WO2017170489A1 - 液晶パネル、液晶パネルの製造方法 - Google Patents
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- G02F2413/01—Number of plates being 1
Definitions
- Some embodiments of the present invention relate to a liquid crystal panel and a method for manufacturing the liquid crystal panel.
- a liquid crystal panel which is a component of a liquid crystal display device, has a structure in which liquid crystal molecules are sandwiched between a pair of substrates.
- a liquid crystal display device when light emitted from a light source such as a backlight transmits a phase of liquid crystal molecules, a phase difference is generated due to birefringence of the liquid crystal molecules, and the polarization state of transmitted light changes.
- a liquid crystal display device an image is displayed by combining such a change in polarization state and the function of polarizing plates arranged in a crossed Nicol arrangement.
- a layer for imparting a phase difference may be provided in addition to the liquid crystal layer in order to change the light transmitted through the liquid crystal molecules into a desired polarization state.
- a layer for imparting a phase difference may be provided in addition to the liquid crystal layer in order to change the light transmitted through the liquid crystal molecules into a desired polarization state.
- Patent Documents 1 and 2 are known.
- an alignment film is first formed on a substrate, and then a polymerizable liquid crystal monomer is aligned using the alignment film.
- the aligned liquid crystal monomer exhibits a phase difference corresponding to the birefringence of the liquid crystal monomer as a whole.
- the liquid crystal monomer is polymerized to obtain a retardation layer in which the alignment state of the liquid crystal monomer is maintained, and then an alignment film is formed again on the surface of the retardation layer, thereby laminating the retardation layer and the alignment film. Forming a structure.
- the liquid crystal panel described in Patent Document 1 by having the retardation layer, the light transmitted through the liquid crystal molecules can be in a desired polarization state.
- Patent Document 2 after forming a layer containing a photoreactive liquid crystal polymer on a substrate, the layer is irradiated with linearly polarized light, and further heated in a predetermined temperature range to form a retardation film. .
- a retardation film By combining such a retardation film with a liquid crystal panel, light transmitted through the liquid crystal molecules can be brought into a desired polarization state.
- liquid crystal panels called “in-cell type” have been studied.
- the “in-cell type” means an optical element such as a polarizing plate or a retardation layer on the liquid crystal layer side of the substrate, that is, inside the liquid crystal cell, in a liquid crystal panel having a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates. It refers to the structure where is placed.
- the “in-cell type” liquid crystal panel contributes to reducing the thickness and weight of the device and can further improve the display performance.
- the liquid crystal cell when the retardation layer is disposed inside the liquid crystal cell, the liquid crystal cell is configured using a substrate in which the retardation layer and the alignment film of the liquid crystal layer are stacked.
- substrate which has such a laminated structure can be manufactured by the method of the above-mentioned patent document 1, for example. Moreover, bonding the retardation film of the above-mentioned patent document 2 inside a board
- Some aspects of the present invention have been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a liquid crystal panel having a novel structure that is thinned. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a liquid crystal panel that can easily manufacture such a liquid crystal panel.
- a pair of substrates, a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, and a liquid crystal layer provided on at least one liquid crystal layer side of the pair of substrates have birefringence.
- the second polymer material having a second photofunctional group in the side chain is used as a forming material, and the first photofunctional group and the second photofunctional group are composed of an isomerization reaction, a dimerization reaction, and a Fries rearrangement reaction.
- the retardation layer further includes the second polymer material so that the content rate gradually increases in a direction away from the substrate, and the alignment film includes the substrate. So that the content rate gradually decreases in the direction away from the first height.
- a liquid crystal panel further including child material is provided.
- a mixed solution comprising, on a substrate, a first polymer material having a first photofunctional group and a second polymer material having a second photofunctional group in a side chain. And then removing the solvent to form a laminated film of the first coating film using the first polymer material as the forming material and the second coating film using the second polymer material as the forming material.
- a method for producing a liquid crystal panel which is a group that causes at least one photoreaction selected from the group consisting of
- liquid crystal panel having a novel structure that is thinned. Moreover, the manufacturing method of the liquid crystal panel which makes it possible to manufacture such a liquid crystal panel easily can be provided.
- FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the liquid crystal panel of the first embodiment.
- Process drawing which shows the manufacturing method of the liquid crystal panel which concerns on 2nd Embodiment.
- Process drawing which shows the manufacturing method of the liquid crystal panel which concerns on 2nd Embodiment.
- Process drawing which shows the manufacturing method of the liquid crystal panel which concerns on 2nd Embodiment.
- Process drawing which shows the manufacturing method of the liquid crystal panel which concerns on 2nd Embodiment.
- Process drawing which shows the manufacturing method of the liquid crystal panel which concerns on 2nd Embodiment.
- the schematic diagram which shows the characteristic of the obtained opposing board
- Process drawing which shows the manufacturing method of the liquid crystal panel which concerns on 2nd Embodiment.
- Process drawing which shows the manufacturing method of the liquid crystal panel which concerns on 2nd Embodiment.
- Process drawing which shows the manufacturing method of the liquid crystal panel which concerns on 2nd Embodiment.
- Sectional drawing which shows the liquid crystal panel of 4th Embodiment typically.
- Explanatory drawing which shows the effect of a liquid crystal display device.
- Explanatory drawing which shows the effect of a liquid crystal display device.
- FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a liquid crystal panel of the present embodiment.
- the liquid crystal panel 100 of this embodiment includes an element substrate 10, a counter substrate 20, and a liquid crystal layer 30.
- the element substrate 10 includes a TFT substrate 11 and an alignment film 13 provided on the surface of the TFT substrate 11 on the liquid crystal layer 30 side.
- the TFT substrate 11 corresponds to part of “a pair of substrates” in one embodiment of the present invention.
- the TFT substrate 11 has a driving TFT element (not shown).
- the drain electrode, the gate electrode, and the source electrode of the driving TFT element are electrically connected to the pixel electrode, the gate bus line, and the source bus line, respectively.
- Each pixel is electrically connected via an electric wiring of a source bus line and a gate bus line.
- IPS In-plane switching
- FFS fringe field switching
- the TFT substrate 11 has a common electrode (not shown).
- each member of the TFT substrate 11 As a forming material of each member of the TFT substrate 11, a generally known material can be used.
- IGZO a quaternary mixed crystal semiconductor material containing indium (In), gallium (Ga), zinc (Zn), and oxygen (O)
- the resulting semiconductor layer has a small off-leakage current, so that charge leakage is suppressed. Thereby, the rest period after voltage application to the liquid crystal layer can be lengthened. As a result, the number of times of voltage application during the period for displaying an image can be reduced, and the power consumption of the liquid crystal panel can be reduced.
- the TFT substrate 11 may be an active matrix type in which each pixel is provided with a driving TFT, or may be a simple matrix type liquid crystal panel in which each pixel is not provided with a driving TFT.
- the alignment film 13 has a function of imparting alignment regulating force to liquid crystal molecules in contact with the surface.
- a material for forming the alignment film 13 for example, a known material such as polyimide can be used.
- the alignment film 13 may be obtained by rubbing a polyimide film in a predetermined direction and imparting an alignment regulating force.
- the alignment film forming material has a photofunctional group, and the alignment regulating force is obtained by light irradiation. It may be given.
- the counter substrate 20 includes, for example, a color filter substrate 21, a retardation layer 22 provided on the surface of the color filter substrate 21 on the liquid crystal layer 30 side, and an alignment provided on the surface of the retardation layer 22 in contact with the retardation layer 22. And a film 23.
- the color filter substrate 21 corresponds to part of “a pair of substrates” in one embodiment of the present invention.
- the color filter substrate 21 is, for example, a red color filter layer that absorbs part of incident light and transmits red light, a green color filter layer that absorbs part of incident light and transmits green light, and It has a blue color filter layer that partially absorbs and transmits blue light. Further, the color filter substrate 21 may have an overcoat layer covering the surface for the purpose of flattening the substrate surface and preventing elution of the color material component from the color filter layer.
- the retardation layer 22 is an optical element that is formed using a birefringent material and imparts a predetermined retardation (retardation) to incident linearly polarized light.
- the retardation layer 22 of the present embodiment is directly provided on the surface of the color filter substrate 21 without using an alignment film.
- the material for forming the retardation layer 22 is a polymer material having a photofunctional group.
- the material for forming the retardation layer 22 corresponds to the “first polymer material” in one embodiment of the present invention, and the photofunctional group included in the material for forming the retardation layer 22 is the “first light” in one embodiment of the present invention. Corresponds to "functional group”.
- the first polymer material has at least one selected from the group consisting of a polyimide skeleton, a polyamic acid skeleton, and a (meth) acryl skeleton as a main chain skeleton.
- the first photofunctional group is a group that absorbs light and causes at least one photoreaction selected from the group consisting of an isomerization reaction, a dimerization reaction, and a Fries rearrangement reaction.
- Examples of the first photofunctional group include at least one selected from the group consisting of a cinnamate group (the following formula (1)), an azobenzene group (the following formula (2)), and a chalcone group (the following formula (3)).
