(57)【要約】【課題】縦電界及び横電界を用いた液晶配向モードを有する液晶表示装置において、消費電力を低減すること。【解決手段】液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、を備え、前記液晶層は、負の誘電異方性を有する液晶分子を含み、前記第１基板は、第１電極と、複数のスリットを有する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた第１絶縁層と、を有し、前記第２基板は、第３電極と、前記第３電極と前記液晶層との間に設けられた第２絶縁層と、を有し、前記第２絶縁層は、誘電率が５．０以下、かつ、膜厚が２．５μｍ以上であり、波長４００ｎｍにおける光線透過率が９０％以上である感放射線性樹脂組成物で構成される絶縁層と垂直配向膜との積層体であることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、を備えた液晶表示装置において、
前記液晶層は、負の誘電異方性を有する液晶分子を含み、
前記第１基板は、第１電極と、複数のスリットを有する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた第１絶縁層と、を有し、
前記第２基板は、第３電極と、前記第３電極と前記液晶層との間に設けられた第２絶縁層と、を有し、
前記第２絶縁層は、誘電率が５．０以下、かつ、膜厚が２．５μｍ以上であり、波長４００ｎｍにおける光線透過率が９０％以上である感放射線性樹脂組成物で構成される絶縁層と垂直配向膜との積層体であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、を備えた液晶表示装置において、
前記液晶層は、負の誘電異方性を有する液晶分子を含み、
前記第１基板は、第１電極と、複数のスリットを有する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた第１絶縁層と、を有し、
前記第２基板は、第３電極と、前記第３電極と前記液晶層との間に設けられた第２絶縁層と、を有し、
前記第２絶縁層は、垂直配向特性を有し、誘電率が５．０以下、かつ、膜厚が１．０μｍ以上であり、アクリル系ポリマーまたはシロキサン系ポリマーから選ばれる少なくとも一種のポリマーを含む感放射線性樹脂組成物で構成される絶縁層であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、を備えた液晶表示装置において、
前記液晶層は、負の誘電異方性を有する液晶分子を含み、
前記第１基板は、第１電極と、複数のスリットを有する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた第１絶縁層と、を有し、
前記第２基板は、第３電極と、前記第３電極と前記液晶層との間に設けられた第２絶縁層と、を有し、
前記第２絶縁層は、誘電率が５．０以下、かつ、膜厚が０．２μｍ以上の垂直配向膜であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
前記第２絶縁層は、局所的に垂直配向特性を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第２絶縁層の屈折率（ｎ１）は、１．６以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第２絶縁層は、屈折率の異なる複数の絶縁層の積層体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第２絶縁層は、アルカリ可溶性樹脂又は感光剤を含む感放射線性樹脂組成物で構成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
さらに、前記アルカリ可溶性樹脂が、炭素数４〜３０の炭化水素基を有することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第２絶縁層は、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドよりなる群から選ばれる少なくとも一種の重合体を含有する組成物で構成されることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記ポリアミック酸、前記ポリアミック酸エステル又は前記ポリイミドは、テトラカルボン酸二無水物又はテトラカルボン酸ジエステル化合物と、ジアミンとを反応させて得られることを特徴とする請求項９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。特に、誘電異方性が負の液晶材料を用いた液晶表示装置に関する。
【０００２】
従来、液晶表示装置における液晶配向モードとして様々な方法が提案されている。例えば、正の誘電率異方性を有する液晶分子を用いたＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、負の誘電率異方性を有する液晶分子を用いたＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードがある。これらはいずれも液晶層に対して垂直方向に電界（縦電界）を加えて液晶の配向を制御するモードである。また、正の誘電率異方性を有する液晶分子を用いたＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｉｎ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードがある。これらはいずれも液晶層に対して平行に電界（横電界）を加えて液晶の配向を制御するモードである。
【０００３】
いずれの液晶配向モードにしても一長一短がある。例えばＶＡモードでは視野角特性に改善の余地があり、ＦＳＳモードではコントラスト比に改善の余地があるため、それぞれ配向特性の工夫や外部フィルムの工夫などにより改善がなされている。
【０００４】
このような流れの中で、近年、ＶＡモードのような縦電界（液晶層の厚み方向に形成される電界）を用いた液晶配向モードとＩＰＳモードやＦＳＳモードのような横電界（液晶層の厚み方向と直交する方向に形成される電界）を用いた液晶配向モードとの利点を活かすために、縦電界と横電界とを組み合わせた液晶配向モードに関する開発も進んでいる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０１７３２９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、黒表示及び白表示のいずれの場合においても垂直方向に電界を形成し続ける必要があるため、常に電力を消費することとなる。この点に関し、特許文献１には、対向基板側の共通電極と配向膜との間に絶縁層を設けることにより、黒表示時に必要な電圧（Ｖ２＿Ｂ）の値を低減できることが示されている。
【０００７】
しかしながら、携帯端末等のディスプレイとして液晶表示装置を用いる場合には、バッテリーの容量低下が大きな問題となっており、液晶表示装置のさらなる低消費電力化が求められている。そのため、特許文献１に記載された技術は、さらに改善の余地があると言える。
【０００８】
そこで、本発明は、縦電界及び横電界を用いた液晶配向モードを有する液晶表示装置において、消費電力を低減することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施態様は、第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、を備えた液晶表示装置において、前記液晶層は、負の誘電異方性を有する液晶分子を含み、前記第１基板は、第１電極と、複数のスリットを有する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた第１絶縁層と、を有し、前記第２基板は、第３電極と、前記第３電極と前記液晶層との間に設けられた第２絶縁層と、を有し、前記第２絶縁層は、誘電率が５．０以下、かつ、膜厚が２．５μｍ以上であり、波長４００ｎｍにおける光線透過率が９０％以上である感放射線性樹脂組成物で構成される絶縁層と垂直配向膜との積層体であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の一実施態様は、第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、を備えた液晶表示装置において、前記液晶層は、負の誘電異方性を有する液晶分子を含み、前記第１基板は、第１電極と、複数のスリットを有する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた第１絶縁層と、を有し、前記第２基板は、第３電極と、前記第３電極と前記液晶層との間に設けられた第２絶縁層と、を有し、前記第２絶縁層は、垂直配向特性を有し、誘電率が５．０以下、かつ、膜厚が１．０μｍ以上であり、アクリル系ポリマーまたはシロキサン系ポリマーから選ばれる少なくとも一種のポリマーを含む感放射線性樹脂組成物で構成される絶縁層であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の一実施態様は、第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、を備えた液晶表示装置において、前記液晶層は、負の誘電異方性を有する液晶分子を含み、前記第１基板は、第１電極と、複数のスリットを有する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた第１絶縁層と、を有し、前記第２基板は、第３電極と、前記第３電極と前記液晶層との間に設けられた第２絶縁層と、を有し、前記第２絶縁層は、誘電率が５．０以下、かつ、膜厚が０．２μｍ以上の垂直配向膜であることを特徴とする。
【００１２】
前記第２絶縁層は、局所的に垂直配向特性を有していてもよい。
【００１３】
前記第２絶縁層の屈折率（ｎ１）は、１．６以上であることが好ましい。また、第２絶縁層の屈折率（ｎ１）と第３電極の屈折率（ｎ２）との差が小さいほど第２絶縁層と第３電極との間の反射を抑えられるため、透過率の向上という観点から好ましいと言える。
【００１４】
前記第２絶縁層は、屈折率の異なる複数の絶縁層の積層体であってもよい。この場合も、複数の絶縁層の屈折率を制御することにより、反射を抑え、透過率を向上させることが可能である。
【００１５】
前記第２絶縁層は、アルカリ可溶性樹脂及び感光剤を含む感放射線性樹脂組成物で構成されることが好ましい。さらに、前記アルカリ可溶性樹脂が、炭素数４〜３０の炭化水素基を有していてもよい。
【００１６】
