JPWO2016017535A1 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、光配向膜を用いて長期にわたって良好なコントラスト特性を維持することができる液晶表示装置を提供する。本発明の液晶表示装置は、可視光を含む光を発するバックライトと、直線偏光子と、第一の基板と、配向膜と、液晶分子を含有する液晶層と、第二の基板と、を背面側から順に有し、上記配向膜は、可視光に対して吸収異方性を示し、かつ可視光の吸収によって異性化反応を生じるアゾベンゼン構造が含まれた材料を含有し、上記直線偏光子の偏光透過軸は、上記配向膜の吸収異方性の大きい方向に対して交差する方向にあるものである。
Description
本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関する。より詳しくは、液晶分子の配向を制御する配向膜が形成された液晶表示装置、及び、その製造方法に関するものである。
液晶表示装置は、表示のために液晶組成物を利用する表示装置であり、その代表的な表示方式は、一対の基板間に封入された液晶組成物に対して電圧を印加し、印加した電圧に応じて液晶組成物中の液晶分子の配向状態を変化させることにより、光の透過量を制御するものである。このような液晶表示装置は、薄型、軽量及び低消費電力といった特長を活かし、幅広い分野で用いられている。
電圧が印加されていない状態における液晶分子の配向は、配向処理が施された配向膜によって制御されるのが一般的である。配向処理の方法としては、ラビング法が従来広く用いられてきたが、近年では、非接触で配向処理を実施できる光配向法に関する研究開発が進められている。光配向処理が施された配向膜について、太陽光等の外光により配向乱れが生じることが分かっている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載された発明は、観察面からの太陽光に含まれる紫外線が引き起こす配向乱れを防ぐことを目的としており、観察面側の偏光素子の偏光透過軸方向と、光配向処理時に照射する偏光の偏光方向とを同じにすることで、外光による配向乱れを生じ難くするものである。
本発明者らは、アゾベンゼンを光官能基とする光配向膜が、高品位な表示性能を実現できる光配向膜として有望であり、IPSモード用の液晶パネルやFFSモード用の液晶パネルの高コントラスト化を実現するのに有用であることに着目した。この光配向膜は、偏光紫外線照射によりトランス−シス反応を繰り返し、照射偏光方向と直交方向に配列したトランス体が支配的となることで異方性が付与される光異性化型の材料である。しかしながら、アゾベンゼンを光官能基とする光配向膜について研究を進める中で、液晶表示装置の使用時にコントラスト特性が経時的に悪化する傾向があることが分かった。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、光配向膜を用いて長期にわたって良好なコントラスト特性を維持することができる液晶表示装置、及び、その製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、アゾベンゼンを光官能基とする光配向膜を使用した場合に、コントラスト特性が経時的に悪化する原因について検討したところ、配向処理を完了した配向膜中に、波長400〜500nm程度の青色の可視光によって反応するシス体のアゾベンゼンが存在しており、このシス体がコントラスト特性を悪化させることを見出した。更に、シス体のアゾベンゼンには吸収異方性があり、配向膜中のシス体の吸収軸方向と、バックライトから偏光素子を透過して入射する偏光方向とを交差(好ましくは直交)するように配置すれば、シス体の反応を抑制できることに想到した。以上のことから、本発明者らは、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達した。
すなわち、本発明の一態様は、可視光を含む光を発するバックライトと、直線偏光子と、第一の基板と、配向膜と、液晶分子を含有する液晶層と、第二の基板と、を背面側から順に有し、上記配向膜は、可視光に対して吸収異方性を示し、かつ可視光の吸収によって異性化反応を生じるアゾベンゼン構造が含まれた材料を含有し、上記直線偏光子の偏光透過軸は、上記配向膜の吸収異方性の大きい方向に対して交差する方向にある液晶表示装置であってもよい。
ちなみに、特許文献1においては、2枚の偏光板をクロスニコルで配置した場合に、液晶配向方向と偏光板の配置を、上記態様とは90°異なる構成とすることが提案されている。
また、本発明の別の一態様は、上記液晶表示装置を製造する方法であって、上記配向膜への配向処理は、偏光度30:1以上の直線偏光紫外線により行われる液晶表示装置の製造方法であってもよい。
本発明の液晶表示装置は、上述した構成を有するので、バックライト光が、光配向処理後の配向膜中に含まれるアゾベンゼンのシス体によって吸収されることを防止できる。これによって、光配向処理によって制御した方向とは異なる方向への配向規制を行うトランス体を生成させる異性化反応を抑制できるので、バックライト光が長時間点灯された場合であっても、配向膜による良好な配向規制を維持することができる。したがって、長期にわたって、黒表示時の漏れ光の増加が防止され、コントラスト特性の良好な液晶表示装置を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を充足する範囲内で、適宜設計変更を行うことが可能である。
なお、以下の説明において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
なお、以下の説明において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
[実施形態1]
図1は、実施形態1の液晶表示装置の構成を模式的に示した分解斜視図である。
実施形態1の液晶表示装置は、可視光を含む光を発するバックライト10と、直線偏光子21と、第一の基板22と、配向膜23と、液晶分子31を含有する液晶層30と、第二の基板42と、を背面側から順に有し、上記配向膜23は、可視光に対して吸収異方性を示し、かつ可視光の吸収によって異性化反応を生じるアゾベンゼン構造が含まれた材料を含有し、上記直線偏光子21の偏光透過軸は、上記配向膜23の吸収異方性の大きい方向に対して交差する方向にあるものである。
以下、本実施形態の液晶表示装置について詳述する。
図1は、実施形態1の液晶表示装置の構成を模式的に示した分解斜視図である。
実施形態1の液晶表示装置は、可視光を含む光を発するバックライト10と、直線偏光子21と、第一の基板22と、配向膜23と、液晶分子31を含有する液晶層30と、第二の基板42と、を背面側から順に有し、上記配向膜23は、可視光に対して吸収異方性を示し、かつ可視光の吸収によって異性化反応を生じるアゾベンゼン構造が含まれた材料を含有し、上記直線偏光子21の偏光透過軸は、上記配向膜23の吸収異方性の大きい方向に対して交差する方向にあるものである。
