JP4937787B2 - Liquid crystal display device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、光又は熱により重合する重合性成分(モノマーやオリゴマー等)を含有する液晶材料を基板間に封止し、液晶層に印加する電圧を調整しながら(印加電圧が0(ゼロ)である場合を含む。以下、必要に応じて単に「電圧を印加しながら」と略記する)重合性成分を重合して駆動時の液晶分子の配向方向を規定する液晶表示装置(LCD)及びその製造方法に関する。   In the present invention, a liquid crystal material containing a polymerizable component (such as a monomer or oligomer) that is polymerized by light or heat is sealed between substrates, and the voltage applied to the liquid crystal layer is adjusted (the applied voltage is 0 (zero)). Hereinafter, a liquid crystal display device (LCD) that polymerizes a polymerizable component and defines the orientation direction of liquid crystal molecules during driving, and its It relates to a manufacturing method.

従来のTN(Twisted Nematic:ねじれネマチック)モードのLCDに比べて視角特性に優れる液晶表示装置として、正の誘電率異方性を有する液晶を水平配向させて横電界を印加するIPSモード(In−Plane−Switching mode)液晶表示装置(以下、IPS−LCDと略称する)が知られている。しかしながら、IPS−LCDは櫛形電極によって液晶分子を水平面内でスイッチングさせており、この櫛形電極により画素の開口率が著しく低下してしまうため高い光強度のバックライトユニットが必要になる。   As a liquid crystal display device having superior viewing angle characteristics as compared with a conventional TN (twisted nematic) mode LCD, an IPS mode (In−) in which a liquid crystal having positive dielectric anisotropy is horizontally aligned and a lateral electric field is applied. 2. Description of the Related Art (Plane-Switching mode) liquid crystal display devices (hereinafter abbreviated as IPS-LCDs) are known. However, in the IPS-LCD, liquid crystal molecules are switched in a horizontal plane by a comb-shaped electrode, and the aperture ratio of the pixel is remarkably lowered by the comb-shaped electrode, so that a backlight unit having a high light intensity is required.

これに対し、負の誘電率異方性を有する液晶を垂直配向させ、配向規制用構造物として基板上に土手(線状突起)や電極の抜き部(スリット)を設けたマルチドメイン垂直配向モード(Multi−domain Vertical Alignment mode)液晶表示装置(以下、MVA−LCDと略称する)が知られている。配向規制用構造物を設けているため、配向膜にラビング処理を施さなくても電圧印加時の液晶配向方位を複数方位に制御可能であり、視角特性に優れている。   On the other hand, a multi-domain vertical alignment mode in which liquid crystals having negative dielectric anisotropy are vertically aligned, and banks (linear protrusions) and electrode cutouts (slits) are provided on the substrate as alignment control structures. A multi-domain vertical alignment mode (hereinafter abbreviated as MVA-LCD) is known. Since the alignment regulating structure is provided, the liquid crystal alignment azimuth during voltage application can be controlled to a plurality of azimuths without applying a rubbing treatment to the alignment film, and the viewing angle characteristics are excellent.

しかしながら、MVA−LCDにおける突起やスリットによる画素の実質開口率の低下はIPS−LCDの櫛形電極ほどではないにしても、TNモードのLCDに比べるとパネルの光透過率が低い。そのため現状では、低消費電力が要求されるノートパソコンにはMVA−LCDやIPS−LCDは不向きであると考えられている。   However, although the reduction in the actual aperture ratio of the pixels due to the protrusions and slits in the MVA-LCD is not as high as that of the comb-shaped electrode of the IPS-LCD, the light transmittance of the panel is lower than that of the TN mode LCD. Therefore, at present, it is considered that MVA-LCD and IPS-LCD are not suitable for notebook computers that require low power consumption.

また、従来のMVA−LCDは、白輝度が低く表示が暗いという欠点を有している。この主な原因は、突起上方やスリット上方が配向分割の境界となって暗線が生じるため、白表示時の透過率が低くなって暗く見えることに因る。この欠点を改善するには、突起やスリットの配置間隔を十分広くすればよいが、配向規制用構造物である突起やスリットの数が少なくなるため、液晶に所定電圧を印加しても配向が安定するまでに時間がかかるようになり、応答時間が長くなってしまうという問題を生じる。   Further, the conventional MVA-LCD has a defect that the white brightness is low and the display is dark. The main reason for this is that the upper part of the protrusion and the upper part of the slit are the boundary of the alignment division and dark lines are generated, so that the transmittance at the time of white display is lowered and it looks dark. In order to remedy this drawback, the spacing between the protrusions and slits should be sufficiently wide. However, since the number of protrusions and slits that are alignment regulating structures is reduced, the alignment does not occur even when a predetermined voltage is applied to the liquid crystal. There is a problem that it takes time to stabilize and the response time becomes long.

