KR101852192B1 - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
제1 기판 및 제2 기판; 제2 기판 및 제1 기판과 대향하는 제1 기판 및 제2 기판의 대향면에 형성된 제1 전극 및 제2 전극; 제1 전극 및 제2 전극에 설치된 제1 배향 규제부 및 제2 배향 규제부; 각각 제1 전극 및 제2 전극, 제1 배향 규제부 및 제2 배향 규제부, 및 제1 기판의 대향면 및 제2 기판의 대향면을 덮는 제1 배향막 및 제2 배향막; 제1 배향막 및 제2 배향막의 사이에 설치되어 액정 분자를 포함하는 액정층을 각각 포함하는 화소들이 배열되어 이루어지는 액정 표시 장치이며,
각 화소에 있어서, 액정 분자군의 장축은 제1 전극 및 제2 전극 사이의 소정의 중첩 역역에 있어서 대략 동일 가상 평면 내에 위치하고 있으며, 액정 분자는 적어도 제1 배향막에 의해서 프리틸트가 부여된 액정 표시 장치.
각 화소에 있어서, 액정 분자군의 장축은 제1 전극 및 제2 전극 사이의 소정의 중첩 역역에 있어서 대략 동일 가상 평면 내에 위치하고 있으며, 액정 분자는 적어도 제1 배향막에 의해서 프리틸트가 부여된 액정 표시 장치.
Description
본 발명은 대향면에 배향막을 가지는 한 벌의 기판의 사이에 액정층이 봉지된 액정 표시 소자를 갖춘 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
근년, 액정 텔레비젼 수상기나 노트형 퍼스널 컴퓨터, 카 네비게이션 장치 등의 표시 모니터로서 LCD (액정 디스플레이)가 많이 이용되고 있다. 이 액정 디스플레이는 기판 간에 협지된 액정층 안에 포함된 액정 분자의 분자 배열 (배향)에 의해서 여러가지 표시 모드 (방식)로 분류된다. 표시 모드의 한 예로서, 전압을 걸지 않는 상태에서 액정 분자가 비틀려 배향되어 있는 TN (Twisted Nematic; 비틀림 네마틱) 모드가 있다. TN 모드에서, 각각의 액정 분자는 정(正)의 유전율 이방성, 즉 액정 분자의 장축 방향의 유전율이 단축 방향에 비해 크다는 성질을 가지고 있다. 따라서, 액정층은 기판면에 대해서 평행한 면내에서 액정 분자의 배향 방위가 점차적으로 회전되면서, 액정 분자가 기판면에 수직인 방향으로 순서대로 정렬되는 구조로 되어 있다.
한편, 전압을 걸지 않는 상태에서 액정 분자가 기판면에 대해서 수직으로 배향하고 있는 VA (Vertical Alignment) 모드에 대한 주목이 높아지고 있다. VA 모드에서, 각각의 액정 분자는 부(負)의 유전율 이방성, 즉 액정 분자의 장축 방향의 유전율이 단축 방향에 비해 작은 성질을 가지고 있다. 따라서, TN 모드에 비해 VA 모드는 광시야각을 실현할 수 있다.
이러한 VA 모드의 액정 디스플레이에서는, 전압이 인가되면, 기판면에 대해서 수직 방향으로 배향하고 있던 액정 분자가 부의 유전율 이방성에 의해 기판면에 대해서 평행 방향으로 넘어지도록 전압 인가에 응답함으로써, 광을 액정층에 투과시키는 구성으로 되어 있다. 그러나, 기판면에 대해 수직 방향으로 배향한 액정 분자가 넘어지는 방향은 임의이기 때문에, 전압 인가에 의해 액정 분자의 배향이 흐트러지고, 따라서 전압에 대한 응답 특성을 악화시키는 요인이 되고 있었다.
응답 특성을 향상시키기 위해서, 액정 분자가 전압에 응답해 넘어지는 방향을 규제하는 기술이 검토되어 있다. 보다 구체적으로는, 자외광의 직선 편광의 광 또는 기판면에 대해서 경사 방향으로부터 자외광을 조사함으로써 형성된 배향막을 이용하여, 액정 분자에 대해서 프리 틸트를 부여하는 기술 (광배향 기술)이 있다. 광배향 기술의 한 예에서는, 기판면에 형성된 칼콘 구조를 포함한 폴리머로 이루어진 막에 대해서, 자외광의 직선 편광의 광을 경사 방향으로 조사해, 칼콘 구조 중의 이중 결합 부분을 가교시킴으로써 배향막을 형성한다 (일본 특허 공개 평10-087859호 공보, 일본 특허 공개 평10-252646호 공보 및 일본 특허 공개 2002-082336호 공보 참조). 다른 예로서, 비닐신나메이트 유도체 고분자와 폴리이미드의 혼합물을 이용해 배향막을 형성하는 기술이 있다 (일본 특허 공개 평10-232400호 공보 참조). 또 다른 예로서, 폴리이미드를 포함한 막에 대해서 파장 254 nm의 자외광의 직선 편광의 광을 조사해, 폴리이미드의 일부를 분해함으로써 배향막을 형성하는 기술이 있다 (일본 특허 공개 평10-073821호 공보 참조). 또한, 광배향 기술의 주변 기술로서, 자외광의 직선 편광의 광 또는 경사광을 조사한 후, 아조벤젠 유도체 등의 이색성 광반응성 구성 단위를 포함한 폴리머로 이루어진 막 상에, 액정성 고분자 화합물로 이루어진 막을 형성함으로써 액정성 배향막을 형성하는 기술이 있다 (일본 특허 공개 평11-326638호 공보 참조).
Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 36(1997) pp. L1449-L1452
상기한 광배향 기술에서는, 응답 특성은 종래의 MVA (Multi-domain Vertical Alignment) 모드나 PVA (Patterned Vertical Alignment) 모드보다는 향상하기는 하지만, 배향막을 형성할 때, 직선 편광의 광을 기판면에 대해서 경사진 방향으로부터 조사하는 장치와 같은 대규모 광조사 장치가 필요하게 된다고 하는 문제가 있다. 또한, 더 넓은 시야각을 실현하기 위해서, 각 화소 내에 복수의 서브 화소를 마련해 액정 분자의 배향을 분할한 멀티 도메인을 갖는 액정 디스플레이를 제조하려는 경우, 보다 대규모 장치가 필요하게 되는데다가, 제조 공정이 복잡해진다고 하는 문제도 있다. 보다 구체적으로는, 멀티 도메인을 갖는 액정 디스플레이에서는, 서브 화소마다, 프리틸트가 다르도록 배향막이 형성되어 있다. 따라서, 멀티 도메인을 갖는 액정 디스플레이의 제조에 있어서 상기의 광배향 기술을 이용하는 경우, 서브 화소마다 광조사를 하게 되기 때문에, 서브 화소 마다의 마스크 패턴이 필요해지고, 더욱 광조사 장치가 대규모화된다.
이러한 문제에 대해서, 광조사 회수를 줄이기 위한 방법으로서 스트라이프형 마스크를 이용한 광배향 방법이 있다 (Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 36(1997) pp. L1449-L1452). 제안된 상기 광배향 기술에 따르면 4 방위의 도메인을 만들기 위해서, 상하 기판에서 합계 8회의 조사가 필요한 것을, 4회로 조사를 끝낼 수 있다. 또한, 스트라이프의 방향을 따라서 조사하기 때문에, 마스크의 섀도우에 의한 영향을 억제할 수 있다.
그러나, 스트라이프 마스크를 이용한 광배향이나 파인 슬릿 전극을 이용한 프리 틸트를 갖는 모드 (예를 들면, PSA (Polymer-Sustained Alignment) 모드) 등의 VA 모드의 액정 디스플레이에서는, 한 쌍의 전극 사이의 액정층에 있어서, 액정 분자군의 장축은 한 쪽 전극측으로부터 다른 쪽 전극측을 향해 점차적으로 비틀리는 상태에 있다. 이러한 비틀린 상태에 있으면, 한 쌍의 전극 사이에 전압을 인가했을 때, 도 22에 시뮬레이션 결과를 도시한 바와 같이, 액정 분자군의 장축의 비틀린 상태가 풀리는 데 시간을 요하고, 응답 특성의 더 이상의 개선을 도모하기 어렵다. 도 22에 도시한 시뮬레이션 결과는, 도 26의 (A)에 도시한 바와 같이, 제1 기판 (TFT 기판)에서의 제1 전극 (화소 전극)의 구조를, 폭 8 ㎛의 몸통 전극부, 및 몸통 전극부로부터 경사 횡방향으로 연장되는 가지 전극부 (폭 4 ㎛, 인접한 가지 전극부들 사이의 간격 (간극) 4 ㎛)로 하고, 제2 기판 (CF 기판)에서의 제2 전극 (대향 전극)에는, 슬릿부를 마련하지 않고, 소위 베타 전극이 형성되는 구조를 기본으로 하고 있다.
본 발명은 이러한 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 본 발명은 응답 특성을 향상시키는 것이 가능한 액정 표시 소자를 갖춘 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명은 대규모의 장치를 이용하지 않아도, 용이하게 응답 특성을 향상시키는 것이 가능한 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 한 실시 형태에 따르면, 제1 기판 및 제2 기판; 제2 기판과 대향하는 제1 기판의 대향면에 형성된 제1 전극; 제1 전극에 설치된 제1 배향 규제부; 제1 전극, 제1 배향 규제부 및 제1 기판의 대향면을 덮는 제1 배향막; 제1 기판과 대향하는 제2 기판의 대향면에 형성된 제2 전극; 제2 전극에 설치된 제2 배향 규제부; 제2 전극, 제2 배향 규제부 및 제2 기판의 대향면을 덮는 제2 배향막; 및 제1 배향막 및 제2 배향막의 사이에 설치되어 액정 분자를 포함한 액정층을 갖는 화소가 복수 배열되어 이루어지는 액정 표시 장치이며; 각 화소에 있어서, 제1 전극의 모서리부와 2개의 제1 배향 규제부에 의해서 둘러싸인 영역의 투영상과, 제2 전극의 모서리부와 2개의 제2 배향 규제부에 의해서 둘러싸인 영역의 투영상이 서로 겹치는 중복 영역의 중심 영역에 있어서, 액정층 중의 액정 분자군의 장축은, 대략 동일 가상 평면 내에 위치하고 있으며; 액정 분자에는 적어도 제1 배향막에 의해서 프리틸트가 부여된 액정 표시 장치가 제공된다. 여기서, 제2 기판의 법선 방향으로부터 중복 영역의 중심 영역을 바라보았을 때, 제2 기판의 법선 방향에 따라서 중복 영역의 중심 영역을 차지하는 액정 분자군의 장축 (보다 구체적으로는, 제1 기판으로부터 제2 기판까지의 미소한 기둥 태양 영역을 차지하는 액정 분자군의 장축)은 대략 동일 가상 수직면 내에 위치하고 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 액정 표시 장치에 있어서, 액정 분자는 부의 유전율 이방성을 갖는 형태로 할 수 있다.
본 발명의 상기 실시 형태에 따른 액정 표시 장치에 있어서, 바람직하게는, 제1 배향막은 하나 이상의 측쇄에 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 갖는 고분자 화합물이 가교하여 얻어진 화합물 (설명의 편의상, "배향 처리 후 화합물"이라고 부른다)을 포함하고, 액정 분자에는 가교한 화합물 (배향 처리 후 화합물)에 의해서 프리틸트가 부여되는 구성으로 할 수 있다. 또한, 이러한 액정 표시 장치를, 설명의 편의상, "본 발명의 제1 태양에 따른 액정 표시 장치"라고 부른다. 또한, 상기 제1 태양에 따른 액정 표시 소자는 본 발명의 제1 태양에 따른 액정 표시 장치에서 사용되는 액정 표시 소자이다. 여기서, "가교성 관능기"란, 가교 구조 (다리 놓기 구조)를 형성하는 것이 가능한 기를 의미한다. 다시 말해서, 이는 이량화될 수 있는 기를 의미한다. "중합성 관능기"란, 2 이상의 관능기가 순서대로 중합을 실시하는 관능기를 의미한다.
이와는 달리, 본 발명의 상기 실시 형태에 따른 액정 표시 장치에 있어서, 바람직하게는, 제1 배향막은 하나 이상의 측쇄에 감광성 관능기를 갖는 고분자 화합물이 변형하여 얻어진 화합물 (설명의 편의상, "배향 처리 후 화합물"이라고 부른다)을 포함하고, 액정 분자에는 변형한 화합물 (배향 처리 후 화합물)에 의해서 프리틸트가 부여되는 구성으로 할 수 있다. 또한, 이러한 액정 표시 장치를, 설명의 편의상, "본 발명의 제2 태양에 따른 액정 표시 장치"라고 부른다. 또한, 상기 제2 태양에 따른 액정 표시 소자는 본 발명의 제2 태양에 따른 액정 표시 장치에서 사용되는 액정 표시 소자이다. 여기서, "감광성 관능기"란, 에너지선을 흡수하는 것이 가능한 기를 의미한다.
본 발명의 제1 태양, 제2 태양, 제3 태양에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법 (액정 표시 소자의 제조 방법)은, 제1 기판 및 제2 기판; 제2 기판과 대향하는 제1 기판의 대향면에 형성된 제1 전극; 제1 전극에 설치된 제1 배향 규제부; 제1 전극, 제1 배향 규제부 및 제1 기판의 대향면을 덮는 제1 배향막; 제1 기판과 대향하는 제2 기판의 대향면에 형성된 제2 전극; 제2 전극에 설치된 제2 배향 규제부; 제2 전극, 제2 배향 규제부 및 제2 기판의 대향면을 덮는 제2 배향막; 및 제1 배향막 및 제2 배향막의 사이에 설치되어 부의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자를 포함하는 액정층을 갖는 화소가 복수 배열되어 이루어지며; 각 화소에 있어서, 제1 전극의 모서리부와 2개의 제1 배향 규제부에 의해서 둘러싸인 영역의 투영상과, 제2 전극의 모서리부와 2개의 제2 배향 규제부에 의해서 둘러싸인 영역의 투영상이 서로 겹치는 중복 영역의 중심 영역에 있어서, 액정층 중의 액정 분자군의 장축은 대략 동일 가상 평면 내에 위치하는 액정 표시 장치의 제조 방법으로서 제공된다.
그리고, 본 발명의 제1 태양에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법 (액정 표시 소자의 제조 방법)에 있어서는, 제1 기판에, 하나 이상의 측쇄에 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 갖는 고분자 화합물 (설명의 편의상, "배향 처리 전 화합물"이라고 부른다)로 이루어지는 제1 배향막을 형성하는 공정과; 제2 기판에, 제2 배향막을 형성하는 공정과; 제1 기판 및 제2 기판을, 제1 배향막과 제2 배향막이 대향하여 위치하도록 배치하고, 제1 배향막과 제2 배향막 사이에, 부의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자를 포함하는 액정층을 봉지하는 공정과; 액정층을 봉지한 후, 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물)을 가교시켜, 액정 분자에 프리틸트를 부여하는 공정을 포함한다.
본 발명의 제1 태양에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법 (액정 표시 소자의 제조 방법)에 있어서는, 액정층에 대해서 소정의 전기장을 인가함으로써 액정 분자를 배향시키면서, 자외선을 조사하여 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물)의 측쇄를 가교시키는 형태로 할 수 있다.
이 경우, 액정 분자를 한 쌍의 기판의 적어도 한쪽 기판의 표면에 대해서 경사 방향으로 배열시키도록, 액정층에 대해서 전기장을 인가하면서 자외선을 조사하는 것이 바람직하다. 한 쌍의 기판은 화소 전극을 갖는 기판 및 대향 전극을 갖는 기판으로 이루어져 있으며, 화소 전극을 갖는 기판 외측으로부터 액정층에 자외선을 조사하는 것이 보다 바람직하다. 일반적으로, 대향 전극을 갖는 기판측에는 칼라 필터가 형성되어 있다. 여기서, 이 칼라 필터에 의해서 자외선이 흡수되기 때문에 배향막 재료의 가교성 관능기 또는 중합성 관능기의 반응이 생기기 어려워질 가능성이 있다. 그 때문에, 상술한 바와 같이, 칼라 필터가 형성되어 있지 않은 화소 전극을 갖는 기판 외측으로부터 자외선을 조사하는 것이 한 층 바람직하다. 화소 전극을 갖는 기판측에 칼라 필터가 형성되어 있는 경우, 대향 전극을 갖는 기판 외측으로부터 자외선을 조사하는 것이 바람직하다. 기본적으로, 프리틸트가 부여될 때의 액정 분자의 방위각 (편각)은 전기장의 강도와 방향 및 배향막 재료의 분자 구조에 의해서 규정되고, 극각 (천정각)은 전기장의 강도 및 배향막 재료의 분자 구조에 의해서 규정된다. 후술하는 본 발명의 제2 태양 및 제3 태양에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대해서도 마찬가지이다.
본 발명의 제2 태양에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법 (액정 표시 소자의 제조 방법)은 제1 기판에, 하나 이상의 측쇄에 감광성 관능기를 갖는 고분자 화합물 (설명의 편의상, "배향 처리 전 화합물"로 부른다)로 이루어지는 제1 배향막을 형성하는 공정과; 제2 기판에, 제2 배향막을 형성하는 공정과; 제1 기판 및 제2 기판을, 제1 배향막과 제2 배향막이 대향하여 위치하도록 배치하고, 제1 배향막과 제2 배향막의 사이에, 부의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자를 포함한 액정층을 봉지하는 공정과; 액정층을 봉지한 후, 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물)을 변형시킴으로써, 액정 분자에 프리틸트를 부여하는 공정을 포함한다.
본 발명의 제2 태양에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법 (액정 표시 소자의 제조 방법)에 있어서는, 액정층에 대해서 소정의 전기장을 인가함으로써 액정 분자를 배향시키면서, 자외선을 조사해 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물)의 측쇄를 변형시키는 형태로 할 수 있다.
본 발명의 제3 태양에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법 (액정 표시 소자의 제조 방법)은 제1 기판에, 하나 이상의 측쇄에 가교성 관능기 또는 중합성 관능기 또는 감광성 관능기를 갖는 고분자 화합물 (설명의 편의상, "배향 처리 전 화합물"이라고 부른다)로 이루어지는 제1 배향막을 형성하는 공정과; 제2 기판에, 제2 배향막을 형성하는 공정과; 제1 기판 및 제2 기판을, 제1 배향막과 제2 배향막이 대향하여 위치하도록 배치하고, 제1 배향막과 제2 배향막의 사이에, 부의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자를 포함한 액정층을 봉지하는 공정과; 액정층을 봉지한 후, 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물)에 에너지선을 조사함으로써, 액정 분자에 프리틸트를 부여하는 공정을 포함한다. 여기서, 에너지선으로서 자외선, X선, 전자선을 들 수 있다.
본 발명의 제3 태양에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법 (액정 표시 소자의 제조 방법)에 있어서는, 액정층에 대해서 소정의 전기장을 인가함으로써 액정 분자를 배향시키면서, 고분자 화합물에 에너지선으로서 자외선을 조사하는 형태로 할 수 있다.
본 발명의 제1 태양에 따른 액정 표시 장치 및 상기 바람직한 실시 형태를 포함한 본 발명의 제1 태양에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 이하 총칭하여 단순히 "본 발명의 제1 태양"이라고 부르는 경우도 있다. 본 발명의 제2 태양에 따른 액정 표시 장치 및 상기 바람직한 실시 형태를 포함한 본 발명의 제2 태양에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 이하 총칭하여 단순히 "본 발명의 제2 태양"이라고 부르는 경우도 있다. 본 발명의 제3 태양에 따른 액정 표시 장치 및 상기 바람직한 실시 형태를 포함한 본 발명의 제3 태양에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 이하 총칭하여 단순히, "본 발명의 제3 태양"이라고 부르는 경우가 있다.
본 발명의 제1 태양, 제2 태양 또는 제3 태양에 있어서, 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물) 또는 제1 배향막을 구성하는 화합물 (배향 처리 후 화합물)은 또한 하기 식 (1)로 표시되는 기를 하나 이상의 측쇄에 갖는 화합물로 이루어지는 구성으로 할 수 있다. 또한, 이러한 구성을, 설명의 편의상 각각 "본 발명의 실시 형태에 따른 제1A의 구성, 제2A의 구성 또는 제3A의 구성"이라고 부른다.
-R1-R2-R3 (1)
여기서, R1은 탄소수 1 이상의 직쇄상 또는 분기상의 2가의, 임의로는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 유기기이며, 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물) 또는 가교한 화합물 (배향 처리 후 화합물)의 주쇄에 결합하고 있거나, 또는 R1은 에테르, 에스테르, 에테르 에스테르, 아세탈, 케탈, 헤미아세탈 및 헤미케탈로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 결합기이며, 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물) 또는 가교한 화합물 (배향 처리 후 화합물)의 주쇄에 결합하고 있으며, R2는 복수의 환구조를 포함한 2가의 유기기이며, 환구조를 구성하는 원자 중 1개는 R1에 결합하고 있고, R3는 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 또는 카르보네이트기를 갖는 1가의 기 또는 그들의 유도체이다.
이와는 달리, 본 발명의 제1 태양, 제2 태양 또는 제3 태양에 있어서, 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물) 또는 제1 배향막을 구성하는 화합물 (배향 처리 후 화합물)은 하기 식 (2)에 표시한 기를 하나 이상의 측쇄에 갖는 화합물로 이루어지는 구성으로 할 수 있다. 또한, 이러한 구성을 설명의 편의상 각각 "본 발명의 실시 형태에 따른 제1B의 구성, 제2B의 구성 또는 제3B의 구성"이라고 부른다. 또한, 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물) 또는 제1 배향막을 구성하는 화합물 (배향 처리 후 화합물)은 식(2)에 표시한 기 뿐만이 아니라, 상술한 식 (1)로 표시되는 기 및 식 (2)로 표시되는 기 모두를 측쇄로서 갖는 화합물로 이루어지는 구성으로 할 수도 있다.
-R11-R12-R13-R14 (2)
여기서, R11은 탄소수 1 이상 20 이하, 바람직하게는 탄소수 3 이상 12 이하의 직쇄상 또는 분기상의 2가의, 임의로는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 유기기이며, 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물) 또는 가교한 화합물 (배향 처리 후 화합물)의 주쇄에 결합하고 있거나, 또는 R11은 에테르, 에스테르, 에테르 에스테르, 아세탈, 케탈, 헤미아세탈 및 헤미케탈로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 결합기이며, 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물) 또는 가교한 화합물 (배향 처리 후 화합물)의 주쇄에 결합하고 있으며, R12는 칼콘, 신나메이트, 신나모일, 쿠마린, 말레이미드, 벤조페논, 노르보르넨, 오리자놀, 키토산, 아크릴로일, 메타크릴로일, 비닐, 에폭시 및 옥세탄 중 어느 1종의 구조를 포함한 2가의 기, 또는 에티닐렌기이며, R13은 복수의 환구조를 포함한 2가의 유기기이며, R14는 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 또는 카르보네이트기를 갖는 1가의 기 또는 그들의 유도체이다. 경우에 따라서는, 식 (2)을 이하의 식 (2')과 같이 변형할 수 있다. 즉, 식 (2)은 식 (2')을 포함한다.
-R11-R12-R14 (2')
본 발명의 제1 태양에 있어서, 바람직하게는, 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물)을 가교시킴으로써 얻어진 화합물 (배향 처리 후 화합물)은 적어도 하나의 측쇄 및 제1 기판에 대해 측쇄를 지지하는 주쇄를 포함하며, 측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 가교한 가교부, 및 가교부에 결합한 말단 구조부를 포함하며, 액정 분자는 말단 구조부를 따라 위치하거나 또는 말단 구조부에 끼워짐으로써 프리틸트가 부여되는 구성으로 할 수 있다. 본 발명의 제2 태양에 있어서, 바람직하게는, 고분자 화합물 (배향 처리전 화합물)을 변형시킴으로써 얻어진 화합물 (배향 처리 후 화합물)은 적어도 하나의 측쇄 및 제1 기판에 대해서 측쇄를 지지하는 주쇄를 포함하며, 측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 변형한 변형부, 및 변형부에 결합한 말단 구조부를 포함하며, 액정 분자는 말단 구조부를 따라 위치하거나 또는 말단 구조부에 끼워짐으로써 프리틸트가 부여되는 구성으로 할 수 있다. 본 발명의 제3 태양에 있어서, 바람직하게는, 고분자 화합물에 에너지선을 조사함으로써 얻어진 화합물은 적어도 하나의 측쇄 및 제1 기판에 대해서 측쇄를 지지하는 주쇄를 포함하며, 측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 가교 또는 변형한 가교/변형부, 및 가교/변형부에 결합한 말단 구조부를 포함하며, 액정 분자는 말단 구조부를 따라 위치하거나 또는 말단 구조부에 끼워짐으로써 프리틸트가 부여되는 구성으로 할 수 있다. 또한, 이러한 구성들을, 설명의 편의상, 각각 "본 발명의 실시 형태에 따른 제1C의 구성, 제2C의 구성 및 제3C의 구성"이라고 부른다. 본 발명의 실시 형태에 따른 제1C의 구성, 제2C의 구성 및 제3C의 구성에 있어서는, 말단 구조부는 메소겐기를 갖는 형태로 할 수 있다. 식 (1)에 있어서는, "R2+R3"가 말단 구조부에 해당하고, 식 (2)에 있어서는, "R13+R14"가 말단 구조부에 해당한다.