- the first photofunctional group may be included in the main chain skeleton of the first polymer material, or may be included in the side chain of the first polymer material. Since it can suppress the light irradiation amount for generating, it is more preferable to be contained in a side chain.
- the hydrogen atom may be substituted with a monovalent organic group or a fluorine atom
- the hydrogen atom may be substituted with a monovalent organic group
- the hydrogen atom may be substituted with a monovalent organic group
- photofunctional groups cause photoisomerization and dimerization reaction by absorbing light in the absorption band of each photofunctional group.
- the coating film containing the material for forming the retardation layer 22 is irradiated with polarized light. Thereby, the anisotropy according to the polarization direction and the irradiation direction can be imparted to the coating film.
- the coating film after irradiation with polarized light is heat-treated. Thereby, the molecular motion of the polymer constituting the coating film is facilitated.
- the polymer is oriented in a predetermined direction triggered by the anisotropy imparted to the coating film by irradiation with polarized light.
- this phenomenon of orientation by heating may be referred to as “self-organization”.
- the retardation layer 22 in which the orientation order of the polymer is sufficiently improved can be formed.
- the retardation layer 22 exhibits appropriate birefringence as a retardation layer.
- the alignment film 23 has a function of giving alignment regulating force to liquid crystal molecules in contact with the surface.
- the material for forming the alignment film 23 is a polymer material having a photofunctional group in the side chain.
- the material for forming the alignment film 23 corresponds to the “second polymer material” in one embodiment of the present invention, and the photofunctional group included in the material for forming the alignment film 23 is the “second photofunctional group in one embodiment of the present invention. It corresponds to.
- the second polymer material has at least one selected from the group consisting of a polyimide skeleton, a polyamic acid skeleton, a (meth) acryl skeleton, and a siloxane skeleton (the following formula (4)) as a main chain skeleton.
- a siloxane skeleton is preferable as the main chain skeleton of the second polymer material.
- R 1 and R 2 represent a monovalent organic group.
- the second photofunctional group is a group that absorbs light and causes at least one photoreaction selected from the group consisting of an isomerization reaction, a dimerization reaction, and a Fries rearrangement reaction.
- the second photofunctional group include a chalcone group (the above formula (3)), a coumarin group (the following formula (5)), a cinnamate group (the above formula (1)), an azobenzene group (the above formula (2)), Examples thereof include at least one selected from the group consisting of a stilbene group (the following formula (6)).
- the hydrogen atom may be substituted with a monovalent organic group
- the hydrogen atom may be substituted with a monovalent organic group
- the second photofunctional group may be directly bonded to the silicon atom included in the siloxane skeleton described above, or may be included in the side chain bonded to the silicon atom. Since the photoreaction is easy and the amount of light irradiation for causing the photoreaction can be suppressed, the second photofunctional group is preferably contained in the side chain. Also, not all side chains need to contain photofunctional groups, and for the purpose of improving thermal and chemical stability, they contain non-photoreactive side chains such as thermally functionalized polymerizable functional groups. You may go out.
- the second photofunctional group causes photoisomerization and dimerization reaction by absorbing polarized light in the absorption band of each photofunctional group.
- the second photofunctional group absorbs polarized light of the second wavelength to change its structure, and the alignment film 23 defines the alignment direction of the liquid crystal molecules in contact with the surface in an arbitrary direction. That is, the alignment film 23 can define the alignment direction of the liquid crystal molecules in an arbitrary direction according to the irradiation direction of the polarized light having the second wavelength when formed.
- the second photofunctional group may be the same functional group as the first photofunctional group. Further, the second wavelength and the first wavelength may be the same wavelength.
- a polymer material represented by the following formula (7) can be exemplified.
- R 1 represents a monovalent organic group.
- R 3 represents a single bond or a divalent organic group.
- R represents a hydrogen atom, a fluorine atom or a monovalent organic group.
- N represents Represents an integer of 2 or more
- the retardation layer 22 further includes a second polymer material so that the content rate gradually increases in a direction away from the color filter substrate 21.
- the alignment film 23 further includes a first polymer material so that the content rate gradually decreases in a direction away from the color filter substrate 21.
- TOF-SIMS time-of-flight secondary ion mass spectrometry
- GCIB gas cluster ion beam
- the liquid crystal layer 30 includes liquid crystal molecules.
- the liquid crystal molecules for example, a positive liquid crystal having a positive dielectric anisotropy may be used, or a negative liquid crystal having a negative dielectric anisotropy may be used.
- the liquid crystal molecules are given orientation according to the alignment regulating force of the alignment films 13 and 23 in the state where no voltage is applied.
- the liquid crystal panel 100 includes a seal portion that is sandwiched between the element substrate 10 and the counter substrate 20 and surrounds the periphery of the liquid crystal layer 30, and a spacer that is a columnar structure for defining the thickness of the liquid crystal layer 30. It may be.
- FIGSecond Embodiment 2 to 11 are process diagrams showing a method of manufacturing a liquid crystal panel according to the second embodiment of the present invention.
- the manufacturing method of this embodiment will be described by explaining the process of manufacturing the counter substrate 20 used in the liquid crystal panel shown in FIG.
- symbol is attached
- a solution containing a first polymer material having a first photofunctional group and a second polymer material having a second photofunctional group is applied onto the color filter substrate 21.
- the coating film 24 is formed.
- the second photofunctional group does not cause a photoreaction in the second polymer material.
- the first polymer material and the second polymer in such a combination that, even if a photoreaction occurs, even if a photoreaction occurs, the change caused by the photoreaction is alleviated and returned to the state before the light irradiation in the subsequent heating step It is preferable to use a material. In the present embodiment, the first polymer material and the second polymer material having such physical properties are used.
- the same material as the first polymer material described above can be used.
- a polymer having a polyamic acid skeleton as the main chain and an azobenzene group as the first photofunctional group is used.
- the second polymer material the same material as the second polymer material described above can be used.
- a polymer having a siloxane skeleton as the main chain skeleton and a cinnamate group in the side chain as the second photofunctional group is used.
- a solution in which the first polymer material and the second polymer material are dissolved is applied using a mixed solvent in which N-methylpyrrolidone and ethylene glycol monobutyl ether are mixed at a ratio of 1: 1.
- the first polymer material and the second polymer material are dissolved so as to have a mass ratio of 10: 1.
- the solid content concentration of a solution is 15 mass%, for example.
- the coating method of the solution various known methods can be adopted as long as a coating film having a desired film thickness can be obtained.
- a spin coating method a bar coating method, an ink jet method, a slit coating method, a screen printing method, or the like can be employed.
- the solution is applied by using a spin coating method.
- the coating film 24 is left standing or heated at a low temperature to remove the solvent, so that the coating film 24 is caused by the physical properties of the first polymer material and the second polymer material. Then, it is gradually separated into two layers of the first coating film 22X and the second coating film 23X.
- the first coating film 22X contains the first polymer material.
- the second coating film 23X contains a second polymer material.
- the surface energy of the second polymer material is preferably lower than the surface energy of the first polymer material.
- the molecular weight of the second polymer material is preferably lower than the molecular weight of the first polymer material.
- the specific gravity of the second polymer material is preferably lower than the specific gravity of the first polymer material.
- the properties of the first polymer material and the properties of the second polymer material described above can be adjusted by controlling the degree of polymerization of each polymer material and the structure of the side chain.
- a laminated film 25A in which the first coating film 22A and the second coating film 23A are laminated is formed.
- the stacked film 25A corresponds to the stacked film in one embodiment of the present invention.
- the solvent may be removed and drying may be promoted by standing, heating, decompression, blowing, and a combination thereof.
- the two-layer separation can be promoted while removing the solvent by heating (prebaking) at 60 ° C. for 5 minutes.
- the film thickness of the obtained first coating film 22A is, for example, 2000 nm
- the film thickness of the obtained second coating film 23A is, for example, 200 nm.
- the drying process for obtaining the first coating film 22A and the second coating film 23A may be referred to as “temporary drying”.
- the obtained laminated film is irradiated with polarized light (polarized light having a first wavelength).
- polarized light polarized light having a first wavelength
- ultraviolet rays having a peak wavelength of 365 nm are irradiated at 1 J / cm 2 from the substrate normal direction.
- the second photofunctional group in the second polymer material.
- the first polymer material and the second polymer material are used in such a combination that does not cause or hardly causes photoreaction.
- the first coating 22A undergoes a structural change of the first photofunctional group due to polarized light irradiation, resulting in a first coating 22B having an in-plane retardation.
- the structural change by polarized light irradiation does not arise. In this way, the laminated film 25B is obtained.
- the laminated film after irradiation with polarized light is heated, for example, at 200 ° C. for 60 minutes using a clean oven.
- self-organization of the first polymer material is promoted, a large in-plane retardation is developed, and the polyamic acid, which is the main chain skeleton of the first polymer material, is cyclized into a polyimide to form a phase difference.
- Layer 22 is obtained.