以下、本実施形態の液晶表示装置について詳述する。
図1に示したように、本実施形態の液晶表示装置においては、バックライト10が液晶パネルの背面側に配置されている。このような構成を有する液晶表示装置は、一般的に、透過型の液晶表示装置と呼ばれる。バックライト10としては、可視光を含む光を発するものであれば特に限定されず、可視光のみを含む光を発するものであってもよく、可視光及び紫外光の両方を含む光を発するものであってもよい。液晶表示装置によるカラー表示が可能とするためには、白色光を発するバックライト10が好適に用いられる。バックライト10の種類としては、例えば、発光ダイオード(LED)、冷陰極管(CCFL)等が挙げられる。なお、本明細書において、「可視光」とは、波長380nm以上、800nm未満の光(電磁波)を意味する。
バックライト10の観察面側には、直線偏光子(偏光板)21が配置される。バックライト10から発せられた光は、図1中の矢印の指す方向に進み、直線偏光子21に入射する。直線偏光子21に入射した光は、直線偏光子21の偏光透過軸に沿って振動する直線偏光に変換される。直線偏光子21としては、典型的には、ポリビニルアルコール(PVA)フィルムに、二色性を有するヨウ素錯体等の異方性材料を、吸着配向させたものが挙げられる。通常は、PVAフィルムの両面にトリアセチルセルロースフィルム等の保護フィルムをラミネートして実用に供される。また、直線偏光子21と第一の基板22の間には、位相差フィルム等の光学フィルムが配置されていてもよい。
直線偏光子21の観察面側には、第一の基板22、液晶層30及び第二の基板42が順に配置されている。第一の基板22及び第二の基板42は、液晶層30の周囲を囲むように設けられたシール材(図示せず)によって貼り合わされており、第一の基板22、第二の基板42及びシール材によって液晶層30が所定の領域に保持されている。
第一の基板22及び第二の基板42としては、例えば、アクティブマトリックス基板(薄膜トランジスタ(TFT)基板)及びカラーフィルタ(CF)基板の組み合わせが挙げられる。アクティブマトリックス基板としては、液晶表示装置の分野において通常使用されるものを用いることができる。アクティブマトリックス基板を平面視したときの構成としては、透明基板上に、複数本の平行なゲート信号線;ゲート信号線に対して直交する方向に伸び、かつ互いに平行に形成された複数本のソース信号線;ゲート信号線とソース信号線との交点に対応して配置された薄膜トランジスタ;ゲート信号線とソース信号線とによって区画された領域にマトリックス状に配置された画素電極等が設けられた構成が挙げられる。
上記カラーフィルタ基板としては、液晶表示装置の分野において通常使用されるものを用いることができる。カラーフィルタ基板の構成としては、透明基板上に、格子状に形成されたブラックマトリックス、格子すなわち画素の内側に形成されたカラーフィルタ及びブラックマトリックス等が設けられた構成が挙げられる。
また、第一の基板22及び第二の基板42は、カラーフィルタ及びアクティブマトリックスの両方が片側の基板に形成されたものであってもよい。
上記アクティブマトリックス基板及び上記カラーフィルタ基板に用いられる透明基板としては、例えば、フロートガラス、ソーダガラス等のガラス;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、脂環式ポリオレフィン等のプラスチック等からなるものが挙げられる。
液晶層30は、液晶分子31を含有する層である。液晶分子31としては、負の誘電率異方性を有するもの(ネガ型液晶)が好ましい。液晶表示装置の表示モードは特に限定されず、例えば、面内スイッチング(IPS:In−Plane Switching)モード、フリンジ・フィールド・スイッチング(FFS:Fringe Field Switching)モード、ツイステッド・ネマチック(TN:Twisted Nematic)モードを用いることができ、なかでも、IPSモード、FFSモードが好適に用いられる。
シール材としては、例えば、無機フィラー又は有機フィラー及び硬化剤を含有するエポキシ樹脂等を用いることができる。
また、第一の基板22と液晶層30との間には、配向膜23が介在している。図1に示したように、液晶層30と第二の基板42との間にも配向膜41が介在していてもよい。配向膜23、41は、液晶層30中の液晶分子31の配向を制御する機能を有し、液晶層30への印加電圧が閾値電圧未満(電圧無印加を含む)のときには、主に配向膜23、41の働きによって液晶層30中の液晶分子31の配向が制御される。この状態において、第一の基板22又は第二の基板42の基板面に対して液晶分子31の長軸が形成する角度が「プレチルト角」と呼ばれる。なお、本明細書において「プレチルト角」とは、基板面と平行な方向からの液晶分子の傾きの角度を表し、基板面と平行な角度が0°、基板面の法線の角度が90°である。
配向膜23、41によって付与される液晶分子31のプレチルト角の大きさは特に限定されず、配向膜23、41は、水平配向膜であってもよいし、垂直配向膜であってもよいが、好ましくは水平配向膜である。配向膜23、41が水平配向膜である場合、プレチルト角は、実質的に0°(例えば、10°未満)であることが好ましく、長期にわたって良好なコントラスト特性を維持する効果を得る観点からは、0°であることがより好ましい。なお、表示モードがIPSモード又はFFSモードである場合には、視野角特性の観点からも、プレチルト角は0°であることが好ましいが、表示モードがTNモードである場合には、モードとしての制約のため、プレチルト角は例えば約2°に設定される。
配向膜23は、アゾベンゼン構造が含まれた材料を含有するものである。アゾベンゼン構造が含まれた材料としては、例えば、特開2013−242526号公報に記載されたものを用いることができ、具体的には、[化5]中の(VII−1)、(VII−2)、(VII−3)、[化6]中の(VII−1−1)、(VII−1−2)、(VII−3)が挙げられる。アゾベンゼン構造は、配向膜23を構成する高分子中の主鎖に含まれていてもよいし、側鎖に含まれていてもよい。なお、本明細書において、「アゾベンゼン構造」とは、2個のベンゼン環がアゾ基(−N=N−)でつながった構造を有するアゾベンゼン及びその誘導体を意味し、そのトランス体の一例は、下記式(1)で表され、そのシス体の一例は、下記式(2)で表される。