본 발명의 제1 태양에 있어서, 바람직하게는, 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물)을 가교시킴으로써 얻어진 화합물 (배향 처리 후 화합물)은 적어도 하나의 측쇄 및 제1 기판에 대해 측쇄를 지지하는 주쇄를 포함하며, 측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 가교한 가교부, 및 가교부에 결합하고 메소겐기를 갖는 말단 구조부를 포함하는 구성으로 할 수 있다. 이러한 구성을, 설명의 편의상, "본 발명의 실시 형태에 따른 제1D의 구성"이라고 부른다. 또한, 본 발명의 실시 형태에 따른 제1D의 구성에 있어서는, 주쇄와 가교부는 공유결합에 의해서 서로 결합하고 있으며, 가교부와 말단 구조부는 공유결합에 의해서 서로 결합하고 있는 형태로 하는 것이 가능하다. 본 발명의 제2 태양에 있어서, 바람직하게는, 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물)을 변형시킴으로써 얻어진 화합물 (배향 처리 후 화합물)은 적어도 하나의 측쇄 및 제1 기판에 대해서 측쇄를 지지하는 주쇄를 포함하며, 측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 변형한 변형부, 및 변형부에 결합하고 메소겐기를 갖는 말단 구조부를 포함하는 구성으로 할 수 있다. 이러한 구성을, 설명의 편의상, "본 발명의 실시 형태에 따른 제2D의 구성"이라고 부른다. 본 발명의 제3 태양에 있어서, 바람직하게는, 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물)에 에너지선을 조사함으로써 얻어진 화합물 (배향 처리 후 화합물)은 적어도 하나의 측쇄 및 제1 기판에 대해서 측쇄를 지지하는 주쇄를 포함하며, 측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 가교 또는 변형한 가교/변형부, 및 가교/변형부에 결합하고 메소겐기를 갖는 말단 구조부를 포함하는 구성으로 할 수 있다. 이와 같은 구성을, 설명의 편의상, "본 발명의 실시 형태에 따른 제3D의 구성"이라고 부른다.
제1A 내지 제1D의 구성을 포함한 본 발명의 실시 형태에 따른 제1 태양에 있어서는, 측쇄 (보다 구체적으로는, 가교부)는 광이량화 감광기를 갖는 형태로 할 수 있다.
또한, 이상에 설명한 바람직한 구성, 형태를 포함하는 본 발명의 제1 태양 내지 제3 태양에 있어서, 제1 배향막의 표면 거칠기 Ra는 1 nm 이하인 구성으로 할 수 있다. 여기서, 표면 거칠기 Ra는 JIS B 0601:2001에 규정되어 있다.
또한, 이상에서 설명한 바람직한 구성, 형태를 포함한 본 발명의 제1 태양 내지 제3 태양에 있어서, 제2 배향막은 제1 배향막을 구성하는 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물)로 이루어져 있거나, 또는 제1 배향막과 같은 조성을 갖는 형태로 할 수 있다. 단, 본 발명의 제1 태양 내지 제3 태양 중 어느 하나에 따른 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물)로 이루어지는 한, 제2 배향막은 제1 배향막을 구성하는 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물)과는 다른 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물)로 이루어지는 구성으로 해도 좋다.
또한, 이상에서 설명한 바람직한 구성, 형태를 포함하는 본 발명의 실시 형태에 따른 액정 표시 장치, 또는 이상에서 설명한 바람직한 구성, 형태를 포함하는 본 발명의 제1 태양 내지 제3 태양에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 제1 배향 규제부는 제1 전극에 형성된 제1 슬릿부로 이루어지는 구성일 수 있으며, 제2 배향 규제부는 제2 전극에 형성된 제2 슬릿부로 이루어지는 구성일 수 있으며, 제1 슬릿부 및 제2 슬릿부 각각의 폭은 2 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하이며, 제1 슬릿부 및 제2 슬릿부 각각의 피치는 10 ㎛ 내지 180 ㎛, 바람직하게는 30 ㎛ 내지 180 ㎛, 보다 바람직하게는 60 ㎛ 내지 180 ㎛인 구성으로 할 수 있다.
이상에서 설명한 바람직한 구성, 형태를 포함한 본 발명의 제1 태양 내지 제3 태양에 있어서, 주쇄는 반복 단위 중에 이미드 결합을 포함하는 구성으로 할 수 있다. 또한, 고분자 화합물 (배향 처리 후 화합물)은 액정 분자를 한 쌍의 기판에 대해서, 즉 제1 기판 뿐만 아니라 제2 기판에 대해서도, 소정의 방향으로 배향시키는 구조를 포함한 형태로 할 수 있다. 또한, 한 쌍의 기판은 화소 전극을 갖는 기판 및 대향 전극을 갖는 기판으로 구성되어 있는 형태, 즉 화소 전극을 갖는 기판을 제1 기판으로 하고, 대향 전극을 갖는 기판을 제2 기판으로 하는 형태, 또는 화소 전극을 갖는 기판을 제2 기판으로 하고, 대향 전극을 갖는 기판을 제1 기판으로 하는 형태로 할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 액정 표시 장치 또는 그의 제조 방법에 있어서, "중복 영역의 중심 영역"이란, 중복 영역의 중심과 일치하는 중심을 갖고, 중복 영역과 서로 닮은 형상이며, 중복 영역의 면적의 25%의 면적을 갖는 영역을 의미한다. 또한, "액정층 중의 액정 분자군의 장축은 대략 동일 가상 평면 내에 위치한다"라는 것은, 가상 평면과 액정 분자군의 장축과의 이루는 각도가 ±5도 이내인 것을 의미한다. 바꿔 말하면, 액정 분자군의 방위각 (편각)의 변동이 ±5도 이내인 것을 의미한다. 각 화소가 복수의 부화소로 이루어지는 경우, 화소를 부화소라고 바꿔 읽어서 각 부화소에 상기 설명을 유사하게 적용하면 된다.
가상 평면과 액정 분자군의 장축이 이루는 각도 또는 액정 분자군의 방위각 (편각)의 변동의 측정 방법으로서, 예를 들면, 전반사 감쇠 진동법 (전반사 감쇠법이라고도 불린다) 또는 위상차 측정법을 들 수 있다. 전반사 감쇠 진동법이란, 시료 표면의 흡수 스펙트럼을 측정하는 방법이다. 더 상세하게는, 고굴절률 매질 (프리즘)에 시료를 밀착시켜, 프리즘으로부터 약간 빠져 나오게 한 후, 반사하는 전반사광을 측정한다. 그리고, 이 시료의 방위를 회전시킴으로써, 약 100 nm 부근 (액정 및 배향막 사이) 계면에 대해 분자의 흡수의 정보 (배향 방향)를 구하는 방법이다. 위상차 측정법은 RETS100 (오오츠카 덴시 가부시끼가이샤제)를 이용하여, 액정 셀을 소망한 각도 만큼 기울인 상태에서의 위상차를 측정하고, 프리틸트가 부여된 상태에서의 이상적인 배향 상태에서의 위상차를 미리 산출해 두고, 피팅을 실시하여 실제의 프리틸트를 산출하는 방법이다. 또한, 이 시료를 시료면 내에서 회전시킴으로써, 프리틸트가 부여된 방위각을 구할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 액정 표시 장치 또는 그의 제조 방법에 있어서는, 각 화소에 있어서, 제1 전극의 모서리부와 2개의 제1 배향 규제부에 의해서 둘러싸인 영역의 투영상과, 제2 전극의 모서리부와 2개의 제2 배향 규제부에 의해서 둘러싸인 영역의 투영상이 서로 겹치는 중복 영역의 중심 영역에 있어서, 액정층 중의 액정 분자군의 장축은 대략 동일 가상 평면내에 위치하고 있다. 바꿔 말하면, 액정층 중의 액정 분자군의 방위각 (편각)의 변동이 ±5도 이내이다. 이와 같이, 중복 영역의 중심 영역에 있어서, 액정층 중의 액정 분자군은 이들 액정 분자군의 장축이 한 쪽 전극측으로부터 다른 쪽 전극측을 향해 비틀린 상태는 아니도록 배향된다. 따라서, 한 쌍의 전극에 전압을 인가했을 때, 액정 분자군의 장축의 비틀린 상태가 풀리는 데 시간이 불필요하고, 동일면 내에서 인가 전압에 응답을 할 수 있다. 이 때문에, 응답 특성에 더 이상의 개선을 도모할 수 있다.
본 발명의 제1 태양에 따른 액정 표시 장치에 있어서는, 제1 배향막이 즉, 한 쌍의 배향막 중 적어도 한 쪽이, 하나 이상의 측쇄에 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 갖는 고분자 화합물이 가교한 화합물을 포함하기 때문에, 가교한 화합물에 의해 액정 분자에 프리틸트가 부여된다. 이 때문에, 화소 전극과 대향 전극 사이에 전기장이 인가되면, 액정 분자는 그 장축 방향이 기판면에 대해서 소정의 방향으로 응답하여 배향하고, 양호한 표시 특성이 확보된다. 게다가, 가교한 화합물에 의해서 액정 분자에 프리틸트가 부여되어 있기 때문에, 액정 분자에 프리틸트가 부여되어 있지 않은 경우와 비교해 전극간의 전기장에 따른 응답 속도가 빨라지며, 가교한 화합물을 이용하지 않고 액정 분자에 프리틸트를 부여했을 경우와 비교하여, 양호한 표시 특성이 유지되기 보다 쉬워질 수 있다.
본 발명의 제1 태양에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서는, 하나 이상의 측쇄에 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 갖는 고분자 화합물을 포함한 제1 배향막을 형성한 후, 제1 배향막 및 제2 배향막의 사이에 액정층을 봉지한다. 여기서, 액정층 안의 액정 분자는 제1 배향막 및 제2 배향막에 의해, 전체적으로 제1 배향막 및 제2 배향막에 대해서 소정의 방향 (예를 들면, 수평 방향, 수직 방향 또는 경사 방향)으로 배향 (배열)한 상태가 된다. 이어서, 전기장을 인가하면서, 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 반응시킴으로써 고분자 화합물을 가교시킨다. 이에 의해, 가교한 화합물 근방의 액정 분자에 대해서 프리틸트를 부여하는 것이 가능해진다. 즉, 액정 분자가 배향한 상태로 고분자 화합물을 가교시킴으로써, 액정층을 봉지하기 전에 배향막에 대해서 직선 편광의 광이나 경사 방향의 광을 조사하지 않아도, 또한 대규모의 장치를 이용하지 않아도, 액정 분자에 대해서 프리틸트를 부여할 수 있다. 이 때문에, 액정 분자에 프리틸트가 부여되어 있지 않은 경우와 비교하여, 응답 속도가 향상될 수 있다.
본 발명의 제2 태양에 따른 액정 표시 장치에 있어서는, 제1 배향막이, 즉 한 쌍의 배향막 중 적어도 한 쪽이, 하나 이상의 측쇄에 감광성 관능기를 갖는 고분자 화합물이 변형한 화합물을 포함하기 때문에, 변형한 화합물에 의해 액정 분자에 프리틸트가 부여된다. 이 때문에, 화소 전극과 대향 전극 사이에 전기장이 인가되면, 액정 분자는 그 장축 방향이 기판면에 대해서 소정의 방향으로 응답하여 배향하고, 양호한 표시 특성이 확보된다. 게다가, 변형한 화합물에 의해 액정 분자에 프리틸트가 부여되어 있기 때문에, 액정 분자에 프리틸트가 부여되어 있지 않은 경우와 비교하여 전극간의 전기장 인가에 따른 응답 속도가 빨라지고, 변형한 화합물을 이용하지 않고 프리틸트를 액정 분자에 부여한 경우와 비교하여, 양호한 표시 특성이 유지되기 보다 쉬워질 수 있다.
본 발명의 제2 태양에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서는, 하나 이상의 측쇄에 감광성 관능기를 갖는 고분자 화합물을 포함한 제1 배향막을 형성한 후, 제1 배향막 및 제2 배향막의 사이에, 액정층을 봉지한다. 여기서, 액정층 안의 액정 분자는 제1 배향막 및 제2 배향막에 의해, 전체로서 제1 배향막 및 제2 배향막에 대해서 소정의 방향 (예를 들면, 수평 방향, 수직 방향 또는 경사 방향)으로 배향 (배열)한 상태가 된다. 이어서, 전기장을 인가하면서, 고분자 화합물을 변형시킨다. 이에 의해, 변형한 화합물 근방의 액정 분자에 대해서 프리틸트를 부여하는 것이 가능해진다. 즉, 액정 분자가 배향한 상태로 고분자 화합물을 변형시킴으로써, 액정층을 봉지하기 전에 배향막에 대해서 직선 편광의 광이나 경사 방향의 광을 조사하지 않아도, 또한 대규모의 장치를 이용하지 않아도, 액정 분자에 대해서 프리틸트를 부여할 수 있다. 이 때문에, 액정 분자에 프리틸트가 부여되어 있지 않은 경우와 비교하여, 응답 속도가 향상될 수 있다.
본 발명의 제3 태양에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서는, 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물)에 에너지선을 조사함으로써, 액정 분자에 프리틸트를 부여한다. 즉, 액정 분자가 배열한 상태로 고분자 화합물의 측쇄를 가교 또는 변형시킴으로써, 액정층을 봉지하기 전에 배향막에 대해서 직선 편광의 광이나 경사 방향의 광을 조사하지 않아도, 또한 대규모의 장치를 이용하지 않아도, 액정 분자에 대해서 프리틸트를 부여할 수 있다. 이 때문에, 액정 분자에 프리틸트가 부여되어 있지 않은 경우와 비교하여, 응답 속도가 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태를 나타낸 액정 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 2의 (A)는 하나의 화소를 윗쪽으로부터 바라보았을 때의 제1 전극, 제1 슬릿부, 제2 전극 및 제2 슬릿부의 모식도이며, 도 2의 (B)는 하나의 화소를 윗쪽으로부터 바라보았을 때의 제2 전극 및 제2 슬릿부의 모식도.
도 3의 (A)는 하나의 화소를 윗쪽으로부터 바라보았을 때의 제1 전극, 제1 슬릿부, 제2 전극 및 제2 슬릿부의 변형예의 모식도이며, 도 3의 (B)는 하나의 화소를 윗쪽으로부터 바라보았을 때의 제2 전극 및 제2 슬릿부의 변형예의 모식도.
도 4의 (A)는 하나의 화소를 윗쪽으로부터 바라보았을 때의 제1 전극, 제1 슬릿부, 제2 전극 및 제2 슬릿부의 다른 변형예의 모식도이며, 도 4의 (B)는 하나의 화소를 윗쪽으로부터 바라보았을 때의 제2 전극 및 제2 슬릿부의 다른 변형예의 모식도.
도 5의 (A) 및 (B)는 액정 분자군의 장축의 비틀린 상태를 모식적으로 나타내는 도.
도 6은 액정 분자의 프리틸트를 설명하기 위한 모식도.
도 7은 도 1에 표시된 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우 차트.
도 8은 도 1에 표시된 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 배향막 중의 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물) 상태를 나타내는 모식도.
도 9는 도 1에 표시된 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 기판 등의 모식적인 일부 단면도.
도 10은 도 9에 이은 공정을 설명하기 위한 기판 등의 모식적인 일부 단면도.
도 11은 도 10에 이은 공정을 설명하기 위한 기판 등의 모식적인 일부 단면도.
도 12는 배향막 중의 고분자 화합물 (배향 처리 후 화합물) 상태를 나타내는 모식도.
도 13은 도 1에 표시된 액정 표시 장치의 회로 구성도.
도 14는 오더 파라미터를 설명하기 위한 단면 모식도.
도 15는 본 발명의 실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 변형예의 모식적인 일부 단면도.
도 16은 도 15에 표시된 액정 표시 장치의 변형예의 모식적인 일부 단면도.
도 17은 가교한 고분자 화합물과 액정 분자와의 관계를 설명하는 개념도.
도 18은 변형한 고분자 화합물과 액정 분자와의 관계를 설명하는 개념도.
도 19는 실시예 1에 있어서, 한 쌍의 전극 사이에 전압을 인가했을 때, 액정 분자군의 장축 상태의 변화를 시뮬레이션한 도.
도 20의 (A) 내지 (D)는 실시예 1에서의 액정 분자의 거동의 시뮬레이션 결과.
도 21의 (A) 및 (B)는 실시예 1에서의 액정 분자의 거동의 시뮬레이션 결과.
도 22는 VA 모드의 액정 디스플레이에 있어서, 한 쌍의 전극 사이에 전압을 인가했을 때, 액정 분자군의 장축의 비틀린 상태가 풀리는 상태를 시뮬레이션한 도.
도 23의 (A) 내지 (D)는 비교예에서의 액정 분자의 거동의 시뮬레이션 결과.
도 24의 (A) 내지 (D)는 비교예에서의 액정 분자의 거동의 시뮬레이션 결과.
도 25의 (A) 및 (B)는 비교예에서의 액정 분자의 거동의 시뮬레이션 결과.
도 26의 (A) 및 (B)는 VA 모드의 액정 디스플레이에 있어서, 한 쌍의 전극 사이에 전압을 인가했을 때 액정 분자군의 장축의 비틀린 상태가 풀리는 상태를 시뮤레이션 한 때의 전극 구조를 모식적으로 나타내는 도.
도 2의 (A)는 하나의 화소를 윗쪽으로부터 바라보았을 때의 제1 전극, 제1 슬릿부, 제2 전극 및 제2 슬릿부의 모식도이며, 도 2의 (B)는 하나의 화소를 윗쪽으로부터 바라보았을 때의 제2 전극 및 제2 슬릿부의 모식도.
도 3의 (A)는 하나의 화소를 윗쪽으로부터 바라보았을 때의 제1 전극, 제1 슬릿부, 제2 전극 및 제2 슬릿부의 변형예의 모식도이며, 도 3의 (B)는 하나의 화소를 윗쪽으로부터 바라보았을 때의 제2 전극 및 제2 슬릿부의 변형예의 모식도.
도 4의 (A)는 하나의 화소를 윗쪽으로부터 바라보았을 때의 제1 전극, 제1 슬릿부, 제2 전극 및 제2 슬릿부의 다른 변형예의 모식도이며, 도 4의 (B)는 하나의 화소를 윗쪽으로부터 바라보았을 때의 제2 전극 및 제2 슬릿부의 다른 변형예의 모식도.
도 5의 (A) 및 (B)는 액정 분자군의 장축의 비틀린 상태를 모식적으로 나타내는 도.
도 6은 액정 분자의 프리틸트를 설명하기 위한 모식도.
도 7은 도 1에 표시된 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우 차트.
도 8은 도 1에 표시된 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 배향막 중의 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물) 상태를 나타내는 모식도.
도 9는 도 1에 표시된 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 기판 등의 모식적인 일부 단면도.
도 10은 도 9에 이은 공정을 설명하기 위한 기판 등의 모식적인 일부 단면도.
도 11은 도 10에 이은 공정을 설명하기 위한 기판 등의 모식적인 일부 단면도.
도 12는 배향막 중의 고분자 화합물 (배향 처리 후 화합물) 상태를 나타내는 모식도.
도 13은 도 1에 표시된 액정 표시 장치의 회로 구성도.
도 14는 오더 파라미터를 설명하기 위한 단면 모식도.
도 15는 본 발명의 실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 변형예의 모식적인 일부 단면도.
도 16은 도 15에 표시된 액정 표시 장치의 변형예의 모식적인 일부 단면도.
도 17은 가교한 고분자 화합물과 액정 분자와의 관계를 설명하는 개념도.
도 18은 변형한 고분자 화합물과 액정 분자와의 관계를 설명하는 개념도.
도 19는 실시예 1에 있어서, 한 쌍의 전극 사이에 전압을 인가했을 때, 액정 분자군의 장축 상태의 변화를 시뮬레이션한 도.
도 20의 (A) 내지 (D)는 실시예 1에서의 액정 분자의 거동의 시뮬레이션 결과.
도 21의 (A) 및 (B)는 실시예 1에서의 액정 분자의 거동의 시뮬레이션 결과.
도 22는 VA 모드의 액정 디스플레이에 있어서, 한 쌍의 전극 사이에 전압을 인가했을 때, 액정 분자군의 장축의 비틀린 상태가 풀리는 상태를 시뮬레이션한 도.
도 23의 (A) 내지 (D)는 비교예에서의 액정 분자의 거동의 시뮬레이션 결과.
도 24의 (A) 내지 (D)는 비교예에서의 액정 분자의 거동의 시뮬레이션 결과.
도 25의 (A) 및 (B)는 비교예에서의 액정 분자의 거동의 시뮬레이션 결과.
도 26의 (A) 및 (B)는 VA 모드의 액정 디스플레이에 있어서, 한 쌍의 전극 사이에 전압을 인가했을 때 액정 분자군의 장축의 비틀린 상태가 풀리는 상태를 시뮤레이션 한 때의 전극 구조를 모식적으로 나타내는 도.
이하, 도면을 참조하고, 발명의 실시 형태, 실시예에 근거해 본 발명을 설명한다. 하지만, 본 발명은 발명의 실시 형태, 실시예로 한정되는 것이 아니고, 발명의 실시 형태, 실시예에서의 여러 가지 수치나 재료는 단지 예시를 위한 것일 뿐이다. 설명은 이하의 순서로 실시한다.
1. [본 발명의 실시 형태에 따른 액정 표시 장치에서의 공통의 구성, 구조에 관한 설명]
2. [본 발명의 실시 형태 1 내지 5에 따른 액정 표시 장치 및 그 제조 방법의 설명]
3. [본 발명의 실시예와 관련된 액정 표시 장치 및 그 제조 방법의 설명, 기타]
[본 발명의 실시 형태에 따른 액정 표시 장치에서의 공통의 구성, 구조에 관한 설명]
본 발명의 제1 태양 내지 제3 태양에 따른 액정 표시 장치 (또는 액정 표시 소자)의 모식적인 일부 단면도를 도 1에 나타낸다. 이 액정 표시 장치는 복수의 화소 (10 (10A, 10B, 10C 등))를 가지고 있다. 이 액정 표시 장치 (액정 표시 소자)에 있어서는, TFT (박막 트랜지스터) 기판 (20)과 CF (칼라 필터) 기판 (30) 사이에, 각각 두 기판의 대향면에 설치된 배향막 (22, 32)을 거쳐, 액정 분자 (41 (41A, 41B, 41C 등))을 포함한 액정층 (40)이 설치되어 있다. 이 액정 표시 장치 (액정 표시 소자)는 소위 투과형이며, 표시 모드는 수직 배향 (VA) 모드이다. 도 1에서는, 구동 전압이 인가되어 있지 않은 비구동 상태를 나타내고 있다. 각 화소 (10)는 실제로는, 예를 들면 적색의 화상을 표시하는 부화소, 녹색의 화상을 표시하는 부화소, 청색의 화상을 표시하는 부화소 등의 복수의 부화소로 이루어져 있다.
여기서, TFT 기판 (20)이 제1 기판에 상당하고, CF 기판 (30)이 제2 기판에 상당한다. 또한, 제1 기판 (TFT 기판) (20)에 설치된 화소 전극 (20B) 및 배향막 (22)가 각각 제1 전극 및 제1 배향막에 상당하고, 제2 기판 (CF 기판) (30)에 설치된 대향 전극 (30B) 및 배향막 (32)가 각각 제2 전극 및 제2 배향막에 상당한다.
