JP6983492B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示装置に関するものである。
液晶表示装置は現在最も広く使用されている平板型表示装置の一つであって、画素電極と共通電極などの電場生成電極が形成されている二枚の表示板とその間に挿入されている液晶層からなり、電場生成電極に電圧を印加して液晶層に電場を生成し、これを通じて液晶層の液晶分子の配向を決定し、入射光の偏光を制御することによって画像を表示する。
液晶表示装置のうち、電場が印加されない状態で液晶分子の長軸を上下表示板に対して垂直になるように配列した垂直配向方式（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ ｍｏｄｅ）液晶表示装置がある。このような垂直配向方式の液晶表示装置はコントラスト比が大きく広い基準視野角の実現が容易であって脚光を浴びている。
一方、広視野角を実現しながら液晶の応答速度を速くするために配向膜又は液晶層に反応性メソゲン（ｍｅｓｏｇｅｎ）を添加して液晶がプレチルト（ｐｒｅｔｉｌｔ）を有するようにする方法が開発されている。
本発明が解決しようとする課題は、残像（ａｆｔｅｒｉｍａｇｅ）特性及び信頼性を向上した液晶表示装置及びその製造方法を提供することである。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板と対向する第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板のうちの少なくとも一つの上に位置する配向膜と、前記第１基板と前記第２基板の間に位置し、反応性メソゲンを含む液晶層と、前記配向膜の表面に隣接して位置する突起（ｂｕｍｐ）とを含み、前記配向膜は主鎖及び前記主鎖に連結された複数の側鎖を含み、前記側鎖は重合禁止剤グループを含む。
前記突起はプレチルトを有する配向重合体を含んでもよい。
前記重合禁止剤グループは熱による重合を抑制する性質を有してもよい。
前記重合禁止剤グループは、

Figure 0006983492
 （ここで、「＊」印は他の連結基又は主鎖と連結される部分）を含むグループから選択された一つを含んでもよい。
前記側鎖は、
Figure 0006983492
（ここで、Ｘは、
−Ｈ、−ＣＨ３、−（ＣＨ２）ｍ（ＣＨ３）、−Ｆ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＣＮ、

の何れかであり、ｍは０乃至２０、ｎは０乃至２０）を含んでもよい。
前記側鎖は、
Figure 0006983492
 を含んでもよい。
前記配向膜は第１共重合体を含み、前記第１共重合体は下記構造式Ａで表現される単位体を含んでもよい。
Figure 0006983492
前記配向膜は下記構造式Ｂ、構造式Ｃ、及び構造式Ｄで表現される単位体のうちの少なくとも一つの単位体を含む第２共重合体をさらに含んでもよい。
Figure 0006983492
Figure 0006983492
Figure 0006983492
前記第１共重合体と前記第２共重合体のモル比は５：５であってもよい。
前記反応性メソゲンは下記の化学式ＲＭ−１乃至化学式ＲＭ−２２で表現される化合物から選択された少なくとも一つを含んでもよい。

Figure 0006983492
Figure 0006983492
Figure 0006983492
 ここで、前記化学式ＲＭ−１、化学式ＲＭ−２、化学式ＲＭ−７、及び、化学式ＲＭ−１１乃至化学式ＲＭ−２２において、各々独立してＸは、

