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WO2013115130A1 - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置およびその製造方法 Download PDF

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Publication number
WO2013115130A1
WO2013115130A1 PCT/JP2013/051756 JP2013051756W WO2013115130A1 WO 2013115130 A1 WO2013115130 A1 WO 2013115130A1 JP 2013051756 W JP2013051756 W JP 2013051756W WO 2013115130 A1 WO2013115130 A1 WO 2013115130A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid crystal
substrate
alignment film
display device
crystal display
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/051756
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
敢 三宅
宮地　弘一
大明 淺木
平井　明
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
Priority to US14/374,980 priority Critical patent/US9733524B2/en
Publication of WO2013115130A1 publication Critical patent/WO2013115130A1/ja

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Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device provided with an alignment maintaining layer.
  • the present invention also relates to a method for manufacturing such a liquid crystal display device.
  • the liquid crystal display device includes a pair of substrates and a liquid crystal layer provided therebetween, and performs display by utilizing the change in the orientation direction of liquid crystal molecules in accordance with the voltage applied to the liquid crystal layer.
  • the alignment direction (pretilt direction) of the liquid crystal molecules in a state where no voltage is applied to the liquid crystal layer is defined by the alignment film.
  • a pre-tilt azimuth of liquid crystal molecules is defined by rubbing a horizontal alignment film.
  • the pretilt azimuth refers to a component in the plane of the liquid crystal layer (in the plane of the substrate) among vectors indicating the orientation direction of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer to which no voltage is applied.
  • the pretilt angle which is an angle between the alignment film and the liquid crystal molecules, is mainly determined by a combination of the alignment film and the liquid crystal material.
  • the pretilt direction is represented by a pretilt azimuth and a pretilt angle.
  • PSA technology Polymer Sustained Alignment Technology
  • a liquid crystal material mixed with a small amount of a photopolymerizable compound typically a photopolymerizable monomer
  • a predetermined voltage is applied to the liquid crystal layer.
  • the pretilt direction of liquid crystal molecules is controlled by a polymer produced by irradiation with light (for example, ultraviolet rays).
  • a layer composed of the above polymer is referred to as an alignment maintaining layer (Alignment Sustaining Layer).
  • the PSA technique When the PSA technique is used, the alignment state of the liquid crystal molecules when the polymer is generated is maintained (stored) even after the voltage is removed (the voltage is not applied). Therefore, the PSA technique has an advantage that the pretilt azimuth and pretilt angle of the liquid crystal molecules can be adjusted by controlling the electric field formed in the liquid crystal layer. Further, since the PSA technique does not require a rubbing process, it is particularly suitable for forming a vertical alignment type liquid crystal layer in which it is difficult to control the pretilt direction by the rubbing process. Therefore, the PSA technology has been actively studied for practical use in combination with a vertical alignment film.
  • an alignment maintaining layer (a polymer of a photopolymerizable compound) used in the PSA technique with a horizontal alignment film.
  • the horizontal alignment film is also recently used in a horizontal electric field mode liquid crystal display device such as an IPS (In-Plane Switching) mode or an FFS (Fringe Field Switching) mode.
  • IPS In-Plane Switching
  • FFS Frringe Field Switching
  • the pretilt angle may be almost zero.
  • FIG. 5A and FIG. 6A are diagrams showing the cross-sectional structures (where the electrode structure is omitted) of the IPS mode liquid crystal display devices 900A and 900B.
  • Each of the liquid crystal display devices 900A and 900B includes a first substrate 910 and a second substrate 920, and a liquid crystal layer 930 provided therebetween.
  • the first substrate 910 and the second substrate 920 of the liquid crystal display devices 900A and 900B have horizontal alignment films 912 and 922 provided on the liquid crystal layer 930 side.
  • the liquid crystal display device 900B illustrated in FIG. 6A further includes alignment maintaining layers 940a and 940b between the horizontal alignment films 912 and 922 and the liquid crystal layer 930, whereas FIG.
  • the liquid crystal display device 900A shown does not include such an alignment maintaining layer.
  • FIGS. 5B and 6B are photographs showing the results of the seizure resistance evaluation test performed on the liquid crystal display devices 900A and 900B shown in FIGS. 5A and 6A. is there.
  • the evaluation test first, the display areas of the liquid crystal display devices 900A and 900B are divided into two areas R1 and R2, and a white voltage (specifically 6V) is applied to the liquid crystal layer 930 in one area R1. Time (specifically, 6 to 24 hours) was applied, and such voltage application was not performed in the other region R2.
  • a liquid crystal layer 930 is applied with a halftone voltage (voltage corresponding to 32 gradations in the case of 256 gradation display) that exhibits a brightness of about 1% with respect to the brightness when white voltage is applied.
  • a halftone voltage voltage corresponding to 32 gradations in the case of 256 gradation display
  • the state applied to is shown in FIGS. 5B and 6B.
  • the luminance of the region R1 where the white voltage is applied is higher than the luminance of the region R2 where the white voltage is not applied, and image sticking occurs. is doing.
  • the luminance of the region R1 where the white voltage is applied is almost the same as the region R2 where the white voltage is not applied. The occurrence of seizure is prevented.
  • JP 2002-357830 A JP 2003-307720 A JP 2006-78968 A International Publication No. 2011/001579
  • the inventor of the present application has conducted a detailed study, and it has been found that the cause of the floating bright spot is a defect of the orientation maintaining layer generated when the columnar spacer peels off the orientation maintaining layer.
  • FIG. 8 schematically shows the principle of generating floating bright spots.
  • the second substrate 920 of the liquid crystal display device 900 ⁇ / b> B has columnar spacers 924 for defining the thickness (cell gap) of the liquid crystal layer 930.
  • there are various processes for vibrating the columnar spacer 924 in the lateral direction For example, a step of mechanically polishing a glass substrate, a step of attaching a polarizing plate to a liquid crystal panel, a step of transporting the liquid crystal panel, and the like can be given.
  • the columnar spacers 924 vibrate in the lateral direction, so that the columnar spacers 924 peel off the alignment maintaining layer 940a provided on the horizontal alignment film 912 of the first substrate 910.
  • the wrinkles of the alignment maintaining layer 940a generated thereby drift in the liquid crystal layer 930, thereby generating floating bright spots.
  • a region where the alignment maintaining layer 940a is peeled off and the horizontal alignment film 912 is exposed can also be a bright spot, but this bright spot is a fixed bright spot that does not move even when the liquid crystal panel is pressed, and the columnar spacer 924 is formed.
  • the display area is shielded from light so that the display quality is not significantly affected.
  • FIG. 9 shows an SEM image of a portion where the alignment maintaining layer 940a is actually peeled off in the liquid crystal display device 900B. As shown in FIG. 9, the alignment maintaining layer 940a is peeled off to generate wrinkles 940as of the alignment maintaining layer 940a. Further, the horizontal alignment film 912 is exposed in the region where the alignment sustaining layer 940a is peeled off.
  • the alignment maintaining layer is formed on the horizontal alignment film, the display quality is deteriorated due to the peeling of the alignment maintaining layer.
  • Patent Document 4 discloses a technique for realizing further reduction of image sticking in a liquid crystal display device in which an alignment maintaining layer is formed on a vertical alignment film.
  • the vertical alignment film contains a functional group (polymerization initiating functional group) that functions as a polymerization initiator for the photopolymerizable monomer that is the material of the alignment maintaining layer. This makes it possible to further reduce seizure.
  • a covalent bond is formed between the polymerization initiating functional group contained in the vertical alignment film and the alignment maintaining layer.
  • peeling of the alignment maintaining layer can be suppressed by diverting the technique of Patent Document 4 to a liquid crystal display device in which the alignment maintaining layer is formed on the horizontal alignment film. Peeling of the orientation maintaining layer formed on the film cannot be sufficiently suppressed.
  • the polymerization is completed even with significantly lower energy than in the case where the alignment maintaining layer is formed on the vertical alignment film, so that no polymerization initiator is necessary in the first place.
  • the presence of the polymerization initiating functional group in the alignment film reduces the orientation of the liquid crystal molecules and causes a decrease in the contrast ratio.
  • 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 peeling of an alignment maintaining layer formed on a horizontal alignment film is suppressed, and a method for manufacturing the same.
  • a liquid crystal display device includes a first substrate and a second substrate facing each other, and a liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate, the first substrate and At least one of the second substrates is a liquid crystal display device having a horizontal alignment film provided on the liquid crystal layer side, and is an alignment maintaining layer provided between the horizontal alignment film and the liquid crystal layer.
  • the alignment maintaining layer further includes a polymer of a photopolymerizable compound, the photopolymerizable compound includes an acrylate group or a methacrylate group, and the polymer of the alignment maintaining layer includes an acrylate group or a methacrylate group as a residue.
  • the horizontal alignment layer includes an acrylate group or a methacrylate group.
  • the horizontal alignment film includes a polymer that contributes to horizontal alignment, and the polymer that contributes to the horizontal alignment includes an acrylate group or a methacrylate group.
  • the horizontal alignment film is an oligomer or polymer formed by polymerization of a polymer that contributes to horizontal alignment and a polyfunctional acrylate monomer or polyfunctional methacrylate monomer. Oligomers or polymers containing as residues.
  • an acrylate group or a methacrylate group contained in the polymer of the alignment sustaining layer and an acrylate group or a methacrylate group contained in the horizontal alignment film are bonded.
  • the photopolymerizable compound is multifunctional.
  • the second substrate has columnar spacers that define a thickness of the liquid crystal layer, and at least the first substrate of the first substrate and the second substrate has the horizontal alignment film. .
  • the first substrate has a recess in the vicinity of a region in contact with the columnar spacer.
  • the thickness of the horizontal alignment film in the region of the first substrate in contact with the columnar spacer is 50 nm or less.
  • each of the first substrate and the second substrate includes a transparent substrate having an insulating property, and a total thickness of the transparent substrates of the first substrate and the second substrate is 1 mm or less. is there.
  • the liquid crystal display device functions as a touch panel.
  • the horizontal alignment film is a photo alignment film.
  • the liquid crystal layer includes liquid crystal molecules including an alkenyl group.
  • the amount of the remaining photopolymerizable compound in the liquid crystal layer is 30% or less.
  • a method for manufacturing a liquid crystal display device comprising: preparing a first substrate and a second substrate at least one of which has a horizontal alignment film; A step of producing a liquid crystal panel in which a liquid crystal material mixed with a polymerizable compound is encapsulated, and the liquid crystal panel is irradiated with light to polymerize the photopolymerizable compound to form an alignment maintaining layer on the horizontal alignment film;
  • the photopolymerizable compound includes an acrylate group or a methacrylate group
  • the horizontal alignment film includes an acrylate group or a methacrylate group.
  • the step of preparing the first substrate and the second substrate includes a step of preparing an alignment film material for forming the horizontal alignment film, and the alignment film material contributes to horizontal alignment properties.
  • a precursor thereof which includes a polymer containing an acrylate group or a methacrylate group or a precursor thereof.
  • the step of preparing the first substrate and the second substrate includes a step of preparing an alignment film material for forming the horizontal alignment film, and the alignment film material contributes to horizontal alignment properties.
  • the alignment film material contributes to horizontal alignment properties.
  • a precursor thereof and a polyfunctional acrylate monomer or polyfunctional methacrylate monomer or a precursor thereof and a polyfunctional acrylate monomer or polyfunctional methacrylate monomer.
  • the photopolymerizable compound is multifunctional.
  • light irradiation is performed without applying a voltage to the liquid crystal panel.
  • the step of forming the alignment maintaining layer is performed such that the amount of the remaining photopolymerizable compound in the liquid crystal material is 30% or less.
  • a liquid crystal display device in which peeling of the alignment maintaining layer formed on the horizontal alignment film is suppressed and a method for manufacturing the same.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of a configuration of a liquid crystal display device 100.
  • FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an example of a recess 10a included in an active matrix substrate 10 of the liquid crystal display device 100.
  • (A) is a figure which shows the cross-sectional structure of IPS mode liquid crystal display device 900A
  • (b) is the result of having conducted the seizure-proof evaluation test with respect to liquid crystal display device 900A shown to (a). It is a photograph shown.
  • (A) is a figure which shows the cross-section of liquid crystal display device 900B of IPS mode
  • (b) is the result of having conducted the seizure-proof evaluation test with respect to liquid crystal display device 900B shown to (a). It is a photograph shown. It is a photograph which shows the liquid crystal panel in which the floating bright spot generate
  • (A) is an SEM image of the surface of the vertical alignment film after the alignment sustaining layer is formed
  • (b) is an SEM image of the surface of the horizontal alignment film before the alignment maintaining layer is formed
  • (c ) Is an SEM image of the surface of the horizontal alignment film after the alignment sustaining layer is formed. It is a SEM image of the horizontal alignment film surface after the alignment maintenance layer was formed about the horizontal alignment film of Sample 1 (rubbed polyimide horizontal alignment film). It is a SEM image of the horizontal alignment film surface after the alignment maintenance layer is formed about the horizontal alignment film of Sample 2 (rubbed polyimide horizontal alignment film). It is a SEM image of the horizontal alignment film surface after the alignment maintenance layer was formed about the horizontal alignment film of Sample 3 (decomposition type polyimide horizontal alignment film subjected to photo-alignment treatment).
