WO2010109804A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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WO2010109804A1
WO2010109804A1 PCT/JP2010/001841 JP2010001841W WO2010109804A1 WO 2010109804 A1 WO2010109804 A1 WO 2010109804A1 JP 2010001841 W JP2010001841 W JP 2010001841W WO 2010109804 A1 WO2010109804 A1 WO 2010109804A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid crystal
display device
crystal display
alignment
insulating layer
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/001841
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
伊藤昌稔
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
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Priority to CN2010800132763A priority patent/CN102362219A/zh
Publication of WO2010109804A1 publication Critical patent/WO2010109804A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133707—Structures for producing distorted electric fields, e.g. bumps, protrusions, recesses, slits in pixel electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device including an alignment maintaining layer.
  • the liquid crystal display device is used not only as a large television but also as a small display device such as a display unit of a mobile phone.
  • Conventionally used TN (Twisted Nematic) mode liquid crystal display devices have a relatively narrow viewing angle, but in recent years, they have wide viewing angles such as IPS (In-Plane Switching) mode and VA (Vertical Alignment) mode.
  • IPS In-Plane Switching
  • VA Very Alignment
  • a liquid crystal display device has been manufactured.
  • the VA mode can realize a high contrast ratio, and is used in many liquid crystal display devices.
  • the liquid crystal display device has an alignment film that defines the alignment direction of the liquid crystal molecules in the vicinity. In the VA mode liquid crystal display device, the alignment film aligns the liquid crystal molecules substantially perpendicularly to the main surface thereof.
  • an MVA (Multi domain Vertical Alignment) mode in which a plurality of liquid crystal domains are formed in one pixel region is known.
  • an alignment regulating structure is provided on at least one liquid crystal layer side of a pair of substrates facing each other with a vertical alignment type liquid crystal layer interposed therebetween.
  • the alignment regulating structure is, for example, a linear slit (opening) or a rib (projection structure) provided on the electrode.
  • a CPA (Continuous Pinwheel Alignment) mode is also known.
  • a general CPA mode liquid crystal display device a pixel electrode having a highly symmetric shape is provided, and a protrusion is provided on the counter electrode corresponding to the center of the liquid crystal domain. This protrusion is also called a rivet.
  • the liquid crystal molecules are inclined and aligned in a radial shape in accordance with an oblique electric field formed by the counter electrode and the highly symmetrical pixel electrode.
  • the tilt alignment of the liquid crystal molecules is stabilized by the alignment regulating force on the tilted side surface of the rivet.
  • viewing angle characteristics are improved by aligning liquid crystal molecules in one pixel in a radial shape.
  • liquid crystal molecules are aligned in the normal direction of the main surface of the alignment film when no voltage is applied.
  • a voltage is applied to the liquid crystal layer
  • the liquid crystal molecules are aligned in a predetermined direction.
  • PSA technology Polymer Sustained Alignment Technology
  • Patent Documents 1 and 2 the pretilt direction of liquid crystal molecules is controlled by polymerizing the polymerizable compound in a state where a voltage is applied to a liquid crystal layer mixed with a small amount of a polymerizable compound (for example, a photopolymerizable monomer).
  • a pretilt is applied so that the liquid crystal molecules are tilted from the normal direction of the main surface of the alignment film in a state where no voltage is applied.
  • the liquid crystal display device of Patent Document 1 is an MVA mode in which slits or ribs are provided as an alignment regulating structure.
  • slits or ribs are provided as an alignment regulating structure.
  • linear slits and / or ribs are provided, and liquid crystal molecules are orthogonal to the slits or ribs when a voltage is applied.
  • a voltage is applied.
  • a polymer is formed and the alignment state of the liquid crystal molecules is maintained (stored). Thereafter, even when the voltage application is finished, the liquid crystal molecules are inclined in the pretilt direction from the normal direction of the main surface of the alignment film.
  • the liquid crystal display device of Patent Document 2 has fine stripe-shaped electrodes, and when a voltage is applied to the liquid crystal layer, the liquid crystal molecules are aligned parallel to the longitudinal direction of the stripe-shaped pattern. This is in contrast to the liquid crystal display device of Patent Document 1, in which the azimuth angle component of the liquid crystal molecules is orthogonal to the slits or ribs. In addition, since the plurality of slits are provided, disorder of orientation is suppressed. In this state, ultraviolet light is irradiated to maintain (store) the alignment state of the liquid crystal molecules. Thereafter, even when the voltage application is finished, the liquid crystal molecules are inclined in the pretilt direction from the normal direction of the main surface of the alignment film. In this way, pretilt is imparted to the liquid crystal molecules in the state where no voltage is applied, thereby improving the response speed.
  • the liquid crystal molecules may not be aligned in a predetermined direction, and the display quality may deteriorate.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device in which deterioration in display quality is suppressed.
  • the liquid crystal display device includes a first substrate having a first electrode and a first alignment film, a second substrate having a second electrode and a second alignment film, and the first alignment film and the second alignment film.
  • a liquid crystal display device comprising: a sandwiched liquid crystal layer; and an alignment maintaining layer provided on each liquid crystal layer side of each of the first alignment film and the second alignment film, wherein the first electrode is conductive And a non-conductive portion surrounded at least partially by the conductive portion, and the first substrate further includes an insulating layer at least partially covered by the first electrode.
  • the insulating layer includes a region formed of a material having a specific resistance of 10 15 ⁇ cm or more at a position corresponding to the non-conductive portion.
  • the insulating layer further includes a region formed of a material having a specific resistance of less than 10 15 ⁇ cm at a position overlapping the conductive portion.
  • the insulating layer includes a first insulating layer including the region formed of a material having a specific resistance of less than 10 15 ⁇ cm, and the region formed of a material having a specific resistance of 10 15 ⁇ cm or more. And a second insulating layer.
  • the second insulating layer is provided on the liquid crystal layer side of the first insulating layer.
  • the first substrate is a front substrate.
  • the insulating layer functions as a color filter layer.
  • the first substrate is a back substrate.
  • the conductive portion of the first electrode includes a plurality of unit portions that are electrically connected to each other, and the specific resistance of the insulating layer is formed of a material having a resistance of 10 15 ⁇ cm or more. The region is provided correspondingly between two adjacent unit portions of the plurality of unit portions.
  • the liquid crystal display device includes a first substrate having a first electrode and a first alignment film, a second substrate having a second electrode and a second alignment film, and the first alignment film and the second alignment film.
  • a liquid crystal display device comprising: a sandwiched liquid crystal layer; and an alignment maintaining layer provided on each liquid crystal layer side of each of the first alignment film and the second alignment film, wherein the first electrode is conductive And a non-conductive part surrounded by the conductive part, and the first substrate further includes an insulating layer at least partially covered by the first electrode
  • the insulating layer is a first region provided at a position overlapping the conductive portion, and a second region formed of a material having a higher specific resistance than the first region, and is formed on the non-conductive portion. 2nd area
  • the liquid crystal display device according to the present invention can suppress deterioration in display quality.
  • (A) is a schematic diagram which shows 1st Embodiment of the liquid crystal display device by this invention
  • (b) is a typical top view of a liquid crystal display device. It is a figure which shows the SEM image of the orientation maintenance layer in the liquid crystal display device of 1st Embodiment.
  • (A) And (b) is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing method of the liquid crystal display device of 1st Embodiment.
  • (A)-(e) is a schematic diagram for demonstrating specifically the manufacturing method of the liquid crystal display device of 1st Embodiment. It is a schematic diagram which shows 2nd Embodiment of the liquid crystal display device by this invention.
  • (A) is a schematic diagram which shows 3rd Embodiment of the liquid crystal display device by this invention, (b) is a typical top view of a liquid crystal display device. It is a schematic diagram which shows 4th Embodiment of the liquid crystal display device by this invention. (A) is a schematic diagram which shows 5th Embodiment of the liquid crystal display device by this invention, (b) is a typical top view of a liquid crystal display device.
  • FIG. 1A shows a schematic diagram of the liquid crystal display device 100 of the present embodiment
  • FIG. 1B shows a schematic plan view of the liquid crystal display device 100.
  • FIG. 1B illustrates the pixel electrode 124, the nonconductive portion 144 b of the counter electrode 144, and the source wiring S.
  • FIG. 1A corresponds to a cross section taken along line 1a-1a ′ of FIG.
  • the liquid crystal display device 100 includes a back substrate 120, a front substrate 140, and a liquid crystal layer 160.
  • the back substrate 120 includes an insulating substrate 122, a pixel electrode 124, and an alignment film 126.
  • the front substrate 140 includes an insulating substrate 142, a counter electrode 144, and an alignment film 146.
  • the liquid crystal layer 160 is sandwiched between the back substrate 120 and the front substrate 140.
  • the liquid crystal display device 100 is a transmissive type.
  • the insulating substrates 122 and 142 are both transparent and are, for example, glass substrates.
  • the liquid crystal display device 100 includes a backlight (not shown).
  • the liquid crystal display device 100 is provided with matrix-like pixels along a plurality of rows and columns, and the rear substrate 120 has at least one switching element (for example, a thin film transistor (Thin Film) for each pixel). (Transistor: TFT)) (not shown here).
  • pixel refers to a minimum unit that expresses a specific gradation in display, and corresponds to a unit that expresses each gradation of R, G, and B in color display, Also called a dot. A combination of red, green, and blue pixels constitutes one color display pixel.
  • the “pixel area” refers to an area of the liquid crystal display device 100 corresponding to a “pixel” of display.
  • the back substrate is also called an active matrix substrate, and the front substrate is also called a counter substrate.
  • the liquid crystal display device is a color liquid crystal display device
  • a color filter is often provided on the front substrate, and such a front substrate is also called a color filter substrate.
  • the source region of the TFT described above is electrically connected to the source wiring S provided on the insulating substrate 122.
  • the source wiring S is covered with an insulating layer 128, and the pixel electrode 124 is provided on the insulating layer 128.
  • each of the back substrate 120 and the front substrate 140 is provided with a polarizing plate and a retardation plate, and the two polarizing plates are arranged to face each other with the liquid crystal layer 160 interposed therebetween. Yes.
  • the transmission axes (polarization axes) of the two polarizing plates are arranged so as to be orthogonal to each other, with one arranged along the horizontal direction (row direction) and the other along the vertical direction (column direction).
  • the liquid crystal layer 160 has a nematic liquid crystal compound (liquid crystal molecules 162) having a negative dielectric anisotropy.
  • the liquid crystal layer 160 is a vertical alignment type, and the liquid crystal molecules 162 are aligned at approximately 90 ° with respect to the surfaces of the alignment film 126 and the alignment film 146 when no voltage is applied. Note that a chiral agent may be added to the liquid crystal layer 160 as necessary.