前記第２絶縁層は、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドよりなる群から選ばれる少なくとも一種の重合体を含有する組成物で構成されてもよい。このとき、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル又はポリイミドは、テトラカルボン酸二無水物又はテトラカルボン酸ジエステル化合物と、ジアミンとを反応させて得られるものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態による液晶表示装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による液晶表示装置における画素の概略構成を示す平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による液晶表示装置における画素の概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による液晶表示装置において、液晶層に電圧を加えないときの液晶分子の挙動を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態による液晶表示装置において、黒表示のときの液晶分子の挙動を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態による液晶表示装置において、白表示のときの液晶分子の挙動を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態による液晶表示装置における画素の概略構成を示す断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態による液晶表示装置における画素の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の各実施の形態について、図面等を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１９】
また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。
【００２０】
（第１実施形態）
＜表示装置の構造＞
本発明の第１実施形態による液晶表示装置１０の概略の構成について、図１〜３を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態による液晶表示装置１０の概略構成を示す平面図である。図２は、本発明の第１実施形態による液晶表示装置１０における画素１００ａの概略構成を示す平面図である。図３は、本発明の第１実施形態による液晶表示装置１０における画素１００ａの概略構成を示す断面図である。
【００２１】
図１に示すように、第１実施形態による液晶表示装置１０において、アクティブマトリクス基板１０ａは、表示部（表示領域）１００、走査信号線駆動回路２００、及び映像信号線駆動回路３００を備えている。また、アクティブマトリクス基板１０ａには、論理回路４００及びＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）５００が設けられている。なお、説明の便宜上、図１では、アクティブマトリクス基板１０ａに対向する対向基板１０ｂ及びアクティブマトリクス基板１０ａと対向基板１０ｂとの間に保持する液晶層１０ｃを省略している。また、ここでは図示を省略しているが、偏光板等の各種光学フィルムを含んでいてもよい。
【００２２】
論理回路４００は、走査信号線駆動回路２００及び映像信号線駆動回路３００にタイミング信号等を与える制御部として機能する。ＦＰＣ５００は、液晶表示装置１０に対して外部から供給される信号を入出力するための端子である。なお、本実施形態では、透過型液晶表示装置を例示するが、反射型液晶表示装置であってもよい。
【００２３】
映像信号線駆動回路３００は、論理回路４００に含めてもよい。また、図１では、アクティブマトリクス基板１０ａの上に論理回路４００をフリップチップ等の方法により設けた例を示しているが、論理回路４００をＦＰＣ５００に設けて接続する形態を採用してもよい。
【００２４】
表示部１００には、複数の画素１００ａがマトリクス状に配置される。各画素１００ａには、映像信号線駆動回路３００から表示すべき映像に応じた映像信号が与えられる。それら映像信号に対応した電圧を各画素１００ａの液晶層１０ｃに与えることにより、映像信号に応じた映像を表示することができる。
【００２５】
図２に示すように、画素１００ａは、互いに交差する走査信号線２００ａ及び映像信号線３００ａに囲まれた領域に形成される。画素１００ａには、それぞれスイッチング素子として薄膜トランジスタ１００ｂが配置される。薄膜トランジスタ１００ｂは、走査信号線２００ａに跨る半導体層１００ｃを有し、半導体層１００ｃの一端が映像信号線３００ａに接続され、他端が画素電極１００ｄに接続される。図２の平面視において画素電極１００ｄの下方には、第１共通電極１００ｅが設けられている。第１共通電極１００ｅは、隣接する二本の走査信号線２００ａの間に設けられた平面状の電極であり、それら二本の走査信号線２００ａに沿って複数の画素１００ａに亘って設けられている。
【００２６】
本実施形態における画素電極１００ｄは、図２に示すように、櫛歯形状となっており、画素１００ａの中央付近に走査信号線２００ａと概略平行に設けられた幹部１０１ｄと、該幹部１０１ｄから映像信号線３００ａと概略平行に設けられた複数の枝部１０２ｄとで構成される。幹部１０１ｄ及び枝部１０２ｄの線幅や隣接する枝部１０２ｄの間の幅は、画素サイズ、液晶層の厚さ、形成される電界の強度、透過率、開口率等のパラメータを考慮して適宜決定すればよい。そして、枝部１０２ｄの一部が画素電極１００ｄに接続されている。勿論、画素電極１００ｄの形状は、これに限られるものではなく、例えば平面状の電極に複数のスリット（細長い矩形状の開口部）を設けた形状とすることも可能である。
【００２７】
図３は、図２に示した画素１００ａをIII−IIIで切断した断面の概略構成について示している。アクティブマトリクス基板１０ａは、第１基板１０１、薄膜トランジスタ１００ｂ、第１共通電極１００ｅ、第１絶縁層１０３、画素電極１００ｄ、パッシベーション膜１００ｄ、及び第１配向膜１０７を含む。具体的には、まず絶縁材料で構成される第１基板１０１の上に、薄膜トランジスタ１００ｂ、第１共通電極１００ｅ、及び画素電極１００ｄが設けられる。
【００２８】
なお、本実施形態では、薄膜トランジスタ１００ｂとして逆スタガ型の薄膜トランジスタを例示するが、如何なる構造であってもよい。
【００２９】
薄膜トランジスタ１００ｂは、ゲート電極として機能する走査信号線２００ａ、ゲート絶縁層として機能する第１絶縁層１０３、シリコン（Ｓｉ）で構成される半導体層１００ｃ、ソース（又はドレイン）電極として機能する映像信号線３００ａ、及びドレイン（又はソース）電極として機能する画素電極１００ｄを含む。これらを構成する具体的な材料については、公知の材料を用いることが可能である。
【００３０】
図２を用いて説明したように、第１共通電極１００ｅは、画素１００ａの全面に設けられている。ここで、本実施形態では、透過型液晶表示装置を例に挙げているため、第１共通電極１００ｅとしては、透光性の電極（例えばＩＴＯ）を用いる。また、反射型液晶表示装置とする場合は、反射率の良好な銀等の金属材料で構成される電極を用いればよい。
【００３１】
第１絶縁層１０３は、薄膜トランジスタ１００ｂを構成するゲート絶縁層として機能するとともに、画素電極１００ｄと第１共通電極１００ｅとの間に横電界（フリンジ電界）を形成するための絶縁層としても機能する。絶縁層１０３としては、例えば酸化シリコン層等の無機絶縁層を用いることができる。
【００３２】
さらに、薄膜トランジスタ１００ｂ及び画素電極１００ｄを覆うように、パッシベーション層１０５が設けられ、その上に、第１配向膜１０７が設けられている。パッシベーション層１０５は、保護層としての機能と平坦化層としての機能を兼ねており、例えば酸化シリコン層又は窒化シリコン層を用いることができる。また、第１配向膜１０７は、液晶層１０ｃを構成する液晶分子を垂直配向させる垂直配向膜である。
【００３３】
次に、対向基板１０ｂは、絶縁材料で構成される第２基板１１１、第２共通電極１１３、第２絶縁層１１５、及び第２配向膜１１７を含む。第２共通電極１１３は、第１共通電極１００ｅと同様に画素の全面に設けられるため、透光性の電極（例えばＩＴＯ）を用いる。第２絶縁層１１５は、誘電率が５．０以下（望ましくは４．０以下、さらに望ましくは３．５以下）、かつ、膜厚が１．５μｍ以上（望ましくは２．５μｍ以上、さらに望ましくは３．０μｍ以上）である絶縁層を用いることができる。第２絶縁層１１５としては、波長４００ｎｍにおける光線透過率が９０％以上である感放射線性樹脂組成物で構成される絶縁層を用いることが好ましい。第２配向膜１１７は、第１配向膜１０７と同様に液晶層１０ｃを構成する液晶分子を垂直配向させる垂直配向膜である。なお、図３には示していないが、対向基板１０ｂは、カラーフィルター、又はブラックマスク（遮光層）を含んでいてもよい。
【００３４】
上述した第２絶縁層１１５としては、屈折率（ｎ１）が１．６以上である絶縁層を用いることが好ましい。特に、第２絶縁層１１５の屈折率（ｎ１）と第２共通電極１１３の屈折率（ｎ２）との差が小さいほど、第２絶縁層１１５と第２共通電極１１３との間の反射を抑えられるため、透過率の向上という観点からは好ましい。例えば、第２共通電極１１３としてＩＴＯを用いる場合、第２絶縁層１１５の屈折率（ｎ１）は、１．９〜２．０とすることが望ましい。
【００３５】
上述したアクティブマトリクス基板１０ａと対向基板１０ｂとの間に液晶層１０ｃを保持することにより、液晶表示装置１０が構成される。なお、液晶層１０ｃは、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む。すなわち、本実施形態による液晶表示装置１０は、液晶分子の初期配向が垂直配向であり、かつ、負の誘電率異方性を有する液晶層を備えている。そして、第１共通電極１００ｅ、画素電極１００ｄ及び第２共通電極１１３に所定の電位を付与することにより、液晶層１０ｃに対して縦電界及び横電界を加えることが可能となっている。
【００３６】
＜液晶層の動作原理＞
このような液晶表示装置１０の液晶分子の挙動について、図４〜６を用いて説明する。図４は、本発明の第１実施形態による液晶表示装置１０において、液晶層１０ｃに電圧を加えないときの液晶分子１０ｄの挙動を示す図である。この状態では、第１共通電極１００ｅ、画素電極１００ｄ及び第２共通電極１１３のいずれにも電位が供給されていない。このとき、第１共通電極１００ｅと第２共通電極１１３との間の電圧をＶ１とし、第１共通電極１００ｅと画素電極１００ｄとの間の電圧をＶ２とすると、両者はともに０Ｖである。
【００３７】
本実施形態では、第１配向膜１０７及び第２配向膜１１７として垂直配向膜を用いているため、液晶層１０ｃに電圧を与えない場合における液晶分子１０ｄは、第１配向膜１０７及び第２配向膜１１７に対して垂直な方向に配向している。
【００３８】
図５は、本発明の第１実施形態による液晶表示装置１０において、黒表示のときの液晶分子の挙動を示す図である。なお、図５に示す矢印は、第１共通電極１００ｅ、画素電極１００ｄ及び第２共通電極１１３の間に形成される電界の向きである。この状態では、第１共通電極１００ｅに対して０Ｖ、画素電極１００ｄに対して±１Ｖ、第２共通電極１１３に対して±７．５Ｖが供給されている。すなわち、上述した電圧Ｖ１は、±７．５Ｖであり、電圧Ｖ２は、±１Ｖである。
【００３９】
