(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素選択用のアクティブ素子が形成された主面の最上層に第１の配向膜を有する一方の基板と、カラーフィルタが形成された主面の最上層に第２の配向膜を有する他方の基板と、前記一方の基板の前記第１の配向膜と前記他方の基板の前記第２の配向膜の間に封止された液晶とからなる液晶表示パネルを具備した液晶表示装置であって、
前記第１の配向膜の積算光量を１００％としたとき、前記第２の配向膜の積算光量は３０％乃至８０％の範囲であり、
前記第２の配向膜の積算光量を１００％とし、前記カラーフィルタを通した場合のＣＩＥ色度図のx値とy値で示す白色座標（ｘ，ｙ）からの当該x値とy値の偏差Δx、Δyが、
Δx＝０．００２〜０．００７、Δｙ＝０．００２〜０．００９
であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
画素選択用のアクティブ素子が形成された主面の最上層に第１の配向膜を有する一方の基板と、カラーフィルタが形成された主面の最上層に第２の配向膜を有する他方の基板と、前記一方の基板の前記第１の配向膜と前記他方の基板の前記第２の配向膜の間に封止された液晶とからなる液晶表示パネルを具備した液晶表示装置であって、
前記第１の配向膜の積算光量を１００％としたとき、前記第２の配向膜の積算光量は５０％乃至７０％の範囲であり、
前記第２の配向膜の積算光量を１００％とし、前記カラーフィルタを通した場合のＣＩＥ色度図のx値とy値で示す白色座標（ｘ，ｙ）からの当該x値とy値の偏差Δx、Δyが、
Δx＝０．００３〜０．００４、Δｙ＝０．００４〜０．００６
であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
画素選択用のアクティブ素子が形成された主面の最上層に第１の配向膜を有する一方の基板と、カラーフィルタが形成された主面の最上層に第２の配向膜を有する他方の基板と、前記一方の基板の前記第１の配向膜と前記他方の基板の前記第２の配向膜の間に封止された液晶とからなる液晶表示パネルを具備した液晶表示装置であって、
前記第１の配向膜の積算光量を１００％としたとき、前記第２の配向膜の積算光量を４０％乃至５０％の範囲であり、
前記第２の配向膜の積算光量を１００％とし、前記カラーフィルタを通した場合のＣＩＥ色度図のx値とy値で示す白色座標（ｘ，ｙ）からの当該x値とy値の偏差Δx、Δyが、
Δx＝０．００４〜０．００６、Δｙ＝０．００６〜０．００８
であることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に配向膜に光の照射で配向制御能を付与した液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に使用する配向膜を配向処理すなわち配向制御能を付与する方法として、従来からラビングで処理する方法がある。このラビングによる配向処理は、配向膜を布で擦ることで配向処理を行うものである。一方、配向膜に非接触で配向制御能を付与する光配向法がある。
【０００３】
紫外線に代表される光の照射により配向処理を行う光配向を開示する特許文献１には、基板の面積を大きくすることなく基板に照射される偏光光の偏光方向を変える技術について記載されている。
【０００４】
特許文献１では、液晶表示パネルを構成する一方の基板（通例、画素選択用のアクティブ素子として薄膜トランジスタが形成された基板、以下薄膜トランジスタ基板:ＴＦＴ基板とも称する）とこの一方の基板に対向する他方の基板（通例、カラーフィルタが形成された基板、カラーフィルタ基板:ＣＦ基板とも称する）のそれぞれの配向膜に配向制御能を付与するための光量には特に差を持たせていない。
【０００５】
紫外線照射による配向制御能を付与した（配向処理を施した）液晶表示パネルにおいて、表示/非表示部分の長時間経過後の輝度の変化率、つまり焼き付きを低減させるため、ＣＦ基板側の配向膜に対する紫外線の照射量をＴＦＴ基板側配向膜に対する照射量よりも大としたものが特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２０６５２５号公報
【特許文献２】特開２００３−２５５３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光照射による配向膜への配向制御能の付与では、ラビングによるものと比較して処理に長時間を要する（タクトが低い）。その結果、製品の製造プロセス全体の処理時間が多くかかり、コスト低減の妨げの一つになっている。また、ＣＦ基板の配向膜に照射する光の積算値（積算光量）が大になると、その白色度座標が増加し、所謂黄変が増加する。さらに、ＣＦ基板の配向膜に照射する光の積算値が多いと、所謂アンカリング強度が低下し、残像特性が劣化する。
