(57)【要約】【課題】  液晶内に表示不良に起因する有機化合物の混入を大幅に低減させた液晶表示装置を提供する。【解決手段】  液晶を介して対向配置される各基板の該液晶と接触する面にＣｎＨ２ｎ＋２の炭化水素を含む膜が形成され、ｎは５から３０までの値である。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶を介して対向配置される各基板の該液晶と接触する面にＣｎＨ２ｎ＋２の炭化水素を含む膜が形成され、ｎは５から３０までの値であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
液晶を介して対向配置される各基板の該液晶と接触する面にＣｎＨ２ｎ＋２の炭化水素を含む膜が形成され、ｎは１０から３０までの値であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
液晶を介して対向配置される各基板の該液晶と接触する面にＣｎＨ２ｎ＋２の炭化水素を含む膜が形成され、ｎは２５の値であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
ＣｎＨ２ｎ＋２の炭化水素を含む膜は配向膜の上面に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
ＣｎＨ２ｎ＋２の炭化水素を含む膜は配向膜を兼ねていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記膜は、ＣｎＨ２ｎ＋２の炭化水素を０．２ｎｇ／ｃｍ２以上含むことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、液晶を介して対向配置される各基板を外囲器とし、該液晶の広がり方向に多数の画素を備えて構成されている。
【０００３】
各画素には一対の電極が備えられ、これら電極の間に発生する電界によって当該画素の液晶の分子を挙動させるようになっている。
【０００４】
この場合、液晶の分子は、各基板の液晶側の面に該液晶と接触するようにして形成された配向膜によって初期配向方向が規制され、前記電界の強弱に応じた液晶の挙動は、各基板の液晶とは反対側の面に形成された偏光板を通し、光の透過量として可視化されるようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このように形成される液晶表示装置において、液晶内に数種類の有機化合物が多く混入されていることが検出され、これら有機化合物によって表示の不良を惹き起こしていることが確認されるに至った。
【０００６】
液晶表示装置の製造においては、たとえば配向膜を形成した後において、洗浄あるいは加熱処理により該配向膜に付着した有機化合物を除去するのが通常であり、該液晶中には該配向膜に付着する有機化合物が原因するものとは考えられていなかった。
【０００７】
しかし、前記有機化合物の除去工程後において、次の工程に移行するまでの間に雰囲気中の有機化合物が配向膜の表面に吸着されてしまうからだということが見出された。表示の不良は各液晶表示装置ごとに異なっており、有機化合物の除去工程後に放置された時間に対応していることが判明したからである。
【０００８】
ここで、雰囲気内の有機化合物の基板への吸着のメカニズムを究明した結果、有機化合物には低沸点有機化合物と高沸点有機化合物に分けられ、該低沸点有機化合物の吸着は短時間の放置でなされ、基板等の非吸着材との間で吸着および脱着が繰り返されるのに対し、高沸点有機化合物の吸着は長時間の放置でなされ、一度吸着すると脱着し難くなるということが判った。
【０００９】
このことは、脱着し難い高沸点有機化合物が基板表面の吸着サイトを覆ってしまった場合に、雰囲気に存在する有機化合物（低沸点有機化合物等）が吸着されるのを回避させることができることを意味する。
【００１０】
なお、高沸点有機化合物は液晶化合物（炭化水素や芳香環等から構成される）と似た性質を有し、これら有機化合物は液晶中に混入されても不良に対して影響が少ないことが確認された。
【００１１】
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、液晶内に表示不良に起因する有機化合物の混入を大幅に低減させた液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
