かつ前記樹脂層の表面から、前記硬化性樹脂に含まれるモノマーの垂直配向発現性官能基が派生していることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記垂直配向発現性基が、アルキル基及びハロゲン原子の少なくとも一方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。
- 前記液晶パネル構成要素が、前記一対の基板、前記液晶を封止するシール材、前記一対の基板どうしの間隔を一定に保持するスペーサ材及び前記一対の基板上に設けられた電極からなる群から選ばれた少なくとも１つの部材であ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。
- 前記硬化性樹脂における、前記単官能性モノマーと前記多官能性モノマーの比率が、１：１から５０：１の範囲の内にあることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
- 前記樹脂層の厚さが、５から４０ｎｍの範囲の内にあることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
- 前記硬化性樹脂が、外部からエネルギーを与えられることにより硬化可能な樹脂であり、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び電子線硬化性樹脂からなる群から選ばれた樹脂であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
- 前記樹脂層が、前記液晶と混合された前記硬化性樹脂を硬化させることによって形成されたものである、請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
- 前記一対の基板の前記液晶側の面上に土手構造物又はスリット構造物が設けられている、請求項１から７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
- 前記一対の基板の前記液晶側の面上に形成された電極を備え、前記土手構造物は前記電極の上に形成された突起であり、前記スリット構造物は前記電極に形成された溝又は段差に由来する前記樹脂層の溝である、請求項８に記載の液晶表示装置。
- 前記土手構造物又はスリット構造物によって、１つの画素領域内に、液晶分子の配向が異なる複数の領域が形成される、請求項８又は９に記載の液晶表示装置。
- 一対の対向して配置された基板と、前記一対の基板の間に封入された液晶とを含むパネル構造を有する液晶表示装置の製造方法であって、
前記一対の基板の間に、前記液晶と、単官能性モノマー及び多官能性モノマーを含む硬化性樹脂との混合物を注入し、
エネルギーを与えて前記硬化性樹脂を硬化させ、前記液晶と前記液晶に接する液晶パネル構成要素の界面に、網目構造をもった樹脂層を形成するとともに、前記樹脂層の表面から、前記硬化性樹脂に含まれるモノマーの垂直配向発現性官能基を派生させることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 前記硬化性樹脂に含まれるモノマーが、アルキル基及びハロゲン原子の少なくとも一方を前記垂直配向発現性基として有することを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記液晶パネル構成要素が、前記一対の基板、前記液晶を封止するシール材、前記一対の基板どうしの間隔を一定に保持するスペーサ材及び前記一対の基板上に設けられた電極からなる群から選ばれた少なくとも１つの部材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。
- 前記硬化性樹脂における、前記単官能性モノマーと前記多官能性モノマーの比率を、１：１から５０：１の範囲の内とすることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記樹脂層を、５から４０ｎｍの範囲内の厚さで形成することを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記硬化性樹脂が、外部からエネルギーを与えられることにより硬化可能な樹脂であり、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び電子線硬化性樹脂からなる群から選ばれた樹脂であることを特徴とする請求項１１から１５のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
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