【０００７】
本発明の目的は、特にＣＦ基板の配向膜への配向制御能の付与時間を最適化することで、タクトをアップし、黄変を低減すると共に残像発生を抑制した液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、第２の配向膜すなわちＣＦ基板の配向膜に照射された積算光量を、第１の配向膜すなわちＴＦＴ基板の配向膜に照射された積算光量よりも少なくした。また、本発明は、一方の基板すなわちＴＦＴ基板のリタデーションを、他方の基板すなわちＣＦ基板のリタデーションより大とした。
【０００９】
以下、本発明の代表的な特徴的構成を列挙する。すなわち、
（１）本発明の液晶表示装置は、画素選択用のアクティブ素子が形成された主面の最上層に第１の配向膜を備えた一方の基板と、カラーフィルタが形成された主面の最上層に第２の配向膜を備えた他方の基板とを有し、一方の基板の第１の配向膜と他方の基板の第２の配向膜の間に液晶を挟持して封止された液晶表示パネルを具備している。そして、第１の配向膜と第２の配向膜は共に、光の照射により液晶配向制御能が付与されており、第２の配向膜に照射された積算光量が、第１の配向膜に照射された積算光量よりも少ないことを特徴とする。
【００１０】
上記した第２の配向膜の積算光量を、第１の配向膜の積算光量の３０％乃至８０％、好ましくは４０％乃至７０％、さらに好ましく４０％乃至５０％とする。
【００１１】
また、本発明は、一方の基板のリタデーションを、他方の基板のリタデーションより大としたことを特徴とする。
【００１２】
上記一方の基板のリタデーション２．０ｎｍに対し、他方の基板のリタデーションを０．７ｎｍ乃至１．８ｎｍ、好ましくは１．３ｎｍ乃至１．７ｎｍ、より好ましくは１．１ｎｍ乃至１．３ｎｍとする。
【００１３】
なお、本発明は、上記の構成および後述する実施の形態に開示される構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光配向プロセスのタクトがアップし、ＣＦ基板の配向膜の黄変を低減すると共に残像発生が抑制され、高品質の液晶表示装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの外観を模式的に示す斜視図である。この液晶表示パネルは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板ＳＵＢ１とカラーフィルタ（ＣＦ）基板ＳＵＢ２を貼り合わせ、両基板の貼り合わせ間隙に液晶が封入されている。ＴＦＴ基板ＳＵＢ１の２辺はＣＦ基板ＳＵＢ２の対応する２辺からはみ出しており、このはみ出した短辺に走査信号線駆動回路チップであるゲートドライバＧＤＲが搭載され、長辺には表示信号線駆動回路チップであるドレインドライバＤＤＲが搭載されている。図１には、ゲートドライバＧＤＲが二個、ドレインドライバＤＤＲが五個示したが、これは模式的なものであり、各ドライバの数は液晶表示パネルのサイズ、精細度等により決められる。
【００１７】
図２は、液晶表示装置全体の構成例を模式的に説明する展開斜視図である。図２は所謂縦電界方式（ＴＮ方式）の液晶表示パネルを用いたものである。図２において、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１の主面にはアクティブ素子として薄膜トランジスタ回路を用いたマトリクス配列の多数の画素を構成する画素電極ＰＸ、画素のマトリクス配列領域（表示領域）の周囲に実装されたゲートドライバＧＤＲ、ドレインドライバＤＤＲおよび付属回路ＣＩＲが形成されている。この表示領域を含む最表面を覆ってＴＦＴ基板側配向膜ＯＲＩ１が成膜されている。
【００１８】
ＣＦ基板ＳＵＢ２の主面には対向電極（この方式では共通電極とも称する）ＣＴとカラーフィルタＣＦが形成され、前記表示領域に対応する領域を含む最表面を覆ってＣＦ基板側配向膜ＯＲＩ２が成膜されている。
【００１９】
そして、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１の配向膜ＯＲＩ１とＣＦ基板ＳＵＢ２の配向膜ＯＲＩ２の間に液晶ＬＣが封入されてシールＳＬで封止されている。
【００２０】
なお、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１の外面、およびＣＦ基板ＳＵＢ２の外面には、それぞれ偏光板ＰＯＬ１、ＰＯＬ２が積層されている。この液晶表示装置は透過型であり、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１の背面にバックライトＢＬが設置されている。
【００２１】