  • the liquid crystal layer 160 is combined with a polarizing plate arranged in a crossed Nicols state to display a normally black mode.
  • the pixel electrode 124 has a plurality of unit parts, and each unit part has a highly symmetric shape.
  • the liquid crystal molecules 162 are aligned substantially perpendicular to the main surfaces of the alignment films 126 and 146.
  • the liquid crystal molecules 162 of the liquid crystal layer 160 are aligned with an axial symmetry (C ⁇ ) for each unit portion of the pixel electrode 124, and a liquid crystal domain is formed.
  • C ⁇ axial symmetry
  • the alignment maintaining layer 130 is provided on the liquid crystal layer 160 side on the alignment film 126.
  • the orientation maintaining layer 130 includes a polymer obtained by polymerizing a photopolymerizable compound.
  • An alignment maintaining layer 150 is also provided on the alignment film 146 on the liquid crystal layer 160 side.
  • the alignment maintaining layer 150 includes a polymer obtained by polymerizing a photopolymerizable compound.
  • the alignment sustaining layer 130 is made of the same material as the alignment maintaining layer 150.
  • the alignment maintaining layers 130 and 150 maintain the liquid crystal molecules 162 in a direction slightly inclined from the normal direction of the main surface of the alignment films 126 and 146.
  • the alignment direction of the liquid crystal molecules 162 is defined by the alignment films 126 and 146 and the alignment maintaining layers 130 and 150.
  • the alignment maintaining layers 130 and 150 are provided in an island shape on the alignment films 126 and 146, and part of the surfaces of the alignment films 126 and 146 may be in contact with the liquid crystal layer 160.
  • the alignment maintaining layers 130 and 150 define the pretilt direction of the liquid crystal molecules 162.
  • the orientation maintaining layer 130 and 150 described above will be described with reference to FIG. 2
  • the SEM image shown in FIG. 2 is obtained by observing the surface cleaned with a solvent after removing the liquid crystal material after disassembling the liquid crystal display device 100.
  • the orientation maintaining layer includes polymer particles having a particle size of 50 nm or less. This polymer may grow to a particle size of 1 ⁇ m-5 ⁇ m.
  • a photopolymerizable compound is dissolved in a liquid crystal compound, and a mixture of the photopolymerizable compound and the liquid crystal compound is used as a liquid crystal material.
  • the liquid crystal material is surrounded by the back substrate 120, the front substrate 140, and the sealant, the alignment maintaining layers 130 and 150 are formed by polymerizing the photopolymerizable compound in the liquid crystal material, and the liquid crystal layer 160 is formed from the mixture. It is formed.
  • the liquid crystal layer 160 may contain a photopolymerizable compound that has not been polymerized.
  • a polymerizable monomer having at least one ring structure or condensed ring structure and two functional groups directly bonded to the ring structure or condensed ring structure is used as the photopolymerizable compound.
  • the photopolymerizable monomer is selected from those represented by the following general formula (1). P 1 -A 1- (Z 1 -A 2 ) n -P 2 (1)
  • P 1 and P 2 are functional groups, and are each independently an acrylate, methacrylate, vinyl, vinyloxy or epoxy group, and A 1 and A 2 are ring structures, each independently. And represents a 1,4-phenylene or naphthalene-2,6-diyl group, Z 1 represents a —COO— or —OCO— group or a single bond, and n represents 0, 1 or 2.
  • P 1 and P 2 are preferably acrylate groups, Z 1 is preferably a single bond, and n is preferably 0 or 1.
  • a preferable monomer is, for example, a compound represented by the following formula.
  • P 1 and P 2 are as described in the general formula (1), and particularly preferable P 1 and P 2 are acrylate groups. Further, among the above compounds, the compounds represented by Structural Formula (1a) and Structural Formula (1b) are very preferable, and the compound of Structural Formula (1a) is particularly preferable.
  • the front substrate 140 further has an insulating layer 148 provided between the insulating substrate 142 and the counter electrode 144.
  • the insulating layer 148 has a region 148L formed from a material having a relatively low specific resistance and a region 148H formed from a material having a relatively high specific resistance.
  • the specific resistance of the region 148L is less than 10 15 ⁇ cm, and the specific resistance of the region 148H is 10 15 ⁇ cm or more.
  • the specific resistance of the region 148L and the region 148H is a bulk resistance.
  • the region 148L and the region 148H are formed of different resin layers, the specific resistance of the region 148L is 10 13 ⁇ cm, and the specific resistance of the region 148H is 10 15 ⁇ cm.
  • the thickness of the region 148L is, for example, 1.5 ⁇ m, and the thickness of the region 148H is, for example, 1.0 ⁇ m.
  • the transmittance of light passing through the region 148H is lower than the transmittance of light passing through the region 148L.
  • the insulating layer 148 may have different colors such as red, green, and blue for each pixel.
  • the insulating layer 148 may be formed of a transparent resist resin (for example, an acrylic resin) having a high transmittance in the visible light region.
  • the region 148L and the region 148H are formed in layers, and are also referred to as an insulating layer 148L and an insulating layer 148H, respectively.
  • the insulating layer 148 is formed by depositing the insulating layer 148L and then forming an insulating layer 148H that covers a predetermined region of the insulating layer 148L.
  • the insulating layer 148H may be formed in a region where a material with low specific resistance is removed by patterning the insulating layer 148L.
  • the counter electrode 144 has a conductive portion 144a and a nonconductive portion 144b surrounded by the conductive portion 144a.
  • the counter electrode 144 is provided in common for the plurality of pixel electrodes 124.
  • the thickness of the conductive portion 144a is 1000 mm.
  • the non-conductive portion 144b is circular, and the non-conductive portion 144b is also referred to as an opening.
  • the region 148H of the insulating layer 148 is provided corresponding to the non-conductive portion 144b of the counter electrode 144, and the size of the region 148H is at least larger than the non-conductive portion 144b.
  • part of the region 148H is covered with the counter electrode 144, but the region 148H may be provided in the non-conductive portion 144b without being covered with the counter electrode 144.
  • the non-conductive portion 144b of the counter electrode 144 can be formed by patterning a conductive layer. Therefore, unlike the formation of rivets, a mask for patterning the conductive layer may be used for forming the nonconductive portion 144b.
  • liquid crystal display device 100 when a voltage is applied between the pixel electrode 124 and the counter electrode 144, an oblique electric field is generated between the edge of the pixel electrode 124 and the counter electrode 144, and the liquid crystal molecules 162 are stored in the pixel electrode.
  • An axially symmetric liquid crystal domain is formed by being axially symmetrically inclined with respect to each unit portion of 124.
  • the non-conductive portion 144b of the counter electrode 144 is provided with the region 148H of the insulating layer 148.
  • the region 148H is not provided, the region 148L is provided. Therefore, even if a voltage is applied to the liquid crystal layer 160, the equipotential line corresponding to the non-conductive portion 144b of the counter electrode 144 is gently inclined with respect to the equipotential line corresponding to the conductive portion 144a. Will do. In this case, the alignment center of the axially symmetric inclined alignment is not stably formed, the alignment axis becomes unstable, and alignment failure occurs.
  • the alignment polymerizable layers 130 and 150 are formed by polymerizing the photopolymerizable monomer in a state where such alignment failure occurs, the liquid crystal molecules 162 are maintained in a non-uniform alignment state with respect to the center of the unit portion of the pixel electrode 124. As a result, the symmetry of the axially inclined alignment is lost, and the display quality is lowered. Even in this case, the orientation can be stabilized by increasing the size of the non-conductive portion 144b. However, when the size of the non-conductive portion 144b is increased, the aperture ratio decreases. For example, if the specific resistance of the green color filter is lower than the specific resistance of the red and blue color filters, the alignment failure of the green pixel becomes more significant than that of the red pixel and the blue pixel. You may see it.
  • the region 148H having a specific resistance of 10 15 ⁇ cm or more is provided, and the specific resistance of the region 148H corresponding to the non-conductive portion 144b is relatively high. Therefore, when a voltage is applied to the liquid crystal layer 160, the equipotential line corresponding to the nonconductive portion 144b is significantly inclined with respect to the equipotential line corresponding to the conductive portion 144a, and the voltage is applied to the liquid crystal layer 160. Even so, the liquid crystal molecules 162 are tilted in an axially symmetrical manner with the non-conductive portion 144b as the center, and fluctuations in the alignment central axis of the liquid crystal molecules 162 are suppressed.
  • the alignment maintaining layers 130 and 150 are formed by polymerizing the photopolymerizable monomer in such a state, the liquid crystal molecules 162 are maintained in a uniform alignment state with respect to the center of the unit portion of the pixel electrode 124. In this case, even if the size of the non-conductive portion 144b is small, the alignment center of the axially symmetric inclined alignment is stably formed, and the variation of the alignment axis is suppressed. In the liquid crystal display device 100, the alignment defect is suppressed.
  • the region 148H corresponds to the non-conductive portion 144b, and the liquid crystal molecules 162 corresponding to the region 148H hardly tilt, so the transmittance is reduced. Without making it possible to suppress alignment failure.
  • a liquid crystal cell 110 is prepared.
  • the liquid crystal cell 110 includes a back substrate 120, a front substrate 140, and a mixture C sandwiched between the alignment film 126 of the back substrate 120 and the alignment film 146 of the front substrate 140.
  • the mixture C is formed from a liquid crystal material in which a liquid crystal compound and a photopolymerizable compound are mixed.
  • the photopolymerizable monomer described above is used as the photopolymerizable compound.
  • the concentration of the photopolymerizable monomer with respect to the liquid crystal material is 0.30 wt%.
  • the mixture C is sealed with a sealing agent (not shown in FIG. 3).
  • the sealant may be a photocurable resin (for example, an acrylic resin) or a thermosetting resin (for example, an epoxy resin). Or you may have both the photocurable and thermosetting function.
  • the liquid crystal cell 110 is manufactured as follows. A sealing agent is applied in a rectangular frame shape to one of the back substrate 120 and the front substrate 140, and a liquid crystal material is dropped into a region surrounded by the sealing agent. Thereafter, the back substrate 120 and the front substrate 140 are bonded together, and the sealing agent is cured. In addition, dripping a liquid crystal material in this way is also called a liquid crystal dropping method (One Drop Filling: ODF). With ODF, the liquid crystal material can be applied uniformly and in a short time, and batch processing can be performed on the mother glass substrate. Furthermore, the amount of discarded liquid crystal material can be reduced and the liquid crystal material can be used efficiently.
  • ODF One Drop Filling
  • a sealant formed of, for example, a thermosetting resin is applied to one of the back substrate 120 and the front substrate 140 in a partially opened rectangular frame shape, and then the back substrate 120 and the front substrate 140 are bonded together.
  • the sealing agent is cured by heat treatment to form an empty cell.