（１）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶を介して対向配置される各基板の該液晶と接触する面にＣｎＨ２ｎ＋２の炭化水素を含む膜が形成され、ｎは５から３０までの値であることを特徴とする。
【００１３】
（２）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶を介して対向配置される各基板の該液晶と接触する面にＣｎＨ２ｎ＋２の炭化水素を含む膜が形成され、ｎは１０から３０までの値であることを特徴とする。
【００１４】
（３）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶を介して対向配置される各基板の該液晶と接触する面にＣｎＨ２ｎ＋２の炭化水素を含む膜が形成され、ｎは２５の値であることを特徴とする。
【００１５】
（４）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）から（３）のいずれかの構成を前提とし、ＣｎＨ２ｎ＋２の炭化水素を含む膜は配向膜の上面に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
（５）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）から（３）のいずれかの構成を前提とし、ＣｎＨ２ｎ＋２の炭化水素を含む膜は配向膜を兼ねていることを特徴とする。
なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００１７】
（６）
本発明による液晶表示装置は、たとえば（１）から（５）のいずれかの構成を前提とし、前記膜は、ＣｎＨ２ｎ＋２の炭化水素を０．２ｎｇ／ｃｍ２以上含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
このように構成された液晶表示装置は、基板の液晶側の面に該液晶と接触して高沸点有機化合物が被着されていることから、該装置の製造過程において、該高沸点有機化合物の被着後に雰囲気中の低沸点有機物の該高沸点有機化合物の吸着を回避させることができる。該高沸点有機化合物の存在によって吸着サイトが埋められる状態となるからである。
【００１９】
そして、高沸点有機化合物は液晶化合物と似た性質を有し、これら有機化合物は液晶中に混入されても表示不良に対して影響が少ないことは上述したとおりである。
【００２０】
したがって、液晶内に表示不良に起因する有機化合物の混入を大幅に低減させることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明による液晶表示装置の実施例について図面を用いて説明をする。
図１は、本発明による液晶表示装置の一実施例を示す断面図である。
【００２２】
同図において、液晶ＬＣを介して互いに対向する基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２があり、基板ＳＵＢ１の液晶側の面には積層材料層ＭＬ１を介して配向膜ＡＬ１が形成され、この配向膜ＡＬ１の上面には高沸点有機材料層ＰＬ１が被着されている。また、基板ＳＵＢ２の液晶側の面には積層材料層ＭＬ２を介して配向膜ＡＬ２が形成され、この配向膜ＡＬ２の上面には高沸点有機材料層ＰＬ２が被着されている。
【００２３】
前記積層材料層ＭＬ１、ＭＬ２は液晶ＬＣに電界を印加するための画素毎の一対の電極、およびこれら電極に電圧を供給するための各種信号線等を含んで構成され、また、液晶表示装置の種類によってはスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ等をも形成されている。
【００２４】
また、前記配向膜ＡＬ１、ＡＬ２はそれに接触する液晶ＬＣの分子の初期配向方向を規制するもので、各種の液晶表示装置に必要となっている。
【００２５】
そして、前記高沸点有機材料層ＰＬ１、ＰＬ２は、それぞれ前記配向膜ＡＬ１、ＡＬ２の上面に、該配向膜ＡＬ１、ＡＬ２の液晶への機能を阻害されることなく設けられ、たとえば、Ｃ１２Ｈ２６（n−Dodecane）、Ｃ１３Ｈ２８（n−Tridecane）、Ｃ１４Ｈ３０（n−Tetradecane）等の材料から構成されている。
【００２６】