  • FIG. 10A is an SEM image of the surface of the vertical alignment film after the alignment maintaining layer is formed.
  • 10B is an SEM image of the surface of the horizontal alignment film before the alignment maintaining layer is formed, and
  • FIG. 10C is an SEM of the surface of the horizontal alignment film after the alignment maintaining layer is formed. It is a statue.
  • FIGS. 10A and 10C show that the alignment maintaining layer on the surface of the horizontal alignment film is formed more densely than the alignment maintaining layer on the surface of the vertical alignment film.
  • peeling of the alignment sustaining layer occurs regardless of the alignment treatment method for the horizontal alignment film. This is because a dense alignment maintaining layer is formed on both the rubbing-processed horizontal alignment film and the photo-aligned horizontal alignment film (photo-alignment film).
  • FIG. 11, FIG. 12 and FIG. 13 show SEM images of the surface of the horizontal alignment film after the alignment maintaining layer is formed for the three horizontal alignment films (Samples 1, 2 and 3).
  • Sample 1 shown in FIG. 11 and sample 2 shown in FIG. 12 are rubbed polyimide horizontal alignment films
  • sample 3 shown in FIG. 13 is a photo-aligned decomposition type polyimide horizontal alignment film. .
  • the firing conditions for forming the horizontal alignment film are 200 ° C. and 40 minutes for samples 1 and 2, and 250 ° C. and 60 minutes for sample 3.
  • the photo-alignment treatment for Sample 3 was performed by light irradiation of 1.5 J / cm 2 .
  • the monomer used for forming the alignment maintaining layer is represented by the following formula (1), and the amount of the monomer added to the liquid crystal material is 0.3 wt%.
  • FIG. 11, FIG. 12, and FIG. 13 shows two SEM images.
  • the SEM image on the left is for the case where the ultraviolet irradiation time for forming the alignment maintaining layer is 5 minutes.
  • the right SEM image is obtained when the irradiation time of the ultraviolet rays for forming the alignment maintaining layer is 120 minutes.
  • FIG. 1 shows a liquid crystal display device 100 according to this embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the liquid crystal display device 100.
  • the liquid crystal display device 100 includes an active matrix substrate 10, a counter substrate 20 facing the active matrix substrate 10, and a liquid crystal layer 30 provided therebetween.
  • the liquid crystal display device 100 when the liquid crystal display device 100 is a transmissive type, the liquid crystal display device 100 further includes a backlight (illumination device). The portion of the liquid crystal display device 100 excluding the backlight is called a liquid crystal panel.
  • the active matrix substrate 10 includes an insulating transparent substrate (for example, a glass substrate or a plastic substrate) 11 and a horizontal alignment film 12 provided on the transparent substrate 11 on the liquid crystal layer 30 side.
  • the active matrix substrate 10 further includes a thin film transistor (TFT) provided for each pixel and a pixel electrode electrically connected to the thin film transistor.
  • TFT thin film transistor
  • the counter substrate 20 includes an insulating transparent substrate (for example, a glass substrate or a plastic substrate) 21 and a horizontal alignment film 22 provided on the liquid crystal layer 30 side of the transparent substrate 21.
  • the counter substrate 20 further includes a color filter and a columnar spacer.
  • the columnar spacer defines the thickness (cell gap) of the liquid crystal layer 30, and the top of the columnar spacer contacts the active matrix substrate 10.
  • the horizontal alignment film 12 of the active matrix substrate 10 may be referred to as a first horizontal alignment film
  • the horizontal alignment film 22 of the counter substrate 20 may be referred to as a second horizontal alignment film.
  • the alignment process for the horizontal alignment films 12 and 22 various known methods can be used.
  • the horizontal alignment films 12 and 22 may be subjected to a rubbing process or an optical alignment process. It may be broken.
  • the display mode of the liquid crystal display device 100 is not particularly limited as long as the horizontal alignment films 12 and 22 are used.
  • the display mode of the liquid crystal display device 100 is, for example, a horizontal electric field mode such as an IPS mode or an FFS mode. In the case of the horizontal electric field mode, not only the pixel electrodes (typically in a comb shape) but also a common electrode is provided on the active matrix substrate 10.
  • the display mode of the liquid crystal display device 100 may alternatively be an FLC (ferroelectric liquid crystal) mode, a TN (Twisted Nematic) mode, or an STN (Super Twisted Nematic) mode.
  • the liquid crystal display device 100 further includes alignment maintaining layers 40 a and 40 b provided between the first horizontal alignment film 12 and the liquid crystal layer 30 and between the second horizontal alignment film 22 and the liquid crystal layer 30.
  • the alignment maintaining layer 40a on the active matrix substrate 10 side (that is, between the first horizontal alignment film 12 and the liquid crystal layer 30) is referred to as a first alignment maintaining layer, and is on the counter substrate 20 side (that is, the second horizontal alignment film 22).
  • the alignment maintaining layer 40b between the liquid crystal layer 30 and the liquid crystal layer 30 may be referred to as a second alignment maintaining layer.
  • the alignment sustaining layers 40a and 40b contain a polymer of a photopolymerizable compound and are formed by the PSA technique.
  • the photopolymerizable compound is, for example, a photopolymerizable monomer or photopolymerizable oligomer, and is typically a photopolymerizable monomer.
  • the photopolymerizable compound for forming the alignment maintaining layers 40a and 40b includes an acrylate group or a methacrylate group, and the polymer of the alignment maintaining layers 40a and 40b is a residue.
  • the horizontal alignment films 12 and 22 also include an acrylate group or a methacrylate group.
  • an acrylate group or a methacrylate group included in the polymer of the first alignment maintaining layer 40a and an acrylate group or a methacrylate group included in the first horizontal alignment film 12 can be bonded.
  • an acrylate group or a methacrylate group included in the polymer of the second alignment sustaining layer 40 b and an acrylate group or a methacrylate group included in the second horizontal alignment film 22 may be bonded. Therefore, the adhesion of the alignment maintaining layers 40a and 40b to the horizontal alignment films 12 and 22 is improved. Therefore, peeling of the alignment maintaining layers 40a and 40b can be suppressed, and generation of floating bright spots can be prevented.
  • the bond formed between the polymerization initiating functional group in the vertical alignment film and the alignment maintaining layer is monovalent.
  • a divalent bond is formed by the acrylate group or methacrylate group contained in the polymer of the alignment sustaining layers 40a and 40b and the acrylate group or methacrylate group contained in the horizontal alignment films 12 and 22. Is done. That is, since a stronger bond is formed, the adhesion between the alignment sustaining layers 40a and 40b is high.
  • the horizontal alignment films 12 and 22 do not need to contain a polymerization initiating functional group, the presence of the polymerization initiating functional group lowers the orientation of liquid crystal molecules and lowers the contrast ratio. There is nothing to do.
  • the following two methods can be used.
  • the first method is a method of adding a polyfunctional acrylate monomer or a polyfunctional methacrylate monomer as an additive to the alignment film material for forming the horizontal alignment films 12 and 22.
  • a part of the monomer added as an additive is polymerized to form an oligomer or a polymer, which is entangled with the polymer that contributes to the horizontal alignment.
  • the polymer and the monomer that contribute to the horizontal orientation include functional groups that are chemically bonded by heat, such as an amino group and an epoxy group, or an amino group and a carboxyl group, respectively.
  • the polymer that contributes to the horizontal alignment and the oligomer or polymer derived from the monomer added as an additive are in a state of being chemically bonded by firing the horizontal alignment films 12 and 22.
  • the oligomer and polymer formed at this time have an acrylate group or a methacrylate group as a residue.
  • the horizontal alignment films 12 and 22 are an oligomer or a polymer formed by polymerization of a polymer that contributes to horizontal alignment and a polyfunctional acrylate monomer or polyfunctional methacrylate monomer. And an oligomer or polymer containing an acrylate group or a methacrylate group as a residue.
  • the acrylate group or methacrylate group contained in the oligomer or polymer formed by polymerization of the monomer added as an additive and the acrylate group or methacrylate group contained in the polymer of the orientation maintaining layers 40a and 40b are bonded, This suppresses the peeling of the orientation maintaining layers 40a and 40b.
  • the second method is a method of introducing an acrylate group or a methacrylate group into the polymer itself constituting the horizontal alignment films 12 and 22.
  • the horizontal alignment films 12 and 22 include a polymer that contributes to horizontal alignment, and the polymer itself includes an acrylate group or a methacrylate group.
  • the acrylate group or methacrylate group contained in the polymer that contributes to the horizontal orientation and the acrylate group or methacrylate group contained in the polymer of the orientation maintaining layers 40a and 40b are bonded to each other, thereby peeling off the orientation maintaining layers 40a and 40b. Is suppressed.
  • the horizontal alignment films 12 and 22 formed by the first method are referred to as “additive type” horizontal alignment films in the present specification.
  • the horizontal alignment films 12 and 22 formed by the second method are referred to as “direct introduction type” horizontal alignment films in the present specification.
  • the manufacturing method of the liquid crystal display device 100 will be described with reference to FIG.
  • an active matrix substrate 10 having a first horizontal alignment film 12 and a counter substrate 20 having a second horizontal alignment film 22 are prepared.
  • the first horizontal alignment film 12 and the second horizontal alignment film 22 include an acrylate group or a methacrylate group as described above.
  • This step includes a step of preparing an alignment film material for forming the horizontal alignment films 12 and 22.
  • the step of preparing the alignment film material will be described in detail later.
  • Thin film transistors, pixel electrodes, etc. are formed from the prepared alignment film material (typically a solution containing a solid content constituting the alignment film and a solvent for dissolving the solid content, also called an alignment film solution).
  • the first horizontal alignment film 12 is obtained by coating on the transparent substrate 11 and then performing heat treatment.
  • the prepared alignment film material is applied on the transparent substrate 21 on which a color filter or the like is formed, and then heat treatment is performed, whereby the second horizontal alignment film 22 is obtained.
  • the heat treatment is typically performed twice at different temperatures.
  • the first heat treatment (called pre-baking) removes most of the solvent to form an alignment film, and the second heat treatment (performed at a higher temperature than the first heat treatment, called main firing). Thereby, the alignment film is stabilized.
  • the process of preparing the active matrix substrate 10 and the counter substrate 20 includes a process of performing an alignment process on the horizontal alignment films 12 and 22.
  • the pretilt direction defined by the horizontal alignment films 12 and 22 can be set to a predetermined direction by rubbing or photo-alignment.
  • the photo-alignment treatment can be performed, for example, by irradiation with polarized ultraviolet rays.
  • the active matrix substrate 10 and the counter substrate 20 in a state before the horizontal alignment films 12 and 22 are formed can be formed by a known method.
  • various known structures can be employed as the electrode structure in the IPS mode or the FFS mode as the electrode structure of the active matrix substrate 10.
  • a liquid crystal panel 100 ′ in which a liquid crystal material 30 ′ is sealed between the active matrix substrate 10 and the counter substrate 20 is manufactured.
  • the liquid crystal material 30 ′ may be injected between the active matrix substrate 10 and the counter substrate 20 by a vacuum injection method, or the active matrix substrate 10 Alternatively, after the liquid crystal material 30 ′ is dropped on one side of the counter substrate 20 by a dropping method (ODF: One Drop Filling), the active matrix substrate 10 and the counter substrate 20 may be bonded to each other.
  • ODF One Drop Filling
  • the liquid crystal material 30 ′ encapsulated in this step is mixed with a photopolymerizable compound.
  • This photopolymerizable compound contains an acrylate group or a methacrylate group.
  • the photopolymerizable compound is a photopolymerizable monomer or a photopolymerizable oligomer.
  • the photopolymerizable compound is a photopolymerizable monomer and is preferably multifunctional.
  • the photopolymerizable monomer for example, the general formula P1-A1- (Z1-A2) n-P2 (P1 and P2 are each independently an acrylate group or a methacrylate group, and A1 and A2 are each independently 1,4-phenylene or naphthalene-2,6-diyl group, Z1 is a —COO— group, —OCO— group or a single bond, and n is 0, 1 or 2. It can be used suitably.
  • the photopolymerizable monomer represented by the above general formula includes one or more ring structures or condensed ring structures, and acrylate groups and / or methacrylate groups as polymerizable functional groups bonded to the ring structures or condensed ring structures. Including.
  • Z1 is a single bond and n is 0 or 1.
  • the liquid crystal panel 100 ′ is irradiated with light L, thereby polymerizing the photopolymerizable monomer to form the alignment maintaining layers 40a and 40b on the horizontal alignment films 12 and 22.
  • the light L irradiated to the liquid crystal panel 100 ′ ultraviolet rays are typically used.
  • irradiation with ultraviolet rays of about 3 J / cm 2 is performed using a black light.
  • the alignment film material contains a polymer that contributes to horizontal alignment or a precursor thereof, and a polyfunctional acrylate monomer or polyfunctional methacrylate monomer.
  • a polymer that contributes to horizontal alignment and its precursor can be used as the polymer that contributes to the horizontal alignment and its precursor.