  • a liquid crystal material may be injected between the back substrate 120 and the front substrate 140, and further, for example, a photo-curing sealant may be cured to seal the opening.
  • the liquid crystal cell 110 is irradiated with ultraviolet light in a state where a voltage is applied to polymerize the photopolymerizable monomer in the liquid crystal material, and as shown in FIG. 3B, on the alignment film 126 of the back substrate 120.
  • the alignment maintaining layer 130 is formed on the liquid crystal layer 160 side
  • the alignment maintaining layer 150 is formed on the liquid crystal layer 160 side on the alignment film 146 of the front substrate 140.
  • the liquid crystal molecules 162 in the vicinity of the alignment films 126 and 146 are strongly regulated in this state. Thereafter, even if no voltage is applied, the liquid crystal molecules 162 are not aligned. It will be inclined with respect to the normal direction of the main surface of 146.
  • the said process is generally performed at room temperature (for example, 20 degreeC).
  • the pixel electrode 124 and the counter electrode 144 when a large amount of photopolymerizable monomer remains in the liquid crystal layer 160 after irradiation with ultraviolet light with a voltage applied between the pixel electrode 124 and the counter electrode 144, the pixel electrode 124 and the counter electrode 144. The concentration of the remaining photopolymerizable monomer may be reduced by irradiating with ultraviolet light without applying a voltage therebetween. Then, a drive circuit and a polarizing plate are attached as needed.
  • the liquid crystal display device 100 is manufactured as described above.
  • the liquid crystal cell 110 may be manufactured by ODF.
  • the liquid crystal display device 100 is manufactured as follows.
  • a sealant Se that defines a display area is applied to the front substrate 140.
  • the sealing agent Se is formed from, for example, a photocurable or thermosetting resin, and specifically, is formed from an acrylic resin or an epoxy resin. Alternatively, the sealing agent Se is formed from a resin having both photocuring and thermosetting properties.
  • a liquid crystal material L is dropped onto the display area.
  • the liquid crystal material L is mixed with a liquid crystal compound and a photopolymerizable monomer.
  • the back substrate 120 is bonded to the front substrate 140. Bonding is performed in a vacuum atmosphere. After bonding, it is released to atmospheric pressure. Thereafter, the sealant Se is cured by irradiating the sealant Se with light. Further, the liquid crystal cell 110 is heat-treated to cure the sealing agent Se. Thereafter, in order to bring out the terminal for PSA, the cutting process is performed as necessary.
  • a voltage is applied between the pixel electrode 124 and the counter electrode 144 to irradiate the liquid crystal cell 110 with light.
  • the voltage is applied as follows. For example, a gate voltage of 10 V is continuously applied to the gate wiring of the liquid crystal cell 110 to keep the TFTs provided in each pixel in an on state, a data voltage of 5 V is applied to all the source wirings, and an amplitude is applied to the counter electrode. A rectangular wave of 10V (maximum 10V and minimum 0V) is applied. As a result, an AC voltage of ⁇ 5 V is applied between the pixel electrode 124 and the counter electrode 144.
  • a voltage higher than that when displaying the maximum gradation in the normal display of the liquid crystal display device is applied between the pixel electrode 124 and the counter electrode 144.
  • the voltage applied to the gate wiring is higher than the voltage of the source wiring (that is, the voltage of the pixel electrode 124)
  • the liquid crystal alignment is less disturbed and the display is less rough. Quality is obtained.
  • the gate voltage is lower than the source voltage, the pixel may float (voltage unstable), and the liquid crystal alignment is likely to be unstable and rough.
  • ultraviolet light for example, i-line with a wavelength of 365 nm, about 5.8 mW / cm 2
  • the photopolymerizable monomer in the liquid crystal material is polymerized to form a polymer, and the alignment maintaining layers 130 and 150 are formed as shown in FIG.
  • This irradiation gives a pretilt of 0.1 ° to 5 °. Note that in the case where the front substrate 140 is provided with a color filter layer, the intensity of the wavelength reaching the liquid crystal layer differs depending on the color of the pixel, and thus light irradiation is performed from the rear substrate 120 side.
  • the photopolymerizable monomer remaining in the liquid crystal layer after the previous irradiation is further polymerized to reduce the polymerizable monomer concentration.
  • This irradiation is also performed from the back substrate 120 side.
  • the photopolymerizable monomer remaining in the liquid crystal material is adsorbed or chemically bonded to the alignment maintaining layers 130 and 150, and in addition, the photopolymerizable monomers are polymerized with each other. The remaining photopolymerizable monomer can be reduced.
  • the photopolymerizable monomers remaining in a minute amount in the liquid crystal layer during the operation of the liquid crystal display device may be polymerized more slowly, and burn-in may occur. By performing irradiation in this way, the occurrence of image sticking can be prevented.
  • the illumination intensity of the ultraviolet light irradiated in a voltage non-application state is low, and irradiation time is generally long.
  • the series of steps may be referred to as “PSA processing”. Thereafter, a polarizing plate and a drive circuit are attached as necessary.
  • the liquid crystal material is dropped on the front substrate 140, but the present invention is not limited to this.
  • the liquid crystal material may be dropped on the back substrate 120.
  • the sealing agent is cured by irradiating the sealing agent with light
  • the light is preferably irradiated from the rear substrate 120 side.
  • the liquid crystal cell 110 is moved to the substrate stage on which the light source is provided without inverting the liquid crystal cell 110 formed by bonding the back substrate 120 to the front substrate 140. If light is irradiated from the upper light source, irradiation can be performed from the back substrate 120 side.
  • a liquid crystal display device can be easily manufactured by dropping a liquid crystal material onto the front substrate 140.
  • the voltage at the time of ultraviolet light irradiation may be applied as follows.
  • the gate voltage of 15V is continuously applied to all the gate lines in the display area of the liquid crystal cell 110, the TFTs provided in the respective pixels are kept on, the data voltage of 0V is applied to all the source lines, and the counter electrode A rectangular wave having an amplitude of 10 V (maximum 5 V minimum ⁇ 5 V) is applied.
  • an AC voltage of ⁇ 5 V is applied to the liquid crystal layer.
  • the alignment regulating force and the pretilt angle can be controlled by the voltage value applied to the liquid crystal layer and the ultraviolet irradiation time.
  • the voltage of the counter electrode stepwise disorder of the alignment state in the pixel may be reduced, and display quality without a feeling of roughness may be obtained.
  • the light source is a low-pressure mercury lamp (sterilization lamp, fluorescent chemical lamp, black light), high-pressure discharge lamp (high-pressure mercury lamp, metal halide lamp), or short arc discharge lamp (ultra-high-pressure mercury lamp, xenon lamp, mercury xenon lamp). ) Etc. may be used. Moreover, the light from a light source may be irradiated as it is, or the specific wavelength (or specific wavelength area) selected with the filter may be irradiated.
  • the liquid crystal display device 100A of the present embodiment has the same configuration as the liquid crystal display device of the first embodiment described above except that the insulating layer 148H is red, green, and blue, and avoids redundancy. Therefore, a duplicate description is omitted.
  • the insulating layer 148H includes a region 148R that exhibits red, a region 148G that exhibits green, and a region 148B that exhibits blue.
  • the regions 148R, 148G, and 148B of the insulating layer 148H are each formed from a pigment-dispersed resist material.
  • the pigment-dispersed resist material include a binder, a photocurable resist (for example, an acrylic resin) in addition to the pigment. ) And a photopolymerization initiator.
  • the specific resistances of the regions 148R, 148G, and 148B are all 10 15 ⁇ cm or more.
  • the insulating layer 148H functions as a color filter layer.
  • the specific resistance of the insulating layer 148H corresponding to the non-conductive portion 144b is relatively high, when a voltage is applied to the liquid crystal layer 160, the equipotential line corresponding to the non-conductive portion 144b corresponds to the conductive portion 144a. Therefore, the alignment center of the axially symmetric inclined alignment is stably formed, and the variation of the alignment axis is suppressed. In this way, alignment defects are suppressed in the liquid crystal display device 100A.
  • the specific resistance of the color filter layer 148H is 10 15 ⁇ cm or more here, the present invention is not limited to this.
  • a resin layer having a specific resistance of 10 15 ⁇ cm or more may be provided between the insulating substrate 142 and the counter electrode 144. This resin layer may be flattened, and even if a part of the color filter layers 148R, 148G, and 148B overlaps at the pixel boundary, the resin layer can suppress a decrease in contrast due to alignment disorder.
  • a resin spacer for holding the cell thickness may be provided on the resin layer, or when the liquid crystal display device 100A is a transmission / reflection type, a transparent dielectric layer is provided on the resin layer in the reflection region. Also good.
  • the front substrate has an insulating layer including a region having a relatively high specific resistance, but the present invention is not limited to this.
  • the back substrate may have an insulating layer including a region having a relatively high specific resistance.
  • FIG. 6A shows a schematic diagram of the liquid crystal display device 100B of the present embodiment
  • FIG. 6B shows a schematic plan view of the liquid crystal display device 100B.
  • the conductive portion 124a and the non-conductive portion 124b of the pixel electrode 124 are illustrated.
  • the liquid crystal display device 100B of the present embodiment is the same as the liquid crystal display device of the first embodiment described above except that the insulating layer 128 of the back substrate 120 includes the region 128L and the region 128H instead of the insulating layer 148 of the front substrate 140. In order to avoid redundancy, redundant description is omitted.
  • the counter electrode 144 has a conductive portion 144a and a nonconductive portion 144b surrounded by the conductive portion 144a.
  • the counter electrode 144 is provided in common for the plurality of pixel electrodes 124.
  • the insulating layer 128 has a region 128L formed of a material having a relatively low specific resistance and a region 128H formed of a material having a relatively high specific resistance.
  • the specific resistance of the region 128L is less than 10 15 ⁇ cm, and the specific resistance of the region 128H is 10 15 ⁇ cm or more.
  • the specific resistance of the region 128L is 10 13 ⁇ cm, and the specific resistance of the region 128H is 10 15 ⁇ cm.
  • Different colors such as red, green, and blue are given to the insulating layer 128 for each pixel.
  • the pixel electrode 124 includes a conductive portion 124a and a non-conductive portion 124b that is partially surrounded by the conductive portion 124a.
  • the conductive portion 124a has a plurality of unit portions that are electrically connected to each other.
  • the non-conductive part 124b is provided correspondingly between adjacent unit parts, and a part of the periphery of the non-conductive part 124b is surrounded by the conductive part 124a.
  • the non-conductive portion 124b of the pixel electrode 124 can be formed by patterning a conductive layer.
  • the region 128H of the insulating layer 128 is provided corresponding to the non-conductive portion 124b.
  • a part of the region 128H is covered with the conductive portion 124a, but the region 128H may be provided in the nonconductive portion 124b without being covered with the conductive portion 124a.