アゾベンゼン構造は、光配向処理において偏光紫外線が照射されることによりトランス−シス反応を繰り返し、照射偏光方向と直交方向に配列したトランス体が支配的となることで、所望の方向への配向規制を付与する光官能基である。一方で、光配向処理後においてもシス体のアゾベンゼン構造が配向膜23中に残存しており、その吸収軸方向と同一方向に偏光した可視光が照射された場合には、下記の反応式(3)に示したように、シス体からトランス体への異性化反応を生じることになる。このとき生成されるトランス体は、光配向処理で付与した所望の配向方向とは異なる方向に配向規制することから、配向膜23の配向規制が乱されてコントラスト特性が低下してしまう。
これに対して、本実施形態の液晶表示装置では、図1に示したように、直線偏光子21の偏光透過軸(すなわち、バックライト光の偏光方向21A)が、配向膜23の吸収異方性の大きい方向(すなわち、シス体の吸収軸方向23A)に対して交差する方向に配置されており、シス体による吸収及び異性化反応が抑制されている。したがって、配向膜23による配向規制の低下を防止できる。なお、直線偏光子21の偏光透過軸と、配向膜23の吸収異方性の大きい方向とがなす角度は、45°以上であることが好ましく、60°以上であることがより好ましく、実質的に直交であることが更に好ましく、直交であることが特に好ましい。また、配向膜23の吸収異方性の大きい方向は、可視光(波長380nm以上、800nm未満)に対する吸収を基準にして決定することができるが、アゾベンゼンの吸収スペクトルにおいて吸収のピークが波長440nm付近にあることから、400〜500nmの波長領域の光(青色可視光)に対する吸収を基準にして決定することもできる。
第一の基板22と第二の基板42の一方又は両方には、液晶層30に電圧を印加するための電極が設けられている。上記電極を通じて液晶層30に電圧が印加されると、印加された電圧の大きさに応じて液晶分子31の配向が変化する。これにより、液晶層30を透過する偏光の偏光状態を制御することができる。上記電極は、通常、配向膜23の下地となる層である。上記電極を構成する材料としては、酸化インジウム錫(Indium Tin Oxide:ITO)、酸化インジウム亜鉛(Indium Zinc Oxide:IZO)等の透明導電材料が挙げられる。
第二の基板42の観察面側には、直線偏光子(偏光板)43が配置される。第二の基板42を透過した光は、直線偏光子43に入射し、直線偏光子43の偏光透過軸に沿って振動する直線偏光のみが透過する。直線偏光子43の偏光透過軸方向は、直線偏光子21の偏光透過軸方向と交差することが好ましく、実質的に直交することがより好ましく、直交することが特に好ましい。直線偏光子43としては、直線偏光子21と同様のものを用いることができる。また、直線偏光子43と第二の基板42の間には、位相差フィルム等の光学フィルムが配置されていてもよい。
本実施形態の液晶表示装置は、液晶表示パネル;TCP(テープ・キャリア・パッケージ)、PCB(プリント配線基板)等の外部回路;視野角拡大フィルム、輝度向上フィルム等の光学フィルム;バックライトユニット;ベゼル(フレーム)等の複数の部材により構成されるものであり、部材によっては、他の部材に組み込まれていてもよい。既に説明した部材以外の部材については特に限定されず、液晶表示装置の分野において通常使用されるものを用いることができるので、説明を省略する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、説明された個々の事項は、すべて本発明全般に対して適用され得るものである。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
(実施例1)
実施形態1の構成を有する液晶表示装置を、以下の方法により作製した。
第一の基板22として、厚さ0.7mmのガラス基板上に、TFT、FFS電極構造等が形成されたTFT基板を用意した。TFTは、酸化物半導体であるIGZO(インジウム−ガリウム−亜鉛−酸素)でチャネルを形成したものであった。FFS電極構造は、電極幅Lが3μm、電極間隔Sが5μmであった。FFS電極構造を構成する画素電極には、ITO製の透明電極を用いた。画素電極の厚みは、300nmとした。また、第二の基板42として、ブラックマトリックス、カラーフィルタ及びフォトスペーサを有するCF基板を用意した。フォトスペーサの高さは3.5μmとした。
実施形態1の構成を有する液晶表示装置を、以下の方法により作製した。
第一の基板22として、厚さ0.7mmのガラス基板上に、TFT、FFS電極構造等が形成されたTFT基板を用意した。TFTは、酸化物半導体であるIGZO(インジウム−ガリウム−亜鉛−酸素)でチャネルを形成したものであった。FFS電極構造は、電極幅Lが3μm、電極間隔Sが5μmであった。FFS電極構造を構成する画素電極には、ITO製の透明電極を用いた。画素電極の厚みは、300nmとした。また、第二の基板42として、ブラックマトリックス、カラーフィルタ及びフォトスペーサを有するCF基板を用意した。フォトスペーサの高さは3.5μmとした。
第一の基板22及び第二の基板42上に、配向膜溶液を塗布した。配向膜溶液の固形分は、ポリアミック酸を含む材料であり、下記式(4)で表される構造単位を含む。配向膜溶液の溶媒は、N−メチル−2−ピロリドンとエチレングリコールモノブチルエーテルを等量で混合したものを用いた。配向膜溶液における固形分濃度は4wt%とした。
上記式(4)中、Xは、炭化水素基を表し、Yは、下記式(5)で表される構造単位であり、光官能基であるアゾベンゼン構造を主鎖中に含む。nは、任意の数を表す。
上記式(5)中、結合位置が固定されていない基は、ベンゼン環の任意の位置に結合していることを示している。修飾基R1、R3及びスペーサ部R2、R4はそれぞれ独立であり、存在していなくてもよい。修飾基R1及びR3は、一価の有機基であり、存在していなくてもよい。スペーサ部R2及びR4は、単結合、又は、一価の有機基である。
配向膜溶液を塗布した後、両基板22、42を70℃で2分間、仮乾燥した。続いて、光配向処理として、仮乾燥された両基板22、42の表面に対して、基板法線方向から、直線偏光紫外線を波長365nmにおいて1J/cm2の強度で照射した。照射した偏光紫外線の偏光度は波長365nmにて7:1であった。
その後、本焼成として、120℃で20分間、両基板22、42を加熱した後、200℃で30分間、両基板22、42を加熱した。本焼成により、上記固形分はイミド化(アミック酸構造の脱水閉環反応)され、下記式(6)で表されるポリイミドとなる。なお、光配向処理後の本焼成により熱自己組織化を効率的に進めるため、上記固形分は、光配向処理時には上記式(4)で表されるポリアミック酸の状態であることが好ましい。本焼成後の膜厚は100nm程度であった。これにより、配向膜23、41が形成された。
なお、上記式(6)中のX、Y及びnは、上記式(4)と同じである。