보다 구체적으로, 이 액정 표시 장치는
제1 기판 (TFT 기판) (20)및 제2 기판 (CF 기판) (30),
제2 기판 (30)과 대향하는 제1 기판 (20)의 대향면에 형성된 제1 전극 (화소 전극) (20B),
제1 전극 (화소 전극) (20B)에 설치된 제1 배향 규제부 (21),
제1 전극 (화소 전극) (20B), 제1 배향 규제부 (21) 및 제1 기판 (TFT 기판) (20)의 대향면을 덮는 제1 배향막 (22),
제1 기판 (TFT 기판) (20)과 대향하는 제2 기판 (CF 기판) (30)의 대향면에 형성된 제2 전극 (대향 전극) (30B),
제2 전극 (대향 전극) (30B)에 설치된 제2 배향 규제부 (31),
제2 전극 (대향 전극) (30B), 제2 배향 규제부 (31) 및 제2 기판 (CF 기판) (30)의 대향면을 덮는 제2 배향막 (32), 및
제1 배향막 (22) 및 제2 배향막 (32)의 사이에 설치되어 액정 분자 (41)을 포함한 액정층 (40)을 갖는 화소 (10)가 복수 배열되어 이루어진다.
예를 들면, 유리 기판으로 이루어지는 TFT 기판 (20)에는, 유리 기판으로 이루어지는 CF 기판 (30)과 대향하는 쪽 표면에, 매트릭스형으로 복수의 화소 전극 (20B)가 배치되어 있다. TFT 기판 (20)의 대향면에는, 또한 복수의 화소 전극 (20B)을 각각 구동하는 게이트, 소스, 드레인 등을 갖춘 TFT 스위칭 소자와, 이들 TFT 스위칭 소자에 접속되는 게이트 선 및 소스 선 (도시하지 않음)이 설치되어 있다. 화소 전극 (20B)은 화소 분리부 (52)에 의해서 전기적으로 분리된 화소마다 설치되어, 예를 들면 ITO (인듐주석 산화물) 등의 투명성을 갖는 재료로 이루어져 있다. 화소 전극 (20B)에는, 각 화소 내에 형성된, 예를 들면 스트라이프형이나 V자형의 패턴을 갖는 제1 슬릿부 (21) (즉 전극이 형성되지 않는 부분)가 설치되어 있다. 이러한 구성에 의해, 구동 전압이 인가되면, 액정 분자 (41)의 장축 방향에 대해서 경사진 방향으로 전기장이 부여되고 각 화소 내에 배향 방향이 다른 영역이 형성된다 (즉 배향 분할). 이 때문에, 시야각 특성이 향상된다. 즉, 제1 슬릿부 (21)는 양호한 표시 특성을 확보하기 위해서, 액정층 (40) 중의 액정 분자 (41) 전체의 배향을 규제하기 위한 제1 배향 규제부로서 작용한다. 여기서, 이 제1 슬릿부 (21)는 구동 전압 인가시의 액정 분자 (41)의 배향 방향을 규제하고 있다. 상술한 바와 같이, 기본적으로 프리틸트가 부여되었을 때의 액정 분자의 방위각은 전기장의 강도와 방향 및 배향막 재료의 분자 구조에 따라서 규정되고, 전기장의 방향은 배향 규제부에 의해서 결정된다.
CF 기판 (30)에는, TFT 기판 (20)과의 대향면에, 유효 표시 영역의 거의 전면에 걸쳐서, 예를 들면 적 (R), 녹 (G), 청 (B)의 스트라이프형 필터로 이루어진 칼라 필터 (도시하지 않음)와, 대향 전극 (30B)이 배치되어 있다. 대향 전극 (30B)는 화소 전극 (20B)와 마찬가지로, 예를 들면 ITO등의 투명성을 갖는 재료로 이루어져 있다. 대향 전극 (30B)에는, 각 화소 내에 형성된, 예를 들면 스트라이프형이나 V자형의 패턴을 가진 제2 슬릿부 (31) (즉 전극이 형성되지 않는 부분)이 설치되어 있다. 이러한 구성에 의해서, 구동 전압이 인가되면, 액정 분자 (41)의 장축 방향에 대해서 경사진 방향으로 전기장이 부여되어 각 화소 내에 배향 방향이 다른 영역이 형성된다 (즉 배향 분할). 이 때문에, 시야각 특성이 향상된다. 즉, 제2 슬릿부 (31)은 양호한 표시 특성을 확보하기 위해, 액정층 (40) 중의 액정 분자 (41) 전체의 배향을 규제하기 위한 제2 배향 규제부로서 작용한다. 여기서, 이 제2 슬릿부 (31)는 또한 구동 전압 인가시의 액정 분자 (41)의 배향 방향을 규제하고 있다. 상술한 바와 같이, 기본적으로, 프리틸트가 부여되었을 때의 액정 분자의 방위각은 전기장의 강도와 방향, 및 배향막 재료의 분자 구조에 의해서 규정되고, 전기장의 방향은 배향 규제부에 의해서 결정된다.
제2 슬릿부 (31)는 2개의 기판 사이에서 제1 슬릿부 (21)와 수직으로 대향하지 않게 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 복수의 제1 슬릿부 (21)는 서로 평행하게 설치되어 있으며, 복수의 제2 슬릿부 (31)도 서로 평행하게 설치되어 있다. 또한, 각각의 화소에 있어서, 서로 직교하는 두 방향으로 복수의 제1 슬릿부 (21)는 연장되어 있으며, 마찬가지로 서로 직교하는 두 방향으로 복수의 제2 슬릿부 (31)은 연장되어 있다. 그리고, 제1 슬릿부 (21)은 이들 제1 슬릿부 (21)에 대향하는 제2 슬릿부 (31)에 평행하게 설치되어 있다. 제1 슬릿부 (21)의 투영상은 2개의 제2 슬릿부 (31)의 대칭선의 투영상 상에 위치하고, 제2 슬릿부 (31)의 투영상은 2개의 제1 슬릿부 (21)의 대칭선의 투영상 상에 위치한다. 하나의 화소 (또는 하나의 부화소)를 윗쪽으로부터 바라보았을 때의 제1 전극 (화소 전극) (20B) 및 제1 슬릿부 (21), 및 제2 전극 (대향 전극) (30B) 및 제2 슬릿부 (31)의 배치도를 도 2의 (A)에 도시하고, 하나의 화소 (또는 하나의 부화소)를 윗쪽으로부터 바라보았을 때의 제2 전극 (대향 전극) (30B) 및 제2 슬릿부 (31)의 배치도를 도 2의 (B)에 도시한다. 제1 슬릿부 (21) 및 제2 슬릿부 (31)의 외형 형상의 변형예를 도 3의 (A) 및 (B), 및 도 4의 (A) 및 (B)에 나타낸다. 도 2의 (A), 도 3의 (A), 도 4의 (A)에 있어서는, 제1 전극 (화소 전극) (20B)의 모서리부와 제1 배향 규제부 (제1 슬릿부 (21))를 실선으로 도시하고, 이들 윗쪽에 위치하는 제2 배향 규제부 (제2 슬릿부 (31))를 점선으로 도시하였다. 또한, 제1 전극 (화소 전극) (20B)의 모서리부와 2개의 제1 배향 규제부 (제1 슬릿부 (21))에 의해서 둘러싸인 영역의 투영상과, 제2 전극 (대향 전극) (30B)의 모서리부와 2개의 제2 배향 규제부 (제2 슬릿부 (31))에 의해서 둘러싸인 영역의 투영상이 서로 겹치는 중복 영역 (50)을 사선으로 도시하였다. 또한, 중복 영역 (50)의 중심 영역 (51)을 1점 쇄선으로 둘러싸고, 사선으로 도시하였다. 중복 영역 (50) 및 중심 영역 (51)은, 작도 편의상, 각각 1곳만 도시했다. 도 2의 (B), 도 3의 (B), 도 4의 (B)에 있어서는, 각 화소에서의 제2 전극 (화소 전극) (30B)의 모서리부를 점선으로 도시하고, 각 화소에서의 제2 배향 규제부 (제2 슬릿부 (31))을 실선으로 도시하였다. 또한, 제1 배향 규제부 (제1 슬릿부 (21))의 형상을 제2 배향 규제부 (제2 슬릿부 (31))의 형상과 치환하고, 제2 배향 규제부 (제2 슬릿부 (31))의 형상을 제1 배향 규제부 (제1 슬릿부 (21))의 형상과 치환해도 좋다.
제1 배향막 (22)은 TFT 기판 (20)의 액정층 (40)측 표면에 화소 전극 (20B) 및 제1 슬릿부 (21)를 덮도록 설치되어 있다. 제2 배향막 (32)은 CF 기판 (30)의 액정층 (40)측 표면에 대향 전극 (30B)을 덮도록 설치되어 있다. 배향막 (22, 32)은 액정 분자 (41)의 배향을 규제하는 작용을 한다. 여기서, 배향막 (22, 32)은 액정 분자 (41)을 기판면에 대해서 수직 방향으로 배향시킴과 동시에, 기판 근방의 액정 분자 (41 (41A, 41B))에 대해서 프리틸트를 부여하는 기능을 가지고 있다.
보다 구체적으로는 제1 슬릿부 (21) 및 제2 슬릿부 (31)의 폭은 각각 5 ㎛ 및 5 ㎛이며, 제1 슬릿부 (21) 및 제2 슬릿부 (31)의 피치는 각각 113 ㎛ 및 113 ㎛이다.
그리고, 각 화소 (부화소)에 있어서, 제1 전극 (화소 전극) (20B)의 모서리부와 2개의 제1 배향 규제부 (제1 슬릿부 (21))에 의해서 둘러싸인 영역의 각 투영상과 제2 전극 (대향 전극) (30B)의 모서리부와 2개의 제2 배향 규제부 (제2 슬릿부 (31))에 의해서 둘러싸인 영역의 각 투영상이 서로 겹치는 중복 영역 (50)의 중심 영역 (51)에 있어서, 액정층 (40) 중의 액정 분자군의 장축은 대략 동일 가상 평면 내에 위치하고 있다. 즉, 액정층 (40) 중의 액정 분자군의 방위각 (편각)의 변동이 ±5도 이내이다.
도 13은 도 1에 표시된 액정 표시 장치의 회로 구성을 나타내고 있다.
도 13에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치는 표시 영역 (60) 내에 설치된 복수의 화소 (10)를 갖는 액정 표시 소자를 포함한다. 이 액정 표시 장치에서, 표시 영역 (60)의 주위에는 소스 드라이버 (61) 및 게이트 드라이버 (62)와, 소스 드라이버 (61) 및 게이트 드라이버 (62)를 제어하는 타이밍 콘트롤러 (63)와, 소스 드라이버 (61) 및 게이트 드라이버 (62)에 전력을 공급하는 전원 회로 (64)가 설치되어 있다.
표시 영역 (60)은 영상이 표시되는 영역이다. 따라서, 표시 영역 (60)은 복수의 화소 (10)가 매트릭스형으로 배열되어서 영상을 표시 가능하게 한 영역을 제공한다. 도 13에서는 복수의 화소 (10)를 포함한 표시 영역 (60)을 나타내고 있는 이외에, 4개의 화소 (10)에 대응하는 표시 영역 (60) 부분을 별도 확대해 도시하고 있다.
표시 영역 (60)에서는 행방향으로 복수의 소스 선 (71)이 배열되어 있는 동시에, 열방향으로 복수의 게이트 선 (72)이 배열되어 있다. 소스 선 (71) 및 게이트 선 (72)이 서로 교차하는 위치에 화소 (10)가 각각 배치되어 있다. 각 화소 (10)는 화소 전극 (20B) 및 액정층 (40)과 함께, 트랜지스터 (121) 및 캐패시터 (122)를 포함해 구성되어 있다. 각 트랜지스터 (121)에서는 소스 전극이 소스 선 (71)에 접속되고, 게이트 전극이 게이트 선 (72)에 접속되어 드레인 전극이 캐패시터 (122) 및 화소 전극 (20B)에 접속되어 있다. 각 소스 선 (71)은 소스 드라이버 (61)에 접속되어 있고, 소스 드라이버 (61)로부터 화상 신호가 공급된다. 각 게이트 선 (72)은 게이트 드라이버 (62)에 접속되어 있으며 게이트 드라이버 (62)로부터 주사 신호가 차례차례 공급된다.
소스 드라이버 (61) 및 게이트 드라이버 (62)는 복수의 화소 (10) 중에서 특정 화소를 선택한다.
타이밍 콘트롤러 (63)는 화상 신호 (예를 들면 적, 녹, 청에 대응하는 RGB의 각 영상 신호)와, 소스 드라이버 (61)의 동작을 제어하기 위한 소스 드라이버 제어 신호를, 소스 드라이버 (61)에 출력한다. 또한, 타이밍 콘트롤러 (63)는 게이트 드라이버 (62)의 동작을 제어하기 위한 게이트 드라이버 제어 신호를 게이트 드라이버 (62)에 출력한다. 소스 드라이버 제어 신호로서 예를 들면 수평 동기 신호, 스타트 펄스 신호 및 소스 드라이버 (61)용의 클록 신호를 들 수 있다. 게이트 드라이버 제어 신호로서 예를 들면 수직 동기 신호와, 게이트 드라이버 (62)용의 클록 신호를 들 수 있다.
이 액정 표시 장치에서는 이하의 요령으로 제1 전극 (화소 전극) (20B)와 제2 전극 (대향 전극) (30B) 사이에 구동 전압을 인가함으로써, 영상이 표시된다. 소스 드라이버 (61)가, 타이밍 콘트롤러 (63)로부터의 소스 드라이버 제어 신호의 입력에 의해, 타이밍 콘트롤러 (63)로부터 입력된 화상 신호에 근거해 소정의 소스 선 (71)에 개별 화상 신호를 공급한다. 이와 동시에, 게이트 드라이버 (62)가, 타이밍 컨트롤러 (63)로부터의 게이트 드라이버 제어 신호의 입력에 의해 소정의 타이밍에 각각의 게이트 선 (72)에 주사 신호를 차례차례 공급한다. 이에 의해, 화상 신호가 공급된 소스 선 (71)과 주사 신호가 공급된 게이트 선 (72)과의 교차점에 위치하는 화소 (10)가 선택되고 화소 (10)에 구동 전압이 인가된다.
이하, 본 발명의 실시 형태 1 내지 5 및 실시예를 기초로 하여, 본 발명을 설명한다.
[실시 형태 1]
실시 형태 1은 본 발명의 제1 태양에 따른 VA 모드의 액정 표시 장치 (또는 액정 표시 소자), 및 본 발명의 제1 태양, 제3 태양에 따른 액정 표시 장치 (또는 액정 표시 소자)의 제조 방법에 관한 것이다. 실시 형태 1에 있어서, 제1 배향막 및 제2 배향막 (배향막 (22, 32)) 각각은 측쇄에 가교 구조를 각각 갖는 고분자 화합물 (배향 처리 후 화합물)의 1종 또는 2종 이상을 포함한다. 액정 분자에는 가교한 화합물에 의해서 프리틸트가 부여된다. 배향 처리 후 화합물은 주쇄 및 측쇄를 가진 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물)의 1종 또는 2종 이상을 포함한 상태로 배향막 (22, 32)을 형성한 후, 액정층 (40)을 마련하고, 이어서 고분자 화합물을 가교시킴으로써, 또는 고분자 화합물에 에너지 선을 조사함으로써, 보다 구체적으로는 전기장 또는 자장을 인가하면서 측쇄에 포함된 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 반응시킴으로써 생성된다. 배향 처리 후 화합물은 액정 분자를 한 쌍의 기판 (구체적으로는 TFT 기판 (20) 및 CF 기판 (30))에 대해서 소정의 방향 (구체적으로는 경사 방향)으로 배향시킬 수 있는 구조를 포함하고 있다. 이와 같이, 고분자 화합물을 가교시키거나, 또는 고분자 화합물에 에너지선을 조사함으로써, 배향 처리 후 화합물이 배향막 (22, 32) 중에 포함됨으로써, 배향막 (22, 32) 근방의 액정 분자 (41)에 대해서 프리틸트를 부여할 수 있다. 그 때문에, 응답 속도가 빨라지고, 표시 특성이 향상된다.
게다가, 중복 영역 (50)의 중심 영역 (51)에 있어서, 액정층 (40) 중의 액정 분자군은 비틀린 상태는 아니다. 따라서, 한 쌍의 전극 (20B, 30B)에 전압을 인가했을 때, 액정 분자군의 장축의 비틀린 상태가 풀리는 데 시간이 불필요하고, 응답 특성의 더 이상의 개선을 도모할 수 있다.
배향 처리 전 화합물은 주쇄로서 내열성이 높은 구조를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 액정 표시 장치 (또는 액정 표시 소자)가 고온 환경하에 노출되어도, 배향막 (22, 32) 중에 포함된 배향 처리 후 화합물이 액정 분자 (41)에 대한 배향 규제능을 유지한다. 그 때문에, 응답 특성과 함께 콘트라스트 등의 표시 특성이 양호하게 유지되어 신뢰성이 확보된다. 주쇄는 반복 단위 중에 이미드 결합을 포함하는 것이 바람직하다. 주쇄 중에 이미드 결합을 포함한 배향 처리 전 화합물로서 예를 들면 하기 식 (3)으로 표시되는 폴리이미드 구조를 포함한 고분자 화합물을 들 수 있다. 하기 식 (3)에 도시한 폴리이미드 구조를 포함한 고분자 화합물은 하기 식 (3)에 표시한 폴리이미드 구조 중 1종으로 이루어져 있어도 좋고, 폴리이미드 구조 복수종이 랜덤하게 연결해서 포함되어 있어도 좋다. 또한, 하기 식 (3)에 도시한 폴리이미드 구조(들) 외에, 1종 이상의 다른 구조를 포함하고 있어도 좋다.
여기서, R1은 4가의 유기기이며, R2는 2가의 유기기이며, n1은 1 이상의 정수이다.
식 (3) 중의 R1 및 R2는 각각 탄소를 포함하는 4가 또는 2가의 기이면 아무 것이나 좋다. 하지만, R1 및 R2 중 어느 한 쪽이 측쇄에 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 이는 배향 처리 후 화합물에 있어서, 충분한 배향 규제능이 얻어지기 쉽기 때문이다.
또한, 배향 처리 전 화합물에서는 측쇄는 주쇄에 복수 결합하고 있고, 복수의 측쇄 중 적어도 하나가 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 포함하고 있으면 된다. 즉, 배향 처리 전 화합물은 가교성을 갖는 측쇄 외에, 가교성을 나타내지 않는 측쇄를 포함하고 있어도 좋다. 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 포함한 측쇄는 1종이어도 좋고, 복수종이어도 좋다. 가교성 관능기 또는 중합성 관능기는 액정층 (40)을 형성한 후에 가교 반응 가능한 관능기이면 아무 것이나 좋다. 보다 구체적으로는, 가교성 관능기 또는 중합성 관능기는 광반응에 의해서 가교 구조를 형성하는 기이어도 좋고, 열반응에 의해 가교 구조를 형성하는 기이어도 좋다. 그러나, 그 중에서도, 광반응에 의해서 가교 구조를 형성하는 광반응성의 가교성 관능기 또는 중합성 관능기 (즉 감광성을 갖는 감광기)가 바람직하다. 그러한 기가 액정 분자 (41)의 배향을 소정의 방향으로 규제하기 쉽고, 응답 특성이 향상함과 동시에 양호한 표시 특성을 갖는 액정 표시 장치 (또는 액정 표시 소자)의 제조를 용이하게 하기 때문이다.
광반응성의 가교성 관능기 (즉, 감광성을 갖는 감광기이며, 예를 들면 광이량화 감광기)로는, 예를 들면 칼콘, 신나메이트, 신나모일, 쿠마린, 말레이미드, 벤조페논, 노르보르넨, 오리자놀, 및 키토산 중에서 선택된 어느 1종의 구조를 포함한 기를 들 수 있다. 이들 중, 칼콘, 신나메이트 또는 신나모일의 구조를 포함한 기로서 예를 들면 하기 식 (41)으로 표시되는 기를 들 수 있다. 식 (41)에 표시한 기를 포함한 측쇄를 갖는 배향 처리 전 화합물이 가교하면, 예를 들면 하기 식 (42)에 도시한 구조가 형성된다. 즉, 식 (41)에 도시한 기를 포함한 고분자 화합물로부터 생성된 배향 처리 후 화합물은 시클로부탄 골격을 갖는 식 (42)에 도시한 구조를 포함한다. 또한, 예를 들면 말레이미드와 같은 몇몇 광반응성의 가교성 관능기는 광이량화 반응 뿐 아니라, 중합 반응도 보인다. 따라서, "가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 갖는 고분자 화합물이 가교한 화합물"이라고 하는 표현을 쓰고 있다.
여기서, R3는 방향족 환을 포함하는 2가의 기이며, R4는 1 또는 2 이상의 환구조를 포함한 1가의 기이며, R5는 수소 원자, 또는 알킬기 또는 그 유도체이다.
식 (41) 중의 R3는 벤젠환 등의 방향족환을 포함한 2가의 기이면 아무 것이나 좋다. R3는 방향족환 외에, 카르보닐기, 에테르 결합, 에스테르 결합 또는 탄화수소기를 포함하고 있어도 좋다. 또한, 식 (41) 중의 R4는 1 또는 2 이상의 환구조를 포함한 1가의 기이면 아무 것이나 좋다. R4는 환구조 외에, 카르보닐기, 에테르 결합, 에스테르 결합, 탄화수소기 또는 할로겐 원자등을 포함하고 있어도 좋다. R4가 갖는 환구조는 골격을 구성하는 원소로서 탄소를 포함하는 환이면 아무 것이나 좋다. 환구조로서 예를 들면 방향족환, 복소환 또는 지방족환, 또는 이들을 연결 또는 축합한 환구조 등을 들 수 있다. 식 (41) 중의 R5는 수소 원자, 또는 알킬기 또는 그 유도체이면 아무 것이나 좋다. 여기서, "유도체"란, 알킬기가 갖는 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자 등의 치환기에 의해 치환된 기를 말한다. 또한, R5로서 도입되는 알킬기의 탄소수는 아무 것이나 좋다. R5로서 수소 원자 또는 메틸기가 바람직하다. 이는 이러한 R5가 양호한 가교 반응성을 얻는데 효과적이기 때문이다.
식 (42) 중의 2개의 R3 끼리는 서로 동일해도 좋고, 다르더라도 좋다. 이는 식 (42) 중의 2개의 R4 끼리 및 2개의 R5 끼리에 대해서도 마찬가지이다. 식 (42) 중의 R3, R4 및 R5의 예를 들면 상기한 식 (41) 중의 R3, R4 및 R5에 대해 언급한 바와 같은 것을 들 수 있다.
식 (41)에 표시한 기의 예를 들면 하기 식 (41-1) 내지 식 (41-33)으로 표시되는 기를 들 수 있다. 단, 식 (41)에 표시한 구조를 갖는 기이면, 하기 식 (41-1) 내지 식 (41-33)에 도시한 기에 한정되지 않는다.
배향 처리 전 화합물은 액정 분자 (41)를 기판면에 대해 수직 방향으로 수직 배향시키기 위한 구조 (이하, "수직 배향 유도 구조부"라고 부른다)를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 그 이유는 배향막 (22, 32)이 배향 처리 후 화합물과는 다른 수직 방향 유도 구조부를 갖는 화합물 (즉 소위 통상의 수직 배향제)을 포함하지 않아도, 액정 분자 (41) 전체의 배향 규제가 가능해지기 때문이다. 게다가, 수직 배향 유도 구조부를 갖는 다른 화합물을 포함하는 경우보다도, 전체 액정층 (40)에 대한 배향 규제 기능을 보다 균일하게 발휘 가능한 배향막 (22, 32)이 형성되기 쉽기 때문이다. 수직 배향 유도 구조부는 배향 처리 전 화합물에 있어서는 주쇄에 포함되어 있어도 좋고, 측쇄에 포함되어 있어도 좋고, 쌍방에 포함되어 있어도 좋다. 또한, 배향 처리 전 화합물이 상기 식 (3)에 표시한 폴리이미드 구조를 포함하는 경우, R2로서 수직 배향 유도 구조부를 포함하는 구조 (반복 단위)와, R2로서 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 포함하는 구조 (반복 단위)의 2종을 포함하고 있는 것이 바람직하다. 그 이유는 이러한 종류의 배향 처리 전 화합물이 용이하게 입수 가능하기 때문이다. 또한, 수직 배향 유도 구조부는 배향 처리 전 화합물에 포함되어 있으면, 배향 처리 후 화합물에 있어서도 포함된다.
수직 배향 유도 구조부로서, 예를 들면 탄소수 10 이상의 알킬기, 탄소수 10 이상의 할로겐화 알킬기, 탄소수 10 이상의 알콕시기, 탄소수 10 이상의 할로겐화 알콕시기 또는 환구조를 포함하는 유기기 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는 수직 배향 유도 구조부를 포함하는 구조의 예를 들면 하기 식 (5-1) 내지 식 (5-6)으로 표시되는 구조 등을 들 수 있다.
