(57)【要約】【課題】液晶表示パネルの品質低下を低減しつつ、処理時間を短縮することのできる配向安定化方法を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係る配向安定化方法は、液晶表示パネルの液晶セルに充填された、液晶材料と光重合性モノマーと光重合開始剤とを含む混合物に電圧を印加した状態で、この混合物に光重合開始剤の有効波長域よりも長い波長の紫外線のみを照射して、配向膜近傍の光重合性モノマーを重合させてポリマー層を形成させる１次照射工程（Ｓ３）と、１次照射工程（Ｓ３）の後、液晶セル内の混合物に電圧を印加しない状態で、この混合物に光重合開始剤の有効波長域内の波長の紫外線を照射して、残存する光重合性モノマーを完全に重合させる２次照射工程（Ｓ４）とを含んでいる。【選択図】図１
2009053544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配向膜が形成され互いに対向する一対の基板とこの一対の基板によって挟持された液晶材料とを備えた液晶表示パネルにおいて液晶材料の分子配向を安定化させる配向安定化方法であって、
上記液晶表示パネルにおいて上記一対の基板の間に充填された、上記液晶材料と光重合性材料と該光重合性材料の重合を促進する光重合開始剤とを含む混合物に電圧を印加した状態で、該混合物に光を照射して配向膜近傍の上記光重合性材料を重合させる１次照射工程と、
上記１次照射工程の後、上記混合物に電圧を印加しない状態で、該混合物に光を照射して上記光重合性材料をさらに重合させる２次照射工程とを含み、
上記１次照射工程では、上記２次照射工程よりも、照射する光によって上記光重合開始剤を活性化させないようにすることを特徴とする配向安定化方法。
【請求項２】
上記１次照射工程で照射する光は、上記２次照射工程で照射する光よりも、上記光重合開始剤によって吸収され難い波長を有していることを特徴とする、請求項１に記載の配向安定化方法。
【請求項３】
上記１次照射工程および２次照射工程で照射する光は、波長が３００ｎｍ以上の光のみであることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の配向安定化方法。
【請求項４】
上記１次照射工程では、上記光重合開始剤を活性化させない波長の光のみを照射し、
上記２次照射工程では、上記光重合開始剤を活性化させる波長の光を照射することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の配向安定化方法。
【請求項５】
上記光重合開始剤の光の吸収係数が波長３００ｎｍ以上の領域における吸収係数の最大値の１０分の１以上となる波長の範囲であって、かつ、３００ｎｍ以上の波長の範囲を上記光重合開始剤の有効波長域とすると、
上記１次照射工程では、上記光重合開始剤の有効波長域よりも長い波長の光のみを照射し、
上記２次照射工程では、上記光重合開始剤の有効波長域内の波長の光を照射することを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の配向安定化方法。
【請求項６】
上記光重合開始剤は、次の化学式
【化１】
2009053544.tif 000007
で示されるものであり、
上記１次照射工程では、３５０ｎｍ以上の波長を有する光のみを照射し、
上記２次照射工程では、３００ｎｍ以上３４０ｎｍ以下の波長を有する光を照射することを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の配向安定化方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の配向安定化方法の各工程を含んでいることを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項に記載の配向安定化方法の各工程を含んでいることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネルに関し、特に、液晶表示パネルに充填する液晶材料中に光重合性モノマーを添加し、液晶分子を所定の方向にチルトさせた状態で光照射を行って配向膜近傍にポリマーを形成させ、それによって液晶材料の分子配向を安定化させるポリマー配向安定化（Polymer Stabilized Alignment；以下「ＰＳＡ」という）技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に比べて薄くて軽量であり、また、駆動電圧が低く消費電力が小さいという利点を有している。