続いて、第一の基板22に熱・可視光併用シール材(協立化学産業社製、商品名:ワールドロック)をディスペンサにより描画した。そして、第一の基板22と第二の基板42とを、光配向処理で照射した紫外線の偏光方向が互いに平行となるように向きを調整しつつ、液晶材料を挟み込んで貼り合わせることにより、セルを作製した。なお、液晶材料としては、負の誘電異方性を有し、散乱指数(Scattering Parameter:SP)が9.0×109N−1のものを用いた。また、基板22、42の貼り合わせ時には、表示領域を遮光し、シール材を硬化するための露光を行った。
なお、上記散乱指数は、下記式で定義される値である(特許第4990402号公報参照)。
SP =(Δn×(ne+no)2 ×Δn)/ K
上記式中、Δnは、液晶材料の屈折率異方性を表し、neは、液晶材料の異常光屈折率を表し、noは、液晶材料の常光屈折率を表し、Kは、スプレイK11、ツイストK22、ベンドK33の弾性定数の平均値を表す。
SP =(Δn×(ne+no)2 ×Δn)/ K
上記式中、Δnは、液晶材料の屈折率異方性を表し、neは、液晶材料の異常光屈折率を表し、noは、液晶材料の常光屈折率を表し、Kは、スプレイK11、ツイストK22、ベンドK33の弾性定数の平均値を表す。
その後、130℃で40分加熱することで液晶分子31の再配向処理を行い、一様に一軸配向したFFSモード用の液晶パネルを得た。図2は、水平配向モードでの配向膜と液晶分子との関係を説明する図である。図2に示したように、配向膜23、41を構成する高分子は、主鎖P1に光官能部位P2が含まれた構成を有し、液晶分子31は、配向膜23、41を構成する高分子に対して水平に配向している。
得られたFFSモード用の液晶パネルに対し、第一の基板22の裏面側(バックライト光入射面側)及び第二の基板42の観察面側(バックライト光の出射面側)に、それぞれ偏光板21、43を、図1に示した軸の配置関係となるように貼り付けた。なお、本実施例で用いた偏光板21、43の偏光度は12000:1であった。また、配向膜23の吸収異方性の大きい方向、及び、液晶分子の配向方向31Aは、いずれも光配向処理時の紫外線の偏光方向に対して直交する方向に相当する。以上のようにして、偏光板付き液晶パネルを作製した。
本実施例の偏光板付き液晶パネルにおける配向膜23、41は、可視光に対して吸収異方性を示すものである。配向膜23、41の吸収異方性に関する確認結果を図3に示す。
図3は、実施例1で用いた光配向膜の本焼成後のオーダーパラメータを示すグラフである。オーダーパラメータSは、S=(A//−A⊥)/(A//+2A⊥)で定義される値である。ここで、A//は、光配向処理時の紫外線の偏光方向に対して平行方向の吸光度を表し、A⊥は、光配向処理時の紫外線の偏光方向に対して垂直方向の吸光度を表す。上記定義から明らかなように、オーダーパラメータSが負であることは、偏光方向に対して平行方向よりも垂直方向の吸収が大きいことを示す。
図3は、実施例1で用いた光配向膜の本焼成後のオーダーパラメータを示すグラフである。オーダーパラメータSは、S=(A//−A⊥)/(A//+2A⊥)で定義される値である。ここで、A//は、光配向処理時の紫外線の偏光方向に対して平行方向の吸光度を表し、A⊥は、光配向処理時の紫外線の偏光方向に対して垂直方向の吸光度を表す。上記定義から明らかなように、オーダーパラメータSが負であることは、偏光方向に対して平行方向よりも垂直方向の吸収が大きいことを示す。
図3より、300〜400nm付近の波長領域と400〜500nm付近の波長領域で、配向膜23の吸収異方性の大きい方向が、光配向処理時の紫外線の偏光方向とは直交する方向に存在することが分かる。一般に、アゾベンゼンは近紫外光(波長320nm付近)の照射によりトランス体からシス体へと異性化し、可視光(波長440nm付近)の照射によりシス体からトランス体へと異性化することが分かっている。このことから、図3の300〜400nm付近の波長領域で見られるピークはトランス体に起因するものであり、400〜500nm付近の波長領域で見られるピークはシス体に起因するものであると考えられる。
図4は、白色LEDバックライトの発光スペクトルを示すグラフである。図4から分かるように、バックライト光には波長400〜500nm付近の青色の可視光が含まれている。よって、配向膜23のシス体の吸収軸方向23Aと、バックライト10から偏光板21を通して入射される偏光の方向とが同方向となるように偏光板21とパネルとを配置すると、液晶表示装置の使用時に、アゾベンゼンのシス体がバックライト光を吸収することが分かる。シス体が吸光すると、異性化反応を生じてトランス体が生成され、本来意図した方向とは異なる方向への配向力が発生することとなる。これは、黒表示時のパネルからの漏れ光の増加を引き起し、液晶表示装置のコントラストが低下することになる。
一方、本実施例では、配向膜23中のシス体の吸収軸方向23Aと、バックライト10側からの入射光の偏光方向が直交するように配置しているので、シス体の吸光が抑制されており、長期にわたってコントラスト特性の良好な液晶パネルを実現することができる。
また、配向膜23を構成するアゾベンゼンは、光配向処理時に照射される偏光方向に対して直交方向に液晶分子31を水平配向させるものである。すなわち、光配向処理により配向膜23へ付与される吸収軸方向(吸収異方性の大きい方向)23Aと、液晶層30の閾値電圧以下での液晶分子31の配向方向31Aとは平行である。したがって、本実施例では、使用時における液晶パネルへの入射光は、配向膜23中のシス体の吸収軸方向23Aだけでなく、液晶分子31の長軸方向に対しても直交するように配置させることから、長期使用による液晶材料の光劣化を抑制する効果についても、併せて得ることができる。
以上の効果を実際に確認するため、実施例1で作製した偏光板付き液晶パネルを非駆動状態にて、図4に示した発光スペクトルを有し、輝度10,000cd/m2の白色LEDバックライトを用いて、1,000時間の曝露試験を実施した。
上記曝露試験の前後で、液晶パネルを顕微鏡観察したところ、実施例1の液晶パネルは、暴露試験前後で変化は見られなかった。
また、上記曝露試験の前後で、光電子倍増管を用いて黒表示時(液晶層への電圧無印加時)の漏れ光量を測定した結果においても、曝露試験前後で同等であった。
以上の確認結果から、実施例1においては、曝露試験中のシス体の反応を抑えることができ、配向規制を高い水準で保つことができたことが分かる。
また、上記曝露試験の前後で、光電子倍増管を用いて黒表示時(液晶層への電圧無印加時)の漏れ光量を測定した結果においても、曝露試験前後で同等であった。
以上の確認結果から、実施例1においては、曝露試験中のシス体の反応を抑えることができ、配向規制を高い水準で保つことができたことが分かる。