図５に示すように、第１共通電極１００ｅと第２共通電極１１３との間及び第１共通電極１００ｅと画素電極１００ｄとの間には、矢印で示されるように、液晶層１０ｃの厚み方向（以下「垂直方向」という）に縦電界が形成される。そのため、負の誘電率異方性を有する液晶分子１０ｄは、電界の向きと直交する方向に倒れ、第１配向膜１０７及び第２配向膜１１７の表面に平行な方向（以下「水平方向」という）に配向する。また、本実施形態では、水平方向に倒れた液晶分子１０ｄが、図２に示した画素電極１００ｄの枝部１０２ｄに沿って配向する。そのため、第１基板１０１及び第２基板１１１の外側の面に、互いにクロスニコルとなるように偏光板が配置されていれば、液晶層１０ｃを透過する光が遮断されて黒表示となる。
【００４０】
次に、図６は、本発明の第１実施形態による液晶表示装置１０において、白表示のときの液晶分子の挙動を示す図である。この状態では、第１共通電極１００ｅに対して０Ｖ、画素電極１００ｄに対して±４．５Ｖ、第２共通電極１１３に対して±７．５Ｖが供給されている。すなわち、上述した電圧Ｖ１は、±７．５Ｖであり、電圧Ｖ２は、±４．５Ｖである。
【００４１】
図６に示すように、白表示の場合には、第１共通電極１００ｅと画素電極１００ｄとの間に横電界（フリンジ電界）が生じるため、縦電界と横電界とが混在して形成された斜め電界が生じる。これにより、液晶分子１０ｄは、配向膜に対して水平な方向への配向を維持しつつ、それぞれ異なる方位に向かって回転する。その結果、液晶層１０ｃを構成する液晶分子１０ｄそれぞれの長軸方向は、様々な電界の影響を受けて様々な方位に配向する。したがって、偏光板の偏光軸に対して所定の角度をもつことになるため、光が透過するようになり、白表示を実現することができる。特に、図２に示すような櫛歯形状に画素電極１００ｄを形成した場合、液晶分子１０ｄのそれぞれは、１つの画素内で４つの方位に向かって配向するため、視野角特性が向上するという効果が得られる。
【００４２】
なお、白表示のとき、電圧Ｖ２の絶対値が電圧Ｖ１の絶対値を上回ると液晶層１０ｃの内部に縦電界が発生せず、液晶分子１０ｄが水平方向への配向を維持できなくなる。このような状態になると、透過率の低下によりコントラスト比が低下するため、電圧Ｖ２の絶対値は、電圧Ｖ１の絶対値より小さくなるように制御することが好ましい。
【００４３】
ところで、本実施形態の液晶表示装置１０では、黒表示のとき、第１共通電極１００ｅと画素電極１００ｄとの間に±１Ｖの電圧が与えられている。すなわち、液晶表示装置１０は、何も表示しない黒表示のときであっても常に電力を消費していることとなる。黒表示のときに第１共通電極１００ｅと画素電極１００ｄとの間に与える電圧をＶｂとすると、次式が成り立つ。
【００４４】
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【００４５】
ここで、ｄ１は第１絶縁層１０３の膜厚、ｄ２は第２絶縁層１１５の膜厚、ｄＬＣは液晶層１０ｃの膜厚、ε１は第１絶縁層１０３の誘電率、ε２は第２絶縁層１１５の誘電率、εＬＣは液晶分子１０ｄのダイレクタに垂直な方向の誘電率、Ｖ１は第１共通電極１００ｅと第２共通電極１１３との間の電圧である。
【００４６】
上述した式から分かるように、黒表示のときに要する電圧Ｖｂは、第１絶縁層１０３及び第２絶縁層１１５の物性値に影響される。具体的には、第１絶縁層１０３の膜厚ｄ１は薄く、誘電率ε１は大きくすることが好ましく、第２絶縁層１１５の膜厚ｄ２は厚く、誘電率ε２は小さくすることが好ましく、液晶層１０ｃの膜厚ｄＬＣは厚く、誘電率εＬＣは小さくすることが好ましい。
【００４７】
しかしながら、第１絶縁層１０３は、薄膜トランジスタ１００ｂのゲート絶縁層としても機能するため、膜厚や誘電率を容易に変更することはできない。また、液晶層１０ｃについても同様に、適正な厚さと誘電率が決まっているため、容易に変更することはできないという事情がある。
【００４８】
そこで、本出願人は、第２絶縁層１１５の膜厚をさらに厚く、誘電率をさらに小さくすることが可能な絶縁材料を用いることにより、さらなる消費電力の削減を可能としている。そのような絶縁材料について以下に説明する。
【００４９】
＜第２絶縁層１１５の構成＞
第１実施形態による液晶表示装置１０では、第２絶縁層１１５として、誘電率が５．０以下（望ましくは４．０以下、さらに望ましくは３．５以下）、かつ、膜厚が１．５μｍ以上（望ましくは２．５μｍ以上）の絶縁層を用いている。具体的には、第２絶縁層１１５として、［Ａ］アルカリ可溶性樹脂、及び［Ｂ］感光剤を含む感放射線性樹脂組成物で構成される絶縁層を用い、第２絶縁層１１５と垂直配向膜である第２配向膜１１７との積層体を設けている。また、第２絶縁層１１５は、波長４００ｎｍにおける光線透過率が９０％以上であることが望ましい。これにより、感放射線性樹脂組成物を使用しながらも波長４００ｎｍ付近において高い光線透過率を確保できるため、低波長域の光（例えば青色光）の透過性を高めることができ、色バランスの良好な表示が可能となる。なお、本実施形態の感放射線性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない限り、その他の任意成分を含有してもよい。
【００５０】
本実施形態の感放射線性樹脂組成物は、光が照射された部分が現像で溶解するポジ型パターン形成用の感放射線性樹脂組成物であってもよいし、光が照射された部分が不溶化するネガ型パターン形成用の感放射線性樹脂組成物であってもよい。例えば、［Ｂ］成分である［Ｂ］感光剤として、［Ｂ−１］光ラジカル重合開始剤を用いれば、ネガ型パターン形成用として使用することができ、［Ｂ］成分である［Ｂ］感光剤として、［Ｂ−２］光酸発生剤を用いれば、ポジ型パターン形成用として使用することができる。
【００５１】
特に、前記［Ａ］アルカリ可溶性樹脂が、炭素数４〜３０の炭化水素基を有することで、誘電率が低い有機絶縁層を得ることができる。以下、本実施形態の感放射線性樹脂組成物に含有される各成分について説明する。
【００５２】
＜［Ａ］アルカリ可溶性樹脂＞
本実施形態の感放射線性樹脂組成物は必須の成分として、［Ａ］アルカリ可溶性樹脂を含有する。［Ａ］アルカリ可溶性樹脂は、アルカリ性の溶剤に可溶な樹脂であり、アルカリ現像性を有する樹脂である。このようなアルカリ現像性を有する樹脂を用いることで、フォトリソグラフィーにより所望のパターンを形成することができる。［Ａ］アルカリ可溶性樹脂は、例えば、カルボキシル基を有するアクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリシロキサン、およびノボラック樹脂から選ばれる１種であることが好ましい。
【００５３】
［カルボキシル基を有するアクリル樹脂］
［Ａ］アルカリ可溶性樹脂として好ましい、カルボキシル基を有するアクリル樹脂は、カルボキシル基を有する構成単位と重合性基を有する構成単位とを含むものであることが好ましい。その場合、カルボキシル基を有する構成単位と重合性基を有する構成単位とを含み、アルカリ現像性（アルカリ可溶性）を有していれば、特に限定されない。
【００５４】
重合性基を有する構成単位とは、エポキシ基を有する構成単位および（メタ）アクリロイルオキシ基を有する構成単位からなる群より選ばれる少なくとも１種の構成単位であることが好ましい。カルボキシル基を有するアクリル樹脂が、上記特定の構成単位を含むことで、優れた表面硬化性および深部硬化性を有する硬化膜を形成することができる。
【００５５】
これらの重合性単量体の重合方法としては、公知の方法により重合することが可能であり、特許２９６１７２２号公報、特許３２４１３９９号公報、特許５６０７３６４号公報、特許３８３８６２６号公報、特許４８５３２２８号公報、特許４９４７３００号公報、特許５００２２７５号公報等を参照することができる。
【００５６】
［ポリイミド樹脂］
本実施形態の感放射線性樹脂組成物に用いられる［Ａ］アルカリ可溶性樹脂として好ましいポリイミド樹脂は、重合体の構成単位中にカルボキシル基、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる少なくとも１種を有するポリイミド樹脂である。構成単位中にこれらのアルカリ可溶性の基を有することでアルカリ現像性（アルカリ可溶性）を備え、アルカリ現像時に露光部のスカム発現を抑えることができる。
【００５７】
本実施形態の感放射線性樹脂組成物に用いられる［Ａ］アルカリ可溶性樹脂として好ましいポリイミド樹脂は、例えば、酸成分とアミン成分とを縮合して得られるポリイミド樹脂である。酸成分としてはテトラカルボン酸二無水物を選択することが好ましく、アミン成分には、ジアミンを選択することが好ましい。［Ａ］アルカリ可溶性樹脂として好ましいポリイミド樹脂の構造は、特に限定されるものではないが、下記式（１）で表される構造単位を有することが好ましい。
【００５８】
【化１】
2017072744.tif 000004
【００５９】
上記式（１）中、Ｒ１は４価〜１４価の有機基、Ｒ２は２価〜１２価の有機基を表す。Ｒ３およびＲ４は、カルボキシル基、フェノール性水酸基、スルホン酸基またはチオール基を示し、それぞれ同じでも異なっていてもよい。ａおよびｂは０〜１０の整数を表す。また、上記式（１）中、Ｒ１は、ポリイミド樹脂の形成に用いられたテトラカルボン酸二無水物の残基を表しており、４価〜１４価の有機基である。中でも芳香族環または環状脂肪族基を含有する炭素原子数５〜４０の有機基が好ましい。
【００６０】
ポリイミド樹脂の形成に用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、２，２−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、１，１−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、１，１−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、９，９−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）フルオレン二無水物、９，９−ビス｛４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル｝フルオレン二無水物などが好ましい。これらを２種以上用いてもよい。
【００６１】
上記式（１）において、Ｒ２は、ポリイミド樹脂の形成に用いられたジアミンの残基を表しており、２価〜１２価の有機基である。中でも芳香族環または環状脂肪族基を含有する炭素原子数５〜４０の有機基が好ましい。
【００６２】
ポリイミド樹脂の形成に用いられるジアミンの具体的な例としては、３，３’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、３，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、３，４’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、３，３’−ジアミノジフェニルスルヒド、３，４’−ジアミノジフェニルスルヒド、４，４’−ジアミノジフェニルスルヒド、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン等が好ましい。これらを２種以上用いてもよい。
【００６３】