- the residual solvent that has not been volatilized in the temporary drying process described above is sufficiently volatilized.
- the second polymer material has a polymerizable functional group that thermally crosslinks to the side chain
- the crosslinking reaction is accelerated and a stable polymer film is obtained.
- the 2nd coating film 23B is obtained and the laminated film 25C is obtained.
- the laminated film after heating is irradiated with polarized light (polarized light having a second wavelength).
- polarized light polarized light having a second wavelength
- ultraviolet light having a peak wavelength of 313 nm is irradiated at 20 mJ / cm 2 .
- the polarization axis of the irradiated ultraviolet ray intersects with the polarization axis of the polarized light having the first wavelength irradiated when the retardation layer 22 is formed in plan view.
- the polarization axis of the irradiated ultraviolet ray intersects with the polarization axis of the polarized light irradiated when forming the retardation layer 22 at an angle of 45 ° in plan view.
- the polarized light applied to the laminated film after heating is irradiated with light having an intensity that does not destroy the alignment order of the retardation layer 22.
- the polarized light to be irradiated in FIG. 7 is irradiated with 500 mJ / cm 2 of ultraviolet light having a wavelength of 254 nm, a desired alignment film 23 is formed, but the alignment order of the retardation layer 22 is disturbed by the irradiated ultraviolet light, and the phase difference It will no longer function as layer 22.
- strength and irradiation amount of the polarized light to irradiate it is good to set the light intensity from which the orientation film 23 is obtained, maintaining the orientation order of the phase difference layer 22 by performing a preliminary experiment suitably.
- the second coating film 23B a difference occurs between the alignment regulating force in the same direction as the irradiation polarization axis and the alignment regulating force in the direction perpendicular to the polarization axis of the polarized light, and the alignment film 23 is obtained. In this way, the counter substrate 20 is formed.
- the retardation layer 22 and the alignment film 23 are formed and stacked on the color filter substrate 21 one by one, the retardation layer 22 does not contain the second polymer material, and the alignment film 23 has the first polymer. Material is not included. Therefore, when each layer is formed in this manner, when the content of the first polymer material is measured in the thickness direction in the retardation layer 22 and the alignment film 23, the content of the first polymer material is It becomes discontinuous at the interface between the retardation layer 22 and the alignment film 23. Similarly, when the content of the second polymer material is measured in the thickness direction in the retardation layer 22 and the alignment film 23, the content of the second polymer material is the interface between the retardation layer 22 and the alignment film 23.
- the phase difference layer 22 and the alignment film 23 in one embodiment of the present invention are different from each other.
- the retardation layer 22 further includes a second polymer material so that the content rate gradually increases in a direction away from the color filter substrate 21.
- the alignment film 23 further includes a first polymer material so that the content rate gradually decreases in a direction away from the color filter substrate 21.
- FIG. 8 is a schematic diagram showing the characteristics of the counter substrate 20 obtained as described above, and is a diagram when the counter substrate 20 is viewed from the substrate normal direction.
- the slow axis of the obtained retardation layer 22 is the direction of D3.
- the direction of the polarization axis of the polarized light to be irradiated in FIG. 14 is a code D2 that intersects the code D1 at an angle of 45 °
- the alignment direction of the liquid crystal molecules in the obtained alignment film 23 is the direction D4.
- the alignment film 13 on the element substrate 10 side shown in FIG. 1 can also be produced using a solution containing the first polymer material and the second polymer material.
- the first coating film 12A and A laminated film 15A with the second coating film 13A is formed.
- the first coating film 12A has the same composition as the first coating film 22A described above
- the second coating film 13A has the same composition as the second coating film 23A described above.
- the laminated film is heated at 200 ° C. for 60 minutes, for example.
- the polyamic acid which is the main chain skeleton of the first polymer material
- the 1st coating film 12 is a film
- the residual solvent that has not been volatilized by the temporary drying treatment is sufficiently volatilized.
- the second polymer material contains a polymerizable functional group that thermally crosslinks to the side chain, the thermal crosslinking reaction is promoted and a more stable polymer film is obtained. Thereby, the 2nd coating film 13B is obtained and the laminated film 15B is obtained.
- the laminated film after heating is irradiated with polarized light (polarized light having a second wavelength).
- polarized light For example, ultraviolet light having a peak wavelength of 313 nm is irradiated at 20 mJ / cm 2 .
- a liquid crystal panel is obtained by sandwiching liquid crystal molecules by a known method between the obtained element substrate 10 and the counter substrate 20.
- the first photofunctional group of the first polymer material is different from the second photofunctional group of the second polymer material.
- the present invention is not limited to this.
- a method for manufacturing the liquid crystal panel according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 7 and 9 to 11 as appropriate.
- the first polymer material a polymer having a polymethacrylate skeleton as a main chain and a cinnamate group as a first photofunctional group in a side chain is used.
- the second polymer material a polymer having a siloxane skeleton as the main chain skeleton and a cinnamate group in the side chain as the second photofunctional group is used.
- the first polymer material having the first photofunctional group and the second high functional material having the second photofunctional group are used on the color filter substrate 21, the first polymer material having the first photofunctional group and the second high functional material having the second photofunctional group are used.
- a solution containing a molecular material is applied, and the solvent is removed from the resulting coating film.
- a laminated film 25A in which the first coating film 22A and the second coating film 23A are laminated as shown in FIG. 4 is formed.
- the film thickness of the first coating film 22A is, for example, 1500 nm.
- the obtained laminated film is irradiated with polarized light (polarized light having a first wavelength). For example, 5 mJ / cm 2 of ultraviolet light having a peak wavelength of 313 nm is irradiated from the substrate normal direction.
- the laminated film is heated at 180 ° C. for 30 minutes, whereby the polymer self-organization occurs in the laminated film, and the retardation layer 22 in which the alignment order is amplified is obtained. can get.
- ultraviolet light having a peak wavelength of 313 nm is irradiated at 20 mJ / cm 2 .
- the alignment film 23 is obtained as described above.
- the manufacturing method of the present embodiment even when an acrylic polymer material having a higher solubility in a solvent than polyimide is used as a material for forming the retardation layer 22, the formation of the retardation layer 22 is performed.
- the solvent does not come into contact with the retardation layer 22 later. Therefore, deterioration of the retardation layer in the manufacturing process can be suppressed.
- the first polymer material used is a polymethacrylate having a main chain skeleton having high transparency
- the retardation layer 22 having excellent light transmittance can be obtained. Therefore, a liquid crystal panel with high light transmittance is obtained.
- FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing the liquid crystal panel 150 of the fourth embodiment, and corresponds to FIG. As shown in FIG. 12, the liquid crystal panel 150 of this embodiment includes an element substrate 15, a counter substrate 25, and a liquid crystal layer 30.
- the element substrate 15 has an alignment maintaining layer 16 provided on the surface of the alignment film 13 on the liquid crystal layer 30 side.
- the counter substrate 25 has an alignment maintaining layer 26 provided on the surface of the alignment film 23 on the liquid crystal layer 30 side.
- the alignment maintaining layers 16 and 26 are made of a photopolymerized material, and define the function of regulating the alignment direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 30 and improving the alignment regulating force when no voltage is applied to the liquid crystal layer 30. It has the function to do.
- the alignment maintaining layers 16 and 26 include 0.5 mass of biphenyl-4,4′-diyl-bis (2-methyl acrylate) as a polymerizable monomer with respect to 100 mass% of the liquid crystal molecules used in the liquid crystal layer 30. % Is added as a forming material.
- the polymerizable monomer added in a small amount of 0.5% by mass with respect to the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 30 forms an alignment maintaining layer that is deposited on the surface of the alignment film.
- the alignment maintaining layers 16 and 26 are obtained by irradiating with 2 J / cm 2 of ultraviolet light having a central wavelength of around 350 nm in a state where no voltage is applied in a liquid crystal panel including the liquid crystal layer 30 to which a polymerizable monomer is added.
- the liquid crystal panel 150 having such alignment maintaining layers 16 and 26 has a high quality in which image sticking is suppressed in addition to the effect of one embodiment of the present invention.
- [Fifth Embodiment] 13 to 15 are schematic diagrams for explaining a liquid crystal display device 1000 having the above-described liquid crystal panel.
- the liquid crystal display device 1000 includes a liquid crystal panel 300 and a backlight 500 provided on the element substrate 10 side of the liquid crystal panel 300.
- the liquid crystal panel 300 includes the liquid crystal panel 100 described above, a retardation plate 150 provided on the surface of the counter substrate 20 of the liquid crystal panel 100, a polarizing plate 201 provided on the surface of the element substrate 10 of the liquid crystal panel 100, The polarizing plate 202 is provided on the surface of the phase difference plate 150.
- the retardation plate 150 is a ⁇ / 4 retardation plate.
- As the phase difference plate 150 a well-known thing can be employ
- the polarizing plates 201 and 202 those having a generally known configuration can be used.
- the polarizing plates 201 and 202 have, for example, a crossed Nicols arrangement.