여기서, Y1은 탄소수 10 이상의 알킬기, 탄소수 10 이상의 알콕시기 또는 환구조를 포함한 1가의 유기기이다. 또한, Y2 내지 Y15는 각각 수소 원자, 탄소수 10 이상의 알킬기, 탄소수 10 이상의 알콕시기 또는 환구조를 포함한 1가의 유기기이다. Y2 및 Y3 중 적어도 하나, Y4 내지 Y6 중 적어도 하나, Y7 및 Y8 중 적어도 하나, Y9 내지 Y12 중 적어도 하나, 및 Y13 내지 Y15 중 적어도 하나는 각각 탄소수 10 이상의 알킬기, 탄소수 10 이상의 알콕시기 또는 환구조를 포함한 1가의 유기기이다. 또한, Y11 및 Y12는 결합하여 환구조를 형성해도 좋다.
수직 배향 유도 구조부로서 작용하는 환구조를 포함한 1가의 유기기의 예를 들면 하기 식 (6-1) 내지 식 (6-23)에 표시한 기 등을 들 수 있다. 수직 배향 유도 구조부로서 작용하는 환구조를 포함한 2가의 유기기의 예를 들면 하기 식 (7-1) 내지 식 (7-7)으로 표시되는 기 등을 들 수 있다.
여기서, a1 내지 a3는 각각 0 이상, 21 이하의 정수이다.
여기서, a1은 0 이상, 21 이하의 정수이다.
또한, 수직 배향 유도 구조부는 액정 분자 (41)를 기판면에 대해서 수직 방향으로 배향시키도록 기능하는 구조를 포함하고 있으면, 상기 예시한 기에 한정되지 않는다.
또한, 본 발명의 제1A의 구성, 제2A의 구성 (후술 하는 실시 형태 5를 참조) 또는 제3A의 구성에 따른 실시 형태를 설명하면, 가교 전의 고분자 화합물 (즉 배향 처리 전 화합물)은 가교성 관능기 또는 중합성 관능기 외에, 하기 식 (1)으로 표시되는 기를 하나 이상의 측쇄로서 갖는 화합물로 이루어진다. 식 (1)에 표시된 기는 액정 분자 (41)를 따라 움직일 수 있기 때문에, 배향 처리 전 화합물이 가교할 때, 식 (1)에 표시된 기가 액정 분자 (41)의 배향 방향을 따라 위치하는 상태로 가교성 관능기 또는 중합성 관능기와 함께 고정된다. 따라서, 이 고정된 식 (1)에 표시된 기에 의해, 액정 분자 (41)의 배향을 소정의 방향으로 규제하기가 보다 쉬워질 수 있다. 그 때문에, 양호한 표시 특성을 갖는 액정 표시 소자의 제조를 보다 용이하게 할 수 있다.
-R1-R2-R3 (1)
여기서, R1은 탄소수 1 이상의 직쇄상 또는 분기상의 2가의, 임의로는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 유기기이며, 고분자 화합물 (즉 배향 처리 전 화합물) 또는 가교한 화합물 (즉 배향 처리 후 화합물)의 주쇄에 결합하고 있다. 이와는 달리, R1은 에테르, 에스테르, 에테르 에스테르, 아세탈, 케탈, 헤미아세탈 및 헤미 케탈로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 결합기이며, 고분자 화합물 (즉 배향 처리 전 화합물) 또는 가교한 화합물 (즉 배향 처리 후 화합물)의 주쇄에 결합하고 있다. R2는 복수의 환구조를 포함한 2가의 유기기이며, 환구조를 구성하는 원자 중 하나는 R1에 결합하고 있다. R3는 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 또는 카르보네이트기를 갖는 1가의 기, 또는 그들의 유도체이다.
식 (1) 중의 R1은, R2 및 R3를 주쇄에 고정함과 동시에, 긴 R1을 선택하면 액정 분자 (41)에 대해서 큰 프리틸트를 부여하기 위한 스페이서 부분으로서, 또한 짧은 R1를 선택하면 프리틸트의 각도를 용이하게 일정하게 유지하기 위한 스페이서 부분으로서 기능하기 위한 부위이다. R1의 예를 들면 알킬렌기를 들 수 있다. 이 알킬렌기는 도중의 탄소 원자간에 에테르 결합을 가지고 있어도 좋다. 그러한 에테르 결합을 갖는 부위는 한 곳이어도 좋고, 2곳 이상이어도 좋다. 또한, R1은 카르보닐기 또는 카르보네이트기를 갖고 있어도 좋다. R1의 탄소수는 6 이상인 것이 보다 바람직하다. R1의 탄소수가 6 이상이면, 식 (1)에 표시한 기가 액정 분자 (41)와 상호작용 하기 때문에, 액정 분자 (41)를 따라 위치하기가 보다 쉬워지기 때문이다. 이 R1의 탄소수는 R1의 길이가 액정 분자 (41)의 말단쇄의 길이와 거의 동등해지도록 결정하는 것이 바람직하다.
식 (1) 중의 R2는 일반적인 네마틱 액정 분자에 포함되는 환구조 (코어 부위)를 따라 위치하는 부분을 나타낸다. R2로서 예를 들면 1,4-페닐렌기, 1,4-시크로헥실렌기, 피리미딘-2,5-디일기, 1,6-나프탈렌기, 스테로이드 골격을 가진 2가의 기 또는 그들의 유도체 등과 같이, 액정 분자에 포함되는 환구조와 같은 기 또는 골격을 들 수 있다. 여기서, "유도체"란, 상기한 일련의 기에 1 또는 2 이상의 치환기가 도입된 기이다.
식 (1) 중의 R3는 액정 분자의 말단쇄를 따라 위치하는 부분을 나타낸다. R3로서 예를 들면 알킬기 또는 할로겐화 알킬기 등을 들 수 있다. R3가 할로겐화 알킬기인 경우, 알킬기 중 적어도 하나의 수소 원자가 할로겐 원자로 치환되어 있어야 하고, 치환되는 할로겐 원자의 종류는 아무래도 좋다. 알킬기 또는 할로겐화 알킬기는 도중의 탄소 원자간에 에테르 결합을 가지고 있어도 좋다. 그러한 에테르 결합을 갖는 부위는 한 곳이어도 좋고, 두 곳 이상이어도 좋다. 또한, R3는 카르보닐기 또는 카르보네이트기를 갖고 있어도 좋다. R3의 탄소수는 R1과 관련하여 설명한 바와 같은 이유에 의해, 6 이상인 것이 보다 바람직하다.
보다 구체적으로는 식 (1)에 표시된 기의 예를 들면 하기 식 (1-1) 내지 식 (1-12)으로 표시되는 1가의 기 등을 들 수 있다.
또한, 식 (1)에 표시된 기는 액정 분자 (41)를 따라 움직일 수 있으면, 상기한 기에 한정되지 않는다.
본 발명의 제1B의 구성, 제2B의 구성 (후술하는 실시 형태 5를 참조) 또는 제3B의 구성에 따른 실시 형태를 설명하면, 가교 전의 고분자 화합물 (즉 배향 처리 전 화합물)은 하기 식 (2)으로 표시되는 기를 하나 이상의 측쇄로서 갖는 화합물로 이루어진다. 식 (2)으로 표시되는 기는 가교하는 부위 외에, 액정 분자 (41)를 따라 위치하는 부위와 틸트각을 규정하는 부위를 가지기 때문에, 액정 분자 (41)를 따라 위치하는 측쇄의 부위가 액정 분자 (41)를 따라 보다 밀접하게 위치하는 상태로 고정 가능하다. 이에 의해, 액정 분자 (41)의 배향을 소정의 방향으로 보다 규제하기 쉬워지기 때문에, 양호한 표시 특성을 가진 액정 표시 소자의 제조를 보다 용이하게 할 수 있다.
-R11-R12-R13-R14 (2)
여기서, R11은 탄소수 1 이상 20 이하, 바람직하게는 탄소수 3 이상 12 이하의 직쇄상 또는 분기상의 2가의, 임의로는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 유기기이며, 고분자 화합물 (즉 배향 처리 전 화합물) 또는 가교한 화합물 (즉 배향 처리 후 화합물)의 주쇄에 결합하고 있다. 이와는 달리, R11은 에테르, 에스테르, 에테르 에스테르, 아세탈, 케탈, 헤미아세탈 및 헤미케탈로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 결합기이며, 고분자 화합물 (즉 배향 처리 전 화합물) 또는 가교한 화합물 (즉 배향 처리 후 화합물)의 주쇄에 결합하고 있다. R12는 예를 들면 칼콘, 신나메이트, 신나모일, 쿠마린, 말레이미드, 벤조페논, 노르보르넨, 오리자놀, 키토산, 아크릴로일, 메타크릴로일, 비닐, 에폭시 및 옥세탄 중 어느 1종의 구조를 포함한 2가의 기, 또는 에티닐렌기이다. R13은 복수의 환구조를 포함한 2가의 유기기이다. R14는 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 또는 카르보네이트기를 갖는 1가의 기, 또는 그들의 유도체이다.
식 (2) 중의 R11은 배향 처리 전 화합물에서 틸트각을 규정하는 부위이며, 배향 처리 전 화합물에서 가요성을 갖는 것이 바람직하다. R11의 예를 들면 식 (1) 중의 R1에 대해 설명한 기와 유사하다. 식 (2)에 표시된 기에서는 R11을 축으로 해 R12 내지 R14가 움직이기 쉽기 때문에, R13 및 R14가 액정 분자 (41)를 따라 위치하기가 보다 쉽다. R11의 탄소수는 6 이상, 10 이하인 것이 보다 바람직하다.
식 (2) 중의 R12는 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 갖는 부위이다. 이 가교성 관능기 또는 중합성 관능기는 상기한 바와 같이, 광반응에 의해서 가교 구조를 형성하는 기이어도 좋고, 열반응에 의해서 가교 구조를 형성하는 기이어도 좋다. 보다 구체적으로는 R12로서 예를 들면 칼콘, 신나메이트, 신나모일, 쿠마린, 말레이미드, 벤조페논, 노르보르넨, 오리자놀, 키토산, 아크릴로일, 메타크릴로일, 비닐, 에폭시 및 옥세탄 중에서 선택된 어느 1종의 구조를 포함한 2가의 기, 또는 에티닐렌기를 들 수 있다.
식 (2) 중의 R13는 액정 분자 (41)의 코어 부위를 따라 위치할 있는 부위를 나타낸다. R13로서 예를 들면 식 (1) 중의 R2에 대해 상기 설명한 기 등을 들 수 있다.
식 (2) 중의 R14는 액정 분자 (41)의 말단쇄를 따라 위치하는 부위를 나타낸다. R14로서 예를 들면 식 (1) 중의 R3에 대해 상기 설명한 기 등을 들 수 있다.
보다 구체적으로는 식 (2)에 표시된 기의 예를 들면 하기 식 (2-1) 내지 식 (2-11)로 표시되는 1가의 기 등을 들 수 있다.
여기서, n은 3 이상, 20 이하의 정수이다.
또한, 식 (2)에 표시된 기는 상기한 4개의 부위 (R11 내지 R14)를 가지고 있으면, 상기 예시한 기에 한정되지 않는다.
본 발명의 상기 제1C의 구성에 따른 실시 형태를 설명하면, 고분자 화합물 (즉 배향 처리 전 화합물)을 가교시킴으로써 얻어진 화합물 (즉 배향 처리 후 화합물)은 하나 이상의 측쇄 및 기판에 대해서 측쇄를 지지하는 주쇄로 이루어져 있으며, 측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 가교한 가교부, 및 가교부에 결합한 말단 구조부를 포함한다. 액정 분자는 말단 구조부를 따라 위치하거나, 또는 말단 구조부들 사이에 끼워짐으로써 프리틸트가 부여된다. 또한, 본 발명의 상기 제2C의 구성 (후술하는 실시 형태 5를 참조)에 따른 실시 형태를 설명하면, 고분자 화합물 (즉 배향 처리 전 화합물)을 변형시킴으로써 얻어진 화합물 (즉 배향 처리 후 화합물)은 하나 이상의 측쇄, 및 기판에 대해서 측쇄를 지지하는 주쇄로 이루어져 있으며, 측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 변형한 변형부, 및 변형부에 결합한 말단 구조부를 포함한다. 액정 분자는 말단 구조부를 따라 위치하거나, 또는 말단 구조부들 사이에 끼워짐으로써 프리틸트가 부여된다. 또한, 본 발명의 상기 제3C의 구성에 따른 실시 형태를 설명하면, 고분자 화합물에 에너지선을 조사함으로써 얻어진 화합물은 하나 이상의 측쇄, 및 기판에 대해서 측쇄를 지지하는 주쇄로 이루어져 있으며, 측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 가교 또는 변형한 가교/변형부, 및 가교/변형부에 결합한 말단 구조부를 포함한다. 액정 분자는 말단 구조부를 따라 위치하거나, 또는 말단 구조부들 사이에 끼워짐으로써 프리틸트가 부여된다.
본 발명의 실시 형태에 따른 제1C의 구성에 있어서, 측쇄의 일부가 가교한 가교부는 식 (2)의 R12 (가교 후)에 해당한다. 또한, 말단 구조부는 식 (2)의 R13 및 R14에 해당한다. 배향 처리 후 화합물에 있어서는 예를 들면 주쇄로부터 연장된 2개의 측쇄 중의 가교부가 서로 가교하고, 다른 쪽 가교부로부터 연장된 말단 구조부와 한 쪽의 가교부로부터 연장된 말단 구조부 사이에, 마치 액정 분자 (41)의 일부가 낀 상태로 된다. 게다가, 말단 구조부는 기판에 대해서 소정의 각도를 이룬 상태로 고정되기 때문에, 액정 분자 (41)는 프리틸트가 부여된다. 이러한 상태를, 도 17의 개념도에 나타낸다.
본 발명의 상기 제1D의 구성에 따른 실시 형태를 설명하면, 고분자 화합물 (즉 배향 처리 전 화합물)을 가교시킴으로써 얻어진 화합물 (즉 배향 처리 후 화합물)은 하나 이상의 측쇄, 및 기판에 대해서 측쇄를 지지하는 주쇄로 이루어져 있으며, 측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 가교한 가교부, 및 가교부에 결합하고 메소겐기를 갖는 말단 구조부를 포함한다. 측쇄는 광이량화 감광기를 갖는 형태일 수 있다. 또한, 주쇄과 가교부는 공유결합에 의해서 서로 결합하고 있는 형태일 수 있고, 가교부와 말단 구조부는 공유 결합에 의해 서로 결합하고 있는 형태일 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 제2D의 구성 (후술 하는 실시 형태 5를 참조)에 따른 실시 형태를 설명하면, 고분자 화합물 (즉 배향 처리 전 화합물)을 변형시킴으로써 얻어진 화합물 (즉 배향 처리 후 화합물)은 하나 이상의 측쇄, 및 기판에 대해서 측쇄를 지지하는 주쇄로 이루어져 있으며, 측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 변형한 변형부, 및 변형부에 결합하고 메소겐기를 갖는 말단 구조부를 포함한다. 또한, 본 발명의 제3D의 구성에 따른 실시 형태를 설명하면, 고분자 화합물 (즉 배향 처리 전 화합물)에 에너지 선을 조사함으로써 얻어진 화합물 (즉 배향 처리 후 화합물)은 하나 이상의 측쇄, 및 기판에 대해서 측쇄를 지지하는 주쇄로 이루어져 있으며, 측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 가교 또는 변형한 가교/변형부, 및 가교/변형부에 결합하고 메소겐기를 갖는 말단 구조부를 포함한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 제1D의 구성에 있어서는, 가교성 관능기 또는 중합성 관능기 (즉 감광성 관능기)로서 작용하는 광이량화 감광기로서, 전술한 바와 같이, 예를 들면 칼콘, 신나메이트, 신나모일, 쿠마린, 말레이미드, 벤조페논, 노르보르넨, 오리자놀, 및 키토산 중에서 선택된 어느 1종의 구조를 포함한 기를 들 수 있다. 중합성 관능기로서 예를 들면 아크릴로일, 메타크릴로일, 비닐, 에폭시, 옥세탄 중에서 선택된 어느 1종의 구조를 포함한 기를 들 수 있다. 말단 구조부를 구성하는 강직한 메소겐기는 측쇄로서 액정성을 발현하는 것이어도, 액정성을 발현하지 않는 것이어도 좋다. 메소겐기의 구조로서 현실적으로 스테로이드 유도체, 콜레스테롤 유도체, 비페닐, 트리페닐, 나프탈렌 등을 예로 들 수 있다. 말단 구조부로서 예를 들면 식 (2) 중의 R13 및 R14를 들 수 있다.
제1 및 제2 배향막 (22, 32)은 상기한 배향 처리 후 화합물 외에, 다른 수직 배향제를 포함하고 있어도 좋다. 다른 수직 배향제로서 예를 들면 수직 배향 유도 구조부를 갖는 폴리이미드나, 수직 배향 유도 구조부를 갖는 폴리실록산 등을 들 수 있다.
액정층 (40)은 각각 부의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자 (41)을 포함하고 있다. 액정 분자 (41)은 예를 들면 서로 직교하는 장축 및 단축을 각각 중심 축으로 해 회전 대칭인 형상을 이루어, 부의 유전율 이방성을 나타낸다.
액정 분자 (41)은 제1 배향막 (22)과 액정층 (40) 사이의 계면 근방에 있어 제1 배향막 (22)에 보유 지지된 액정 분자 (41A)와, 제2 배향막 (32)과 액정층 (40) 사이의 계면 근방에 있어 제2 배향막 (32)에 보유 지지된 액정 분자 (41B)와, 그들 이외의 액정 분자 (41C)로 분류할 수 있다. 액정 분자 (41C)는 액정층 (40)의 두께 방향에서의 중간 영역에 위치한다. 구동 전압이 오프인 상태에서 액정 분자 (41C)의 장축 방향 (즉 디렉터)이 제1 기판 (20) 및 제2 기판 (30)에 대해서 거의 수직이 되도록 배향되어 있다. 구동 전압이 온이 되면, 액정 분자 (41C)의 디렉터가 제1 기판 (20) 및 제2 기판 (30)에 대해서 평행이 되도록 액정 분자가 기울어 배향한다. 이러한 거동은 액정 분자 (41C)에 있어서, 장축 방향의 유전율이 단축 방향보다 작다는 성질을 갖는 것에 기인하고 있다. 액정 분자 (41A, 41B)는 유사한 성질을 가지므로, 기본적으로는 액정 분자 (41C)와 마찬가지 거동을 나타낸다. 그러나, 구동 전압이 오프인 상태에서, 액정 분자 (41A)는 제1 배향막 (22)에 의해서 프리틸트 (θ1)가 부여되고, 액정 분자 (41A)는 그 디렉터가 프리틸트 (θ1)에 의해 제1 기판 (20) 및 제2 기판 (30)의 법선 방향으로부터 경사지는 자세가 된다. 마찬가지로, 액정 분자 (41B)는 제2 배향막 (32)에 의해서 프리틸트 (θ2)가 부여되고, 액정 분자 (41B)는 그 디렉터가 프리틸트 (θ2)에 의해 제1 기판 (20) 및 제2 기판 (30)의 법선 방향으로부터 경사지는 자세가 된다. 여기서, "보유 지지된다"라는 것은 제1 및 제2 배향막 (22, 32)에 액정 분자 (41A, 41B)가 고착하지 않고, 액정 분자 (41)의 배향이 배향막 (22, 32)에 의해 규제되고 있음을 나타낸다. 또한, "프리틸트 θ (θ1, θ2)"란, 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 기판 (20) 및 제2기판 (30)의 표면에 수직인 방향 (법선 방향)을 Z라 한 경우에, 구동 전압이 오프인 상태에서, Z방향에 대한 액정 분자 (41 (41A, 41B))의 디렉터 D의 경사 각도를 가리킨다.
액정층 (40)에서는 프리틸트 θ1, θ2의 쌍방이 0° 보다 큰 값을 가지고 있다. 이 실시 형태에 따른 액정층 (40)에서 프리틸트 θ1, θ2는 같은 각도 (θ1=θ2)여도 좋고, 다른 각도 (θ1≠θ2)여도 좋다. 프리틸트 θ1, θ2는 서로 다른 각도인 것이 바람직하다. 이에 의해, 프리틸트 θ1, θ2의 쌍방이 0°인 경우보다 구동 전압의 인가에 대한 응답 속도가 향상됨과 동시에, 프리틸트 θ1, θ2의 쌍방이 0°인 경우와 거의 동등한 콘트라스트를 얻을 수 있다. 따라서, 응답 특성을 향상시키면서, 흑표시 때의 광의 투과량을 절감할 수 있어 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 프리틸트 θ1, θ2를 서로 다른 각도로 하는 경우, 프리틸트 θ1, θ2 중 더 큰 쪽의 프리틸트 θ는 1°이상, 4°이하인 것이 보다 바람직하다. 큰 쪽의 프리틸트 θ를 상기한 범위내로 함으로써, 특히 높은 효과를 얻을 수 있다.
액정 표시 장치 (액정 표시 소자)의 제조 방법에 대해서, 도 7에 도시된 플로우 차트와 함께, 도 8에 도시된 제1 및 제2 배향막 (22, 32)의 상태를 설명하기 위한 모식도, 및 도 9, 도 10 및 도 11에 도시된 액정 표시 장치의 모식적인 일부 단면도를 참조해 설명한다. 또한, 도 9, 도 10 및 도 11에서는 간략화를 위해, 한 화소분에 대해서만 도시한다.
먼저, 제1 기판 (TFT 기판) (20)의 표면에 제1 배향막 (22)을 형성하는 동시에, 제2 기판 (CF 기판) (30)의 표면에 제2 배향막 (32)을 형성한다 (스텝 S101).
보다 구체적으로는, 예를 들면 소정의 제1 슬릿부 (21)들이 각각의 화소 전극 (20B)에 형성되도록, 화소 전극 (20B)을 제1 기판 (20)의 표면에 매트릭스형으로 마련함으로써 TFT 기판 (20)을 제작한다. 또한, 칼라 필터가 형성된 제2 기판 (30)의 칼라 필터 상에, 각각 소정의 제2 슬릿부 (31)를 갖는 대향 전극 (30B)를 마련함으로써 CF 기판 (30)을 제작한다.
한편, 배향 처리 전 화합물 또는 배향 처리 전 화합물로서 작용하는 고분자 화합물 전구체와, 용제와, 필요에 따라서 수직 배향제를 혼합함으로써 액상의 배향막 재료를 조제한다.
하나 이상의 측쇄에 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 갖는 고분자 화합물이 식 (3)에 표시된 폴리이미드 구조를 포함하는 경우, 배향 처리 전 화합물로서 작용하는 고분자 화합물 전구체로서 예를 들면 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 갖는 폴리아믹산을 들 수 있다. 고분자 화합물 전구체로서 사용되는 폴리아믹산은 예를 들면 디아민 화합물과 테트라카르복실산 이무수물을 반응시켜 합성된다. 여기서 이용하는 디아민 화합물 및 테트라카르복실산 이무수물 중 적어도 한 쪽이, 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 가지고 있다. 디아민 화합물의 예를 들면 하기 식 (A-1) 내지 식 (A-21)으로 표시되는 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 갖는 화합물을 들 수 있다. 테트라카르복실산 이무수물의 예로는 하기 식 (a-1) 내지 식 (a-10)으로 표시되는 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 갖는 화합물을 들 수 있다. 또한, 식 (A-9) 내지 식 (A-21)으로 표시되는 화합물은 각각 본 발명의 실시 형태에 따른 제1C의 구성에 있어서 가교한 고분자 화합물의 가교부 및 말단 구조부를 구성하는 화합물이다. 이와는 달리, 각각 본 발명의 실시 형태에 따른 제1C의 구성에 있어서 가교한 고분자 화합물의 가교부 및 말단 구조부를 구성하는 화합물로서, 하기 식 (F-1) 내지 식 (F-22)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 식 (F-1) 내지 식 (F-18)으로 표시되는 화합물에 있어서는 식 (F-1) 내지 식 (F-3), 식 (F-7) 내지 식 (F-9) 및 식 (F-13) 내지 식 (F-15)으로 표시되는 화합물 각각의 말단 구조부를 따라 위치하여 액정 분자에 프리틸트가 부여된다고 생각할 수 있다. 한편, 식 (F-4) 내지 식 (F-6), 식 (F-10) 내지 식 (F-12) 및 식 (F-16) 내지 식 (F-18)으로 표시되는 화합물 각각의 말단 구조부들 사이에 끼워져 액정 분자에 프리틸트가 부여된다고 생각할 수 있다. 또한, 식 (F-19) 내지 식 (F-22)으로 표시되는 화합물 각각의 말단 구조부를 따라 위치하여 액정 분자에 프리틸트가 부여되거나, 또는 식 (F-19) 내지 식 (F-22)으로 표시되는 화합물 각각의 말단 구조부들 사이에 끼워져 액정 분자에 프리틸트가 부여된다고 추정된다.