この問題を改善し、高輝度でしかも高速応答可能なMVA−LCDを実現するために、ポリマーを用いて駆動時の液晶分子の配向方向を規定する方法が提案されている。ポリマーを用いて駆動時の液晶分子の配向方向を規定する方法では、液晶にモノマーやオリゴマー等の重合性成分(以下、モノマーと略称する)を混合した液晶材料を基板間に封止する。基板間に電圧を印加して液晶分子をチルト(傾斜)させた状態下で、モノマーを重合してポリマー化させる。これにより、電圧印加を取り去っても所定のプレチルト角でチルトする液晶層が得られる。モノマーとしては、熱若しくは光(紫外線)で重合する材料が選択される。   In order to solve this problem and to realize an MVA-LCD which can respond with high brightness and high speed, a method for defining the alignment direction of liquid crystal molecules during driving using a polymer has been proposed. In the method of defining the alignment direction of liquid crystal molecules at the time of driving using a polymer, a liquid crystal material in which a polymerizable component such as a monomer or an oligomer (hereinafter abbreviated as a monomer) is mixed with liquid crystal is sealed between substrates. The monomer is polymerized by applying a voltage between the substrates and tilting the liquid crystal molecules. As a result, a liquid crystal layer that tilts at a predetermined pretilt angle even when voltage application is removed is obtained. As the monomer, a material that is polymerized by heat or light (ultraviolet rays) is selected.

しかしながら、ポリマーを用いて駆動時の液晶分子の配向方向を規定する方法により製造したMVA−LCDでは、同じ画像を長時間表示し続けると、表示を変えても前の画像が残って見えてしまう焼付き現象(image sticking)が発生することがあり、表示品質が低下してしまうという問題を有している。   However, in an MVA-LCD manufactured by a method that uses a polymer to define the orientation direction of liquid crystal molecules during driving, if the same image is displayed for a long time, the previous image remains and is visible even if the display is changed. There is a problem that image sticking may occur and display quality deteriorates.

本発明の目的は、ポリマーを用いて駆動時の液晶分子の配向方向を規定する方法に基づいて生じる画像の焼付き現象を改善した液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same, which improve an image sticking phenomenon that occurs based on a method of defining the alignment direction of liquid crystal molecules during driving using a polymer.

上記目的は、対向する2枚の基板間に液晶材料を封止した液晶表示装置であって、前記液晶材料は、光又は熱により重合する重合性成分と、重合開始材と、液晶組成物とを含み、前記重合開始材の前記液晶材料中の濃度xが、0≦x≦0.002(wt%)であることを特徴とする液晶表示装置によって達成される。   The object is a liquid crystal display device in which a liquid crystal material is sealed between two opposing substrates, the liquid crystal material comprising a polymerizable component that is polymerized by light or heat, a polymerization initiator, and a liquid crystal composition. And the concentration x of the polymerization initiator in the liquid crystal material is 0 ≦ x ≦ 0.002 (wt%).

本発明の一実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法について図1乃至図4を用いて説明する。まず、本実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法の概略について図1を用いて説明する。図1は、本実施の形態による液晶表示装置の1画素2を基板面法線方向に見た状態を示している。不図示の絶縁膜を介して交差するゲートバスライン4とドレインバスライン6とで画定された長方形領域に画素2が形成されている。図中画素2左上には、後述する画素電極に階調電圧を印加する際のスイッチング素子として機能するTFT16が形成されている。画素2内には、外周が同一長方形状の4つの配向ドメインに分割する十字形状の接続電極12、14が形成されている。接続電極12は画素2内のほぼ中央でドレインバスライン6に平行に形成され、接続電極14は画素2内のほぼ中央を横切る蓄積容量バスライン18上に形成されている。   A liquid crystal display device and a method for manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, an outline of the liquid crystal display device and the manufacturing method thereof according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a state in which one pixel 2 of the liquid crystal display device according to the present embodiment is viewed in the normal direction of the substrate surface. A pixel 2 is formed in a rectangular region defined by a gate bus line 4 and a drain bus line 6 that intersect with each other via an insulating film (not shown). In the upper left of the pixel 2 in the figure, a TFT 16 that functions as a switching element for applying a gradation voltage to a pixel electrode described later is formed. In the pixel 2, cross-shaped connection electrodes 12 and 14 that are divided into four alignment domains having the same outer periphery are formed. The connection electrode 12 is formed in parallel with the drain bus line 6 at approximately the center in the pixel 2, and the connection electrode 14 is formed on the storage capacitor bus line 18 that substantially crosses the center in the pixel 2.