−Ｈ、−ＣＨ３、−（ＣＨ２）ｍ（ＣＨ３）、−Ｆ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＣＮ、

のうちの何れか一つであり、Ｒは、
Figure 0006983492
 のうちの何れか一つであり、−（ＣＨ２）ｍ（ＣＨ３）及び
Figure 0006983492
 において、ｍは互いに独立して０乃至２０であり、前記化学式においてｎは０乃至２０である。
前記重合禁止剤グループは前記主鎖から遠く位置する前記側鎖の末端に配置されてもよい。
前記液晶層に含まれる液晶分子は電界未印加状態で垂直配向することができる。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法は、第１基板及び前記第１基板と対向する第２基板のうちの少なくとも一つの上に電場生成電極を形成する段階、前記電場生成電極の上に配向物質及び配向補助剤を塗布する段階、前記第１基板と前記第２基板の間に液晶分子を含む液晶層を形成する段階、前記配向物質をベークして主鎖及び前記主鎖に連結された側鎖を含む配向膜を形成する段階、前記配向補助剤が前記液晶層に溶出される段階、及び前記液晶層に電界が印加された状態で光を照射する段階を含み、前記側鎖は重合禁止剤グループを含み、前記液晶層に溶出された前記配向補助剤は前記光を照射する段階で重合されて前記配向膜表面に隣接して突起を形成する。
前記突起は、前記配向補助剤が重合されて形成されプレチルトを有する配向重合体を含んでもよい。
前記重合禁止剤グループは前記配向物質がベークされる段階で前記配向補助剤の重合を抑制することができる。
前記重合禁止剤グループは、
Figure 0006983492
 （ここで、「＊」印は他の連結基又は主鎖と連結される部分）を含むグループから選択された一つを含んでもよい。
前記配向膜は第１共重合体を含み、前記第１共重合体は下記構造式Ａで表現される単位体を含んでもよい。