また、曝露試験の前後で、電圧保持率(VHR)を測定した。その結果、実施例1の液晶パネルは、試験前のVHRが99.2%であり、試験後のVHRが98.0%であった。この結果から、曝露試験前後でVHRの変化が小さく、VHRの信頼性が良好であったことが分かる。これは、実施例1で使用した配向膜23が、光配向処理時の紫外線の偏光方向と直交方向(配向膜23のシス体の吸収軸方向23Aと平行方向)に液晶分子31を配向させるものであったことから、曝露試験で直線偏光子21を透過して照射された偏光が、液晶分子31の長軸方向に直交する方向に入射するものであったためである。また、配向膜23中のシス体の吸収を抑制できたことによって、トランス体を生成する異性化反応だけでなく、イオン化反応、分解反応についても抑制され、このことがVHRの低下抑制に寄与したことが考えられる。
(比較例1)
図11は、比較例1の液晶表示装置の構成を模式的に示した分解斜視図である。比較例1の液晶パネルは、実施例1と同様に作製されたものであり、可視光を含む光を発するバックライト110と、直線偏光子121と、第一の基板122と、配向膜123と、液晶層130と、配向膜141と、第二の基板142と、を背面側から順に有する。このFFSモード用の液晶パネルに対し、第一の基板122の裏面側(バックライト光入射面側)及び第二の基板142の観察面側(バックライト光の出射面側)に、それぞれ偏光板121、143を、図11に示した軸の配置関係となるように貼り付けた。実施例1と比べたときに本比較例は、FFSモード用の液晶パネルに対して偏光板121、143を90°回転させて配置した形態となっている。
図11は、比較例1の液晶表示装置の構成を模式的に示した分解斜視図である。比較例1の液晶パネルは、実施例1と同様に作製されたものであり、可視光を含む光を発するバックライト110と、直線偏光子121と、第一の基板122と、配向膜123と、液晶層130と、配向膜141と、第二の基板142と、を背面側から順に有する。このFFSモード用の液晶パネルに対し、第一の基板122の裏面側(バックライト光入射面側)及び第二の基板142の観察面側(バックライト光の出射面側)に、それぞれ偏光板121、143を、図11に示した軸の配置関係となるように貼り付けた。実施例1と比べたときに本比較例は、FFSモード用の液晶パネルに対して偏光板121、143を90°回転させて配置した形態となっている。
比較例1の構成では、配向膜123中のシス体の吸収軸方向と、バックライト110側からの入射光の偏光方向が同方向となっているため、液晶表示装置の使用時に、波長400〜500nmに吸収をもつシス体が反応する。このため、配向処理を施した方向とは異なる方向への配向力が発生し、黒表示時のパネルからの漏れ光が増加する。
以上の結果を実際に確認するため、実施例1と同様の条件で、比較例1で作製した偏光板付き液晶パネルについてバックライト曝露試験を行った。
上記曝露試験の前後で、液晶パネルを顕微鏡観察したところ、比較例1の液晶パネルは、暴露試験前には見られなかった画素のざらつきが暴露試験後に観察された。
また、上記曝露試験の前後で、光電子倍増管を用いて黒表示時(液晶層への電圧無印加時)の漏れ光量を測定した結果において、5%の悪化が観測された。
以上のように、比較例1では、実施例1と比べて、配向性の耐光性が悪化することが実際に確認された。
これは、比較例1では、LEDバックライトのバックライト光に含まれる可視光の青色成分によって、曝露時に配向膜中のシス体が反応を生じ、配向規制を低下させたためであると考えられる。
上記曝露試験の前後で、液晶パネルを顕微鏡観察したところ、比較例1の液晶パネルは、暴露試験前には見られなかった画素のざらつきが暴露試験後に観察された。
また、上記曝露試験の前後で、光電子倍増管を用いて黒表示時(液晶層への電圧無印加時)の漏れ光量を測定した結果において、5%の悪化が観測された。
以上のように、比較例1では、実施例1と比べて、配向性の耐光性が悪化することが実際に確認された。
これは、比較例1では、LEDバックライトのバックライト光に含まれる可視光の青色成分によって、曝露時に配向膜中のシス体が反応を生じ、配向規制を低下させたためであると考えられる。
また、曝露試験前後での電圧保持率を測定した。その結果、比較例1の液晶パネルは、試験前のVHRが99.3%であり、試験後のVHRが97.1%であった。この結果から、実施例1と比べて、電圧保持率の耐光性が低下していることが確認された。これは、比較例1で使用した配向膜123が、光配向処理時の紫外線の偏光方向と直交方向(配向膜123のシス体の吸収軸方向と平行方向)に液晶分子131を配向させるものであったことから、曝露試験で直線偏光子121を透過して照射された偏光が、液晶分子131の長軸方向に平行な方向に入射するものであったためである。
(実施例2)
光配向処理において照射した偏光紫外線の偏光度が波長365nmにて30:1であったこと以外は、実施例1と同様にして偏光板付き液晶パネルを作製した。
光配向処理において照射した偏光紫外線の偏光度が波長365nmにて30:1であったこと以外は、実施例1と同様にして偏光板付き液晶パネルを作製した。
図5は、実施例1〜3の液晶パネルについて、初期コントラストを測定した結果を示すグラフである。図5に示したように、実施例1の液晶パネルと実施例2の液晶パネルの初期コントラストを評価したところ、実施例2の液晶パネルの方が10%良好であった。すなわち、実施例2では、光配向処理の際に照射する紫外線の偏光度を高くしたことにより、実施例1よりもコントラスト性能をより高いものとすることができた。このことから、偏光度30:1以上の光にて配向処理を施すことが、光配向膜の配向性能を最大限発現させるうえで好ましいことが分かる。初期コントラスト性能を向上できた理由は、上記オーダーパラメータSを高くできたためである。初期配向のオーダーパラメータSが高いと、吸収の異方性が大きいことから、液晶パネルに入射した光の偏光方向の影響をより受けやすくなり、配向の耐光性を向上できるという本発明の効果をより顕著なものとすることができる。
また、実施例1と同様に、曝露試験を実施した。曝露試験の前後で、光電子倍増管を用いて黒表示時(液晶層への電圧無印加時)の漏れ光量を測定した結果は、曝露試験前後で同等であった。このことから、優れた耐光性が確保できていることが確認できた。
(実施例3)
光配向処理において照射した偏光紫外線の偏光度が波長365nmにて100:1であったこと以外は、実施例1と同様にして偏光板付き液晶パネルを作製した。
光配向処理において照射した偏光紫外線の偏光度が波長365nmにて100:1であったこと以外は、実施例1と同様にして偏光板付き液晶パネルを作製した。
図5に示したように、実施例1の液晶パネルと実施例3の液晶パネルの初期コントラストを評価したところ、実施例3の液晶パネルの方が11%良好であった。実施例2と同様に、光配向処理の際に照射する紫外線の偏光度を高くしたことにより、コントラスト性能をより高いものとすることができたが、実施例1から実施例2の改善効果に比べて、実施例2から実施例3の改善効果は小さいものであった。このことから、偏光度30:1以上では、液晶パネルのコントラスト性能がほぼ飽和していることが分かる。したがって、偏光度の好適な範囲は、30:1以上である。