そのため今日では、テレビ、ノートＰＣ（Personal Computer）、デスクトップＰＣ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話機などの様々な電子機器に液晶表示装置が用いられている。液晶表示装置の中でも特に高コントラストかつ広視野角なものとして、垂直配向モードの液晶表示装置が知られている。
【０００３】
垂直配向モードの液晶表示装置は、配向膜が形成された一対の基板と、この基板間に挟持された液晶材料とからなり、液晶分子が電圧無印加状態で基板に対して略垂直な方向に配向するように構成されている。ここで基板間に電圧を印加すると、電圧に応じて基板間の液晶分子が傾斜（チルト）し、一方の基板に設けられた偏光膜（ポラライザ）を透過した光が、他方の基板に設けられた偏光膜（アナライザ）を透過するようになる。
【０００４】
しかしながら、垂直配向モードの液晶表示装置は、電圧印加直後の液晶分子の傾き動作が安定しないため、高速応答化が困難であるという短所を有している。このような短所を改善する技術の１つとして、ＰＳＡ技術が提案されている。特許文献１には、ＰＳＡ技術の一例が開示されている。図１１は、ＰＳＡ技術の基礎概念を示す図である。
【０００５】
ＰＳＡ技術は、ポリマー形成により、表示領域全面にわたって液晶分子の配向を規定する技術である。ＰＳＡ技術では、液晶セルに充填する液晶材料中に光重合性モノマーを添加し、電圧印加により液晶分子を所定の方向に傾かせた状態で、紫外線照射を行って配向膜近傍にポリマーを形成させる。これにより、電圧印加直後の液晶分子の傾き動作が安定化するので、他の内部構造を追加しなくても高速応答が可能になる。
【０００６】
さらに、この技術によれば、液晶分子の傾斜方向を規定できるため、マルチドメイン方式を用いた垂直配向モードの液晶表示パネルにおいて、リブ、リベット、突起（Protrusion）などの分割配向に必要な各種構造物を廃することもできる。このため、垂直配向モードの液晶表示装置のさらなる高輝度化、高コントラスト化が可能になる。
【０００７】
ＰＳＡ技術では、通常、２段階の紫外線照射工程が用いられる。１次照射工程では、液晶材料および光重合性モノマーを含む液晶層に電圧を印加した状態で液晶層に紫外線を照射する。その結果、液晶材料の分子配向が傾斜した状態で、配向膜近傍のモノマーが重合してポリマー層が形成される。これにより、液晶分子の傾斜方向がポリマーに記憶される。続く２次照射工程では、電圧無印加状態で紫外線を照射する。これにより、液晶材料中に残存するモノマーが完全に重合し、モノマーが消滅する。
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ２００４／０８３９４７（平成16年９月30日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のＰＳＡ技術は、処理時間が長いという問題を抱えている。上述したそれぞれの紫外線照射工程で十分な効果を得るためには、例えば１次照射工程では５００秒程度、２次照射工程では３時間程度の紫外線照射が必要となる。２次照射工程では電圧を印加する必要がないため、液晶表示パネルを光源下に放置しておくだけでよいものの、３時間も要することから、液晶表示パネルの生産速度を低下させる要因の１つとなっている。量産時のタクトを考慮すると、処理時間を短縮することが望ましい。
【０００９】
紫外線の照射時間を短くするための手法としては、紫外線の強度を高めたり、紫外線の波長を短くしたりして、重合速度を向上させることが考えられる。しかしながら、高強度または短波長（例えば３００ｎｍ未満の波長）の紫外線を液晶表示パネルに照射すると、液晶表示パネルの信頼性が低下するという新たな問題を招来する。従って、この手法には限界がある。
【００１０】
また、別の手法としては、光重合開始剤を用いることが考えられる。一般に使用される光重合開始剤としては、例えば次の化学式
【００１１】
【化１】
2009053544.tif 000003
【００１２】