- the transmission axes of the polarizing plates 201 and 202 orthogonal to each other intersect with the slow axes of the retardation layer 22 and the retardation plate 150 at 45 ° in a plan view.
- the display screen is viewed from the counter substrate 20 side.
- FIG. 14 and 15 are explanatory views showing the effects of the liquid crystal display device 1000.
- FIG. 14 when black display is performed in the liquid crystal display device 1000, the light L ⁇ b> 1 that is natural light emitted from a backlight (not shown) passes through the polarizing plate 201 and becomes linearly polarized light P ⁇ b> 1. , Enters the liquid crystal panel 100.
- the linearly polarized light P ⁇ b> 1 passes through the element substrate 10, the liquid crystal layer 30 in the no-charge application state, and the alignment film 23.
- the linearly polarized light P1 passes through the retardation layer 22, the linearly polarized light P1 is converted into, for example, right circularly polarized light CP1.
- the right circularly polarized light CP ⁇ b> 1 passes through the color filter substrate 21 and is then converted again to the linearly polarized light P ⁇ b> 1 by the phase difference plate 150.
- the linearly polarized light P1 is shielded from light by the polarizing plate 202 having a crossed Nicol arrangement, and a black display is realized.
- the external light E1 which is natural light inserted into the liquid crystal display device 1000 during black display, passes through the polarizing plate 202 and becomes linearly polarized light P2.
- the polarization axes of the linearly polarized light P1 and the linearly polarized light P2 are orthogonal to each other.
- the linearly polarized light P2 is converted into left circularly polarized light CP2 by the phase difference plate 150.
- the left circularly polarized light CP2 When the left circularly polarized light CP2 is reflected on each interface in the counter substrate 20 without being incident on the phase difference layer 22, it becomes the right circularly polarized light CP1.
- the right circularly polarized light CP1 is converted into linearly polarized light P1 by the phase difference plate 150.
- the linearly polarized light P1 is shielded by the polarizing plate 202 having a crossed Nicols arrangement.
- the left circularly polarized light CP2 when the left circularly polarized light CP2 is incident on the phase difference layer 22, it is converted again into the linearly polarized light P2.
- the linearly polarized light P2 is reflected at each interface on the counter substrate 20 side with respect to the retardation layer 22, and is again converted into the left circularly polarized light CP2 when entering the retardation layer 22 again.
- the left circularly polarized light CP ⁇ b> 2 is converted again into the linearly polarized light P ⁇ b> 2 by the phase difference plate 150 and passes through the polarizing plate 202.
- the amount of the external light component reflected at each interface closer to the counter substrate 20 than the retardation layer 22 is transmitted through the polarizing plate 202 and the color filter substrate 21 twice, so that the amount of light is attenuated. For this reason, the amount of external light returning to the viewing side is greatly attenuated, and a reduction in visibility due to external light can be suppressed.
- the light L ⁇ b> 1 that is natural light emitted from a backlight (not shown) passes through the polarizing plate 201 and becomes linearly polarized light P ⁇ b> 1.
- linearly polarized light P2 is obtained.
- the linearly polarized light P2 passes through the retardation layer 22, the linearly polarized light P2 is converted into, for example, left circularly polarized light CP2.
- the left circularly polarized light CP ⁇ b> 2 passes through the color filter substrate 21 and is then converted again to the linearly polarized light P ⁇ b> 2 by the phase difference plate 150.
- the linearly polarized light P2 is transmitted through the polarizing plate 202 in the crossed Nicols arrangement, and white display is realized.
- the external light E1 which is natural light that is inserted into the liquid crystal display device 1000 during white display, passes through the polarizing plate 202 to become linearly polarized light P2, and is converted into left circularly polarized light CP2 by the phase difference plate 150.
- the linearly polarized light P1 is reflected at each interface closer to the counter substrate 20 than the retardation layer 22 and passes through the liquid crystal layer 30 to become linearly polarized light P2 again.
- the linearly polarized light P ⁇ b> 2 is incident again on the retardation layer 22, it is converted again to the left circularly polarized light CP ⁇ b> 2, and the left circularly polarized light CP ⁇ b> 2 is converted again to the linearly polarized light P ⁇ b> 2 by the retardation plate 150 and passes through the polarizing plate 202.