図３は、所謂横電界方式の液晶表示パネルのＴＦＴ基板の構成例を模式的に説明する断面図である。なお、図３では薄膜トランジスタの図示を省略した。この方式では、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１の主面に、対向電極ＣＴがべた電極として成膜されている。この対向電極ＣＴの上にゲート絶縁層ＧＩ、ＳｉＮを好適とする保護層であるパッシべーション層ＰＡＳが成膜され、その上に櫛歯状の画素電極ＰＸが形成されている。そして、画素電極ＰＸを覆って配向膜ＯＲＩ１が成膜されている。
【００２２】
図４は、所謂横電界方式の液晶表示パネルのＴＦＴ基板の他の構成例を模式的に説明する断面図である。なお、図４でも薄膜トランジスタの図示を省略してある。この方式では、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１の主面に、形成されたゲート絶縁層ＧＩの上にパッシべーション層ＰＡＳが成膜され、その上にそれぞれが櫛歯状とされた画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとが交互に形成されている。そして、これら画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとを覆って配向膜ＯＲＩ１が成膜されている。
【００２３】
図５は、所謂横電界方式の液晶表示パネルのＣＦ基板の構成例を模式的に説明する断面図である。このＣＦ基板ＳＵＢ２は前記図３又は図４に示したＴＦＴ基板の何れかと組み合わせて液晶表示パネルを構成する。ＣＦ基板ＳＵＢ２は、その主面にブラックマトリクスＢＭで区画された３色のカラーフィルタＣＦが形成されている。なお、図５には一色のカラーフィルタのみを示してある。カラーフィルタＣＦは保護と平滑化のためのオーバコート層ＯＣが形成され、その上面を覆って配向膜ＯＲＩ２が形成されている。
【００２４】
なお、図２に示したＴＮ方式の液晶表示パネルのＣＦ基板には、例えば図５のカラーフィルタの上層に対向電極が形成される。図２にはオーバコート層ＯＣは図示していない。オーバコート層ＯＣの主たる機能は、ブラックマトリクスＢＭとカラーフィルタＣＦの表面を平滑にして配向膜ＯＲＩ２を平坦にすることにある。
【００２５】
図６は、光配向の処理装置を模式的に説明する図である。ＴＦＴ基板ＳＵＢ１又はＣＦ基板ＳＵＢ２の主面に配向制御能未付与の配向膜ＯＲＩ１又はＯＲＩ２が成膜されている。光源には紫外線ランプＵＶＬが用いられる。紫外線ランプＵＶＬからの紫外線は偏光子ＰＬＺで所定の偏光成分のみが選択されてＴＦＴ基板ＳＵＢ１又はＣＦ基板ＳＵＢ２に成膜された配向膜ＯＲＩ１又はＯＲＩ２を照射する。ＴＦＴ基板ＳＵＢ１又はＣＦ基板ＳＵＢ２は矢印Ａ方向に移送され、基板全域の配向膜に配向制御能を付与する。なお、光源に対する基板の移動は相対的なものであり、光源側を移動させてもよく、あるいは光源と基板の両者を移動させるようにしてもよい。
【００２６】
配向膜の材料としては、一般的にポリイミドが用いられる。この配向膜に紫外線を照射すると、その積算光量にが大きいほど白色度座標が増加する。ＣＦ基板ＳＵＢ２側には、その配向膜ＯＲＩ２の下層（基板側）にカラーフィルタが配置されている。配向膜ＯＲＩ２の白色度座標が増加すると、当然のこととしてカラーフィルタを通過した色光の純度が劣化する。
【００２７】
図７は、配向膜に照射する紫外線の積算光量に対する白色度の変化をＣＩＥ色度図のx値とy値で説明する図である。図７（ａ）はx値の変化を、図７（ｂ）はy値の変化を示す。図７では、照射光の積算光量をＪ/ｃｍ2で示す。
【００２８】
図８は、配向膜に照射する紫外線の積算光量に対するアンカリング強度の変化を説明する図である。図８では、照射光の積算光量をＪ/ｃｍ2で示し、アンカリング強度は１０-3J/ｍ2で示す。
【００２９】
図９は、配向膜に照射する紫外線の積算光量に対するリタデーションの変化を説明する図である。図９では、照射光の積算光量をＪ/ｃｍ2で示し、リタデーションをｎｍで示す。通常の液晶表示装置におけるリタデーションは、ＴＦＴ基板側で２．０ｎｍ付近、ＣＦ基板側で０．６ｎｍ付近である。
【００３０】
ＴＦＴ基板ＳＵＢ１側の配向膜ＯＲＩ１の積算光量を１００％としたとき、ＣＦ基板ＳＵＢ２側の配向膜ＯＲＩ２への積算光量は３０％乃至８０％の範囲とする。３０％未満では必要なアンカリング強度が得られず、残像特性が悪化する。また、８０％を越えるとＣＦ基板の配向膜ＯＲＩ２の黄変が大きくなる。
【００３１】
好ましくは、ＣＦ基板ＳＵＢ２側の配向膜ＯＲＩ２への積算光量を５０％乃至７０％の範囲とすることで、所要のアンカリング強度を確保すると共に、ＣＦ基板の配向膜ＯＲＩ２の黄変を抑制して色純度の劣化を回避できる。そして、さらに好ましくは上記積算光量を４０％乃至５０％の範囲とすれば、アンカリング強度を十分に確保すると共に、ＣＦ基板の配向膜ＯＲＩ２の黄変を防止して色純度の劣化を回避できる。
【００３２】