Figure 0006983492
前記反応性メソゲンは下記の化学式ＲＭ−１乃至化学式ＲＭ−２２で表現される化合物から選択された少なくとも一つを含んでもよい。

Figure 0006983492
Figure 0006983492
Figure 0006983492
 ここで、前記化学式ＲＭ−１、化学式ＲＭ−２、化学式ＲＭ−７、及び化学式ＲＭ−１１乃至化学式ＲＭ−２２において、各々独立してＸは、
−Ｈ、−ＣＨ３、−（ＣＨ２）ｍ（ＣＨ３）、−Ｆ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＣＮ、
のうちの何れか一つであり、Ｒは、
Figure 0006983492
 のうちの何れか一つであり、−（ＣＨ２）ｍ（ＣＨ３）及び
Figure 0006983492
 において、ｍは互いに独立して０乃至２０であり、前記化学式においてｎは０乃至２０である。
前記重合禁止剤グループは前記主鎖から遠く位置する前記側鎖の末端に配置されてもよい。
前記液晶層に含まれる液晶分子は電界未印加状態で垂直配向される。
本発明の一実施形態によれば、重合禁止剤を配向膜の側鎖に形成した状態で高反応性メソゲンを配向膜に添加することによって熱反応又は光反応による反応性メソゲンの消尽を最少化し所望のプレチルトを実現できる。
従って、反応性メソゲンの重合度が高くなり機械的特性が増強されるので、残像特性及び信頼性を改善できる。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を示す平面図である。 図１の切断線ＩＩ−ＩＩに沿って切断した断面図である。 本発明の一実施形態に係る画素電極を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の基本電極を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を示す概略的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を示す概略的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を示す概略的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を示す概略的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を示す概略的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置での瞬間残像を従来の液晶表示装置と比較したグラフである。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置でのブラック残像を従来の液晶表示装置と比較したグラフである。
添付した図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳しく説明する。しかし、本発明はここで説明される実施形態に限定されず他の形態に具体化することもできる。むしろ、ここで紹介される実施形態は、開示された内容が徹底且つ完全になるように、そして当業者に本発明の思想が十分に伝達されるようにするために提供される。
図面において、層及び領域の厚さは明確性を期するために誇張されている。また、層が他の層又は基板の“上”にあると言及される場合、それは他の層又は基板上に直接形成されるか、又はそれらの間に第３の層が介在することを意味する。明細書全体にわたって同一の参照番号で表示された部分は同一の構成要素を意味する。
図１は本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を示す平面図である。図２は図１の切断線ＩＩ−ＩＩに沿って切断した断面図である。
図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、互いに対向する下部表示板１００と上部表示板２００、及びこれら二つの表示板１００、２００の間に配置された液晶層３を含む。
まず、下部表示板１００について説明する。
絶縁基板に該当する第１基板１１０の上に複数のゲート線１２１及び複数の維持電極線１３１、１３５が位置する。
ゲート線１２１は、ゲート信号を伝達し主に横方向に伸びている。ゲート線１２１は、他の層又は外部駆動回路との接続のための広い端部（図示せず）を含み得る。ゲート線１２１は、アルミニウム（Ａｌ）又はアルミニウム合金などのアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）又は銀合金などの銀系金属、銅（Ｃｕ）又は銅合金などの銅系金属、モリブデン（Ｍｏ）又はモリブデン合金などのモリブデン系金属、若しくは、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）及びチタニウム（Ｔｉ）などの何れかから形成され得る。なお、ゲート線１２１は物理的性質が異なる少なくとも二つの導電膜を含む多重膜構造を有し得る。各ゲート線１２１は、それから突出している複数の第１及び第２ゲート電極１２４ａ、１２４ｂを含む。
維持電極線１３１、１３５は、ゲート線１２１と実質的に平行に伸びた幹線１３１と、これから伸びた複数の枝部１３５を含む。
維持電極線１３１、１３５の形状及び配置は様々な形態に変形され得る。
ゲート線１２１及び維持電極線１３１、１３５の上にはゲート絶縁膜１４０が形成されており、ゲート絶縁膜１４０の上には非晶質又は結晶質ケイ素から形成された複数の半導体層１５４ａ、１５４ｂが位置する。
半導体層１５４ａ、１５４ｂの上には各々複数対のオーミック接触部材が形成される。図２では複数対のオーミック接触部材の一例として第２半導体層１５４ｂの上に位置するオーミック接触部材１６３ｂ、１６５ｂのみ示しているが、第１半導体層１５４ａの上などにも形成され得る。オーミック接触部材１６３ｂ、１６５ｂは、シリサイド又はｎ型不純物が高濃度でドーピングされているｎ＋水素化非晶質シリコンなどの物質から形成され得る。
オーミック接触部材１６３ｂ、１６５ｂ及びゲート絶縁膜１４０の上には複数対のデータ線１７１ａ、１７１ｂと複数対の第１及び第２ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂが位置する。