- liquid crystal display device 1000 it is possible to display a good image without reducing visibility due to external light.
- a transmissive liquid crystal panel is shown as the liquid crystal panel 100, but the present invention is not limited to this.
- the liquid crystal panel according to one embodiment of the present invention may be a reflective type or a transflective type. Further, it may be applied to a liquid crystal panel for displaying a three-dimensional image.
- Some embodiments of the present invention can be applied to a thinned liquid crystal panel having a novel configuration, a liquid crystal panel manufacturing method that makes it easy to manufacture such a liquid crystal panel, and the like.
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Abstract
一対の基板と、一対の基板に挟持された液晶層と、一対の基板の少なくとも一方の液晶層側に設けられ、複屈折性を有する位相差層と、位相差層の表面に接して設けられた配向膜と、を備え、位相差層は、第1光官能基を有する第1高分子材料を形成材料とし、配向膜は、第2光官能基を側鎖に有する第2高分子材料を形成材料とし、第1光官能基および第2光官能基は、異性化反応、二量化反応、フリース転位反応からなる群から選ばれる少なくとも1つの光反応を生じる基であり、前記位相差層は、前記基板から遠ざかる方向に含有率が漸増するように前記第2高分子材料をさらに含み、前記配向膜は、前記基板から遠ざかる方向に含有率が漸減するように前記第1高分子材料をさらに含む液晶パネル。
Description
本発明のいくつかの態様は、液晶パネル、液晶パネルの製造方法に関するものである。
本願は、2016年4月1日に、日本に出願された特願2016-074428号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2016年4月1日に、日本に出願された特願2016-074428号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
液晶表示装置の構成部品である液晶パネルは、一対の基板の間に液晶分子を挟持した構造を有している。液晶表示装置においては、バックライト等の光源から射出された光が液晶分子の相を透過する際に、液晶分子の複屈折により位相差を生じ、透過光の偏光状態が変化する。液晶表示装置においては、このような偏光状態の変化と、クロスニコル配置された偏光板の機能と、を組み合わせることにより、画像表示を行っている。
上述のような液晶表示装置では、液晶分子を透過した光を所望の偏光状態とするために、液晶層の他に位相差を付与する層を設けることがある。このような構成については、たとえば特許文献1,2に記載されたようなものが知られている。
特許文献1では、まず基板上に配向膜を形成し、次いで、当該配向膜を用いて重合性液晶モノマーを配向させる。配向させた液晶モノマーは、全体として液晶モノマーの複屈折性に応じた位相差を呈する。この状態で液晶モノマーを重合させ、液晶モノマーの配向状態が保持された位相差層を得た後、位相差層の表面に再度配向膜を形成することで、位相差層と配向膜との積層構造を形成している。特許文献1に記載された液晶パネルでは、位相差層を有することで、液晶分子を透過した光を所望の偏光状態とすることができる。
特許文献2では、基板上に光反応性の液晶ポリマーを含む層を形成した後、当該層に直線偏光を照射し、さらに所定の温度範囲で加熱することにより、位相差フィルムを形成している。このような位相差フィルムを液晶パネルと組み合わせることで、液晶分子を透過した光を所望の偏光状態とすることができる。
近年、「インセル型」と称される液晶パネルが検討されている。ここで、「インセル型」とは、一対の基板の間に液晶層を挟持した構成の液晶パネルにおいて、基板の液晶層側に、すなわち液晶セルの内側に偏光板や位相差層等の光学要素を配置した構造のことを指す。「インセル型」の液晶パネルは、装置の薄型化、軽量化に寄与し、さらに表示性能を向上させることができる。
インセル型の液晶パネルにおいて、位相差層を液晶セルの内側に配置する場合、位相差層と液晶層の配向膜とが積層した基板を用いて液晶セルを構成する。このような積層構造を有する基板は、例えば、上述の特許文献1に記載の方法により製造することができる。
また、上述の特許文献2に記載の位相差フィルムを基板内側に貼合することが考えられる。
また、上述の特許文献2に記載の位相差フィルムを基板内側に貼合することが考えられる。
しかし、上記特許文献1の方法では、位相差層を形成するために別途配向膜を形成する必要があり、プロセスが煩雑である。プロセスが煩雑になると、形成する膜に不純物が混入し歩留まりが低下するおそれが高まる。また、位相差層を形成するための配向膜は、単独では光学的に寄与しない一方で、液晶セルの全体の厚みを増す原因となっており、改善が求められていた。
また、上記特許文献2の位相差フィルムを基板内側に貼合する場合、液晶パネルが有する配向膜との関係において課題が生じる。すなわち、液晶ポリマーを形成材料とする位相差フィルムが配向膜を兼ねることとすると、位相差方向と液晶配向方向が一致するため、液晶パネルの構成が限定されてしまい、実用的な表示性能を得るための構造の調製ができない。また、位相差フィルムが配向膜を兼ねないこととすると、位相差フィルムの表面に別途配向膜を形成する必要がある。しかしこの場合、配向膜形成時に用いる溶媒、光、熱などが位相差フィルムの特性に悪影響を与えることが容易に予想できる。
本発明のいくつかの態様はこのような事情に鑑みてなされたものであって、薄型化された新規な構成の液晶パネルを提供することを目的とする。また、このような液晶パネルを容易に製造可能とする液晶パネルの製造方法を提供することをあわせて目的とする。
本発明の第1の態様によれば、一対の基板と、前記一対の基板に挟持された液晶層と、前記一対の基板の少なくとも一方の前記液晶層側に設けられ、複屈折性を有する位相差層と、前記位相差層の表面に接して設けられた配向膜と、を備え、前記位相差層は、第1光官能基を有する第1高分子材料を形成材料とし、前記配向膜は、第2光官能基を側鎖に有する第2高分子材料を形成材料とし、前記第1光官能基および前記第2光官能基は、異性化反応、二量化反応、フリース転位反応からなる群から選ばれる少なくとも1つの光反応を生じる基であり、前記位相差層は、前記基板から遠ざかる方向に含有率が漸増するように前記第2高分子材料をさらに含み、前記配向膜は、前記基板から遠ざかる方向に含有率が漸減するように前記第1高分子材料をさらに含む液晶パネルが提供される。
本発明の第2の態様によれば、基板上に、第1光官能基を有する第1高分子材料と、第2光官能基を側鎖に有する第2高分子材料と、を含む混合溶液を塗布した後、溶媒を除去して、前記第1高分子材料を形成材料とする第1塗膜と前記第2高分子材料を形成材料とする第2塗膜との積層膜を形成する工程と、前記積層膜に対し、前記第1光官能基に光反応を生じる波長の偏光を照射する工程と、偏光照射後の前記積層膜を加熱する工程と、加熱後の前記積層膜に対し、前記第2光官能基に光反応を生じる波長の偏光を照射する工程と、を有し、前記第1光官能基および前記第2光官能基は、異性化反応、二量化反応、フリース転位反応からなる群から選ばれる少なくとも1つの光反応を生じる基である液晶パネルの製造方法が提供される。
本発明のいくつかの態様によれば、薄型化された新規な構成の液晶パネルを提供することができる。また、このような液晶パネルを容易に製造可能とする液晶パネルの製造方法を提供することができる。
[第1実施形態]
以下、図を参照しながら、本発明の第1実施形態に係る液晶パネルについて説明する。
なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
以下、図を参照しながら、本発明の第1実施形態に係る液晶パネルについて説明する。
なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
図1は、本実施形態の液晶パネルを模式的に示す断面図である。図1に示すように、本実施形態の液晶パネル100は、素子基板10、対向基板20、液晶層30を有している。
素子基板10は、TFT基板11と、TFT基板11の液晶層30側の面に設けられた配向膜13とを有している。TFT基板11は、本発明の一態様における「一対の基板」の一部に該当する。
TFT基板11には、不図示の駆動用TFT素子を有している。駆動用TFT素子のドレイン電極、ゲート電極、およびソース電極は、それぞれ画素電極、ゲートバスライン、およびソースバスラインに電気的に接続されている。各画素は、ソースバスライン、ゲートバスラインの電気配線を介して電気的に接続されている。
液晶パネル100が、液晶分子を基板面に対して水平配向させて液晶層に対し横電界を印加する面内スイッチング(IPS:In-Plane Switching)および縞状電界スイッチング(FFS:Fringe Field Switching)等の横電界方式の構成の場合には、TFT基板11は、不図示の共通電極を有する。
TFT基板11の各部材の形成材料は、通常知られた材料を用いることができる。駆動用TFTの半導体層の材料としては、IGZO(インジウム(In)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)、酸素(O)を含む4元混晶半導体材料)を用いることが好ましい。IGZOを半導体層の形成材料として用いた場合、得られる半導体層ではオフリーク電流が小さいため、電荷のリークが抑制される。これにより、液晶層に電圧印加後の休止期間を長くすることができる。その結果、画像を表示する期間中の電圧印加回数を減らすことができ、液晶パネルの消費電力を低減することができる。
TFT基板11は、各画素に駆動用TFTを備えるアクティブマトリクス方式であってもよく、各画素が駆動用TFTを備えていない単純マトリクス方式の液晶パネルであってもよい。