  • the liquid crystal molecules 162 are aligned in an axially symmetrical manner with each unit portion of the pixel electrode 124 as a center, and an axially symmetric liquid crystal domain is formed.
  • the region 128H is provided corresponding to the non-conductive portion 124b of the pixel electrode 124, even if a voltage is applied between the pixel electrode 124 and the counter electrode 144, the region 128H is not.
  • the equipotential line corresponding to the conductive portion 124b is significantly inclined with respect to the equipotential line corresponding to the conductive portion 124a.
  • liquid crystal display device 100B since the insulating layer 128H having a high specific resistance is provided between adjacent unit portions, a relatively strong oblique electric field is applied to the liquid crystal molecules 162 near the edge of the unit portion. Thus, a substantial decrease in the aperture ratio is suppressed.
  • the liquid crystal molecules 162 corresponding to the region 128H are aligned substantially perpendicular to the normal direction of the main surfaces of the alignment films 126 and 146. A decrease in transmittance is suppressed.
  • the region 128H is provided corresponding to the non-conductive portion 124b, but the region 128H may be provided between the adjacent pixel electrodes 124.
  • the insulating layer 128 of the back substrate 120 includes a region formed of a material having a different specific resistance.
  • the present invention is not limited to this.
  • the insulating layer 128H of the back substrate 120 is formed of a material having a relatively high specific resistance without including a region formed of a material having a relatively low specific resistance. It has the same configuration as the liquid crystal display device 100B described above, and redundant description is omitted to avoid redundancy.
  • the specific resistance of the insulating layer 128H is 10 15 ⁇ cm.
  • the insulating layer 128H is formed from an acrylic resin.
  • the insulating layer 128H may be planarized or may function as a so-called interlayer film.
  • the specific resistance of the insulating layer 128H is 10 15 ⁇ cm or more. Since the specific resistance of the insulating layer 128H corresponding to the non-conductive portion 124b is relatively high, when a voltage is applied to the liquid crystal layer 160, the equipotential line corresponding to the non-conductive portion 124b is compared to the equipotential line corresponding to the conductive portion 124a.
  • the boundary of the liquid crystal domain is stably formed, and poor alignment is suppressed.
  • the insulating layer 128 ⁇ / b> H having a high specific resistance is also provided between the adjacent pixel electrodes 124, a relatively strong oblique electric field is applied to the liquid crystal molecules 162 near the edge of the pixel electrode 124. As a result, a substantial decrease in the aperture ratio is suppressed.
  • the liquid crystal display device is in the CPA mode, but the present invention is not limited to this.
  • FIG. 8A shows a schematic diagram of the liquid crystal display device 100D of the present embodiment
  • FIG. 8B shows a schematic plan view of the liquid crystal display device 100D
  • FIG. 8B illustrates the pixel electrode 124 and the liquid crystal molecules 162 in the liquid crystal display device 100D.
  • the liquid crystal display device 100D of the present embodiment has the same configuration as the above-described liquid crystal display device except that the pixel electrode 124 has a different shape, and redundant description is omitted to avoid redundancy. To do.
  • the pixel electrode 124 has a conductive portion 124a and a non-conductive portion 124b surrounded by the conductive portion 124a.
  • the conductive portion 124a includes a cross-shaped trunk portion 124aj and branch portions 124ak1 to 124ak4 extending from the trunk portion 124aj in four different directions d1 to d4.
  • Such a structure of the pixel electrode 124 is also called a fishbone structure.
  • the trunk portion 124aj extends in the x direction and the y direction. For example, the width of the trunk portion 124aj is 3 ⁇ m.
  • the width of the branch portions 124ak1, 124ak2, 124ak3, and 124ak4 is 3 ⁇ m
  • the interval that is, the width of the non-conductive portion 124b between the branch portions 124ak1 to 124ak4
  • the horizontal direction (left-right direction) of the display screen (paper surface) is taken as a reference for the azimuth angle direction, and the counterclockwise direction is taken positively.
  • the directions d1 to d4 are 135 °, 45 °, 315 °, and 225 °, respectively.
  • the liquid crystal layer 160 is a vertical alignment type, and the liquid crystal layer 160 includes a liquid crystal domain A formed by the branch portions 124ak1, a liquid crystal domain B formed by the branch portions 124ak2, and a liquid crystal domain C formed by the branch portions 124ak3. And a liquid crystal domain D formed by the branch part 124ak4.
  • the liquid crystal molecules 162 are aligned perpendicular to the main surface of an alignment film (not shown) except for the vicinity of the pixel electrode 124.
  • the liquid crystal molecules 162 are aligned in the extending directions d1 to d4 of the branch portions 124ak1, 124ak2, 124ak3, and 124ak4.
  • the alignment direction of the liquid crystal molecules in the center of the liquid crystal domains A to D is referred to as a reference alignment direction.
  • the azimuth angle component projected onto the main surface of the alignment film is referred to as a reference orientation.