データ線１７１ａ、１７１ｂはデータ信号を伝達し、主に縦方向に伸びてゲート線１２１及び維持電極線の幹線１３１と交叉する。データ線１７１ａ、１７１ｂは第１、第２ゲート電極１２４ａ、１２４ｂに向かって伸びてＵ字型に曲がった第１及び第２ソース電極１７３ａ、１７３ｂが接続され、第１及び第２ソース電極１７３ａ、１７３ｂは第１、第２ゲート電極１２４ａ、１２４ｂを挟んで第１及び第２ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂと対向する。
第１及び第２ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂは各々第１及び第２ソース電極１７３ａ、１７３ｂにより一部囲まれた一端から上に伸びており、反対側の端は他の層との接続のために広い面積を有し得る。
しかし、第１及び第２ソース電極１７３ａ、１７３ｂ及び第１及び第２ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂを始めとするデータ線１７１ａ、１７１ｂの形状及び配置は様々な形態に変形され得る。
第１ゲート電極１２４ａ、第１ソース電極１７３ａ及び第１ドレイン電極１７５ａは第１半導体層１５４ａと共に第１薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）を形成し、第２ゲート電極１２４ｂ、第２ソース電極１７３ｂ及び第２ドレイン電極１７５ｂは第２半導体層１５４ｂと共に第２薄膜トランジスタを形成し、第１薄膜トランジスタのチャネル（ｃｈａｎｎｅｌ）は第１ソース電極１７３ａと第１ドレイン電極１７５ａの間の第１半導体層１５４ａに形成され、第２薄膜トランジスタのチャネル（ｃｈａｎｎｅｌ）は第２ソース電極１７３ｂと第２ドレイン電極１７５ｂの間の第２半導体層１５４ｂに形成される。
オーミック接触部材１６３ｂ、１６５ｂはその下の半導体層１５４ｂとその上のデータ線１７１ａ、１７１ｂ、ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂの間のみに存在し、これらの間の接触抵抗を低くする。半導体層１５４ａ、１５４ｂにはソース電極１７３ａ、１７３ｂとドレイン電極１７５ａ、１７５ｂの間にソース電極１７３ａ、１７３ｂ及びドレイン電極１７５ａ、１７５ｂで覆われず露出された部分がある。
データ線１７１ａ、１７１ｂ、ソース電極１７３ａ、１７３ｂ、ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂ及び露出された半導体層１５４ａ、１５４ｂ部分の上には窒化ケイ素又は酸化ケイ素から形成された下部保護膜１８０ｐが位置する。
下部保護膜１８０ｐの上にはカラーフィルタ２３０が位置する。カラーフィルタ２３０は原色（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ）のうちの一つを固有に表示でき、原色の例としては赤色、緑色、青色からなる三原色、又は黄色（ｙｅｌｌｏｗ）、青緑色（ｃｙａｎ）、紫紅色（ｍａｇｅｎｔａ）からなる三原色が挙げられる。図示してはいないが、カラーフィルタは原色以外に原色の混合色又は白色（ｗｈｉｔｅ）を表示するカラーフィルタをさらに含み得る。カラーフィルタ２３０の上にクロム及びクロム酸化物の単一層又は二重層、又は有機物質からなる遮光部材２２０が位置する。遮光部材２２０はマトリックス形態に配列されている開口部を有し得る。
カラーフィルタ２３０と遮光部材２２０の上には透明な有機絶縁物質からなる上部保護膜１８０ｑが形成されている。上部保護膜１８０ｑはカラーフィルタ２３０が露出されることを防止し平坦面を提供する。下部保護膜１８０ｐ及び上部保護膜１８０ｑには第１及び第２ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂを露出する複数の接触孔１８５ａ、１８５ｂが形成されている。
上部保護膜１８０ｑの上には複数の画素電極１９１が形成されている。画素電極１９１はＩＴＯ又はＩＺＯなどの透明な導電物質、若しくは、アルミニウム、銀、クロム、又はその合金などの反射性金属から形成され得る。
各画素電極１９１は互いに分離されている第１及び第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂを含み、第１及び第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂは各々図４に示した基本電極１９９又はその変形を一つ以上含んでいる。
画素電極１９１の構造については、後で図３及び図４を参照して説明する。
以下、上部表示板２００について説明する。
上部表示板２００には透明な絶縁基板である第２基板２１０の上に共通電極２７０が形成されている。
上部表示板２００と下部表示板１００の間の間隔を維持するためのカラムスペーサ３６３が液晶層３内に配置され得る。
下部表示板１００及び上部表示板２００の内側面には配向膜１１、２１が形成されている。配向膜１１、２１は垂直配向膜であり得る。配向膜１１、２１は主鎖及び主鎖に連結された側鎖を含み、主鎖はポリイミドを含み、側鎖は垂直配向基と重合禁止剤グループを含む。本実施形態に係る側鎖は追加的に電圧保全率を改善するためのグループをさらに含み得る。
本実施形態で、側鎖に含まれる重合禁止剤グループは後述の配向物質のベーク工程時に反応性メソゲンに該当する配向補助剤の重合反応を抑制する役割を果たす。言い換えると、本実施形態に係る重合禁止剤グループは熱による重合を抑制する性質を有する。
本実施形態に係る重合禁止剤グループは、
Figure 0006983492
 （ここで、＊は他の連結基又は主鎖と連結される部分）を含む化合物のグループから選択された少なくとも一つの化合物を含み得る。
しかし、これに限定されず、重合反応を抑制するためにフリーラジカル（ｆｒｅｅ ｒａｄｉｃａｌ）を捕獲できる化学的グループを含む多様な物質が使用され得る。本実施形態に係る重合禁止剤グループは主鎖から遠く位置する側鎖の末端側に位置するのが好ましい。
本実施形態に係る配向膜１１、２１の構造は下記化学式１で表現される単位体を含む共重合体を含み得る。