によって表される２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン（チバ・ガイギー社製イルガキュア６５１）などが挙げられる。イルガキュア６５１の吸収スペクトルは図１２の通りである。図１２は、溶媒（メタノール溶液）に対するイルガキュア６５１の濃度を、それぞれ０．１重量％（実線）、０．０１重量％（破線）、０．００１重量％（一点鎖線）にしたときの吸収スペクトルを示している。なお、図中、縦軸の吸収係数Ａは、透過前の光の強度をＩ０、透過後の光の強度をＩ１とすると、
【００１３】
【数１】
2009053544.tif 000004
【００１４】
によって表される。
【００１５】
ＪＳＲ社製ＡＬＡＨ−６５９からなる配向膜が設けられたテスト用のセルに、液晶材料としてメルク社製ＭＪ−９６１２１３、光重合性モノマーとして２官能モノマー：UVCL−85/30(大日本インキ)、光重合開始剤として上記のイルガキュア６５１を充填し、紫外線を照射量が２０Ｊ／ｃｍ２になるように所定の時間照射した後にセル内に残存している光重合性モノマーの濃度を測定した結果を図１３に示す。なお、図中の「光重合開始剤の濃度」は、液晶材料に対して所定の濃度（例えば３重量％）で添加されている光重合性モノマーの重量に対する光重合開始剤の重量の百分率である。図１３に示すように、残存モノマーの濃度は、光重合開始剤の添加濃度と負の相関を示す。従って、光重合開始剤の使用は確かに有効であるといえる。
【００１６】
しかしながら、光重合開始剤を添加した場合、双方の紫外線照射工程において光重合開始剤による重合促進が行われることにより、液晶表示パネルの表示領域に、図１４に示すような黒むらが発生するという新たな問題を招来する。この黒むらの発生機序について説明すると次の通りである。
【００１７】
液晶材料および光重合性モノマーに光重合開始剤を添加する場合、光重合開始剤は、液晶セル内で完全に均一な濃度にはならない。具体的には、液晶表示パネルの基板間に注入された液晶材料の混合物の先端が液晶セルの縁と衝突する位置において、光重合開始剤の濃度が低くなってしまう。この状態で１次照射工程により光重合が起こると、光重合開始剤の濃度が不均一であることにより、配向膜近傍でのポリマー形成も均一にならない。その結果、黒むらが発生してしまう。
【００１８】
さらに、短時間で形成されたポリマーは、基板への密着力が弱いため、打撃などの衝撃が液晶表示パネルに加わると基板から容易に剥離してしまう。その結果、液晶分子の傾斜が部分的に元に戻ってしまい、やはり黒むらが発生する。
【００１９】
以上のように、光重合開始剤を利用する場合には、紫外線照射処理の時間を短縮できる一方で、液晶表示パネルの品質が低下するといった問題がある。
【００２０】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、液晶表示パネルの品質低下を低減しつつ、処理時間を短縮することのできる配向安定化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明に係る配向安定化方法は、配向膜が形成され互いに対向する一対の基板とこの一対の基板によって挟持された液晶材料とを備えた液晶表示パネルにおいて液晶材料の分子配向を安定化させる配向安定化方法であって、上記液晶表示パネルにおいて上記一対の基板の間に充填された、上記液晶材料と光重合性材料と該光重合性材料の重合を促進する光重合開始剤とを含む混合物に電圧を印加した状態で、該混合物に光を照射して配向膜近傍の上記光重合性材料を重合させる１次照射工程と、上記１次照射工程の後、上記混合物に電圧を印加しない状態で、該混合物に光を照射して上記光重合性材料をさらに重合させる２次照射工程とを含み、上記１次照射工程では、上記２次照射工程よりも、照射する光によって上記光重合開始剤を活性化させないようにすることを特徴とする。
【００２２】
上記構成によれば、１次照射工程では、液晶材料と光重合性材料と光重合開始剤とを含む混合物に電圧が印加された状態で、この混合物に光が照射されるので、配向膜近傍の光重合性材料が重合し、配向膜近傍にポリマー層が形成される。このポリマー層によるアンカリング効果により、配向膜近傍の液晶材料にチルトが付与され、液晶材料の分子配向が安定化される。そして、２次照射工程では、混合物に電圧が印加されない状態で混合物に光が照射され、１次照射工程では重合しなかった残余の光重合性材料が重合する。