上記式（１）において、Ｒ３およびＲ４はカルボキシル基、フェノール性水酸基、スルホン酸基またはチオール基を示す。ａおよびｂは０〜１０の整数を示す。得られる感放射線性樹脂組成物の安定性からは、ａおよびｂは０が好ましいが、アルカリ水溶液に対する溶解性の観点から、ａおよびｂは１以上が好ましい。このＲ３およびＲ４のアルカリ可溶性基の量を調整することで、アルカリ水溶液に対する溶解速度が変化するので、この調整により適度な溶解速度を有した感放射線性樹脂組成物を得ることができる。
【００６４】
上記Ｒ３およびＲ４がいずれもフェノール性水酸基である場合、２．３８質量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液に対する溶解速度をより適切な範囲とするためには、（ａ）ポリイミド樹脂がフェノール性水酸基量を（ａ）１ｋｇ中２モル〜４モル含有することが好ましい。フェノール性水酸基量をこの範囲とすることで、より高感度および高コントラストの感放射線性樹脂組成物が得られる。
【００６５】
また、上記式（１）で表される構成単位を有するポリイミドは、主鎖末端にアルカリ可溶性基を有することが好ましい。このようなポリイミドは高いアルカリ可溶性を有する。アルカリ可溶性基の具体例としては、カルボキシル基、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基等が挙げられる。主鎖末端へのアルカリ可溶性基の導入は、末端封止剤にアルカリ可溶性基を持たせることにより行うことができる。末端封止剤は、モノアミン、酸無水物、モノカルボン酸、モノ酸クロリド化合物、モノ活性エステル化合物等を用いることができる。
【００６６】
上記式（１）で表される構成単位を有するポリイミド樹脂において、構成単位の繰り返し数は３以上が好ましく、５以上がより好ましく、また２００以下が好ましく、１００以下がより好ましい。この範囲であれば本実施形態の感光性樹脂組成物を用い、所望とする膜厚の絶縁層を形成することができる。
【００６７】
本実施形態において、［Ａ］アルカリ可溶性樹脂として好ましいポリイミド樹脂は、上記式（１）で表される構成単位のみからなるものであってもよいし、他の構成単位との共重合体あるいは混合体であってもよい。その際、一般式（１）で表される構成単位をポリイミド樹脂全体の１０質量％以上含有することが好ましい。１０質量％以上であれば、熱硬化を行う際の収縮を抑えることができる。共重合あるいは混合に用いられる構成単位の種類および量は、最終加熱処理によって得られるポリイミド樹脂の耐熱性を損なわない範囲で選択することが好ましい。例えば、ベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール等が挙げられる。これらの構成単位はポリイミド樹脂中７０質量％以下が好ましい。
【００６８】
本実施形態において、好ましいポリイミド樹脂は、例えば、公知の方法を用いてポリイミド前駆体を得て、これを公知のイミド化反応法を用いてイミド化させる方法を利用して合成することができる。ポリイミド前駆体の公知の合成法としては、ジアミンの一部を末端封止剤であるモノアミンに置き換えて、または、酸二無水物の一部を末端封止剤であるモノカルボン酸、酸無水物、モノ酸クロリド化合物、モノ活性エステル化合物に置き換えて、アミン成分と酸成分を反応させることで得られる。例えば、低温中でテトラカルボン酸二無水物とジアミン（一部をモノアミンに置換）を反応させる方法、低温中でテトラカルボン酸二無水物（一部を酸無水物、モノ酸クロリド化合物またはモノ活性エステル化合物に置換）とジアミンを反応させる方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得、その後ジアミン（一部をモノアミンに置換）と縮合剤の存在下で反応させる方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得、その後残りのジカルボン酸を酸クロリド化し、ジアミン（一部をモノアミンに置換）と反応させる方法等がある。
【００６９】
また、本実施形態のポリイミド樹脂のイミド化率は、例えば、以下の方法で容易に求めることができる。まず、ポリマーの赤外吸収スペクトルを測定し、ポリイミドに起因するイミド構造の吸収ピーク（１７８０ｃｍ−１付近、１３７７ｃｍ−１付近）の存在を確認する。次に、そのポリマーを３５０℃で１時間熱処理し、赤外吸収スペクトルを測定し、１３７７ｃｍ−１付近のピーク強度を比較することによって、熱処理前ポリマー中のイミド基の含量を算出し、イミド化率を求める。本実施形態においてポリイミド樹脂のイミド化率は、耐薬品性、高収縮残膜率の点から８０％以上であることが好ましい。
【００７０】
［ポリシロキサン］
本実施形態の感放射線性樹脂組成物において用いられる樹脂として好ましいポリシロキサンは、ラジカル反応性官能基を有するポリシロキサンである。ポリシロキサンがラジカル反応性官能基を有するポリシロキサンである場合、シロキサン結合を有する化合物のポリマーの主鎖または側鎖にラジカル反応性官能基を有するものであれば特に限定されるものではない。その場合、ポリシロキサンは、ラジカル重合により硬化させることができ、硬化収縮を最小限に抑えることが可能である。ラジカル反応性官能基としては、例えば、ビニル基、α−メチルビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、スチリル基等の不飽和有機基が挙げられる。これらのうち、硬化反応が円滑に進むことから、アクリロイル基またはメタクリロイル基を有するものが好ましい。
【００７１】
本実施形態において好ましいポリシロキサンは、加水分解性シラン化合物の加水分解縮合物であることが好ましい。ポリシロキサンを構成する加水分解性シラン化合物は、（ｓ１）下記式（２−１）で示される加水分解性シラン化合物（以下、（ｓ１）化合物とも言う。）と、（ｓ２）下記式（２−２）で示される加水分解性シラン化合物（以下、（ｓ２）化合物とも言う。）とを含む加水分解性シラン化合物であることが好ましい。
【００７２】
【化２】
2017072744.tif 000005
【００７３】
【化３】
2017072744.tif 000006
【００７４】
上記式（２−１）中、Ｒ１１は炭素数１〜６のアルキル基である。Ｒ１２はラジカル反応性官能基を含む有機基である。ｐは１〜３の整数である。但し、Ｒ１１およびＲ１２が複数となる場合、複数のＲ１１およびＲ１２はそれぞれ独立している。
【００７５】
上記式（２−２）中、Ｒ１３は炭素数１〜６のアルキル基である。Ｒ１４は水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のフッ化アルキル基、フェニル基、トリル基、ナフチル基、エポキシ基、アミノ基またはイソシアネート基である。ｎは０〜２０の整数である。ｑは０〜３の整数である。但し、Ｒ１３およびＲ１４が複数となる場合、複数のＲ１３およびＲ１４はそれぞれ独立している。
【００７６】
（（ｓ１）化合物）
上記式（２−１）中、Ｒ１１は炭素数１〜６のアルキル基である。Ｒ１２はラジカル反応性官能基を含む有機基である。ｐは１〜３の整数である。但し、Ｒ１１およびＲ１２が複数となる場合、複数のＲ１１およびＲ１２はそれぞれ独立している。上述のＲ１１である炭素数１〜６のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ブチル基等が挙げられる。これらのうち、加水分解の容易性の観点から、メチル基、エチル基が好ましい。上記のｐとしては、加水分解縮合反応の進行の観点から１または２が好ましく、１がより好ましい。
【００７７】
ラジカル反応性官能基を有する有機基としては、上述のラジカル反応性官能基により１個以上の水素原子が置換された直鎖状、分岐状または環状の炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、炭素数７〜１２のアラルキル基等が挙げられる。同一分子内に複数のＲ１２が存在するとき、これらはそれぞれ独立している。また、Ｒ１２が示す有機基はヘテロ原子を有していてもよい。そのような有機基としては、例えば、エーテル基、エステル基、スルフィド基等が挙げられる。
【００７８】
（ｓ１）化合物としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、ｏ−スチリルトリメトキシシラン、ｏ−スチリルトリエトキシシラン、ｍ−スチリルトリメトキシシラン、ｍ−スチリルトリエトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、ｐ−スチリルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、メタクリロキシトリメトキシシラン、メタクリロキシトリエトキシシラン、メタクリロキシトリプロポキシシラン、アクリロキシトリメトキシシラン、アクリロキシトリエトキシシラン、アクリロキシトリプロポキシシラン、２−メタクリロキシエチルトリメトキシシラン、２−メタクリロキシエチルトリエトキシシラン、２−メタクリロキシエチルトリプロポキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリプロポキシシラン、２−アクリロキシエチルトリメトキシシラン、２−アクリロキシエチルトリエトキシシラン、２−アクリロキシエチルトリプロポキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリプロポキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、トリフルオロブチルトリメトキシシラン、３−（トリメトキシシリル）プロピル無水コハク酸等のトリアルコキシシラン化合物が挙げられる。
【００７９】
（（ｓ２）化合物）
上記式（２−２）中、Ｒ１３は炭素数１〜６のアルキル基である。Ｒ１４は水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のフッ化アルキル基、フェニル基、トリル基、ナフチル基、エポキシ基、アミノ基またはイソシアネート基である。ｎは０〜２０の整数である。ｑは０〜３の整数である。但し、Ｒ１３およびＲ１４がそれぞれ複数となる場合、複数のＲ１３およびＲ１４はそれぞれ独立している。
【００８０】
上述のＲ１３である炭素数１〜６のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ブチル基等が挙げられる。これらのうち、加水分解の容易性の観点から、メチル基、エチル基が好ましい。上記のｑとしては、加水分解縮合反応の進行の観点から１または２が好ましく、１がより好ましい。
【００８１】
上述のＲ１４が上記炭素数１〜２０のアルキル基である場合、そのアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、３−メチルブチル基、２−メチルブチル基、１−メチルブチル基、２，２−ジメチルプロピル基、ｎ−ヘキシル基、４−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、１−メチルペンチル基、３，３−ジメチルブチル基、２，３−ジメチルブチル基、１，３−ジメチルブチル基、２，２−ジメチルブチル基、１，２−ジメチルブチル基、１，１−ジメチルブチル基、ｎ−ヘプチル基、５−メチルヘキシル基、４−メチルヘキシル基、３−メチルヘキシル基、２−メチルヘキシル基、１−メチルヘキシル基、４，４−ジメチルペンチル基、３，４−ジメチルペンチル基、２，４−ジメチルペンチル基、１，４−ジメチルペンチル基、３，３−ジメチルペンチル基、２，３−ジメチルペンチル基、１，３−ジメチルペンチル基、２，２−ジメチルペンチル基、１，２−ジメチルペンチル基、１，１−ジメチルペンチル基、２，３，３−トリメチルブチル基、１，３，３−トリメチルブチル基、１，２，３−トリメチルブチル基、ｎ−オクチル基、６−メチルヘプチル基、５−メチルヘプチル基、４−メチルヘプチル基、３−メチルヘプチル基、２−メチルヘプチル基、１−メチルヘプチル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−ノナニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基等が挙げられる。好ましくは炭素数１〜１０のアルキル基であり、より好ましくは炭素数１〜３のアルキル基である。