  • the reference orientation characterizes the corresponding liquid crystal domain and has a dominant influence on the viewing angle characteristics of each liquid crystal domain.
  • the horizontal direction (left-right direction) of the display screen (paper surface) is taken as the reference for the azimuth direction, and the counterclockwise direction is positive
  • the difference between any two azimuths of the four liquid crystal domains A to D is 90 °. It is set to be four orientations that are substantially equal to an integral multiple of.
  • the reference alignment directions of the liquid crystal domains A, B, C, and D are 315 °, 225 °, 135 °, and 45 °, respectively.
  • the viewing angle characteristics are improved by aligning the liquid crystal molecules 162 in four different orientations.
  • the liquid crystal molecules may be disordered at the intersection between the trunk and the branch, and an unintended liquid crystal domain may be formed.
  • the region 128H having a relatively high specific resistance is provided corresponding to the non-conductive portion 124b between the adjacent branch portions 124ak1, and similarly, the adjacent branch portions 124ak1 are provided. Since the region 128H having a relatively high specific resistance is provided corresponding to the non-conductive portion 124b between each of the portions 124ak2 to 124ak4, a relatively strong oblique electric field is applied near the edges of the branch portions 124ak1 to 124ak4.
  • the liquid crystal display device may be in another VA mode such as a so-called MVA mode.
  • the liquid crystal display device may be in another ECB mode, or the liquid crystal display device may be in the TN mode.
  • the liquid crystal display device is a transmissive type, but the present invention is not limited to this.
  • the liquid crystal display device may be a reflection type or a transmission / reflection type.
  • Such a liquid crystal display device is suitably used not only for a small display device such as a display unit of a mobile phone but also for a large display device such as a television set.

Landscapes

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Abstract

　本発明による液晶表示装置（１００）は、第１電極（１４４）および第１配向膜（１４６）を有する第１基板（１４０）と、第２電極（１２４）および第２配向膜（１２６）を有する第２基板（１２０）と、第１、第２配向膜（１２６、１４６）に挟まれた液晶層（１６０）と、第１、第２配向膜（１２６、１４６）の液晶層（１６０）側に設けられた配向維持層（１３０、１５０）とを備える。第１電極（１４４）は、導電部（１４４ａ）と、導電部（１４４ａ）に囲まれた非導電部（１４４ｂ）とを有しており、第１基板（１４０）は、少なくとも一部が第１電極（１４４）に覆われた絶縁層（１４８）をさらに有しており、絶縁層（１４８）は、非導電部（１４４ｂ）に対応する位置に、比抵抗が１０15Ωｃｍ以上の材料から形成された領域（１４８Ｈ）を含む。

Description

液晶表示装置
　本発明は、液晶表示装置に関し、より詳細には、配向維持層を備える液晶表示装置に関する。
　液晶表示装置は、大型テレビジョンだけでなく携帯電話の表示部等の小型の表示装置としても利用されている。従来しばしば用いられたＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）モードの液晶表示装置は比較的狭い視野角を有していたが、近年、ＩＰＳ（Ｉｎ－Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードおよびＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードといった広視野角の液晶表示装置が作製されている。そのような広視野角のモードの中でも、ＶＡモードは高コントラスト比を実現できるため、多くの液晶表示装置に採用されている。液晶表示装置は、近傍の液晶分子の配向方向を規定する配向膜を有しており、ＶＡモードの液晶表示装置において、配向膜は、液晶分子をその主面に略垂直に配向する。
　ＶＡモードの一種として、１つの画素領域に複数の液晶ドメインを形成するＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ　ｄｏｍａｉｎ　Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードが知られている。ＭＶＡモードの液晶表示装置には、垂直配向型液晶層を挟んで対向する一対の基板のうちの少なくとも一方の液晶層側に配向規制構造が設けられている。配向規制構造は、例えば、電極に設けられた線状のスリット（開口部）またはリブ（突起構造）である。配向規制構造により、液晶層の一方または両側から配向規制力が付与され、配向方向の異なる複数の液晶ドメイン（典型的には４つの液晶ドメイン）が形成され、視野角特性の改善が図られている。
　また、ＶＡモードの別の一種として、ＣＰＡ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｐｉｎｗｈｅｅｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードも知られている。一般的なＣＰＡモードの液晶表示装置では対称性の高い形状を有する画素電極が設けられるとともに液晶ドメインの中心に対応して対向電極に突起物が設けられている。この突起物はリベットとも呼ばれる。電圧を印加すると、対向電極と対称性の高い画素電極とによって形成される斜め電界にしたがって液晶分子は放射形状に傾斜配向する。また、リベットの傾斜側面の配向規制力によって液晶分子の傾斜配向が安定化される。このように、１画素内の液晶分子が放射形状に配向することにより、視野角特性の改善が行われている。
　一般的なＶＡモードでは電圧無印加状態において液晶分子は配向膜の主面の法線方向に配向しており、液晶層に電圧を印加すると、液晶分子は所定の方向に配向する。一方、液晶表示装置の応答速度を改善するために、Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（以下、「ＰＳＡ技術」という）を利用することが検討されている（特許文献１および２参照）。ＰＳＡ技術では、少量の重合性化合物（例えば光重合性モノマー）の混合された液晶層に電圧を印加した状態で重合性化合物の重合を行うことによって液晶分子のプレチルト方向を制御する。これにより、電圧無印加状態において液晶分子が配向膜の主面の法線方向から傾くようにプレチルトが付与される。
　特許文献１の液晶表示装置は、配向規制構造としてスリットまたはリブが設けられたＭＶＡモードである。特許文献１の液晶表示装置を基板の主面の法線方向から見ると、線状のスリットおよび／またはリブが設けられており、電圧の印加により、液晶分子はスリットまたはリブに対して直交するように配向する。この状態において紫外光を照射すると、ポリマーが形成されて液晶分子の配向状態が維持（記憶）される。その後、電圧の印加を終了しても液晶分子は配向膜の主面の法線方向からプレチルト方位に傾いている。
　また、特許文献２の液晶表示装置は、微細なストライプ状のパターンの電極を有しており、液晶層に電圧を印加すると、液晶分子はストライプ状のパターンの長手方向に平行に配向する。これは、特許文献１の液晶表示装置において、液晶分子の方位角成分がスリットまたはリブに対して直交するのと対照的である。また、複数のスリットが設けられていることにより、配向の乱れが抑制される。この状態において、紫外光を照射して液晶分子の配向状態を維持（記憶）する。その後、電圧の印加を終了しても液晶分子は配向膜の主面の法線方向からプレチルト方位に傾いている。このようにして電圧無印加状態の液晶分子にプレチルトを付与しており、これにより、応答速度の改善が図られている。
特開２００２－３５７８３０号公報 特開２００３－１４９６４７号公報
　特許文献１および２の液晶表示装置では、液晶分子が所定の方向に配向せず、表示品位が低下することがある。
　本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、表示品位の低下を抑制した液晶表示装置を提供することにある。
　本発明による液晶表示装置は、第１電極および第１配向膜を有する第１基板と、第２電極および第２配向膜を有する第２基板と、前記第１配向膜および前記第２配向膜に挟まれた液晶層と、前記第１配向膜および前記第２配向膜のそれぞれの前記液晶層側に設けられた配向維持層とを備える、液晶表示装置であって、前記第１電極は、導電部と、その周囲の少なくとも一部を前記導電部に囲まれた非導電部とを有しており、前記第１基板は、少なくとも一部が前記第１電極に覆われた絶縁層をさらに有しており、前記絶縁層は、前記非導電部に対応する位置に、比抵抗が１０15Ωｃｍ以上の材料から形成された領域を含む。
　ある実施形態において、前記絶縁層は、前記導電部と重なる位置に、比抵抗が１０15Ωｃｍ未満の材料から形成された領域をさらに含む。
　ある実施形態において、前記絶縁層は、前記比抵抗が１０15Ωｃｍ未満の材料から形成された前記領域を含む第１絶縁層と、前記比抵抗が１０15Ωｃｍ以上の材料から形成された前記領域を含む第２絶縁層とを有している。
　ある実施形態において、前記第２絶縁層は前記第１絶縁層の前記液晶層側に設けられている。
　ある実施形態において、前記第１基板は前面基板である。
　ある実施形態において、前記絶縁層はカラーフィルタ層として機能する。
　ある実施形態において、前記第１基板は背面基板である。
　ある実施形態において、前記第１電極の前記導電部は、それぞれが互いに電気的に接続された複数の単位部を含み、前記絶縁層のうちの前記比抵抗が１０15Ωｃｍ以上の材料から形成された前記領域は、前記複数の単位部のうちの隣接する２つの単位部の間に対応して設けられている。