  • polyimide, polysiloxane, polyvinyl compounds, and precursors thereof can be used.
  • the acrylate monomer or methacrylate monomer added to the alignment film material various monomers containing an acrylate group or a methacrylate group can be used.
  • monomers exemplified as materials for the alignment maintaining layers 40a and 40b can be used.
  • a rigid portion ring structure or condensed ring structure
  • the monomer added to the alignment film material can be different from the material of the alignment maintaining layers 40a and 40b.
  • Propane triacrylate and ditrimethylolpropane tetraacrylate can be used.
  • the acrylate monomer or methacrylate monomer added to the alignment film material is specifically preferably 2 to 6 functional.
  • the molecular weight of the acrylate monomer or methacrylate monomer added to the alignment film material is preferably 80 or more and 600 or less, and more preferably 150 or more and 400 or less. If the molecular weight is too small, it may volatilize by the heat treatment (firing) when forming the horizontal alignment films 12 and 22, and the desired effect (effect of preventing peeling of the alignment maintaining layers 40a and 40b) may not be sufficiently obtained. There is. On the other hand, if the molecular weight is too large, the density of acrylate groups or methacrylate groups in the horizontal alignment films 12 and 22 decreases, and the desired effect may not be sufficiently obtained.
  • the amount of the acrylate monomer or methacrylate monomer added to the alignment film material is preferably 0.1 wt% or more and 50 wt% or less, and more preferably 1 wt% or more and 10 wt% or less with respect to the solid content. If the amount added is too small, the desired effect (an effect of preventing the orientation maintaining layers 40a and 40b from peeling off) may not be sufficiently obtained. Moreover, when there is too much addition amount, the density of the orientation group (functional group which contributes to horizontal orientation) in the horizontal alignment films 12 and 22 will fall, horizontal orientation may fall, and there exists a possibility that a contrast ratio may fall. .
  • the alignment film material is a polymer or precursor thereof that contributes to horizontal alignment, and includes a polymer or precursor thereof containing an acrylate group or a methacrylate group.
  • a general polymer known as a horizontal alignment film has a main chain such as polyimide, polysiloxane, or polyvinyl, and a side chain including a functional group that contributes to horizontal alignment (for example, cinnamate group).
  • a part of side chain contains an acrylate group or a methacrylate group. That is, as a horizontal alignment film, various known polymers and those obtained by introducing an acrylate group or a methacrylate group into some side chains of the precursor thereof can be widely used.
  • the amount of acrylate group or methacrylate group introduced is, for example, in the case of a photo-alignment film, the copolymerization ratio of the repeating unit containing a photofunctional group and the repeating unit containing an acrylate group or a methacrylate group is 1000: 1 or more and 1: 1 or less. Preferably, it is 100: 1 or more and 10: 1 or less. If the amount introduced is too small, the desired effect (effect of preventing the orientation maintaining layers 40a and 40b from peeling off) may not be sufficiently obtained. Moreover, when there is too much introduction amount, the density of the orientation group (functional group which contributes to horizontal orientation) in the horizontal alignment films 12 and 22 will fall, horizontal orientation may fall, and there exists a possibility that a contrast ratio may fall. .
  • the liquid crystal display device 100 according to this embodiment can be manufactured.
  • the counter substrate 20 of the liquid crystal display device 100 has columnar spacers 24 that define the thickness (cell gap) of the liquid crystal layer 30 in the configuration shown in FIG.
  • the columnar spacer 24 is typically formed from a photosensitive resin.
  • the alignment maintaining layers 40a and 40b are omitted.
  • the active matrix substrate 10 has a recess 10 a in the vicinity of an area (hereinafter referred to as “contact area”) 10 ⁇ / b> R that contacts the columnar spacer 24.
  • contact area an area
  • the distance D from the contact region 10R to the recess 10a is 50 ⁇ m or less
  • the horizontal alignment film 12 is formed (when the alignment film material is applied).
  • the alignment film material flows into the concave portion 10a, and as a result, the thickness d1 of the horizontal alignment film 12 in the vicinity of the concave portion 10a, that is, in the contact region 10R is reduced.
  • the alignment maintaining layer 40a is peeled off when the columnar spacer 24 vibrates in the lateral direction when the configuration as in this embodiment is not adopted. It becomes easy. Therefore, it can be said that the present embodiment is significantly used in a configuration in which the concave portion 10a exists in the vicinity of the contact region 10R.
  • FIG. 4 shows a specific example of the above-described recess 10a.
  • the active matrix substrate 10 includes a pixel electrode 13 and a common electrode 14.
  • the pixel electrode 13 is electrically connected to the drain electrode DE of the TFT.
  • An interlayer insulating layer 15 is formed so as to cover the drain electrode DE and the like, and the common electrode 14 is provided on the interlayer insulating layer 15.
  • a dielectric layer 16 is formed so as to cover the common electrode 14, and the pixel electrode 13 is provided on the dielectric layer 16.
  • a contact hole CH is formed in the interlayer insulating layer 15 and the dielectric layer 16, and the drain electrode DE of the TFT and the pixel electrode 13 are connected to the contact hole CH.
  • the contact hole CH for electrically connecting the TFT and the pixel electrode 13 is provided in the recess 10a.
  • the depth of the contact hole CH is typically 1 ⁇ m or more.
  • the present embodiment is significantly used in a configuration in which the sum of the thickness of the transparent substrate 11 of the active matrix substrate 10 and the thickness of the transparent substrate 21 of the counter substrate 20 is 1 mm or less.
  • this embodiment has a great effect in the configuration in which the liquid crystal display device 100 also functions as a touch panel.
  • the liquid crystal panel is pressed each time an input is made, and accordingly, the columnar spacer 24 vibrates in the lateral direction.
  • the touch panel may be known various types of touch panels such as a resistance film type and a capacitance type.
  • the horizontal alignment films 12 and 22 are preferably photo-alignment films. Since the horizontal alignment films 12 and 22 are photo-alignment films, when the alignment sustaining layers 40a and 40b are formed by photopolymerization, the photo-alignment film is excited to transfer excitation energy and radicals to the photopolymerizable monomer. happenss. Therefore, the reactivity of forming the alignment sustaining layers 40a and 40b is improved, and the acrylate group or methacrylate group included in the horizontal alignment films 12 and 22 and the acrylate group or methacrylate included in the polymer of the alignment maintaining layers 40a and 40b. Bonding with the group is likely to occur.
  • photo-alignment film various types of photo-alignment films containing a photoreactive functional group can be used.
  • an isomerization type that generates a photoisomerization reaction a dimerization type that generates a photodimerization reaction, or a photolysis reaction
  • a decomposition type that generates As the photoreactive functional group for example, a cinnamate group is preferably used.
  • the liquid crystal layer 30 preferably includes liquid crystal molecules including an alkenyl group.
  • the liquid crystal molecule contains an alkenyl group
  • the progress of the reaction for forming the alignment maintaining layers 40a and 40b can be promoted, and the acrylate group or the methacrylate group included in the horizontal alignment films 12 and 22 and the alignment maintaining layer 40a.
  • bonding with acrylate or methacrylate groups contained in the polymer of 40b can also be promoted. This is thought to be because, firstly, multiple bonds of alkenyl groups contained in the liquid crystal molecules themselves can be activated by light, and secondly, transporters (carriers) that can exchange activation energy and radicals. This is considered to be possible.
  • the smaller the amount of the remaining photopolymerizable compound in the liquid crystal layer 30 (the ratio of the amount of the photopolymerizable compound remaining after the formation of the alignment maintaining layers 40a and 40b to the amount added to the liquid crystal material 30), the more the alignment is maintained.
  • the degree of polymerization of the polymers of the layers 40a and 40b is increased, the hardness of the alignment maintaining layers 40a and 40b is increased, and the alignment maintaining layers 40a and 40b are not easily peeled off.
  • the amount of the remaining photopolymerizable compound in the liquid crystal layer 30 is preferably 30% or less, and more preferably 20% or less. Therefore, the step of forming the alignment maintaining layers 40a and 40b (the step shown in FIG. 2C) is executed so that the amount of the remaining photopolymerizable compound in the liquid crystal material 30 ′ is 30% or less. Preferably, it is more preferably performed so as to be 20% or less.
  • the liquid crystal display device 100 will be described as a result of actually making a prototype as Examples 1 to 4 and verifying the effect.
  • a liquid crystal display device in which the horizontal alignment film does not contain an acrylate group or a methacrylate group was also actually produced as Comparative Examples 1 to 5, and in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5, Numbers were compared.
  • a TFT substrate having a display area size of 10 inches and a thickness of 0.7 mm was prepared as an active matrix substrate.
  • This TFT substrate has an electrode structure for FFS mode, and the line and space (L / S) of the comb-like pixel electrode is 3 ⁇ m / 5 ⁇ m.
  • the TFT substrate includes an oxide semiconductor TFT having a semiconductor layer formed of an In—Ga—Zn—O based semiconductor (IGZO based semiconductor) as a TFT (thin film transistor).
  • IGZO based semiconductor In—Ga—Zn—O based semiconductor
  • a color filter substrate having a color filter was prepared as a counter substrate.
  • a polyvinyl cinnamate solution which is an alignment film material, was applied to each of the TFT substrate and the color filter substrate by a spin coating method.
  • the polyvinyl cinnamate solution was prepared by dissolving 3 wt% of polyvinyl cinnamate in a solvent in which N-methyl-2-pyrrolidone and ethylene glycol monobutyl ether were mixed in equal amounts.
  • calcination was performed at 100 ° C. for 1 minute, followed by main calcination at 220 ° C. for 40 minutes while purging with nitrogen.
  • the thickness of the horizontal alignment film on the pixel electrode which is the uppermost layer in the display area of the TFT substrate was 75 nm.
  • the diameter of the columnar spacer formed on the color filter substrate was 12 ⁇ m at the bottom.
  • the height of the columnar spacer was set so that the thickness of the liquid crystal layer in the display region was 3.5 ⁇ m.
  • a contact hole for electrically connecting the pixel electrode and the TFT exists in the vicinity of the region in contact with the columnar spacer of the TFT substrate, and the alignment film is formed in the portion (concave portion) when the alignment film material is applied. Since the material flows in, the thickness of the horizontal alignment film in the region in contact with the columnar spacer is about 10 nm.
  • irradiation with linearly polarized ultraviolet rays having a wavelength of 313 nm was performed on the horizontal alignment films of both the TFT substrate and the color filter substrate as a photoalignment treatment.
  • Irradiation with ultraviolet rays was performed from the normal direction of the substrate, and the irradiation amount was 5 J / cm 2 .
  • the angle formed by the direction in which the slit of the pixel electrode formed of ITO extends and the polarization direction of the ultraviolet rays was 10 °.
  • a seal pattern was drawn on the TFT substrate using a heat-visible light combined sealing material (World Rock manufactured by Kyoritsu Chemical Industry Co., Ltd.) using a dispenser. Thereafter, a liquid crystal material was dropped on the color filter substrate.
  • a liquid crystal material 5 wt% of liquid crystalline molecule trans-4-propyl-4′-vinyl-1,1′-bicyclohexane is added to MLC-6610 manufactured by Merck & Co., and a polymerizable additive (photopolymerizable monomer).
  • a product to which 0.3 wt% of biphenyl-4,4′-diylbis (2-methylacrylate) was added was used.
  • the TFT substrate and the color filter substrate were bonded to each other so that the polarization directions of the ultraviolet rays irradiated to the horizontal alignment films of the respective substrates coincided with each other.
  • the sealing material was photocured using an ultrahigh pressure UV lamp (USH-500D manufactured by USHIO INC.) While pressing the two bonded substrates at 0.5 kgf / cm 2 .
  • USH-500D manufactured by USHIO INC.
  • those having a wavelength of 380 nm or less were completely cut with a filter.
  • heating was continued at 130 ° C. for 40 minutes while continuing the pressurization to thermally cure the sealing material and to perform a liquid crystal realignment treatment.
  • the liquid crystal panel was heated at 130 ° C. for 40 minutes, and the liquid crystal panel was carefully discharged. Thereafter, this liquid crystal panel was subjected to PS (Polymer sustained) treatment by irradiating ultraviolet rays at a dose of 1.5 J / cm 2 using a black light (FHF32BLB manufactured by Toshiba Corp.). Thereby, the polymerization of biphenyl-4,4′-diylbis (2-methyl acrylate) proceeds, and an alignment maintaining layer is formed between the horizontal alignment film and the liquid crystal layer. In this way, a liquid crystal panel having no alignment unevenness could be produced.
  • PS Polymer sustained treatment by irradiating ultraviolet rays at a dose of 1.5 J / cm 2 using a black light (FHF32BLB manufactured by Toshiba Corp.).
  • This liquid crystal panel was dropped from a height of 1 m onto a foamed polystyrene plate. At this time, the liquid crystal panel was dropped so that the display surface of the liquid crystal panel and the main surface of the expanded polystyrene plate were parallel. The dropping was repeated 30 times.
  • Example 1 A liquid crystal panel of Example 1 was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that a bifunctional acrylate monomer was added to the alignment film material at an addition amount of 5 wt% with respect to the solid content.