配向膜13は、表面に接する液晶分子に配向規制力を与える機能を有する。配向膜13の形成材料としては、例えば、ポリイミド等の公知のものを用いることができる。配向膜13は、ポリイミド膜を所定方向にラビング処理して配向規制力を付与したものであってもよく、配向膜の形成材料が光官能基を有し、光照射することで配向規制力を付与したものであってもよい。
対向基板20は、例えばカラーフィルタ基板21と、カラーフィルタ基板21の液晶層30側の面に設けられた位相差層22と、位相差層22に接し位相差層22の表面に設けられた配向膜23と、を有している。カラーフィルタ基板21は、本発明の一態様における「一対の基板」の一部に該当する。
カラーフィルタ基板21は、例えば、入射する光の一部を吸収し赤色光を透過させる赤色カラーフィルタ層、入射する光の一部を吸収し緑色光を透過させる緑色カラーフィルタ層、入射する光の一部を吸収し青色光を透過させる青色カラーフィルタ層を有している。
さらに、カラーフィルタ基板21は、基板表面の平坦化とカラーフィルタ層からの色材成分の溶出を防ぐことを目的として、表面を覆うオーバーコート層を有していてもよい。
さらに、カラーフィルタ基板21は、基板表面の平坦化とカラーフィルタ層からの色材成分の溶出を防ぐことを目的として、表面を覆うオーバーコート層を有していてもよい。
位相差層22は、複屈折材料を用いて形成され、入射する直線偏光に対し所定の位相差(リタデーション)を付与する光学素子である。本実施形態の位相差層22は、カラーフィルタ基板21の表面に、配向膜を介することなく直接設けられている。
位相差層22の形成材料は、光官能基を有する高分子材料である。位相差層22の形成材料は、本発明の一態様における「第1高分子材料」に該当し、位相差層22の形成材料が有する光官能基は、本発明の一態様における「第1光官能基」に該当する。
第1高分子材料は、主鎖骨格としてポリイミド骨格、ポリアミック酸骨格、(メタ)アクリル骨格からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する。
第1光官能基は、光を吸収して、異性化反応、二量化反応、フリース転位反応からなる群から選ばれる少なくとも1つの光反応を生じる基である。第1光官能基としては、例えばシンナメート基(下記式(1))、アゾベンゼン基(下記式(2))、カルコン基(下記式(3))からなる群から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。第1光官能基は、第1高分子材料の主鎖骨格に含まれることとしてもよく、第1高分子材料の側鎖に含まれることとしてもよいが、光反応が容易であり光反応を生じさせるための光照射量を抑制可能であることから、側鎖に含まれるほうが好ましい。
これらの光官能基は、各光官能基の吸収帯域の光を吸収することで、光異性化や二量化反応を生じる。位相差層22を形成する際には、まず位相差層22の形成材料を含む塗膜に偏光を照射する。これにより、当該塗膜に偏光方向・照射方向に応じた異方性を付与することができる。
次いで、偏光照射後の塗膜を加熱処理する。これにより、塗膜を構成する高分子の分子運動が容易となる。その際、塗膜では、偏光照射によって塗膜に付与された異方性をきっかけとして、高分子が所定方向に配向する。以下の説明では、このように加熱によって配向する現象のことを、「自己組織化」と称することがある。これにより、高分子の配向秩序を充分に向上させた位相差層22を形成することができる。
すなわち、第1高分子材料を形成材料とし、偏光照射と加熱処理とを行うことによって、位相差層22は、位相差層として適切な複屈折性を示す。
配向膜23は、表面に接する液晶分子に配向規制力を与える機能を有する。配向膜23の形成材料は、側鎖に光官能基を有する高分子材料である。配向膜23の形成材料は、本発明の一態様における「第2高分子材料」に該当し、配向膜23の形成材料が有する光官能基は、本発明の一態様における「第2光官能基」に該当する。
第2高分子材料は、主鎖骨格としてポリイミド骨格、ポリアミック酸骨格、(メタ)アクリル骨格、シロキサン骨格(下記式(4))からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する。中でも、第2高分子材料の主鎖骨格としては、シロキサン骨格が好ましい。
第2光官能基は、光を吸収して、異性化反応、二量化反応、フリース転位反応からなる群から選ばれる少なくとも1つの光反応を生じる基である。第2光官能基としては、例えば、カルコン基(上記式(3))、クマリン基(下記式(5))、シンナメート基(上記式(1))、アゾベンゼン基(上記式(2))、スチルベン基(下記式(6))からなる群から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
第2光官能基は、上述したシロキサン骨格に含まれるケイ素原子に直接結合していてもよく、ケイ素原子に結合する側鎖中に含まれていてもよい。光反応が容易であり光反応を生じさせるための光照射量を抑制可能であることから、第2光官能基は、側鎖に含まれるほうが好ましい。また、すべての側鎖が光官能基を含んでいる必要はなく、熱・化学安定性を向上させることを目的として、熱的に架橋する重合性官能基など非光反応性の側鎖を含んでいてもよい。
これらの光官能基は、各光官能基の吸収帯域の偏光を吸収することで、光異性化や二量化反応を生じる。その結果、第2光官能基は、第2の波長の偏光を吸収して構造が変化し、配向膜23は、表面に接する液晶分子の配向方向を任意の方向に規定する。すなわち、配向膜23は、形成時の第2の波長の偏光の照射方向に応じて、液晶分子の配向方向を任意の方向に規定することができる。
なお、第2光官能基は、第1光官能基と同じ官能基であってもよい。また、第2の波長と第1の波長とは同じ波長であってもよい。
なお、第2光官能基は、第1光官能基と同じ官能基であってもよい。また、第2の波長と第1の波長とは同じ波長であってもよい。
このような高分子材料としては、例えば、下記式(7)に示すような高分子材料を例示することができる。
本実施形態の対向基板20において、位相差層22は、カラーフィルタ基板21から遠ざかる方向に含有率が漸増するように第2高分子材料をさらに含んでいる。また、配向膜23は、カラーフィルタ基板21から遠ざかる方向に含有率が漸減するように第1高分子材料をさらに含んでいる。このような構成が得られる対向基板20の製造方法については、後述する。
また、位相差層22における第2高分子材料の存在の仕方、配向膜23における第1高分子材料の存在の仕方については、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF-SIMS)により確認することができる。
例えば、得られた位相差層と配向膜層の積層膜に対して、TOF-SIMS測定とガスクラスターイオンビーム(GCIB)スパッタとを繰り返し実施することで、積層膜を構成する第1高分子と第2高分子の、深さ方向の分布を確認することができる。
例えば、得られた位相差層と配向膜層の積層膜に対して、TOF-SIMS測定とガスクラスターイオンビーム(GCIB)スパッタとを繰り返し実施することで、積層膜を構成する第1高分子と第2高分子の、深さ方向の分布を確認することができる。
液晶層30は、液晶分子を含んでいる。液晶分子としては、例えば、誘電異方性が正のポジ型液晶を用いることとしてもよく、誘電異方性が負のネガ型液晶を用いることとしてもよい。液晶分子には、電圧無印加状態において、配向膜13,23の配向規制力に応じた配向性が付与されている。
その他、液晶パネル100は、素子基板10と対向基板20とに挟持され、液晶層30の周囲を囲むシール部や、液晶層30の厚さを規定するための柱状構造物であるスペーサを有していてもよい。
以上のような構成の液晶パネルにおいては、位相差層22とカラーフィルタ基板21との間に配向膜が無く、薄型化された構成のものとなる。
[第2実施形態]
図2~図11は、本発明の第2実施形態に係る液晶パネルの製造方法を示す工程図である。以下の説明においては、図1に示す液晶パネルに用いられた対向基板20を製造する工程を説明することで、本実施形態の製造方法を説明する。なお、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図2~図11は、本発明の第2実施形態に係る液晶パネルの製造方法を示す工程図である。以下の説明においては、図1に示す液晶パネルに用いられた対向基板20を製造する工程を説明することで、本実施形態の製造方法を説明する。なお、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
まず、図2に示すように、カラーフィルタ基板21上に、第1光官能基を有する第1高分子材料と、第2光官能基を有する第2高分子材料と、を含む溶液を塗布し、塗膜24を形成する。
その際、第1の波長の偏光を照射したとき、第1高分子材料では第1光官能基が構造変化を生じるとしても、第2高分子材料では第2光官能基が光反応を生じない、または生じにくい、または、光反応を生じたとしても後の加熱工程で、光反応で生じた変化が緩和され光照射前の状態に戻るような組合せの第1高分子材料と第2高分子材料とを用いることが好ましい。本実施形態においては、このような物性を有する第1高分子材料と第2高分子材料とを用いることとする。
第1高分子材料としては、上述した第1高分子材料と同じものを用いることができる。
ここでは、主鎖としてポリアミック酸骨格、第1光官能基として、主鎖にアゾベンゼン基を有するポリマーを用いる。
ここでは、主鎖としてポリアミック酸骨格、第1光官能基として、主鎖にアゾベンゼン基を有するポリマーを用いる。
また、第2高分子材料としては、上述した第2高分子材料と同じものを用いることができる。ここでは、主鎖骨格としてシロキサン骨格、第2光官能基として、側鎖にシンナメート基を有するポリマーを用いる。
本実施形態においては、N-メチルピロリドンとエチレングリコールモノブチルエーテルとを1:1で混合した混合溶媒を用いて第1高分子材料および第2高分子材料を溶解させた溶液を塗布する。当該溶液においては、第1高分子材料と第2高分子材料とが、質量比で10:1となるように溶解する。また、溶液の固形分濃度は、例えば15質量%である。
溶液の塗布方法は、所望の膜厚の塗膜が得られるのであれば、種々の公知の方法を採用することができる。例えば、スピンコート法、バーコート法、インクジェット法、スリットコート法、スクリーン印刷法等を採用することができる。本実施形態では、スピンコート法を用いて溶液を塗布することとする。
次いで、図3に示すように、塗膜24を静置または低温で加熱して溶媒を除去することで、塗膜24は第1高分子材料と第2高分子材料との物性に起因して、徐々に第1塗膜22Xと第2塗膜23Xとの二層に分離する。
第1塗膜22Xは、第1高分子材料が含まれている。第2塗膜23Xには、第2高分子材料が含まれている。このような分離を好適に行わせるため、第2高分子材料の表面エネルギーは、第1高分子材料の表面エネルギーよりも低いことが好ましい。または、第2高分子材料の分子量は、第1高分子材料の分子量よりも低いことが好ましい。または、第2高分子材料の比重は、第1高分子材料の比重よりも低いことが好ましい。第1高分子材料の性質と第2高分子材料の性質とがこのような関係であると、上記溶液の塗布後に静置した際、短時間のうちに二層に分離しやすくなる。