接続電極12、14からほぼ45°の角度で微細電極パターンの複数のストライプ状電極8が繰り返し形成されている。接続電極12、14と複数のストライプ状電極8とで画素電極が構成される。図中左上のストライプ状電極8はTFT16のソース電極に電気的に接続されている。隣接するストライプ状電極8間には電極を抜いた状態のスペース10が形成されている。ストライプ状電極8とスペース10とで配向規制用構造物が構成される。なお、図1のストライプ状電極8及びスペース10に代えて、画素2内全面に形成した画素電極上に微細線状突起を形成するようにしてももちろんよい。図示は省略したが、画素電極側に形成された配向規制用構造物に対応して、対向基板にも絶縁性構造物又はスリット(コモン電極を部分的にパターニング除去したもの)を形成するようにしてももちろんよい。   A plurality of striped electrodes 8 having a fine electrode pattern are repeatedly formed at an angle of approximately 45 ° from the connection electrodes 12 and 14. The connection electrodes 12 and 14 and the plurality of stripe electrodes 8 constitute a pixel electrode. The striped electrode 8 at the upper left in the figure is electrically connected to the source electrode of the TFT 16. A space 10 is formed between the adjacent striped electrodes 8 with the electrodes removed. The stripe-shaped electrode 8 and the space 10 constitute an alignment regulating structure. Of course, instead of the striped electrode 8 and the space 10 in FIG. 1, fine linear protrusions may be formed on the pixel electrode formed on the entire surface of the pixel 2. Although illustration is omitted, an insulating structure or a slit (a part of the common electrode partially removed by patterning) is also formed on the counter substrate corresponding to the alignment regulating structure formed on the pixel electrode side. Of course.

このような微細ライン・アンド・スペースパターンをTFT基板の画素2の画素電極に形成後、TFT基板と対向基板の対向面に垂直配向膜を形成する。垂直配向膜の材料としては種々のものが適用可能であるが、一例としてポリアミック酸タイプの配向膜を用いることができる。   After forming such a fine line and space pattern on the pixel electrode of the pixel 2 of the TFT substrate, a vertical alignment film is formed on the opposing surface of the TFT substrate and the opposing substrate. Various materials can be applied as the material of the vertical alignment film, but a polyamic acid type alignment film can be used as an example.

次いで、負の誘電率異方性を有するネガ型の液晶を封止して両基板を貼り合せる。ネガ型液晶には、重合性成分が所定の割合で混入されている。重合性成分としては、ジアクリレートモノマーを用いている。   Next, the negative type liquid crystal having negative dielectric anisotropy is sealed and the two substrates are bonded together. In the negative liquid crystal, a polymerizable component is mixed in a predetermined ratio. As the polymerizable component, a diacrylate monomer is used.

図2は、LCDパネルの液晶層に電圧を印加しつつ紫外線を照射する工程を示している。図2に示すように、紫外線照射装置32のチャンバ内にLCDパネルを載置する。LCDパネル内のモノマーを重合させる前の液晶組成物中の液晶分子は基板面に対してほぼ垂直に配向している。次いで、電圧印加装置30からLCDパネルの両基板に設けられた電極34、36間に電圧を印加する。これにより、電極34、36間に封止された液晶層38に電圧が印加され、画素2内の液晶分子が所定方向に傾斜させられる。電圧印加装置30から電圧を印加し続けながら、紫外線照射装置32の不図示の高圧水銀ランプから紫外光(UV光)をLCDパネル面に向けて照射させる。これにより、モノマーが添加された液晶材料に紫外光が照射されてモノマーが重合してポリマー化し、通常駆動時の液晶分子の配向方向を規定する。   FIG. 2 shows a process of irradiating ultraviolet rays while applying a voltage to the liquid crystal layer of the LCD panel. As shown in FIG. 2, the LCD panel is placed in the chamber of the ultraviolet irradiation device 32. The liquid crystal molecules in the liquid crystal composition before polymerizing the monomers in the LCD panel are aligned substantially perpendicular to the substrate surface. Next, a voltage is applied from the voltage application device 30 between the electrodes 34 and 36 provided on both substrates of the LCD panel. Thus, a voltage is applied to the liquid crystal layer 38 sealed between the electrodes 34 and 36, and the liquid crystal molecules in the pixel 2 are tilted in a predetermined direction. While continuing to apply a voltage from the voltage application device 30, ultraviolet light (UV light) is irradiated toward the LCD panel surface from a high-pressure mercury lamp (not shown) of the ultraviolet irradiation device 32. As a result, the liquid crystal material to which the monomer has been added is irradiated with ultraviolet light, the monomer is polymerized and polymerized, and the alignment direction of the liquid crystal molecules during normal driving is defined.