　本発明による液晶表示装置は、第１電極および第１配向膜を有する第１基板と、第２電極および第２配向膜を有する第２基板と、前記第１配向膜および前記第２配向膜に挟まれた液晶層と、前記第１配向膜および前記第２配向膜のそれぞれの前記液晶層側に設けられた配向維持層とを備える、液晶表示装置であって、前記第１電極は、導電部と、その周囲の一部を前記導電部に囲まれた非導電部とを有しており、前記第１基板は、少なくとも一部が前記第１電極に覆われた絶縁層をさらに有しており、前記絶縁層は、前記導電部と重なる位置に設けられた第１領域と、前記第１領域よりも比抵抗の高い材料から形成された第２領域であって、前記非導電部に対応する位置に設けられた第２領域とを含む。
　本発明による液晶表示装置は、表示品位の低下を抑制することができる。
（ａ）は本発明による液晶表示装置の第１実施形態を示す模式図であり、（ｂ）は液晶表示装置の模式的な平面図である。 第１実施形態の液晶表示装置における配向維持層のＳＥＭ像を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、第１実施形態の液晶表示装置の製造方法を説明するための模式図である。 （ａ）～（ｅ）は、第１実施形態の液晶表示装置の製造方法を具体的に説明するための模式図である。 本発明による液晶表示装置の第２実施形態を示す模式図である。 （ａ）は本発明による液晶表示装置の第３実施形態を示す模式図であり、（ｂ）は液晶表示装置の模式的な平面図である。 本発明による液晶表示装置の第４実施形態を示す模式図である。 （ａ）は本発明による液晶表示装置の第５実施形態を示す模式図であり、（ｂ）は液晶表示装置の模式的な平面図である。
　以下、図面を参照して、本発明による液晶表示装置の実施形態を説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
　（実施形態１）
　以下、図１および図２を参照して、本発明による液晶表示装置の第１実施形態を説明する。図１（ａ）に本実施形態の液晶表示装置１００の模式図を示し、図１（ｂ）に液晶表示装置１００の模式的な平面図を示す。図１（ｂ）には、画素電極１２４、対向電極１４４の非導電部１４４ｂおよびソース配線Ｓを図示している。図１（ａ）は、図１（ｂ）の１ａ－１ａ’線に沿った断面に相当している。
　液晶表示装置１００は、背面基板１２０と、前面基板１４０と、液晶層１６０とを備えている。背面基板１２０は、絶縁基板１２２と、画素電極１２４と、配向膜１２６とを有している。前面基板１４０は、絶縁基板１４２と、対向電極１４４と、配向膜１４６とを有している。液晶層１６０は、背面基板１２０と前面基板１４０との間に挟まれている。ここでは、液晶表示装置１００は透過型である。絶縁基板１２２、１４２はいずれも透明であり、例えばガラス基板である。液晶表示装置１００は図示しないバックライトを備えている。
　液晶表示装置１００には、複数の行および複数の列に沿ったマトリクス状の画素が設けられており、背面基板１２０には、各画素に対して少なくとも１つのスイッチング素子（例えば、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ））（ここでは図示せず）が設けられている。本明細書において「画素」とは、表示において特定の階調を表現する最小の単位を指し、カラー表示においては、例えば、Ｒ、ＧおよびＢのそれぞれの階調を表現する単位に対応し、ドットとも呼ばれる。赤画素、緑画素および青画素の組み合わせが、１つのカラー表示画素を構成する。「画素領域」は、表示の「画素」に対応する液晶表示装置１００の領域を指す。背面基板はアクティブマトリクス基板とも呼ばれ、前面基板は対向基板とも呼ばれる。また、液晶表示装置がカラー液晶表示装置である場合、前面基板にカラーフィルタが設けられることが多く、このような前面基板はカラーフィルタ基板とも呼ばれる。
　上述したＴＦＴのソース領域は絶縁基板１２２上に設けられたソース配線Ｓと電気的に接続されている。ソース配線Ｓは絶縁層１２８に覆われており、絶縁層１２８の上に画素電極１２４が設けられている。なお、図示していないが、背面基板１２０および前面基板１４０のそれぞれには偏光板および位相差板が設けられており、２つの偏光板は液晶層１６０を挟んで互いに対向するように配置されている。２つの偏光板の透過軸（偏光軸）は互いに直交するように配置されており、一方が水平方向（行方向）、他方が垂直方向（列方向）に沿うように配置されている。
　液晶層１６０は負の誘電率異方性を有するネマティック液晶化合物（液晶分子１６２）を有している。液晶層１６０は垂直配向型であり、電圧無印加時に液晶分子１６２は配向膜１２６および配向膜１４６の表面に対してほぼ９０°に配向する。なお、液晶層１６０には必要に応じてカイラル剤が添加されていてもよい。液晶層１６０はクロスニコル配置された偏光板と組み合わされてノーマリーブラックモードの表示を行う。
　図１（ｂ）に示すように、画素電極１２４は複数の単位部を有しており、各単位部は対称性の高い形状を有している。液晶層１６０に電圧が印加されないか、または、印加電圧が比較的低い場合、液晶分子１６２は配向膜１２６、１４６の主面にほぼ垂直に配向する。これに対して、液晶層１６０に電圧が印加されると、液晶層１６０の液晶分子１６２は画素電極１２４の単位部ごとに軸対称（Ｃ∞）に傾斜して配向し、液晶ドメインが形成される。このような液晶表示装置１００はＣＰＡモードとも呼ばれる。
　本実施形態の液晶表示装置１００では、配向膜１２６上の液晶層１６０側に配向維持層１３０が設けられている。配向維持層１３０は光重合性化合物の重合した重合体を含んでいる。また、配向膜１４６上の液晶層１６０側にも配向維持層１５０が設けられている。配向維持層１５０は光重合性化合物の重合した重合体を含んでいる。例えば、配向維持層１３０は配向維持層１５０と同じ材料から構成されている。配向維持層１３０、１５０により、液晶分子１６２は配向膜１２６、１４６の主面の法線方向からわずかに傾いた方向に維持されている。このように、液晶分子１６２の配向方向は配向膜１２６、１４６および配向維持層１３０、１５０によって規定される。配向維持層１３０、１５０は配向膜１２６、１４６上に島状に設けられており、配向膜１２６、１４６の一部の表面が液晶層１６０と接していてもよい。液晶層１６０内に形成された電界に応じて傾斜して配向した液晶分子１６２が重合体によって固定されると、電界が無い状態でも傾斜した配向が維持される。配向膜１２６、１４６上に配向維持層１３０、１５０が形成された後は、配向維持層１３０、１５０が液晶分子１６２のプレチルト方向を規定する。
　図２を参照して上述した配向維持層１３０および１５０の一例を説明する。図２に示したＳＥＭ像は液晶表示装置１００を分解後、液晶材料を除去し、溶剤で洗浄した表面をＳＥＭで観察したものである。図２からわかるように、配向維持層は粒径が５０ｎｍ以下の重合体の粒子を含んでいる。なお、この重合体は粒径１μｍ－５μｍにまで成長することもある。
　光重合性化合物は液晶化合物に溶解し、光重合性化合物および液晶化合物の混合物は液晶材料として用いられる。液晶材料が背面基板１２０、前面基板１４０およびシール剤によって囲まれている場合、液晶材料中の光重合性化合物を重合化することによって配向維持層１３０、１５０が形成され、混合物から液晶層１６０が形成される。なお、液晶層１６０は重合されなかった光重合性化合物を含んでいてもよい。
　ここでは、光重合性化合物として、１個以上の環構造または縮環構造と、上記環構造または縮環構造と直接結合する２つの官能基とを有する重合可能なモノマーが用いられる。例えば、光重合性モノマーは、下記一般式（１）で表されるものから選ばれる。
　　　　　　　　Ｐ1－Ａ1－（Ｚ1－Ａ2）n－Ｐ2　（１）
　一般式（１）において、Ｐ1及びＰ2は官能基であって、それぞれ独立に、アクリレート、メタクリレート、ビニル、ビニロキシ又はエポキシ基であり、Ａ1及びＡ2は環構造であって、それぞれ独立に、１，４－フェニレン又はナフタレン－２，６－ジイル基を表し、Ｚ1は－ＣＯＯ－もしくは－ＯＣＯ－基又は単結合であり、ｎは０、１又は２である。
　一般式（１）において、Ｐ1及びＰ2は好ましくはアクリレート基であり、Ｚ1は好ましくは単結合であり、ｎは好ましくは０又は１である。好ましいモノマーは、例えば、以下の式で表される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　構造式（１ａ）～（１ｃ）において、Ｐ1及びＰ2は一般式（１）において述べたとおりであり、特に好ましいＰ1及びＰ2はアクリレート基である。また、上記の化合物のうちで非常に好ましいのは構造式（１ａ）及び構造式（１ｂ）に示す化合物であり、構造式（１ａ）の化合物が特に好ましい。
　本実施形態の液晶表示装置１００において、前面基板１４０は絶縁基板１４２と対向電極１４４との間に設けられた絶縁層１４８をさらに有している。液晶表示装置１００では、絶縁層１４８は、比抵抗の比較的低い材料から形成された領域１４８Ｌと、比抵抗の比較的高い材料から形成された領域１４８Ｈとを有している。領域１４８Ｌの比抵抗は１０15Ωｃｍ未満であり、領域１４８Ｈの比抵抗は１０15Ωｃｍ以上である。ここで領域１４８Ｌおよび領域１４８Ｈの比抵抗はバルク抵抗である。例えば、領域１４８Ｌおよび領域１４８Ｈは異なる樹脂層から形成されており、領域１４８Ｌの比抵抗は１０13Ωｃｍであり、領域１４８Ｈの比抵抗は１０15Ωｃｍである。領域１４８Ｌの厚さは例えば、１．５μｍであり、領域１４８Ｈの厚さは例えば、１．０μｍである。例えば、領域１４８Ｈを通過する光の透過率は領域１４８Ｌを通過する光の透過率よりも低い。なお、カラーフィルタ層として機能するために、絶縁層１４８には、画素ごとに赤、緑および青などの異なる色が付されていてもよい。あるいは、絶縁層１４８は、可視光領域で透過率の高い透明なレジスト樹脂（例えばアクリル系樹脂）から形成されていてもよい。液晶表示装置１００では、領域１４８Ｌおよび領域１４８Ｈは層状に形成されており、それぞれ、絶縁層１４８Ｌおよび絶縁層１４８Ｈとも呼ばれる。絶縁層１４８の形成は、絶縁層１４８Ｌを堆積した後、絶縁層１４８Ｌの所定の領域を覆う絶縁層１４８Ｈを形成することによって行われる。あるいは、絶縁層１４８Ｌのパターニングによって比抵抗の低い材料が除去された領域に絶縁層１４８Ｈを形成してもよい。
　対向電極１４４は、導電部１４４ａと、導電部１４４ａに囲まれた非導電部１４４ｂとを有している。対向電極１４４は複数の画素電極１２４に共通に設けられている。導電部１４４ａの厚さは１０００Åである。液晶表示装置１００において非導電部１４４ｂは円形状であり、非導電部１４４ｂは開口部とも呼ばれる。絶縁層１４８の領域１４８Ｈは対向電極１４４の非導電部１４４ｂに対応して設けられており、領域１４８Ｈのサイズは少なくとも非導電部１４４ｂよりも大きい。
　なお、図１（ａ）では、領域１４８Ｈの一部は対向電極１４４に覆われているが、領域１４８Ｈは対向電極１４４に覆われることなく、非導電部１４４ｂに設けられてもよい。対向電極１４４の非導電部１４４ｂは、導電層のパターニングによって形成できる。このため、リベットの形成とは異なり、非導電部１４４ｂの形成には導電層のパターニングを行うためのマスクを利用してもよい。
　液晶表示装置１００では、画素電極１２４と対向電極１４４との間に電圧が印加されると、画素電極１２４のエッジと対向電極１４４との間に斜め電界が発生して、液晶分子１６２は画素電極１２４の各単位部を中心として傾斜した軸対称に配向され、軸対称液晶ドメインが形成される。
　本実施形態の液晶表示装置１００では、対向電極１４４の非導電部１４４ｂには絶縁層１４８の領域１４８Ｈが設けられているが、ここで、仮に、領域１４８Ｈが設けられていないとすると、領域１４８Ｌの比抵抗が比較的低いため、液晶層１６０に電圧を印加しても、対向電極１４４の非導電部１４４ｂに対応する等電位線は導電部１４４ａに対応する等電位線に対してなだらかに傾斜することになる。この場合、軸対称傾斜配向の配向中心が安定的に形成されず、配向軸が不安定になって配向不良が発生する。このような配向不良が発生した状態で光重合性モノマーを重合させて配向維持層１３０、１５０を形成すると、液晶分子１６２は画素電極１２４の単位部の中心に対して不均一な配向状態で維持されることになり、軸傾斜配向の対称性が崩れ、表示品位が低下することになる。また、この場合でも、非導電部１４４ｂのサイズを大きくすれば配向を安定化させることができるが、非導電部１４４ｂのサイズを大きくすると、開口率が低下することになる。例えば、緑のカラーフィルタの比抵抗が赤および青のカラーフィルタの比抵抗よりも低い場合、緑画素の配向不良は赤画素および青画素よりも著しくなるため、透過率のバランスが崩れ、ザラツキに見えたりすることがある。