【００８２】
これらの（ｓ２）化合物のうち、特に好ましい加水分解性シラン化合物としては、例えば、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−ｉ−プロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、トリルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリブトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ナフチルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシランおよびγ−イソシアネートプロピルトリメトキシシランが挙げられる。このような加水分解性シラン化合物は、単独でまたは２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００８３】
（（ｓ１）化合物および（ｓ２）化合物の加水分解縮合）
上記（ｓ１）化合物および（ｓ２）化合物を加水分解縮合させる条件としては、（ｓ１）化合物および（ｓ２）化合物の少なくとも一部を加水分解して、加水分解性基をシラノール基に変換し、縮合反応を起こさせるものである限り特に限定されるものではないが、一例として以下のように実施することができる。
【００８４】
上述の加水分解縮合物のＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）によるポリスチレン換算重量平均分子量（以下、「Ｍｗ」と称する。）としては、５００〜１００００が好ましく、１０００〜５０００がより好ましい。Ｍｗを５００以上とすることで、本実施形態の感放射線性樹脂組成物の成膜性を改善できる。一方、Ｍｗを１００００以下とすることによって、感放射線性樹脂組成物の現像性の低下を防止できる。
【００８５】
上述の加水分解縮合物のＧＰＣによるポリスチレン換算数平均分子量（以下、「Ｍｎ」と称する。）としては３００〜５０００が好ましく、５００〜３０００がより好ましい。ポリシロキサンのＭｎを上記範囲とすることによって、本実施形態の感放射線性樹脂組成物の塗膜の硬化時の硬化反応性を向上できる。
【００８６】
上記加水分解縮合物の分子量分布「Ｍｗ／Ｍｎ」としては、３．０以下が好ましく、２．６以下がより好ましい。（ｓ１）化合物および（ｓ２）化合物の加水分解縮合物のＭｗ／Ｍｎを３．０以下とすることにより、形成される膜の現像性を高めることができる。ポリシロキサンを含む本実施形態の感放射線性樹脂組成物は、現像する際に現像残りの発生が少なく容易に所望の形状のパターンを形成することができる。
【００８７】
［ノボラック樹脂］
本実施形態の感放射線性樹脂組成物に用いられる樹脂として好ましいノボラック樹脂は、フェノール類をホルマリン等のアルデヒド類で公知の方法で重縮合することにより得ることができる。
【００８８】
本実施形態の感放射線性樹脂組成物において好ましいノボラック樹脂を得るフェノール類としては、例えば、フェノール、ｐ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｏ−クレゾール、２，３−ジメチルフェノール、２，４−ジメチルフェノール、２，５−ジメチルフェノール、２，６−ジメチルフェノール、３，４−ジメチルフェノール、３，５−ジメチルフェノール、２，３，４−トリメチルフェノール、２，３，５−トリメチルフェノール、３，４，５−トリメチルフェノール、２，４，５−トリメチルフェノール、メチレンビスフェノール、メチレンビスｐ−クレゾール、レゾルシン、カテコール、２−メチルレゾルシン、４−メチルレゾルシン、ｏ−クロロフェノール、ｍ−クロロフェノール、ｐ−クロロフェノール、２，３−ジクロロフェノール、ｍ−メトキシフェノール、ｐ−メトキシフェノール、ｐ−ブトキシフェノール、ｏ−エチルフェノール、ｍ−エチルフェノール、ｐ−エチルフェノール、２，３−ジエチルフェノール、２，５−ジエチルフェノール、ｐ−イソプロピルフェノール、α−ナフトール、β−ナフトール等が挙げられる。これらを２種以上用いてもよい。
【００８９】
また、本実施形態の感放射線性樹脂組成物において、好ましいノボラック樹脂を得るアルデヒド類としては、ホルマリンの他、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、クロロアセトアルデヒド等が挙げられる。これらを２種以上用いてもよい。
【００９０】
本実施形態の感放射線性樹脂組成物に含有される［Ａ］アルカリ可溶性樹脂として好ましいノボラック樹脂の、重量平均分子量は、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）によるポリスチレン換算で２０００〜５００００が好ましく、より好ましくは３０００〜４００００である。
【００９１】
＜［Ｂ］感光剤＞
本発明の実施形態の感放射線性樹脂組成物に含有される［Ｂ］感光剤としては、放射線に感応してラジカルを発生し重合を開始できる化合物（すなわち、［Ｂ−１］光ラジカル重合開始剤）、または、放射線に感応して酸を発生する化合物（すなわち、［Ｂ−２］光酸発生剤）を挙げることができる。
【００９２】
このような［Ｂ−１］光ラジカル重合開始剤としては、Ｏ−アシルオキシム化合物、アセトフェノン化合物、ビイミダゾール化合物等が挙げられる。これらの化合物は、単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
【００９３】
Ｏ−アシルオキシム化合物としては、１，２−オクタンジオン１−［４−（フェニルチオ）−２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）］、エタノン−１−〔９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−〔９−エチル−６−（２−メチル−４−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル）−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）またはエタノン−１−〔９−エチル−６−｛２−メチル−４−（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラニル）メトキシベンゾイル｝−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）が好ましい。
【００９４】
アセトフェノン化合物としては、例えば、α−アミノケトン化合物、α−ヒドロキシケトン化合物が挙げられる。
【００９５】
ビイミダゾール化合物としては、例えば、２，２’−ビス（２−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール、２，２’−ビス（２，４−ジクロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾールまたは２，２’−ビス（２，４，６−トリクロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾールが好ましく、そのうち、２，２’−ビス（２，４−ジクロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾールがより好ましい。
【００９６】
［Ｂ−１］光ラジカル重合開始剤は、上述したように、単独でまたは２種以上を混合して使用できる。［Ｂ−１］光ラジカル重合開始剤の含有割合は、［Ａ］アルカリ可溶性樹脂１００質量部に対して、１質量部〜４０質量部が好ましく、５質量部〜３０質量部がより好ましい。［Ｂ−１］光ラジカル重合開始剤の使用割合を１質量部〜４０質量部とすることで、感放射線性樹脂組成物は、低露光量であっても、高い耐溶媒性、高い硬度および高い密着性を有する硬化膜を形成することができる。その結果、そうした特性に優れた樹脂からなるパターンを提供することができる。
【００９７】
次に、本実施形態の感放射線性樹脂組成物の［Ｂ］感光剤である［Ｂ−２］光酸発生剤としては、例えば、オキシムスルホネート化合物、オニウム塩、スルホンイミド化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾメタン化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、カルボン酸エステル化合物、キノンジアジド化合物等が挙げられる。尚、これらの［Ｂ−２］光酸発生剤は、単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
【００９８】
オキシムスルホネート化合物としては、下記式（３）で表されるオキシムスルホネート基を含む化合物が好ましい。
【００９９】
【化４】
2017072744.tif 000007
【０１００】
上記式（３）中、Ｒａは、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２のフルオロアルキル基、炭素数４〜１２の脂環式炭化水素基、炭素数６〜２０のアリール基、あるいはこれらのアルキル基、脂環式炭化水素基およびアリール基が有する水素原子の一部または全部が置換基で置換された基である。
【０１０１】
上記式（３）中のＲａで表されるアルキル基としては、炭素数１〜１２の直鎖状または分岐状のアルキル基が好ましい。この炭素数１〜１２の直鎖状または分岐状のアルキル基は置換基により置換されていてもよく、上記置換基としては、例えば、炭素数１〜１０のアルコキシ基、７，７−ジメチル−２−オキソノルボルニル基等の有橋式脂環基を含む脂環式基等が挙げられる。炭素数１〜１２のフルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプチルフルオロプロピル基等が挙げられる。
【０１０２】
上記Ｒａで表される脂環式炭化水素基としては、炭素数４〜１２の脂環式炭化水素基が好ましい。この炭素数４〜１２の脂環式炭化水素基は置換基により置換されていてもよく、上記置換基としては、例えば、炭素数１〜５のアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
【０１０３】
上記Ｒａで表されるアリール基としては、炭素数６〜２０のアリール基が好ましく、フェニル基、ナフチル基、トリル基、キシリル基がより好ましい。上記アリール基は置換基により置換されていてもよく、上記置換基としては、例えば、炭素数１〜５のアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