Figure 0006983492
前記化学式１において、Ａに対する少なくとも一つの化合物は、以下の化合物のグループ、

Figure 0006983492
 から選択され、
Ｂに対する少なくとも一つの化合物は、以下の化合物のグループ、
Figure 0006983492
 から選択され得る。
また、上記化学式１において、少なくとも一つの化合物Ｘは、以下の化合物のグループ、
Figure 0006983492
 から選択され、
少なくとも一つの化合物Ｙは、以下の化合物のグループ、
Figure 0006983492
 から選択され、
少なくとも一つの化合物Ｍは、以下の化合物のグループ、

Figure 0006983492
 から選択され、
少なくとも一つの化合物Ｚは、以下の化合物のグループ、
Figure 0006983492
 （Ｘは−Ｈ、−ＣＨ３、−（ＣＨ２）ｍ（ＣＨ３）、−Ｆ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＣＮ、の何れかであり、ｍは０乃至２０、ｎは０乃至２０）、及び
Figure 0006983492
 から選択され得る。ここで、＊は他の連結基又は主鎖と連結される部分である。
本実施形態において、配向膜１１、２１に含まれる共重合体は、下記の構造式Ａで表現される単位体を含む第１共重合体を含み得る。
Figure 0006983492
本実施形態において、配向膜１１、２１に含まれる共重合体は、下記の構造式Ｂ、構造式Ｃ、及び構造式Ｄで表現される単位体のうちの少なくとも一つの単位体を含む第２共重合体をさらに含み得る。
Figure 0006983492
Figure 0006983492
Figure 0006983492
配向膜１１、２１に含まれる第１共重合体と第２共重合体のモル比は５：５であり得る。
前述の第１共重合体の例示として下記化学式２で表現される化合物が含まれる。

Figure 0006983492
前述の第２共重合体の例示として下記化学式３で表現される化合物が含まれる。
Figure 0006983492
化学式２と化学式３で表現される共重合体を全て含む液晶表示装置において化学式２の共重合体と化学式３の共重合体のモル比は５：５であり得る。
本実施形態において下部配向膜１１はカラムスペーサー３６３を実質的に均一な厚さで覆ってもよい。
本実施形態において配向膜１１、２１の表面には突起１５、２５が形成されている。突起１５、２５は液晶層３に含まれている配向補助剤である反応性メソゲンを光照射することにより形成され得る。ここで、液晶層３に含まれている反応性メソゲンは、配向膜１１、２１を形成する配向物質に混合されてコーティングされた後にベーク工程中に液晶層３に溶出された物質であり得る。本実施形態において突起１５、２５はプレチルトを有する配向重合体を含む。配向重合体は反応性メソゲンを照射する光を用いて形成され得る。
なお、本発明の一実施形態で説明している「プレチルト」とは、配向膜１１、２１の一面に垂直な方向を基準として液晶３１０が傾くことを意味する。
本実施形態に係る反応性メソゲンは、下記化学式ＲＭ−１乃至化学式ＲＭ−２２で表現される化合物のグループから選択された少なくとも一つを含み得る。

Figure 0006983492
Figure 0006983492
Figure 0006983492
上記化学式ＲＭ−１、化学式ＲＭ−２、化学式ＲＭ−７、化学式ＲＭ−１１乃至化学式ＲＭ−２２において、各々独立して、Ｘは、