  • a bifunctional acrylate monomer diethylene glycol dimethacrylate represented by the following formula (2) was used.
  • the number of floating bright spots was measured by observing the central region (area: 1 cm 2 ) of the liquid crystal panel using a polarizing microscope, and the number was about 20. .
  • Example 1 the occurrence of floating bright spots was significantly suppressed as compared with Comparative Example 1. This is because when the horizontal alignment films 12 and 22 are baked, the acrylate monomer added to the alignment film material is polymerized to become an acrylate polymer (or acrylate oligomer), which is entangled with the polymer that contributes to the horizontal alignment.
  • the alignment maintaining layer acrylate polymer layer formed at the interface between the horizontal alignment films 12 and 22 and the liquid crystal layer 30 is chemically bonded to the acrylate polymer in the horizontal alignment film. This is because the adhesion of the alignment maintaining layer to the horizontal alignment film has increased.
  • Comparative Example 2 Comparative Example, except that the solid content of the alignment film material is a polyimide-based material that is not for the photo-alignment film, and that the rubbing process is performed in parallel in place of the photo-alignment process by irradiation of polarized light as the alignment process
  • a liquid crystal panel was produced and a drop test was performed.
  • the number of floating bright spots was measured by observing the central region (area: 1 cm 2 ) of the liquid crystal panel using a polarizing microscope, and the number was about 50.
  • Example 2 A liquid crystal panel of Example 2 was produced in the same manner as in Comparative Example 2 except that a bifunctional acrylate monomer was added to the alignment film material at an addition amount of 5 wt% with respect to the solid content.
  • a bifunctional acrylate monomer diethylene glycol dimethacrylate was used in the same manner as in Example 1.
  • the number of floating bright spots was measured by observing the central region (area: 1 cm 2 ) of the liquid crystal panel using a polarizing microscope, and the number was about 20. .
  • Example 2 generation of floating bright spots was suppressed as compared with Comparative Example 2. As can be seen from this, even when the horizontal alignment films 12 and 22 are not photo-alignment films, the effect of preventing the alignment maintaining layers 40a and 40b from peeling off can be obtained.
  • Comparative Example 3 The same as in Comparative Example 1 except that the solid content of the alignment film material was a polyimide-based material containing a cyclobutane skeleton, and that the alignment treatment was performed by irradiating polarized UV light having a wavelength of 254 nm at an irradiation dose of 1.5 J / cm 2. A liquid crystal panel was manufactured and a drop test was performed. The conditions of the photo-alignment treatment are different between Comparative Example 1 and Comparative Example 3.
  • the photo-alignment film of Comparative Example 1 is an isomerization / dimerization type, whereas the photo-alignment film of Comparative Example 3 is a decomposition type. Because there is.
  • the number of floating bright spots was measured by observing the central region (area: 1 cm 2 ) of the liquid crystal panel using a polarizing microscope, and the number was about 50.
  • Example 3 A liquid crystal panel of Example 3 was produced in the same manner as in Comparative Example 3 except that a bifunctional acrylate monomer was added to the alignment film material at an addition amount of 5 wt% with respect to the solid content.
  • a bifunctional acrylate monomer diethylene glycol dimethacrylate was used in the same manner as in Example 1.
  • the number of floating bright spots was measured by observing the central region (area: 1 cm 2 ) of the liquid crystal panel using a polarizing microscope, and the number was about 20. .
  • Example 3 generation of floating bright spots was suppressed as compared with Comparative Example 3.
  • the horizontal alignment films 12 and 22 are decomposition type photo-alignment films, an effect of preventing the alignment maintaining layers 40a and 40b from peeling off can be obtained.
  • Comparative Example 4 The liquid crystal was the same as in Comparative Example 1 except that the solid content of the alignment film material was a polyimide-based material containing a cinnamate group and that the alignment treatment was performed by irradiating polarized ultraviolet rays having a wavelength of 313 nm at an irradiation amount of 60 mJ / cm 2. Panel fabrication and drop tests were performed.
  • the photo-alignment film of Comparative Example 4 is an isomerization / dimerization type.
  • Example 4 A liquid crystal panel of Example 4 was produced in the same manner as in Comparative Example 4 except that a bifunctional acrylate monomer was added to the alignment film material at an addition amount of 5 wt% with respect to the solid content.
  • a bifunctional acrylate monomer diethylene glycol dimethacrylate was used in the same manner as in Example 1.
  • the number of floating bright spots was measured by observing the central region (area: 1 cm 2 ) of the liquid crystal panel using a polarizing microscope, and the number was about 20. .
  • Example 4 generation of floating bright spots was suppressed as compared with Comparative Example 4.
  • the orientation maintaining layer 40a As can be seen from this, not only when the main chain of the polymer that contributes to the horizontal orientation is polyimide as in Example 1, but also when it is polyvinyl as in Example 4, the orientation maintaining layer 40a. And the effect which prevents peeling of 40b can be acquired. That is, the effect of preventing the orientation maintaining layers 40a and 40b from peeling does not depend on the type of the polymer main chain that contributes to the horizontal orientation.
  • Comparative Example 5 After producing the liquid crystal panel in the same manner as in Comparative Example 4, the thin film was etched by using hydrofluoric acid so that the total thickness of the transparent substrate of the TFT substrate and the color filter substrate was 1.4 mm to 0.8 mm. Processing was performed.
  • a liquid crystal display device in which peeling of the alignment maintaining layer formed on the horizontal alignment film is suppressed and a method for manufacturing the same.
  • peeling of the alignment maintaining layer is suppressed, so that the generation of floating bright spots is suppressed and high-quality display is possible.

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Abstract

　液晶表示装置（１００）は、互いに対向する第１基板（１０）および第２基板（２０）と、第１基板および第２基板の間に設けられた液晶層（３０）とを備える。第１基板および第２基板の少なくとも一方は、液晶層側に設けられた水平配向膜（１２、２２）を有する。液晶表示装置は、水平配向膜と液晶層との間に設けられた配向維持層であって、光重合性化合物の重合体を含む配向維持層（４０ａ、４０ｂ）をさらに備える。光重合性化合物は、アクリレート基またはメタクリレート基を含み、配向維持層の重合体は、残基としてアクリレート基またはメタクリレート基を含み、水平配向膜は、アクリレート基またはメタクリレート基を含む。