上述した第1高分子材料の性質と第2高分子材料の性質とは、各高分子材料の重合度、側鎖の構造を制御することにより調節可能である。
次いで、図4に示すように、第1塗膜22Aと第2塗膜23Aとが積層する積層膜25Aを形成する。積層膜25Aは、本発明の一態様における積層膜に該当する。
二層分離を行う際、静置、加熱、減圧、送風およびこれらの組合せにより、溶媒を除去し、乾燥を促進させてもよい。例えば、上記溶液の塗布後、60℃で5分間加熱(プリベーク)することで、溶媒を除去しながら二層分離を促進させることができる。得られる第1塗膜22Aの膜厚は、例えば2000nmであり、得られる第2塗膜23Aの膜厚は、例えば200nmである。以下の説明においては、第1塗膜22Aと第2塗膜23Aが得られる乾燥処理のことを「仮乾燥」と称することがある。
次いで、図5に示すように、得られた積層膜に対して、偏光(第1の波長の偏光)を照射する。例えば、基板法線方向から、ピーク波長365nmの紫外線を1J/cm2照射する。
ここで、本実施形態においては、第1の波長の偏光を照射したとき、第1高分子材料では第1光官能基が構造変化を生じるとしても、第2高分子材料では第2光官能基が光反応を生じない、または生じにくいような組合せの第1高分子材料と第2高分子材料とを用いている。そのため、偏光照射により、第1塗膜22Aでは第1光官能基の構造変化を生じて、面内位相差を有する第1塗膜22Bとなる。一方で、第2塗膜23Aでは、偏光照射による構造変化は生じない。このようにして、積層膜25Bが得られる。
次いで、図6に示すように、偏光照射後の積層膜を、例えば200℃で60分、クリーンオーブンを用いて加熱する。これにより、第1高分子材料の自己組織化が促進され、大きな面内位相差が発現するとともに、第1高分子材料の主鎖骨格であるポリアミック酸が分子内環化してポリイミドとなり、位相差層22が得られる。同時に、第2高分子材料は、上述した仮乾燥処理では、揮発しきっていなかった残存溶媒が十分揮発する。また、第2高分子材料が側鎖に熱的に架橋する重合性官能基を有する場合には、架橋反応が促進し、安定な高分子膜となる。これにより、第2塗膜23Bが得られ、積層膜25Cが得られる。
次いで、図7に示すように、加熱後の積層膜に対して偏光(第2の波長の偏光)を照射する。例えばピーク波長313nmの紫外線を20mJ/cm2照射する。その際、照射する紫外線の偏光軸は、平面視において、位相差層22の形成時に照射した第1の波長の偏光の偏光軸と交差する。例えば、照射する紫外線の偏光軸は、平面視において、位相差層22の形成時に照射した偏光の偏光軸と45°の角度で交差する。
また、加熱後の積層膜に対して照射する偏光は、位相差層22の配向秩序を破壊しない程度の強度の光を照射することとする。例えば、図7において照射する偏光として、254nmの波長の紫外線を500mJ/cm2照射すると、所望の配向膜23は形成されるが、照射する紫外線により位相差層22の配向秩序が乱れ、位相差層22として機能しなくなる。照射する偏光の強度および照射量については、適宜予備実験を行うことにより、位相差層22の配向秩序を保ったまま配向膜23が得られる光強度を設定するとよい。
これにより、第2塗膜23Bにおいては、照射する偏光軸と同方向における配向規制力と、偏光の偏光軸と直交する方向における配向規制力とに差が生じ、配向膜23が得られる。このようにして、対向基板20を形成する。
例えば、カラーフィルタ基板21上に位相差層22と配向膜23とを1層ずつ形成し積層すると、位相差層22には第2高分子材料は含まれず、配向膜23には第1高分子材料は含まれない。そのため、このように1層ずつ形成した場合には、位相差層22および配向膜23において、第1高分子材料の含有量を厚さ方向に測定すると、第1高分子材料の含有量は、位相差層22と配向膜23との界面において不連続となる。同様に、位相差層22および配向膜23において、第2高分子材料の含有量を厚さ方向に測定すると、第2高分子材料の含有量は、位相差層22と配向膜23との界面において不連続となり、本願発明の一態様における位相差層22および配向膜23とは異なったものとなる。
対して、上述したような製造方法により層構造を形成した対向基板20においては、位相差層22は、カラーフィルタ基板21から遠ざかる方向に含有率が漸増するように第2高分子材料をさらに含む。また、配向膜23は、カラーフィルタ基板21から遠ざかる方向に含有率が漸減するように第1高分子材料をさらに含む。
図8は、このようにして得られた対向基板20の特性を示す模式図であり、対向基板20を基板法線方向から見たときの図である。
図に示すように、例えば、図12において照射する偏光の偏光軸の方向を符号D1とすると、得られる位相差層22の遅相軸は、符号D3方向となる。また、図14において照射する偏光の偏光軸の方向を、符号D1と45°の角度で交差する符号D2とすると、得られる配向膜23において液晶分子の配向方向は、符号D4方向となる。
また、上記第1高分子材料と第2高分子材料とを含む溶液を用いて、図1に示す素子基板10側の配向膜13も作製可能である。
図9に示すように、TFT基板11の表面に第1高分子材料と第2高分子材料とを含む溶液を塗布し、静置または仮焼成して乾燥させることで、第1塗膜12Aと第2塗膜13Aとの積層膜15Aを形成する。ここで、第1塗膜12Aは、上述した第1塗膜22Aと同じ組成のものであり、第2塗膜13Aは、上述した第2塗膜23Aと同じ組成のものである。
次いで、図10に示すように、積層膜を例えば200℃で60分加熱する。これにより、第1高分子材料の主鎖骨格であるポリアミック酸が分子内環化してポリイミドとなり、第1塗膜12が得られる。第1塗膜12は、光学活性を示さない膜である。同時に、第2高分子材料は、仮乾燥処理では揮発しきっていなかった残存溶媒が十分揮発する。また、第2高分子材料が側鎖に熱的に架橋する重合性官能基を含んでいる場合には、熱架橋反応が促進され、より安定な高分子膜となる。これにより、第2塗膜13Bが得られ、積層膜15Bが得られる。
次いで、図11に示すように、加熱後の積層膜に対して偏光(第2の波長の偏光)を照射する。例えばピーク波長313nmの紫外線を20mJ/cm2照射する。これにより、第2塗膜13Bにおいては、照射する偏光軸と同方向における配向規制力と、偏光の偏光軸と直交する方向における配向規制力とに差が生じ、配向膜13が得られる。このようにして、素子基板10を形成する。
次いで、得られた素子基板10と対向基板20と、の間に、公知の方法で液晶分子を挟持させることで、液晶パネルを得る。
以上のような構成の液晶パネルの製造方法においては、位相差層22とカラーフィルタ基板21との間に配向膜が無く、薄型化された構成の液晶パネルを容易に製造可能となる。
[第3実施形態]
第2実施形態においては、第1高分子材料が有する第1光官能基と第2高分子材料が有する第2光官能基とが異なることとしたが、これに限らない。以下、第3実施形態に係る液晶パネルの製造方法について、適宜図2~7、9~11を参照して説明する。
第2実施形態においては、第1高分子材料が有する第1光官能基と第2高分子材料が有する第2光官能基とが異なることとしたが、これに限らない。以下、第3実施形態に係る液晶パネルの製造方法について、適宜図2~7、9~11を参照して説明する。
本実施形態においては、例えば、第1高分子材料として、主鎖がポリメタクリル酸エステル骨格、第1光官能基として側鎖にシンナメート基を有するポリマーを用いる。また、第2高分子材料として、主鎖骨格としてシロキサン骨格、第2光官能基として、側鎖にシンナメート基を有するポリマーを用いる。
この場合、第2実施形態と同様、図2,3に示すように、カラーフィルタ基板21上に、第1光官能基を有する第1高分子材料と、第2光官能基を有する第2高分子材料と、を含む溶液を塗布し、得られる塗膜から溶媒を除去する。これにより、図4に示す、第1塗膜22Aと第2塗膜23Aとが積層する積層膜25Aを形成する。第1塗膜22Aの膜厚は、例えば1500nmである。
次いで、図5に示すように、得られた積層膜に対して、偏光(第1の波長の偏光)を照射する。例えば、基板法線方向から、ピーク波長313nmの紫外線を5mJ/cm2照射する。
次いで、図5に示すように、得られた積層膜に対して、偏光(第1の波長の偏光)を照射する。例えば、基板法線方向から、ピーク波長313nmの紫外線を5mJ/cm2照射する。
次いで、図6に示すように、偏光の照射後、積層膜を180℃で30分間を加熱することで、積層膜においてポリマーの自己組織化性が生じ、配向秩序が増幅した位相差層22が得られる。
次いで、図7に示す操作において照射する偏光として、ピーク波長313nmの紫外線を20mJ/cm2照射する。これにより、上述したように配向膜23が得られる。
このような材料の組合せであっても、位相差層22とカラーフィルタ基板21との間に配向膜が無く、薄型化された構成の液晶パネルを容易に製造可能となる。
また、本実施形態の製造方法によれば、位相差層22の形成材料にポリイミドと比べて溶剤に対する溶解度が高いアクリル系の高分子材料を用いた場合であっても、位相差層22の形成後に位相差層22に溶媒が接触することがない。そのため、製造過程における位相差層の劣化を抑制することができる。
また、用いる第1高分子材料は、主鎖骨格のポリメタクリル酸エステルが高い透明性を有するため、光透過率に優れた位相差層22が得られる。そのため、光透過率の高い液晶パネルとなる。
[第4実施形態]
図12は、第4実施形態の液晶パネル150を模式的に示す断面図であり、図1に対応する図である。図12に示すように、本実施形態の液晶パネル150は、素子基板15、対向基板25、液晶層30を有している。
図12は、第4実施形態の液晶パネル150を模式的に示す断面図であり、図1に対応する図である。図12に示すように、本実施形態の液晶パネル150は、素子基板15、対向基板25、液晶層30を有している。
素子基板15は、配向膜13の液晶層30側の表面に設けられた配向維持層16を有している。対向基板25は、配向膜23の液晶層30側の表面に設けられた配向維持層26を有している。
配向維持層16,26は、光重合物を形成材料とし、液晶層30に電圧を印加していない時に、液晶層30の液晶分子の配向方向を規定し、配向規制力を向上させる機能を規定する機能を有する。配向維持層16,26は、例えば、液晶層30で用いられる液晶分子100質量%に対し、重合性モノマーとして、ビフェニル-4,4’-ジイル-ビス(2-メチルアクリレート)を0.5質量%添加した材料を形成材料とする。液晶層30の液晶分子に対し0.5質量%という少量添加した上記重合性モノマーは、配向膜の表面に降り積もったような配向維持層を形成する。
配向維持層16,26は、重合性モノマーを添加した液晶層30を含む液晶パネルにおいて、電圧無印加の状態で350nm付近を中心波長とする紫外線を2J/cm2照射することで得られる。