−Ｈ、−ＣＨ３、−（ＣＨ２）ｍ（ＣＨ３）、−Ｆ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＣＮ、
のうちの一つであり、Ｒは、
Figure 0006983492
 のうちの一つであり、−（ＣＨ２）ｍ（ＣＨ３）、及び
Figure 0006983492
 においてｍは互いに独立して０乃至２０であり、上記化学式においてｎは０乃至２０である。
本実施形態に係る反応性メソゲンは、配向膜１１、２１を形成する配向物質の重量に対して７ｗｔ％乃至２５ｗｔ％だけ配向物質に混合され得る。
追加的に、下部表示板１００及び上部表示板２００の外側面には偏光子（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）（図示せず）が備えられ得る。
図１及び図２を再び参照すれば、下部表示板１００と上部表示板２００の間には液晶３１０を含む液晶層３が介在する。
液晶３１０は負の誘電率異方性を有し、電場がない状態でその長軸が二つの表示板１００、２００の表面に対してほぼ垂直になるように配向されている。
突起１５、２５に含まれ、高反応性メソゲンに照射された光により形成された配向重合体は、液晶３１０の初期配向方向であるプレチルト（ｐｒｅ−ｔｉｌｔ）を制御する役割を果たす。
図３は本発明の一実施形態に係る画素電極を示す平面図である。図４は本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の基本電極を示す平面図である。
以下、図３及び図４を参照して、基本電極１９９について詳細に説明する。
図４に示しように、基本電極１９９の全体的な形状は四角形であり、横幹部１９３及びこれと直交する縦幹部１９２からなる十字形幹部を含む。また、基本電極１９９は横幹部１９３と縦幹部１９２によって第１副領域Ｄａ、第２副領域Ｄｂ、第３副領域Ｄｃ、そして第４副領域Ｄｄに分割され、各副領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄは複数の第１乃至第４微細枝部１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄを含む。
第１微細枝部１９４ａは横幹部１９３又は縦幹部１９２から左側上方に斜めに延びており、第２微細枝部１９４ｂは横幹部１９３又は縦幹部１９２から右側上方に斜めに延びている。また、第３微細枝部１９４ｃは横幹部１９３又は縦幹部１９２から左側下方に斜めに延びており、第４微細枝部１９４ｄは横幹部１９３又は縦幹部１９２から右側下方に斜めに延びている。
第１乃至第４微細枝部１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄは、ゲート線１２１又は横幹部１９３に対してほぼ４５度又は１３５度の角をなす。また、隣接する二つの副領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄの微細枝部１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄは互いに直交する。
微細枝部１９４ａ−１９４ｄの幅は例えば、２．０μｍ乃至５．０μｍであり、一副画素領域Ｄａ〜Ｄｄ内において隣接する微細枝部１９４ａ〜１９４ｄ間の間隔は例えば、２．５μｍ乃至５．０μｍである。
図示してはいないが、微細枝部１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄの幅は横幹部１９３又は縦幹部１９２に近いほど広くなし得る。
図１乃至図３に示すように、第１及び第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂは各々、一つの基本電極１９９を含む。但し、画素電極１９１全体において第２副画素電極１９１ｂが占める面積は、第１副画素電極１９１ａが占める面積より大きくでき、この時、第２副画素電極１９１ｂの面積は第１副画素電極１９１ａの面積より例えば、１．０倍から２．２倍程度大きいように基本電極１９９の大きさを異にして形成される。
第２副画素電極１９１ｂはデータ線１７１ａ、１７１ｂに沿って伸びた一対の枝１９５を含む。一対の枝１９５、１９５は第１副画素電極１９１ａとデータ線１７１ａ、１７１ｂの間に位置し、第１副画素電極１９１ａの下方で互いに連結される。第１及び第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂは接触孔１８５ａ、１８５ｂを通じて第１及び第２ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂと物理的、電気的に接続されており、第１及び第２ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂを介してデータ電圧の印加を受ける。
画素電極１９１及び共通電極２７０間に電圧が印加されると、液晶３１０は画素電極１９１と共通電極２７０の間に形成された電場に応答してその長軸が電場の方向に垂直な方向に方向を変える。液晶３１０が傾いた程度によって液晶層３への入射光の偏光の変化程度が変わり、このような偏光の変化は偏光子によって透過率の変化として現わされ、これによって液晶表示装置は画像を表示する。
液晶３１０が傾く方向は画素電極１９１の微細枝部１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄによって決定され、液晶３１０は微細枝部１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄの長さ方向に平行な方向に傾く。一つの画素電極１９１は微細枝部１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄの長さ方向が互いに異なる四つの副領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄを含むので、液晶３１０が傾く方向はほぼ４方向であり、液晶層３には液晶３１０の配向方向が異なる四つのドメイン（ｄｏｍａｉｎ）が形成される。このように液晶が傾く方向を多様にすることによって液晶表示装置の視野角を改善できる。
以上で説明した薄膜トランジスタ及び画素電極１９１に関する説明は一つの例示であり、側方視認性を向上させるための、薄膜トランジスタ構造及び画素電極デザインは本実施形態で説明した構造に限定されず、変形して本発明の一実施形態に係る内容を適用できる。例えば、抵抗値の分布によって領域別に発生する電圧差分効果を用いて視認性を向上できるＲＤ−ＴＦＴ構造を形成できる。
以下、図５乃至図９を参照して前述の液晶表示装置を製造する方法に関する一実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は製造方法の一実施形態であって、他の形態に変形して実施可能である。
図５乃至図９は本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を示す概略的な断面図である。
図１、図２及び図５に示すように、下部表示板１００と上部表示板２００に含まれる構成部材を別々に製造できる。下部表示板１００において画素電極１９１の上に配向膜１１を形成し、同様に、上部表示板２００において共通電極２７０の上に配向膜２１を形成する。以下では、その内の配向膜１１、２１を形成する方法について説明する。
配向膜１１の主鎖及び側鎖を形成するための配向溶液とこれに添加される反応性メソゲン１３を含む配向物質を画素電極１９１の上に塗布して配向膜１１を形成する。ここで、反応性メソゲン１３は配向溶液の固形分に対して例えば、７ｗｔ％乃至２５ｗｔ％の範囲で添加される。
図６に示すように、配向膜１１の上に液晶分子を含む液晶材料３１を滴下する。
次に、上部表示板２００においても第２基板２１０の上に形成した共通電極２７０の上に同様に、主鎖及び側鎖を形成するための配向溶液とこれに添加される反応性メソゲン２３を含む配向物質を塗布して配向膜２１を形成する。ここで、反応性メソゲン２３は配向溶液の固形分に対して例えば、７ｗｔ％乃至２５ｗｔ％の範囲で添加される。
その次に、図７に示すように、このような方法で製造された下部表示板１００と上部表示板２００を合着（ａｓｓｅｍｂｌｙ）させる。
その後、図８に示すように、配向膜１１、２１を含む、合着した上部、下部表示板をベーク又は熱処理して、配向膜１１、２１に含まれている反応性メソゲン１３、２３を液晶層３に溶出させる。本実施形態に係る配向膜１１、２１に添加された反応性メソゲン１３、２３は前述の化学式ＲＭ−１乃至化学式ＲＭ−２２で表現される化合物のうちの少なくとも一つを含み、このような反応性メソゲンは後述のＵＶ照射による光反応性が大きい。
しかし、ＵＶ照射以前の上述のベーク又は熱処理段階において反応性メソゲンが予め重合されるので、後続工程である光照射によって重合反応してプレチルトを形成する程度が弱く場合があった。しかし、本実施形態に係る配向膜１１、２１の側鎖には重合禁止剤グループを含むので、反応性メソゲンが予め重合する現象を防止できる。
その後、画素電極１９１と共通電極２７０に電圧を印加した状態で光を照射する。ここで、光は反応性メソゲン１３、２３を重合させることができる波長を有するものを使用し、例えば紫外線光などが使用される。
図９に示すように、液晶層３に含まれている反応性メソゲン１３、２３が重合すると表面エネルギーが増加するので、反応性メソゲン１３、２３が配向膜１１、２１の表面に移動して配向重合体を形成する。このような配向重合体はプレチルトを有し、このような配向重合体が集合して突起１５、２５を形成する。
図１０及び図１１は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置での瞬間残像及びブラック残像を従来の液晶表示装置と比較したグラフである。
図１０及び図１１において、比較例１は、下記化学式４で表現される化合物を含む共重合体のように側鎖に光開始剤（ｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ）を含むように配向膜を形成し、下記化学式５で表現される反応性メソゲンを使用した場合である。
一方、実施例１は、前述の化学式２で表現される化合物を含む第１共重合体のように側鎖に重合禁止剤グループを含むように配向膜を形成し、下記化学式６（これは、前述の化学式ＲＭ−５と同一）で表現される反応性メソゲンを使用した場合である。比較例１の反応性メソゲンは実施例１の反応性メソゲンに比べて熱及び光に対する反応性が劣る特性を有する。