Description

液晶表示装置およびその製造方法
　本発明は、液晶表示装置に関し、特に、配向維持層を備えた液晶表示装置に関する。また、本発明は、そのような液晶表示装置の製造方法にも関する。
　液晶表示装置は、一対の基板と、これらの間に設けられた液晶層とを備え、液晶層に印加される電圧に応じて液晶分子の配向方向が変化することを利用して表示を行う。液晶層に電圧を印加しない状態の液晶分子の配向方向（プレチルト方向）は、従来、配向膜によって規定されていた。例えば、ＴＮモードの液晶表示装置においては、水平配向膜にラビング処理を施すことによって、液晶分子のプレチルト方位を規定していた。ここで、プレチルト方位は、電圧を印加していない液晶層内の液晶分子の配向方向を示すベクトルの内、液晶層面内（基板面内）における成分を指す。なお、配向膜と液晶分子とのなす角であるプレチルト角は、主に配向膜と液晶材料との組み合わせで決まる。プレチルト方向は、プレチルト方位とプレチルト角とによって表される。
　近年、液晶分子のプレチルト方向を制御する技術として、Polymer Sustained Alignment Technology（以下、「ＰＳＡ技術」という）が開発された（特許文献１、２および３参照）。ＰＳＡ技術は、少量の光重合性化合物（典型的には光重合性モノマー）を混合された液晶材料を液晶パネルに封入した後、液晶層に所定の電圧を印加した状態で光重合性化合物に光（例えば紫外線）を照射することによって生成された重合体によって、液晶分子のプレチルト方向を制御する技術である。上記の重合体から構成される層を本願明細書では配向維持層（Alignment Sustaining Layer）と呼ぶ。
　ＰＳＡ技術を用いると、重合体が生成されるときの液晶分子の配向状態が、電圧を取り去った後（電圧を印加しない状態）においても維持（記憶）される。従って、ＰＳＡ技術は、液晶層に形成される電界等を制御することによって、液晶分子のプレチルト方位およびプレチルト角を調整することができるという利点を有している。また、ＰＳＡ技術はラビング処理を必要としないので、特に、ラビング処理によってプレチルト方向を制御することが難しい垂直配向型の液晶層を形成するのに適している。そのため、これまで、ＰＳＡ技術は、垂直配向膜と組み合わせた形での実用化が盛んに検討されてきた。
　しかしながら、ＰＳＡ技術において用いられる配向維持層（光重合性化合物の重合体である）を、水平配向膜と組み合わせることも可能である。水平配向膜は、上述したＴＮモードの液晶表示装置に加え、近年では、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モードやＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードのような横電界モードの液晶表示装置でも用いられている。水平配向膜上に配向維持層を形成することにより、配向規制力が向上し、焼付きを防止することができる。なお、横電界モードの液晶表示装置の水平配向膜上に配向維持層を形成する場合には、予め水平配向膜にラビングや光照射等の配向処理を施す必要がある。また、配向維持層を形成する工程において液晶層に電圧を印加する必要はない。横電界モードでは、液晶分子の配向方向が基板面に平行な面内で変化するので、プレチルト角がほとんどゼロでよいからである。
　図５および図６を参照しながら、配向維持層による焼付きの防止効果を説明する。図５（ａ）および図６（ａ）は、ＩＰＳモードの液晶表示装置９００Ａおよび９００Ｂの断面構造（ただし電極構造は省略している）を示す図である。液晶表示装置９００Ａおよび９００Ｂは、いずれも、第１基板９１０および第２基板９２０と、これらの間に設けられた液晶層９３０とを備える。また、液晶表示装置９００Ａおよび９００Ｂの第１基板９１０および第２基板９２０は、液晶層９３０側に設けられた水平配向膜９１２、９２２を有する。
　ただし、図６（ａ）に示す液晶表示装置９００Ｂが、水平配向膜９１２、９２２と液晶層９３０との間にさらに配向維持層９４０ａ、９４０ｂを備えているのに対し、図５（ａ）に示す液晶表示装置９００Ａは、そのような配向維持層を備えていない。
　図５（ｂ）および図６（ｂ）は、図５（ａ）および図６（ａ）に示した液晶表示装置９００Ａおよび９００Ｂに対して耐焼付き性の評価試験を行った結果を示す写真である。評価試験は、まず、液晶表示装置９００Ａおよび９００Ｂのそれぞれの表示領域を２つの領域Ｒ１およびＲ２に区分し、一方の領域Ｒ１においては、液晶層９３０に白電圧（具体的には６Ｖ）を所定時間（具体的には６～２４時間）印加し、他方の領域Ｒ２においてはそのような電圧印加を行わなかった。その後、両方の領域Ｒ１およびＲ２において、白電圧印加時の輝度に対して１％程度の輝度を呈するような中間調電圧（２５６階調表示の場合３２階調に対応する電圧）を液晶層９３０に印加した状態が、図５（ｂ）および図６（ｂ）に示されている。
　配向維持層が形成されていない液晶表示装置９００Ａでは、白電圧の印加を行った領域Ｒ１の輝度が、白電圧の印加を行わなかった領域Ｒ２の輝度よりも高くなっており、焼付きが発生している。これに対し、配向維持層９４０ａ、９４０ｂが形成されている液晶表示装置９００Ｂでは、白電圧の印加を行った領域Ｒ１の輝度は、白電圧の印加を行わなかった領域Ｒ２とほぼ同じであり、焼付きの発生が防止されている。
特開２００２－３５７８３０号公報 特開２００３－３０７７２０号公報 特開２００６－７８９６８号公報 国際公開第２０１１／００１５７９号
　しかしながら、水平配向膜上に配向維持層を形成した場合、焼付きの発生は防止されるものの、図７に示すように、輝点が大量に発生するという新たな問題が発生することがわかった。この輝点は、液晶層内を浮遊する異物によるものと考えられ、液晶パネルを押圧すると、移動する。そのため、このような輝点（「浮遊輝点」と呼ぶ）が発生すると、表示品位が大きく低下してしまう。
　本願発明者が詳細な検討を行ったところ、浮遊輝点の原因は、柱状スペーサが配向維持層を剥がしてしまうことによって発生した配向維持層の滓であることがわかった。
　図８に、浮遊輝点が発生する原理を模式的に示す。液晶表示装置９００Ｂの第２基板９２０は、図８に示すように、液晶層９３０の厚さ（セルギャップ）を規定するための柱状スペーサ９２４を有する。液晶表示装置９００Ｂを製造する際には、柱状スペーサ９２４を横方向に振動させるような様々な工程が存在する。例えば、ガラス基板を機械研磨する工程や、偏光板を液晶パネルに貼り付ける工程、液晶パネルを搬送する工程などが挙げられる。
　これらの工程において、柱状スペーサ９２４が横方向に振動することにより、柱状スペーサ９２４が第１基板９１０の水平配向膜９１２上に設けられた配向維持層９４０ａを剥がしてしまう。これによって発生した配向維持層９４０ａの滓が液晶層９３０内を漂うことにより、浮遊輝点が発生する。なお、配向維持層９４０ａが剥がれて水平配向膜９１２が露出した領域も輝点となり得るが、この輝点は液晶パネルが押圧されても移動しない固定輝点であり、柱状スペーサ９２４が形成されている領域は一般的に遮光されているので、表示品位にはあまり影響しない。
　図９に、液晶表示装置９００Ｂにおいて実際に配向維持層９４０ａの剥がれが発生した部分のＳＥＭ像を示す。図９に示すように、配向維持層９４０ａが剥がれることによって配向維持層９４０ａの滓９４０ａｓが発生している。また、配向維持層９４０ａが剥がれた領域では、水平配向膜９１２が露出している。
　上述したように、水平配向膜上に配向維持層を形成すると、配向維持層の剥がれに起因した表示品位の低下が発生する。
　なお、特許文献４には、垂直配向膜上に配向維持層が形成される液晶表示装置において、焼付きのいっそうの低減を実現するための技術が開示されている。特許文献４の技術では、配向維持層の材料となる光重合性モノマーに対して重合開始剤として機能するような官能基（重合開始官能基）が、垂直配向膜に含まれており、そのことによって焼付きのいっそうの低減が可能となる。また、この技術によれば、垂直配向膜に含まれる重合開始官能基と配向維持層との間に共有結合が形成される。
　そのため、特許文献４の技術を、水平配向膜上に配向維持層が形成される液晶表示装置に転用することで、配向維持層の剥がれを抑制できるとも考えられるが、後述する理由から、水平配向膜上に形成される配向維持層の剥がれを十分に抑制することはできない。また、水平配向膜上に配向維持層を形成する場合、垂直配向膜上に配向維持層を形成する場合に比べて著しく低いエネルギーでも重合が完了するので、そもそも重合開始剤が必要ではない。また、配向膜中に重合開始官能基が存在することによって、液晶分子の配向性が低下し、コントラスト比の低下を引き起こしてしまう。
　本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、水平配向膜上に形成された配向維持層の剥がれが抑制される液晶表示装置およびその製造方法を提供することにある。
　本発明の実施形態による液晶表示装置は、互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板の間に設けられた液晶層と、を備え、前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方は、前記液晶層側に設けられた水平配向膜を有する液晶表示装置であって、前記水平配向膜と前記液晶層との間に設けられた配向維持層であって、光重合性化合物の重合体を含む配向維持層をさらに備え、前記光重合性化合物は、アクリレート基またはメタクリレート基を含み、前記配向維持層の重合体は、残基としてアクリレート基またはメタクリレート基を含み、前記水平配向膜は、アクリレート基またはメタクリレート基を含む。
　ある実施形態において、前記水平配向膜は、水平配向性に寄与するポリマーを含み、前記水平配向性に寄与するポリマーはアクリレート基またはメタクリレート基を含む。
　ある実施形態において、前記水平配向膜は、水平配向性に寄与するポリマーと、多官能のアクリレートモノマーまたは多官能のメタクリレートモノマーの重合によって形成されたオリゴマーまたはポリマーであって、アクリレート基またはメタクリレート基を残基として含むオリゴマーまたはポリマーと、を含む。
　ある実施形態において、前記配向維持層の重合体に含まれるアクリレート基またはメタクリレート基と、前記水平配向膜に含まれるアクリレート基またはメタクリレート基とが結合している。
　ある実施形態において、前記光重合性化合物は、多官能性である。
　ある実施形態において、前記第２基板は、前記液晶層の厚さを規定する柱状スペーサを有し、前記第１基板および前記第２基板のうちの少なくとも前記第１基板は前記水平配向膜を有する。
　ある実施形態において、前記第１基板は、前記柱状スペーサに当接する領域の近傍に凹部を有する。
　ある実施形態において、前記第１基板の、前記柱状スペーサに当接する領域における前記水平配向膜の厚さは５０ｎｍ以下である。
　ある実施形態において、前記第１基板および前記第２基板のそれぞれは、絶縁性を有する透明基板を含み、前記第１基板および前記第２基板の前記透明基板の厚さの合計は、１ｍｍ以下である。
　ある実施形態において、本発明の実施形態による液晶表示装置は、タッチパネルとして機能する。
　ある実施形態において、前記水平配向膜は、光配向膜である。
　ある実施形態において、前記液晶層は、アルケニル基を含む液晶分子を含む。
　ある実施形態において、前記液晶層中の残存光重合性化合物量は３０％以下である。
　本発明の実施形態による液晶表示装置の製造方法は、少なくとも一方が水平配向膜を有する第１基板および第２基板を用意する工程と、前記第１基板と前記第２基板との間に、光重合性化合物を混合された液晶材料が封入された液晶パネルを作製する工程と、前記液晶パネルに光を照射することにより、前記光重合性化合物を重合させて前記水平配向膜上に配向維持層を形成する工程と、を包含し、前記光重合性化合物は、アクリレート基またはメタクリレート基を含み、前記水平配向膜は、アクリレート基またはメタクリレート基を含む。
　ある実施形態において、前記第１基板および前記第２基板を用意する工程は、前記水平配向膜を形成するための配向膜材料を用意する工程を含み、前記配向膜材料は、水平配向性に寄与するポリマーまたはその前駆体であって、アクリレート基またはメタクリレート基を含むポリマーまたはその前駆体を含む。
　ある実施形態において、前記第１基板および前記第２基板を用意する工程は、前記水平配向膜を形成するための配向膜材料を用意する工程を含み、前記配向膜材料は、水平配向性に寄与するポリマーまたはその前駆体と、多官能のアクリレートモノマーまたは多官能のメタクリレートモノマーとを含む。
　ある実施形態において、前記光重合性化合物は、多官能性である。
　ある実施形態において、前記配向維持層を形成する工程において、前記液晶パネル内に電圧を印加することなく光の照射が行われる。
　ある実施形態において、前記配向維持層を形成する工程は、前記液晶材料中の残存光重合性化合物量が３０％以下となるように実行される。
　本発明の実施形態によると、水平配向膜上に形成された配向維持層の剥がれが抑制される液晶表示装置およびその製造方法が提供される。
本発明の実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す断面図である。 （ａ）～（ｃ）は、液晶表示装置１００の製造方法を説明するための工程断面図である。 液晶表示装置１００の構成の一例を示す断面図である。 液晶表示装置１００のアクティブマトリクス基板１０が有する凹部１０ａの一例を示す断面図である。 （ａ）は、ＩＰＳモードの液晶表示装置９００Ａの断面構造を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した液晶表示装置９００Ａに対して耐焼付き性の評価試験を行った結果を示す写真である。 （ａ）は、ＩＰＳモードの液晶表示装置９００Ｂの断面構造を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した液晶表示装置９００Ｂに対して耐焼付き性の評価試験を行った結果を示す写真である。 浮遊輝点が発生した液晶パネルを示す写真である。 浮遊輝点が発生する原理を模式的に示す図である。 液晶表示装置９００Ｂにおいて実際に配向維持層９４０ａの剥がれが発生した部分のＳＥＭ像である。 （ａ）は、配向維持層が形成された後の垂直配向膜表面のＳＥＭ像であり、（ｂ）は、配向維持層が形成される前の水平配向膜表面のＳＥＭ像であり、（ｃ）は、配向維持層が形成された後の水平配向膜表面のＳＥＭ像である。 サンプル１の水平配向膜（ラビング処理されたポリイミド系水平配向膜）についての、配向維持層が形成された後の水平配向膜表面のＳＥＭ像である。 サンプル２の水平配向膜（ラビング処理されたポリイミド系水平配向膜）についての、配向維持層が形成された後の水平配向膜表面のＳＥＭ像である。 サンプル３の水平配向膜（光配向処理された分解型のポリイミド系水平配向膜）についての、配向維持層が形成された後の水平配向膜表面のＳＥＭ像である。
　既に説明した配向維持層の剥がれは、水平配向膜上に配向維持層を形成した場合に特有の問題であり、垂直配向膜上に配向維持層を形成した場合には、そのような問題は発生しない。この理由を本願発明者が究明した結果を説明する。
　図１０（ａ）は、配向維持層が形成された後の垂直配向膜表面のＳＥＭ像である。また、図１０（ｂ）は、配向維持層が形成される前の水平配向膜表面のＳＥＭ像であり、図１０（ｃ）は、配向維持層が形成された後の水平配向膜表面のＳＥＭ像である。