　本実施形態の液晶表示装置１００では比抵抗が１０15Ωｃｍ以上の領域１４８Ｈが設けられており、非導電部１４４ｂに対応する領域１４８Ｈの比抵抗は比較的高い。このため、液晶層１６０に電圧を印加すると、非導電部１４４ｂに対応する等電位線は導電部１４４ａに対応する等電位線に対して著しく傾斜することになり、液晶層１６０に電圧が印加されても、液晶分子１６２は非導電部１４４ｂを中心に軸対称に傾斜配向し、液晶分子１６２の配向中心軸の変動が抑制されている。このような状態で光重合性モノマーを重合させて配向維持層１３０、１５０を形成すると、液晶分子１６２は画素電極１２４の単位部の中心に対して均一な配向状態で維持されることになる。この場合、非導電部１４４ｂのサイズが小さくても、軸対称傾斜配向の配向中心が安定的に形成され、配向軸の変動が抑制されることになり、液晶表示装置１００では配向不良が抑制される。また、領域１４８Ｈの透過率が領域１４８Ｌの透過率よりも低い場合でも、領域１４８Ｈは非導電部１４４ｂに対応しており、領域１４８Ｈに対応する液晶分子１６２はほとんど傾斜しないため、透過率を低減させることなく、配向不良を抑制できる。
　以下、図３を参照して、液晶表示装置１００の作製方法を説明する。
　まず、図３（ａ）に示すように、液晶セル１１０を用意する。液晶セル１１０は、背面基板１２０と、前面基板１４０と、背面基板１２０の配向膜１２６と前面基板１４０の配向膜１４６との間に挟まれた混合物Ｃとを備えている。混合物Ｃは、液晶化合物および光重合性化合物の混合された液晶材料から形成されている。ここでは、光重合性化合物として上述した光重合性モノマーを用いている。液晶材料に対する光重合性モノマーの濃度は０．３０ｗｔ％である。混合物Ｃはシール剤（図３には図示せず）で封止されている。シール剤は光硬化性樹脂（例えば、アクリル系樹脂）であっても良く、または、熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ系樹脂）であってもよい。あるいは、光硬化性および熱硬化性の両方の機能を有していてもよい。
　例えば、液晶セル１１０は以下のように作製される。背面基板１２０および前面基板１４０の一方に矩形枠状にシール剤を付与し、シール剤で囲まれた領域内に液晶材料を滴下する。その後、背面基板１２０および前面基板１４０を貼り合わせ、シール剤を硬化する。なお、このように、液晶材料を滴下することは、液晶滴下法（Ｏｎｅ　Ｄｒｏｐ　Ｆｉｌｌｉｎｇ：ＯＤＦ）とも呼ばれる。ＯＤＦにより、液晶材料の付与を均一および短時間に行うことができ、また、マザーガラス基板に対して一括処理を行うことができる。さらに、液晶材料の廃棄量を減らし液晶材料の効率的な利用を行うことができる。
　あるいは、背面基板１２０および前面基板１４０の一方に、一部開口した矩形枠状に、例えば、熱硬化性樹脂から形成されたシール剤を付与した後、背面基板１２０と前面基板１４０とを貼り合わせ、加熱処理によりシール剤を硬化させて空セルを形成する。その後、背面基板１２０と前面基板１４０との間に液晶材料を注入し、さらに、開口部を封止するために例えば光硬化シール剤を硬化させてもよい。
　次に、電圧を印加した状態で液晶セル１１０に紫外光を照射して液晶材料中の光重合性モノマーを重合させて、図３（ｂ）に示すように、背面基板１２０の配向膜１２６上の液晶層１６０側に配向維持層１３０を形成し、前面基板１４０の配向膜１４６上の液晶層１６０側に配向維持層１５０を形成する。画素電極１２４と対向電極１４４との間に電圧が印加されると、画素電極１２４と対向電極１４４との間に形成された電界に応じて液晶分子１６２は配向する。この状態でポリマーを形成することにより、配向膜１２６、１４６近傍の液晶分子１６２はこの状態で強く規制されることになり、その後、電圧が無印加になっても液晶分子１６２は配向膜１２６、１４６の主面の法線方向に対して傾斜することになる。上記処理は、一般的に室温（例えば、２０℃）で行われる。
　なお、画素電極１２４と対向電極１４４との間に電圧を印加した状態で紫外光の照射を行った後に液晶層１６０内に多くの光重合性モノマーが残存する場合、画素電極１２４と対向電極１４４との間に電圧を印加することなく紫外光を照射して、残存する光重合性モノマーの濃度を低減させてもよい。その後、必要に応じて駆動回路や偏光板を取り付ける。以上のようにして液晶表示装置１００は作製される。
　なお、上述したように、ＯＤＦで液晶セル１１０を作製してもよい。この場合、液晶表示装置１００の作製は以下のように行われる。
　まず、図４（ａ）に示すように、例えば、前面基板１４０に表示領域を規定するシール剤Ｓｅを付与する。シール剤Ｓｅは、例えば光硬化性または熱硬化性樹脂から形成されており、具体的には、アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂から形成されている。あるいは、シール剤Ｓｅは光硬化性および熱硬化性の両方の特性を有する樹脂から形成されている。
　次に、図４（ｂ）に示すように、表示領域に液晶材料Ｌを滴下する。この液晶材料Ｌには液晶化合物および光重合性モノマーが混合されている。
　次に、図４（ｃ）に示すように、前面基板１４０に背面基板１２０を貼り合わせる。貼り合わせは真空雰囲気下で行われる。貼り合わせ後、大気圧に開放される。その後、シール剤Ｓｅに光を照射してシール剤Ｓｅを硬化させる。また、さらに、液晶セル１１０に加熱処理を行い、シール剤Ｓｅを硬化させる。その後、ＰＳＡ用端子出しのため、必要に応じて分断処理する。
　次に、図４（ｄ）に示すように、画素電極１２４と対向電極１４４との間に電圧を印加して液晶セル１１０に光を照射する。電圧の印加は以下のように行われる。例えば、液晶セル１１０のゲート配線に１０Ｖのゲート電圧を印加し続けて各画素に設けられたＴＦＴをオン状態に維持し、全てのソース配線に対し５Ｖのデータ電圧を印加するとともに対向電極に振幅１０Ｖ（最大１０Ｖおよび最小０Ｖ）の矩形波を印加する。これにより、画素電極１２４と対向電極１４４との間に±５Ｖの交流電圧が印加されることになる。このように画素電極１２４と対向電極１４４との間には、液晶表示装置の通常の表示において最高階調を表示するときよりも高い電圧が印加される。なお、背面基板１２０に電圧を印加する場合に、ゲート配線に印加する電圧をソース配線の電圧（すなわち、画素電極１２４の電圧）よりも高くすると、液晶配向の乱れが少なくなり、ザラツキの少ない表示品位が得られる。反対に、ゲート電圧をソース電圧よりも低くすると、画素がフローティング（電圧不安定）してしまう場合があり、液晶配向も不安定になり易く、ザラツキ易くなる。
　このように電圧を印加した状態で紫外光（例えば波長３６５ｎｍのｉ線、約５．８ｍＷ／ｃｍ2）を約３～５分間照射する。この照射により、液晶材料内の光重合性モノマーが重合してポリマーが形成され、図４（ｅ）に示すように配向維持層１３０、１５０が形成される。この照射により、０．１°～５°のプレチルトが付与される。なお、前面基板１４０にカラーフィルタ層が設けられている場合、画素の色に応じて液晶層に到達する波長の強度が異なるため、光の照射は背面基板１２０側から行われる。
　次に、電圧を印加しない状態で、例えば、ブラックライトを用いて約１．４ｍＷ／ｃｍ2の紫外光を１～２時間程度照射する。これにより、先の照射後に液晶層内に残存した光重合性モノマーを更に重合させて、重合性モノマー濃度を低減させる。この照射も背面基板１２０側から行われる。この照射により、液晶材料中に残存する光重合性モノマーは配向維持層１３０、１５０上に吸着し又は化学結合し、加えて、光重合性モノマー同士で重合することになるので、液晶材料中に残存する光重合性モノマーを低減させることが可能となる。残存している光重合性モノマーが多いと、液晶表示装置の動作中に液晶層中に微量に残存している光重合性モノマー同士が更にゆっくりと重合し、焼き付きが発生するおそれがあるが、このように照射を行うことで、焼き付きの発生を防止することができる。なお、上述した電圧印加状態で照射する紫外光と比べると、電圧無印加状態で照射する紫外光の照度は低く、照射時間は一般に長い。以上、これらの一連の工程を「ＰＳＡ処理」ということがある。その後、必要に応じて偏光板や駆動回路が取り付けられる。
　なお、上述した説明では、液晶材料は前面基板１４０に滴下されたが、本発明はこれに限定されない。液晶材料は背面基板１２０に滴下されてもよい。なお、シール剤に光を照射してシール剤の硬化を行う場合、一般的に前面基板の額縁領域にはブラックマトリクスが設けられているため、光は背面基板１２０側から照射することが好ましい。前面基板１４０に液晶材料を滴下した場合、前面基板１４０に背面基板１２０を貼り合わせて形成された液晶セル１１０を反転させることなく液晶セル１１０を、光源が上方に設けられた基板ステージに移動させて、上方の光源から光を照射すれば、背面基板１２０側から照射することができる。このように、前面基板１４０に液晶材料を滴下することにより、液晶表示装置を簡便に作製することができる。
　なお、紫外光照射時の電圧は以下のように印加されてもよい。液晶セル１１０の表示領域の全てのゲート配線に１５Ｖのゲート電圧を印加し続けて各画素に設けられたＴＦＴをオン状態に維持し、全てのソース配線に０Ｖのデータ電圧を印加し、対向電極に振幅１０Ｖ（最大５Ｖ最小－５Ｖ）の矩形波を印加する。これにより、液晶層には±５Ｖの交流電圧が印加された状態となる。
　なお、液晶層に印加される電圧値および紫外線照射時間により、配向規制力やプレチルト角の制御が可能である。また、対向電極の電圧を段階的に増加させることで、画素内の配向状態の乱れを少なくし、ザラツキ感のない表示品位が得られることがある。
　なお、光源としては、低圧水銀ランプ（殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト）、高圧放電ランプ（高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ）、またはショートアーク放電ランプ（超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ）等を用いてもよい。また、光源からの光をそのまま照射してもよく、または、フィルターによって選択した特定の波長（または特定の波長領域）を照射してもよい。
　（実施形態２）
　以下、図５を参照して、本発明による液晶表示装置の第２実施形態を説明する。本実施形態の液晶表示装置１００Ａは、絶縁層１４８Ｈに赤色、緑色および青色が付されている点を除いて上述した実施形態１の液晶表示装置と同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複した説明を省略する。
　液晶表示装置１００Ａにおいて、絶縁層１４８Ｈは、赤を呈する領域１４８Ｒと、緑を呈する領域１４８Ｇと、青を呈する領域１４８Ｂとを有している。絶縁層１４８Ｈの領域１４８Ｒ、１４８Ｇおよび１４８Ｂはそれぞれ顔料分散型レジスト材料から形成されており、顔料分散型レジスト材料には、例えば、顔料の他に、バインダー、光硬化性レジスト（例えば、アクリル系樹脂）および光重合開始剤等が含まれている。領域１４８Ｒ、１４８Ｇおよび１４８Ｂの比抵抗はいずれも１０15Ωｃｍ以上である。絶縁層１４８Ｈはカラーフィルタ層として機能している。
　液晶表示装置１００Ａにおいて、非導電部１４４ｂに対応する絶縁層１４８Ｈの比抵抗は比較的高いため、液晶層１６０に電圧を印加すると、非導電部１４４ｂに対応する等電位線は導電部１４４ａに対応する等電位線に対して著しく傾斜することになり、軸対称傾斜配向の配向中心が安定的に形成され、配向軸の変動が抑制される。このようにして液晶表示装置１００Ａでは配向不良が抑制される。
　なお、ここでは、カラーフィルタ層１４８Ｈの比抵抗が１０15Ωｃｍ以上であったが、本発明はこれに限定されない。絶縁基板１４２と対向電極１４４と間に比抵抗が１０15Ωｃｍ以上の樹脂層を設けてもよい。この樹脂層は平坦化されていてもよく、樹脂層により、画素境界においてカラーフィルタ層１４８Ｒ、１４８Ｇおよび１４８Ｂの一部が重なっていても、配向乱れによるコントラスト低下を抑制することができる。なお、樹脂層上にセル厚を保持するための樹脂スペーサを設けてもよく、あるいは、液晶表示装置１００Ａが透過反射両用型である場合、反射領域において樹脂層上に透明誘電体層を設けてもよい。
　（実施形態３）
　上述した説明では、前面基板が比抵抗の比較的高い領域を含む絶縁層を有していたが、本発明はこれに限定されない。背面基板が比抵抗の比較的高い領域を含む絶縁層を有していてもよい。
　以下、図６を参照して、本発明による液晶表示装置の第３実施形態を説明する。図６（ａ）に、本実施形態の液晶表示装置１００Ｂの模式図を示し、図６（ｂ）に、液晶表示装置１００Ｂの模式的な平面図を示す。なお、図６（ｂ）には、画素電極１２４の導電部１２４ａおよび非導電部１２４ｂを図示している。
　本実施形態の液晶表示装置１００Ｂは、前面基板１４０の絶縁層１４８ではなく背面基板１２０の絶縁層１２８が領域１２８Ｌおよび領域１２８Ｈを含む点を除いて上述した実施形態１の液晶表示装置と同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複した説明を省略する。