また、配向膜の膜厚が１００ｎｍであるとき、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１のリタデーションをアンカリング強度が十分に確保できる２．０ｎｍとしたときに、ＣＦ基板の配向膜ＯＲＩ２に照射する紫外線の積算光量を少なくしてリタデーションを０．７ｎｍ乃至１．８ｎｍとすることで焼き付き及び黄変を低減した表示特性を得ることができる。この場合、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１のリタデーションを１ｎｍとすると、ＣＦ基板の配向膜ＯＲＩ２のリタデーションは０．３５ｎｍ以上、０．９ｎｍ以下となる。そして、ＣＦ基板の配向膜ＯＲＩ２のリタデーションを１．３ｎｍ乃至１．７ｎｍとなる積算光量とすることで、より焼き付きを改善した表示とすることができ、さらに１．１ｎｍ乃至１．３ｎｍとなる積算光量とすることで焼き付きを改善するとともに黄変も抑制できる理想的な表示とすることができる。この場合、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１のリタデーションが１ｎｍとすると、ＣＦ基板のリタデーションは０．６５ｎｍ以上、０．８５ｎｍ以下となり、また、０．５５以上、０．６５ｎｍ未満となる。
【００３３】
図１０は、配向膜の膜厚に対するリタデーションの値を説明する図である。ここで用いた配向膜の焼成条件は２３０℃/３０ｍｉｎ、積算光量は５Ｊ/ｃｍ2、消光比は１７:１である。図中、小さい白丸は実測値、黒丸は平均値を示す。この図から、配向膜の膜厚に対するリタデーションは、略直線状に比例することが分かる。
【００３４】
図１１は、ＣＦ基板の配向膜の積算光量をＴＦＴ基板の配向膜の積算光量より少なくした本発明の効果をまとめた説明図である。図１１では、ＣＦ基板の配向膜の積算光量（図１１では、ＣＦ側積算光量と表記）をＴＦＴ基板の配向膜の積算光量を１００としたときの割合として、４０〜５０％とした場合、５０〜７０％とした場合、３０〜８０％とした場合、のそれぞれについてのＣＦ（カラーフィルタ）の黄変低減効果をＣＦ基板の配向膜の積算光量を１００％にした場合の白色度座標（ｘ,ｙ）からの偏差Δｘ,Δｙで示し、また、アンカリング強度、タクトアップ効果、ＣＦ側リタデーションの対ＴＦＴ側リタデーションの差を示した。なお、黄変低減効果についてはΔｘ、Δｙとも、０．００２以下であると黄変ＮＧレベルと認識される。また、アンカリング強度は配向性を維持するためには、０．９以上であることが必要とされる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの外観を模式的に示す斜視図である。
【図２】液晶表示装置全体の構成例を模式的に説明する展開斜視図である。
【図３】横電界方式の液晶表示パネルのＴＦＴ基板の構成例を模式的に説明する断面図である。
【図４】所謂横電界方式の液晶表示パネルのＴＦＴ基板の他の構成例を模式的に説明する断面図である。
【図５】横電界方式の液晶表示パネルのＣＦ基板の構成例を模式的に説明する断面図である。
【図６】光配向の処理装置を模式的に説明する図である。
【図７】配向膜に照射する紫外線の積算光量に対する白色度の変化をＣＩＥ色度図のx値とy値で説明する図である。
【図８】配向膜に照射する紫外線の積算光量に対するアンカリング強度の変化を説明する図である。
【図９】配向膜に照射する紫外線の積算光量に対するリタデーションの変化を説明する図である。
【図１０】配向膜の膜厚に対するリタデーションの値を説明する図である。
【図１１】ＣＦ基板の配向膜の積算光量をＴＦＴ基板の配向膜の積算光量より少なくした本発明の効果をまとめた説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
ＳＵＢ１・・・ＴＦＴ基板、ＰＸ・・・画素電極、ＧＤＲ・・・ゲートドライバ、ＤＤＲ・・・ドレインドライバ、ＣＩＲ・・・付属回路、ＯＲＩ１・・・ＴＦＴ基板側配向膜、ＯＲＩ２・・・ＣＦ基板ＳＵＢ２配向膜、ＣＴ・・・対向電極（共通電極）、ＣＦ・・・カラーフィルタ、ＬＣ・・・液晶、ＳＬ・・・シール、ＰＯＬ１,ＰＯＬ２・・・偏光板、ＢＬ・・・バックライト。
【図１】
0004714522.tif 000002
【図２】
0004714522.tif 000003
【図３】
0004714522.tif 000004
【図４】
0004714522.tif 000005
【図５】
0004714522.tif 000006
【図６】
0004714522.tif 000007
【図７】
0004714522.tif 000008
【図８】
0004714522.tif 000009
【図９】
0004714522.tif 000010
【図１０】
0004714522.tif 000011
【図１１】
0004714522.tif 000012