　図１０（ａ）から、垂直配向膜の表面上には、配向維持層が島状に（離散的に）形成されていることがわかる。これに対し、図１０（ｂ）および（ｃ）からは、水平配向膜の表面上の配向維持層が、垂直配向膜の表面上の配向維持層よりも緻密に形成されていることがわかる。
　このように、水平配向膜上には緻密な配向維持層が形成されるので、配向維持層の剥がれが大面積で起きやすく、配向維持層の滓が浮遊輝点として観察されてしまう。これに対し、垂直配向膜の表面上の配向維持層が剥がれたとしても、その滓はサイズがサブミクロンオーダーであるので、輝点として視認されない。
　なお、配向維持層の剥がれは、水平配向膜への配向処理の仕方によらず発生する。ラビング処理された水平配向膜および光配向処理された水平配向膜（光配向膜）のいずれについても、その上には緻密な配向維持層が形成されるからである。
　図１１、図１２および図１３に、３つの水平配向膜（サンプル１、２および３）について、配向維持層が形成された後の水平配向膜表面のＳＥＭ像を示す。図１１に示すサンプル１および図１２に示すサンプル２は、ラビング処理されたポリイミド系水平配向膜であり、図１３に示すサンプル３は、光配向処理された分解型のポリイミド系水平配向膜である。
　水平配向膜形成の際の焼成条件は、サンプル１および２については２００℃、４０分であり、サンプル３については２５０℃、６０分である。サンプル３についての光配向処理は、１．５Ｊ／ｃｍ2の光照射により行った。いずれのサンプルについても、配向維持層の形成に用いられるモノマーは、下記式（１）で表されるものであり、液晶材料へのモノマーの添加量は、０．３ｗｔ％である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　図１１、図１２および図１３のそれぞれには、２つのＳＥＭ像が示されており、図中、左側のＳＥＭ像は、配向維持層形成の際の紫外線の照射時間が５分の場合のものであり、右側のＳＥＭ像は、配向維持層形成の際の紫外線の照射時間が１２０分の場合のものである。
　図１１、図１２および図１３から、サンプル１、２および３のいずれの表面上にも、緻密な配向維持層が形成されていることがわかる。
　上述したように、水平配向膜上に配向維持層を形成する場合には、配向維持層の剥がれという、これまで全く認識されていなかった特有の問題が発生する。本願発明は、この問題を本願発明者が詳細に検討した結果見出された上記知見に基づいてなされたものである。
　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
　図１に、本実施形態における液晶表示装置１００を示す。図１は、液晶表示装置１００を模式的に示す断面図である。
　液晶表示装置１００は、図１に示すように、アクティブマトリクス基板１０と、アクティブマトリクス基板１０に対向する対向基板２０と、これらの間に設けられた液晶層３０とを備える。ここでは図示していないが、液晶表示装置１００が透過型である場合には、液晶表示装置１００は、さらに、バックライト（照明装置）を備える。液晶表示装置１００の、バックライトを除く部分は、液晶パネルと呼ばれる。
　アクティブマトリクス基板１０は、絶縁性を有する透明基板（例えばガラス基板やプラスチック基板）１１と、透明基板１１の液晶層３０側に設けられた水平配向膜１２とを有する。ここでは図示していないが、アクティブマトリクス基板１０は、さらに、画素ごとに設けられた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、薄膜トランジスタに電気的に接続された画素電極とを有する。
　対向基板２０は、絶縁性を有する透明基板（例えばガラス基板やプラスチック基板）２１と、透明基板２１の液晶層３０側に設けられた水平配向膜２２とを有する。ここでは図示していないが、対向基板２０は、さらに、カラーフィルタと、柱状スペーサとを有する。柱状スペーサは、液晶層３０の厚さ（セルギャップ）を規定するものであり、その頂部がアクティブマトリクス基板１０に当接する。
　以下では、アクティブマトリクス基板１０の水平配向膜１２を第１水平配向膜と呼び、対向基板２０の水平配向膜２２を第２水平配向膜と呼ぶこともある。水平配向膜１２および２２に対する配向処理としては、公知の種々の方法を用いることができ、水平配向膜１２および２２に対し、例えば、ラビング処理が行われていてもよいし、光配向処理が行われていてもよい。
　液晶表示装置１００の表示モードは、水平配向膜１２および２２が用いられるような表示モードであればよく、特に限定されない。液晶表示装置１００の表示モードは、例えば、ＩＰＳモードやＦＦＳモードのような横電界モードである。横電界モードの場合、アクティブマトリクス基板１０に、画素電極（典型的には櫛歯状である）だけでなく、共通電極も設けられる。液晶表示装置１００の表示モードは、あるいは、ＦＬＣ（強誘電液晶）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モードであってもよい。
　液晶表示装置１００は、さらに、第１水平配向膜１２と液晶層３０との間、および、第２水平配向膜２２と液晶層３０との間に設けられた配向維持層４０ａおよび４０ｂを備える。以下では、アクティブマトリクス基板１０側（つまり第１水平配向膜１２と液晶層３０との間）の配向維持層４０ａを第１配向維持層と呼び、対向基板２０側（つまり第２水平配向膜２２と液晶層３０との間）の配向維持層４０ｂを第２配向維持層と呼ぶこともある。配向維持層４０ａおよび４０ｂは、光重合性化合物の重合体を含んでおり、ＰＳＡ技術により形成されている。光重合性化合物は、例えば、光重合性モノマーや光重合性オリゴマーであり、典型的には、光重合性モノマーである。
　本実施形態における液晶表示装置１００では、配向維持層４０ａおよび４０ｂを形成するための光重合性化合物は、アクリレート基またはメタクリレート基を含んでおり、配向維持層４０ａおよび４０ｂの重合体は、残基としてアクリレート基またはメタクリレート基を含んでいる。本実施形態では、さらに、水平配向膜１２および２２も、アクリレート基またはメタクリレート基を含んでいる。
　そのため、第１配向維持層４０ａの重合体に含まれるアクリレート基またはメタクリレート基と、第１水平配向膜１２に含まれるアクリレート基またはメタクリレート基とが結合し得る。同様に、第２配向維持層４０ｂの重合体に含まれるアクリレート基またはメタクリレート基と、第２水平配向膜２２に含まれるアクリレート基またはメタクリレート基とが結合し得る。それ故、水平配向膜１２、２２に対する配向維持層４０ａ、４０ｂの密着性が向上する。そのため、配向維持層４０ａおよび４０ｂの剥がれを抑制することができ、浮遊輝点の発生を防止することができる。
　特許文献４に開示されている技術では、垂直配向膜中の重合開始官能基と配向維持層との間に形成される結合は１価である。これに対し、本実施形態では、配向維持層４０ａおよび４０ｂの重合体に含まれるアクリレート基またはメタクリレート基と、水平配向膜１２および２２に含まれるアクリレート基またはメタクリレート基とで２価の結合が形成される。つまり、より強固な結合が形成されるので、配向維持層４０ａおよび４０ｂの密着性が高い。また、本実施形態では、水平配向膜１２および２２には、重合開始官能基が含まれている必要がないので、重合開始官能基の存在によって液晶分子の配向性が低下してコントラスト比が低下することがない。
　水平配向膜１２および２２に、アクリレート基またはメタクリレート基を含ませる方法としては、例えば以下に説明する２つの方法を用いることができる。
　まず、１つ目の方法は、水平配向膜１２および２２を形成するための配向膜材料に、多官能のアクリレートモノマーまたは多官能のメタクリレートモノマーを添加剤として加える方法である。この場合、水平配向膜１２および２２の焼成時に、添加剤として加えられたモノマーの一部が重合してオリゴマーやポリマーが形成され、それらが水平配向性に寄与するポリマーと絡み合った状態となる。さらに、物理的に絡み合うだけでなく、水平配向性に寄与するポリマーとモノマーとがそれぞれ、例えばアミノ基とエポキシ基や、あるいはアミノ基とカルボキシル基などの熱によって化学的に結合する官能基を含む場合、水平配向性に寄与するポリマーと、添加剤として加えられたモノマー由来のオリゴマーやポリマーとは、水平配向膜１２および２２の焼成によって化学的に結合した状態となる。また、このとき形成されたオリゴマーやポリマーには、残基としてアクリレート基やメタクリレート基が存在している。
　つまり、１つ目の方法をとる場合、水平配向膜１２および２２は、水平配向性に寄与するポリマーと、多官能のアクリレートモノマーまたは多官能のメタクリレートモノマーの重合によって形成されたオリゴマーまたはポリマーであって、アクリレート基またはメタクリレート基を残基として含むオリゴマーまたはポリマーとを含んでいる。添加剤として加えられたモノマーの重合によって形成されたオリゴマーまたはポリマーに含まれるアクリレート基またはメタクリレート基と、配向維持層４０ａおよび４０ｂの重合体に含まれるアクリレート基またはメタクリレート基とが結合し、そのことによって配向維持層４０ａおよび４０ｂの剥がれが抑制される。
　２つ目の方法は、水平配向膜１２および２２を構成するポリマー自身にアクリレート基またはメタクリレート基を導入する方法である。この場合、水平配向膜１２および２２は、水平配向性に寄与するポリマーを含み、このポリマー自体がアクリレート基またはメタクリレート基を含んでいる。水平配向性に寄与するポリマーに含まれるアクリレート基またはメタクリレート基と、配向維持層４０ａおよび４０ｂの重合体に含まれるアクリレート基またはメタクリレート基とが結合し、そのことによって配向維持層４０ａおよび４０ｂの剥がれが抑制される。
　１つ目の方法により形成される水平配向膜１２および２２を、本願明細書では「添加型」の水平配向膜と呼ぶ。また、２つ目の方法により形成される水平配向膜１２および２２を、本願明細書では「直接導入型」の水平配向膜と呼ぶ。
　図２を参照しながら、液晶表示装置１００の製造方法を説明する。
　まず、図２（ａ）に示すように、第１水平配向膜１２を有するアクティブマトリクス基板１０および第２水平配向膜２２を有する対向基板２０を用意する。第１水平配向膜１２および第２水平配向膜２２は、既に説明したようにアクリレート基またはメタクリレート基を含んでいる。この工程は、水平配向膜１２および２２を形成するための配向膜材料を用意する工程を含んでいる。配向膜材料を用意する工程については、後に詳述する。用意された配向膜材料（典型的には、配向膜を構成する固形分と、固形分を溶解させる溶媒とを含む溶液であり、配向膜溶液とも呼ばれる）を、薄膜トランジスタや画素電極などが形成された透明基板１１上に塗布し、その後、加熱処理を行うことによって、第１水平配向膜１２が得られる。また、用意された配向膜材料を、カラーフィルタなどが形成された透明基板２１上に塗布し、その後、加熱処理を行うことによって、第２水平配向膜２２が得られる。加熱処理は、典型的には、異なる温度で２回行われる。１回目の加熱処理（仮焼成と呼ばれる）により、溶媒の大部分が除去されて配向膜が形成され、２回目の加熱処理（１回目の加熱処理よりも高温で行われ、本焼成と呼ばれる）により、配向膜が安定化される。
　また、アクティブマトリクス基板１０および対向基板２０を用意する工程は、水平配向膜１２および２２に対して配向処理を行う工程も含んでいる。例えば、ラビング処理や光配向処理により、水平配向膜１２および２２によって規定されるプレチルト方向を所定の方向に設定することができる。光配向処理は、例えば、偏光紫外線の照射により行うことができる。
　水平配向膜１２および２２が形成される前の状態のアクティブマトリクス基板１０および対向基板２０は、公知の手法により形成することができる。例えば液晶表示装置１００が横電界モードで表示を行う場合、アクティブマトリクス基板１０の電極構造としては、ＩＰＳモードやＦＦＳモードにおける電極構造として公知の種々の構造を採用することができる。
　次に、図２（ｂ）に示すように、アクティブマトリクス基板１０と対向基板２０との間に液晶材料３０’が封入された液晶パネル１００’を作製する。アクティブマトリクス基板１０と対向基板２０とが貼り合わされた状態で、真空注入法によって液晶材料３０’をアクティブマトリクス基板１０と対向基板２０との間に注入してもよいし、あるいは、アクティブマトリクス基板１０および対向基板２０の一方上に滴下法（ＯＤＦ：Ｏｎｅ　Ｄｒｏｐ　Ｆｉｌｌｉｎｇ）により液晶材料３０’を滴下した後に、アクティブマトリクス基板１０と対向基板２０とを貼り合わせてもよい。
　この工程において封入される液晶材料３０’は、光重合性化合物を混合されている。この光重合性化合物は、アクリレート基またはメタクリレート基を含んでいる。光重合性化合物は、具体的には、光重合性モノマーや光重合性オリゴマーである。典型的には、光重合性化合物は、光重合性モノマーであり、好ましくは多官能性である。光重合性モノマーとしては、例えば、一般式Ｐ１－Ａ１－（Ｚ１－Ａ２）ｎ－Ｐ２（Ｐ１およびＰ２は、それぞれ独立に、アクリレート基またはメタクリレート基であり、Ａ１およびＡ２は、それぞれ独立に、１，４－フェニレンまたはナフタレン－２，６－ジイル基であり、Ｚ１は－ＣＯＯ－基、－ＯＣＯ－基または単結合であり、ｎは０、１または２である）で表されるものを好適に用いることができる。上記一般式で表される光重合性モノマーは、１つ以上の環構造または縮環構造と、この環構造または縮環構造と結合した重合性官能基としてのアクリレート基および／またはメタクリレート基とを含む。上記一般式で表される光重合性モノマーを用いる場合、Ｚ１が単結合であり、ｎが０または１であることが好ましい。
　その後、図２（ｃ）に示すように、液晶パネル１００’に光Ｌを照射することにより、光重合性モノマーを重合させて水平配向膜１２および２２上に配向維持層４０ａおよび４０ｂを形成する。液晶パネル１００’に照射される光Ｌとしては、典型的には紫外線が用いられる。例えば、ブラックライトを用いて３Ｊ／ｃｍ2程度の紫外線の照射を行う。この工程において、液晶材料３０’（液晶層３０）への電圧の印加は必要ではない。つまり、配向維持層４０ａおよび４０ｂを形成する工程において、液晶パネル１００’内に電圧を印加することなく光Ｌの照射が行われてもよい。
　ここで、配向膜材料を用意する工程を説明する。添加型の水平配向膜１２および２２を形成する場合、配向膜材料は、水平配向性に寄与するポリマーまたはその前駆体と、多官能のアクリレートモノマーまたは多官能のメタクリレートモノマーとを含んでいる。水平配向性に寄与するポリマーおよびその前駆体としては、公知の種々のものを用いることができ、例えば、ポリイミドやポリシロキサン、ポリビニル化合物、これらの前駆体を用いることができる。
　また、配向膜材料に添加されるアクリレートモノマーまたはメタクリレートモノマーとしては、アクリレート基またはメタクリレート基を含む種々のモノマーを用いることができる。例えば、配向維持層４０ａおよび４０ｂの材料として例示したモノマーを用いることもできる。ただし、配向膜材料に添加されるモノマーは、配向維持層４０ａおよび４０ｂの材料のように液晶分子に対する配向規制力に直接寄与する必要はないので、剛直な部分（環構造や縮環構造）を含む必要はない。そのため、配向膜材料に添加されるモノマーとして、配向維持層４０ａおよび４０ｂの材料と異なるものを用いることもでき、例えば、エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレートを用いることができる。また、配向膜材料に添加されるアクリレートモノマーまたはメタクリレートモノマーは、具体的には、２～６官能性であることが好ましい。