【００２３】
ここで、１次照射工程では、２次照射工程と比べると、照射する光によって光重合開始剤が活性化しないので、重合反応の促進が低減される。よって、光重合開始剤の濃度が不均一であったとしても、ポリマー層の形成が不均一になるのを低減することができる。さらに、ポリマー層の形成がゆっくりと行われることにより、形成されたポリマー層が衝撃などにより基板から剥離しにくくなる。従って、黒むらの発生が低減され、液晶表示パネルの品質低下を低減することができる。一方、２次照射工程では、照射する光によって光重合開始剤が活性化して重合反応が促進されるので、処理時間を短縮することができる。
【００２４】
なお、上記１次照射工程で照射する光は、上記２次照射工程で照射する光よりも、上記光重合開始剤によって吸収され難い波長を有していることが好ましい。
【００２５】
上記構成によれば、１次照射工程で照射される光は、２次照射工程で照射される光よりも光重合開始剤によって吸収され難い波長を有しているので、２次照射工程よりも光重合開始剤を活性化させないようにすることができる。
【００２６】
また、上記１次照射工程および２次照射工程で照射する光は、波長が３００ｎｍ以上の光のみであることが好ましい。
【００２７】
上記構成によれば、波長が３００ｎｍ未満の光が液晶表示パネルに照射されないので、液晶表示パネルの信頼性低下を防止することができる。
【００２８】
また、上記１次照射工程では、上記光重合開始剤を活性化させない波長の光のみを照射し、上記２次照射工程では、上記光重合開始剤を活性化させる波長の光を照射してもよい。
【００２９】
上記構成によれば、１次照射工程では光重合開始剤が活性化されないので光重合開始剤によって重合反応が促進されない。それゆえ、光重合開始剤の濃度が不均一であったとしても、ポリマー層の形成が不均一になるのを防止することができる。また、ポリマー層の形成がゆっくりと行われることにより、形成されたポリマー層が衝撃などにより基板から一層剥離しにくくなる。従って、黒むらの発生が防止され、液晶表示パネルの品質低下を防止することができる。
【００３０】
また、上記光重合開始剤の光の吸収係数が波長３００ｎｍ以上の領域における吸収係数の最大値の１０分の１以上となる波長の範囲であって、かつ、３００ｎｍ以上の波長の範囲を上記光重合開始剤の有効波長域とすると、上記１次照射工程では、上記光重合開始剤の有効波長域よりも長い波長の光のみを照射し、上記２次照射工程では、上記光重合開始剤の有効波長域内の波長の光を照射してもよい。
【００３１】
上記構成によれば、１次照射工程では、有効波長域よりも長い波長の光のみが照射されるため、光重合開始剤が殆ど活性化せず、重合反応も殆ど促進されない。よって、光重合開始剤の濃度が不均一であったとしても、ポリマー層の形成が不均一になるのを抑制することができる。さらに、ポリマー層の形成がゆっくりと行われることにより、形成されたポリマー層が衝撃などにより基板から剥離しにくくなる。従って、黒むらの発生が抑制され、液晶表示パネルの品質低下を抑制することができる。一方、２次照射工程では、重合開始剤の有効波長域内の波長の光が照射されるので、光重合開始剤が十分に活性化して重合反応が促進され、光の照射時間を十分に短縮することができる。
【００３２】
また、上記光重合開始剤は、次の化学式
【００３３】
【化２】
2009053544.tif 000005
【００３４】
で示されるものであり、上記１次照射工程では、３５０ｎｍ以上の波長を有する光のみを照射し、上記２次照射工程では、３００ｎｍ以上３４０ｎｍ以下の波長を有する光を照射してもよい。
【００３５】
上記構成によれば、後述する実施例に示すように、黒むらを発生させずに光の照射時間を短縮することができる。
【００３６】
また、本発明に係る液晶表示パネルの製造方法は、上述した配向安定化方法の各工程を含んでいることを特徴とする。上記構成によれば、上述した配向安定化方法の各工程を用いるため、液晶表示パネルの品質を落とすことなく、液晶表示パネルの生産効率を向上させることができる。
【００３７】
また、本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、上述した配向安定化方法の各工程を含んでいることを特徴とする。上記構成によれば、上述した配向安定化方法の各工程を用いるため、液晶表示装置の品質を落とすことなく、液晶表示装置の生産効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３８】