また、実施例1と同様に、曝露試験を実施した。曝露試験の前後で、光電子倍増管を用いて黒表示時(液晶層への電圧無印加時)の漏れ光量を測定した結果は、曝露試験前後で同等であった。このことから、優れた配向の耐光性が確保できていることが確認できた。
(実施例4及び5)
実施例4では、液晶材料として、負の誘電異方性を有し、散乱指数が5.0×109N−1のものを用いたこと以外は、実施例1と同様にして偏光板付き液晶表示パネルを作製した。実施例5では、液晶材料として、負の誘電異方性を有し、散乱指数が7.0×109N−1のものを用いたこと以外は、実施例1と同様にして偏光板付き液晶表示パネルを作製した。
実施例4では、液晶材料として、負の誘電異方性を有し、散乱指数が5.0×109N−1のものを用いたこと以外は、実施例1と同様にして偏光板付き液晶表示パネルを作製した。実施例5では、液晶材料として、負の誘電異方性を有し、散乱指数が7.0×109N−1のものを用いたこと以外は、実施例1と同様にして偏光板付き液晶表示パネルを作製した。
実施例1の液晶パネルと実施例4及び5の液晶パネルの初期コントラストを評価した。その結果、実施例4の液晶パネルは、黒表示時(液晶層への電圧無印加時)の漏れ光量が実施例1の液晶パネルよりも8%少なかった。また、実施例5の液晶パネルは、黒表示時の漏れ光量が実施例1の液晶パネルよりも3%少なかった。このように、散乱指数が低い液晶材料を用いることで、液晶層30での光の散乱を抑制することができ、コントラスト性能をより高いものとすることができる。
(実施例6及び7)
実施例6では、FFS電極構造を構成する画素電極の厚みを150nmとしたこと以外は、実施例1と同様にして偏光板付き液晶パネルを作製した。実施例7では、FFS電極構造を構成する画素電極の厚みを80nmとしたこと以外は、実施例1と同様にして偏光板付き液晶パネルを作製した。図6は、実施例6及び7で用いられたTFT基板における画素電極近傍の構成を示した断面模式図である。図6には、FFS電極構造に含まれる一対の電極である画素電極24と面状の共通電極26、画素電極24と共通電極26を電気的に絶縁する絶縁膜25、画素電極24上に形成される配向膜23が示されている。
実施例6では、FFS電極構造を構成する画素電極の厚みを150nmとしたこと以外は、実施例1と同様にして偏光板付き液晶パネルを作製した。実施例7では、FFS電極構造を構成する画素電極の厚みを80nmとしたこと以外は、実施例1と同様にして偏光板付き液晶パネルを作製した。図6は、実施例6及び7で用いられたTFT基板における画素電極近傍の構成を示した断面模式図である。図6には、FFS電極構造に含まれる一対の電極である画素電極24と面状の共通電極26、画素電極24と共通電極26を電気的に絶縁する絶縁膜25、画素電極24上に形成される配向膜23が示されている。
画素電極24が厚くなると、以下の理由で光漏れが生じることがある。
図6に示したように、画素電極24の端には勾配(斜面)部24Aがあるため、配向膜溶液を基板に塗布した後、仮乾燥処理を完了するまでの間に、勾配部24A上の溶液は、絶縁膜25上に流れ落ちる。ここで、画素電極24の厚みが大きいと、それに伴い勾配部24Aの幅Wが広くなり、絶縁膜25上に流れ落ちる溶液の量が多くなるため、光り抜けとして観察されるようになってしまう。このため、実施例1では、開口部である画素電極24に沿って僅かに光漏れの見られる部分が存在していた。
図6に示したように、画素電極24の端には勾配(斜面)部24Aがあるため、配向膜溶液を基板に塗布した後、仮乾燥処理を完了するまでの間に、勾配部24A上の溶液は、絶縁膜25上に流れ落ちる。ここで、画素電極24の厚みが大きいと、それに伴い勾配部24Aの幅Wが広くなり、絶縁膜25上に流れ落ちる溶液の量が多くなるため、光り抜けとして観察されるようになってしまう。このため、実施例1では、開口部である画素電極24に沿って僅かに光漏れの見られる部分が存在していた。
これに対して、画素電極24の厚みを一定値以下とすることで、画素電極24の端での光漏れを抑制することができ、コントラスト性能をより高いものとすることができる。実施例6及び7で作製した液晶パネルを、顕微鏡で観察したところ、開口部である画素電極24に沿った光漏れは全く観察されなかった。この実施例6及び7の結果から、画素電極24の厚みを150nm以下にすることが好ましいと言える。
なお、IPSモードでは、配向膜23は、画素電極24だけでなく、共通電極を覆って配置される。したがって、IPSモードの場合には、画素電極24及び共通電極の厚みを150nm以下にすることが好ましい。
(実施例8)
本発明は、IPSモード、FFSモード等の水平配向モードだけでなく、垂直配向モードにも適用できる。実施例8は、垂直配向モードの一種であるVertical Alignment Twisted Nematic(VATN)モードに本発明を適用した例である。
本発明は、IPSモード、FFSモード等の水平配向モードだけでなく、垂直配向モードにも適用できる。実施例8は、垂直配向モードの一種であるVertical Alignment Twisted Nematic(VATN)モードに本発明を適用した例である。
図7は、実施例8の液晶表示装置の構成を模式的に示した分解斜視図である。図8は、実施例8における光配向処理を説明する図である。
実施例8の構成を有する液晶表示装置を、以下の方法により作製した。
第一の基板22として、厚さ0.7mmのガラス基板上に、TFT、画素電極等が形成されたTFT基板を用意した。TFTは、酸化物半導体であるIGZO(インジウム−ガリウム−亜鉛−酸素)でチャネルを形成したものであった。画素電極には、ITO製の透明電極を用いた。画素電極の厚みは、150nmとした。また、第二の基板42として、ブラックマトリックス、カラーフィルタ、フォトスペーサ及びITO製の透明電極を有するCF基板を用意した。フォトスペーサの高さは3.5μmとした。
実施例8の構成を有する液晶表示装置を、以下の方法により作製した。
第一の基板22として、厚さ0.7mmのガラス基板上に、TFT、画素電極等が形成されたTFT基板を用意した。TFTは、酸化物半導体であるIGZO(インジウム−ガリウム−亜鉛−酸素)でチャネルを形成したものであった。画素電極には、ITO製の透明電極を用いた。画素電極の厚みは、150nmとした。また、第二の基板42として、ブラックマトリックス、カラーフィルタ、フォトスペーサ及びITO製の透明電極を有するCF基板を用意した。フォトスペーサの高さは3.5μmとした。