　配向膜材料に添加されるアクリレートモノマーまたはメタクリレートモノマーの分子量は、８０以上６００以下であることが好ましく、１５０以上４００以下であることがより好ましい。分子量が小さすぎると、水平配向膜１２および２２を形成する際の加熱処理（焼成）により揮発して所望の効果（配向維持層４０ａおよび４０ｂの剥がれを防止する効果）が十分に得られないおそれがある。また、分子量が大きすぎると、水平配向膜１２および２２中におけるアクリレート基またはメタクリレート基の密度が低下し、やはり所望の効果が十分に得られないおそれがある。
　配向膜材料へのアクリレートモノマーやメタクリレートモノマーの添加量は、固形分に対して０．１ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下であることが好ましく、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることがより好ましい。添加量が少なすぎると、所望の効果（配向維持層４０ａおよび４０ｂの剥がれを防止する効果）が十分に得られないおそれがある。また、添加量が多すぎると、水平配向膜１２および２２中の配向基（水平配向性に寄与する官能基）の密度が低下して水平配向性が低下し、コントラスト比が低下するおそれがある。
　一方、直接導入型の水平配向膜１２および２２を形成する場合、配向膜材料は、水平配向性に寄与するポリマーまたはその前駆体であって、アクリレート基またはメタクリレート基を含むポリマーまたはその前駆体を含んでいる。水平配向膜として知られている一般的なポリマーは、ポリイミド系やポリシロキサン系、ポリビニル系などの主鎖と、水平配向性に寄与する官能基（例えばシンナメート基）を含む側鎖とを有している。ここで用いられるポリマーまたはその前駆体は、一部の側鎖がアクリレート基またはメタクリレート基を含んでいる。つまり、水平配向膜として公知の種々のポリマーおよびその前駆体の一部の側鎖にアクリレート基やメタクリレート基を導入したものを広く用いることができる。
　ただし、アクリレート基やメタクリレート基の導入量は、例えば光配向膜の場合、光官能基を含む繰り返し単位とアクリレート基またはメタクリレート基を含む繰り返し単位との共重合比が１０００：１以上１：１以下であることが好ましく、１００：１以上１０：１以下であることがより好ましい。導入量が少なすぎると、所望の効果（配向維持層４０ａおよび４０ｂの剥がれを防止する効果）が十分に得られないおそれがある。また、導入量が多すぎると、水平配向膜１２および２２中の配向基（水平配向性に寄与する官能基）の密度が低下して水平配向性が低下し、コントラスト比が低下するおそれがある。
　上述したようにして、本実施形態における液晶表示装置１００を製造することができる。
　続いて、液晶表示装置１００の好ましい構成や、本実施形態を用いる意義の大きい構成の例を説明する。
　液晶表示装置１００の対向基板２０は、図３に示す構成では、液晶層３０の厚さ（セルギャップ）を規定する柱状スペーサ２４を有する。柱状スペーサ２４は、典型的には、感光性樹脂から形成される。なお、図３では、配向維持層４０ａおよび４０ｂを省略している。
　また、図３に示す構成では、アクティブマトリクス基板１０は、柱状スペーサ２４に当接する領域（以下では「当接領域」と称する）１０Ｒの近傍に凹部１０ａを有する。このような凹部１０ａが当接領域１０Ｒの近傍（典型的には当接領域１０Ｒから凹部１０ａまでの距離Ｄが５０μｍ以下）に存在すると、水平配向膜１２の形成時（配向膜材料の塗布時）に、配向膜材料が凹部１０ａに流れ込み、そのことによって、凹部１０ａ近傍の、つまり、当接領域１０Ｒにおける水平配向膜１２の厚さｄ１が小さくなってしまう。このように当接領域１０Ｒにおける水平配向膜１２の厚さｄ１が小さいと、本実施形態のような構成を採用しない場合、柱状スペーサ２４が横方向に振動した際に、配向維持層４０ａが剥がれ易くなる。そのため、本実施形態は、当接領域１０Ｒの近傍に凹部１０ａが存在するような構成において用いる意義が大きいといえる。
　また、本願発明者の検討によれば、本実施形態の構成を採用しない場合（水平配向膜１２がアクリレート基またはメタクリレート基を含んでいない場合）の配向維持層４０ａの剥がれは、当接領域１０Ｒにおける水平配向膜１２の厚さｄ１が５０ｎｍ以下であるときに顕著であることがわかった。そのため、本実施形態は、当接領域１０Ｒにおける水平配向膜１２の厚さｄ１が５０ｎｍ以下であるような構成において効果が大きいといえる。
　上述した凹部１０ａの具体例を図４に示す。図４に示す例では、アクティブマトリクス基板１０は、画素電極１３と、共通電極１４とを有する。画素電極１３は、ＴＦＴのドレイン電極ＤＥに電気的に接続されている。ドレイン電極ＤＥなどを覆うように、層間絶縁層１５が形成されており、共通電極１４はこの層間絶縁層１５上に設けられている。共通電極１４を覆うように、誘電体層１６が形成されており、画素電極１３はこの誘電体層１６上に設けられている。層間絶縁層１５および誘電体層１６には、コンタクトホールＣＨが形成されており、このコンタクトホールＣＨにおいて、ＴＦＴのドレイン電極ＤＥと画素電極１３とが接続されている。このように、図４に示す例では、凹部１０ａにおいて、ＴＦＴと画素電極１３とを電気的に接続するためのコンタクトホールＣＨが設けられている。コンタクトホールＣＨの深さは、典型的には、１μｍ以上である。
　また、アクティブマトリクス基板１０の透明基板１１および対向基板２０の透明基板２１が薄いほど、透明基板２１および２２のたわみが大きくなって柱状スペーサ２４が振動し易く、配向維持層４０ａが剥がれ易い。本願発明者の検討によれば、本実施形態の構成を採用しない場合の配向維持層４０ａの剥がれは、アクティブマトリクス基板１０の透明基板１１の厚さおよび対向基板２０の透明基板２１の厚さの合計が１ｍｍ以下であるときに顕著であった。そのため、本実施形態は、アクティブマトリクス基板１０の透明基板１１の厚さおよび対向基板２０の透明基板２１の厚さの合計が１ｍｍ以下であるような構成において用いる意義が大きい。
　さらに、本実施形態は、液晶表示装置１００がタッチパネルとしても機能する構成において、効果が大きい。このような構成においては、入力の度に液晶パネルが押圧されるので、それに伴って柱状スペーサ２４が横方向に振動するからである。タッチパネルは、抵抗膜方式や静電容量方式などの公知の種々の方式のタッチパネルであってよい。
　また、配向維持層４０ａおよび４０ｂの剥がれのいっそうの抑制を実現する観点からは、水平配向膜１２および２２は、光配向膜であることが好ましい。水平配向膜１２および２２が光配向膜であることにより、光重合により配向維持層４０ａおよび４０ｂを形成する際に、光配向膜が励起して光重合性モノマーに対して励起エネルギーやラジカルの移動が起こる。そのため、配向維持層４０ａおよび４０ｂの形成の反応性を向上させるとともに、水平配向膜１２および２２に含まれるアクリレート基またはメタクリレート基と、配向維持層４０ａおよび４０ｂの重合体に含まれるアクリレート基またはメタクリレート基との結合が起こり易くなる。
　光配向膜としては、光反応性官能基を含む種々のタイプの光配向膜を用いることができ、例えば、光異性化反応を生ずる異性化型、光二量化反応を生ずる二量化型、光分解反応を生ずる分解型などを用いることができる。光反応性官能基としては、例えばシンナメート基が好適に用いられる。
　また、配向維持層４０ａおよび４０ｂの剥がれのいっそうの抑制を実現する観点からは、液晶層３０は、アルケニル基を含む液晶分子を含むことが好ましい。液晶分子がアルケニル基を含むことにより、配向維持層４０ａおよび４０ｂを形成する反応の進行を促進することができるとともに、水平配向膜１２および２２に含まれるアクリレート基またはメタクリレート基と、配向維持層４０ａおよび４０ｂの重合体に含まれるアクリレート基またはメタクリレート基との結合も促進することができる。これは、第一に、液晶分子自身に含まれるアルケニル基の多重結合が光により活性化され得るためと考えられ、第二に、活性化エネルギーやラジカル等の授受が可能な輸送体（キャリア）となり得るためと考えられる。
　また、液晶層３０中の残存光重合性化合物量（液晶材料３０への添加量に対する、配向維持層４０ａおよび４０ｂ形成後に残存している光重合性化合物の量の割合）が少ないほど、配向維持層４０ａおよび４０ｂの重合体の重合度が高くなり、配向維持層４０ａおよび４０ｂの硬度が増して配向維持層４０ａおよび４０ｂが剥がれにくくなる。具体的には、液晶層３０中の残存光重合性化合物量は、３０％以下であることが好ましく、２０％以下であることがより好ましい。従って、配向維持層４０ａおよび４０ｂを形成する工程（図２（ｃ）に示した工程）は、液晶材料３０’中の残存光重合性化合物量が３０％以下となるように実行されることが好ましく、２０％以下となるように実行されることがより好ましい。
　ここで、本実施形態における液晶表示装置１００を実施例１～４として実際に試作し、その効果を検証した結果を説明する。検証に際しては、水平配向膜がアクリレート基もメタクリレート基も含まない液晶表示装置を比較例１～５としてやはり実際に試作し、実施例１～４と比較例１～５とで、浮遊輝点の数を比較した。
　（比較例１）
　まず、アクティブマトリクス基板として、表示領域のサイズが１０インチで厚さが０．７ｍｍのＴＦＴ基板を用意した。このＴＦＴ基板は、ＦＦＳモード用の電極構造を有し、櫛歯状の画素電極のライン＆スペース（Ｌ／Ｓ）は３μｍ／５μｍである。また、このＴＦＴ基板は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）として、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系半導体（ＩＧＺＯ系半導体）から形成された半導体層を有する酸化物半導体ＴＦＴを有する。また、対向基板として、カラーフィルタを有するカラーフィルタ基板を用意した。
　次に、ＴＦＴ基板およびカラーフィルタ基板のそれぞれ上に、配向膜材料であるポリビニルシンナメート溶液をスピンコート法により塗布した。ポリビニルシンナメート溶液の調整は、Ｎ－メチル－２－ピロリドンとエチレングリコールモノブチルエーテルとが等量で混合された溶媒に、ポリビニルシンナメートを３ｗｔ％溶解させることによって行った。ポリビニルシンナメート溶液の塗布後、１００℃で１分間仮焼成を行い、続いて、窒素パージしながら２２０℃で４０分間本焼成を行った。
　ＴＦＴ基板の表示領域における最上層である画素電極上の水平配向膜の厚さは７５ｎｍであった。カラーフィルタ基板に形成されている柱状スペーサの直径は、最下部で１２μｍであった。柱状スペーサの高さは、表示領域の液晶層の厚さが３．５μｍになるように設定した。ＴＦＴ基板の、柱状スペーサに当接する領域の近傍には、画素電極とＴＦＴとを電気的に接続するためのコンタクトホールが存在しており、配向膜材料の塗布時にその部分（凹部）に配向膜材料が流れ込むために、柱状スペーサに当接する領域における水平配向膜の厚さは１０ｎｍ程度となっていた。
　次に、ＴＦＴ基板およびカラーフィルタ基板の両方の水平配向膜に対し、光配向処理として、波長３１３ｎｍの直線偏光紫外線の照射を行った。紫外線の照射は、基板法線方向から行い、照射量は５Ｊ／ｃｍ2であった。ＩＴＯから形成されている画素電極のスリットが延びる方向と、紫外線の偏光方向とがなす角は１０°であった。
　続いて、ＴＦＴ基板上に、ディスペンサーを用いて熱－可視光併用シール材（協立化学産業社製ワールドロック）でシールパターンを描画した。その後、カラーフィルタ基板上に液晶材料を滴下した。液晶材料としては、メルク社製ＭＬＣ－６６１０に液晶性分子ｔｒａｎｓ－４－プロピル－４’－ビニル－１，１’－ビシクロヘキサンを５ｗｔ％添加し、さらに重合性添加剤（光重合性モノマー）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０．３ｗｔ％添加したものを用いた。
　次に、ＴＦＴ基板およびカラーフィルタ基板を、それぞれの基板の水平配向膜に照射した紫外線の偏光方向が互いに一致するように貼り合わせた。続いて、貼り合わされた２枚の基板を０．５ｋｇｆ／ｃｍ2で加圧しながら、超高圧ＵＶランプ（ウシオ電機社製ＵＳＨ－５００Ｄ）を用いてシール材を光硬化させた。このとき、超高圧ＵＶランプから出射する紫外線のうち、波長が３８０ｎｍ以下のものを完全にフィルターでカットした。その後、加圧を続けながら１３０℃で４０分間加熱を行い、シール材を熱硬化させるとともに、液晶の再配向処理を行った。これにより、水平配向膜に照射した紫外線の偏光方向に直交する方向に液晶分子が一軸配向したＦＦＳモード用の液晶パネルが得られた。以上の工程では、すべてイエロー蛍光灯の下で作業を行い、液晶パネルが蛍光灯からの紫外線に曝されないようにした。
　続いて、液晶パネルに対して１３０℃で４０分間の加熱を行い、液晶パネルの除電処理を入念に行った。その後、この液晶パネルにブラックライト（東芝社製ＦＨＦ３２ＢＬＢ）を用いて１．５Ｊ／ｃｍ2の照射量で紫外線を照射することによって、ＰＳ（Polymer sustained）処理を行った。これにより、ビフェニル－４，４’－ジイルビス（２－メチルアクリレート）の重合が進行し、水平配向膜と液晶層との間に配向維持層が形成される。このようにして、配向むらのない液晶パネルを作製することができた。
　この液晶パネルを、１ｍの高さから発泡スチロール板へ自由落下させた。このとき、液晶パネルの表示面と発泡スチロール板の主面とが平行となるように液晶パネルを落下させた。落下は、３０回繰り返して行った。
　その後、偏光顕微鏡を用いて液晶パネルの中央の領域（面積は１ｃｍ2）を観察して浮遊輝点の数を計測したところ、およそ２００個であった。
　（実施例１）
　配向膜材料に、２官能のアクリレートモノマーを固形分に対して５ｗｔ％の添加量で加えた点以外は、比較例１と同様にして実施例１の液晶パネルを作製した。２官能のアクリレートモノマーとしては、下記式（２）で表されるジエチレングリコールジメタクリレートを用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　比較例１と同様の落下試験を行った後に、偏光顕微鏡を用いて液晶パネルの中央の領域（面積は１ｃｍ2）を観察して浮遊輝点の数を計測したところ、およそ２０個であった。
　このように、実施例１では、比較例１と比べて、浮遊輝点の発生が著しく抑制されていた。これは、水平配向膜１２および２２の焼成時に、配向膜材料中に添加されたアクリレートモノマーが重合して、アクリレートポリマー（あるいはアクリレートオリゴマー）となって、水平配向性に寄与するポリマーと絡み合い、その後のＰＳ処理の際に、水平配向膜１２および２２と液晶層３０との界面に形成された配向維持層（アクリレートポリマー層）と水平配向膜中のアクリレートポリマーとが化学的に結合することによって、水平配向膜に対する配向維持層の密着性が増したからである。
　（比較例２）
　配向膜材料の固形分を、光配向膜用ではないポリイミド系材料とした点と、配向処理として、偏光の照射による光配向処理に代えてラビング処理をアンチパラレルに行った点以外は、比較例１と同様にして液晶パネルの作製および落下試験を行った。
　その後、偏光顕微鏡を用いて液晶パネルの中央の領域（面積は１ｃｍ2）を観察して浮遊輝点の数を計測したところ、およそ５０個であった。
　（実施例２）
　配向膜材料に、２官能のアクリレートモノマーを固形分に対して５ｗｔ％の添加量で加えた点以外は、比較例２と同様にして実施例２の液晶パネルを作製した。２官能のアクリレートモノマーとしては、実施例１と同様にジエチレングリコールジメタクリレートを用いた。
　比較例２と同様の落下試験を行った後に、偏光顕微鏡を用いて液晶パネルの中央の領域（面積は１ｃｍ2）を観察して浮遊輝点の数を計測したところ、およそ２０個であった。
　このように、実施例２では、比較例２と比べて、浮遊輝点の発生が抑制されていた。このことからわかるように、水平配向膜１２および２２が光配向膜でない場合でも、配向維持層４０ａおよび４０ｂの剥がれを防止する効果を得ることができる。