Figure 0006983492
図１０及び図１１に示すように、本実施例１のように側鎖に重合禁止剤グループを含む配向膜を形成し、化学式６のように高反応性を有する反応性メソゲンを使用して液晶表示装置を製造した場合に比較例１に比べて瞬間残像及びブラック残像が改善される。
以上で本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるのではなく、次の請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属する。
３ 液晶層
１１、２１ 配向膜
１３、２３ 反応性メソゲン
１５、２５ 突起
３１ 液晶材料
１００、２００ 下部、上部表示板
１１０、２１０ 第１、第２基板
１２１ ゲート線
１２４ａ、１２４ｂ 第１、第２ゲート電極
１３１ 維持電極線、幹線
１３５ 維持電極線、枝部
１４０ ゲート絶縁膜
１５４ａ、１５４ｂ 第１、第２半導体層
１６３ｂ、１６５ｂ オーミック接触部材の対
１７１ａ、１７１ｂ データ線の対
１７３ａ、１７３ｂ 第１、第２ソース電極
１７５ａ、１７５ｂ 第１、第２ドレイン電極
１８０ｐ、１８０ｑ 下部、上部保護膜
１８５ａ、１８５ｂ 接触孔
１９１ 画素電極
１９１ａ、１９１ｂ 第１、第２副画素電極
１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄ 第１、第２、第３、第４微細枝部
１９５ （第２副画素電極の）枝
１９９ 基本電極
２２０ 遮光部材
２３０ カラーフィルタ
２７０ 共通電極
３１０ 液晶
３６３ カラムスペーサ