図3は、別の構成を有するMVA−LCDの1画素2を基板面法線方向に見た状態を示している。図3に示す構成は、TFT16の形成されたTFT基板側の画素電極3をライン・アンド・スペースパターンのストライプ状電極にしている点に特徴を有している。図3に示すように、画素電極3は、ドレインバスライン6に平行にライン・アンド・スペースパターンが形成されたストライプ状電極8及びスペース10を有している。   FIG. 3 shows a state in which one pixel 2 of the MVA-LCD having another configuration is viewed in the normal direction of the substrate surface. The configuration shown in FIG. 3 is characterized in that the pixel electrode 3 on the TFT substrate side on which the TFT 16 is formed is a striped electrode having a line and space pattern. As shown in FIG. 3, the pixel electrode 3 includes a striped electrode 8 and a space 10 in which a line and space pattern is formed in parallel to the drain bus line 6.

画素2ほぼ中央でゲートバスライン4に平行に形成された接続電極14により、各ストライプ状電極8は電気的に接続されている。また、ストライプ状電極8の一部がTFT16のドレイン電極20に対向配置されたソース電極22に接続されている。   Each striped electrode 8 is electrically connected by a connection electrode 14 formed substantially in the center of the pixel 2 and parallel to the gate bus line 4. A part of the striped electrode 8 is connected to a source electrode 22 disposed opposite to the drain electrode 20 of the TFT 16.

不図示の対向基板の画素領域中央部の接続電極14に対向する位置にはゲートバスライン4に平行に延びる線状突起が形成されている。当該線状突起により、液晶分子の配向規制方向をより明確に決定することができる。   A linear protrusion extending in parallel with the gate bus line 4 is formed at a position facing the connection electrode 14 in the center of the pixel region of the counter substrate (not shown). The alignment protrusion direction of the liquid crystal molecules can be more clearly determined by the linear protrusion.

図2に示した構成と同様にして、不図示の液晶層に電圧を印加して画素2内の液晶分子を所定方向に傾斜させた状態で、モノマーを添加した液晶材料に紫外光を照射してモノマーを重合することにより、液晶分子のプレチルト角及び/又は配向方位の安定化が実現できる。   In the same manner as the configuration shown in FIG. 2, a voltage is applied to a liquid crystal layer (not shown) so that liquid crystal molecules in the pixel 2 are tilted in a predetermined direction, and the liquid crystal material to which the monomer is added is irradiated with ultraviolet light. By polymerizing the monomer, stabilization of the pretilt angle and / or orientation orientation of the liquid crystal molecules can be realized.

以上説明した製造方法により製造されたLCDにおいて、ポリマーを用いて駆動時の液晶分子の配向方向を規定する方法を採用したことにより生じる画像の焼付き現象を低減させるため、各種モノマー、重合開始材、及び液晶組成物(液晶分子)について検討した。その結果、重合開始材は、最適紫外線照射量を減らし、生産効率を上げる上では有効であるものの、画像の焼付きの原因となっていることが判明した。ポリマーを用いて電圧印加時の液晶分子の配向方向を規定するLCDの場合、紫外線照射時のモノマーの重合の開始を助ける重合開始材の濃度が高いと重合に要する時間は短くなるが、完成したLCDの表示画像の焼付き現象は相対的に悪化する。また、液晶材料中に重合開始材を全く添加しない場合は重合に要する時間は長くなるものの、完成したLCDの表示画像の焼付き現象の程度は相対的に軽減する。したがって、焼付き現象を改善するには、重合開始材の濃度は低い方がよい。   In the LCD manufactured by the manufacturing method described above, various monomers and polymerization initiators are used in order to reduce image sticking phenomenon caused by adopting a method of defining the alignment direction of liquid crystal molecules during driving using a polymer. And liquid crystal compositions (liquid crystal molecules) were studied. As a result, it was found that the polymerization initiator is effective in reducing the optimum ultraviolet irradiation amount and increasing the production efficiency, but causes image burn-in. In the case of an LCD that uses a polymer to define the alignment direction of liquid crystal molecules when a voltage is applied, if the concentration of the polymerization initiator that helps start the polymerization of the monomer during UV irradiation is high, the time required for the polymerization is shortened, but it has been completed. The image sticking phenomenon of the LCD display image is relatively deteriorated. Further, when no polymerization initiator is added to the liquid crystal material, the time required for the polymerization becomes longer, but the degree of image sticking phenomenon of the display image of the completed LCD is relatively reduced. Therefore, in order to improve the seizure phenomenon, the concentration of the polymerization initiator is preferably low.