여기서, X1 내지 X4는 각각 단결합 또는 2가의 유기기이다.
여기서, X5 내지 X7는 각각 단결합 또는 2가의 유기기이다.
배향 처리 전 화합물이 수직 배향 유도 구조부를 포함하도록 고분자 화합물 전구체로서 작용하는 폴리아믹산을 합성하는 경우, 상기의 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 갖는 화합물 외에, 디아민 화합물로서 식 (B-1) 내지 식 (B-36)으로 표시되는 수직 배향 유도 구조부를 갖는 화합물이 사용될 수 있고, 테트라카르복실산 이무수물로서 식 (b-1) 내지 식 (b-3)으로 표시되는 수직 배향 유도 구조부를 갖는 화합물이 사용될 수 있다.
여기서, a4 내지 a6는 각각 0 이상, 21 이하의 정수이다.
여기서, a4는 0 이상, 21 이하의 정수이다.
여기서, a4는 0 이상, 21 이하의 정수이다.
또한, 배향 처리 전 화합물이 가교성 관능기 또는 중합성 관능기와 함께 식 (1)에 표시한 기를 갖도록 고분자 화합물 전구체로서 작용하는 폴리아믹산을 합성하는 경우, 상기 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 갖는 화합물 외에, 디아민 화합물로서 식 (C-1) 내지 식 (C-24)으로 표시되는 액정 분자 (41)를 따라 위치할 수 있는 화합물을 이용해도 좋다.
또한, 배향 처리 전 화합물이 식 (2)에 표시된 기를 갖도록 고분자 화합물 전구체로서 작용하는 폴리아믹산을 합성하는 경우, 상기 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 갖는 화합물 외에, 디아민 화합물로서 식 (D-1) 내지 식 (D-11)으로 표시되는 액정 분자 (41)를 따라 위치할 수 있는 화합물을 이용해도 좋다.
여기서, n은 3 이상, 20 이하의 정수이다.
또한, 배향 처리 전 화합물이 식 (3) 중의 R2로서 수직 배향 유도 구조부를 포함한 구조와 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 포함한 구조의 2종의 구조를 포함하도록 고분자 화합물 전구체로서 작용하는 폴리아믹산을 합성하는 경우, 예를 들면 다음과 같이, 디아민 화합물 및 테트라카르복실산 이무수물을 선택한다. 즉, 식 (A-1) 내지 식 (A-21)에 표시한 각각 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 갖는 화합물 중 적어도 1종과, 식 (B-1) 내지 식 (B-36), 식 (b-1) 내지 식 (b-3)에 표시된 각각 수직 배향 유도 구조부를 가진 화합물 중 적어도 1종과, 하기 식 (E-1) 내지 식 (E-28)으로 표시되는 테트라카르복실산 이무수물 중 적어도 1종을 이용한다. 또한, 식 (E-23) 중의 R1 및 R2는 동일하거나 또는 다른 알킬기, 알콕시기 또는 할로겐 원자이다. 할로겐 원자의 종류는 아무 것이나 좋다.
여기서, R1, R2는 각각 알킬기, 알콕시기 또는 할로겐 원자이다.
또한, 배향 처리 전 화합물이 식 (3) 중의 R2로서 식 (1)에 표시된 기를 포함한 구조와 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 포함한 구조의 2종의 구조를 포함하도록 고분자 화합물 전구체로서 작용하는 폴리아믹산을 합성하는 경우, 예를 들면 다음과 같이, 디아민 화합물 및 테트라카르복실산 이무수물을 선택한다. 즉, 식 (A-1) 내지 식 (A-21)에 표시한 각각 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 갖는 화합물 중 적어도 1종과, 식 (C-1) 내지 식 (C-24)에 표시된 화합물 중 적어도 1종과, 식 (E-1) 내지 식 (E-28) 에 표시된 테트라카르복실산 이무수물 중 적어도 1종을 이용한다.
또한, 배향 처리 전 화합물이 식 (3) 중의 R2로서 식 (2)에 표시된 기를 포함한 구조와 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 포함한 구조의 2종의 구조를 포함하도록 고분자 화합물 전구체로서 작용하는 폴리아믹산을 합성하는 경우, 예를 들면 다음과 같이, 디아민 화합물 및 테트라카르복실산 이무수물을 선택한다. 즉, 식 (A-1) 내지 식 (A-21)에 나타낸 각각 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 갖는 화합물 중 적어도 1종과, 식 (D-1) 내지 식 (D-11)에 표시된 화합물 중 적어도 1종과, 식 (E-1) 내지 식 (E-28)으로 표시한 테트라카르복실산 이무수물 중 적어도 1종을 이용한다.
배향막 재료 중에 포함되는 배향 처리 전 화합물 또는 배향 처리 전 화합물로서 작용하는 고분자 화합물 전구체의 함유량은 1 중량% 이상, 30 중량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 3 중량% 이상, 10 중량% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 배향막 재료에는 필요에 따라서, 광중합 개시제 등을 혼합해도 좋다.
조제한 배향막 재료를, TFT 기판 (20) 및 CF 기판 (30)의 각각에, 화소 전극 (20B) 및 제1 슬릿부 (21), 및 대향 전극 (30B) 및 제2 슬릿부 (31)를 덮도록 도포 또는 인쇄한 후, 가열 처리를 한다. 가열 처리의 온도는 80℃ 이상이 바람직하고, 150℃ 이상, 200℃ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 가열 처리에서는 가열 온도를 단계적으로 변화시켜도 좋다. 가열 처리에 의해, 도포 또는 인쇄된 배향막 재료에 포함되는 용제가 증발하고, 하나 이상의 측쇄에 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 갖는 고분자 화합물 (즉 배향 처리 전 화합물)을 포함한 배향막 (22, 32)가 각각 형성된다. 이 후, 필요에 따라서, 러빙 등의 추가 처리를 배향막에 더 실시해도 좋다.
여기서, 각각의 배향막 (22, 32) 중의 배향 처리 전 화합물은 도 8에 도시한 상태로 되어 있다고 생각할 수 있다. 보다 구체적으로, 배향 처리 전 화합물은 주쇄 Mc (Mc1 내지 Mc3)와, 주쇄 Mc에 측쇄로서 결합된 가교성 관능기 A 또는 중합성 관능기 A를 포함한다. 주쇄 Mc1 내지 Mc3가 서로 연결되지 않은 상태로 존재하고 있다. 이 상태에서, 가교성 관능기 A 또는 중합성 관능기 A는 열운동에 의해 랜덤한 방향을 향하고 있다.
다음에, TFT 기판 (20)과 CF 기판 (30)을 배향막 (22)과 배향막 (32)이 서로 대향하도록 배치한다. 배향막 (22)과 배향막 (32) 사이에, 액정 분자 (41)를 포함하는 액정층 (40)을 봉지한다 (스텝 S102). 보다 구체적으로는 TFT 기판 (20)과 CF 기판 (30)의 어느 한 쪽의, 배향막 (22, 32)이 형성되어 있는 면에 대해서, 셀 갭을 확보하기 위한 스페이서 돌기물, 예를 들면 플라스틱 비즈 등을 적용 (살포)함과 동시에, 예를 들면 스크린 인쇄법에 의해 에폭시 접착제 등을 이용해 시일부를 인쇄한다. 이 후, 도 9에 도시한 바와 같이, TFT 기판 (20)과 CF 기판 (30)을, 배향막 (22, 32)이 서로 대향하도록 스페이서 돌기물 및 시일부를 거쳐 맞붙인다. 액정 분자 (41)를 포함하는 액정 재료를 양 기판 사이의 공간에 주입한다. 그 후, 가열하는 등 시일부의 경화를 실시함으로써, 액정 재료를 TFT 기판 (20)과 CF 기판 (30) 사이에 봉지한다. 도 9는 배향막 (22) 및 배향막 (32)의 사이에 봉지된 액정층 (40)의 단면 구성을 도시하고 있다.
다음에, 도 10에 도시한 바와 같이, 화소 전극 (20B)과 대향 전극 (30B) 사이에, 전압 인가 수단을 이용하여, 전압 V1를 인가한다 (스텝 S103). 전압 V1은 예를 들면 3 V 내지 30 V이다. 그 결과, 제1 기판 (20) 및 제2 기판 (30)의 표면에 대해서 소정의 각도를 이루는 방향의 전기장이 생기고, 그에 따라 액정 분자 (41)가 제1 기판 (20) 및 제2 기판 (30)의 수직 방향으로부터 소정 방향으로 기울어 배향한다. 보다 구체적으로, 이 때의 액정 분자 (41)의 방위각 (편각)은 전기장의 강도와 방향, 및 배향막 재료의 분자 구조에 의해서 규정되고, 극각 (천정각)은 전기장의 강도, 및 배향막 재료의 분자 구조에 의해서 규정된다. 액정 분자 (41)의 경사각과, 후술하는 공정에서, 액정층 (40)과 제1 배향막 (22) 사이의 계면 근방에 있어 제1 배향막 (22)에 보유 지지된 액정 분자 (41A), 및 액정층 (40)과 제2 배향막 (32) 사이의 계면 근방에 있어 제2 배향막 (32)에 보유 지지된 액정 분자 (41B)에 각각 부여되는 프리틸트 θ1 또는 θ2는 대체로 동일해진다. 따라서, 전압 V1의 값을 적절히 조절함으로써, 액정 분자 (41A, 41B)의 프리틸트 θ1, θ2의 값을 제어하는 것이 가능하다.
또한, 도 11에 도시한 바와 같이, 전압 V1를 계속 인가한 상태인 채, 에너지선 (구체적으로는 자외선 UV)을, 예를 들면 TFT 기판 (20)의 외측으로부터 배향막 (22, 32)에 대해서 조사한다. 즉, 액정 분자 (41)가 한 쌍의 기판 (20, 30)의 표면에 대해서 경사 방향으로 배향하도록, 액정층 (40)에 대해서 전기장 또는 자장을 인가하면서 배향막 (22, 32)에 자외선을 조사한다. UV 조사에 의해, 배향막 (22, 32) 중의 배향 처리 전 화합물이 갖는 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 반응시켜서, 배향 처리 전 화합물을 가교시킨다 (스텝 S104). 이렇게 하여, 배향 처리 후 화합물에 액정 분자 (41)가 응답해야 할 방향이 기억되고, 배향막 (22, 32) 근방의 액정 분자 (41)에 프리틸트가 부여된다. 그 결과, 배향막 (22, 32) 중에 배향 처리 후 화합물이 형성되고, 비구동 상태에서, 액정층 (40)과 배향막 (22, 32) 사이의 계면 근방에 액정층 (40) 중에 각각 위치하는 액정 분자 (41A, 41B)에 프리틸트 θ1, θ2가 부여된다. 자외선 UV로서 파장 약 295 nm로부터 파장 365 nm 정도의 광성분을 많이 포함하는 자외선이 바람직하다. 이 범위보다 단파장역의 광성분을 많이 포함한 자외선을 이용하면, 액정 분자 (41)가 광분해하고, 열화할 우려가 있기 때문이다. 여기에서는 자외선 UV를 TFT 기판 (20)의 외측으로부터 액정층 (40)에 조사했지만, CF 기판 (30)의 외측으로부터 조사해도 좋고, TFT 기판 (20) 및 CF 기판 (30)의 쌍방의 기판의 외측으로부터 조사해도 좋다. 이 경우, 투과율이 높은 쪽의 기판의 외측으로부터 자외선 UV를 조사하는 것이 바람직하다. CF 기판 (30)의 외측으로부터 자외선 UV를 조사하는 경우, 자외선 UV의 파장역에 따라서는 자외선 UV가 칼라 필터에 흡수되기 때문에 가교 반응하기 어려워질 수 있는 우려가 있다. 이 때문에, TFT 기판 (20)의 외측 (즉 화소 전극을 갖는 기판측)으로부터 자외선 UV를 조사하는 것이 바람직하다.
여기서, 배향막 (22, 32) 중의 배향 처리 후 화합물은 도 12에 도시한 상태가 되어 있다. 보다 구체적으로, 배향 처리 전 화합물(들)의 주쇄(들) Mc에 도입된 가교성 관능기 A 또는 중합성 관능기 A의 방향이, 액정 분자 (41)의 배향 방향에 따라서 변화하고, 물리적인 거리가 가까운 가교성 관능기 A 또는 중합성 관능기 A 끼리 반응하여, 연결부 Cr가 형성된다. 이와 같이 생성된 배향 처리 후 화합물에 의해서 배향막 (22, 32)이 각각 액정 분자 (41A, 41B)에 대해서 프리틸트 θ1, θ2를 부여하는 것이라고 생각할 수 있다. 연결부 Cr는 배향 처리 전 화합물 사이에서 형성되어도 좋고, 배향 처리 전 화합물내에서 형성되어도 좋다. 보다 구체적으로, 도 12에 도시한 바와 같이, 연결부 Cr는 예를 들면 주쇄 Mc1를 갖는 배향 처리 전 화합물의 가교성 관능기 A 또는 중합성 관능기 A와, 주쇄 Mc2를 갖는 배향 처리 전 화합물의 가교성 관능기 A 또는 중합성 관능기 A 사이의 반응에 의하여 형성되어도 좋다. 또한, 연결부 Cr는 예를 들면 주쇄 Mc3를 갖는 고분자 화합물과 같이, 같은 주쇄 Mc3에 도입된 가교성 관능기 A 또는 중합성 관능기 A 사이의 반응에 의해 형성되어도 좋다. 중합성 관능기가 주쇄에 도입되는 경우, 중합성 관능기 A가 복수개 결합한다.
이상의 공정에 의해, 도 1에 표시된 액정 표시 장치 (액정 표시 소자)를 완성시킬 수 있다.
액정 표시 장치 (액정 표시 소자)의 동작에 있어서, 선택된 화소 (10)에 구동 전압이 인가되면, 액정층 (40) 중의 액정 분자 (41)의 배향 상태가 화소 전극 (20B)와 대향 전극 (30B) 사이의 전위차에 따라 변화한다. 보다 구체적으로는 액정층 (40)에서는 도 1에 도시한 구동 전압의 인가 전 상태로부터, 구동 전압이 인가되는 것으로, 배향막 (22, 32)의 근방에 위치하는 액정 분자 (41A, 41B)가 스스로의 프리틸트 방향으로 넘어지고, 액정 분자 (41A, 41B)의 넘어지는 동작이 그 밖의 액정 분자 (41 C)에 전파된다. 그 결과, 액정 분자 (41)는 TFT 기판 (20) 및 CF 기판 (30)에 대해서 거의 수평 (평행)이 되는 자세를 취하도록 구동 전압의 인가에 응답한다. 이에 의해, 액정층 (40)의 광학적 특성이 변화하고, 액정 표시 소자에의 입사광이 변조된 출사광으로 나오며, 이 출사광을 기초로 하여 계조 표현됨으로써, 영상이 표시된다.
반면에, 프리틸트 처리가 전혀 실시되지 않은 액정 표시 소자 및 이를 구비한 액정 표시 장치에서는 예를 들어 액정 분자의 배향을 규제하기 위한 슬릿부 등의 배향 규제부가 각 기판에 설치되어 있어도, 구동 전압이 인가되면, 기판에 대해서 수직 방향으로 배향하고 있던 액정 분자는 그 디렉터가 기판면에 평행한 면내 방향에 대해 임의의 방위를 향하도록 넘어진다. 이와 같이 구동 전압에 응답한 액정 분자에서는 각 액정 분자의 디렉터의 방위가 흔들린 상태가 되어, 전체로 볼 때 액정 분자의 배향에 혼란이 생긴다. 이에 의해, 응답 속도가 늦어져, 응답 특성이 열화하고, 그 결과, 표시 특성을 악화시킨다고 하는 문제가 있다. 또한, 초기의 구동 전압을 표시 상태의 구동 전압보다 높게 설정해 액정 표시 장치 (소자)는 구동 (즉 오버 드라이브 모드)시키면, 초기 구동 전압 인가시에, 응답한 액정 분자와 그에 거의 응답하지 않는 액정 분자로 액정 분자들이 분류되고, 그들 두 그룹의 액정 분자 사이에서 디렉터의 기울기에 큰 차이가 생긴다. 그 후에 표시 상태의 구동 전압이 인가되면, 초기 구동 전압 인가시에 응답한 액정 분자는 그들 분자의 넘어지는 동작이 다른 액정 분자에 대해서 거의 전파하지 않는 가운데, 표시 상태의 구동 전압에 따라 그의 디렉터가 기울게 되도록 넘어진다. 즉, 넘어진 후 이들 분자의 디렉터의 기울기가 다른 액정 분자에 전파된다. 그 결과, 화소 전체로 볼 때, 초기 구동 전압 인가시에 표시 상태의 휘도에 도달하지만, 그 후 휘도가 일시적으로 저하하고, 다시 표시 상태의 휘도에 도달한다. 즉, 오버 드라이브 모드로 구동하면, 오버 드라이브 모드를 이용하지 않는 경우보다 외관의 응답 속도는 빨라지지만, 충분한 표시 품위를 얻기 어렵다고 하는 문제가 있다. 또한, 이러한 문제는 IPS (In Plane Scanning) 모드나 FFS (Fringe Field Scanning) 모드의 액정 표시 소자에서는 생기기 어렵고, VA 모드의 액정 표시 소자에 대해 특유한 문제라고 생각된다.
이에 반해서, 실시 형태 1에 따른 액정 표시 장치 (액정 표시 소자) 및 그의 제조 방법에서는 상기한 배향막 (22, 32)이 각각 액정 분자 (41A, 41B)에 대해서 소정의 프리틸트 θ1, θ2를 부여한다. 따라서, 프리틸트 처리가 전혀 실시되지 않은 경우의 문제가 실질적으로 생기기 어려워서, 구동 전압에 대한 응답 속도가 대폭 향상되고, 오버 드라이브 모드에서 표시 품위도 향상된다. 게다가, TFT 기판 (20) 및 CF 기판 (30)에는 액정 분자 (41)의 배향을 규제하기 위한 배향 규제부로서 각각 제1 슬릿부 (21) 및 제2 슬릿부 (31)가 설치되어 있으므로, 시야각 특성 등의 표시 특성이 확보되기 때문에, 양호한 표시 특성을 유지한 상태로 응답 특성이 향상된다. 게다가, 중복 영역 (50)의 중심 영역 (51)에서, 액정층 (40) 중의 액정 분자군은 비틀린 상태가 아니다. 그러므로, 한 쌍의 전극 (20B, 30B)에 전압이 인가될 때, 액정 분자군의 장축의 비틀린 상태가 풀리는 데 시간이 소요되지 않고, 응답 특성의 더 이상의 개선이 도모될 수 있다. 또한, 액정 분자군의 장축의 비틀린 상태를 도 5의 (A) 및 (B)에 모식적으로 도시한다. 보다 구체적으로, 도 5의 (A) 및 (B)의 최상단에 도시한 액정 분자 (41B)는 제2 기판 (30B)의 근방에 위치하는 액정 분자를 가리키고, 도 5의 (A) 및 (B)의 최하단에 도시한 액정 분자 (41A)는 제1 기판 (20B)의 근방에 위치하는 액정 분자를 가리키고, 도 5의 (A) 및 (B)의 중단에 도시한 액정 분자 (41C)는 제1 기판 (20B)과 제2 기판 (30B)의 중간에 위치하는 액정 분자를 가리킨다. 또한, 각 액정 분자를 통해 연장된 점선은 관련 액정 분자의 장축을 가리킨다. 도 5의 (A)에 도시한 상태에서, 액정층 (40) 중의 액정 분자군은 비틀린 상태가 아니다. 한편, 도 5의 (B)에 도시한 상태에서, 액정층 (40) 중의 액정 분자군은 비틀린 상태이다.
종래의 액정 표시 장치의 제조 방법 (광배향 기술)에서, 배향막은 기판면 상에 마련된 소정의 고분자 재료를 포함한 전구체 막에 대해서 직선 편광의 광이나 기판면에 대해 경사진 방향의 광 (이하, "경사광"이라고 부른다)을 조사하여 형성되고, 이에 의해 프리틸트 처리가 실시된다. 이 때문에, 배향막을 형성할 때, 직선 편광의 평행광을 비스듬히 조사하는 장치 같은 대규모의 광조사 장치가 필요하게 된다고 하는 문제가 있다. 또한, 보다 넓은 시야각을 실현하기 위한 멀티 도메인을 갖는 화소의 형성에는 마스크가 필요하게 된다는 점에서, 제조 공정이 복잡해진다는 문제도 있다. 특히, 경사광을 이용해 배향막을 형성하는 경우, 기판 상에 스페이서 등의 구조물 또는 요철 구성 성분이 있으면, 구조물 등의 그늘에 위치하여, 경사광이 닿지 않는 영역이 생긴다. 이 영역에서, 액정 분자에 대한 소망한 배향 규제가 어려워진다. 예를 들면, 이러한 상황에서 화소 내에 멀티 도메인을 마련하기 위해서 포토마스크를 이용해 경사광을 조사하려면, 구조물 둘레로 들어오는 광 등을 고려하여 화소 설계가 행해져야 한다. 즉, 경사광을 이용해 배향막을 형성하는 경우, 고정밀 화소 형성이 어렵다는 문제도 있다.
또한, 종래의 광배향 기술 중에서 고분자 재료로서 가교성 고분자 화합물을 이용하는 경우, 전구체 막 중의 가교성 고분자 화합물에 포함되는 가교성 관능기 또는 중합성 관능기는 열운동에 의해 랜덤한 방위 (방향)를 향하고 있기 때문에, 가교성 관능기 또는 중합성 관능기 끼리의 물리적 거리가 가까워질 확률이 낮아진다. 랜덤 광 (비편광)을 조사한 경우, 가교성 관능기 또는 중합성 관능기는 이들 기 끼리의 물리적 거리가 가까워짐에 따라 반응하게 된다. 그러나, 직선 편광의 광을 조사해 서로 반응하게 하는 가교성 관능기 또는 중합성 관능기는 편광 방향과 반응 부위의 방향이 소정의 방향으로 정돈되는 조건을 필요로 한다. 또한, 경사광은 수직광과 비교하여, 조사 면적이 넓어지는 만큼, 단위 면적당 경사광의 조사량이 저하된다. 즉, 직선 편광의 광 또는 경사광에 반응하는 가교성 관능기 또는 중합성 관능기의 비율은 랜덤 광 (비편광)을 기판면에 대해 수직 방향으로 기판면에 조사한 경우와 비교해 낮아진다. 따라서, 형성된 배향막 중의 가교 밀도 (가교 정도)가 낮아지기 쉽다.
이에 반해, 실시 형태 1에서는 배향 처리 전 화합물을 포함하는 배향막 (22, 32)을 형성한 후, 배향막 (22)과 배향막 (32) 사이에 액정층 (40)을 봉지한다. 이어서, 액정층 (40)에 전압을 인가함으로써, 액정 분자 (41)가 소정의 배향을 취함과 동시에, 액정 분자 (41)에 의해 기판 또는 전극에 대한 측쇄의 말단 구조부의 방향이 규정되면서, 배향막 (22, 32) 중의 배향 처리 전 화합물을 가교시킨다. 이에 의해, 액정 분자 (41A, 41B)에 각각의 프리틸트 θ를 부여할 수 있는 배향막 (22, 32)을 형성할 수 있다. 즉, 실시 형태 1에 따른 액정 표시 장치 (액정 표시 소자) 및 그 제조 방법에 의하면, 대규모의 장치를 이용하지 않아도, 용이하게 응답 특성을 향상시킬 수 있다. 게다가, 배향 처리 전 화합물을 가교시킬 때, 배향막에 대한 자외선의 조사 방향에 의존하는 일 없이 액정 분자 (41)에 대해서 프리틸트 θ를 부여할 수 있기 때문에, 고정밀 화소를 형성할 수 있다. 또한, 배향 처리 전 화합물에 있어서 측쇄의 말단 구조부의 방향이 정돈된 상태로 배향 처리 후 화합물이 생성되기 때문에, 배향 처리 후 화합물의 가교 정도는 상기의 종래의 제조 방법에 따라 형성되는 배향막보다 높게 되어 있다고 생각할 수 있다. 따라서, 장시간 액정 표시 장치 (액정 표시 소자)를 구동해도, 구동 중에 가교 구조가 새롭게 형성되기 어렵고, 액정 분자 (41A, 41B)에 부여된 프리틸트 θ1, θ2가 제조시 얻어진 것과 같은 상태로 유지되어 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
실시 형태 1에서는 배향막 (22, 32)의 사이에 액정층 (40)을 봉지한 후, 배향막 (22, 32) 중의 배향 처리 전 화합물을 가교시키고 있기 때문에, 액정 표시 소자의 구동시의 액정 표시 소자의 투과율을 연속적으로 증가하도록 변화시킬 수 있다.