以上のように、本発明は、液晶材料と光重合性材料と光重合開始剤とを含む混合物に光を照射するとともに、１次照射工程では、２次照射工程よりも、照射する光によって光重合開始剤を活性化させない構成となっているため、上述したように、液晶表示パネルの品質低下を低減しつつ、処理時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明の一実施形態について図１から図４に基づいて説明すると以下の通りである。本実施形態のＰＳＡ方法（配向安定化方法）は、液晶材料および光重合性モノマー（光重合性材料）の混合物に光重合開始剤を添加するとともに、１次照射工程では光重合開始剤をなるべく活性化させず、２次照射工程で光重合開始剤を活性化させることを基本思想としている。以下では、本発明の一実施形態に係るＰＳＡ方法を用いた液晶表示装置の製造方法について説明する。
【００４０】
本実施形態の液晶表示装置の製造方法には、従来の液晶表示装置の製造方法に用いられる工程を適宜採用することができる。従って、以下では従来の液晶表示装置の製造方法と相違している点を中心に説明する。図１は、本実施形態の液晶表示装置の製造方法を示すフローチャートである。
【００４１】
まず、従来と同様の方法によって、液晶材料が充填される前の垂直配向モードの液晶表示パネルを製造する（Ｓ１）。具体的には、図２に示すように、第１のガラス板１１の上に、各画素に対応してＲ，Ｇ，Ｂのいずれかの色を有するカラーフィルタ１２Ａ・１２Ｂ・１２Ｃを設け、さらに、各カラーフィルタ間にブラックマトリクス１２Ｄを形成する。そして、カラーフィルタ１２Ａ・１２Ｂ・１２Ｃおよびブラックマトリクス１２Ｄの上に、これらを覆うようにＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる共通電極１３を形成する。さらに、この共通電極１３の上にこれを覆うように垂直配向膜１４を形成する。これにより、カラーフィルタ基板１０が得られる。
【００４２】
一方、第２のガラス板２１の上に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる画素電極２２および図示しないＴＦＴ（Thin Film Transistor）を画素ごとに形成する。そして、画素電極２２および図示しないＴＦＴの上に、これらを覆うように垂直配向膜２３を形成する。これにより、ＴＦＴアレイ基板２０が得られる。
【００４３】
次に、カラーフィルタ基板１０の垂直配向膜１４およびＴＦＴアレイ基板２０の垂直配向膜２３に対してラビング処理を施した後、両基板１０・２０を両基板の垂直配向膜同士が対向するように対向配置し、従来と同様の方法によって液晶材料充填前の液晶表示パネル５０を組み立てる。
【００４４】
次に、液晶材料、光重合性モノマー、および光重合開始剤の混合物を調製し、液晶表示パネル５０の２つの基板間（液晶セル）に、混合物を充填する（Ｓ２）。液晶材料は、液晶表示パネル５０のモードに応じて好適な公知の材料を選択することができる。一方、液晶材料に添加する光重合性モノマーも特に限定されるものではないが、平面的なポリマーを形成可能か否か、および、得られるポリマーの剛直性の観点から、２官能の光重合性モノマーを好適に用いることができる。２官能の光重合性モノマーのなかでも、２つのベンゼン環が連なった骨格を有する液晶性２官能モノマーが、重合後のポリマーに剛直性を付与することができることから好ましい。
【００４５】
なお、光重合性モノマーとしては、２官能の光重合性モノマー以外に、反応性向上などを目的として、３官能以上の光重合性モノマーを使用することもできる。３官能以上の光重合性モノマーとしては、例えばＴＭＰＴ（トリメチロールプロパントリメタクリレート）が挙げられる。
【００４６】
続いて、図２に示すように、カラーフィルタ基板１０の共通電極１３およびＴＦＴアレイ基板２０の画素電極２２を介して、液晶材料、光重合性モノマーおよび光重合開始剤を含む混合物３０に電圧を印加して、混合物中の液晶材料の分子配向を基板面に垂直な方向から傾ける。そして、混合物３０に電圧を印加した状態のまま、混合物３０に、光重合開始剤の有効波長域よりも長く、かつ、光重合性モノマーを重合させられる波長を有する紫外線（光）を照射する（Ｓ３）。