すなわち、液晶材料中のモノマーの重合開始材を添加しないか、あるいは極めて僅かの添加量にしておいてモノマーを重合させることにより、画像の焼付き現象を低減することができる。
重合開始材の重合前の液晶材料中での濃度x(wt%、以下同じ)、モノマーの重合前の液晶材料中での濃度y、液晶組成物の重合前の液晶材料中での濃度z、焼付き率αとしたとき、重合開始材の濃度xは、0≦x≦0.002(wt%)であることが好ましい。特に、x=0のときに焼付き率αが最も低くなる。また、モノマーの濃度yは、焼付き率αの観点からは0.1wt%以上10wt%以下が望ましい。
That is, the image sticking phenomenon can be reduced by adding no monomer polymerization initiator in the liquid crystal material or polymerizing the monomer with a very small addition amount.
The concentration x (wt%) of the polymerization initiator in the liquid crystal material before polymerization, the concentration y in the liquid crystal material before polymerization of the monomer, the concentration z in the liquid crystal material before polymerization of the liquid crystal composition, When the seizure rate α is set, the concentration x of the polymerization initiator is preferably 0 ≦ x ≦ 0.002 (wt%). In particular, when x = 0, the image sticking rate α is the lowest. The monomer concentration y is preferably 0.1 wt% or more and 10 wt% or less from the viewpoint of the image sticking rate α.

焼付き率αは次のようにして求めている。白黒のチェッカーパターンをLCDの表示領域に長時間表示させる。その後、表示領域全面に所定の中間調を表示させ、白表示領域の輝度βと黒表示領域の輝度γとの差(β−γ)を求め、当該輝度差(β−γ)を、黒表示領域の輝度γで除して焼付き率を求める。
すなわち、
焼付き率α=((β−γ)/γ)×100(%)
である。
The image sticking rate α is obtained as follows. A black and white checker pattern is displayed on the LCD display area for a long time. Thereafter, a predetermined halftone is displayed on the entire display area, the difference (β−γ) between the brightness β of the white display area and the brightness γ of the black display area is obtained, and the brightness difference (β−γ) is displayed in black. Divide by the luminance γ of the area to obtain the burn-in rate.
That is,
Image sticking rate α = ((β−γ) / γ) × 100 (%)
It is.

図4に重合開始材の濃度と焼付き率の関係を示す。図4は横軸に重合開始材の濃度(wt%)をとり、縦軸に焼付き率(%)をとっている。上述のように、重合開始材の濃度は、0.002wt%以下であることが好ましく、液晶材料中に重合開始剤が全く添加されないときに焼付き率αが最も低くなる。一般的な観察者から見て、LCDの焼付き率αが5〜6%程度であれば実用上問題なく、10%程度になると画像の焼付き現象が気になりだす。図4に示すグラフより、重合開始材濃度が0.002wt%以下ならば焼付き率は6%以下であり、実用上問題ない特性が得られる。重合開始材濃度が0%、つまり重合開始材を用いない場合は約3%という極めて低い焼付き率αを得ることができる。   FIG. 4 shows the relationship between the concentration of the polymerization initiator and the seizure rate. In FIG. 4, the horizontal axis represents the concentration (wt%) of the polymerization initiator, and the vertical axis represents the seizure rate (%). As described above, the concentration of the polymerization initiator is preferably 0.002 wt% or less, and the image sticking rate α is lowest when no polymerization initiator is added to the liquid crystal material. From the viewpoint of a general observer, if the image sticking ratio α of the LCD is about 5 to 6%, there is no practical problem, and if it becomes about 10%, the image sticking phenomenon will be anxious. From the graph shown in FIG. 4, if the polymerization initiator concentration is 0.002 wt% or less, the seizure rate is 6% or less, and a practically satisfactory characteristic can be obtained. When the polymerization initiator concentration is 0%, that is, when no polymerization initiator is used, an extremely low seizure rate α of about 3% can be obtained.

本実施の形態による液晶表示装置およびその製造方法について、以下具体的に実施例及び比較例を用いて説明する。以下の全ての実施例及び比較例では、図1に示す構造のMVA−LCDを用いている。すなわち、垂直配向膜が形成され、液晶は負の誘電率異方性を有している。また、両基板を挟んで対向する2枚の偏光板はクロスニコルに配置されて、電圧無印加時に黒表示となるノーマリブラックモードである。また、不図示の偏光板の偏光軸は各バスラインに対してほぼ平行又は直交する方向を向いている。パネルサイズは対角15インチであり解像度はXGAである。   The liquid crystal display device according to the present embodiment and the method for manufacturing the same will be specifically described below using examples and comparative examples. In all the following examples and comparative examples, the MVA-LCD having the structure shown in FIG. 1 is used. That is, a vertical alignment film is formed, and the liquid crystal has negative dielectric anisotropy. In addition, the two polarizing plates opposed to each other with both substrates interposed therebetween are in a normally black mode in which the crossed Nicols are arranged and black display is performed when no voltage is applied. In addition, the polarization axis of a polarizing plate (not shown) is oriented in a direction substantially parallel or orthogonal to each bus line. The panel size is 15 inches diagonal and the resolution is XGA.