보다 구체적으로는, 액정층 (40)을 봉지한 후에 배향 처리 전 화합물의 가교 반응에 의해 프리틸트 처리가 실시되는 실시 형태 1에서는, 배향막 (22, 32) 근방의 액정 분자 (41)의 배향을 규제하는 기능을 하는 제1 슬릿부 (21) 및 제2 슬릿부 (31)에 의해서, 구동시의 액정 분자 (41)의 배향 방향에 따라서, 프리틸트가 부여된다. 따라서, 도 14에 도시한 바와 같이, 액정 분자 (41)의 프리틸트의 방향이 정돈되기 쉽기 때문에, 오더 파라미터가 커진다 (1에 가까워진다). 이에 의해, 액정 표시 소자의 구동 시에, 액정 분자 (41)가 보다 균일한 거동을 나타내기 때문에, 투과율이 연속적으로 증가한다.
특히, 배향 처리 전 화합물이 가교성 관능기 또는 중합성 관능기와 함께 식 (1)에 표시된 기를 가지고 있는 경우, 또는 배향 처리 전 화합물이 가교성 관능기 또는 중합성 관능기로서 식 (2)에 표시된 기를 가지고 있는 경우, 각각의 배향막 (22, 32)이 프리틸트 θ를 보다 부여하기 쉬워진다. 이 때문에, 응답 속도를 보다 향상시킬 수 있다.
실시 형태 1에서는 주로 폴리이미드 구조를 포함한 주쇄를 갖는 배향 처리 전 화합물을 각각 함유하는 배향막 (22, 32)을 이용한 경우에 대해 설명했지만, 배향 처리 전 화합물이 갖는 주쇄는 폴리이미드 구조를 포함하는 것으로 한정되지 않는다. 예를 들면 주쇄가, 폴리실록산 구조, 폴리아크릴레이트 구조, 폴리메타크릴레이트 구조, 말레인이미드 공중합체 구조, 스티렌 공중합체 구조, 스티렌/말레인이미드 공중합체 구조, 폴리사카라이드 구조 또는 폴리비닐 알콜 구조 등을 포함하고 있어도 좋다. 그 중에서도, 폴리실록산 구조를 포함하는 주쇄를 갖는 배향 처리 전 화합물이 바람직하다. 이는 이러한 유형의 배향 처리 전 화합물을 사용하면 상기한 폴리이미드 구조를 포함하는 고분자 화합물로 얻어지는 것과 같은 효과를 얻을 수 있기 때문이다. 폴리실록산 구조를 포함하는 주쇄를 갖는 배향 처리 전 화합물의 예를 들면 하기 식 (9)로 표시되는 폴리실란 구조를 포함하는 고분자 화합물을 들 수 있다. 식 (9) 중의 R10 및 R11은 각각 탄소를 포함하는 1가의 기이면 아무 것이나 좋다. 그러나, R10 및 R11 중 어느 한 쪽에, 측쇄로서의 가교성 관능기 또는 중합성 관능기, 및 식 (1)으로 표시되는 기로 이루어진 측쇄를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 그 이유는 그러한 특성에 의해서 배향 처리 후 화합물에 있어서 충분한 배향 규제능이 얻어지기 쉬어지기 때문이다. 이 경우에 있어서 가교성 관능기 또는 중합성 관능기의 예로서 상기한 식 (41)에 표시된 기 등을 들 수 있다.
여기서, R10 및 R11은 각각 1가의 유기기이며, m1은 1 이상의 정수이다.
또한, 실시 형태 1에서 제1 슬릿부 (21) 및 제2 슬릿부 (31)을 마련함으로써, 배향 분할시켜 시야각 특성을 향상시키려는 것에 대해 상기에서 설명했지만, 배향 규제부의 배열은 예시된 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제1 슬릿부 (21) 대신에, 각각의 화소 전극 (20B) 상에 배향 규제부로서 작용하는 돌기를 설치해도 좋다. 또한 이들 돌기를 마련함으로써, 제1 슬릿부 (21)를 마련한 경우와 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한, CF 기판 (30)의 각각의 대향 전극 (30B) 상에 배향 규제부로서 작용하는 돌기를 설치해도 좋다. 이 경우, TFT 기판 (20) 상의 돌기와 CF 기판 (30) 상의 돌기는 양 기판 사이에서 서로 대향하지 않게 배치되어 있다. 이러한 2가지의 돌기를 마련하는 것으로도, 상기와 같은 효과를 얻을 수 있다.
다음에, 다른 실시 형태에 대해 설명하지만, 실시 형태 1과 공통의 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 이들 구성 요소에 대한 설명은 생략한다. 또한, 중복 설명을 피하기 위해 실시 형태 1과 같은 작용 및 효과에 대해서도 설명을 생략한다. 또한, 실시 형태 1에 대해 상기 설명한 각종의 기술적 사항은 적절히 다른 실시 형태에도 적용된다.
[실시 형태 2]
실시 형태 2는 실시 형태 1의 변형이다. 실시 형태 1에서는 배향막 (22, 32) 근방에 위치하는 액정 분자 (41A, 41B)에 각각 부여되는 프리틸트 θ1, θ2가 거의 동일해지도록 배향막 (22, 32)을 형성한 액정 표시 장치 (액정 표시 소자)에 대해 설명했지만, 실시 형태 2에서는 프리틸트 θ1과 프리틸트 θ2를 서로 다르게 한다.
보다 구체적으로는, 실시 형태 2에 있어서, 먼저 상기한 스텝 S101와 마찬가지로 하여, 제1 배향막 (22)을 갖는 TFT 기판 (20) 및 제2 배향막 (32)을 갖는 CF 기판 (30)을 제작한다. 다음에, 액정층 (40) 중에, 예를 들면 자외선 흡수제를 포함시켜 액정층 (40)을 봉지한다. 이어서, 화소 전극 (20B)와 대향 전극 (30B) 사이에 소정의 전압을 인가하고, TFT 기판 (20)의 외측으로부터 자외선을 조사하여, 제1 배향막 (22) 중의 배향 처리 전 화합물을 가교시킨다. 이 때, 액정층 (40) 중에 자외선 흡수제가 포함되어 있으므로, TFT 기판 (20)의 외측으로부터 입사한 자외선은 액정층 (40) 중의 자외선 흡수제에 흡수되므로, CF 기판 (30)에는 거의 도달하지 않는다. 이 때문에, 제1 배향막 (22)에만 배향 처리 후 화합물이 생성된다. 이어서, 상기 소정의 전압과는 다른 전압을 화소 전극 (20B)과 대향 전극 (30B) 사이에 인가하고, CF 기판 (30)의 외측으로부터 자외선을 조사하여, 제2 배향막 (32) 중의 배향 처리 전 화합물을 반응시켜, 배향 처리 후 화합물을 형성한다. 이에 의해, 각각 TFT 기판 (20)의 외측으로부터 자외선을 조사하는 경우에 인가하는 전압과, CF 기판 (30)의 외측으로부터 자외선을 조사하는 경우에 인가하는 전압에 따라, 배향막 (22, 32)의 근방에 위치하는 액정 분자 (41A, 41B)의 프리틸트 θ1, θ2가 설정 가능해진다. 즉, 프리틸트 θ1과 프리틸트 θ2를 서로 다르게 할 수 있다. 그러나, TFT 기판 (20)에는 TFT 스위칭 소자와 각종 버스 라인이 설치되어 있어 구동시에는 TFT 기판 (20)에 여러 가지의 횡전기장이 생기게 된다. 그 때문에, TFT 기판 (20) 측의 제1 배향막 (22)을, 제1 배향막 (22) 근방에 위치하는 액정 분자 (41A)에 부여되는 프리틸트 θ1이 제2 배향막 (32) 근방에 위치하는 액정 분자 (41B)에 부여되는 프리틸트 θ2보다 커지도록 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 횡전기장에 의해 발생하는 액정 분자 (41A)의 배향 혼란을 효과적으로 저감할 수 있다.
[실시 형태 3]
실시 형태 3은 실시 형태 1 및 실시 형태 2의 변형이다. 실시 형태 3에 따른 액정 표시 장치 (액정 표시 소자)의 모식적인 일부 단면도를 도 15에 도시한다. 실시 형태 3에서는 실시 형태 1과 달리, 제1 배향막 (22)이 배향 처리 후 화합물을 포함하지 않고 형성되어 있다. 즉, 실시 형태 3에 있어서는 제2 배향막 (32) 근방에 위치하는 액정 분자 (41B)에 부여되는 프리틸트 θ2가 0° 보다 큰 값을 가지고 있는 한편, 제1 배향막 (22) 근방에 위치하는 액정 분자 (41A)에 부여되는 프리틸트 θ1이 0°가 되도록 구성되어 있다.
여기서, 제1 배향막 (22)은 상기한 추가의 수직 배향제를 이용함으로써 형성되어 있다.
실시 형태 3에 따른 액정 표시 장치 (액정 표시 소자)는 TFT 기판 (20) 위에 제1 배향막 (22)을 형성할 때 (즉 도 7의 스텝 S101), 배향 처리 전 화합물 또는 배향 처리 전 화합물로서 작용하는 고분자 화합물 전구체 대신에, 상기 추가의 수직 배향제를 이용함으로써 제조할 수 있다.
실시 형태 3에 따른 액정 표시 장치 (액정 표시 소자)에서는, 액정층 (40) 중의 액정 분자 (41A)에 부여되는 프리틸트 θ1이 0°가 되며, 그 중의 액정 분자 (41B)에 부여되는 프리틸트 θ2가 0°보다 커진다. 그러므로, 프리틸트 처리가 실시되지 않은 액정 표시 소자와 비교하여, 구동 전압에 대한 응답 속도를 대폭 향상시킬 수 있다. 또한, 액정 분자 (41A)가 제1 기판 (20) 및 제2 기판 (30)의 법선 방향에 가까운 상태로 배향하고 있으므로, 블랙 모드 때의 광의 투과량을 저감할 수 있고, 실시 형태 1 및 실시 형태 2에 따른 액정 표시 장치 (액정 표시 소자)와 비교하여 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 즉, 실시 형태 3에 따른 액정 표시 장치 (액정 표시 소자)에서는, 예를 들면 TFT 기판 (20) 근방에 위치하는 액정 분자 (41A)의 프리틸트 θ1을 0°로 함으로써 콘트라스트를 향상시키면서, CF 기판 (30) 근방에 위치하는 액정 분자 (41B)의 프리틸트 θ2를 0° 보다 크게 함으로써 응답 속도의 향상을 도모할 수 있다. 그 결과, 구동 전압에 대한 응답 속도와 콘트라스트를 밸런스 좋게 향상시킬 수 있다.
또한, 실시 형태 3에 따른 액정 표시 장치 (액정 표시 소자) 및 그 제조 방법에 의하면, TFT 기판 (20) 위에 배향 처리 전 화합물을 포함하지 않는 제1 배향막 (22)을 형성함과 동시에, CF 기판 (30) 위에 배향 처리 전 화합물을 포함한 제2 배향막 (32)을 형성한다. TFT 기판 (20) 및 CF 기판 (30)의 사이에 액정층 (40)을 봉지한 후, 제2 배향막 (32) 중의 배향 처리 전 화합물을 반응시켜서, 배향 처리 후 화합물을 생성한다. 그 결과, 대규모의 광조사 장치를 이용하지 않아도, 액정 분자 (41B)에 대해서 프리틸트 θ를 부여하는 제2 배향막 (32)을 형성할 수 있기 때문에, 용이하게 응답 특성을 향상시킬 수 있다.
실시 형태 3에 관한 다른 효과는 실시 형태 1에서 얻어진 것과 같다.
실시 형태 3에서는 도 15에 도시한 바와 같이, CF 기판 (30)을 덮는 제2 배향막 (32)이, 배향 처리 후 화합물을 포함하고, 액정층 (40) 중 CF 기판 (30)의 근방에 위치하는 액정 분자 (41B)에 프리틸트 θ2를 부여하는 구성으로 했지만, 예시한 것에 한정되지는 않는다. 보다 구체적으로는, 도 16에 도시한 바와 같이, 제2 배향막 (32)이 배향 처리 후 화합물을 포함하지 않고, TFT 기판 (20)을 덮는 제1 배향막 (22)이 배향 처리 후 화합물을 포함하고, 액정층 (40) 중 TFT 기판 (20) 근방에 위치하는 액정 분자 (41A)에 프리틸트 θ1을 부여하는 구성으로 실시 형태 3을 변형해도 좋다. 이 경우에 있어서도, 실시 형태 3과 마찬가지로 작용하고, 같은 효과를 얻을 수 있다. 단, 상기한 바와 같이 TFT 기판 (20)에서는 구동시에 여러 가지의 횡전기장이 생겨 있으므로, TFT 기판 (20) 측의 제1 배향막 (22)를, 제1 배향막 (22) 근방에 위치하는 액정 분자 (41A)에 대해서 프리틸트 θ1을 부여하도록 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 횡전기장에 의해 발생하는 액정 분자 (41)의 배향 혼란을 효과적으로 저감할 수 있다.
[실시 형태 4]
실시 형태 1 내지 실시 형태 3에서는 액정층 (40)을 마련한 상태에서 배향막 (22, 32) 중 적어도 한 쪽에서 배향 처리 전 화합물을 반응시켜, 배향 처리 후 화합물을 생성함으로써, 하나 이상의 배향막 근방의 액정 분자 (41)에 대해서 프리틸트를 부여했다. 이에 반해, 실시 형태 4에서는 액정층 (40)을 마련한 상태에서 배향막 (22, 32) 중 적어도 한 쪽에서 고분자 화합물의 구조를 분해함으로써, 하나 이상의 배향막 근방의 액정 분자 (41)에 대해서 프리틸트를 부여한다. 즉, 실시 형태 4에 따른 액정 표시 장치 (액정 표시 소자)는 배향막 (22, 32)의 형성 방법이 다른 것을 제외하고는 상기한 실시 형태 1 내지 실시 형태 3에 따른 것과 마찬가지 구성을 가지고 있다.
실시 형태 4에 따른 액정 표시 장치 (액정 표시 소자)는 액정 분자 (41A, 41B)가 각각 소정의 프리틸트 θ1, θ2를 갖는 경우, 예를 들면 다음과 같이 제조된다. 먼저, TFT 기판 (20) 및 CF 기판 (30) 위에, 각각 예를 들면 상기한 추가의 수직 배향제 등의 고분자 화합물을 포함하는 배향막 (22, 32)을 형성한다. 다음에, TFT 기판 (20)과 CF 기판 (30)을, 배향막 (22) 및 배향막 (32)이 서로 대향하도록 배치하고, 배향막 (22, 32)의 사이에 액정층 (40)을 봉지한다. 다음에, 화소 전극 (20B)과 대향 전극 (30B) 사이에 전압을 인가한다. 전압을 계속해서 인가한 상태에서, 약 250 nm 정도의 단파장역의 광성분을 많이 포함한 자외선 UV를 배향막 (22, 32)에 조사한다. 이 때, 단파장역의 자외선 UV에 의해서, 배향막 (22, 32) 중의 고분자 화합물이, 예를 들면 분해됨으로써 구조가 변화한다. 이에 의해, 배향막 (22) 근방에 위치하는 액정 분자 (41A)와 배향막 (32) 근방에 위치하는 액정 분자 (41B)에, 각각 소정의 프리틸트 θ1, θ2를 부여할 수 있다.
액정층 (40)을 봉지하기 전에 배향막 (22, 32) 각각에 포함되는 고분자 화합물로서 예를 들면 하기 식 (10)으로 표시한 폴리이미드 구조를 갖는 고분자 화합물을 들 수 있다. 식 (10)에 표시된 폴리이미드 구조는 하기 식 (I)의 화학 반응식으로 도시한 바와 같이, 자외선 UV의 조사에 의해 식 (10) 중의 시클로부탄 구조가 개열하여, 하기 식 (11)으로 표시되는 구조로 변한다.
여기서, R20은 2가의 유기기이며, p1은 1 이상의 정수이다.
실시 형태 4에 따르면, 제1 배향막 (22) 근방에 위치하는 액정 분자 (41A)와 제2 배향막 (32) 근방에 위치하는 액정 분자 (41B)가 각각 소정의 프리틸트 θ1, θ2를 가짐으로써, 프리틸트 처리가 가해지지 않은 액정 표시 소자와 비교하여, 구동 전압에 대한 응답 속도를 대폭 향상시킬 수 있다. 또한, 대규모의 장치를 이용하지 않아도, 액정 분자 (41)에 대해서 프리틸트 θ를 부여하는 것이 가능한 배향막 (22, 32) 중 적어도 한 쪽을 형성할 수 있다. 이 때문에, 용이하게 응답 특성을 향상시킬 수 있다. 그러나, 실시 형태 4에서는 배향막 (22, 32)에 대해서 조사하는 자외선에 의해 예를 들어 액정 분자 (41)의 분해 등이 생길 우려가 있기 때문에, 상기한 실시 형태 1 내지 실시 형태 3이 실시 형태 4보다 더 높은 신뢰성을 보다 용이하게 확보할 수 있다.
[실시 형태 5]
실시 형태 5는 본 발명의 제2 태양에 따른 액정 표시 장치, 및 본 발명의 제2 태양 및 제3 태양에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
실시 형태 1 내지 실시 형태 3에 있어서는 배향 처리 후 화합물은 하나 이상의 측쇄에 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 갖는 배향 처리 전 화합물 중의 가교성 관능기 또는 중합성 관능기가 가교함으로써 얻어진다. 한편, 실시 형태 5에 있어서는 배향 처리 후 화합물은 에너지선의 조사에 의한 변형을 수반하는 감광성 관능기를 하나 이상의 측쇄에 갖는 배향 처리 전 화합물을 기초로 하여 얻어진다.
실시 형태 5에서, 각각의 배향막 (22, 32)은 유사하게 하나 이상의 측쇄에 가교 구조를 각각 갖는 1종 또는 2종 이상의 고분자 화합물 (배향 처리 후 화합물), 또는 가교성 관능기 또는 중합성 관능기 중 1종 이상과 함께, 하나 이상의 측쇄에 액정 분자를 따라 위치하는 식 (1)에 도시한 말단 기를 각각 갖는 1종 또는 2종 이상의 고분자 화합물 (배향 처리 후 화합물)을 포함한다. 또한, 변형한 화합물에 의해 액정 분자에 프리틸트가 부여된다. 여기서, 배향 처리 후 화합물은 주쇄 및 측쇄를 갖는 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물) 1종 또는 2종 이상을 각각의 배향막이 포함하는 상태로 배향막 (22, 32)을 형성한 후, 액정층 (40)을 봉지하고, 이어서 고분자 화합물을 변형시킴으로써, 또는 고분자 화합물에 에너지선을 조사함으로써, 보다 구체적으로는 전기장 또는 자장을 인가하면서 측쇄에 포함된 감광성 관능기를 변형시킴으로써 생성된다. 이와 같은 공정을 도 18의 개념도에 도시한다. 또한, 도 18에 있어서, "UV"가 붙은 화살표와 "전압"이 붙은 화살표는 단지 자외선 조사와 전압의 인가를 의미할 뿐, 이들 화살표의 방향이 자외선이 조사될 방향, 전기장이 인가되는 방향을 나타내는 것은 아니다. 배향 처리 후 화합물은 액정 분자를 한 쌍의 기판 (구체적으로는 TFT 기판 (20) 및 CF 기판 (30))에 대해서 소정의 방향 (구체적으로는 경사 방향)으로 배열시키는 구조를 포함하고 있다. 이와 같이, 고분자 화합물을 변형시키거나, 또는 고분자 화합물에 에너지선을 조사함으로써, 배향 처리 후 화합물이 배향막 (22, 32) 중에 생성되어서, 배향막 (22, 32) 근방에 위치하는 액정 분자 (41)에 대해서 프리틸트를 부여할 수 있다. 그 때문에, 응답 속도가 빨라지고, 표시 특성이 향상된다.
감광성 관능기로서 아조기를 갖는 아조벤젠계 화합물, 이민과 알디민을 골격에 갖는 화합물 (설명의 편의상, "알디민벤젠"이라고 부른다), 또는 스티렌 골격을 가진 화합물 (설명의 편의상, "스틸벤"이라고 부른다)을 예시할 수 있다. 이러한 화합물 각각은 에너지선 (예를 들면 자외선)에 응답해 변형한 결과, 즉 트랜스 상태로부터 시스 상태로 천이한 결과, 액정 분자에 프리틸트를 부여할 수 있다.
알디민벤젠
스틸벤
하기 식 (AZ-0)으로 표시되는 아조벤젠계 화합물에 있어서 "X"로서, 현실적으로는 예를 들면 이하의 식 (AZ-1) 내지 식 (AZ-9)을 예시할 수 있다.
여기서, R, R" 중 어느 한 쪽은 디아민을 포함하는 벤젠환과 직접, 또는 예를 들어 에테르 또는 에스테르를 통해 결합하고, 다른 쪽은 말단기로 작용한다. 또한, R, R', R"는 각각 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 또는 카르보네이트기를 갖는 1가의 기, 또는 그들의 유도체이다. 말단기는 식 (1)의 R2 또는 식 (2)의 R13를 포함해도 좋다. 이와 같이 함으로써, 액정 분자에 대한 프리틸트의 부여를 보다 용이하게 할 수 있다. R"은 디아민을 포함한 벤젠환과 직접, 또는 예를 들어 에테르 또는 에스테르를 통해 결합한다.
실시 형태 5에 따른 액정 표시 장치 및 그 제조 방법은 에너지선 (예를 들어 자외선)의 조사에 의해 변형될 수 있는 감광성 관능기를 포함하는 배향 처리 전 화합물을 이용하는 것을 제외하고, 기본적, 실질적으로는 실시 형태 1 내지 실시 형태 3에 대해 설명한 액정 표시 장치 및 그 제조 방법과 마찬가지로 할 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
실시예 1은 본 발명의 제1 태양에 따른 액정 표시 장치 (액정 표시 소자) 및 그 제조 방법, 및 본 발명의 제3 태양에 따른 액정 표시 장치 (액정 표시 소자) 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 실시예 1에 있어서는 이하의 순서에 의해, 도 1에 도시한 액정 표시 장치 (액정 표시 소자)를 제작했다.
먼저, TFT 기판 (20) 및 CF 기판 (30)을 제조했다. 두께 0.7 mm의 유리 기판 (20A)의 일면 측에, 각각 슬릿 패턴 (제1 슬릿부 (21)의 폭 및 피치는 각각 5 ㎛ 및 65 ㎛이며, 제1 슬릿부 (21)들 사이의 제1 전극 (20B)의 한 부분의 폭은 60 ㎛, 제1 전극 (20B) 의 2개의 인접한 부분 사이의 간극은 5 ㎛)을 갖고 ITO로 이루어지는 화소 (제1) 전극 (20B)을 형성시켜서 TFT 기판 (20)을 제작했다. 칼라 필터가 형성된 두께 0.7 mm의 유리 기판 (30A)을 이용하여, 칼라 필터 상에, 각각 슬릿 패턴 (제2 슬릿부 (31)의 폭 및 피치는 각각 5 ㎛ 및 65 ㎛이며, 제2 슬릿부 (31)들 사이의 제2 전극 (30B)의 한 부분의 폭은 60 ㎛, 제2 전극 (30B)의 2개의 인접한 부분 사이의 간극은 5 ㎛)을 갖고 ITO로 이루어지는 대향 (제2) 전극 (30B)을 형성시켜서 CF 기판 (30)을 제작했다. 이 화소 전극 (20B) 및 대향 전극 (30B)에 형성된 제1 및 제2 슬릿 패턴에 의해서, TFT 기판 (20)과 CF 기판 (30) 사이에 경사 전기장이 가해지게 된다. 이어서, TFT 기판 (20) 위에 각각 3.5 ㎛ 크기의 스페이서 돌기물들을 형성했다. 또한, 여기서 사용된 슬릿 패턴은 도 2에 도시된 바와 같다.