【００４７】
ここで、光重合開始剤の有効波長域とは、光重合開始剤に光を照射した場合に、該光重合開始剤を十分に活性化させて光重合性モノマーの重合反応を促進させるような光の波長の範囲である。また、光重合性モノマーを重合させられる波長とは、光重合性モノマーによって異なるが、通常４００ｎｍ以下である。
【００４８】
このステップにより、垂直配向膜１４・２３近傍の混合物中の光重合性モノマーが紫外線によって重合し、液晶セル内に、垂直配向膜１４・２３と接するポリマー層が形成される。その結果、垂直配向膜１４・２３近傍の液晶材料にチルトが付与され、液晶材料の配向方向が規定される。
【００４９】
このステップでは、有効波長域外の波長を有し、有効波長域内の波長を有しない紫外線を照射するため、光重合開始剤は実質的に活性化されることはない。よって、光重合開始剤による光重合性モノマーの重合促進が実質的に行われない。それゆえ、光重合開始剤の濃度が液晶セル内で均一か不均一かに関らず、ポリマー層を均一に形成させることができる。また、ポリマー層の形成は、光重合開始剤によって促進されず、ゆっくりと行われるので、垂直配向膜１４・２３と接して形成されたポリマー層が、衝撃などにより容易に剥離してしまうこともない。従って、黒むらの発生が抑制される。
【００５０】
なお、このステップで照射する紫外線は、黒むらの発生に繋がらず無視できる程度僅かであれば、光重合開始剤を活性化させても構わない。ただし、液晶表示パネルの品質を損なわないようにする観点から、このステップで照射する紫外線は波長が３００ｎｍ以上であることが好ましい。従って、本明細書では、光重合開始剤の吸収スペクトルを作成した場合に、光の吸収係数が、波長３００ｎｍ以上の領域における吸収係数の最大値の１０分の１以上になるような波長の範囲で、かつ、３００ｎｍ以上の波長の範囲を「光重合開始剤の有効波長域」と定義する。
【００５１】
光重合開始剤の吸収スペクトルと有効波長域との関係の一例を図４に示す。実際には、図４に示すように、光重合開始剤の有効波長域よりも短い波長は、３００ｎｍ未満になってしまうので、このステップでは、光重合開始剤の有効波長域よりも長い波長の光を照射する。また、上述したように、光重合性モノマーを重合させられる光の波長は通常４００ｎｍ以下であるため、本実施形態で用いる光重合開始剤としては、有効波長域の上限が４００ｎｍ未満であるものが好ましい。
【００５２】
なお、所望の波長を有する紫外線を照射するためには、所望の波長の紫外線のみを照射する紫外線照射装置を用いてもよいし、紫外線照射装置から照射された紫外線に対してカットフィルタなどによって波長の切り分けを行い、所望の波長を有する紫外線を抽出してもよい。
【００５３】
また、このステップで照射する紫外線は、なるべく光重合開始剤の有効波長域内の波長の光を含んでいないことが好ましいが、黒むらの発生に繋がらず無視できる程度わずかであれば、有効波長域内の波長の光を含んでいてもよい。
【００５４】
次に、混合物３０に印加していた電圧を解除し、電圧を印加していない状態で混合物３０に光重合開始剤の有効波長域内の波長を有する紫外線を照射する（Ｓ４）。このステップにより、混合物中に残存していた未反応の光重合性モノマーが完全に反応し、混合物中に残存していた光重合性モノマーが消滅する。
【００５５】
このステップでは、有効波長域内の波長を有する紫外線を照射するため、光重合開始剤が活性化され、光重合性モノマーの重合反応が光重合開始剤によって促進される。それゆえ、光重合開始剤を用いない場合よりも短い時間で残存モノマーの重合処理を完了させることができる。なお、このステップで照射する紫外線は、有効波長域内の波長を有する光さえ含んでいれば、有効波長域外の波長を有する光を含んでいても含んでいなくてもどちらでもよい。
【００５６】
そして、カラーフィルタ基板１０およびＴＦＴアレイ基板２０の外側表面上に、位相差フィルムおよび偏光膜を貼り付け、液晶表示パネルが完成する。
【００５７】
以上の工程によって製造された液晶表示パネルを、公知の方法によって製造したバックライト、制御回路、ソースドライバ、およびゲートドライバなどとともに筐体に組み込み、液晶表示装置が完成する（Ｓ５）。
【００５８】