[実施例1]
平均分子量が約350の液晶組成物に分子量が約350の光硬化性のジアクリレートモノマーを0.3wt%混合し、重合開始材を0.006wt%混合した液晶材料を基板間に封止した。次いで、液晶層に電圧を印加した状態でモノマーを重合して液晶分子の倒れる方向を記憶させた。モノマーを重合させる紫外線は、室温(20℃)中で照射し、照射エネルギーは10J/cmである(下記比較例1と同一の紫外線照射装置を用いて、比較例1での紫外線照射時間の10倍の時間照射した)。完成したMVA−LCDに対して白黒のチェッカーパターンを48時間表示させた後に計測した焼付き率αは15%であった。
[Example 1]
A liquid crystal material in which 0.3 wt% of a photocurable diacrylate monomer having a molecular weight of about 350 was mixed with a liquid crystal composition having an average molecular weight of about 350, and a liquid crystal material mixed with 0.006 wt% of a polymerization initiator was sealed between the substrates. Next, the monomer was polymerized in a state where a voltage was applied to the liquid crystal layer, and the direction in which the liquid crystal molecules fell was stored. The ultraviolet rays for polymerizing the monomer are irradiated at room temperature (20 ° C.), and the irradiation energy is 10 J / cm 2 (using the same ultraviolet irradiation apparatus as in Comparative Example 1 below, the ultraviolet irradiation time in Comparative Example 1). Irradiation for 10 times). The burn-in rate α measured after displaying the black and white checker pattern for 48 hours on the completed MVA-LCD was 15%.

[実施例2]
平均分子量が約350の液晶組成物に分子量が約350の光硬化性のジアクリレートモノマーを0.3wt%混合し、重合開始材は全く混合しない液晶材料を基板間に封止した。次いで、液晶層に電圧を印加した状態でモノマーを重合して液晶分子の倒れる方向を記憶させた。モノマーを重合させる紫外線は、室温(20℃)中で照射し、照射エネルギーは100J/cmである(下記比較例1と同一の紫外線照射装置を用いて、比較例1での紫外線照射時間の100倍の時間照射した)。完成したMVA−LCDに対して白黒のチェッカーパターンを48時間表示させた後に計測した焼付き率αは3%であった。
[Example 2]
The liquid crystal composition having an average molecular weight of about 350 was mixed with 0.3 wt% of a photocurable diacrylate monomer having a molecular weight of about 350, and a liquid crystal material not mixed with any polymerization initiator was sealed between the substrates. Next, the monomer was polymerized in a state where a voltage was applied to the liquid crystal layer, and the direction in which the liquid crystal molecules fell was stored. The ultraviolet rays for polymerizing the monomers are irradiated at room temperature (20 ° C.), and the irradiation energy is 100 J / cm 2 (using the same ultraviolet irradiation apparatus as in Comparative Example 1 below, the ultraviolet irradiation time in Comparative Example 1). Irradiated 100 times longer). The burn-in rate α measured after displaying the black and white checker pattern for 48 hours on the completed MVA-LCD was 3%.

[比較例1]
平均分子量が約350の液晶組成物に分子量が約350の光硬化性のジアクリレートモノマーを0.3wt%混合し、重合開始材を0.008wt%混合した液晶材料を基板間に封止した。次いで、液晶層に電圧を印加した状態でモノマーを重合して液晶分子の倒れる方向を記憶させた。モノマーを重合させる紫外線は、室温(20℃)中で照射し、照射エネルギーは1J/cmである。完成したMVA−LCDに対して白黒のチェッカーパターンを48時間表示させた後に計測した焼付き率αは35%であった。
[Comparative Example 1]
A liquid crystal material in which 0.3 wt% of a photocurable diacrylate monomer having a molecular weight of about 350 was mixed with a liquid crystal composition having an average molecular weight of about 350, and a liquid crystal material mixed with 0.008 wt% of a polymerization initiator was sealed between the substrates. Next, the monomer was polymerized in a state where a voltage was applied to the liquid crystal layer, and the direction in which the liquid crystal molecules fell was stored. The ultraviolet rays for polymerizing the monomer are irradiated at room temperature (20 ° C.), and the irradiation energy is 1 J / cm 2 . The burn-in rate α measured after displaying a black and white checker pattern for 48 hours on the completed MVA-LCD was 35%.