한편, 배향막 재료를 예를 들면 다음과 같이 제조했다. 먼저, 디아민 화합물, 즉 가교성 관능기를 갖는 식 (A-6)으로 표시된 화합물 1 몰과, 수직 배향 유도 구조부를 갖는 식 (B-4)으로 표시된 화합물 1 몰과, 식 (E-2)으로 표시된 테트라카르복실산 이무수물 2몰과, 식 (G-1)으로 표시된 화합물을, N-메틸-2-피롤리돈 (NMP)에 용해시켰다. 이어서, 이와 같이 제조된 용액을 60℃에서 6시간 반응시켰다. 그 후, 용액에 과량의 순수를 부어 반응 생성물을 침전시켰다. 침전한 고형물을 분리한 후, 순수로 세정하고, 감압하, 40℃에서 15시간 건조시켰다. 이로써, 배향 처리 전 화합물로서 작용하는 고분자 화합물 전구체인 폴리아믹산이 합성되었다. 마지막으로, 합성된 폴리아믹산 3.0 g을 NMP에 용해시킴으로써, 고형분 농도 3 중량%의 용액으로 한 후, 얻어진 용액을 0.2 ㎛의 필터로 여과했다. 이렇게 하여, 배향막 재료 1을 제조했다.
이어서, TFT 기판 (20) 및 CF 기판 (30) 각각에, 제조한 배향막 재료 1을 스핀 코터를 이용해 도포했다. 그 후, 도포막을 80℃의 핫 플레이트에서 80초간 건조시켰다. 이어서, TFT 기판 (20) 및 CF 기판 (30)을 질소 가스 분위기하에 200℃의 오븐에서 1시간 가열했다. 이에 의해, 화소 전극 (20B) 및 대향 전극 (30B) 상에 각각 두께 90 nm의 배향막 (22, 32)을 각각 형성했다.
이어서, CF 기판 (30) 상의 화소 영역의 주변 모서리를 따라, 입경 3.5 ㎛의 실리카 입자를 포함하는 자외선 경화 수지를 도포함으로써 시일부를 형성하였다. 시일부에 둘러싸인 공간에, 네가티브형 액정인 MLC-7029 (머크사제)로 이루어진 액정 재료를 주입했다. 그 후, 화소 전극 (20B)의 각 라인 부분의 중앙 라인과 대향 전극 (30B)의 제2 슬릿부 (31)가 서로 대향하여 위치하도록 TFT 기판 (20)과 CF 기판 (30)을 맞붙여 시일부를 경화시켰다. 즉, 120℃의 오븐에서 1시간 가열하여, 시일부를 완전히 경화시켰다. 이에 의해, 액정층 (40)이 봉지되고, 액정 셀이 완성되었다.
이어서, 이와 같이 제작된 액정 셀에 대해서, 실효치 전압 20 V의 구형파의 교류 전기장 (60 Hz)을 인가한 상태에서, 500 mJ (파장 365 nm에서의 측정)의 균일한 자외선을 조사하여, 배향막 (22, 32) 중의 배향 처리 전 화합물을 반응시켰다. 이에 의해, TFT 기판 (20) 및 CF 기판 (30)에, 각각 배향 처리 후 화합물을 포함한 배향막 (22, 32)을 형성했다. 이상의 단계들에 의해, 각각 TFT 기판 (20) 및 CF 기판 (30) 근방에 위치한 액정 분자 (41A, 41B)에 프리틸트가 부여된, 도 1에 도시한 액정 표시 장치 (액정 표시 소자)를 완성하였다. 마지막으로, 편광판 흡수축들이 서로 직교하도록, 액정 표시 장치의 외측에 한 쌍의 편광판을 1 대 1 관계로 붙였다.
하기 표 1에 표시한 바와 같이, 이용한 재료가 서로 다른 것을 제외하고, 배향막 재료 1과 마찬가지로 배향막 재료 2 내지 배향막 재료 17을 제조하고, 상술한 바와 같이 하여 액정 표시 장치를 제작했다. 또한, 배향막 재료 1에서는 폴리아믹산을 이용하고, 배향막 재료 2에서는 폴리이미드를 이용하였다.
| 디아민 화합물 | 수직 배향 유도 구조부를 가진 화합물 | 액정 분자를 따라 위치할 수 있는 기를 가진 화합물 | 디아민 화합물이며, 액정 분자를 따라 위치할 수 있는 기를 가진 화합물 | 테트라카르복실산 이무수물 | 주쇄 스페이서 | |||||||
| 재료 | 몰비 | 재료 | 몰비 | 재료 | 몰비 | 재료 | 몰비 | 재료 | 몰비 | 재료 | 몰비 | |
| 배향막 재료 1 | A-6 | 25 | B-4 | 5 | E-2 | 50 | G-1 | 20 | ||||
| 배향막 재료 2 | A-6 | 25 | B-4 | 5 | E-2 | 50 | G-1 | 20 | ||||
| 배향막 재료 3 | A-6 | 25 | B-12 | 5 | E-2 | 50 | G-1 | 20 | ||||
| 배향막 재료 4 | A-6 | 25 | B-4 | 5 | E-1 | 50 | G-1 | 20 | ||||
| 배향막 재료 5 | A-6 | 15 | B-4 | 5 | C-1 | 10 | E-2 | 50 | G-1 | 20 | ||
| 배향막 재료 6 | A-20 | 15 | B-4 | 5 | C-1 | 10 | E-2 | 50 | G-1 | 20 | ||
| 배향막 재료 7 | A-6 | 15 | B-12 | 5 | C-1 | 10 | E-2 | 50 | G-1 | 20 | ||
| 배향막 재료 8 | A-6 | 15 | B-4 | 5 | C-13 | 10 | E-2 | 50 | G-1 | 20 | ||
| 배향막 재료 9 | A-6 | 15 | B-4 | 5 | C-1 | 10 | E-1 | 50 | G-1 | 20 | ||
| 배향막 재료 10 | A-6 | 15 | C-1 | 15 | E-2 | 50 | G-1 | 20 | ||||
| 배향막 재료 11 | A-6 | 15 | B-4 | 5 | D-4 | 10 | E-2 | 50 | G-1 | 20 | ||
| 배향막 재료 12 | A-20 | 15 | B-4 | 5 | D-4 | 10 | E-2 | 50 | G-1 | 20 | ||
| 배향막 재료 13 | A-6 | 15 | B-12 | 5 | D-4 | 10 | E-2 | 50 | G-1 | 20 | ||
| 배향막 재료 14 | A-6 | 15 | B-4 | 5 | D-8 | 10 | E-2 | 50 | G-1 | 20 | ||
| 배향막 재료 15 | A-6 | 15 | B-4 | 5 | D-4 | 10 | E-1 | 50 | G-1 | 20 | ||
| 배향막 재료 16 | A-6 | 15 | D-4 | 15 | E-2 | 50 | G-1 | 20 | ||||
| 배향막 재료 17 | D-4 | 30 | E-2 | 50 | G-1 | 20 | ||||||
이들 배향막 재료 1 내지 배향막 재료 17을 이용하여 제작한 액정 표시 장치 (액정 표시 소자) 각각에 대해서, 응답 시간 및 프리틸트 θ를 측정했다. 측정 결과를 하기 표 3에 표시한다. 응답 시간을 측정할 때는 측정 장치로서 LCD 5200 (오오츠카 덴시 가부시끼가이샤제)를 이용하는데, 보다 구체적으로는 화소 전극 (20B)와 대향 전극 (30B) 사이에, 구동 전압 (2.5 V 내지 7.5 V)을 인가하고, 인가된 구동 전압에 따른 계조에서 휘도가 전체 농도의 10%로부터 90%까지로 증가할 때까지의 시간을 측정했다. 또한, 액정 분자 (41)의 프리틸트 θ를 측정할 때는 공지의 방법 (즉 T.J. Scheffer 등, J. Appl. Phys., vol. 19, 2013 페이지, 1980년에 기재되어 있는 방법)에 준거하여, He-Ne 레이저 광을 이용한 결정 회전법에 의해 측정했다. 또한, 프리틸트 θ는 도 6을 참고하여 상술한 바와 같이, 유리 기판 (20A, 30A)의 표면에 수직인 방향 (즉 법선 방향)을 Z라 한 경우에, 구동 전압이 오프인 상태에서, Z방향에 대한 액정 분자 (41 (41A, 41B))의 디렉터 (D)의 경사 각도로 규정한다.
실시예 1에서 행한 시뮬레이션 결과를, 도 19, 도 20 및 도 21에 도시한다. 도 19에 시뮬레이션 결과를 도시한 바와 같이, 도 22에 도시한 바와는 달리, 한 쌍의 전극 사이에 전압을 인가한 때, 액정 분자군의 장축에 비틀림이 없기 때문에, 응답 특성이 대폭적으로 개선되어 있다. 도 20의 (A) 및 (B)에 도시한 시뮬레이션 결과는 제2 배향막 근방의 위치에서 액정층을 제2 기판 (CF 기판)과 평행한 가상 평면을 따라 절단했다고 상정했을 때의 액정 분자를 나타낸다. 도 20의 (C) 및 (D)에 도시한 시뮬레이션 결과는 제1 배향막 근방의 위치에서 액정층을 제1 기판 (TFT 기판)과 평행한 가상 평면을 따라 절단했다고 상정했을 때의 액정 분자를 나타낸다. 또한, 도 20의 (A) 및 (C)에 도시한 시뮬레이션 결과는 제1 전극과 제2 전극 사이에 5 V를 인가했을 때의 액정 분자를 나타내고, 도 20의 (B) 및 (D)에 도시한 시뮬레이션 결과는 제1 전극과 제2 전극 사이에 20 V를 인가했을 때의 액정 분자를 나타낸다. 한편, 도 21의 (A) 및 (B)에 도시한 시뮬레이션 결과는 가상 수직 (직각) 평면을 따라 액정층을 절단했다고 상정했을 때의 액정 분자를 나타낸다. 또한, 도 21의 (A)에 도시한 시뮬레이션 결과는 제1 전극과 제2 전극 사이에 5 V를 인가했을 때의 액정 분자를 나타내고, 도 21의 (B)에 도시한 시뮬레이션 결과는 제1 전극과 제2 전극 사이에 20 V를 인가했을 때의 액정 분자를 나타낸다.
비교예에 있어서는 도 26의 (B)에 도시한 바와 같이, 제1 기판 (TFT 기판) 중의 제1 전극 (화소 전극)은 폭 3 ㎛의 몸통 전극부, 및 몸통 전극부로부터 직각 방향으로 연장되는 가지 전극부 (폭 4 ㎛, 인접하는 가지 전극부들 사이의 간격 (간극) 4 ㎛)를 포함하는 구조로 했다. 또한, 제2 기판 (CF 기판)에 있어서 제2 전극 (대향 전극)에는 슬릿부를 마련하지 않고, 소위 베타 전극으로 했다. 이러한 전극 구조의 경우에서는 도 23, 도 24 및 도 25에 시뮬레이션 결과를 도시한 바와 같이, 액정 분자군의 장축이 한 쪽 전극측으로부터 다른 쪽 전극측을 향해 비틀린 상태로 되어 있다.
비교예에서의 시뮬레이션 결과를, 도 23, 도 24 및 도 25에 나타낸다. 도 23의 (A) 및 (B)에 도시한 시뮬레이션 결과는 제2 배향막 근방의 위치에서 액정층을 제2 기판 (CF 기판)과 평행한 가상 평면을 따라 절단했다고 상정했을 때의 액정 분자를 나타낸다. 도 23의 (C) 및 (D)에 도시한 시뮬레이션 결과는 제1 배향막 근방의 위치에서 액정층을 제1 기판 (TFT 기판)과 평행한 가상 평면을 따라 절단했다고 상정했을 때의 액정 분자를 나타낸다. 또한, 도 23의 (A) 및 (C)에 도시한 시뮬레이션 결과는 제1 전극과 제2 전극 사이에 5 V를 인가했을 때의 액정 분자를 나타내고, 도 23의 (B) 및 (D)에 도시한 시뮬레이션 결과는 제1 전극과 제2 전극 사이에 20 V를 인가했을 때의 액정 분자를 나타낸다. 또한, 도 24의 (A) 및 (B)에 도시한 시뮬레이션 결과는 도 26의 (B)의 라인 XXIVA-XXIVA, XXIVB-XXIVB로 나타낸 가상 수직 (직각) 평면을 따라 액정층을 절단했다고 상정했을 때의 액정 분자를 나타낸다. 도 24의 (C) 및 (D)에 도시한 시뮬레이션 결과는 도 26의 (B)의 라인 XXIVC-XXIVC, XXIVD-XXIVD로 나타낸 가상 수직 (직각) 평면을 따라 액정층을 절단했다고 상정했을 때의 액정 분자를 나타낸다. 또한, 도 24의 (A) 및 (C)에 도시한 시뮬레이션 결과는 제1 전극과 제2 전극 사이에 5 V를 인가했을 때의 액정 분자를 나타내고, 도 24의 (B) 및 (D)에 도시한 시뮬레이션 결과는 제1 전극과 제2 전극 사이에 20 V를 인가했을 때의 액정 분자를 나타낸다. 또한, 도 25의 (A) 및 (B)에 도시한 시뮬레이션 결과는 도 26의 (B)의 라인 XXVA-XXVA, XXVB-XXVB로 나타낸 가상 수직 (직각) 평면을 따라 액정층을 절단했다고 상정했을 때의 액정 분자를 나타낸다. 또한, 도 25의 (A)에 도시한 시뮬레이션 결과는 제1 전극과 제2 전극 사이에 5 V를 인가했을 때의 액정 분자를 나타내고, 도 25의 (B)에 도시한 시뮬레이션 결과는 제1 전극과 제2 전극 사이에 20 V를 인가했을 때의 액정 분자를 나타낸다.
| 배향막 재료 | 프리틸트각 (도) | 응답 시간 (밀리초) | |
| 실시예 | 비교예 | ||
| 1 | 1.5 | 2.754 | 16.214 |
| 2 | 1.8 | 2.594 | 14.310 |
| 3 | 1.0 | 3.482 | 18.301 |
| 4 | 1.4 | 3.039 | 11.202 |
| 5 | 1.6 | 2.521 | 12.391 |
| 6 | 1.6 | 2.632 | 11.290 |
| 7 | 1.9 | 2.038 | 9.029 |
| 8 | 0.8 | 3.944 | 15.219 |
| 9 | 2.0 | 1.982 | 8.322 |
| 10 | 1.3 | 3.209 | 14.209 |
| 11 | 1.1 | 3.280 | 16.291 |
| 12 | 1.0 | 3.231 | 14.329 |
| 13 | 1.7 | 2.332 | 8.305 |
| 14 | 2.0 | 1.882 | 7.241 |
| 15 | 1.4 | 2.720 | 13.874 |
| 16 | 1.5 | 2.645 | 10.513 |
| 17 | 1.2 | 3.109 | 15.279 |
| 18 | 1.5 | 2.295 | 11.587 |
| 19 | 2.0 | 1.926 | 9.377 |
| 20 | 1.2 | 2.837 | 16.288 |
| 21 | 0.9 | 3.124 | 18.329 |
표 3으로부터, 배향막 재료 1 내지 배향막 재료 17, 및 후술하는 실시예 2에서의 배향막 재료 18 내지 배향막 재료 21 중 어느 것에 있어서도, 실시예에서는 비교예에 비해, 응답 속도가 약 1/4로 단축되어 있음을 알 수 있다. 이에 의해, 240 Hz 구동의 액정 표시 장치에 있어서, 뒤끌림이 없는 매끄러운 영상을 얻을 수 있고, 시분할의 3D 디스플레이에 있어서도, 크로스토크가 없는 선명한 영상을 얻을 수 있다. 시분할의 3D 디스플레이로 240 Hz 구동을 실시하는 경우, 1 프레임이 약 4.2 밀리초가 된다. 그 때문에, 이러한 프레임 시간 내에 응답 시간이 유지되어야 한다. 종래 기술의 액정 표시 장치에서는 특정 계조에서 4.2 밀리초 이내에 응답시간이 유지되었지, 즉 모든 계조에 대해 유지되었던 것은 아니다. 이는 구동하는 화상 신호에 대해서 구동되는 액정 분자가 쫓아가지 못했던 것을 의미한다. 실시예에서는 전백 (8비트에서 255 계조; 인가 전압 7.5 V)인 상태로, 배향막 재료 1 내지 배향막 재료 17을 사용하는 어느 경우에 있어서도, 응답 시간 4.2 밀리초 이하를 달성하고 있다. 전백인 상태에서 응답 시간이 4.2 밀리초 이하가 아닌 경우, 오버 드라이브 모드 구동시에 표시 품위의 저하가 생긴다. 실시예에서는 모든 계조에 대해 응답 시간이 4.2 밀리초 이하를 달성함으로써, 240 Hz 구동의 액정 표시 장치를 최초로 실현할 수 있음이 확인되었다.
따라서, 상기 실시예 1 또는 후술하는 실시예 2에서는 액정층 (40)이 봉지된 상태에서, 배향막 (22, 32)이 그 근방의 액정 분자 (41)에 대해서 프리틸트 θ를 부여하도록, 배향막 (22, 32) 중의 배향 처리 전 화합물을 가교시킨다. 이에 의해, 응답 속도를 대폭 향상시킬 수 있다. 즉, 대규모의 장치를 이용하지 않아도, 액정 분자 (41A, 41B)에 대해서 프리틸트를 부여하는 것이 가능한 배향막 (22, 32)을 형성할 수 있음이 확인되었다. 또한, 용이하게 응답 특성을 향상시킬 수 있음이 확인되었다.
게다가, 다음 사항들이 확인되었다. 중복 영역 (50)의 중심 영역 (51)에 있어서, 액정층 (40) 중의 액정 분자군의 장축은 대략 동일 가상 평면 내에 위치한다. 바꿔 말하면, 액정층 (40) 중의 액정 분자군의 방위각의 변동이 ±5도 이내에 있었다. 즉, 중복 영역 (50)의 중심 영역 (51)에서, 액정층 (40) 중의 액정 분자군은 비틀린 상태로 있지 않는다. 그러므로, 1쌍의 전극 (20B, 30B) 사이에 전압을 인가할 때, 액정 분자군의 장축의 비틀린 상태가 풀리는 데 시간이 소요되지 않고, 응답 특성의 더 이상의 개선을 도모할 수 있다.
실시예 2는 본 발명의 제2 태양에 따른 액정 표시 장치 (액정 표시 소자) 및 그 제조 방법, 및 본 발명의 제3 태양에 따른 액정 표시 장치 (액정 표시 소자) 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 실시예 2에서는 액정층을 봉지한 후 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물)을 변형시킴으로써, 액정 분자에 프리틸트를 부여했다. 보다 구체적으로는, 액정층에 대해서 소정의 전기장을 인가함으로써 액정 분자를 배향시키면서, 자외선을 액정층에 조사해 고분자 화합물 (배향 처리 전 화합물)의 측쇄를 변형시켰다. 실시예 2에서는 감광성 관능기를 가진 배향 처리 전 화합물 (및 배향 처리 후 화합물)을 이용했다. 보다 구체적으로는, 이하의 식 (H-1) 및 (H-2)에 각각 표시한 아조벤젠계 화합물 및 스티렌 골격을 갖는 화합물을, 감광성 관능기를 갖는 배향 처리 전 화합물로서 각각 이용하고, 실시예 1에서 설명한, 도 1에 도시한 바와 같은 구성, 구조를 갖는 액정 표시 장치를 제작하고, 응답 특성을 측정했다.
실시예 2에서는 실질적으로 실시예 1과 마찬가지로, 표 2에 도시한 배향막 재료 18 내지 배향막 재료 21을 얻었다. 그리고, 실시예 1과 마찬가지로, 화소 전극 (20B) 및 대향 전극 (30B) 상에 두께 90 nm로 배향막 (22, 32)을 형성했다. 이어서, 실시예 1과 마찬가지로, CF 기판 (30) 상의 화소 영역의 주변 모서리를 따라, 입경 3.5 ㎛의 실리카 입자를 포함한 자외선 경화 수지를 도포함으로써 시일부를 형성했다. 시일부에 둘러싸인 공간에, 네가티브형 액정인 MLC-7029 (머크사제)로 이루어진 액정 재료를 주입하였다. 그 후, 화소 전극 (20B)의 각 라인 부분의 중앙 라인과 대향 전극 (30B)의 제2 슬릿부 (31)가 서로 대향하여 위치하도록 TFT 기판 (20)과 CF 기판 (30)을 맞붙여 시일부를 경화시켰다. 즉, 120℃의 오븐에서 1시간 가열하여, 시일부를 완전히 경화시켰다. 이에 의해, 액정층 (40)이 봉지되고, 액정 셀이 완성되었다.
| 디아민 화합물 | 수직 배향 유도 구조부를 가진 화합물 | 액정 분자를 따라 위치할 수 있는 기를 가진 화합물 | 테트라카르복실산 이무수물 | 주쇄 스페이서 | 변형될 수 있는 감광성 관능기를 가진 화합물 | |||||||
| 재료 | 몰비 | 재료 | 몰비 | 재료 | 몰비 | 재료 | 몰비 | 재료 | 몰비 | 재료 | 몰비 | |
| 배향막 재료 18 | A-6 | 15 | B-4 | 5 | E-2 | 50 | G-1 | 20 | H-1 | 10 | ||
| 배향막 재료 19 | A-6 | 15 | B-4 | 5 | E-2 | 50 | G-1 | 20 | H-2 | 10 | ||
| 배향막 재료 20 | A-6 | 10 | C-1 | 10 | E-2 | 50 | G-1 | 20 | H-1 | 10 | ||
| 배향막 재료 21 | B-4 | 5 | E-1 | 50 | G-1 | 20 | H-1 | 25 | ||||
이어서, 이와 같이 제작된 액정 셀에 대해서, 실효치 전압 20 V의 구형파의 교류 전기장 (60 Hz)을 인가한 상태에서, 500 mJ (파장 365 nm에서 측정)의 균일한 자외선을 조사하여, 배향막 (22, 32) 중의 배향 처리 전 화합물을 변형시켰다. 이에 의해, TFT 기판 (20) 및 CF 기판 (30) 각각에, 배향 처리 후 화합물 (즉 변형한 고분자 화합물)을 포함한 배향막 (22, 32)을 형성했다. 이상의 단계들에 의해, 각각 TFT 기판 (20) 및 CF 기판 (30) 근방에 위치한 액정 분자 (41A, 41B)에 프리틸트가 부여된, 도 1에 도시한 액정 표시 장치 (액정 표시 소자)를 완성하였다. 마지막으로, 편광판 흡수축들이 서로 직교하도록, 액정 표시 장치의 외측에 한 쌍의 편광판을 1 대 1 관계로 붙였다.
이러한 배향막 재료 18 내지 배향막 재료 21을 이용하여 제작한 액정 표시 장치 (액정 표시 소자) 각각에 대하여, 응답 시간 및 프리틸트 θ를 측정했다. 측정 결과를 표 3에 나타낸다.
이상, 바람직한 실시 형태 및 실시예를 들어 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 이러한 실시 형태 등에 한정되지 않고, 여러 가지의 변형이 가능하다. 예를 들면 실시 형태 및 실시예에서는 VA 모드의 액정 표시 장치 (액정 표시 소자)에 대해 설명했지만, 본 발명은 반드시 이러한 유형의 액정 표시 장치 (액정 표시 소자)에 한정되지 않고, ECB (Electrically Controlled Birefringence) 모드 (즉 수평 배향을 이용하는 포지티브 액정의 모드; 비틀림 없음), IPS (In Plane Switching) 모드, FFS (Fringe Field Switching) 모드 및 OCB (Optically Compensated Bend) 모드와 같은, 다른 표시 모드에도 적용 가능하다. 또한, 이들 모드를 사용하는 경우에 대해도 상술한 바와 같은 효과를 얻을 수 있다. 단, 프리틸트 처리가 실시되어 있지 않은 종래 기술과 비교하면, 본 발명의 실시 형태에서는 IPS 모드나 FFS 모드에서보다 VA 모드에서 더 높은 응답 특성을 제공하는 더 큰 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 상기의 실시 형태 및 실시예에서는 오로지 투과형의 액정 표시 장치 (액정 표시 소자)에 대해서 설명했지만, 본 발명은 반드시 투과형에 한정되지 않고, 예를 들면 반사형에 적용해도 좋다. 반사형으로 한 경우에는 화소 전극이 알루미늄 등의 광반사성을 갖는 전극 재료로 이루어진다.
본 발명은 2010년 7월 30일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 JP2010-171835호에 개시된 내용과 관련된 주제를 포함하며, 본 명세서에서 참고로 채택된다.
당업자는 첨부된 특허청구범위와 그의 균등 범위 내에 있는 한, 발명의 설계 요건과 다른 요인들에 따라 여러 개정, 병합, 하부 개정 및 변경을 할 수 있는 것으로 이해해야 한다.