【０１０４】
オキシムスルホネート化合物の具体的な例としては、（５−プロピルスルフォニルオキシイミノ−５Ｈ−チオフェン−２−イリデン）−（２−メチルフェニル）アセトニトリル、（５−オクチルスルフォニルオキシイミノ−５Ｈ−チオフェン−２−イリデン）−（２−メチルフェニル）アセトニトリル、（カンファースルフォニルオキシイミノ−５Ｈ−チオフェン−２−イリデン）−（２−メチルフェニル）アセトニトリル、（５−ｐ−トルエンスルフォニルオキシイミノ−５Ｈ−チオフェン−２−イリデン）−（２−メチルフェニル）アセトニトリル、２−（オクチルスルホニルオキシイミノ）−２−（４−メトキシフェニル）アセトニトリル等を挙げることができ、これらは市販品として入手することができる。
上述したオニウム塩としては、例えば、ジフェニルヨードニウム塩、トリフェニルスルホニウム塩、スルホニウム塩、ベンゾチアゾニウム塩、テトラヒドロチオフェニウム塩、ベンジルスルホニウム塩等が挙げられる。
【０１０５】
スルホンイミド化合物としては、例えば、Ｎ−（トリフルオロメチルスルホニルオキシ）スクシンイミド、Ｎ−（カンファスルホニルオキシ）スクシンイミド、Ｎ−（４−メチルフェニルスルホニルオキシ）スクシンイミド、Ｎ−（２−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ）スクシンイミド、Ｎ−（４−フルオロフェニルスルホニルオキシ）スクシンイミド、Ｎ−（トリフルオロメチルスルホニルオキシ）フタルイミド、Ｎ−（カンファスルホニルオキシ）フタルイミド、Ｎ−（２−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ）フタルイミド、Ｎ−（２−フルオロフェニルスルホニルオキシ）フタルイミド、Ｎ−（トリフルオロメチルスルホニルオキシ）ジフェニルマレイミド、Ｎ−（カンファスルホニルオキシ）ジフェニルマレイミド、４−メチルフェニルスルホニルオキシ）ジフェニルマレイミド等が挙げられる。
【０１０６】
キノンジアジド化合物としては、例えば、フェノール性化合物またはアルコール性化合物（以下、「母核」ともいう）と、１，２−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドまたは１，２−ナフトキノンジアジドスルホン酸アミドとの縮合物を用いることができる。
【０１０７】
上記の母核としては、例えば、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、ペンタヒドロキシベンゾフェノン、ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、（ポリヒドロキシフェニル）アルカンのほか、上記母核以外のその他の母核等が挙げられる。
【０１０８】
上述したフェノール性化合物またはアルコール性化合物（母核）と、１，２−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとの縮合反応においては、フェノール性化合物またはアルコール性化合物中のＯＨ基数に対して、好ましくは３０モル％以上８５モル％以下、より好ましくは５０モル％以上７０モル％以下に相当する１，２−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドを用いることができる。尚、上記縮合反応は、公知の方法によって実施することができる。
【０１０９】
以上の［Ｂ−２］光酸発生剤としては、オキシムスルホネート化合物、オニウム塩、スルホンイミド化合物、キノンジアジド化合物が好ましく、オキシムスルホネート化合物、キノンジアジド化合物がより好ましい。
【０１１０】
［Ｂ−２］光酸発生剤を上述した化合物とすることで、それを含有する本実施形態の感放射線性樹脂組成物は、感度および溶解性を向上させることができる。
【０１１１】
［Ｂ−２］光酸発生剤の含有量としては、［Ａ］アルカリ可溶性樹脂１００質量部に対して、０．１質量部〜５０質量部が好ましく、１質量部〜３０質量部がより好ましい。［Ｂ−２］光酸発生剤の含有量を上記範囲とすることで、本実施形態の感放射線性樹脂組成物の感度を最適化し、表面硬度が高い硬化膜を形成でき、そうした特性に優れたパターンを提供することができる。
【０１１２】
（第２絶縁層１１５の形成方法）
［Ａ］アルカリ可溶性樹脂、［Ｂ］感光剤を含む感放射線性樹脂組成物を塗布した後、９０℃にて２分間ホットプレート上でプレベークして平均膜厚３．０μｍの塗膜を形成した。この塗膜に所定のパターンマスクを介して、水銀ランプによって所定量の紫外線を照射した。次いで、アルカリ水溶液で現像してパターンを形成し、その後、２３０℃で３０分間のポストベークを行うことで、第２絶縁層を形成する。特開２０１１−９５４３３号公報等に記載の層間絶縁膜の形成方法と同様の方法によって形成することができる。
【０１１３】
その後、後述する、垂直配向膜（第２配向膜１１７）を第２絶縁層１１５の上に形成することで、絶縁膜と垂直配向膜とを有する積層体を形成することができる。
【０１１４】
［垂直配向膜１１７について］
本実施形態で用いる液晶配向剤（垂直配向膜の材料）は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸及び該ポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミドよりなる群から選択される少なくとも一種の重合体（ａ）と、酸化防止剤（ｂ）とを含有するものであり、当該重合体（ａ）及び酸化防止剤（ｂ）が溶剤に溶解されてなる。以下、液晶配向剤について説明する。
【０１１５】
重合体（ａ）について
＜ポリアミック酸＞
［テトラカルボン酸二無水物］
本実施形態におけるポリアミック酸を合成するのに用いるテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、脂肪族テトラカルボン酸二無水物、脂環式テトラカルボン酸二無水物、芳香族テトラカルボン酸二無水物などを挙げることができる。これらの具体例としては、脂肪族テトラカルボン酸二無水物として、例えば１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸二無水物などを、脂環式テトラカルボン酸二無水物として、例えば１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物などを、芳香族テトラカルボン酸二無水物として、例えばピロメリット酸二無水物などを、それぞれ挙げることができる。そのほか、特開２０１０−９７１８８号公報に記載のテトラカルボン酸二無水物を用いることができる。なお、上記テトラカルボン酸二無水物は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【０１１６】
［ジアミン成分について］
本発明におけるポリアミック酸を合成するために使用するジアミンとしては、例えば、脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、芳香族ジアミン、ジアミノオルガノシロキサンなどを挙げることができる。これらのジアミンは、１種単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。ここで、ジアミンの具体例としては、脂肪族ジアミンとして、例えば１，１−メタキシリレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどを、脂環式ジアミンとして、例えば１，４−ジアミノシクロヘキサン、４，４’−メチレンビス（ シクロヘキシルアミン）、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンなどを用いるとよい。また、垂直配向型用の液晶配向剤に含有されるポリアミック酸を合成する場合、良好な垂直配向特性を付与するべく、上記他のジアミンとしてプレチルト成分を有するものを用いるとよい。このようなプレチルト成分を有するジアミンとして具体的には、例えばドデカノキシ−２，４−ジアミノベンゼン、テトラデカノキシ−２，４−ジアミノベンゼン、ペンタデカノキシ−２，４−ジアミノベンゼン、ヘキサデカノキシ−２，４−ジアミノベンゼン等を用いることができる。
【０１１７】
プレチルト成分を有するジアミンは、その合計量が、全ジアミンに対して５モル％以上含むものであることが好ましく、１０モル％以上含むことがより好ましい。
【０１１８】
＜ポリアミック酸の合成＞
本実施形態におけるポリアミック酸の合成反応に供されるテトラカルボン酸二無水物とジアミンとの使用割合は、ジアミンのアミノ基１当量に対して、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基が０．２〜２当量となる割合が好ましく、さらに好ましくは０．３〜１．２当量となる割合である。
【０１１９】
ポリアミック酸の合成反応は、好ましくは有機溶媒中において行われる。このときの反応温度は−２０℃〜１５０℃が好ましく、０〜１００℃がより好ましい。また、反応時間は０．１〜２４時間が好ましく、０．５〜１２時間がより好ましい。
【０１２０】
＜ポリイミド及びポリイミドの合成＞
本実施形態の液晶配向剤に含有されるポリイミドは、上記の如くして合成されたポリアミック酸を脱水閉環してイミド化することにより得ることができる。このようにして得たポリイミドをＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）、γ−ブチロラクトン、ＮＥＰ（Ｎ−エチルピロリドン）等の溶剤に溶解することによりポリイミドを含有する反応溶液が得られる。勿論、これらの溶剤以外にも、例えば特開２０１４−６３１３３号公報に記載された溶剤を用いてもよい。この反応溶液は、そのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除いたうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、ポリイミドを単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、又は単離したポリイミドを精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。これらの精製操作は公知の方法に従って行うことができる。このような垂直配向膜は、特開２０１３−１２７５９７号公報等の記載を参考にすればよい。また、垂直配向膜を形成するための配向剤の調整方法、基板への垂直配向膜の形成方法についても、特開２０１３−１２７５９７号公報等の記載を参考にすることができる。
【０１２１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による液晶表示装置２０の概略の構成について、図７を用いて説明する。図７は、本発明の第２実施形態による液晶表示装置２０における画素部の概略構成を示す断面図である。図７に示すように、第２実施形態による液晶表示装置２０は、垂直配向膜を用いることなく、第２絶縁層１２１として、垂直配向特性を有する絶縁層を単層で用いる点で、第１実施形態による液晶表示装置１０とは異なる。なお、その他の点では第１実施形態による液晶表示装置１０の構造と同じであるため、図３と図７とで共通する部分には同じ符号を付している。