以上の工程のうち、ステップＳ１〜Ｓ４は、本発明に係る液晶表示パネルの製造方法の一実施形態に対応し、ステップＳ３，Ｓ４は、本発明に係る配向安定化方法の一実施形態に対応し、ステップＳ１〜Ｓ５は、本発明に係る液晶表示装置の一実施形態に対応する。
【００５９】
以上のように、本実施形態では、液晶材料および光重合性ポリマーの混合物に光重合開始剤を添加し、ステップＳ３の１次照射工程において、光重合開始剤の有効波長域よりも長い波長の光のみを照射し、ステップＳ４の２次照射工程で、光重合開始剤の有効波長域内の波長の光を照射する構成となっている。それゆえ、上述したように、黒むらの発生を抑制しつつ、短時間で処理を終えることができる。
【００６０】
ただし、本発明はこの構成に限定されない。本発明は、１次照射工程において、２次照射工程よりも、照射する光によって光重合開始剤を活性化させないようにすることを基本思想とする。この構成によれば、２次照射工程において光重合開始剤が活性化され、光重合性モノマーの重合反応が促進されるために、２次照射処理を短縮することができる。一方、１次照射工程では、２次照射工程のときよりも光重合開始剤が活性化されないので、１次照射工程で光重合開始剤の重合促進による黒むらの発生を低減することができる。それゆえ、本発明の目的を達成することができる。
【００６１】
そして、１次照射工程において２次照射工程よりも光重合開始剤を活性化させないためには、１次照射工程で照射する光の波長を、２次照射工程で照射する光の波長よりも、光重合開始剤によって吸収され難い波長にすることが好ましい。これにより、１次照射工程において、２次照射工程よりも光重合開始剤を活性化させないようにすることができる。
【００６２】
なお、本発明は垂直配向モード以外の液晶表示装置や、マルチドメイン方式を用いた垂直配向モード（ＭＶＡモード）の液晶表示装置などにも同様に適用することができる。また、ＭＶＡモードの液晶表示装置に本発明を適用する場合、リブ、リベット、突起などの分割配向に必要な構造物を廃してもよいし、分割配向に必要な構造物と本発明に係るＰＳＡ方法の双方を組み合わせてもよい。
【実施例１】
【００６３】
以下では、本発明の一実施例について図４から図１０に基づいて説明する。
【００６４】
本実施例では、セルギャップが３．５μｍの液晶表示パネルを使用した。また、配向膜にはALAH-659(JSR)、液晶材料には負の誘電異方性を有するネガ型ネマティック液晶材料、光重合性モノマーにはUVCL-85/30（大日本インキ）、光重合開始剤には日本シーベルヘグナー社製ＳＰＥＥＤＣＵＲＥ  ＥＨＡを使用した。
【００６５】
光重合開始剤として使用したＳＰＥＥＤＣＵＲＥ  ＥＨＡの化学式は次の通りである。
【００６６】
【化３】
2009053544.tif 000006
【００６７】
また、ＳＰＥＥＤＣＵＲＥ  ＥＨＡの吸収スペクトルを図４に示す。ＳＰＥＥＤＣＵＲＥ  ＥＨＡの吸収スペクトルは、図４に示すように波長が約３１０ｎｍのときにピークを示す。また、波長が約３４０ｎｍのときに、吸収係数がピーク値の１０分の１になる。従って、この光重合開始剤の有効波長域は、３００ｎｍ以上約３４０ｎｍ以下である。
【００６８】
図４に示す光重合開始剤の吸収スペクトルによれば、１次照射工程では、照射する光の波長を３５０ｎｍ以上にすれば、光重合開始剤を殆ど活性化させることがないと考えられる。一方、２次照射工程では、照射する光の波長を３４０ｎｍ以下にすれば、光重合開始剤を十分に活性化できると考えられる。
【００６９】
そして、液晶材料に対する光重合性モノマーの濃度が０．３重量％、また、光重合性モノマーに対する光重合開始剤の濃度が５重量％になるように、液晶材料、光重合性モノマーおよび光重合開始剤を含む混合物を調製した。続いて、この混合物を液晶表示パネルの液晶セルに充填し、実施形態のステップＳ３に対応する１次照射工程を行った。なお、画素電極および共通電極を介して液晶セル内の混合物に印加する電圧はＡＣ１０Ｖとした。
【００７０】
１次照射工程において用いた紫外線の強度スペクトルは図５のとおりである。この工程では、約３６５ｎｍの波長を有する光を照射した。また、光重合開始剤の吸収スペクトルと１次照射工程にて用いた紫外線の強度スペクトルとを重ね合わせたものを図６に示す。図６に示すように、１次照射工程で用いた紫外線は、光重合開始剤を殆ど活性化させないことが分かる。この１次照射工程では、５００秒間紫外線を照射した。これにより、図９に示すように、配向膜近傍のモノマーが重合し、ポリマー層が形成された。