いずれの条件においても、紫外線照射後のLCDパネルは、ほぼ等しい光学特性が得られた。実施例1、2及び比較例1に示すように、重合開始材の濃度を低下させるか、あるいは全く重合開始材を添加しないようにすると、完成したLCDの表示画像の焼付き現象を大幅に低減させることができる。   Under either condition, the LCD panel after the ultraviolet irradiation was able to obtain almost the same optical characteristics. As shown in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, if the polymerization initiator concentration is lowered or no polymerization initiator is added at all, the burn-in phenomenon of the display image of the completed LCD is greatly reduced. Can be made.

本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態ではモノマーとしてジアクリレートを用いたが、本発明はこれに限らず、例えば、多官能性ポリマーとしてトリアクリレートを重合性成分として用いてももちろんよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, although diacrylate is used as a monomer in the above embodiment, the present invention is not limited to this. For example, triacrylate may be used as a polymerizable component as a polyfunctional polymer.

また、上記実施の形態では、ポリマーを用いた液晶配向安定化のための重合性成分としてモノマーを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、オリゴマーや、オリゴマーとモノマーの混合物を重合性成分として用いてももちろんよい。   In the above embodiment, the monomer is exemplified as a polymerizable component for stabilizing liquid crystal alignment using a polymer. However, the present invention is not limited to this, and an oligomer or a mixture of an oligomer and a monomer is used. Of course, it may be used as a polymerizable component.

以上説明した実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法は、以下のようにまとめられる。
(付記1)
対向する2枚の基板間に液晶材料を封止した液晶表示装置であって、
前記液晶材料は、
光又は熱により重合する重合性成分と、重合開始材と、液晶組成物とを含み、
前記重合開始材の濃度xが、
0≦x≦0.002(wt%)
であること
を特徴とする液晶表示装置。
The liquid crystal display device and the manufacturing method thereof according to the embodiment described above are summarized as follows.
(Appendix 1)
A liquid crystal display device in which a liquid crystal material is sealed between two opposing substrates,
The liquid crystal material is
A polymerizable component that is polymerized by light or heat, a polymerization initiator, and a liquid crystal composition,
The concentration x of the polymerization initiator is
0 ≦ x ≦ 0.002 (wt%)
A liquid crystal display device characterized by

(付記2)
付記1記載の液晶表示装置において、
前記重合性成分は、紫外線の照射により重合すること
を特徴とする液晶表示装置。
(Appendix 2)
In the liquid crystal display device according to appendix 1,
The liquid crystal display device, wherein the polymerizable component is polymerized by irradiation with ultraviolet rays.

(付記3)
付記1又は2に記載の液晶表示装置において、
前記重合性成分の前記液晶材料中の濃度yは、0.1≦y≦10(wt%)であること
を特徴とする液晶表示装置。
(Appendix 3)
In the liquid crystal display device according to appendix 1 or 2,
A concentration y of the polymerizable component in the liquid crystal material is 0.1 ≦ y ≦ 10 (wt%).

(付記4)
付記1乃至3のいずれか1項に記載の液晶表示装置において、
前記重合性成分は、ジアクリレートであること
を特徴とする液晶表示装置。
(Appendix 4)
In the liquid crystal display device according to any one of appendices 1 to 3,
The liquid crystal display device, wherein the polymerizable component is diacrylate.

(付記5)
付記1乃至4のいずれか1項に記載の液晶表示装置において、
前記重合性成分の重合前の前記液晶組成物中の液晶分子は、前記基板面に対してほぼ垂直に配向していること
を特徴とする液晶表示装置。
(Appendix 5)
In the liquid crystal display device according to any one of appendices 1 to 4,
A liquid crystal display device, wherein liquid crystal molecules in the liquid crystal composition before polymerization of the polymerizable component are aligned substantially perpendicular to the substrate surface.

(付記6)
光又は熱により重合する重合性成分を含有する液晶材料を基板間に封止し、
前記液晶材料に電圧を印加しながら前記重合性成分を重合して駆動時の液晶分子の配向方向を規定する液晶表示装置の製造方法において、
前記液晶材料中の重合開始材の濃度xは、0≦x≦0.002(wt%)であること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
(Appendix 6)
A liquid crystal material containing a polymerizable component that is polymerized by light or heat is sealed between the substrates,
In the method of manufacturing a liquid crystal display device that regulates the alignment direction of liquid crystal molecules during driving by polymerizing the polymerizable component while applying a voltage to the liquid crystal material,
The method of manufacturing a liquid crystal display device, wherein the concentration x of the polymerization initiator in the liquid crystal material is 0 ≦ x ≦ 0.002 (wt%).

(付記7)
付記6記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記重合性成分は、紫外線の照射により重合すること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
(Appendix 7)
In the method for manufacturing a liquid crystal display device according to appendix 6,
The method for producing a liquid crystal display device, wherein the polymerizable component is polymerized by irradiation with ultraviolet rays.