10, 10A, 10B, 10C : 화소,
20 : 제1 기판 (TFT 기판),
20A, 30A : 유리 기판,
20B : 제1 전극 (화소 전극),
21 : 제1 배향 규제부 (제1 슬릿부),
22 : 제1 배향막,
30 : 제2 기판 (CF 기판),
30B : 제2 전극 (대향 전극),
31 : 제2 배향 규제부 (제2 슬릿부),
32 : 제2 배향막,
40 : 액정층,
41, 41A, 41B, 41C : 액정 분자,
50 :중복 영역,
51 : 중심 영역,
52 : 화소 분리부,
60 : 표시 영역,
61 : 소스 드라이버,
62 : 게이트 드라이버,
63 : 타이밍 컨트롤러
64 : 전원 회로,
71 : 소스 선,
72 : 게이트 선,
121 : 트랜지스터,
122 : 캐패시터,
A : 가교성 관능기 또는 중합성 관능기,
Cr : 연결부,
Mc (Mc1, Mc2, Mc3) : 주쇄
20 : 제1 기판 (TFT 기판),
20A, 30A : 유리 기판,
20B : 제1 전극 (화소 전극),
21 : 제1 배향 규제부 (제1 슬릿부),
22 : 제1 배향막,
30 : 제2 기판 (CF 기판),
30B : 제2 전극 (대향 전극),
31 : 제2 배향 규제부 (제2 슬릿부),
32 : 제2 배향막,
40 : 액정층,
41, 41A, 41B, 41C : 액정 분자,
50 :중복 영역,
51 : 중심 영역,
52 : 화소 분리부,
60 : 표시 영역,
61 : 소스 드라이버,
62 : 게이트 드라이버,
63 : 타이밍 컨트롤러
64 : 전원 회로,
71 : 소스 선,
72 : 게이트 선,
121 : 트랜지스터,
122 : 캐패시터,
A : 가교성 관능기 또는 중합성 관능기,
Cr : 연결부,
Mc (Mc1, Mc2, Mc3) : 주쇄
Claims (26)
- 제1 기판 및 제2 기판,
제2 기판과 대향하는 제1 기판의 대향면에 형성된 제1 전극,
제1 전극에 설치된 제1 배향 규제부,
제1 전극, 제1 배향 규제부 및 제1 기판의 대향면을 덮는 제1 배향막,
제1 기판과 대향하는 제2 기판의 대향면에 형성된 제2 전극,
제2 전극에 설치된 제2 배향 규제부,
제2 전극, 제2 배향 규제부 및 제2 기판의 대향면을 덮는 제2 배향막, 및
제1 배향막 및 제2 배향막의 사이에 설치되어 부의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자를 포함하는 액정층
을 갖는 각 화소들이 복수 배열되어 이루어지며,
각 화소에 있어서, 제1 전극의 모서리부와 2개의 제1 배향 규제부에 의해서 둘러싸인 영역의 투영상과, 제2 전극의 모서리부와 2개의 제2 배향 규제부에 의해서 둘러싸인 영역의 투영상이 서로 겹치는 중복 영역의 중심 영역에 있어서, 액정층 중의 액정 분자군의 방위각의 변동이 ±5도 이내인 액정 표시 장치의 제조 방법이며,
제1 기판에, 하나 이상의 측쇄에 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 갖는 고분자 화합물로 이루어지는 제1 배향막을 형성하는 공정과,
제2 기판에, 제2 배향막을 형성하는 공정과,
제1 기판 및 제2 기판을, 제1 배향막과 제2 배향막이 대향하여 위치하도록 배치하고, 제1 배향막과 제2 배향막 사이에, 부의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자를 포함하는 액정층을 봉지하는 공정과,
액정층을 봉지한 후, 고분자 화합물을 가교시켜 액정 분자에 프리틸트를 부여하는 공정을 포함하고,
상기 고분자 화합물은 또한 하기 식 (1)로 표시되는 기 및 식 (2)로 표시되는 기 중 하나 이상을 그의 하나 이상의 측쇄에 갖는 화합물로 이루어지는 것인,
액정 표시 장치의 제조 방법.
-R1-R2-R3 (1)
여기서, R1은 탄소수 1 이상의 직쇄상 또는 분기상의 2가의, 임의로는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 유기기이며, 고분자 화합물의 주쇄에 결합하고 있거나, 또는 R1은 에테르, 에스테르, 에테르 에스테르, 아세탈, 케탈, 헤미아세탈 및 헤미케탈로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 결합기이며, 고분자 화합물의 주쇄에 결합하고 있고, R2는 복수의 환구조를 포함한 2가의 유기기이며, 환구조를 구성하는 원자 중 하나는 R1에 결합하고 있고, R3는 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 또는 카르보네이트기를 갖는 1가의 기 또는 그들의 유도체이다.
-R11-R12-R13-R14 (2)
여기서, R11은 탄소수 1 이상 20 이하의 직쇄상 또는 분기상의 2가의, 임의로는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 유기기이며, 고분자 화합물의 주쇄에 결합하고 있거나, 또는 R11은 에테르, 에스테르, 에테르 에스테르, 아세탈, 케탈, 헤미아세탈 및 헤미케탈로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 결합기이며, 고분자 화합물의 주쇄에 결합하고 있으며, R12는 칼콘, 신나메이트, 신나모일, 쿠마린, 말레이미드, 벤조페논, 노르보르넨, 오리자놀, 키토산, 아크릴로일, 메타크릴로일, 비닐, 에폭시 및 옥세탄 중 어느 1종의 구조를 포함한 2가의 기, 또는 에티닐렌기이며, R13은 복수의 환구조를 포함한 2가의 유기기이며, R14는 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 또는 카르보네이트기를 갖는 1가의 기 또는 그들의 유도체이다. - 제1항에 있어서, 액정층에 대해서 소정의 전기장을 인가함으로써 액정 분자를 배향시키면서, 자외선을 액정층에 조사하여 고분자 화합물의 측쇄를 가교시키는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제1 기판 및 제2 기판,
제2 기판과 대향하는 제1 기판의 대향면에 형성된 제1 전극,
제1 전극에 설치된 제1 배향 규제부,
제1 전극, 제1 배향 규제부 및 제1 기판의 대향면을 덮는 제1 배향막,
제1 기판과 대향하는 제2 기판의 대향면에 형성된 제2 전극,
제2 전극에 설치된 제2 배향 규제부,
제2 전극, 제2 배향 규제부 및 제2 기판의 대향면을 덮는 제2 배향막, 및
제1 배향막 및 제2 배향막의 사이에 설치되어 부의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자를 포함하는 액정층
을 갖는 각 화소들이 복수 배열되어 이루어지며,
각 화소에 있어서, 제1 전극의 모서리부와 2개의 제1 배향 규제부에 의해서 둘러싸인 영역의 투영상과, 제2 전극의 모서리부와 2개의 제2 배향 규제부에 의해서 둘러싸인 영역의 투영상이 서로 겹치는 중복 영역의 중심 영역에 있어서, 액정층 중의 액정 분자군의 방위각의 변동이 ±5도 이내인 액정 표시 장치의 제조 방법이며,
제1 기판에, 하나 이상의 측쇄에 감광성 관능기를 갖는 고분자 화합물로 이루어지는 제1 배향막을 형성하는 공정과,
제2 기판에, 제2 배향막을 형성하는 공정과,
제1 기판 및 제2 기판을, 제1 배향막과 제2 배향막이 대향하여 위치하도록 배치하고, 제1배향막과 제2 배향막 사이에, 부의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자를 포함하는 액정층을 봉지하는 공정과,
액정층을 봉지한 후, 고분자 화합물을 변형시켜, 액정 분자에 프리틸트를 부여하는 공정을 포함하고,
상기 고분자 화합물은 또한 하기 식 (1)로 표시되는 기 및 식 (2)로 표시되는 기 중 하나 이상을 그의 하나 이상의 측쇄에 갖는 화합물로 이루어지는 것인,
액정 표시 장치의 제조 방법.
-R1-R2-R3 (1)
여기서, R1은 탄소수 1 이상의 직쇄상 또는 분기상의 2가의, 임의로는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 유기기이며, 고분자 화합물의 주쇄에 결합하고 있거나, 또는 R1은 에테르, 에스테르, 에테르 에스테르, 아세탈, 케탈, 헤미아세탈 및 헤미케탈로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 결합기이며, 고분자 화합물의 주쇄에 결합하고 있고, R2는 복수의 환구조를 포함한 2가의 유기기이며, 환구조를 구성하는 원자 중 하나는 R1에 결합하고 있고, R3는 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 또는 카르보네이트기를 갖는 1가의 기 또는 그들의 유도체이다.
-R11-R12-R13-R14 (2)
여기서, R11은 탄소수 1 이상 20 이하의 직쇄상 또는 분기상의 2가의, 임의로는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 유기기이며, 고분자 화합물의 주쇄에 결합하고 있거나, 또는 R11은 에테르, 에스테르, 에테르 에스테르, 아세탈, 케탈, 헤미아세탈 및 헤미케탈로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 결합기이며, 고분자 화합물의 주쇄에 결합하고 있으며, R12는 칼콘, 신나메이트, 신나모일, 쿠마린, 말레이미드, 벤조페논, 노르보르넨, 오리자놀, 키토산, 아크릴로일, 메타크릴로일, 비닐, 에폭시 및 옥세탄 중 어느 1종의 구조를 포함한 2가의 기, 또는 에티닐렌기이며, R13은 복수의 환구조를 포함한 2가의 유기기이며, R14는 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 또는 카르보네이트기를 갖는 1가의 기 또는 그들의 유도체이다. - 제3항에 있어서, 액정층에 대해서 소정의 전기장을 인가함으로써 액정 분자를 배향시키면서, 자외선을 액정층에 조사하여 고분자 화합물의 측쇄를 변형시키는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제1 기판 및 제2 기판,
제2 기판과 대향하는 제1 기판의 대향면에 형성된 제1 전극,
제1 전극에 설치된 제1 배향 규제부,
제1 전극, 제1 배향 규제부 및 제1 기판의 대향면을 덮는 제1 배향막,
제1 기판과 대향하는 제2 기판의 대향면에 형성된 제2 전극,
제2 전극에 설치된 제2 배향 규제부,
제2 전극, 제2 배향 규제부 및 제2 기판의 대향면을 덮는 제2 배향막, 및
제1 배향막 및 제2 배향막의 사이에 설치되어 부의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자를 포함하는 액정층
을 갖는 각 화소들이 복수 배열되어 이루어지며,
각 화소에 있어서, 제1 전극의 모서리부와 2개의 제1 배향 규제부에 의해서 둘러싸인 영역의 투영상과, 제2 전극의 모서리부와 2개의 제2 배향 규제부에 의해서 둘러싸인 영역의 투영상이 서로 겹치는 중복 영역의 중심 영역에 있어서, 액정층 중의 액정 분자군의 방위각의 변동이 ±5도 이내인 액정 표시 장치의 제조 방법이며,
제1 기판에, 하나 이상의 측쇄에 가교성 관능기 또는 중합성 관능기 또는 감광성 관능기를 갖는 고분자 화합물로 이루어지는 제1 배향막을 형성하는 공정과,
제2 기판에, 제2 배향막을 형성하는 공정과,
제1 기판 및 제2 기판을, 제1 배향막과 제2 배향막이 대향하여 위치하도록 배치하고, 제1 배향막과 제2 배향막 사이에, 부의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자를 포함하는 액정층을 봉지하는 공정과,
액정층을 봉지한 후, 고분자 화합물에 에너지선을 조사하여, 액정 분자에 프리틸트를 부여하는 공정을 포함하고,
상기 고분자 화합물은 또한 하기 식 (1)로 표시되는 기 및 식 (2)로 표시되는 기 중 하나 이상을 그의 하나 이상의 측쇄에 갖는 화합물로 이루어지는 것인,
액정 표시 장치의 제조 방법.
-R1-R2-R3 (1)
여기서, R1은 탄소수 1 이상의 직쇄상 또는 분기상의 2가의, 임의로는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 유기기이며, 고분자 화합물의 주쇄에 결합하고 있거나, 또는 R1은 에테르, 에스테르, 에테르 에스테르, 아세탈, 케탈, 헤미아세탈 및 헤미케탈로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 결합기이며, 고분자 화합물의 주쇄에 결합하고 있고, R2는 복수의 환구조를 포함한 2가의 유기기이며, 환구조를 구성하는 원자 중 하나는 R1에 결합하고 있고, R3는 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 또는 카르보네이트기를 갖는 1가의 기 또는 그들의 유도체이다.
-R11-R12-R13-R14 (2)
여기서, R11은 탄소수 1 이상 20 이하의 직쇄상 또는 분기상의 2가의, 임의로는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 유기기이며, 고분자 화합물의 주쇄에 결합하고 있거나, 또는 R11은 에테르, 에스테르, 에테르 에스테르, 아세탈, 케탈, 헤미아세탈 및 헤미케탈로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 결합기이며, 고분자 화합물의 주쇄에 결합하고 있으며, R12는 칼콘, 신나메이트, 신나모일, 쿠마린, 말레이미드, 벤조페논, 노르보르넨, 오리자놀, 키토산, 아크릴로일, 메타크릴로일, 비닐, 에폭시 및 옥세탄 중 어느 1종의 구조를 포함한 2가의 기, 또는 에티닐렌기이며, R13은 복수의 환구조를 포함한 2가의 유기기이며, R14는 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 또는 카르보네이트기를 갖는 1가의 기 또는 그들의 유도체이다. - 제5항에 있어서, 액정층에 대해서 소정의 전기장을 인가함으로써 액정 분자를 배향시키면서, 고분자 화합물에 에너지선으로서 자외선을 조사하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
고분자 화합물을 가교시킴으로써 얻어진 화합물은 하나 이상의 측쇄, 및 제1 기판에 대해 측쇄를 지지하는 주쇄를 포함하고,
측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 가교한 가교부, 및 가교부에 결합한 말단 구조부를 포함하고,
액정 분자는 말단 구조부를 따라 위치하거나, 또는 말단 구조부 사이에 끼워짐으로써 프리틸트가 부여되는
액정 표시 장치의 제조 방법. - 제3항에 있어서,
고분자 화합물을 변형시킴으로써 얻어진 화합물은 하나 이상의 측쇄, 및 제1 기판에 대해 측쇄를 지지하는 주쇄를 포함하고,
측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 변형한 변형부, 및 변형부에 결합한 말단 구조부를 포함하고,
액정 분자는 말단 구조부를 따라 위치하거나, 또는 말단 구조부 사이에 끼워짐으로써 프리틸트가 부여되는
액정 표시 장치의 제조 방법. - 제5항에 있어서,
고분자 화합물에 에너지선을 조사함으로써 얻어진 화합물은 하나 이상의 측쇄, 및 제1 기판에 대해 측쇄를 지지하는 주쇄를 포함하고,
측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 가교 또는 변형한 가교/변형부, 및 가교/변형부에 결합한 말단 구조부를 포함하고,
액정 분자는 말단 구조부를 따라 위치하거나, 또는 말단 구조부 사이에 끼워짐으로써 프리틸트가 부여되는
액정 표시 장치의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
고분자 화합물을 가교시킴으로써 얻어진 화합물은 하나 이상의 측쇄, 및 제1 기판에 대해 측쇄를 지지하는 주쇄를 포함하고,
측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 가교한 가교부, 및 가교부에 결합하고 메소겐기를 갖는 말단 구조부를 포함하는
액정 표시 장치의 제조 방법. - 제3항에 있어서,
고분자 화합물을 변형시킴으로써 얻어진 화합물은 하나 이상의 측쇄, 및 제1 기판에 대해 측쇄를 지지하는 주쇄를 포함하고,
측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 변형한 변형부, 및 변형부에 결합하고 메소겐기를 갖는 말단 구조부를 포함하는
액정 표시 장치의 제조 방법. - 제5항에 있어서,
고분자 화합물에 에너지선을 조사함으로써 얻어진 화합물은 하나 이상의 측쇄, 및 제1 기판에 대해 측쇄를 지지하는 주쇄를 포함하고,
측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 가교 또는 변형한 가교/변형부, 및 가교/변형부에 결합하고 메소겐기를 갖는 말단 구조부를 포함하는
액정 표시 장치의 제조 방법. - 제1항에 있어서, 제2 배향막은 제1 배향막을 구성하는 고분자 화합물로 이루어지는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제1 기판 및 제2 기판,
제2 기판과 대향하는 제1 기판의 대향면에 형성된 제1 전극,
제1 전극에 설치된 제1 배향 규제부,
제1 전극, 제1 배향 규제부 및 제1 기판의 대향면을 덮는 제1 배향막,
제1 기판과 대향하는 제2 기판의 대향면에 형성된 제2 전극,
제2 전극에 설치된 제2 배향 규제부,
제2 전극, 제2 배향 규제부 및 제2 기판의 대향면을 덮는 제2 배향막, 및
제1 배향막 및 제2 배향막의 사이에 설치되어 액정 분자를 포함하는 액정층
을 갖는 각 화소들이 복수 배열되어 이루어지는 액정 표시 장치이며,
각 화소에 있어서, 제1 전극의 모서리부와 2개의 제1 배향 규제부에 의해서 둘러싸인 영역의 투영상과, 제2 전극의 모서리부와 2개의 제2 배향 규제부에 의해서 둘러싸인 영역의 투영상이 서로 겹치는 중복 영역의 중심 영역에 있어서, 액정층 중의 액정 분자군의 방위각의 변동이 ±5도 이내이며,
액정 분자는 부의 유전율 이방성을 갖고,
제1 배향막은 그의 하나 이상의 측쇄에 가교성 관능기 또는 중합성 관능기를 갖는 고분자 화합물이 가교함으로써 얻어진 화합물을 포함하고, 액정 분자는 상기 가교함으로써 얻어진 화합물에 의해서 프리틸트가 부여되며,
제1 배향막을 구성하는 화합물은 또한 하기 식 (1)로 표시되는 기 및 식 (2)로 표시되는 기 중 하나 이상을 그의 하나 이상의 측쇄에 갖는 화합물로 이루어지는 것인,
액정 표시 장치.
-R1-R2-R3 (1)
여기서, R1은 탄소수 1 이상의 직쇄상 또는 분기상의 2가의, 임의로는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 유기기이며, 고분자 화합물 또는 가교한 화합물의 주쇄에 결합하고 있거나, 또는 R1은 에테르, 에스테르, 에테르 에스테르, 아세탈, 케탈, 헤미아세탈 및 헤미케탈로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 결합기이며, 고분자 화합물 또는 가교한 화합물의 주쇄에 결합하고 있고, R2는 복수의 환구조를 포함한 2가의 유기기이며, 환구조를 구성하는 원자 중 하나는 R1에 결합하고 있고, R3는 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 또는 카르보네이트기를 갖는 1가의 기 또는 그들의 유도체이다.
-R11-R12-R13-R14 (2)
여기서, R11은 탄소수 1 이상 20 이하의 직쇄상 또는 분기상의 2가의, 임의로는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 유기기이며, 고분자 화합물의 주쇄에 결합하고 있거나, 또는 R11은 에테르, 에스테르, 에테르 에스테르, 아세탈, 케탈, 헤미아세탈 및 헤미케탈로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 결합기이며, 고분자 화합물의 주쇄에 결합하고 있으며, R12는 칼콘, 신나메이트, 신나모일, 쿠마린, 말레이미드, 벤조페논, 노르보르넨, 오리자놀, 키토산, 아크릴로일, 메타크릴로일, 비닐, 에폭시 및 옥세탄 중 어느 1종의 구조를 포함한 2가의 기, 또는 에티닐렌기이며, R13은 복수의 환구조를 포함한 2가의 유기기이며, R14는 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 또는 카르보네이트기를 갖는 1가의 기 또는 그들의 유도체이다. - 삭제
- 삭제
- 제1 기판 및 제2 기판,
제2 기판과 대향하는 제1 기판의 대향면에 형성된 제1 전극,
제1 전극에 설치된 제1 배향 규제부,
제1 전극, 제1 배향 규제부 및 제1 기판의 대향면을 덮는 제1 배향막,
제1 기판과 대향하는 제2 기판의 대향면에 형성된 제2 전극,
제2 전극에 설치된 제2 배향 규제부,
제2 전극, 제2 배향 규제부 및 제2 기판의 대향면을 덮는 제2 배향막, 및
제1 배향막 및 제2 배향막의 사이에 설치되어 액정 분자를 포함하는 액정층
을 갖는 각 화소들이 복수 배열되어 이루어지는 액정 표시 장치이며,
각 화소에 있어서, 제1 전극의 모서리부와 2개의 제1 배향 규제부에 의해서 둘러싸인 영역의 투영상과, 제2 전극의 모서리부와 2개의 제2 배향 규제부에 의해서 둘러싸인 영역의 투영상이 서로 겹치는 중복 영역의 중심 영역에 있어서, 액정층 중의 액정 분자군의 방위각의 변동이 ±5도 이내이며,
액정 분자는 부의 유전율 이방성을 갖고,
제1 배향막은 그의 하나 이상의 측쇄에 감광성 관능기를 갖는 고분자 화합물이 변형함으로써 얻어진 화합물을 포함하고, 액정 분자는 상기 변형함으로써 얻어진 화합물에 의해서 프리틸트가 부여되며,
제1 배향막을 구성하는 화합물은 또한 하기 식 (1)로 표시되는 기 및 식 (2)로 표시되는 기 중 하나 이상을 그의 하나 이상의 측쇄에 갖는 화합물로 이루어지는 것인,
액정 표시 장치.
-R1-R2-R3 (1)
여기서, R1은 탄소수 1 이상의 직쇄상 또는 분기상의 2가의, 임의로는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 유기기이며, 고분자 화합물 또는 가교한 화합물의 주쇄에 결합하고 있거나, 또는 R1은 에테르, 에스테르, 에테르 에스테르, 아세탈, 케탈, 헤미아세탈 및 헤미케탈로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 결합기이며, 고분자 화합물 또는 가교한 화합물의 주쇄에 결합하고 있고, R2는 복수의 환구조를 포함한 2가의 유기기이며, 환구조를 구성하는 원자 중 하나는 R1에 결합하고 있고, R3는 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 또는 카르보네이트기를 갖는 1가의 기 또는 그들의 유도체이다.
-R11-R12-R13-R14 (2)
여기서, R11은 탄소수 1 이상 20 이하의 직쇄상 또는 분기상의 2가의, 임의로는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 유기기이며, 고분자 화합물의 주쇄에 결합하고 있거나, 또는 R11은 에테르, 에스테르, 에테르 에스테르, 아세탈, 케탈, 헤미아세탈 및 헤미케탈로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 결합기이며, 고분자 화합물의 주쇄에 결합하고 있으며, R12는 칼콘, 신나메이트, 신나모일, 쿠마린, 말레이미드, 벤조페논, 노르보르넨, 오리자놀, 키토산, 아크릴로일, 메타크릴로일, 비닐, 에폭시 및 옥세탄 중 어느 1종의 구조를 포함한 2가의 기, 또는 에티닐렌기이며, R13은 복수의 환구조를 포함한 2가의 유기기이며, R14는 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 또는 카르보네이트기를 갖는 1가의 기 또는 그들의 유도체이다. - 삭제
- 삭제
- 제16항에 있어서,
고분자 화합물을 가교시킴으로써 얻어진 화합물은 하나 이상의 측쇄, 및 제1 기판에 대해 측쇄를 지지하는 주쇄를 포함하고,
측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 가교한 가교부, 및 가교부에 결합한 말단 구조부를 포함하고,
액정 분자는 말단 구조부를 따라 위치하거나, 또는 말단 구조부 사이에 끼워짐으로써 프리틸트가 부여된
액정 표시 장치. - 제19항에 있어서,
고분자 화합물을 변형시킴으로써 얻어진 화합물은 하나 이상의 측쇄, 및 제1 기판에 대해 측쇄를 지지하는 주쇄를 포함하고,
측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 변형한 변형부, 및 변형부에 결합한 말단 구조부를 포함하고,
액정 분자는 말단 구조부를 따라 위치하거나, 또는 말단 구조부 사이에 끼워짐으로써 프리틸트가 부여된
액정 표시 장치. - 제16항에 있어서,
고분자 화합물을 가교시킴으로써 얻어진 화합물은 하나 이상의 측쇄, 및 제1 기판에 대해 측쇄를 지지하는 주쇄를 포함하고,
측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 가교한 가교부, 및 가교부에 결합하고 메소겐기를 갖는 말단 구조부를 포함하는
액정 표시 장치. - 제19항에 있어서,
고분자 화합물을 변형시킴으로써 얻어진 화합물은 하나 이상의 측쇄, 및 제1 기판에 대해 측쇄를 지지하는 주쇄를 포함하고,
측쇄는 주쇄에 결합하고 측쇄의 일부가 변형한 변형부, 및 변형부에 결합하고 메소겐기를 갖는 말단 구조부를 포함하는
액정 표시 장치. - 제16항에 있어서, 제2 배향막은 제1 배향막과 같은 조성을 갖는 액정 표시 장치.
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