【０１２２】
本実施形態における液晶表示装置２０は、図７に示すように、対向基板２０ｂが第２基板１１１、第２共通電極１１３、及び垂直配向特性を有する第２絶縁層１２１で構成される。つまり、第２実施形態では、第２絶縁層１２１が直接液晶層１０ｃに接する構造となっているが、この構造は、第２絶縁層１２１として、垂直配向特性を有する絶縁層を用いているから実現できる構成と言える。本実施形態における第２絶縁層１２１としては、垂直配向特性を有し、誘電率が５．０以下（望ましくは４．０以下、さらに望ましくは３．５以下）、かつ、膜厚が１．０μｍ以上（望ましくは２．０μｍ以上、さらに望ましくは３．０μｍ以上）の絶縁層を用いることができる。
【０１２３】
＜第２絶縁層１２１の構成＞
垂直配向特性を有する絶縁層としては、アクリル系ポリマーまたはシロキサン系ポリマーから選ばれる少なくとも一種のポリマーを含む感放射線性樹脂組成物から形成されたで構成される絶縁層を用いることができる。例えば、上述の［カルボキシル基を有するアクリル樹脂］の構成単位の一つとして、下記で示される側鎖に炭素数３以上４０以下の炭化水素基を含む構成物モノマーを含む単量体で形成された重合体を用いることで形成することができる。また、シロキサン系ポリマーは、例えば、イソシアネート基を有するトリメトキシシランとコレステロールを反応させて得られる化合物由来の構成単位（式（１−１９））を含む加水分解縮合体を用いて形成することができる。
【０１２４】
本実施形態では、第２絶縁層１２１の構成材料として用いるアクリル系ポリマーやシロキサン系ポリマーは、２２０℃以下で膜形成することができる。そのため、膜形成に２５０℃以上という高めの温度が必要なポリイミド系材料に比べ、下層の膜に熱によるダメージを与えにくいという利点がある。例えば、図７において、第２基板１１１と第２絶縁層１２１との間にカラーフィルターを設ける場合、カラーフィルターの高温暴露による色劣化を防ぐことができるという利点がある。
【０１２５】
炭素数３以上４０以下の炭化水素基としては、例えばアルキル基としては、プロピル基、ペンチル基、ヘプチル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−オクタデシル基、２−エチルヘキシル基、コレスタニル基、コレステニル基を挙げることができる。このような炭素数３〜４０の炭化水素基を有する繰り返し単位として、下記式（１−１）〜（１−１８）を挙げることができる。
【０１２６】
【化５】
2017072744.tif 000008
【０１２７】
【化６】
2017072744.tif 000009
【０１２８】
【化７】
2017072744.tif 000010
【０１２９】
【化８】
2017072744.tif 000011
【０１３０】
【化９】
2017072744.tif 000012
【０１３１】
【化１０】
2017072744.tif 000013
【０１３２】
これらの重合性単量体の重合方法としては、公知の方法を用いることが可能であり、特許２９６１７２２号公報、特許３２４１３９９号公報、特許５６０７３６４号公報、特許３８３８６２６号公報、特許４８５３２２８号公報、特許４９４７３００号公報、特許５００２２７５号公報等を参照することができる。
【０１３３】
このような置換基を有する重合体を含む感放射線性樹脂組成物から形成された絶縁層は、絶縁層表面に、炭素数３以上４０以下の炭化水素基（例えばアルキル基）として、例えばプロピル基、ペンチル基、ヘプチル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−オクタデシル基、２−エチルヘキシル基、コレスタニル基、コレステニル基等の置換基が存在することによって、部分的に垂直配向特性をもたせることができる。
【０１３４】
このように本実施形態では、第２絶縁層１２１として垂直配向特性を有する絶縁層を用いることにより、垂直配向膜を設ける必要がなくなる。そのため、第１実施形態と同様に、縦電界及び横電界を用いた液晶配向モードを有する液晶表示装置において消費電力を低減するという効果に加え、さらに製造工程を簡略化することができるとともに、製造コストを低減することが可能である。
【０１３５】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による液晶表示装置３０の概略の構成について、図８を用いて説明する。図８は、本発明の第３実施形態による液晶表示装置３０における画素部の概略構成を示す断面図である。図８に示すように、第３実施形態による液晶表示装置３０は、第２絶縁層１３１として、膜厚を厚くした垂直配向膜を単層で用いる点で、第１実施形態による液晶表示装置１０とは異なる。なお、その他の点では第１実施形態による液晶表示装置１０の構造と同じであるため、図３と図８とで共通する部分には同じ符号を付している。
【０１３６】
本実施形態における液晶表示装置３０は、図８に示すように、対向基板３０ｂが第２基板１１１、第２共通電極１１３、及び垂直配向膜である第２絶縁層１３１で構成される。つまり、第２絶縁層１３１が直接液晶層１０ｃに接する構造となっているが、この構造は、第２絶縁層１３１として、垂直配向膜を用いているから実現できる構成と言える。本実施形態における第２絶縁層１３１としては、誘電率が５．０以下（望ましくは４．０以下、さらに望ましくは３．５以下）、かつ、膜厚が０．２μｍ以上（望ましくは１．５μｍ以上、さらに望ましくは３．０μｍ以上）の垂直配向膜を用いることができる。
【０１３７】
＜第２絶縁層１３１の構成＞
本実施形態の垂直配向膜は、第１実施形態にて説明した垂直配向膜の膜厚を厚くすることにより得ることができる。具体的には、液晶配向剤の固形分濃度を調整した上で塗布することにより、垂直配向膜の膜厚を厚くすることできる。このような液晶配向剤は、ポリアミック酸およびそのイミド化重合体よりなる群から選択される少なくとも１種ならびに必要に応じて任意的に配合されるその他の添加剤が、好ましくは有機溶媒中に溶解含有されて構成される。
【０１３８】
本実施形態の液晶配向剤に使用できる有機溶媒としては、重合体の合成反応に用いられるものとして例示した溶媒と同じものを挙げることができる。
【０１３９】
本実施形態の液晶配向剤に使用される特に好ましい有機溶媒としては、印刷性の観点からＮ−メチル−２−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、γ−ブチロラクタム、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン、エチレングリコールモノメチルエーテル、乳酸ブチル、酢酸ブチル、メチルメトキシプロピオネ−ト、エチルエトキシプロピオネ−ト、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコール−ｉ−プロピルエーテル、エチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル（ブチルセロソルブ）、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、ジイソペンチルエーテルなどを挙げることができる。これらは単独で使用することができ、または２種以上を混合して使用することができる。
【０１４０】
本実施形態の液晶配向剤における特に好ましい溶媒組成は、前記の溶媒を組み合わせて得られる組成であって、液晶配向剤中で固形成分が析出せず、且つ液晶配向剤の表面張力が２５ｍＮ／ｍ以上４０ｍＮ／ｍ以下の範囲となるような組成である。
【０１４１】
本実施形態の液晶配向剤における固形分濃度（液晶配向剤の溶媒以外の成分の総重量が液晶配向剤の全重量に占める割合）は、粘性、揮発性などを考慮して選択され、好ましくは１〜５０重量％、より好ましくは２〜４０重量％、さらに好ましくは３〜３０重量％の範囲である。すなわち、本発明の液晶配向剤は、これを基板表面に塗布して溶媒を除去することにより液晶配向膜となる塗膜を形成するが、固形分濃度が１重量％未満である場合には、この塗膜の膜厚が過小となって良好な液晶配向膜を得難くなる場合がある。一方、固形分濃度が５０重量％を超える場合には、塗膜の膜厚が過大となって良好な液晶配向膜を得難く、また、液晶配向剤の粘性が増大して塗布特性が劣り面内均一性に優れる液晶配向膜が得られない場合がある。
【０１４２】
なお、特に好ましい固形分濃度の範囲は、基板に液晶配向剤を塗布する際に用いる塗布方法によって異なり、さらに具体的には液晶配向剤を各塗布方法に適切な溶液粘度とするために適切である固形分濃度に調節することが好ましい。例えばスピンナー法による場合には液晶配向剤の溶液粘度を３．０〜１０．０ｍＰａ・ｓの範囲に調整することが好ましい。印刷法による場合には、液晶配向剤の溶液粘度を１２〜５０ｍＰａ・ｓの範囲に調整することが好ましい。インクジェット法による場合には液晶配向剤の溶液粘度を３〜１５ｍＰａ・ｓの範囲することが好ましい。
【０１４３】
本実施形態の液晶配向剤を調製する際の温度は、好ましくは、０℃〜２００℃、より好ましくは２０℃〜６０℃である。
【０１４４】
（変形例１）
上述した各実施形態では、第２絶縁層として単層膜を用いる例を示したが、第２絶縁層として積層膜を用いることも可能である。例えば、第２絶縁層として、複数の樹脂膜を積層した構造としてもよいし、樹脂膜と無機膜とを積層した構造としてもよい。
【０１４５】
また、屈折率の異なる複数の絶縁層を積層して誘電体多層膜を形成してもよい。このとき、各層の屈折率を制御することにより、各層間の界面における反射を抑えることが可能であり、総合的に反射を抑えて透過率の高い絶縁層とすることができる。
【０１４６】
（変形例２）
上述した第２実施形態では、第２絶縁層１２１の全面（全体的な表面）に垂直配向特性をもたせる例を示したが、局所的に垂直配向特性をもたせた構造としてもよい。例えば、第２絶縁層１２１の形成プロセスの過程において、マスクを用いて局所的に垂直配向特性を付与することが可能である。
【０１４７】
第２絶縁層１２１に対して局所的に垂直配向特性をもたせることにより、例えばアクティブマトリクス基板１０ａ側における配向乱れをキャンセルすることが可能である。具体的には、画素電極１００ｄのエッジ（縁）部分における電界の乱れによって液晶分子１０ｄの配向が乱れた場合に、その部分の乱れをキャンセルするように、第２絶縁層１２１に対して局所的に垂直配向特性をもたせることができる。これにより、画素電極１００ｄの起伏に起因する電界乱れによって生じる液晶分子の配向乱れを最小限に抑制することができ、液晶表示装置の透過率の向上を図ることができる。
【０１４８】
＜実施例＞
（合成例１）
ここでは、第２実施形態で説明した第２絶縁層１２１（垂直配向特性を有する絶縁層）の合成例について説明する。具体的には、アルカリ可溶性樹脂［Ａ−１］の合成について説明する。
【０１４９】