第一の基板22及び第二の基板42上に、配向膜溶液を塗布した。配向膜溶液の固形分は、ポリアミック酸を含む材料であり、実施例1の材料とはジアミン構造が異なり、光官能基としてのアゾベンゼン構造を側鎖に有する垂直配向性の配向膜材料であった。配向膜溶液の溶媒は、N−メチル−2−ピロリドンとエチレングリコールモノブチルエーテルを等量で混合したものを用いた。配向膜溶液における固形分濃度は4wt%とした。
配向膜溶液を塗布した後、両基板22、42を70℃で2分間、仮乾燥した。続いて、本焼成として、230℃で30分間、基板22、42を加熱した。本焼成後の膜厚は100nm程度であった。
その後、光配向処理として、図8に示すように、両基板22、42の表面に対して、基板面法線方向から40°傾いた斜め方向から、P偏光の直線偏光紫外線(図8中の白抜き矢印)を波長365nmにおいて1J/cm2の強度で照射した。照射した偏光紫外線の偏光度は波長365nmにて7:1であった。このとき、一画素あたり4つのドメインを形成することができるように、配向膜23、41のそれぞれに対して、図7に示した4方向D1、D2、D3及びD4に沿って光配向処理を行った。
その後、シール材の描画、液晶材料の封止、基板22、42の貼り合わせ、再配向処理等を実施例1と同様にして行い、液晶パネルを作製した。なお、基板22、42の貼り合わせは、図7に示すように、基板22、42に対する光配向処理の方向D1、D2、D3及びD4が互いに直交するようにして行われた。また、液晶材料としては、負の誘電異方性を有するネガ型液晶を用いた。
得られた液晶パネルに対し、第一の基板22の裏面側(バックライト光入射面側)及び第二の基板42の観察面側(バックライト光の出射面側)に、それぞれ偏光板21、43を、図7に示した軸の配置関係となるように貼り付けた。なお、本実施例で用いた偏光板21、43の偏光度は12000:1であった。以上のようにして、偏光板付き液晶パネルを作製した。
本実施例の偏光板付き液晶パネルの表示モードは、VATNモードである。VATNモードにおいては、基板22、42の間に閾値以上のAC電圧が印加されると、液晶分子31は基板22、42間の基板面法線方向において90°ねじれた構造を有するとともに、AC電圧印加時の平均の液晶ダイレクター方向は、基板22、42を平面視したときに、基板22、42に対する光照射方向を二分する向きとなる。すなわち、液晶層30の厚み方向における中央付近に位置する液晶分子31の配向方向が互いに直交するように構成された4つのドメインを形成することができる。このように、VATNモードにおいては、一画素が4つのドメインに分割されることから、広視野角を実現することができる。
本実施例の偏光板付き液晶表示パネルにおける配向膜23、41は、可視光に対して吸収異方性を示すものである。本実施例では、配向膜23の吸収異方性の大きい方向は、光配向処理時の紫外線の偏光方向に対して直交する方向に相当する。よって、配向膜23中のシス体の吸収軸方向23Aと、バックライト側からの入射光の偏光方向は直交するように配置されている。これにより、シス体の吸光が抑制されており、長期にわたってコントラスト特性の良好な液晶パネルを実現することができる。
以上の効果を実際に確認するため、実施例8で作製した偏光板付き液晶パネルを非駆動状態にて、図4に示した発光スペクトルを有し、輝度10,000cd/m2の白色LEDバックライトを用いて、1,000時間の曝露試験を実施した。
上記曝露試験の前後で、液晶パネルを顕微鏡観察したところ、実施例8の液晶パネルは、暴露試験前後で変化は見られなかった。
また、上記曝露試験の前後で、光電子倍増管を用いて黒表示時(液晶層への電圧無印加時)の漏れ光量を測定した結果においても、曝露試験前後で同等であった。
以上の確認結果から、実施例8においても、曝露試験中のシス体の反応を抑えることができ、配向規制を高い水準で保つことができたことが分かる。
また、上記曝露試験の前後で、光電子倍増管を用いて黒表示時(液晶層への電圧無印加時)の漏れ光量を測定した結果においても、曝露試験前後で同等であった。
以上の確認結果から、実施例8においても、曝露試験中のシス体の反応を抑えることができ、配向規制を高い水準で保つことができたことが分かる。
また、曝露試験の前後で、電圧保持率(VHR)を測定した。その結果、実施例8の液晶パネルは、試験前のVHRが99.0%であり、試験後のVHRが98.1%であった。この結果から、曝露試験前後でVHRの変化が小さく、VHRの信頼性が良好であったことが分かる。これは、実施例8で使用した配向膜23が、液晶分子31を垂直配向させるものであったことから、曝露試験で直線偏光子21を透過して照射された偏光が、液晶分子31の長軸方向に直交する方向に入射するものであったためである。
以下に、図9及び図10を参照して、本実施例において説明した垂直配向モードと、実施例1〜5において説明した水平配向モードとの違いについて補足説明する。
図9は、垂直配向モードでの光官能基と液晶分子との関係を説明する図である。図10は、垂直配向モードの光配向処理における偏光とシス体の吸収軸方向の関係を説明する図である。
図9に示したように、垂直配向モードでは、水平配向モードとは異なり、配向膜23を構成する高分子は、側鎖中に光官能部位P2及び液晶配向部位P3を有する。ここで、液晶配向部位P3は、一般には液晶分子の骨格と類似した構造(メソゲン基)を有する部位である。光官能部位P2及び液晶配向部位P3は基板面に対し立ち上がっているため、偏光照射により生じるシス体の吸収異方性の大きい方向(シス体の吸収軸方向23A)は、偏光に垂直な方向であることでは水平配向モードの場合と同様であるが、その吸収異方性の大きさは水平配向モードの場合と比べて小さくなる。したがって、バックライト10側から偏光板21を通じて青色可視光が入射したときに、その光による異性化反応への影響は小さくなると考えられる。以上のことから、水平配向モードにおいて、本発明の効果が最大限引き出されることになる。
図9は、垂直配向モードでの光官能基と液晶分子との関係を説明する図である。図10は、垂直配向モードの光配向処理における偏光とシス体の吸収軸方向の関係を説明する図である。
図9に示したように、垂直配向モードでは、水平配向モードとは異なり、配向膜23を構成する高分子は、側鎖中に光官能部位P2及び液晶配向部位P3を有する。ここで、液晶配向部位P3は、一般には液晶分子の骨格と類似した構造(メソゲン基)を有する部位である。光官能部位P2及び液晶配向部位P3は基板面に対し立ち上がっているため、偏光照射により生じるシス体の吸収異方性の大きい方向(シス体の吸収軸方向23A)は、偏光に垂直な方向であることでは水平配向モードの場合と同様であるが、その吸収異方性の大きさは水平配向モードの場合と比べて小さくなる。したがって、バックライト10側から偏光板21を通じて青色可視光が入射したときに、その光による異性化反応への影響は小さくなると考えられる。以上のことから、水平配向モードにおいて、本発明の効果が最大限引き出されることになる。