　（比較例３）
　配向膜材料の固形分を、シクロブタン骨格を含むポリイミド系材料とした点と、配向処理として、波長２５４ｎｍの偏光紫外線を照射量１．５Ｊ／ｃｍ2で照射した点以外は比較例１と同様にして液晶パネルの作製および落下試験を行った。光配向処理の条件が比較例１と比較例３とで異なるのは、比較例１の光配向膜が異性化／二量化型であるのに対し、比較例３の光配向膜が分解型であるからである。
　その後、偏光顕微鏡を用いて液晶パネルの中央の領域（面積は１ｃｍ2）を観察して浮遊輝点の数を計測したところ、およそ５０個であった。
　（実施例３）
　配向膜材料に、２官能のアクリレートモノマーを固形分に対して５ｗｔ％の添加量で加えた点以外は、比較例３と同様にして実施例３の液晶パネルを作製した。２官能のアクリレートモノマーとしては、実施例１と同様にジエチレングリコールジメタクリレートを用いた。
　比較例３と同様の落下試験を行った後に、偏光顕微鏡を用いて液晶パネルの中央の領域（面積は１ｃｍ2）を観察して浮遊輝点の数を計測したところ、およそ２０個であった。
　このように、実施例３では、比較例３と比べて、浮遊輝点の発生が抑制されていた。このことからわかるように、水平配向膜１２および２２が分解型の光配向膜である場合でも、配向維持層４０ａおよび４０ｂの剥がれを防止する効果を得ることができる。
　（比較例４）
　配向膜材料の固形分を、シンナメート基を含むポリイミド系材料とした点と、配向処理として、波長３１３ｎｍの偏光紫外線を照射量６０ｍＪ／ｃｍ2で照射した点以外は比較例１と同様にして液晶パネルの作製および落下試験を行った。比較例４の光配向膜は、異性化／二量化型である。
　その後、偏光顕微鏡を用いて液晶パネルの中央の領域（面積は１ｃｍ2）を観察して浮遊輝点の数を計測したところ、およそ２００個であった。
　（実施例４）
　配向膜材料に、２官能のアクリレートモノマーを固形分に対して５ｗｔ％の添加量で加えた点以外は、比較例４と同様にして実施例４の液晶パネルを作製した。２官能のアクリレートモノマーとしては、実施例１と同様にジエチレングリコールジメタクリレートを用いた。
　比較例４と同様の落下試験を行った後に、偏光顕微鏡を用いて液晶パネルの中央の領域（面積は１ｃｍ2）を観察して浮遊輝点の数を計測したところ、およそ２０個であった。
　このように、実施例４では、比較例４と比べて、浮遊輝点の発生が抑制されていた。このことからわかるように、水平配向性に寄与するポリマーの主鎖が、実施例１のようにポリイミドである場合だけでなく、実施例４のようにポリビニルである場合についても、配向維持層４０ａおよび４０ｂの剥がれを防止する効果を得ることができる。つまり、配向維持層４０ａおよび４０ｂの剥がれを防止する効果は、水平配向性に寄与するポリマーの主鎖の種類には依存しない。
　（比較例５）
　比較例４と同様にして液晶パネルを作製した後、ＴＦＴ基板およびカラーフィルタ基板の透明基板の厚さの合計が１．４ｍｍから０．８ｍｍとなるように、フッ酸を用いたエッチングにより、薄型加工を行った。
　その後、比較例４と同様の落下試験を行った後に、偏光顕微鏡を用いて液晶パネルの中央の領域（面積は１ｃｍ2）を観察して浮遊輝点の数を計測したところ、およそ５００個であった。このように、比較例５では、比較例４と比べて浮遊輝点の発生がいっそう顕著となった。これは、透明基板が薄くなるとたわみが大きくなり、柱状スペーサの振動が増加するからと考えられる。
　本発明の実施形態によると、水平配向膜上に形成された配向維持層の剥がれが抑制される液晶表示装置およびその製造方法が提供される。本発明の実施形態による液晶表示装置では、配向維持層の剥がれが抑制されるので、浮遊輝点の発生が抑制され、高品位の表示が可能となる。
　１０　　アクティブマトリクス基板
　１０ａ　　凹部
　１０Ｒ　　当接領域
　１１、２１　　透明基板
　１２、２２　　水平配向膜
　１３　　画素電極
　１４　　共通電極
　１５　　層間絶縁層
　１６　　誘電体層
　２０　　対向基板
　２４　　柱状スペーサ
　３０　　液晶層
　４０ａ、４０ｂ　　配向維持層
　１００　　液晶表示装置
　ＤＥ　　ドレイン電極
　ＣＨ　　コンタクトホール

Claims (19)

  1. 　互いに対向する第１基板および第２基板と、
    　前記第１基板および前記第２基板の間に設けられた液晶層と、
    を備え、
    　前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方は、前記液晶層側に設けられた水平配向膜を有する液晶表示装置であって、
    　前記水平配向膜と前記液晶層との間に設けられた配向維持層であって、光重合性化合物の重合体を含む配向維持層をさらに備え、
    　前記光重合性化合物は、アクリレート基またはメタクリレート基を含み、
    　前記配向維持層の重合体は、残基としてアクリレート基またはメタクリレート基を含み、
    　前記水平配向膜は、アクリレート基またはメタクリレート基を含む液晶表示装置。
  2. 　前記水平配向膜は、水平配向性に寄与するポリマーを含み、前記水平配向性に寄与するポリマーがアクリレート基またはメタクリレート基を含む請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 　前記水平配向膜は、水平配向性に寄与するポリマーと、多官能のアクリレートモノマーまたは多官能のメタクリレートモノマーの重合によって形成されたオリゴマーまたはポリマーであって、アクリレート基またはメタクリレート基を残基として含むオリゴマーまたはポリマーと、を含む請求項１または２に記載の液晶表示装置。
  4. 　前記配向維持層の重合体に含まれるアクリレート基またはメタクリレート基と、前記水平配向膜に含まれるアクリレート基またはメタクリレート基とが結合している請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
  5. 　前記光重合性化合物は、多官能性である請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
  6. 　前記第２基板は、前記液晶層の厚さを規定する柱状スペーサを有し、
    　前記第１基板および前記第２基板のうちの少なくとも前記第１基板は前記水平配向膜を有する請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
  7. 　前記第１基板は、前記柱状スペーサに当接する領域の近傍に凹部を有する請求項６に記載の液晶表示装置。
  8. 　前記第１基板の、前記柱状スペーサに当接する領域における前記水平配向膜の厚さは５０ｎｍ以下である請求項６または７に記載の液晶表示装置。
  9. 　前記第１基板および前記第２基板のそれぞれは、絶縁性を有する透明基板を含み、
    　前記第１基板および前記第２基板の前記透明基板の厚さの合計は、１ｍｍ以下である請求項６から８のいずれかに記載の液晶表示装置。
  10. 　タッチパネルとして機能する請求項１から９のいずれかに記載の液晶表示装置。
  11. 　前記水平配向膜は、光配向膜である請求項１から１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
  12. 　前記液晶層は、アルケニル基を含む液晶分子を含む請求項１から１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
  13. 　前記液晶層中の残存光重合性化合物量が３０％以下である請求項１から１２のいずれかに記載の液晶表示装置。
  14. 　少なくとも一方が水平配向膜を有する第１基板および第２基板を用意する工程と、
    　前記第１基板と前記第２基板との間に、光重合性化合物を混合された液晶材料が封入された液晶パネルを作製する工程と、
    　前記液晶パネルに光を照射することにより、前記光重合性化合物を重合させて前記水平配向膜上に配向維持層を形成する工程と、
    を包含し、
    　前記光重合性化合物は、アクリレート基またはメタクリレート基を含み、
    　前記水平配向膜は、アクリレート基またはメタクリレート基を含む液晶表示装置の製造方法。
  15. 　前記第１基板および前記第２基板を用意する工程は、前記水平配向膜を形成するための配向膜材料を用意する工程を含み、
    　前記配向膜材料は、水平配向性に寄与するポリマーまたはその前駆体であって、アクリレート基またはメタクリレート基を含むポリマーまたはその前駆体を含む請求項１４に記載の液晶表示装置の製造方法。
  16. 　前記第１基板および前記第２基板を用意する工程は、前記水平配向膜を形成するための配向膜材料を用意する工程を含み、
    　前記配向膜材料は、水平配向性に寄与するポリマーまたはその前駆体と、多官能のアクリレートモノマーまたは多官能のメタクリレートモノマーとを含む請求項１４に記載の液晶表示装置の製造方法。
  17. 　前記光重合性化合物は、多官能性である請求項１４から１６のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
  18. 　前記配向維持層を形成する工程において、前記液晶パネル内に電圧を印加することなく光の照射が行われる、請求項１４から１７のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
  19. 　前記配向維持層を形成する工程は、前記液晶材料中の残存光重合性化合物量が３０％以下となるように実行される請求項１４から１８のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105182584A (zh) * 2015-08-06 2015-12-23 友达光电股份有限公司 显示面板及其制造方法
CN111752048B (zh) * 2019-03-29 2023-07-04 夏普株式会社 液晶显示装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004294605A (ja) * 2003-03-26 2004-10-21 Fujitsu Display Technologies Corp 液晶パネル
JP2007057817A (ja) * 2005-08-24 2007-03-08 Dainippon Printing Co Ltd 液晶表示素子および液晶表示素子の製造方法
JP2007108720A (ja) * 2005-09-15 2007-04-26 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置の作製方法
JP2009265308A (ja) * 2008-04-24 2009-11-12 Sony Corp 液晶表示素子
WO2010098063A1 (ja) * 2009-02-25 2010-09-02 シャープ株式会社 液晶表示装置
WO2010131392A1 (ja) * 2009-05-15 2010-11-18 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP2011043726A (ja) * 2009-08-24 2011-03-03 Seiko Epson Corp 液晶装置及び液晶装置の製造方法並びに電子機器

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6977704B2 (en) 2001-03-30 2005-12-20 Fujitsu Display Technologies Corporation Liquid crystal display
JP4175826B2 (ja) 2002-04-16 2008-11-05 シャープ株式会社 液晶表示装置
KR100895363B1 (ko) * 2002-05-31 2009-04-29 샤프 가부시키가이샤 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법
JP4372648B2 (ja) 2004-09-13 2009-11-25 シャープ株式会社 液晶表示装置およびその製造方法
US8049861B2 (en) * 2004-10-19 2011-11-01 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device and electronic device using the same
WO2007032292A1 (en) 2005-09-15 2007-03-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Manufacturing method of liquid crystal display device
EP2306238A4 (en) 2008-06-27 2012-09-12 Sharp Kk LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
JP2010032938A (ja) * 2008-07-31 2010-02-12 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置
KR20110055637A (ko) 2008-09-03 2011-05-25 샤프 가부시키가이샤 배향막, 배향막 재료 및 배향막을 갖는 액정 표시 장치, 및 그 제조 방법
JP5198577B2 (ja) 2008-10-21 2013-05-15 シャープ株式会社 配向膜、配向膜材料および配向膜を有する液晶表示装置ならびにその形成方法
US8597739B2 (en) 2008-11-27 2013-12-03 Sharp Kabushiki Kaisha Orientation film, liquid crystal display having orientation film, and method for forming orientation film
WO2011001579A1 (ja) 2009-06-29 2011-01-06 シャープ株式会社 液晶表示装置、及びその製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004294605A (ja) * 2003-03-26 2004-10-21 Fujitsu Display Technologies Corp 液晶パネル
JP2007057817A (ja) * 2005-08-24 2007-03-08 Dainippon Printing Co Ltd 液晶表示素子および液晶表示素子の製造方法
JP2007108720A (ja) * 2005-09-15 2007-04-26 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置の作製方法
JP2009265308A (ja) * 2008-04-24 2009-11-12 Sony Corp 液晶表示素子
WO2010098063A1 (ja) * 2009-02-25 2010-09-02 シャープ株式会社 液晶表示装置
WO2010131392A1 (ja) * 2009-05-15 2010-11-18 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP2011043726A (ja) * 2009-08-24 2011-03-03 Seiko Epson Corp 液晶装置及び液晶装置の製造方法並びに電子機器

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