Claims (1)

  1. 第１基板と、
    前記第１基板と対向する第２基板と、
    前記第１基板及び前記第２基板のうちの少なくとも一つの上に位置する配向膜と、
    前記第１基板と前記第２基板の間に位置し、液晶分子を含む液晶層と、
    前記配向膜の表面に配向膜を形成する配向物質に混合されてコーティングされた状態の反応性メソゲンが光反応によって形成した突起（ｂｕｍｐ）とを含み、
    前記突起はプレチルトを有する配向重合体を含み、
    前記配向膜は主鎖及び前記主鎖に連結された複数の側鎖を含み、
    前記側鎖は熱による重合を抑制する性質を有する重合禁止剤グループを含み、
    前記反応性メソゲンは下記の化学式ＲＭ−３乃至化学式ＲＭ−７で表現される化合物から選択された少なくとも一つを含み、
    前記配向膜は第１共重合体を含み、前記第１共重合体は下記化学式２で表現される化合物が含まれることを特徴とする液晶表示装置。
    Figure 0006983492
    Figure 0006983492
     ここで、前記化学式ＲＭ−７において、Ｒは、
    Figure 0006983492
     のうちの何れか一つであり、
    Figure 0006983492
     において、ｍは互いに独立して０乃至２０であり、前記化学式２においてｎは１乃至２０である。
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