(付記8)
付記6又は7に記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記液晶材料中の前記重合性成分の濃度yは、0.1≦y≦10(wt%)であること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
(Appendix 8)
In the method for manufacturing a liquid crystal display device according to appendix 6 or 7,
The method of manufacturing a liquid crystal display device, wherein the concentration y of the polymerizable component in the liquid crystal material is 0.1 ≦ y ≦ 10 (wt%).

(付記9)
付記6乃至8のいずれか1項に記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記重合性成分は、ジアクリレートであること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
(Appendix 9)
In the method for manufacturing a liquid crystal display device according to any one of appendices 6 to 8,
The method for producing a liquid crystal display device, wherein the polymerizable component is diacrylate.

(発明の効果)
以上の通り、本発明によれば、ポリマーを用いて駆動時の液晶分子の配向方向を規定する方法に基づいて生じる画像の焼付き現象を改善できる。
(The invention's effect)
As described above, according to the present invention, it is possible to improve the image burn-in phenomenon that occurs based on the method of defining the alignment direction of liquid crystal molecules during driving using a polymer.

本発明の一実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法の概略について説明する図である。It is a figure explaining the outline of the liquid crystal display device by one embodiment of this invention, and its manufacturing method. LCDパネルの液晶層に電圧を印加しつつ紫外線を照射する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of irradiating an ultraviolet-ray, applying a voltage to the liquid crystal layer of a LCD panel. 本発明の一実施の形態による別の液晶表示装置及びその製造方法の概略について説明する図である。It is a figure explaining the outline of another liquid crystal display device by one embodiment of the present invention, and its manufacturing method. 本発明の一実施の形態において重合開始材の濃度と焼付き率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the density | concentration of a polymerization initiator, and the image sticking rate in one embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

2 画素
3 画素電極
4 ゲートバスライン
6 ドレインバスライン
8 ストライプ状電極
10 スペース
12、14 接続電極
18 蓄積容量バスライン
20 ドレイン電極
22 ソース電極
30 電圧印加装置
32 紫外線照射装置
34、36 電極
38 液晶層
2 Pixel 3 Pixel electrode 4 Gate bus line 6 Drain bus line 8 Striped electrode 10 Space 12, 14 Connection electrode 18 Storage capacitor bus line 20 Drain electrode 22 Source electrode 30 Voltage application device 32 Ultraviolet irradiation device 34, 36 Electrode 38 Liquid crystal layer

Claims (3)

対向する2枚の基板間に液晶材料を封止した液晶表示装置であって、
少なくとも一方の前記基板には、画素電極が形成され、
前記画素電極は、十字形状の接続電極と、前記接続電極から延伸された複数のストライプ状電極とで構成されており、
前記液晶材料は、光又は熱により重合するジアクリレートと、重合開始材と、液晶組成物とを含み、
前記ジアクリレートの前記液晶材料中の濃度yは、y=0.3(wt%)であり、
前記重合開始材の濃度xが、0≦x≦0.002(wt%)であり、
前記ジアクリレートの重合前の前記液晶組成物中の液晶分子は、前記基板面に対してほぼ垂直に配向しており、
前記ジアクリレートを重合したポリマーにより駆動時の前記液晶分子の配向方向が規定され、
前記2枚の基板のそれぞれの対向面上には、配向膜及び前記ポリマーがこの順に形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display device in which a liquid crystal material is sealed between two opposing substrates,
A pixel electrode is formed on at least one of the substrates ,
The pixel electrode, the connection electrode of cruciform, is constituted by a plurality of stripe-shaped electrodes extending from the connection electrode,
The liquid crystal material includes a diacrylate that is polymerized by light or heat, a polymerization initiator, and a liquid crystal composition.
The concentration y of the diacrylate in the liquid crystal material is y = 0.3 (wt%),
The concentration x of the polymerization initiator is 0 ≦ x ≦ 0.002 (wt%),
Liquid crystal molecules in the liquid crystal composition before polymerization of the diacrylate are aligned substantially perpendicular to the substrate surface,
The alignment direction of the liquid crystal molecules at the time of driving is defined by the polymer obtained by polymerizing the diacrylate ,
An alignment film and the polymer are formed in this order on opposite surfaces of the two substrates, respectively.
請求項記載の液晶表示装置において、
前記重合開始材の濃度xは、0<x≦0.002(wt%)であること
を特徴とする液晶表示装置。
The liquid crystal display device according to claim 1 .
The concentration x of the polymerization initiator is 0 <x ≦ 0.002 (wt%).
請求項1又は2に記載の液晶表示装置において、
前記ジアクリレートは、紫外線の照射により重合すること
を特徴とする液晶表示装置。
The liquid crystal display device according to claim 1 or 2 ,
The liquid crystal display device, wherein the diacrylate is polymerized by irradiation with ultraviolet rays.
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