【００７１】
次に、印加していた電圧を解除し、実施形態のステップＳ４に対応する２次照射工程を行った。２次照射工程において用いた紫外線の強度スペクトルは図７のとおりである。この工程では、約３１３ｎｍの波長を有する光を照射した。また、光重合開始剤の吸収スペクトルと２次照射工程にて用いた紫外線の強度スペクトルとを重ね合わせたものを図８に示す。図８に示すように、２次照射工程で用いた紫外線は、光重合開始剤を十分に活性化できることが分かる。この２次照射工程では、２時間紫外線を照射した。これにより、図１０に示すように、液晶セル内の残存モノマーが速やかに消滅した。
【００７２】
以上のようにして得られた液晶表示パネルに、黒むらは見られなかった。本実施例では、液晶表示パネルの品質を損なうことなく、紫外線照射処理の時間を従来よりも大幅に短縮することに成功した。
【００７３】
本発明は上述した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書で示した数値範囲以外であっても、本発明の趣旨に反しない合理的な範囲であれば、本発明に含まれることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は垂直配向モードの液晶表示装置などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであり、液晶表示装置の製造工程を示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施形態を示すものであり、液晶表示パネルに含まれるカラーフィルタ基板およびＴＦＴアレイ基板の構造を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すものであり、１次照射工程の様子を示す液晶表示パネルの断面図である。
【図４】本発明の一実施例を示すものであり、光重合開始剤の吸収スペクトルを示す図である。
【図５】本発明の一実施例を示すものであり、１次照射工程で照射した紫外線の強度スペクトルを示す図である。
【図６】本発明の一実施例を示すものであり、光重合開始剤の吸収スペクトルと、１次照射工程で照射した紫外線の強度スペクトルとの関係を示す図である。
【図７】本発明の一実施例を示すものであり、２次照射工程で照射した紫外線の強度スペクトルを示す図である。
【図８】本発明の一実施例を示すものであり、光重合開始剤の吸収スペクトルと、２次照射工程で照射した紫外線の強度スペクトルとの関係を示す図である。
【図９】本発明の一実施例を示すものであり、１次照射工程の様子を示す図である。
【図１０】本発明の一実施例を示すものであり、２次照射工程の様子を示す図である。
【図１１】ＰＳＡ技術の基礎概念を示す図である。
【図１２】光重合開始剤の吸収スペクトルを示す図である。
【図１３】光重合開始剤の添加濃度と残存モノマーの濃度との関係を示す図である。
【図１４】液晶表示パネルに発生した黒むらを示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０    カラーフィルタ基板
１１    第１のガラス板
１２Ａ・１２Ｂ・１２Ｃ  カラーフィルタ
１２Ｄ  ブラックマトリクス
１３    共通電極
１４    垂直配向膜
２０    ＴＦＴアレイ基板
２１    第２のガラス板
２２    画素電極
２３    垂直配向膜
３０    混合物
５０    液晶表示パネル
【図１】
2009053544.tif 000008
【図２】
2009053544.tif 000009
【図３】
2009053544.tif 000010
【図４】
2009053544.tif 000011
【図５】
2009053544.tif 000012
【図６】
2009053544.tif 000013
【図７】
2009053544.tif 000014
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2009053544.tif 000018
【図１２】
2009053544.tif 000019
【図１３】
2009053544.tif 000020
【図１４】
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