　対向電極１４４は、導電部１４４ａと、導電部１４４ａに囲まれた非導電部１４４ｂとを有している。対向電極１４４は複数の画素電極１２４に共通に設けられている。
　液晶表示装置１００Ｂにおいて、絶縁層１２８は、比抵抗の比較的低い材料から形成された領域１２８Ｌと、比抵抗の比較的高い材料から形成された領域１２８Ｈとを有している。領域１２８Ｌの比抵抗は１０15 Ωｃｍ未満であり、領域１２８Ｈの比抵抗は１０15Ωｃｍ以上である。例えば、領域１２８Ｌの比抵抗は１０13Ωｃｍであり、領域１２８Ｈの比抵抗は１０15Ωｃｍである。絶縁層１２８には、画素ごとに赤、緑および青などの異なる色が付されている。
　画素電極１２４は、導電部１２４ａと、その周囲の一部が導電部１２４ａに囲まれた非導電部１２４ｂとを有している。導電部１２４ａはそれぞれが互いに電気的に接続された複数の単位部を有している。非導電部１２４ｂは隣接する単位部の間に対応して設けられており、非導電部１２４ｂの周囲の一部は導電部１２４ａに囲まれている。画素電極１２４の非導電部１２４ｂは、導電層のパターニングによって形成できる。
　絶縁層１２８の領域１２８Ｈは非導電部１２４ｂに対応して設けられている。図６（ａ）では、領域１２８Ｈの一部は導電部１２４ａに覆われているが、領域１２８Ｈは導電部１２４ａに覆われることなく、非導電部１２４ｂに設けられてもよい。
　液晶層１６０に所定の電圧が印加される場合、液晶分子１６２は、画素電極１２４の各単位部を中心として傾斜した軸対称に配向され、軸対称液晶ドメインが形成される。本実施形態の液晶表示装置１００Ｂでは、画素電極１２４の非導電部１２４ｂに対応して領域１２８Ｈが設けられているため、画素電極１２４と対向電極１４４との間に電圧が印加されても、非導電部１２４ｂに対応する等電位線は導電部１２４ａに対応する等電位線に対して著しく傾斜することになる。このため、異なる液晶ドメインの境界が安定的に形成され、液晶表示装置１００Ｂにおいて配向不良が抑制される。また、液晶表示装置１００Ｂでは、隣接する単位部の間に、比抵抗の高い絶縁層１２８Ｈが設けられているため、単位部のエッジ近傍の液晶分子１６２に比較的強い斜め電界が印加されることになり、開口率の実質的な低下が抑制される。
　なお、領域１２８Ｈの透過率は領域１２８Ｌの透過率よりも低くても、領域１２８Ｈに対応する液晶分子１６２は配向膜１２６、１４６の主面の法線方向にほぼ垂直に配向しているため、透過率の低下が抑制されている。なお、上述した説明では、領域１２８Ｈは非導電部１２４ｂに対応して設けられたが、領域１２８Ｈは隣接する画素電極１２４の間に設けられてもよい。
　（実施形態４）
　なお、液晶表示装置１００Ｂでは、背面基板１２０の絶縁層１２８は比抵抗の異なる材料から形成された領域を含んでいたが、本発明はこれに限定されない。
　以下、図７を参照して、本発明による液晶表示装置の第４実施形態を説明する。本実施形態の液晶表示装置１００Ｃは、背面基板１２０の絶縁層１２８Ｈが比抵抗の比較的低い材料から形成される領域を含むことなく比抵抗の比較的高い材料から形成されている点を除いて上述した液晶表示装置１００Ｂと同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複した説明を省略する。
　液晶表示装置１００Ｃにおいて絶縁層１２８Ｈの比抵抗は１０15Ωｃｍである。絶縁層１２８Ｈはアクリル系樹脂から形成されている。絶縁層１２８Ｈは平坦化されていてもよく、あるいは、いわゆる層間膜として機能してもよい。絶縁層１２８Ｈの比抵抗は１０15Ωｃｍ以上である。非導電部１２４ｂに対応する絶縁層１２８Ｈの比抵抗は比較的高いため、液晶層１６０に電圧を印加すると、非導電部１２４ｂに対応する等電位線は導電部１２４ａに対応する等電位線に対して著しく傾斜することになり、液晶ドメインの境界が安定的に形成され、配向不良が抑制される。また、液晶表示装置１００Ｃでは、隣接する画素電極１２４の間にも、比抵抗の高い絶縁層１２８Ｈが設けられているため、画素電極１２４のエッジ近傍の液晶分子１６２に比較的強い斜め電界が印加されることになり、開口率の実質的な低下が抑制される。
　（実施形態５）
　上述した説明では、液晶表示装置はＣＰＡモードであったが、本発明はこれに限定されない。
　以下、図８を参照して、本発明による液晶表示装置の第５実施形態を説明する。図８（ａ）に、本実施形態の液晶表示装置１００Ｄの模式図を示し、図８（ｂ）に、液晶表示装置１００Ｄの模式的な平面図を示す。なお、図８（ｂ）には、液晶表示装置１００Ｄにおける画素電極１２４および液晶分子１６２を図示している。本実施形態の液晶表示装置１００Ｄは、画素電極１２４が異なる形状を有している点を除いて上述した液晶表示装置と同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複した説明を省略する。
　図８（ｂ）に示すように、液晶表示装置１００Ｄにおいて、画素電極１２４は、導電部１２４ａと、その周囲の一部を導電部１２４ａに囲まれた非導電部１２４ｂとを有している。導電部１２４ａは、十字状の幹部１２４ａｊと、幹部１２４ａｊから４つの異なる方向ｄ１～ｄ４に延びた枝部１２４ａｋ１～１２４ａｋ４とを有している。このような画素電極１２４の構造はフィッシュボーン構造とも呼ばれる。なお、幹部１２４ａｊはｘ方向およびｙ方向に延びている。例えば、幹部１２４ａｊの幅は３μｍである。また、枝部１２４ａｋ１、１２４ａｋ２、１２４ａｋ３、１２４ａｋ４の幅は３μｍであり、その間隔（すなわち、枝部１２４ａｋ１～１２４ａｋ４間の非導電部１２４ｂの幅）は３μｍである。ここで、表示画面（紙面）の水平方向（左右方向）を方位角方向の基準とし、左回りに正をとる（表示面を時計の文字盤に例えると３時方向を方位角０°として、反時計回りを正とする）と、方向ｄ１～ｄ４は、それぞれ、１３５°、４５°、３１５°、２２５°である。
　液晶表示装置１００Ｄにおいて液晶層１６０に電圧を印加すると、液晶分子１６２は、図６（ｂ）に示すように、対応する枝部１２４ａｋ１～１２４ａｋ４の延びる方向と平行に配向する。液晶層１６０は垂直配向型であり、液晶層１６０は、枝部１２４ａｋ１によって形成される液晶ドメインＡと、枝部１２４ａｋ２によって形成される液晶ドメインＢと、枝部１２４ａｋ３によって形成される液晶ドメインＣと、枝部１２４ａｋ４によって形成される液晶ドメインＤとを有している。液晶層１６０に電圧が印加されないか、または、印加電圧が比較的低い場合、液晶分子１６２は、画素電極１２４近傍を除いて、図示しない配向膜の主面に垂直に配向する。一方、液晶層１６０に所定の電圧が印加される場合、液晶分子１６２は枝部１２４ａｋ１、１２４ａｋ２、１２４ａｋ３、１２４ａｋ４の延びている方向ｄ１～ｄ４に沿って配向する。
　本明細書において、液晶ドメインＡ～Ｄの中央における液晶分子の配向方向を基準配向方向と呼び、基準配向方向のうち液晶分子の長軸に沿って背面から前面に向かう方向の方位角成分（すなわち、配向膜の主面に投影した方位角成分）を基準配向方位と呼ぶ。基準配向方位は、対応する液晶ドメインを特徴付けており、各液晶ドメインの視野角特性に支配的な影響を与える。表示画面（紙面）の水平方向（左右方向）を方位角方向の基準とし、左回りに正をとると、４つの液晶ドメインＡ～Ｄの基準配向方位は任意の２つの方位の差が９０°の整数倍に略等しい４つの方位となるように設定されている。具体的には、液晶ドメインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの基準配向方位は、それぞれ、３１５°、２２５°、１３５°、４５°である。このように、液晶分子１６２が４つの異なる方位に配向することにより、視野角特性が改善される。
　このように、画素電極がフィッシュボーン構造を有する場合、幹部と枝部との交差部分で液晶分子の配向が乱れて意図しない液晶ドメインが形成されることがある。しかしながら、本実施形態の液晶表示装置１００Ｄでは、隣接する枝部１２４ａｋ１の間の非導電部１２４ｂに対応して比抵抗の比較的高い領域１２８Ｈが設けられており、また、同様に、隣接する枝部１２４ａｋ２～１２４ａｋ４のそれぞれの間の非導電部１２４ｂに対応して比抵抗の比較的高い領域１２８Ｈが設けられているため、枝部１２４ａｋ１～１２４ａｋ４のエッジ近傍で比較的強い斜め電界が印加されることになり、液晶分子１６２の配向が安定し、導電部１２４ａ間の距離（すなわち、非導電部１２４ｂの幅）が短い場合でも、配向不良を抑制することができ、表示品位の低下を抑制できる。
　なお、液晶表示装置はいわゆるＭＶＡモード等他のＶＡモードであってもよい。あるいは、液晶表示装置はさらに他のＥＣＢモードであってもよく、または、液晶表示装置はＴＮモードであってもよい。
　なお、上述した説明では、液晶表示装置は透過型であったが、本発明はこれに限定されない。液晶表示装置は反射型であってもよく、あるいは、透過反射両用型であってもよい。
　なお、参考のために、本願の基礎出願である特願２００９－７５１１０号の開示内容を本明細書に援用する。
　本発明によれば、液晶表示装置の表示品位の低下を抑制することができる。このような液晶表示装置は携帯電話の表示部等の小型表示装置だけでなくテレビジョンセット等の大型表示装置にも好適に用いられる。
　１００　　液晶表示装置
　１２０　　背面基板
　１２２　　絶縁基板
　１２４　　画素電極
　１２４ａ　導電部
　１２４ｂ　非導電部
　１２６　　配向膜
　１２８　　絶縁層
　１３０　　配向維持層
　１４０　　前面基板
　１４２　　絶縁基板
　１４４　　対向電極
　１４４ａ　導電部
　１４４ｂ　非導電部
　１４６　　配向膜
　１４８　　絶縁層
　１５０　　配向維持層
　１６０　　液晶層
　１６２　　液晶分子

Claims (9)

  1. 　第１電極および第１配向膜を有する第１基板と、
    　第２電極および第２配向膜を有する第２基板と、
    　前記第１配向膜および前記第２配向膜に挟まれた液晶層と、
    　前記第１配向膜および前記第２配向膜のそれぞれの前記液晶層側に設けられた配向維持層とを備える、液晶表示装置であって、
    　前記第１電極は、導電部と、その周囲の少なくとも一部を前記導電部に囲まれた非導電部と
    を有しており、
    　前記第１基板は、少なくとも一部が前記第１電極に覆われた絶縁層をさらに有しており、
    　前記絶縁層は、前記非導電部に対応する位置に、比抵抗が１０15Ωｃｍ以上の材料から形成された領域を含む、液晶表示装置。
  2. 　前記絶縁層は、前記導電部と重なる位置に、比抵抗が１０15Ωｃｍ未満の材料から形成された領域をさらに含む、請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 　前記絶縁層は、前記比抵抗が１０15Ωｃｍ未満の材料から形成された前記領域を含む第１絶縁層と、前記比抵抗が１０15Ωｃｍ以上の材料から形成された前記領域を含む第２絶縁層とを有している、請求項２に記載の液晶表示装置。
  4. 　前記第２絶縁層は前記第１絶縁層の前記液晶層側に設けられている、請求項３に記載の液晶表示装置。
  5. 　前記第１基板は前面基板である、請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
  6. 　前記絶縁層はカラーフィルタ層として機能する、請求項５に記載の液晶表示装置。
  7. 　前記第１基板は背面基板である、請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
  8. 　前記第１電極の前記導電部は、それぞれが互いに電気的に接続された複数の単位部を含み、
    　前記絶縁層のうちの前記比抵抗が１０15Ωｃｍ以上の材料から形成された前記領域は、前記複数の単位部のうちの隣接する２つの単位部の間に対応して設けられている、請求項７に記載の液晶表示装置。
  9. 　第１電極および第１配向膜を有する第１基板と、
    　第２電極および第２配向膜を有する第２基板と、
    　前記第１配向膜および前記第２配向膜に挟まれた液晶層と、
    　前記第１配向膜および前記第２配向膜のそれぞれの前記液晶層側に設けられた配向維持層と
    を備える、液晶表示装置であって、
    　前記第１電極は、導電部と、その周囲の一部を前記導電部に囲まれた非導電部とを有しており、
    　前記第１基板は、少なくとも一部が前記第１電極に覆われた絶縁層をさらに有しており、
    　前記絶縁層は、前記導電部と重なる位置に設けられた第１領域と、前記第１領域よりも比抵抗の高い材料から形成された第２領域であって、前記非導電部に対応する位置に設けられた第２領域とを含む、液晶表示装置。
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