このような材料からなる高沸点有機材料層ＰＬ１、ＰＬ２は、それが有機材料で構成されていても脱着され難く、したがって液晶ＬＣ中への多量の混入をも回避させることができるようになる。そして、たとえ高沸点有機材料層ＰＬ１、ＰＬ２の材料が液晶中に混入されても、高沸点有機化合物は液晶化合物と似た性質を有し表示不良に対して影響の少ないものとして構成できる。
【００２７】
なお、図１において符号ＳＬはシール材を示し、各基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２に挟持される液晶ＬＣを封入するとともに、基板ＳＵＢ１に対する基板ＳＵＢ２の固着を図っている。
【００２８】
また、このように構成された液晶表示装置は、その製造の過程において、脱着し難い高沸点有機材料層ＰＬ１（ＰＬ２）が基板ＳＵＢ１（ＳＵＢ２）表面の吸着サイトを覆っていることとなり、雰囲気中に存在する有機化合物（低沸点有機材料層等）が吸着することのない効果を奏する。このため、基板ＳＵＢ１（ＳＵＢ２）を次の工程まで放置した場合において、その放置時間が異なっても特にそのことによる不都合（放置時間に応じて発生する表示不良）が生じなくなる。
【００２９】
図２は、分子式ＣｎＨ２ｎ＋１からなる各飽和炭化水素の例を図表的に表したもので、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、……、Ｃ３０Ｈ６２、Ｃ４０Ｈ８２を、その分子量、名称、凝固点（℃）、沸点（℃）、および用途とともに示している。
【００３０】
これら各飽和炭化水素のうちＣ５Ｈ１２からＣ３０Ｈ６２は常温で液体あるいは固体である物質となっている。ＣｎＨ２ｎ＋１のうちＣｎが小さいと時間経過とともに蒸発する性質を有し、実験結果によると、製造の工程中に基板を放置し、浮遊する有機化合物であるＤＯＰ（ジ−２エチル−ヘキシル−フタレート）に置き換わることが確認されたが、この沸点をＣｎの飽和炭化水素に例えるとＣ２５程度であり、Ｃ２５が最適となる。さらに、蒸発し難いＣ１０程度からＣ３０程度が好ましく、使用できる範囲としては、気体でないＣ５からＣ３０となる。
【００３１】
このうち、前記高沸点有機材料層ＰＬとして用いるのに適しているのはＣ５Ｈ１２からＣ３０Ｈ６２の範囲にあるもの、すなわち、ＣｎＨ２ｎ＋２の炭化水素であって、ｎは５から３０までの値のものであることが確認された。
【００３２】
また、より良好な適用としては、Ｃ１０Ｈ２２からＣ３０Ｈ６２の範囲にあるもの、すなわち、ＣｎＨ２ｎ＋２の炭化水素であって、ｎは１０から３０までの値のものであることが確認された。
【００３３】
さらに、最も良好な適用としては、Ｃ２５Ｈ５２、すなわち、ＣｎＨ２ｎ＋２の炭化水素であって、ｎは２５の値のものであることが確認された。
【００３４】
図３は、上述した高沸点有機材料層ＰＬの形成方法の一実施例を示した図である。
【００３５】
上記ＣｎＨ２ｎ＋１からなる物質例に示した少なくとも一つの物質を蒸気化した雰囲気ＡＴを形成し（図３（ａ））、この雰囲気ＡＴ内に基板（表面に配向膜が形成されている）ＳＵＢを配置し、一定時間放置し、基板ＳＵＢの表面に該物質の被膜を施す（図３（ｂ））。該雰囲気ＡＴ内から取り出した基板ＳＵＢは、その表面に高沸点有機材料層ＰＬが形成されたものとなる（図３（ｃ））。
【００３６】
図４は、高沸点有機材料層ＰＬの形成方法の他の実施例を示した図である。
【００３７】
上記物質例に示した少なくとも一つの物質を配向膜の材料と混合させ、この混合液体ＭＬを基板ＳＵＢの表面に塗布する（図４（ａ））。
【００３８】
該基板ＳＵＢを斜めに傾斜させ、全体を漬し（図４（ｂ））、該基板ＳＵＢの表面に該物質の被膜、すなわち配向膜ＡＬを兼ねた高沸点有機材料層ＰＬを施す（図４（ｃ））。
【００３９】
この場合、配向膜ＡＬ自体に本発明による高沸点有機材料層ＰＬの機能をもたせたものであるが、これに限らずそれぞれ別個に形成してもよいことはいうまでもない。
【００４０】
図５は、高沸点有機材料層ＰＬの形成方法の他の実施例を示した図である。
【００４１】
上記物質例に示した少なくとも一つの物質を混入させた配向膜ＡＬを基板ＳＵＢの表面に塗布する（図５（ａ））。
【００４２】
前記配向膜ＡＬに焼成を施す。この場合、この際の上昇する温度で前記物質は配向膜ＡＬの周囲で蒸気となり、該蒸気を含む雰囲気ＡＴが形成される（図５（ｂ））。
【００４３】
前記焼成とともに、前記物質は配向膜ＡＬ上に高沸点有機材料層ＰＬとして形成される（図５（ｃ））。