冷却管および撹拌機を備えたフラスコに、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）８質量部およびジエチレングリコールメチルエチルエーテル２２０質量部を仕込んだ。引き続き、メタクリル酸２０質量部、グリシジルメタアクリレート４５質量部、メタクリル酸メチル２５質量部、コレスタニルメタアクリレート１０質量部を仕込み、窒素置換した後、緩やかに攪拌しつつ、溶液の温度を７０℃に上昇させ、この温度を５時間保持して重合することにより、共重合体（Ａ−１）を含有する溶液を得た。得られた重合体溶液の固形分濃度は３１．０質量％であり、共重合体（Ａ−１）のＭｗは１１０００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は２．３であった。尚、固形分濃度とは重合体溶液の全質量に占める共重合体質量の割合を意味する。
【０１５０】
（合成例２）
次に、第１実施形態で説明した垂直配向膜１１７の合成例について説明する。
【０１５１】
テトラカルボン酸二無水物として２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物（ＴＣＡ）２２．４ｇ（０．１モル）、ジアミンとしてｐ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）２．２ｇ（０．０２モル）、３，５−ジアミノ安息香酸（ＤＡＢ）７．６ｇ（０．０５モル）、３，５−ジアミノ安息香酸コレスタニル（ＨＣＤＡ ）１０．５ｇ（０．０２モル）及びコレスタニルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン（ＨＣＯＤＡ）４．９ｇ（０．０１モル）、をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１９０ｇに溶解し、６０℃で６時間反応を行い、ポリアミック酸を２０重量％ 含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液について、ＮＭＰを加えてポリアミック酸濃度１ ０ 重量％ の溶液として測定した溶液粘度は８８ｍＰａ・ｓであった。
【０１５２】
次いで、得られたポリアミック酸溶液に、ＮＭＰ４４２ｇを追加し、ピリジン１１．９ｇ及び無水酢酸１５．３ｇを添加して１１０℃で４時間脱水閉環反応を行った。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなＮＭＰで溶媒置換（本操作によって脱水閉環反応に使用したピリジン及び無水酢酸を系外に除去した。以下同じ。）することにより、イミド化率約６５％のポリイミド（ＰＩ−１）を２６重量％ 含有する溶液を得た。得られたポリイミド溶液を少量分取し、ＮＭＰを加えてポリイミド濃度１０重量％ の溶液として測定した溶液粘度は５５ｍＰａ・ｓであった。
【０１５３】
（実施例１）
［ポジ型の第１の感放射線性樹脂組成物の調製］
アルカリ可溶性樹脂として、アルカリ可溶性樹脂（Ａ−１）を含有する溶液を、重合体１００質量部（固形分）に相当する量で準備し、次いで光酸発生剤であるキノンジアジド化合物として、４，４’−［１−［４−［１−［４−ヒドロキシフェニル］−１−メチルエチル］フェニル］エチリデン］ビスフェノール（１．０モル）を３０質量部混合し、さらに、固形分濃度が３０質量％となるようにジエチレングリコールエチルメチルエーテルを加えて、各成分を溶解させた後、口径０．２μｍのメンブランフィルタで濾過して、ポジ型の感放射線性を備えた第１の感放射線性樹脂組成物を調製した。
【０１５４】
（実施例２）
［ネガ型の第２の感放射線性樹脂組成物］
【０１５５】
アルカリ可溶性樹脂として、アルカリ可溶性樹脂（Ａ−１）を含有する溶液を、重合体１００質量部（固形分）に相当する量で準備し、次いで重合性化合物としてジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物（ＫＡＹＡＲＡＤ（登録商標）  ＤＰＨＡ（以上、日本化薬社））１００質量部、および感放射線性重合開始剤としてエタノン−１−〔９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）（イルガキュアＯＸＥ０２、ＢＡＳＦ社）を５質量部を混合し、固形分濃度が３０質量％となるように、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを加えて、各成分を溶解させた後、孔径０．５μｍのミリポアフィルタで濾過することにより、ネガ型の感放射線性を備えた第２の感放射線性樹脂組成物を調製した。
【０１５６】
（実施例３）
［垂直配向剤の調製］
合成したポリイミド（ＰＩ−１）１００重量部を含有する溶液に、酸化防止剤としてＩＲＧＡＮＯＸ１０１０（ＢＡＳＦジャパン社製）をポリイミド（ＰＩ−１）１００重量部に対して３重量部、溶剤としてＮＭＰ、エチレングリコール−モノ−ｎ−ブチルエーテル（ＢＣ ）及び１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）を加え、溶媒組成がＮＭＰ：ＢＣ：ＤＭＩ＝３０：５０：２０（重量比）、固形分濃度６．５重量％の溶液とした。この溶液を孔径１μｍのフィルターを用いて濾過することにより垂直配向剤を調製した。
【０１５７】
（実施例４）
［厚膜化用垂直配向剤の調製］
合成したポリイミド（ＰＩ−１）１００重量部を含有する溶液に、酸化防止剤としてＩＲＧＡＮＯＸ１０１０（ＢＡＳＦジャパン社製）をポリイミド（ＰＩ−１）１００重量部に対して３重量部、架橋剤としてＮ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラグリシジル−ｍ−キシレンジアミン２重量部、溶剤としてＮＭＰ、エチレングリコール−モノ−ｎ−ブチルエーテル（ＢＣ ）及び１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）を加え、溶媒組成がＮＭＰ：ＢＣ：ＤＭＩ＝３０：５０：２０（重量比）、固形分濃度１０．０重量％の溶液とした。この溶液を孔径１μｍのフィルターを用いて濾過することにより厚膜化用垂直配向剤を調製した。
【０１５８】
＜感放射線性樹脂組成物の評価＞
実施例１〜４に示した感放射線性樹脂組成物のそれぞれを第２絶縁層として対向電極に設けた各液晶表示素子について、各感放射線性樹脂組成物の誘電率及び液晶表示特性（駆動閾値）を評価した。
【０１５９】
[誘電率の測定]
実施例１〜実施例４の感放射線性樹脂組成物を用い、研磨したＳＵＳ３０４製の基板上に、スピンナーを用いて各組成物を塗布した後、ホットプレート上で１００℃にて２分間プレベークすることにより膜厚３．０μｍの塗膜を形成した。得られた各塗膜に対し、キヤノン（株）製ＰＬＡ−５０１Ｆ露光機（超高圧水銀ランプ）を用い、積算照射量が３０００Ｊ／ｍ２となるようにそれぞれ露光を行った後、クリーンオーブン内にて２２０℃で１時間加熱することにより、基板上に硬化膜（絶縁膜）を形成した。
【０１６０】
次に、硬化膜上に、蒸着法によりＰｔ／Ｐｄ電極パターンを形成し、誘電率測定用サンプルを作成した。得られたサンプルにつき、横河・ヒューレットパッカード（株）製ＨＰ１６４５１Ｂ電極およびＨＰ４２８４ＡプレシジョンＬＣＲメータを用い、ＣＶ法により、周波数１ｋＨｚの周波数における誘電率を測定した。結果を表１に示す。尚、比誘電率の評価においては、形成する膜のパターニングは不要のため、現像工程を省略し、塗膜形成の工程、放射線照射の工程および加熱工程のみを行い評価に供した。
【０１６１】
[液晶表示特性の評価]
〔ＴＥＧ（Ｔｅｓｔ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｇｒｏｕｐ）の評価〕
実施例１〜実施例４の感放射線性樹脂組成物を用い、銅を用いたゲート配線を形成したガラス基板上に、スピンナーを用いて各組成物を塗布した後、ホットプレート上で１００℃にて２分間プレベークすることにより膜厚１００ｎｍの塗膜を形成した。得られた各塗膜に対し、キヤノン（株）製ＰＬＡ−５０１Ｆ露光機（超高圧水銀ランプ）を用い、積算照射量が３０００Ｊ／ｍ２となるようにそれぞれ露光を行った後、クリーンオーブン内にて２２０℃で１時間加熱することにより、基板上に硬化膜を形成した。この硬化膜上に、蒸着法により酸化物半導体（ＩＧＺＯ）を形成した。さらに蒸着法により銅を用いてソースならびにドレイン電極を形成し、ＴＥＧ測定用サンプルを作成した。
【０１６２】
ソース・ドレイン電極間の距離は６μｍ、電極幅は３０μｍとした。得られたサンプルにつき、Ｖｅｃｔｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎ製Ｐｒｏｂｅ  ｓｔａｔｉоｎおよびＫＥＩＴＨＬＥＹ４２００を用い、１０Ｖのドレイン電圧のもと、−２０Ｖ〜２０Ｖのゲート電圧におけるドレイン電流を測定し、閾値電圧Ｖｔｈを算出した。測定後の基板を高温高湿（６０℃、９０％ＲＨ）槽で７２時間曝露させ同様の測定を実施し、Ｖｔｈを算出した。高温高湿曝露前後の閾値電圧の差を算出し、その絶対値をΔＶｔｈとした。なお、ＴＥＧ評価においては、形成する膜のパターニングは不要のため、現像工程を省略し、塗膜形成の工程、放射線照射の工程および加熱工程のみを行い評価に供した。
【０１６３】
上述した実施例１〜４に示した感放射線性樹脂組成物の膜厚及び誘電率と、それらの感放射線性樹脂組成物を第２絶縁層として用いた液晶表示素子の液晶表示特性とを表１にまとめた。なお、比較例１は、対向基板に第２絶縁層を形成しない場合における液晶表示素子の例である。
【０１６４】
【表１】
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【０１６５】
表１に示されるように、第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態のいずれに対応する液晶表示素子においても、少なくとも０．３Ｖ以下の駆動閾値を実現することができる。それに比べて、比較例１では、駆動閾値が０．９５Ｖと高い。この事は、液晶表示素子の低消費電力化に対して第２絶縁層の寄与が大きいことを示している。
【０１６６】
以上のとおり、対向基板に設ける第２絶縁層として、上述した各実施形態にて説明した絶縁層を用いることにより、縦電界及び横電界を用いた液晶配向モードを有する液晶表示装置において消費電力を低減することが可能であることが分かった。
【０１６７】
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の表示装置を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【０１６８】
また、上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【符号の説明】
【０１６９】
１０、２０、３０…液晶表示装置、１０ａ…アクティブマトリクス基板、１０ｂ…対向基板、１０ｃ…液晶層、１０ｄ…液晶分子、１００…画素部、１００ａ…画素、２００…走査信号線駆動回路、３００…映像信号線駆動回路、４００…論理回路、５００…ＦＰＣ、２００ａ…走査信号線、３００ａ…映像信号線、１００ｂ…薄膜トランジスタ、１００ｃ…半導体層、１００ｄ…画素電極、１００ｅ…第１共通電極、１０１ｄ…幹部、１０２ｄ…枝部、１０１…第１基板、１０３…第１絶縁層、１０５…パッシベーション層、１０７…第１配向膜、１１１…第２基板、１１３…第２共通電極、１１５、１２１、１３１…第２絶縁層、１１７…第２配向膜
【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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