このような配向維持層16,26を有する液晶パネル150は、本発明の一態様の効果に加え、焼き付きが抑制された高品質なものとなる。
[第5実施形態]
図13~図15は、上述した液晶パネルを有する液晶表示装置1000を説明する模式図である。
図13~図15は、上述した液晶パネルを有する液晶表示装置1000を説明する模式図である。
図13に示すように、液晶表示装置1000は、液晶パネル300と、液晶パネル300の素子基板10側に設けられたバックライト500と、を有している。
液晶パネル300は、上述した液晶パネル100と、液晶パネル100の対向基板20の表面に設けられた位相差板150と、液晶パネル100の素子基板10の表面に設けられた偏光板201と、位相差板150の表面に設けられた偏光板202とを有している。
位相差板150は、λ/4位相差板である。位相差板150としては、公知のものを採用することができる。
偏光板201,202は、通常知られた構成のものを用いることができる。偏光板201,202は、例えばクロスニコル配置となっている。
さらに、互いに直交する偏光板201,202の透過軸は、平面視において位相差層22および位相差板150の遅相軸と、45°で交わっている。
このような液晶表示装置1000では、対向基板20側から表示画面を視認する。
図14、図15は、液晶表示装置1000の効果を示す説明図である。
まず、図14に示すように、液晶表示装置1000において黒表示を行う際には、不図示のバックライトから射出された自然光である光L1は、偏光板201を透過することで直線偏光P1となり、液晶パネル100に入射する。液晶パネル100において、直線偏光P1は、素子基板10、電荷無印加状態の液晶層30および配向膜23を透過する。
まず、図14に示すように、液晶表示装置1000において黒表示を行う際には、不図示のバックライトから射出された自然光である光L1は、偏光板201を透過することで直線偏光P1となり、液晶パネル100に入射する。液晶パネル100において、直線偏光P1は、素子基板10、電荷無印加状態の液晶層30および配向膜23を透過する。
直線偏光P1が位相差層22を透過すると、直線偏光P1は例えば右円偏光CP1に変換される。右円偏光CP1は、カラーフィルタ基板21を透過した後、位相差板150にて直線偏光P1に再度変換される。直線偏光P1は、クロスニコル配置となっている偏光板202にて遮光され、黒表示が実現する。
一方、黒表示時に液晶表示装置1000に差し込む自然光である外光E1は、偏光板202を透過することで直線偏光P2となる。直線偏光P1と直線偏光P2とは、偏光軸が直交している。直線偏光P2は、位相差板150にて左円偏光CP2に変換される。
左円偏光CP2は、位相差層22に入射することなく、対向基板20における各界面で反射した場合、右円偏光CP1となる。右円偏光CP1は、位相差板150にて直線偏光P1に変換される。直線偏光P1は、クロスニコル配置となっている偏光板202にて遮光される。
一方、左円偏光CP2は、位相差層22に入射すると、直線偏光P2に再度変換される。直線偏光P2は、位相差層22よりも対向基板20側の各界面で反射し、位相差層22に再度入射すると、左円偏光CP2に再度変換される。左円偏光CP2は位相差板150にて直線偏光P2に再度変換され、偏光板202を透過する。
しかし、このように位相差層22よりも対向基板20側の各界面で反射した外光の成分は、偏光板202およびカラーフィルタ基板21を2度透過することにより、光量が減衰する。そのため、視認側に戻る外光の光量は大幅に減衰し、外光による視認性の低下を抑制することができる。
また、図15に示すように、液晶表示装置1000において白表示を行う際には、不図示のバックライトから射出された自然光である光L1は、偏光板201を透過することで直線偏光P1となり、液晶層30を透過することにより直線偏光P2となる。
直線偏光P2が位相差層22を透過すると、直線偏光P2は例えば左円偏光CP2に変換される。左円偏光CP2は、カラーフィルタ基板21を透過した後、位相差板150にて直線偏光P2に再度変換される。直線偏光P2は、クロスニコル配置となっている偏光板202を透過し、白表示が実現する。
一方、白表示時に液晶表示装置1000に差し込む自然光である外光E1は、偏光板202を透過することで直線偏光P2となり、位相差板150にて左円偏光CP2に変換される。
左円偏光CP2は、位相差層22に入射することなく、対向基板20における各界面で反射した場合、上述したように偏光板202にて遮光される。
一方、左円偏光CP2は、位相差層22に入射すると、直線偏光P2に再度変換される。直線偏光P2は、液晶層30を透過することにより直線偏光P1となる。
直線偏光P1は、位相差層22よりも対向基板20側の各界面で反射し、液晶層30を透過することにより再度直線偏光P2となる。直線偏光P2が位相差層22に再度入射すると、左円偏光CP2に再度変換され、さらに左円偏光CP2は位相差板150にて直線偏光P2に再度変換されて、偏光板202を透過する。
しかし、この場合も黒表示時と同様に、位相差層22よりも対向基板20側の各界面で反射した外光の成分は、偏光板202およびカラーフィルタ基板21を2度透過することにより、光量が減衰する。そのため、視認側に戻る外光の光量は大幅に減衰し、外光による視認性の低下を抑制することができる。
すなわち、液晶表示装置1000においては、外光により視認性が低下することなく、良好な画像表示が可能である。
以上、添付図面を参照しながら本発明の一態様に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上述した実施形態においては、液晶パネル100として透過型液晶パネルを示したが、これに限らない。本発明の一態様による液晶パネルは、反射型であってもよく、半透過半反射型であってもよい。また、3次元画像表示用の液晶パネルに適用してもよい。
本発明のいくつかの態様は、薄型化された新規な構成の液晶パネルや、このような液晶パネルを容易に製造可能とする液晶パネルの製造方法などに適用することができる。
21…カラーフィルタ基板、22…位相差層、22A,22B…第1塗膜、23…配向膜、23A,23B…第2塗膜、24…塗膜、25A,25B,25C…積層膜、30…液晶層、100,300…液晶パネル
Claims (13)
- 一対の基板と、
前記一対の基板に挟持された液晶層と、
前記一対の基板の少なくとも一方の前記液晶層側に設けられ、複屈折性を有する位相差層と、
前記位相差層の表面に接して設けられた配向膜と、を備え、
前記位相差層は、第1光官能基を有する第1高分子材料を形成材料とし、
前記配向膜は、第2光官能基を側鎖に有する第2高分子材料を形成材料とし、
前記第1光官能基および前記第2光官能基は、異性化反応、二量化反応、フリース転位反応からなる群から選ばれる少なくとも1つの光反応を生じる基であり、
前記位相差層は、前記基板から遠ざかる方向に含有率が漸増するように前記第2高分子材料をさらに含み、
前記配向膜は、前記基板から遠ざかる方向に含有率が漸減するように前記第1高分子材料をさらに含む液晶パネル。 - 前記位相差層の進相軸と、前記配向膜により規定された液晶分子の配向軸とが、平面視において鋭角に交わる請求項1に記載の液晶パネル。
- 前記第1高分子材料は、ポリイミド骨格、ポリアミック酸骨格、(メタ)アクリル骨格からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する請求項1または2に記載の液晶パネル。
- 前記第1光官能基は、シンナメート基、アゾベンゼン基、カルコン基からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1から3のいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 前記第2光官能基は、カルコン基、クマリン基、シンナメート基、アゾベンゼン基、スチルベン基からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1から4のいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 前記配向膜の表面に接する配向維持層をさらに有する請求項1から5のいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 前記第2高分子材料は、主鎖にシロキサン骨格を有する請求項1から6のいずれか1項に記載の液晶パネル
- 前記一対の基板の一方はカラーフィルタ基板であり、
前記カラーフィルタ基板の前記液晶層側に前記位相差層と前記配向膜とが設けられ、
前記カラーフィルタ基板の前記液晶層とは反対側に、λ/4位相差層が設けられ、
前記λ/4位相差層の前記カラーフィルタ基板とは反対側に偏光層が設けられている請求項1から7のいずれか1項に記載の液晶パネル。 - 表示モードが、IPSモードまたはFFSモードである請求項1から8のいずれか1項に記載の液晶パネル。
- 基板上に、第1光官能基を有する第1高分子材料と、第2光官能基を側鎖に有する第2高分子材料と、を含む混合溶液を塗布した後、溶媒を除去して、前記第1高分子材料を形成材料とする第1塗膜と前記第2高分子材料を形成材料とする第2塗膜との積層膜を形成する工程と、
前記積層膜に対し、前記第1光官能基に光反応を生じる波長の偏光を照射する工程と、
偏光照射後の前記積層膜を加熱する工程と、
加熱後の前記積層膜に対し、前記第2光官能基に光反応を生じる波長の偏光を照射する工程と、を有し、
前記第1光官能基および前記第2光官能基は、異性化反応、二量化反応、フリース転位反応からなる群から選ばれる少なくとも1つの光反応を生じる基である液晶パネルの製造方法。 - 前記第2高分子材料の表面エネルギーは、前記第1高分子材料の表面エネルギーよりも低い請求項10に記載の液晶パネルの製造方法。
- 前記第2高分子材料の分子量は、前記第1高分子材料の分子量よりも低い請求項10または11に記載の液晶パネルの製造方法。
- 前記第2高分子材料の比重は、前記第1高分子材料の比重よりも低い請求項10から12のいずれか1項に記載の液晶パネルの製造方法。
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JP2010072011A (ja) * | 2008-09-16 | 2010-04-02 | Hitachi Displays Ltd | 液晶表示装置 |
JP2012103313A (ja) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Seiko Epson Corp | 液晶装置及び電子機器 |
JP2015004809A (ja) * | 2013-06-20 | 2015-01-08 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 液晶表示装置、および、液晶表示装置の配向膜検査方法 |
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