【００４４】
上述した効果を奏する液晶表示装置を分解し、高沸点有機化合物ＰＬの物質を採取した後に、いわゆるＧＣ／ＭＳ方法により物質が検出されるか否かを確認することができる。
【００４５】
この確認手順について以下説明する。
まず、図６ないし図８により、液晶及び不純物を採取する方法について説明する。
【００４６】
図６（ａ）に示す液晶パネル６０から、それぞれＴＦＴ基板のＴＦＴ面６１、カラーフィルタ基板のカラーフィルタ面６２を取り出す。次に、図７に示すように、取り出したＴＦＴ基板のＴＦＴ面６１（液晶に接していた面）、カラーフィルタ基板のカラーフィルタ面６２（液晶に接していた面）のそれぞれを溶媒７１で洗い流し、容器７２、７３に洗い流した溶媒を採取する。そして、図８に示すように、容器７２、７３中の溶媒を常温で蒸発させて液晶及び不純物を採取する。
【００４７】
このような手順により、液晶表示パネルに使用されている液晶及び不純物を採取できる。なお、液晶の量が実際にどの程度存在するのかについては、以下の手順で計算することができる。
【００４８】
たとえば、セルギャップが４μｍの液晶パネルの表示面を１０ｃｍ×１０ｃｍで切り出した場合には、
４μｍ＝０．０００４ｃｍ＝４．０×１０−４ｃｍであるので、
４×１０−４ｃｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍ＝４．０×１０−２ｃｍ３＝４．０×１０−２ｍｌ
の液晶が存在していることになる。
即ち、４．０×１０−２ｍｌ＝４．０×１０−２×１０３μｌ＝４０μｌの液晶が存在している。
【００４９】
そして、次に、基板表面に吸着している単位面積あたりの不純物の吸着量を算出する。図９は基板の表面に吸着している物質の量を示している。
【００５０】
図９より、最も多いドデカン（Ｃ１２Ｈ２６）に対して、
その平均値＋標準偏差×３（全データの９９．７３％が含有）を算出すると、
｛３.６＋（２．１×３)}×２＝１９．８ｎｇ／１００ｃｍ２
≒０．２ｎｇ／ｃｍ２となり、単位面積あたり、０．２ｎｇ／ｃｍ２の不純物が吸着していることがわかった。
【００５１】
よって、このような実証結果から、少なくともこの量以上の本発明の不純物が含まれていれば、本発明の効果を奏することになる。
【００５２】
上述した各実施例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施例での効果を単独であるいは相乗して奏することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明による液晶表示装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】各飽和炭化水素の分子式、分子量、凝固点、沸点、用途を示した表示で、このうちのいくつかは本発明による液晶表示装置の基板の液晶側の面に被着される材料を示したものである。
【図３】前記飽和炭化水素を基板の被着させる方法の一実施例を示した説明図である。
【図４】前記飽和炭化水素を基板の被着させる方法の他の実施例を示した説明図である。
【図５】前記飽和炭化水素を基板の被着させる方法の他の実施例を示した説明図である。
【図６】本発明による液晶表示装置を分解し、高沸点有機化合物の物質を採取した後に、ＧＣ／ＭＳ方法により該物質が検出されるか否かを確認するための一連の作業の一工程目を示す説明図である。
【図７】本発明による液晶表示装置を分解し、高沸点有機化合物の物質を採取した後に、ＧＣ／ＭＳ方法により該物質が検出されるか否かを確認するための一連の作業の二工程目を示す説明図である。
【図８】本発明による液晶表示装置を分解し、高沸点有機化合物の物質を採取した後に、ＧＣ／ＭＳ方法により該物質が検出されるか否かを確認するための一連の作業の三工程目を示す説明図である。
【図９】図６ないし図８の作業によって得られる、基板表面に吸着している物質の量を示したグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
ＳＵＢ……基板、ＭＬ……材料層、ＡＬ……配向膜、ＰＬ……高沸点有機材料層、ＬＣ……液晶、ＳＬ……シール剤。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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