[付記]
以上の実施形態及び実施例から、以下に示す本発明の各態様が導かれる。各態様は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよい。
以上の実施形態及び実施例から、以下に示す本発明の各態様が導かれる。各態様は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよい。
本発明の一態様は、可視光を含む光を発するバックライト10と、直線偏光子21と、第一の基板22と、配向膜23と、液晶分子31を含有する液晶層30と、第二の基板42と、を背面側から順に有し、上記配向膜23は、可視光に対して吸収異方性を示し、かつ可視光の吸収によって異性化反応を生じるアゾベンゼン構造が含まれた材料を含有し、上記直線偏光子の偏光透過軸は、上記配向膜23の吸収異方性の大きい方向に対して交差する方向にある液晶表示装置であってもよい。
上記態様の液晶表示装置によれば、バックライト光が、光配向処理後の配向膜23中に含まれるアゾベンゼンのシス体によって吸収されることを防止できるので、光配向処理によって制御した方向とは異なる方向への配向規制を行うトランス体を生成させる異性化反応を抑制できる。これにより、バックライト光が長時間点灯された場合であっても、配向膜23による良好な配向規制を維持することができる。したがって、長期にわたって、黒表示時の漏れ光の増加が防止され、コントラスト特性の良好な液晶表示装置を提供することができる。
上記態様において、上記配向膜23によって付与される上記液晶分子31のプレチルト角が実質的に0°であってもよい。このような構成においては、アゾベンゼンのシス体による吸収を抑制することで得られる効果が大きなものとなる。
上記態様において、表示モードがIPSモード又はFFSモードであってもよい。このような構成においては、アゾベンゼンのシス体による吸収を抑制することで得られる効果が大きなものとなる。
上記態様において、上記液晶分子31は、負の誘電率異方性を有していてもよい。このような構成においては、アゾベンゼンのシス体による吸収を抑制することで得られる効果が大きなものとなる。
上記態様において、上記配向膜23の吸収異方性の大きい方向は、上記液晶層30の閾値電圧以下での液晶分子の配向方向31Aに対して、平行であってもよい。このような構成とすることで、バックライト10から液晶パネルへの入射光と液晶分子31の長軸方向が交差することから、長期使用による液晶材料の光劣化を抑制することができる。
上記態様において、上記液晶層は、散乱指数が9.0×109N−1以下である液晶材料を含んでいてもよい。散乱指数が低い液晶材料を用いることで、液晶層30での光の散乱を抑制することができ、コントラスト性能をより高いものとすることができる。
上記態様において、上記第一の基板22は、厚み150nm以下の画素電極24を有し、上記画素電極24を上記配向膜23が覆っていてもよい。画素電極24の厚みを150nm以下とすることで、画素電極24の端での光漏れを充分に抑制することができ、コントラスト性能をより高いものとすることができる。
また、本発明の別の一態様は、上記液晶表示装置を製造する方法であって、上記配向膜23への配向処理は、偏光度30:1以上の直線偏光紫外線により行われる液晶表示装置の製造方法であってもよい。上記態様の液晶表示装置の製造方法では、偏光度の高い光で光配向処理を行うので、配向膜23の配向性能を最大限発現させることができ、その結果、初期コントラスト性能を向上できる。また、初期コントラスト性能が向上することに伴い、直線偏光子21の偏光透過軸と、配向膜23の吸収異方性の大きい方向との関係を適切なものとすることによって得られる本発明の効果が顕著なものとなる。
10:バックライト
21:直線偏光子(偏光板)
21A:バックライト光の偏光方向
22:第一の基板
23:配向膜
23A:シス体の吸収軸方向
24:画素電極
24A:勾配部
25:絶縁膜
26:共通電極
30:液晶層
31:液晶分子
31A:液晶分子の配向方向
41:配向膜
42:第二の基板
43:直線偏光子(偏光板)
D1〜D4:光配向処理の方向
P1:高分子の主鎖
P2:高分子の光官能部位
P3:高分子の液晶配向部位
W:勾配部の幅
21:直線偏光子(偏光板)
21A:バックライト光の偏光方向
22:第一の基板
23:配向膜
23A:シス体の吸収軸方向
24:画素電極
24A:勾配部
25:絶縁膜
26:共通電極
30:液晶層
31:液晶分子
31A:液晶分子の配向方向
41:配向膜
42:第二の基板
43:直線偏光子(偏光板)
D1〜D4:光配向処理の方向
P1:高分子の主鎖
P2:高分子の光官能部位
P3:高分子の液晶配向部位
W:勾配部の幅
Claims (8)
- 可視光を含む光を発するバックライトと、
直線偏光子と、
第一の基板と、
配向膜と、
液晶分子を含有する液晶層と、
第二の基板と、を背面側から順に有し、
前記配向膜は、可視光に対して吸収異方性を示し、かつ可視光の吸収によって異性化反応を生じるアゾベンゼン構造が含まれた材料を含有し、
前記直線偏光子の偏光透過軸は、前記配向膜の吸収異方性の大きい方向に対して交差する方向にあることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記配向膜によって付与される前記液晶分子のプレチルト角が実質的に0°であることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
- 表示モードがIPSモード又はFFSモードであることを特徴とする請求項1又は2記載の液晶表示装置。
- 前記液晶分子は、負の誘電率異方性を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記配向膜の吸収異方性の大きい方向は、前記液晶層の閾値電圧以下での液晶分子の配向方向に対して、平行であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記液晶層は、散乱指数が9.0×109N−1以下である液晶材料を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記第一の基板は、厚み150nm以下の画素電極を有し、前記画素電極を前記配向膜が覆うことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 請求項1〜7のいずれかの液晶表示装置を製造する方法であって、
前記配向膜への配向処理は、偏光度30:1以上の直線偏光紫外線により行われることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
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